DE2304597A1

DE2304597A1 - Verfahren zur abscheidung von feststoffpartikeln aus gasen und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2304597A1
Application number: DE19732304597
Authority: DE
Inventors: Sabahattin Algan
Original assignee: SIEREK GUENTER
Current assignee: SIEREK GUENTER
Priority date: 1973-01-31
Filing date: 1973-01-31
Publication date: 1974-08-08

Description

Verfahren zur Abscheidung von Feststoffpartikeln aus Gasen und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidung von Feststoffpartikeln aus Gasen, sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Feststoffpartikel von dem Gas, in dem sie mitgeführt werden, mit möglichst einfachen konstruktiven Mitteln zu trennen.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das die Feststoffpartikel enthaltende Gas durch einen Bereich hindurchgeleitet wird, in demeSiner in Resonanz befindlichen Ultraschall-Schwingung ausgesetzt ist. Eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein Ultraschall-Resonator in einem Rohr angeordnet ist, das zur Leitung des die Feststoffpartikeln enthaltenden Gases dient.
Eihe vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, daß das Rohr zur Leitung des die Feststoffpartikeln enthaltenden Gases senkrecht, der Ultraschall-Resonator im oberen Bereich angeordnet ist, das Rohr in seinem unteren Bereich eine Zuleitung zur Zuführung des Gases aufweist und unterhalb der Zuleitung eine oeffnung zur Entnahme der herabgefallenen Feststoffpartikel vorgesehen ist.
Ein derartiges Rohr kann beispielsweise einen Kamin darstellen, durch den Feststoffpartikel enthaltende Gase von unten nach oben abströmen. Durch die Einwirkung einer sich in Resonanz befindenden Ultraschall-Schwingung werden die Partikel an denjenigen Stellen in dem Bereich angehäuft bzw. konzentriert, an denen sich Schwingungsknoten ausbilden. Dieser Effekt ist an sich in der Physik bekannt (Beschreibung des sog. Kundt'schen Rohres), so daß er im vorliegenden Zusammenhang nicht im einzelnen beschrieben werden muß; es genügt an dieser Stelle, darauf hinzuweisen, daß die Schalischwingung auch die Partikel in Schwingung versetzt, die zu der Anhäufung an den Knotenpunkten der Schwingung führt.
Diese Partikelansammlungen können sich nun, der Schwerkraft folgend, am Boden des Rohres absetzen und dort von Zeit zu Zeit entfernt werden. Dient das Rohr, wie bei der oben erwähnten weiteren Ausbildung der Erfindung, zur Führung des die Partikel enthaltenden Gases selbst, so geschieht das dann, wenn sich die Partikelansammlungen entgegen der Strömungsrichtung des Gases, durch das sie zunächst in den Bereich der Ultraschall-Schwingung transportiert worden sind, in den unteren Bereich des Rohres bewegen. Das wird aber durch die Anhäufung der Partikel zu Partikelansammlungen im Bereich der Ultraschall-Schwingung selbst gewährleitet. Das ist die Folge davon, daß die infolge der Einwirkung der Ultraschall-Schwingung entstehenden Partikelansammlungen eine höhere Dichte als die zunächst in dem Gas gleichmäßig verteilten Feststoffpartikel aufweisen. Sie entsteht durch die Kohäsion der einzelnen Partikel zueinander.
Die Partikelansammlungen wirken ferner als Kondensationskerne.
Diese Wirkung wiederum wird durch die Ansammlung der Partikel selbst verstarkt, so daß sich dadurch der zunächst in dem Gas fein verteilten Partikel zu Ansammlungen anhäufen, die den Charakter von Klumpen haben. Die Ansammlungen werden ferner durch das Einwirken der verschiedenen elektrischen Ladungen der Partikel aufeinander bestärkt. Diese Ladungen entstehen in verschiedenster Weise im Laufe des Transports der Partikel in dem Gas, so vorwiegend durch Reibung aneinander und an den Gasmolekülen. Bei den z.B. in Schornsteinen vorhandenen Strömungsgeschwindigkeiten der Gase (ca. lm/sec.) ergibt sich beim Herabfallen der Partikelansammlungen eine laminare Strömung.
Als Folge dieser geschilderten Verhältnisse fallen die Partikelansammlungen entgegen die Einwirkung des nach oben strömenden Gases in einem Schornstein herab und können im unteren Bereich desselben entnommen werden.
Selbst wenn dieser Vorgang zunächst im Einzelfall nicht perfekt abläuft, d.h., daß wenn einzelne Teile dieser beschriebenen Partikelansammlungen durch die entgegenlaufende Gas strömung wiederaufgenommen und nach oben getragen werden, stellen sie doch gegenüber der ursprünglichen Verteilung der Partikel in dem Gasstrom bereits eine stärkere Konzentration der Partikel dar, die dann erneut im Bereich der Einwirkung der Ultraschall-Schwingung wieder zu Partikelansammlungen verdichtet wird, so daß eine gewisse# Iterationswirkung eintritt, die schließlich zu dem beschriebenen Herabfallen größerer Partikelansammlungen führt.
Ein bedeutender Vorteil der Erfindung liegt darin, daß eine Reinigung des Gases von Feststoffpartikel ohne Verwendung eines Filters, und damit auch ohne eine entsprechende Filterverschmutzung die Notwendigkeit einer Reinigung des Filters möglich wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Figur beschrieben.
Mit 1 ist ein Schornstein bezeichnet, in dessen unterem Bereich eine Zuleitung 2 vorgesehen ist, durch die Feststoffpartikel enthaltendes Gas in den Schornstein 1 eintritt. Die Zuleitung kommt von einer Einrichtung 3, in der Feststoffpartikel enthaltendes Gas, das von den Feststoffpartikeln gereinigt werden soll, entsteht, also beispielsweise von irgendeinem industriellen oder auch anderen Ofen, staubbildenden Verarbeitungsanlagen o.dgl.
Im oberen Bereich des Schornsteines 1 ist an der Stelle 4 ein Ultraschall-Resonator vorgesehen. Er besteht aus dem Schwingungsgeber 5 und einem ihm gegenüber angeordneten Reflektor 6. Der Abstand von Schwingungsgeber 5 und Reflektor 6 ist so bestimmt, daß er ein mehrfaches der Hälfte der Wellenlänge der Ultraschall-Schwingung beträgt, also d = m.#(m-2,3,.. .) ist. Bei Erregung dessSchwingungsgebers 5 bildet sich zwischen diesem und dem Reflektor 6 eine resonante Schwingung auf, die in Abständen von /2 Schwingungsknoten aufweist, an denen sich Partikelansammlungen 7 bilden.
Die Erregung des Schwingungsgebers 5 erfolgt über einen elektromechanischen Schwingungswandler (Transducer) 8, der über Leitungen 9 und 10 mit einem Oszillator 11 verbunden ist, dessen Frequenz mit Hilfe von geeigneten Einstellvorrichtungen 12 einstellbar ist.
Die Ausbildung eines derartigen Schwingungswandlers 8, eines Oszillators 11 und einer dafür geeigneten Einstellvorrichtung 12 ist an sich bekannt, so daß sich im vorliegenden Zusammenhang eine detaillierte Beschreibung erübrigt.
Die Partikelansammlungen 7 fallen nun in Richtung des eingezeichneten Pfeiles 13 infolge der Einwirkung der Schwerkraft auf sie herab. Die Fallrichtung ist der Strömungsrichtung des von der Zuleitung 2 durch den Schornstein 1 ausströmenden Gases, die mit 14 bezeichnet ist entgegengerichtet. Ein Herabfallen ist aber dennoch möglich, da die Einwirkung der Schwerkraft auf die Partikelansammlungen größer als die Einwirkung des aufwärtsströmenden Gases auf diese ist. Das ist, worauf bereits hingewiesen wurde, wohl damit zu erklären, daß sich um die herabfallenden Partikelansammlungen in dem aufsteigenden Gasstrom eine laminare Strömung ausbildet und die Dichte der Partikelansammlungen derart ist, daß sich, anders als bei den ursprünglicherweise gleichmäßig in der Gasströmung verteilten Partikel, infolge der Einwirkung der Schwerkraft auf die Partikelansammlungen eine nach abwärts gerichtete Kraft ausbildet, die größer ist als die Kraft, die von dem aufströmenden Gas auf die Ansammlungen ausgeübt wird.
Unterhalb der Zuleitung 2 ist im Schornstein eine Tür 15 vorgesehen, durch die die Anhäufung 16 der herabgefallenen Partikelansammlungen 7 von Zeit zu Zeit entfernt werden kann.
Patentansprüche:

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Abscheidung von Feststoffpartikeln aus Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß das die Feststoffpartikel enthaltende Gas durch einen Bereich hindurchgeleitet wird, in dem einer in Resonanz befindlichen Ultraschall-Schwingung ausgesetzt ist.
2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ultraschall-Resonator (5,6) in einem Rohr (1) angeordnet ist, das zur Leitung des die Feststoffpartikel enthaltenden Gases dient.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschall-Resonator (5,6) derart angeordnet ist, daß die Ausbreitung der in ihm entstehenden Schallwellen senkrecht zu der Richtung (14) erfolgt, in der das Feststoffpartikel enthaltende Gas geleitet wird.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschall-Resonator (5,6) in dem das die Feststoffpartikel enthaltende Gas leitenden Rohr (1) dadurch gebildet wird, daß an einer Seite des Rohres (1) ein durch einen elektromechanischen Schwingungswandler (8) erregter Schwingungsgeber (5) und diesem gegenüber ein Reflektor (6) angeordnet ist, und der Abstand zwischen dem Schwingungsgeber (5) und dem Reflektor (6) m >2 (m =2,3,...) beträgt.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Ultraschall-Resonators einstellbar (12) ist.
6. Anordnung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) zur Leitung des die Feststoffpartikel enthaltenden Gases senkrecht, der Ultraschall-Resonator (5,6) im oberen Bereich des Rohres (1) angeordnet ist, das Rohr (1) in seinem unteren Bereich eine Zuleitung (2) zur Zuführung des Gases aufweist und unterhalb der Zuleitung (2) eine (5ffnung(15) zur Entnahme der herabgefallenen Feststoffpartikelansammlungen (16) vorgesehen ist.
7. Anordnung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr durch einen Schornstein gebildet wird.

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