DE2314341A1

DE2314341A1 - Vorrichtung zur beseitigung teilchenfoermiger und gasfoermiger verunreinigungen aus rauchgasen

Info

Publication number: DE2314341A1
Application number: DE19732314341
Authority: DE
Inventors: William A Crowley
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-05-10
Filing date: 1973-03-22
Publication date: 1973-11-29
Also published as: FR2183688A1; JPS4922631A; FR2183688B1; US3733788A; GB1364003A; IT982133B

Description

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William A. Crowley, 8418 52nd Avenue,¹ Elmhurst, Hew York 11373« V.St.A.

Vorrichtung zur Beseitigung teilchenförmiger und gasförmiger Verunreinigungen aus Rauchgasen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Reinigung von Rauchgasen.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Beseitigung teilchenförmiger und gasförmiger Verunreinigungen aus Rauchgasen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,'eine Vorrichtung zu schaffen, die in einem Schornstein oder einer Esse montierbar ist und mittels welcher dem Rauchgas ein Flüssigkeitsstrom zur Beseitigung teilchenförmiger und gasförmiger Verunreinigungen zuführbar ist.

Die Erfindung schafft eine solche Vorrichtung, mittels welcher die Flüssigkeit zur Ausscheidung der beseitigten Verunreinigungen behandelt und die behandelte Flüssigkeit iin Interesse eines wirksamen und wirtschaftlichen Be-

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triebes dera System wieder zugeführt werden kann.

Die Erfindung schafft ferner eine solche Vorrichtung, mittels welcher die Rauchgase abgelenkt und umgelenkt werden, so daß sie zur wirksamen Reinigung derselben durch einen quergerichteten Flüssigkeitsschleier hindurchgeführt werden.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in einem Schornstein leicht montierbar und gegebenen Verhältnissen anpaf3bar.

Eine Vorrichtung zur Beseitigung teilclienfÖrmiger und gasförmiger Verunreinigungen aus Rauchgasen gemäß der Erfindung zeichnet sich durch einfache und billige Herst ellbarkeit aus.

Dies alles wird dadurch errächt, daß die Vorrichtung zum Reinigen von Rauchgasen durch Beseitigung teilchenförmiger und gasförmiger Verunreinigungen gemäß der Erfindung eine in dem Schornstein vorgesehene Leitung zum Hindurch— leiten der Rauchgase sowie einen oberhalb des oberen Endes der Leitung quer zu dieser angeordneten, einen ringförmigen Kanal für die, Rauchgase begrenzenden Ablenker und eine Düse zum Liefern eines Wasserschleiers quer zur Strornungs richtung der abgelenkten Rauchgase für die Beseitigung der Verunreinigungen aufweist, wobei das Wasser dann zu einem Sammelbehälter und einer Ausiührleitung aus dem Schornstein geführt wird.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise dargestellt»

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung r :onischen -3-

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gemäß der Erfindung in einem Schornstein und

Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Vorrichtung entlang der Linie 2-2 in Fig. 1.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist innerhalb eines Schornsteines 11 eine Rauchgasreinigungseinheit 10 vorgesehen.. Die Rauchgasreinigungseinheit 10 weist einen länglichen zylindrischen hohlen Leitungsabschnitt 12 auf, der zentral innerhalb des Schornsteins 11 in vertikaler Stellung angeordnet ist. Der Leitungsabschnitt 12 ist (typischerweise) mittels vier Traggliedern 13 fest in einem Abstand von der Innenseite des Schornsteins aufgelagert. An das untere Ende 12a der zylindrischen Leitung 12 schließt sich ein mit diesem einstückig gebildeter, sich nach unten zu kegelstumpfförmig erweiternder Leitungsabschnitt 1k an. Der kegelstumpfförmige Abschnitt erstreckt sich auswärts zur Innenseite des Schornsteins und kann an diesem fest angebracht sein. In einem Abstand oberhalb des oberen Endes 12b des zylindrischen Leitungsabschnittes 12 befindet sich ein konischer Umlenker 15· Dieser ümlenker erstreckt sich abwärts und über den oberen Rand 12b der zylindrischen Leitung 12 hinaus nach außen, und seine Kante 15a endet einwärts der Innenseite des Schornsteins 11, so daß die Kante 15a und der Schornstein 11 zusammen einen Ringkanal für die Rauchgase bilden. Der Ümlenker 15 ist ( typischerweise) in einem Abstand oberhalb des oberen Randes 12b der Leitung an diesem mittels Anbaukonsolen 16b montiert.

Zwischen den Innenmantel des Schornsteins 11 und den Außenmantel des zylindrischen Leitungsabschnittes 12 ist eine Wassersammeiwanne 16 in Form einer ringförmigen

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Schale eingepaßt. Arn tiefsten Punkt dieser Sammelwanne befindet sich eine Abflußöffnung 1oa, an der eine Abflußleitung 17 für die Ableitung des mit Verunreinigungen beladenen Wassers unter der Wirkung der Schwerkraft angeschlossen ist.

Oberhalb des konischen Umlenkers 1 5 ist in dem Schornstein eine Wasseraustrittsdüse 18 in der Querrichtung montiert, die in den Schornstein Wasser unter D_ruck liefert. Diese Düse ist vorzugsweise von halbzylindrischer Ausbildung und ist vom reduzierenden Typ (siehe -Pig. ζ). Der Ausdruck "vom reduzie-r enden Typ' soll bedeuten, daß die Eintrittsöffnung wesentlich großer als die Austrittsöffnung, z.B. kreisförmig nj.it 100 mm (h. inch») Durchmesser im Vergleich zu einem "horizontalen Austrittsschlitz mit einer vertikalen Schiit; >: or ei te von ca, 12,7 nun (0,5 inch) ist. Im Betrieb sind die Rauchgase, die einen (nicht dargestellten) Feuerraum verlas sen ""durch den Schornstein nach oben abziehen, r.\xt gasförmigen, und teilchenförmigen Verunreinigungen beladen. Die .Rauchgase treten zunächst in den kegelstumpffinnigen Abschnitt 1i ein und ziehen dann durch den vertikalen Leitungeabschnitt 12 hindurch nach oben und verlassen Liesen an seinem oberen Ende. Anschließend werden die Rauchgase durch den konischen Umlenker 15 nach außen und durch dan genannten Ringkanal nach oben umgelenkt. Ein Teil der Rauchgase strömt nun entlang der Unterseite der Düse 18 vor die Mündung 18b derselben, und der Rest der Rauchgase gelangt auf direkterem Weg vor die Düsenmündung ISb.

Die Düse 18 erzeugt einen quer zur Strömungsrichtung der abgelenkten Rauchgase gerichteten Wasserschleier, der

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auf die der Düse 18 gegenüberliegende Innenwand des Schornsteines auf trifft. Auf diese Wei'se werden die Rauchgase und das Wasser innig vermischt, und die Verunreinigungen der Rauchgase gehen in das Wasser über. Die gasförmigen Verunreinigungen werden in dem Wasser gelöst, während die teilchenförmigen Verunreinigungen von dem Wasser mitgerissen werden.

Das nun mit den Verunreinigungen beladene Wasser fließt zur Sammelwanne 16 und von dort über die Abflußleitung 17 aus dem Schornstein 11 heraus. Dieses gebrauchte Wasser strömt durch die Leitung IO5 zu einem Feststoffilter 101, vorzugsweise einem Siebfilter, in dem feste Teilchen aus dem gebrauchten Wasser ausgefiltert werden. Die so gefilterte Flüssigkeit gelangt nun in einen Absetz- und Aufenthaltsbehälter 102, in dem die in der Filtereinheit nicht beseitigten Teilchen abgesetzt werden, und das klare gefilterte Wasser wird durch die Leitung I03 in der Nähe des oberen Endes 102a des Behälters 102 entlassen. Am unteren Teil 102b des Behälters 102 befindet sich eine Austrittsleitung MSk, durch die das mit Absetzstoffen beladene Wasser vom Boden des Behälters einer Wiedergewinnungseinheit IO6 zugeführt wird, in der das Wasser zur Beseitigung gasförmiger und teilchenförmiger Verunreinigungen behandelt wird. Das so behandelte aufgefrischte Wasser kann dann, wenn erwünscht, dem System zur Wiederverwendung zugeführt werden.

Bei einem Umwälzsystem wird als Ersatz für das vom Behälter 102 abgezogene Wasser aus einem Vorratsbehälter 107 Nachspeisewasser geliefert. Wie dargestellt, kann das Nachspeisewasser durch die Leitung 108 dem aus dem Behälter 103 kommenden klaren gefilterten Wasscfr mittels

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eines Steuerventils 109 automatisch verhältnisgemäß beigemischt werden. Auf diese Weise wird die Menge der dem Schornstein ·11 wieder zugeführten Restverunreinigungen auf das gewünschte und vertretbare, äußerst geringe Maß vermindert. Der Mischwasserstrom aus dem Ventil 109 gelangt durch die Rohrleitung 111 zur Fliehkraftpumpe 110, von wo er unter Druck durch die Leitung 112 der Liefer— düse 18 im Schornstein 11 wieder zugeführt wird. In Fig. 1 und 2 sind die oben beschriebenen Strömungswege des Wassers durch Pfeile angedeutet.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform der Erf-indung kann in dem Schornstein in einem Abstand zwischen dem konischen Umlenker und der Düse eine horizontale Lenkplatte oder ein Rauchschieber angeordnet sein, um die gewünschte Strömungsrichtung der Rauchgase durch den Wasserschleier aus der Düse zu gewährleisten.

Die zur Behandlung der Rauchgase verwendete Flüssigkeit ist normalerweise Wasser, kann jedoch jede beliebige andere geeignete Flüssigkeit, vorzugsweise eine wäßrige Flüssigkeit, sein. Die Flüssigkeit soll in hohem Maße stabil (nicht flüchtig) sein und ein gutes Lösungsmittel für in dem Rauchgas vorhandene schädliche Verunreir. nigungsgase sein.

Rauchgase enthalten im allgemeinen gasförmige schädliche Verbrennungeprodukte des etwa in dem Brennstoff enthaltenen Schwefels. Diese schädlichen gasförmigen Verbrennungsprodukte sind hauptsächlich schwefelhaltige Gase, wie Schwefelwasserstoff, Schwefeldioxyd und Schwefeltrioxyd, die in unterschiedlichem Maß in wäßrigen Medien löslich sind. Wenn also die für die Durchführung der Erfindung

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verwendete Flüssigleit Wasser oder eine andere wäßrige Flüssigkeit ist, werden die genannten löslichen schädlichen Gase darin gelöst" und aus dem Schornstein beseitigt.

Zur Verminderung der Betriebskosten ist es häufig erwünscht, die aus dom Schornstein kommende gebrauchte Flüssigkeit umzuwälzen. Soweit die gebrauchte Flüssigkeit teilchenförmige Verunreinigungen, wie Staub und Flugasche, und außerdem, wie oben erwähnt, gelöste schwefelhaltige Gase enthält, muß mindestens ein Teil der teilchenförmigen und gasförmigen Verunreinigungen durch Abscheide- und Wiedergewinnungsmaßnahmen beseitigt werden. Diese Abscheidungsund Wiedergewinnungsmaßnahmen sind im allgemeinen erforderlich, um eine Sättigung des Wasserumwälzsystems mit Verunreinigungen zu vermeiden.

Geeignete Abscheidungsmaßnahmen für die teilchenförmigen Verunreinigungen sind beispielsweise Filtern, Absetzen, Koagulieren sowie andere Maßnahmen zur Feststoffabscheidung.

Geeignete AbscheidungsraaßnsJunen für gelöste gasförmige Verunreinigungen sind beispielsweise die Rektifikation mit Dampf, die Rektifikation mit einem Lösungsmittel, das chemische Ausfällen o.dgl.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung bewirkt aber nicht nur eine Reinigung der Rauchgase von Staub, Flugasche, Ruß und anderen Fremdstoffen, sondern auch eine Unterdrückung bzw. ein Löschen etwaiger Funken in den Rauchgasen.

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Zur Erhöhung des Grades der Löslichkeit der genannten schädlichen Gase in der Flüssigkeit ist es erwünscht, daß die Flüssigkeit und die Rauchgase gekühlt werden, bevor sie zur Berührung gebracht werden. Daher können Einrichtungen zum Kühlen der Flüssigkeit vor deren Eintritt in den Schornstein sowie Einrichtungen zum Kühlen der Rauchgase vor Eintritt in die Leitung der Vorrichtung gemäß der Erfindung vorgesehen sein.

Die obige Beschreibung befaßt sich lediglich mit einem Ausführüngsbeispiel der Erfindung, und diese ist daher nicht auf die beschriebenen Einzelheiten beschränkt, sondern läßt mannigfaltige Abwandlungen ohne Abweichen vom Erfindungsgedanken zu.

Pat entansprüche

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Claims

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Patentansprüche

Vorrichtung zum Reinigen von. Rauchgasen durch Beseitigung teilchenförmiger und gasförmiger Verunreinigungen, gekennzeichnet durch einen Schornstein, eine in dem Schornstein vertikal angeordnete, längliche Leitung, eine Einrichtung zum Lenken der Raubhgase zum unteren Ende der vertikal angeordneten Leitung, eine oberhalb des oberen Endes der länglichen Leitung in einem Abstand von diesem aufgenommenen Umlenker, der sich über den oberen Rand der länglichen Leitung auswärts erstreckt und einwärts der Innenfläche des Schornsteines endet und mit dieser einen Ringkanal für die Rauchgase begrenzt, eine horizontal montierte und in einem Abstand oberhalb des Umlenkers und unterhalb des oberen Endes des Schornsteines innerhalb desselben an der einen Seite seines Innenraumes montierte Düse mit einer im Vergleich zur Breite langen und mit der langen Ausdehnung, die etwa gleich dem Lichtmaß des Schornsteines auf dieser Höhe ist, horizontal liegenden Mündung, welch le-tztere eine Einrichtung zum Liefern eines durchgehenden Flüssigkeitsschleiers aufweist, durch den, zur Berührung-mit diesem, der abgelenkte Rauchgasstrom hindurchgeführt wird und der an einem der Düse gegenüberliegenden Teil der Innenwand des Schornsteines auftrifft, eine Einrichtung zum Sammeln der Flüssigkeit in Form einer ringförmigen Wanne, die ζ wisch en der Innenfläche des Schornsteines und der Außenfläche der länglichen Leitung angeordnet ist, und eine diese Wanne mit dem Schornstein und mit der Leitung verbindende Einrichtung, die ein Ansammeln der Flüssigkeit in der Wanne

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bewirkt, sowie eine an die Wanne angeschlossene oder rait'dieser einstückig gebildete Rohrleitungseinrichtung zum Ableiten der angesammelten Flüssigkeit.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine der Düse zugeordnete und in dem Schornstein in der Querrichtung angeordnete Einrichtung zum Hindurchlenken der Rauchgase zwischen der horizontal angeordneten, im Vergleich zur Breite langen Düsen-

und
mündung einer dieser gegenüberliegenden Seite des Schornsteines.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß* die Einric htung zum Zuleiten der Rauchgase zu der länglichen Leitung ein mit deren unterem Ende einstückig gebildeter, abwärts gerichteter, sich auswärts erweiternder kegelstumpfförmiger Abschnitt ist.
k. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Düse in dem Schornstein in der Querrichtung angeordnet ist und etwa die Hälfte des Schornsteines einnimmt.
5. Vorricntung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daf· <ter Schornstein einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und daß die Horizontalabmessung der üüsenmündung etwa gleich dem Innendurchmesser des Schornsteines auf der Höhe der Düse ist.

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6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet; daß der Schornstein im QuerscHnitt kreisförmig ist, daß die Düse im Querschnitt halbkreisförmig ist, daß die Düsenmündung diametral liegt und daß der halbkreisförmige Teil der Düse die Innenwand des Schornsteins auf der Höhe der Düse berührt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dtisenmündung ein durchgehender Schlitz ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die vertikal gemessene Schlitzbreite nicht mehr als ca. 12,7 mm (0,5 inch) beträgt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenquerschnitt des Schornsteins auf der Höhe der Düse im wesentlichen zur Gänze von der Düse und von dem aus deren Mündung austretenden, durchgehenden Flüssigkeitsschleier eingenommen wird.
10. Vorrichtung nach eiern der Ansprüche 1 bis 9» gekennzeichnet durch einen Feststoffilter zum Ausfiltern der Teilchen aus der gebrauchten Flüssigkeit.

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