DE2335339C3 - Vorrichtung zum Beseitigen bzw. Abscheiden von Staub- und Dunstteilchen aus einem Gas - Google Patents
Vorrichtung zum Beseitigen bzw. Abscheiden von Staub- und Dunstteilchen aus einem GasInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beseitigen
bzw. Abscheiden von Staub- und Dunstteilchen aus einem Gas, insbesondere aus verunreinigter Luft, mit
einem durch zwei Seitenwände abgeschlossenen, als Hohlzylinder ausgebildeten Gehäuse, das an einer Seite
einen Einlaß für das zu behandelnde Gas sowie eine Wasserdüse und ggf. ein Dampfrohr und an der anderen
Seite einen Auslaß für das behandelte Gas aufweist, und in dem sich ein Rotor frei dreht.
Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-OS 20 15 737) ist innerhalb eines Spiralgehäuses ein Rotor
vorgesehen, der durch seitliche scheibenförmige Begrenzungen und etwa radiale Trennwände gebildete
Behandlungskammern längs des Umfangs aufweist In den Behandlungskammern sind kurze sich etwa in
radialer Richtung erstreckende Beschleunigungsschaufeln vorgesehen. Das zu behandelnde Gas wird bei
»chneller Rotation des Rotors dem Zentrum des Rotors zugeführt und gleichzeitig an dieser Stelle Flüssigkeit
eingesprüht. Es wird durch die kurzen Beschleunigungsichaufeln zusammen mit der eingesprühten Flüssigkeit
luf die Umfangsgeschwindigkeit der Behandlungskammern gebracht und hierdurch auf die fein verteilten
Flüssigkeitströpfchen sowie die niederzuschlagenden Staub- Und Nebelpartikel eine sehr hohe Zentrifugalge'
jchwindigkeit ausgeübt, die zu einer Agglomeration und
zu einem Niederschlag der Verunreinigungen Und Störstoffe führt. Die Gase verlassen die Behandlungskammern an ihrem Umfang mit hoher Geschwindigkeit
und treten in das sie umgebende Spiralgehäuse ein, wo die hohe Umfangsgeschwindigkeit der Gase in statische
Pressung ähnlich wie bei einem Gebläse umgewandelt wird.
Bei der bekannten Vorrichtung ist die Behandlung auf s den kurzen Wegabschnitt vom Eintritt bis zum Austritt
in die mit hoher Geschwindigkeit rotierenden Beschleunigungskammern
begrenzt und dieser Weg reicht in vielen Fällen nicht aus, um den gewünschten Reinigungsgrad
des Gases zu erzielen. Da sich der Rotor schnell drehen muß, kann dessen Durchmesser und
damit die Verweilzeit des Gases in den Behandlungskammern ebenfalls nicht in beliebiger Weise vergrößert
werden.
Durch die DE-PS 1 37 392 ist eine Vorrichtung
Durch die DE-PS 1 37 392 ist eine Vorrichtung
is bekanntgeworden, die es erlaubt, Flüssigkeiten und
Gase oder Dämpfe in Wechselwirkung treten zu lassen. Zu diesem Zweck werden die Flüssigkeiten möglichst
fein zerstäubt und in diesem Zustand mit dem Gas in Berührung gebracht Das Zerstäuben erfolgt innerhalb
eines einen frei drehenden Rotor enthaltenen Gehäuses, an dessen Innenwand längs des Umfangs mehrere sich
in axialer Richtung erstreckende Pralleisten vorgesehen sind. Der Rotor weist mehrere sich etwa radial
erstreckende Flügel auf, deren Außenkanten bis in die Nähe der Pralleisten reichen. Bei sich drehendem Rotor
werden die zentrifugierten Gase durch die Pralleisten an ihrer normalen Bewegung gehindert und hierdurch eine
Stoßwirkung auf sie ausgeübt, welche die Flüssigkeit trifft und zerstäubt und gegen den nächstfolgenden
Flügel spritzt Die bekannte Vorrichtung dient somit dazu, durch fortwährendes Hin- und Hertreiben von
Flüssigkeitsteilchen in einem sich rotierenden Gas die gewünschte Wechselwirkung mit diesem hervorzurufen.
Durch die DE-PS 3 45 233 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zum Entfernen von Feuchtigkeit aus Gasen
oder Dämpfen und zum Erhitzen von Gasen und Dämpfen bekanntgeworden. Diese eignen sich auch
zum Ausscheiden von in Gasen oder Dämpfen enthaltenen Bestandteilen. Das zu re:>iigende Gas wird
in diesem Fall in einer Düse expandiert und strömt in einem mit einer Ableitung für die ausgeschiedene
Flüssigkeit versehenen Kanal weiter, der so ausgebildet ist daß eine Trennung der gas- und dampfförmigen
Teile von den flüssigen Teilen stattfindet Auch hier ist die Behandlungsstrecke verhältnismäßig kurz, so daß
oft nicht der gewünschte Reinigungsgrad erzielt werden kann.
Ein Aussondern von Verunreinigungen in Molekülgröße, d. h. einer Größe von weniger als 0,01 μ, wie von
Schwefeloxiden, Stickstoffoxiden und anderen schädlichen Komponenten, die in schädlichen organischen und
anorganischen Gasen oder Abgasen enthalten sind, ist weder mit Zyklonabscheidern, Elektrofiltern noch mit
den weiter oben beschriebenen Geräten möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der einleitend ,genannten Art so auszubilden,
daß mit ihr Verunreinigungen im Bereich von molekularer Größe von etwa 0,001 μ bis zu einer
Korngröße von etwa 1300 μ mit hohem Reinigungsgrad
beseitigt werden können.
Die Aufgabe ist durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Bei der erfindungemäßen Vorrichtung kann gesättigter
Wasserdampf als Medium zum Sammeln bzw. Abscheiden der Verunreinigungen benutzt werden,
indem man Wasserdampfmoleküle, die die VerunreinU
gung als Kern enthalten, wachsen läßt Außerdem ist es möglich, gekühltes Wasser als Sammlermedium zu
verwenden, um Verunreinigungen von Korngröße auszusondern. Es können damit Verunreinigungen
sowohl von molekularer Größe, wie Schwefeldioxide, Stickstoffoxide und Kohlenmonoxid, die im geruchsbehafteten
oder schädlichen Gas enthalten sind, als auch in Korngröße, wie Staub und Puß, eliminiert werden. Die
Absonderung erfolgt mit sehr hohem Wirkungsgrad. Wird als Sammelmedium gesättigter Wasserdampf bei
hoher Temperatur oder gekühltes Wasser verwendet, dann vird auf dieses und die verschmutzte Luft durch
die Vorrichtung eine Rühr- und Vibrationsbewegung großer Amplitude ausgeübt, wodurch die Verunreinigung
aufgelöst und gesammelt wird. Die Vibrationsbewegung ist durch die besondere Ausbildung des Rotors
in Verbindung mit den gitterförmig angeordneten Kammern stärker und damit wirkungsvoller als bei
bekannten Vorrichtungen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist außerdem außerordentlich einfach im
Aufbau und hat sehr geringe Betriebskosten.
Die Erfindung wird durch ein Ausführunvsbeispiel anhand von drei F i g. näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine schematische Darstellung, die das Prinzip der erfindungemäßen Vorrichtung veranschaulicht
F i g. 2 teilweise im Schnitt einen Aufriß der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
F i g. 3 teilweise im Schnitt eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Wie aas den F i g. ersichtlich, ist an den Seiten eines Gestelles 22 ein als Hohlzylinder ausgebildetes ortsfestes
Gehäuse 9 angebracht dessen Seitenwände abgeschlossen sind. Längs des gesamten inneren
Umfangs des Gehäuses 9 sind im Abstand 23 von diesem
konzentrisch zwei gitterförmige Zylinder 10 und 11 angeordnet. Die beiden Zylinder sind im geeigneten
radialen Abstand durch Widerstandsplatten 30 miteinander verbunden, die in Richtung einer Drehströmung
eines weiter unten erläuterten Rotors 2 geneigt sind. Durch die W;derstandsplatten 30 werden zwischen den
beiden Zylindern 10 und 11 mehrere gitterförmige Kammern 29 gebildet
Auf einer Seite des Gehäuses 9 ist ein mit einem Einlaßrohr 19 verbundener Einlaß 18 für verunreinigte
Luft vorgesehen, während auf der anderen Seite ein mit einem Aushßrohr 21 verbundener Ajslaß 20 für reine
Luft vorhanden ist Dem Einlaß 18 ist ein Dampfrohr 28 zugeordnet um dem Gehäuse 9 heißen Wasserdampf
zuzuführen. Unterhalb des Gehäuses 9 befindet sich ein Gefäß 15 zum Speichen; von zusammen mit den im
Gehäuse gesammelten Verunreinigungen abgeführtem Wasser.
Das im Gefäß 15 befindliche Wasser wird gefiltert und mittels einer Wasserpumpe 14 über eine Leitung 13
einer Düse 12 zugeiührt bzw. es wird durch diese in der Nähe des Einlasses 18 für die verschmutzte Luft in das
Gehäuse ragen ^e Düse 12 Kühlwasser eingesprüht Am Boden des Gehäuses ist ein Abfluß 17 vorgesehen, durch
den das Wasser, welches Verunreinigungen angesammelt hat, über ein Abflußrohr 24 in das Gefäß 15
abfließt
Innerhalb des Gehäuses 9 ist ein aus Platten aufgebauter Rotor 2 vorgesehen, der die Form eines
polygonalen Zylinders hat An beiden Seiten des Rotors 2 steht eine WeHe 1 vor, die durch die beiden
Seitenwände des Gehäuses 9 hindurchgreift und durch Lager 4 getragen wird, Oi", in dem Gestell 22 befestigt
sind. Auf einem Wellenende ist eine Riemenscheibe 6 angebracht, die durch einen Riemen 5 mit einer weiteren
Riemenscheibe·? des Motors 8 in Verbindung steht
Wie bereits erwähnt, weist der Rotor 2 eine polygonale Gestalt mit mehreren Scheiteln (bei der
Ausführungsform sind es vier) auf, und der innerhalb des als Zylinder ausgebildeten Gehäuses befindliche innere
gitterförmige Zylinder 10 und die Scheitelbereiche des Rotors 2 kommen sich ohne gegenseitige Berührung
nahe. Zwischen der Rotoroberfläche und der Zylinderinnenfläche sind so eine Anzahl von Kammern mit
kreissegmentförmigem Querschnitt gebildet
Jeder Scheitelbereich des Rotors 2 ist mit einer druckaufnehmenden Platte 26 versehen, die in Drehrichtung
längs der Kantenlänge vorsteht Die druckaufnehmende Platte ist dann nützlich, wenn gekühltes Wasser
als Sammel- bzw. Abscheidungsmedium verwendet wird. Jede Platte 26 ist dann an mehreren Punkten in
Längsrichtung unterteilt und dort ist jeweils ein Flügel 3, der schräg gegen die Oberfläche des Rotors 2 nach
innen gebogen ist angebracht. In der Platte 26 ist in der Nähe des hinteren Teils 27 des Flügen. 3 ein Loch 25 für
die Freigabe von Wasser vorgesehen.
Es wird nun die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert Der Rotor 2 von polygonaler
Gestalt wird durch einen Motor 8 in Pfeürichtung gedreht Durch die Drehung innerhalb des Gehäuses 9
wird ein zentrifugaler Luftdruck erzeugt Die Luft wird plötzlich in die gitterförmigen Kammern 29, die durch
die beiden gitterförmigen Zylinder i0 und 11 und die Widerstandsplatten 30, welche die Zylinder verbinden,
gebildet werden, gestoßen und zusammengedrückt. Infolge des Druckunterschieds des Mediums am
vorderen und am hinteren Teil der Kantenlinie des Rotors wird das Medium beim Passieren der Kantenlinie
des Rotors zusammengedrückt und dann plötzlich entspannt. So wird durch wiederholtes Komprimieren
und Entspannen des gasförmigen, strömenden Mediums im Gehäuse 9 in dem Medium eine starke Vibration
erzeugt. Da die Vibration des Mediums keine Auswirkung auf das Ansaugen und Ausströmen am Einlaßrohr
19 bzw. am Auslaßrohr 21 hat, kann die Zuführung des verunreinigten Gases durch ein Gebläse oder einen
Ventilator erfolgen.
Die dem Gehäuse 9 aus einer Abgasleitung einer Fabrikanlage über den Einlaß 18 zugnführte Abluft,
welche Verunreinigungen enthält, wird durch den über das Dampfrohr 28 eingeführten Wasserdampf befeuchtet.
Der sich im gesättigten Zustand befindende Wasserdampf füllt das Gehäuse. Infolge Drehung des
Rotors 2 werden der gesättigte Wasserdampf und die verunreinigte Luft umgewälzt und gemischt Wenn in
diesem Zustand durch die Düse 12 gekühltes Wasser i.i das Gehäuse gesprüht wird, nimmt die Temperatur des
WassL-rdampfes, welcher die Verunreinigungen umschließt,
ab und erreicht schließlich den Taupunkt. In diesem Augenblick kondensiert der Dampf zu Nebel,
der aus Tröpfchen gebildet wird, welche die Verunreinigungen als Keim enthalten.
So können die Verunreinigungen durch Nebel als Sammelmedium gesammelt bzw. abgesondert werden.
Der so gebildete Nebel hat eine so gefinge Masse, daß
er nicht durch Zentrifugalabscheidung mittels des Rotors 2 gesammelt werden '".arm. Um ihn zu sammeln,
muß die Teilchenmasse des Nebels durch Kontaktaggregation vergrößei t werden. Durch die wiederholte
große Luftdruckänderung und durch die Vibration der Strömung mit kurzer Periode werden die Nebeltröpfchen
in FlüssiskeitstroDlfen überführt. Die die
Verunreinigungen enthaltenden Flüssigkeitstropfen werden dann durch die Zentrifugalkraft des Rotors
durch die gitterförmige Kammer 29 hindurchgeschleudert und kommen mit der Gehäusewand in Berührung.
Sodann fließen sie durch den Spalt 23 und gelangen durch den Abfluß 17 und das Abflußrohr 24 in das Gefäß
15.
Auf diese Weise können unter Verwendung von Wasserdampf als Sammelmedium Verunreinigungen bis
zur Molekülgrüße entfernt werden. Falls nicht genug Wasserdampf erhältlich ist, können Verunreinigungen
in Korngröße lediglich durch Verwendung von gekühltem Wasser als Sammelmüdium entfernt werden. In
diesehi Fall ist es vorteilhaft, wenn an den Kanten des
Rotors 2 druckaufnehmende Platten 26 vorgesehen sind.
Im folgenden wird die Arbeitsweise für diesen Fall beschrieben.
Es wird das Gehäuse 9 wenigstens bis zur Käifte seines Volumens gekühltes Wasser gegossen und
außerdem verschmutzte Lufit in das Gehäuse eingeleitet. Sodann wird der Rotor 2 angetrieben. Hierdurch wird
die angesammelte Flüssigkeit in Bewegung und in Schwingungen versetzt, wodurch sie mit der Verschmutzten
Luft vermischt wird. Die die Verunreinigungen enthaltende Luft bildet durch das Zusammenpressen
bei der gegenseitigen Einwirkung der am hinteren Teil 27 der druckaüfnehmenden Platte 26 v/ährend der
Drehung des Rotors aufgeschöpften Wasserschicht und der durch die Düse 12 eirigesprühten Wasserschicht
Bläschen und hierbei werden Verunreinigungen von Korngröße in das Wasser übertragen bzw. schädliche
Gase im Wasser gelöst. In diesem Fall wird durch die Anordnung des Loches 25 an einer Seite der
druckaufnehmenden Platten 26 und den schräg befestigten Flügel 3 an der anderen Seite Wasser, das sich am
hinteren Teil 27 ansammelt, gefördert.
Auf diese Weise werden die Verunreinigungen durch Mischen von Wasser als Sammelniediufn mit der Abluft
durch Verwirbeln und Vibration aufgenommen bzw. gelöst und gesammelt bzw. angereichert, so daß die
durch das Auslaßrohr austretende Luft um etwa 90 bis 100 Prozent gereinigt ist.
Wifc Versuche zeigten, können mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung nicht nur Verunreinigungen in Korngröße, sondern auch Verunreinigungen molekularer
Größe, wie Gerüche, beseitigt werden, die mit anderen bekannten Vorrichtungen fiiciii ausgeschieden
werden können. Der Anwendungebefeich ist also gegenüber bekannten Vorrichtungen beträchtlich größer.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist einfach und kompakt, so daß der Platzbedarf klein ist
und und die Wartungs- und Betriebskosten niedrig sind.
Um noch ein besseres Ergebnis zu erhalten, können mehrere Vorrichtungen hintereinander angeordnet
werden, s& daß das Abgas in mehreren Stufen gereinigt werden kann.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
I.
Claims (4)
1. Vorrichtung znim Beseitigen bzw. Abscheiden von Staub- und IDunstteilchen aus einem Gas,
insbesondere aus verunreinigter Luft, mit einem durch zwei Seitenwände abgeschlossenen, als
Hohlzylinder ausgebildeten Gehäuse, das an einer Seite einen Einlaß für das zu behandelnde Gas sowie
eine Wasserdüse und ggf. ein Dampfrohr und an der anderen Seite einen Auslaß für das behandelte Gas
aufweist, und in dem sich ein Rotor frei dreht,
dadurch gekennzeichnet, daß längs der Innenwand des Gehäuses (9) und im Abstand (23)
von dieser in gitterförmiger Anordnung ortsfeste Kammern (29) gebildet sind, und bis in die Nähe
dieser Kammern die Kanten eines polygonal ausgebildeten Rotors (2) reichen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die längs der Innenseite des Gehäuses (9) befindlich :n Kammern (29) aus zwei ringstabförmigen,
konzentrisch zum Gehäuse (9) angeordneten Zylindern (10,11) bestehen, die durch längsgerichtete
Widerstandsplatten (30) miteinander verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich längs jeder Kantenlinie des
Rotors (2) eine Platte (26) erstreckt, die in Drehrichtung des Rotors geneigt ist
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, insbesondere für den ausschließlichen Betrieb mit Waschflüssigkeit,
dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (26) in Längsrichtung in mehrere Abschnitte unterteilt ist,
an deren einem Ende ein Flügel (3) und ein Loch (25) angeordnet sind.
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