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Verfahren zur Reinigung von Gasen und Waschturm zur Durchführung des
Verfahrens Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Reinigen
von Gasen mittels einer Waschflüssigkeit in einem Waschturm mit Füllkörperschichten
und getrennter Zufuhr der Waschflüssigkeit auf die einzelnen Füllkörperschichten
und ein Waschturm zur Durchführung des Verfahrens.
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Es sind bisher Waschturme bekannt, die mit einer oder zwei Füllkörperschichten
und einer oder zwei Berieselungseinrichtungen zur Benetzung der Füllkörper versehen
sind. Allgemein ist der Waschflüssigkeitsablauf so geregelt, daß die Flüssigkeit
von oben auf die Füllschicht im Gegenstrom zum zu reinigenden Gasstrom aufgegeben
wird und durch die Füllschicht nach unten abläuft. In Sonderkonstruktionen wird
die Flüssigkeit von unten im Gleichstrom mit dem zu reinigenden Gasstrom in den
Waschturm eingedüst und mit dem Gasstrom durch die Füllschicht nach oben gefördert.
Der Ablauf der Waschflüssigkeit erfolgt bei dieser Arbeitsweise über ein in der
Mitte des Waschturms befindliches Sammel- und Ableitungsrohr nach unten. Mitunter
sind in die Waschtürme noch Drahtgestrickpakete am oberen Ende zur Abscheidung von
im Gasstrom befindlichen Flüssigkeitströpfchen eingebaut.
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Der Nachteil dieser Waschtürme liegt darin begründet, daß man nur
mit einer Waschflüssigkeit mit etwa gleichbleibender
Dichte arbeiten
kann, d.h. es darf nur eine geringe Dichteerhöhung, bedingt durch die Aufkonzentration
des sich in der Flüssigkeit lösenden Staubes erfolgen, wobei die einzelnen noch
tragbaren Abweichungen in Abhängigkeit vom jeweiligen Verfahren unterschiedlich
sein können. Durch diese Limitierung sind der wirtschaftlichen Nutzung solcher Waschtürme
bestimmte Grenzen gesetzt.
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Es wurde nun gefunden, daß man die geschilderten Nachteile vermeiden
und Waschflüssigkeit sparen kann, wenn man jeweils einen T#ii der Waschflüssigkeit
in jeder Füllkörperschicht im Kreislauf führt und den anderen Teil auf den oder
die folgenden Füllkörperschichten unter Zufuhr von frischer Waschflüssigkeit auf
die oberste Füllkörperschicht aufgibt.
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Ist in der zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Vorrichtung
oberhalb der obersten Füllkörperschicht ein Drahtgestrickpaket eingebaut, so wird
die frische Waschflüssigkeit darauf aufgegeben.
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Zur Durchführung des Verfahrens wird ein Waschturm vorgeschlagen,
der aus einem zylindrischen Behälter mit Abfluß am Boden des Behälters besteht und
mindestens zwei Füllkörperschichten und darüber liegende Sprhvorrichtungen sowie
Gaszufuhr am Boden und Gasaustrittsöffnung am Kopf des Behälters enthalt, Erfindungsgemäß
ist unter jeder Füllkörperschicht ein Sammelboden und Ableitungsrohr für die
Waschflüssigkeit
vorgesehen, wobei die über dem untersten Sammelboden liegenden Böden Gasdurchtrittsöffnungen
aufweisen und die Ableitungsrohre in separate Sammelbehältnisse münden, die über
Kreisläufe an die Sprühvorrichtungen angeschlossen sind, wobei zwischen den Behältnissen
Verbindungen für den nicht in den Kreislauf geführten Waschflüssigkeitsteil vorgesehen
sind.
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Die Verbindungen zwischen den Behältnissen können in Form von als
Überläufe wirkenden Trennwänden ausgeführt sein.
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Als Füllkörper für die Schichten können handelsübliche Materialien,
wie Raschig-Ringe, Berl-Saddles, Intalox-Saddles, Kugeln usw. verwendet werden.
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Zur weiteren Leistungssteigerung kann über der obersten Füllkörperschicht
ein Drahtgestrickpaket vorgesehen sein und eine Sprühvorrichtung für frische Waschflüssigkeit
unterhalb des Drahtgestrickpaketes gegen dieses gerichtet angeordnet sein.
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Auch ist es möglich, daß zwischen dem Waschturm und dem aufgesetzten
Kamin ein Rieselfilmabscheider mit Brüdenkondensatrückführung auf die oberste Füllkörperschicht
vorgesehen wird.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem vorstehend beschriebenen
Waschturm kann eine erhebliche Dichteerhöhung
der Waschflüssigkeit
gegenüber den üblichen Waschtürmen erreicht werden, was gleichbedeutend damit ist,
daß die Waschflüssigkeit über einen größeren Zeitraum als üblich im Kreislauf geführt
werden kann. Wieweit im Einzelfall die Aufkonzentrierung möglich ist, hängt von
den Eigenschaften des zu absorbierenden Staubes und damit letztlich von dem Produktionsverfahren
ab.
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Setzt man z.B. einen solchen Waschturm bei Kalzinier-und Sprühtrocknungsprozessen,
wie sie bei der Herstellung von den verschiedensten Phosphaten üblich sind, ein,
so gelangt man zu der wirtschaftlichsten Ausnutzung, wenn der Waschturm, der zur
Reinigung von z.B. staubführendem 3 0 Gas in einer Menge von 75.000 m3/h bei 180
C und mit einer 3 Wassermenge von 2 mal 60 m Ih berieselt wird, folgende Abmessungen
aufweist: Der Behälterdurchmesser beträgt 3.500 mm, die Füllkörperschichthöhe jeweils
1.200 mm, der Durchmesser des Rieselfilmabscheiders 1.400 mm.
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Ein Ausführungsbeisp#el des erfindungsgemäßen Waschturmes wird anhand
der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt den Waschturm in senkrechtem Schnitt.
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In dem erfindungsgemäßen Waschturm werden die staub--führenden Gase
durch den Einführungsstutzen Z an der Seite im unteren Teil des Behälters 1 eingeblasen,
sie steigen über die Füllkörperschicht 2 hoch und werden hier von der Sprüheinrichtung
7 mit der Waschflüssigkeit,
die von oben auf den Füllkörper auftrifft,
überspült und gewaschen, wobei bereits ein großer Teil der im Gas vorhandenen Staubteilchen
in der Waschflüssigkeit zurückbleibt. Der so vorgereinigte Gasstrom strömt weiter
über eine zweite Füllkörperschicht 3 und wird dort mit neuer Waschflüssigkeit, die
aus der Sprüheinrichtung 8 in entgegengesetzter Richtung zum Gasstrom eingedüst
wird, nochmals überspült und gewaschen, um so die Restentstaubung des Gases zu erreichen.
Im einzelnen wird die Waschflüssigkeit folgendermaßen geführt: Die Pumpe 14 fördert
Waschflüssigkeit aus Teil 12 a des Sammelbehälters 12 über die Sprüheinrichtung
8 auf die Füllkörperschicht 3. Sie sammelt sich auf dem darunter liegenden Boden
4 und gelangt über das Ableitungsrohr 11 zurück in den Sammelbehälter 12. Von dort
wird ein Teil über die Pumpe 14 wieder in die Sprüheinrichtung zurückgeführt. Die
Pumpe 15 fördert Waschflüssigkeit aus dem Teil 12 b des Sammelbehälters 12 in die
Sprüheinrichtung 7, durchströmt die Schicht 2, gelangt auf den Boden 5 und wird
durch das Ableitungsrohr 10 zurück in den Sammelbehälter geführt.
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Frische Waschflüssigkeit gelangt über die Sprüheinrichtung 9 in das
Drahtgestrickpaket 6 und wird zusammen mit der Waschflüssigkeit durch die Füllkörperschicht
3 über das Ableitungsrohr 11 dem Sammelbehälterteil 12 a zugeführt. Der Sammelbehälter
12 weist eine
Trennwand 13 auf, die als Überlauf wirkt. Über den
Überlauf 13 strömt im wesentlichen pro Zeiteinheit soviel Waschflüssigkeit in den
Teil 12 b des Sammelbehälters, wie etwa am Kopf des Waschturms an frischer Waschflüssigkeit
zugeführt wird. Etwa die gleiche Menge wird aus dem Teil 12 b als Konzentrat ausgeschleust.
Durch die erfindungsgemäße Waschflüssigkeitsführung wird eine erhebliche Waschflüssigkeitsersparnis
erreicht. Diese kann bis zu 50 Z2tragen und wird dadurch erzielt, daß die von der
höchsten Füllkörperschicht ablaufende Waschflüssigkeit in zwei Teilströme aufgeteilt
wird, deren einer auf die gleiche Füllkörperschicht zurückgeführt und deren anderer
auf die darunter liegende Füllkörperschicht aufgegeben wird.
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Selbstverständlich ist es auch möglich, weitere Füll-Lörpetschichten-Sammelböden
vorzusehen. In diesem Falle wird die Waschflüssigkeit in entsprechend viele Teilströme
aufgeteilt und auf die einzelnen Füllkörperschichten aufgegeben. Hierdurch wird
eine weitere Aufkonzentrierung der Waschflüssigkeit ermöglicht und damit auch eine
beliebige Steigerung der Entstaubung des ab zuführenden Gases bei erheblich geringerem
Waschflüssigkeitsverbrauch erreicht.
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Des weiteren können auch mehrere Düsen je S#tiihvorrichtung über den
jeweiligen Füllkörperschichten eingebaut sein, um so eine vollständige Besprühung
der Füllkörperschicht bei verhältnismäßig geringen Höhenabständen zwischen den
Füllkörperschichten
zu erreichen.
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Da der Gasstrom außerdem noch Flüssigkeitströpfchen enthält, die durch
die Abkühlung des Gases während des Durchlaufs durch den Waschturm gebildet und
mitgerissen wurden, werden diese mittels nicht aufkonzentrierter Waschflüssigkeit
durch die Sprüheinrichtung 9 im Gleichstrom besprüht, um zu erreichen, daß die winzigen
im Gasstrom befindlichen Flüssigkeitströpfchen größere Tropfen bilden und unterhalb
des Drahtgestrickpaketes 6 abfließen. Auf diese Weise ist der zum Kamin gelangende
Gasstrom nur noch mit sehr geringen Flüssigkeitsmengen beladen.
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Beim Aufsteigen des gereinigten Gases in den Kamin 16 erfolgt eine
weitere Abkühlung, die zur Tröpfchenbildung führt, wobei diese Tröpfchen durch die
höhere Geschwindigkeit des Gasstromes im Kamin an die Kaminwand gedrängt werden
und sich dort als Kondensat niederschlagen. Dieser Kondensatfilm läuft entgegengesetzt
zum Gasstrom zurück und wird über den Rieselfilmabscheider 17 gesammelt und in den
Waschturm zurückgeführt.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen
Waschturm kann man bei Verwendung von Wasser als Waschflüssigkeit eine Aufkonzentrierung
auf eine Dichte von 1.500 kglm erzielen. Ein bisher üblicher
Waschturm
ließ lediglich eine Dichteerhöhung von 3 100 kg/m zu.
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Durch den Einbau des Rieselfilmabscheiders 17 zwischen dem Waschturm
und dem aufgesetzten Kamin 16 wird erreicht, daß das aus dem Kamin austretende Gas
nahezu frei von Kondensattröpfchen ist, wodurch eine Niederschlagsbildung in der
Umgebung vermieden wird, so daß letztlich eine erhebliche Reduzierung der Umweltverschautzung
erzielt wird.