DE2519996A1

DE2519996A1 - Vorrichtung und verfahren zum inberuehrungbringen zweier fluide

Info

Publication number: DE2519996A1
Application number: DE19752519996
Authority: DE
Inventors: Paul N Cheremisinoff
Original assignee: Engelhard Minerals and Chemicals Corp
Current assignee: Engelhard Minerals and Chemicals Corp
Priority date: 1974-05-06
Filing date: 1975-05-05
Publication date: 1975-11-27
Also published as: FR2269997B1; FR2269997A1; JPS50154170A; GB1494789A; US3944402A; SE7505143L

Description

Dr. Ing. Waiter Abitz
Dr. Dieter F. Morf
Dr. Hans-Ä. Brauns

8 München wo, ric.-i-.i-uarsir. 28.

5. Mai 1975 B-1134

ENGELHARD MINERALS & CHEMICALS-CORPORATION Murray Hill, New Jersey 07974, V.St.A.

Vorrichtung und Verfahren zum Inberührungbringen zweier Fluide

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Inberührungbringen zweier Fluide, insbesondere zum Waschen von Gasen, die normalerweise an die Atmosphäre abgelassen werden, mit Flüssigkeiten, um ihnen Verunreinigungen zu entziehen und dadurch die Umweltverschmutzung durch solche Gase im wesentlichen zu beseitigen.

Die Bekämpfung der Umweltverschmutzung hat .in der Welt grosse Bedeutung erlangt. Infolgedessen bemüht man sich heute in weltweitem Maßstab unter Aufwand ungeheurer Beträge um die Erforschung und Entwicklung von Systemen zur Bekämpfung der Umweltverschmutzung. Eines der Hauptgebiete der heutigen Forschung ist die Bekämpfung und, wenn möglich, Unterdrückung der Luftverunreinigung, die durch Ablassen von Abgasen bei technischen Verfahren entsteht. Das Problem der Luftverunreinigung ist für Industrieanlagen äusserst dringend geworden, weil Regierungsverordnungen in Kraft gesetzt worden sind, die strenge Strafen

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für gesetzwidrige und unterschiedslose Luftverschmutzung verhängen .

Es sind bereits verschiedene Arten von Gasreinigungssystemen entwickelt worden. Eine der üblichsten Gasreinigungsvorrichtungen ist der sogenannte Füllkörperturm, in dem die Waschflüssigkeit abwärts über Füllkörper, wie Ringe, Zylinder, Sättel oder dergleichen, geleitet wird und das zu reinigende Gas im Gegenstrom zu der Flüssigkeit durch die Füllkörper abwärts strömt. Diese Methode hat sich als recht erfolgreich zur Abtrennung von schädlichen oder sogar giftigen gasförmigen Bestandteilen aus Gasen erwiesen. Zum Entfernen fester Teilchen oder mitgerissener Flüssigkeitströpfchen aus Gasen haben sich die Füllkörpertürme jedoch nicht als besonders geeignet erwiesen. Um diesen Nachteil der Füllkörpertürme zu beseitigen, ist es gewöhnlich notwendig, die Abgase durch verschiedene andere Anlageteile, wie Filter und Venturiwäscher, Zyklonabscheider und dergleichen, zu leiten, um ihnen diese anderen festen und flüssigen Verunreinigungen zu entziehen, bevor sie an die Atmosphäre abgelassen werden.

Es sind zwar viele verschiedene Arten von Gaswäschern bekannt; Jedoch scheint zur Zeit noch keine einzelne Anlage oder Vorrichtung zur Verfügung zu stehen, die imstande ist, Feststoffe, mitgerissene Flüssigkeiten und schädliche gasförmige Bestandteile aus Industrieabgasen zu entfernen.

Die Erfindung stellt eine Vorrichtung in Form einer einzigen gedrungenen Anlage zum Entfernen von Feststoffen, mitgerissenen Flüssigkeiten und schädlichen gasförmigen Verunreinigungen aus Abgasen zur Verfügung.

Die Vorrichtung gemäss der Erfindung, die sich besonders zum Waschen von Gasen mit Flüssigkeiten eignet, um den Gasen Verunreinigungen zu entziehen, besteht aus einer inneren Kontakt-

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zone, die einen inneren Strömungsweg bildet, einer äusseren Kontaktzone, die tun die innere Kontaktzone herum angeordnet ist und einen äusseren Strömungsweg um die innere Kontaktzone herum bildet, einer Zuführung zum Einleiten des ersten Fluids in die innere Kontaktzone, einer Zuführung zum Einleiten des zweiten Fluids zum Kontakt mit dem ersten Fluid, einem Auslass für das erste Fluid und einem Auslass für das behandelte zweite Fluid. Ferner weist die Vorrichtung einen Aussenmantel, der den äusseren Umfang der äusseren Kontaktzone begrenzt, und einen Innenmantel auf, der von dem Aussenmantel auf Abstand steht, dessen innere Wände die innere Kontaktzone begrenzen, und dessen äussere Wände den inneren Umfang der äusseren Kontaktzone begrenzen.

Diese Vorrichtung kann sowohl für die Gegenstromführung als auch für die Gleichstromführung ausgelegt sein.

Der Aussenmantel und der Innenmantel können in bezug auf den Boden derart senkrecht oder waagerecht angeordnet sein, dass die Fluide durch die äussere und die innere Kontaktzone im wesentlichen senkrecht bzw. im wesentlichen horizontal strömen.

Die äussere Kontaktzone dient hauptsächlich zum Entfernen der festen Teilchen und/oder der mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen aus dem zweiten Fluid (dem Gas) und wirkt als Gasexpansionskammer und gegebenenfalls als Gaskühlkammer.

Die innere Kontektzone wirkt im wesentlichen wie ein Füllkörperturm und enthält gemäss bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Füllkörper oder Oberflächenkontaktmaterial.

Ferner umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Inberührungbringen zweier Fluide, z.B. einer Waschflüssigkeit mit einem Gas, welches darin besteht, dass man in einer Anordnung, in der eine erste, innere Kontaktzone sich in einer zweiten, äus-

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seren Kontaktzone befindet, ein erstes Fluid, wie eine Flüssigkeit, in die innere Kontaktzone einleitet, ein zweites Fluid, wie ein Gas, im Kontakt mit dem ersten Fluid in der inneren Kontaktzone strömen lässt, das zweite Fluid in die äussere Kontaktzone einleitet, gegebenenfalls das erste Fluid in die äussere Kontaktzone zum Kontakt mit dem zweiten Fluid leitet, und das erste Fluid sowie das behandelte zweite Fluid gesondert gewinnt.

Das obige Verfahren kann im Gegenstrom oder im Gleichstrom mit Hilfe der hier beschriebenen Vorrichtung durchgeführt werden.

Das erste Fluid kann eine Waschflüssigkeit und das zweite Fluid ein von Verunreinigungen zu befreiendes Gas sein.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen Bezug genommen.

Fig. 1 ist eine teilweise weggebrochene perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung zum Waschen von Gasen mit Flüssigkeiten im Gegenstrom,

Fig. 2 ist ein schematischer Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 1 nach der Linie 2-2.

Fig. 3 ist ein Querschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 2 nach der Linie 3-3.

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung zum Waschen von Gasen mit Flüssigkeiten im Gegenstrom.

Fig. 5 ist ein Querschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 4 nach der Linie 5-5.

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Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung gemäss der Erfindung zum Waschen von Gasen mit Flüssigkeiten im Gleichstrom.

Fig. 7 ist ein schematischer Längsschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 6 nach der Linie 7-7.

i 8 ist ein Querschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. 7 nach der Linie 8-8.

Fig. 9 ist ein schematischer Längsschnitt durch eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung gemäss der Erfindung zum Waschen von Gasen mit Flüssigkeiten im Gleichstrom.

Fig. 10 ist ein Querschnitt durch die Vorrichtung gemäss Fig. nach der Linie 10-10.

In den Zeichnungen sind gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. Die in Fig. 1 bis 3 dargestellte bevorzugte Vorrichtung gemäss der Erfindung ist mit 10 bezeichnet. Die Vorrichtung 10 weist einen Aussenmantel 12 und einen Innenmantel 14 auf. Der Innenmantel 14 ist als Rohr oder Turm ausgebildet und in dem Aussenmantel 12 so angeordnet, dass sich zwischen beiden eine ringförmige oder äussere Kontaktzone 16 befindet, die von den Innenwänden des Aussenmantels und den Aussenwänden des Innenmantels 14 begrenzt wird. Die Innenwände des Innenmantels 14 bilden eine innere Kontaktzone 22 mit einem Abschnitt 24, der mit herkömmlichen Füllkörpern beschickt sein kann, die auf der durchlochten Trägerplatte oder dem Rost 35 ruhen. Die Füllkörper können metallische oder aus Kunststoff gefertigte Ringe, Stäbe, Sättel, Glasringe, Raschigringe, Porzellanringe, Berlsättel, Teueretten, PaIlringe, Wabenkörper oder eierkartonförmige Körper oder sonstige herkömmliche Oberflächenkontaktkörper sein.

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Der Innenmantel 14 weist ferner einen offenen Raum oder Einlassraum 26 auf, der die Strömung von Fluid aus der äusseren Kontaktzone 16 in die innere Kontaktzone 22 ermöglicht. Der untere Teil der äusseren Kontaktzone stellt eine Flüssigkeitssammelkammer 31 dar.

Die Vorrichtung 10 weist ferner einen Flüssigkeitseinlass 30 in Form einer herkömmlichen Leitung oder eines Rohres auf, das mit dem oberen Teil des Aussenmantels 12 in Verbindung steht und die Sprühsammelrohre 32a und 32b aufweist. Das Sprühsammelrohr 32a enthält eine oder mehrere Sprühdüsen 34a zum Einsprühen von Waschflüssigkeit in den Ringraum oder die äussere Kontaktzone 16. Das Sprühsammelrohr 32b enthält eine oder mehrere Sprühdüsen 34b zum Einsprühen von Waschflüssigkeit in den Füllkörperturm oder die innere Kontaktzone 22. Man kann auch andere Arten von Flüssigkeitszuführungen, wie ein Rohr oder eine Leitung mit einem oder mehreren Schlitzen, verwenden, aus denen die Flüssigkeit in flächiger Form austritt. Ungeachtet ihrer Art soll die Flüssigkeitszuführung eine solche Lage haben, dass die Flüssigkeit praktisch über die gesamte äussere und die gesamte innere Kontaktzone verteilt wird.

Ein Flüssigkeitsauslass 38 steht in Verbindung mit einem unteren Teil der äusseren Kontaktzone und einem unteren Teil der inneren Kontaktzone. Ein Gaseinlass 40, der als herkömmliche Leitung ausgebildet sein kann, steht in Verbindung mit einem oberen Teil der äusseren Kontaktzone 16, der, wie nachstehend · " beschrieben, als Expansionskammer dient. Ein Gasauslass 42 steht in Verbindung mit dem oberen Teil der inneren Kontaktzone 22.

Ein Flüssigkeitsüberlauf 44 ist an der äusseren Kontaktzone unmittelbar unter der Höhe des Füllkörperabschnittes 24 der inneren Kontaktzone 22 angebracht, damit der Flüssigkeitsspiegel in der Flüssigkeitssammelkammer 31 nicht über den Rost 35 steigt.

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Der Innenmantel 14 und der Aussenmantel 12 haben vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt. Der Innenmantel 14 kann konzentrisch oder exzentrisch in dem Aussenmantel 12 angeordnet sein, so dass ein äusserer Strömungsweg oder eine äussere Kontaktzone 16 gebildet wird, deren Querschnittsfläche wesentlich grosser ist als diejenige des Gaseinlasses 40. Daher expandiert das zweite Fluid (das Gas) beim Einströmen aus dem Gaseinlass 40 in die äussere Kontaktzone 16, so dass die Strömungsgeschwindigkeit gleichzeitig vermindert wird. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Gases in der äusseren Kontaktzone abnimmt, scheiden sich feste Teilchen mit Grossen von 5 u oder mehr unter der Wirkung der Schwerkraft aus dem Gas ab.

Vorzugsweise ist der Innenmantel 14 in dem Aussenmantel 12 exzentrisch angeordnet, so dass in der äusseren Kontaktzone 16 zwei miteinander in Verbindung stehende Strömungskammern gebildet werden, nämlich eine ExpansionsStrömungskammer 18 und eine enge Strömungskammer 20. Die enge Strömungskammer wirkt ähnlich wie ein Venturiwäscher. Fluide, die durch die enge Strömungskammer strömen, erfahren unter der Wirkung der Zentrifugalkraft einen erhöhten Druckabfall und eine erhöhte Turbulenz, so dass es zu vermehrten Zusammenstössen zwischen diesen Fluiden und ihren Bestandteilen kommt. Feine feste Teilchen mit Grossen von weniger als 5 u stossen in dem Gas miteinander zusammen und ballen sich zu grösseren Teilchen zusammen, die sich unter der Wirkung der Schwerkraft aus dem Gas abscheiden. Ausserdem wird das Gas durch Zyklonwirkung gegen die Wände der engen Strömungskammer geschleudert. Dadurch werden von dem Gas mitgerissene Flüssigkeitströpfchen zum Abscheiden gebracht.

Wenn der Innenmantel 14 konzentrisch in dem Aussenmantel angeordnet ist, erfährt das durch die äussere Kontaktzone 16 strömende Gas nicht die turbulente Strömung und den Druckabfall wie in der engen Strömungskammer. Daher kommt es zu weniger

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Zusammenstössen zwischen festen Teilchen und zu einer geringeren Zusammenballung solcher Teilchen. Infolgedessen werden in diesem Falle Teilchen mit Grossen von mehr als 5 u aus dem Gas entfernt.

Die oben beschriebene Vorrichtung eignet sich zum Waschen von Abgasen mit Flüssigkeiten, um den Gasen feste, flüssige und gasförmige Verunreinigungen zu entziehen. Je nach der Art der in dem Gas enthaltenen Verunreinigungen kann man als Waschflüssigkeit Wasser oder schwach alkalisches oder schwach saures Wasser verwenden. Die Vorrichtung gemäss Fig. 1 bis 3 ist für das Waschen von Gasen mit Flüssigkeiten in dem Füllkörperturm oder der inneren Kontaktzone im Gegenstrom bestimmt. Wie jedoch Fig. 6 bis 8 zeigen, kann man eine ähnliche Vorrichtung verwenden, um den Waschvorgang im Gleichstrom durchzuführen.

Das Verfahren gemäss der Erfindung kann bei Verwendung der Vorrichtung gemäss Fig. 1 bis 3 folgendermassen durchgeführt werden:

Es sei angenommen, dass als Waschflüssigkeit wässrige Natriumcarbonatlösung und als Gas ein Abgas oder Gichtgas verwendet wird, das Schwefeldioxid, Kohlendioxid, Sauerstoff und andere Bestandteile enthält, die normalerweise in Gichtgasen, beispielsweise in solchen aus Schmelzofen," vorkommen.

Der Gasauslass 42 ist mit einer (nicht dargestellten) Vakuumpumpe oder einem Sauggebläse verbunden, und der Gaseinlass 40 ist z.B. über einen Schlauch an den Arbeitsbereich angeschlossen, in dem die Gichtgase entstehen.

Der Flüssigkeitseinlass 30 ist an eine (nicht dargestellte) Quelle für Waschflüssigkeit angeschlossen. Die Waschflüssigkeit wird aus der Vorratsquelle in den Flüssigkeitseinlass 30, dann in die Sammelleitungen 32a und 32b gefördert und schliess-

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lieh durch die Düsen 34a in die äussere Kontaktzone 16, die aus der Expansionsströmungskammer 18 und der engen Strömungskammer 20 besteht, und durch die Düsen 34b in die innere Kontaktkammer 22 eingespritzt. Gichtgase werden dann mit Hilfe einer Vakuumpumpe in den Gaseinlass 40 eingesaugt und von dort durch die Expansionsströmungskammer 18 der äusseren Kontaktzone 16 gesaugt, wo sie gezwungen werden, mit so hoher Geschwindigkeit im Kreis zu strömen, dass der Gasstrom unter die Einwirkung einer Zentrifugalkraft kommt. Wenn der Gasstrom in die Expansionsströmungskammer 18 eintritt, dehnen sich die Gase aus, ihre Geschwindigkeit vermindert sich, und sie kommen mit den Wänden der äusseren Kontaktzone in Berührung.

Die Flüssigkeit braucht nur in die innere Kontaktzone eingeleitet zu werden. Vorzugsweise leitet man die Flüssigkeit aber auch in die äussere Kontaktzone ein. In der äusseren Kontaktzone benetzt die Flüssigkeit das Gas und kühlt es ab, wodurch das Gasvolumen, das in der inneren Kontaktzone oder in einer Gewinnungsanlage verarbeitet werden muss, vermindert wird. Die Verminderung des GasVolumens ermöglicht die Verwendung einer kleineren Vakuumpumpe oder eines kleineren Gebläses zum Fördern des Gases durch die Vorrichtung. Der Kontakt des Gases mit der Flüssigkeit in der äusseren Kontaktzone trägt weiter zum Entfernen von Feststoffteilchen mit Grossen unter 5 μ bei.

Der benetzte Gasstrom gelangt in die enge Strömungskammer 20, wo seine Geschwindigkeit infolge der Verengung des Strömungsraumes zunimmt, und erleidet dabei einen entsprechenden Druckabfall und eine erhöhte Turbulenz. Während dieses Zeitraums der turbulenten Strömung stossen Flüssigkeitsteilchen und feste Teilchen in den nassen Gasen zusammen, so dass sich ein beträchtlicher Teil der feinen Teilchen in den Gasen zusammenballt. Die zusammengeballten Teilchen scheiden sich aus den Gasen ab und fallen in die Flüssigkeitssammelzone 31. In diesem Stadium sind praktisch alle Feststoffteilchen (mehr als

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99 %) mit Grossen über 5 ju und 90 % oder mehr der Feststoffteilchen mit Grossen von weniger als 5 η sowie die mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen aus den Gasen entfernt worden.

Der gekühlte Gasstrom, dem die Feststoffteilchen entzogen worden sind, wird dann in den offenen Raum 26 und in den unteren Teil der inneren Kontektzone 22.gesaugt. Dann wird der Gasstrom im Gegenstrom zu der Waschflüssigkeit und im Kontakt mit derselben durch den Füllkörperabschnitt 24 gesaugt. Die durch die innere Kontaktzone 22 strömende Flüssigkeit kommt mit den Füllkörpern in Berührung und wird dadurch in dünne Flüssigkeitsfilme zerteilt. Das Gas kommt mit den dünnen Flüssigkeitsfilmen in Berührung, und gasförmige Verunreinigungen, wie Schwefeldioxid, die eine Affinität für die Flüssigkeit haben, indem sie z.B. in der Flüssigkeit löslich sind oder mit ihr reagieren, werden von der Flüssigkeit absorbiert. Das nunmehr von festen, flüssigen und gasförmigen Verunreinigungen praktisch freie Gas wird durch den Gasauslass 42 abgesaugt und kann an die Atmosphäre abgelassen v/erden, ohne dieselbe zu verunreinigen. Die mit den festen, flüssigen und gasförmigen Verunreinigungen beladene Flüssigkeit, die von dem Gas getrennt worden ist, wird in der Flüssigkeitssammelkammer 31 gesammelt und durch den Flüssigkeitsauslass 38 abgezogen.

Die Zuführungsgeschwindigkeit und die Geschwindigkeit des in die äussere Kontaktzone einströmenden Gases sowie das Volumen der äusseren Kontaktzone werden so bemessen, dass die gewünschte Zentrifugal- und Zyklonwirkung eintritt. Wenn die

Querschnittsfläche der äusseren Kontaktzone z.B. 1,5 m beträgt, kann man das Gas mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 283 Nm /min zuführen.

Eine andere Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung zum Waschen von Gasen mit Flüssigkeiten im Gegenstrom ist in Fig. 4 und 5 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist

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die Vorrichtung mit 10a bezeichnet. Der Aussenmantel 12a und der Innenmantel 14a sind waagerecht und in bezug aufeinander exzentrisch angeordnet. Der Aussenmantel 12a bildet die äussere Kontaktzone 16a, die aus der Expansionsströmungskammer 18a und der engen Strömungskammer 20a besteht. Der Innenmantel enthält die innere Kontaktzone 22a mit dem Füllkörperabschnitt 24a und dem offenen Raum 26a, so dass die Fluide in und aus der inneren Kontaktzone strömen können.

Die Flüs s igkeits zuführung 30a weist die Sammelleitung 32a^r und die Sprühdüsen 34a¹ zum Einspritzen von Flüssigkeit in die äussere Kontaktzone sowie die Sammelleitung 32b¹ und die Sprühdüsen 34b¹ zum Einspritzen von Flüssigkeit in die innere Kontaktzone auf. Der Flüssigkeitsauslass 38a und der Gaseinlass 40a sind an die äussere Kontaktzone angeschlossen, während der Gasauslass 42a an die innere Kontaktzone angeschlossen ist.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäss Fig. 4 und 5 ist im wesentlichen die gleiche wie diejenige der Vorrichtung gemäss Fig. 1 bis 3.

Die in Fig. 6 bis 8 abgebildete Vorrichtung 10' entspricht im wesentlichen der Vorrichtung gemäss Fig. 1 bis 3. Die Vorrichtung 10' ist aber für die Gleichstromführung gebaut. Dementsprechend steht der Gaseinlass 40 in Verbindung mit der inneren Kontaktzone 22 und der Gasauslass 42 in Verbindung mit der äusseren Kontaktzone 16. '

Bei der Gleichstrom-Arbeitsweise ist der Gasauslass 42 mit einem Vakuum, wie einem Sauggebläse, verbunden, während der Gaseinlass durch eine Leitung mit dem Arbeitsbereich verbun- den ist, wo die zu waschenden Gase entstehen.

Der Flüssigkeitseinlass 30 ist an eine (nicht dargestellte) Vorratsquelle für Waschflüssigkeit angeschlossen. Die Wasch-

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flüssigkeit wird von der Vorratsquelle über den Einlass 30 und die Sprühsammelleitungen 32a und 32b den Düsen 34a und 34b zugeführt. Die Düse 34a sprüht die Flüssigkeit in die äussere Kontaktzone 16, die aus der ExpansionsStrömungskammer 18 und der engen Strömungskammer 20 besteht, und die Sprühdüse 34b sprüht die Flüssigkeit in die innere Kontaktzone 22. Dann werden Gase durch die Vakuumpumpe in den Gaseinlass 40 und von dort in die innere Kontaktzone 16 eingesaugt. Der Gasstrom wird durch den Füllkörperabschnitt 24 im Gleichstrom und im Kontakt mit der Waschflüssigkeit hindurchgesaugt. Die in die innere Kontaktzone 22 strömende Flüssigkeit kommt mit den Füllkörpern in Berührung und wird von ihnen in dünne Flüssigkeitsfilme zerteilt. Wenn das Gas mit den dünnen Flüssigkeitsfilmen in Berührung kommt, werden ihm Feststoffe durch die Füllkörper entzogen, während gasförmige Verunreinigungen in der Flüssigkeit absorbiert werden und das Gas durch die Flüssigkeit gekühlt wird. Das gekühlte und benetzte Gas, dem die gasförmigen Verunreinigungen entzogen worden sind, wird dann in den offenen Raum 26 und aus dem unteren Teil der inneren Kontektzone 22 in die äussere Kontaktzone abgezogen. Wenn der Gasstrom in die Expansionsströmungskammer 18 eintritt, dehnen sich die Gase aus, und ihre Geschwindigkeit vermindert sich. Die Gase strömen in der äusseren Kontaktzone 16 im Kreis und berühren dabei die Wände der äusseren Kontaktzone. Die in die äussere Kontaktzone 16 einströmende Flüssigkeit kommt mit den Gasen in Berührung und verursacht eine weitere Benetzung und Kühlung der Gase.

Wenn der nasse Gasstrom in die enge Strömungskammer 20 strömt, nimmt seine Geschwindigkeit infolge der Verengung des Strömungsraumes zu, und das Gas erfährt einen entsprechenden Druckabfall und eine erhöhte Turbulenz. Während dieses Zeitraumes der turbulenten Strömung stossen von den nassen Gasen mitgerissene flüssige und feste Teilchen miteinander zusammen und ballen sich zusammen. Die zusammengeballten Teilchen scheiden sich aus den Gasen ab und fallen in die Flüssigkeitssammelzone

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31. Das von festen, flüssigen und gasförmigen Verunreinigungen praktisch freie Gas wird dann durch den Gasauslass 42 abgezogen und kann an die Atmosphäre abgelassen werden, ohne sie zu verunreinigen. Die die festen, flüssigen und gasförmigen Verunreinigungen enthaltende Flüssigkeit, die sich von dem Gas getrennt hat, sammelt sich in der Flüssigkeitssammelkammer 31 und wird durch den Flüssigkeitsauslass 38 abgezogen.

Wie in Verbindung mit Fig. 1 bis 5 ausgeführt wurde, kann der Innenmantel auch konzentrisch in dem Aussenmantel 12 angeordnet sein. Dann werden dem Gas aber viel weniger mitgerissene Flüssigkeitströpfchen entzogen.

Eine andere Ausfuhrungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung zum Waschen von Gasen im Gleichstrom ist in Fig. 9 und 10 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist die Vorrichtung mit 10a' bezeichnet. Der Aussenmantel 12a und der Innenmantel 14a sind waagerecht und in bezug aufeinander exzentrisch angeordnet. Der Aussenmantel 12a enthält die äussere Kontaktzone 16a, die ihrerseits aus der Expansionsströmungskammer 18a und der engen Strömungskammer 20a besteht. Der Innenmantel enthält die innere Kontaktzone 22a, die aus dem Füllkörperabschnitt 24a und dem offenen Raum 26a besteht, so dass die Fluide in die innere Kontaktzone einströmen und aus ihr ausströmen können.

Die Flüssigkeitszuführung 30a weist die Sammelleitung 32a' und die Sprühdüsen 34a¹ zum Einsprühen von Flüssigkeit in die äussere Kontaktzone sowie die Sammelleitung 32b· und die Sprühdüsen 34b¹ zum Einsprühen von Flüssigkeit in die innere Kontaktzone auf. Der Flüssigkeitsauslass 38a und der Gasauslass 42a sind an die äussere Kontaktzone angeschlossen, während der Gaseinlass 40a an die innere Kontaktzone angeschlossen ist.

Die Vorrichtung gemäss Fig. 9 und 10 arbeitet im wesentlichen wie die Vorrichtung gemäss Fig. 6 bis 8.

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Als Werkstoffe für den Innenmantel, den Aussenmantel und den durchlochten Träger für die Füllkörper kommen alle starren Werkstoffe in Betracht, die korrosionsbeständig sind, z.B. korrosionsbeständige Metalle, wie rostfreier Stahl, Kunststoffe, wie Polyvinylchlorid, ABS und dergleichen.

Bei allen oben beschriebenen Ausführungsformen besteht die Fördervorrichtung für das zweite Fluid (das Gas) vorzugsweise aus einer Saugvorrichtung, die an den Auslass für das zweite Fluid angeschlossen ist. Man kann jedoch auch eine Blasvorrichtung, wie einen Ventilator oder ein Gebläse, die an den Gaseinlass angeschlossen ist, für sich allein oder in Kombination mit einer Saugvorrichtung, die an den Gasauslass angeschlossen ist, verwenden.

Vorrichtung und Verfahren gemäss der Erfindung eignen sich besonders zum Waschen von Industrieabgasen, wie sie beim Schmelzen., Verkoken und bei anderen Gxessereivorgängen, beim Verbrennen von Kohle und Öl, insbesondere von schwefelreicher Kohle und schwefelreichem Öl, bei Beizarbeiten, bei der Zellstoffverarbeitung und dergleichen entstehen.

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Claims

Engelhard Minerals & Chemicals Corporation B-1134 Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Inberührungbringen zweier Fluide, gekennzeichnet durch

eine innere Kontaktzone (22) mit einem inneren Strömungsweg,

eine rings um die innere Kontaktzone (22) herum angeordnete äussere Kontaktzone (16), die um die innere Kontaktzone herum einen äusseren Strömungsweg bildet,

eine Zuführung (30) für das erste Fluid zu der inneren Kontaktzone (22),

eine Zuführung (40) für das zweite Fluid zum Kontakt mit dem ersten Fluid in der inneren Kontaktzone (22) und zum Einleiten desselben in die äussere Kontaktzone (16),

einen Auslass (38) für das erste Fluid und einen Auslass (42) für das zweite Fluid.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Aus· senmantel (12), der den äusseren Umfang der äusseren Kon-

. taktzone (16) bildet, und einen Innenmantel (14), der von dem Aussenmantel (12) auf Abstand steht, dessen Innenwände die innere Kontaktzone (22) begrenzen, und dessen Aussenwände den inneren Umfang der äusseren Kontaktzone (16) begrenzen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Kontaktzone (22) Füllkörper enthält.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung (30) für das erste Fluid ausserdem in Verbindung mit der äusseren Kontaktzone (16) steht.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Fördervorrichtung zum Fördern des zweiten Fluids durch die äussere Kontaktzone (16).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung eine mit dem Auslass (42) für das zweite Fluid in Verbindung stehende Saugvorrichtung ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung ein mit der Zuführung (40) für das zweite Fluid in Verbindung stehendes Gebläse ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenmantel (14) in dem Aussenmantel (12) exzentrisch angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenmantel (14) und der Aussenmantel (12) kreisförmigen Querschnitt haben.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenmantel (14) in dem Aussenmantel (12) derart exzentrisch angeordnet ist, dass in der äusseren Kontaktzone (16) eine enge Strömungskammer (20) gebildet wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung (40) für das zweite Fluid in direkter Verbindung mit der äusseren Kontaktzone (16), der Auslass (42) für das zweite Fluid in direkter Verbindung mit der inneren Kontaktzone (22), die Zuführung (30) für das erste Fluid in Verbindung mit der inneren Kontaktzone (22) und

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der Auslass (38) für das erste Fluid in Verbindung mit der äusseren Kontaktzone (16) steht.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung (30) für das erste Fluid ausserdem in Verbindung mit der äusseren Kontaktzone (16) steht.

13..Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung (40) für das zweite Fluid in direkter Verbindung mit der inneren Kontaktzone (22), der Auslass (42) für das zweite Fluid in Verbindung mit der äusseren Kontaktzone (16) die Zuführung (30) für das erste Fluid in Verbindung mit der inneren Kontaktzone (22) und der Auslass (38) für das erste Fluid in Verbindung mit der äusseren Kontaktζone (16) steht.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung (30) für das erste Fluid ausserdem in Verbindung mit der äusseren Kontaktzone (16) steht.

15. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenmantel (12) und der Innenmantel (14) derart senkrecht angeordnet sind, dass die beiden Fluide darin im wesentlichen senkrecht strömen müssen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenmantel (12a) und der Innenmantel (14a) derart waagerecht angeordnet sind, dass die beiden Fluide darin im wesentlichen horizontal strömen müssen.

17. Verfahren zum Inberührungbringen zweier Fluide, dadurch gekennzeichnet, dass man in einer Anordnung, in der

(a) eine erste, innere Kontaktzone sich innerhalb einer zweiten, äusseren Kontaktzone befindet,

(b) das erste Fluid in die innere Kontaktzone einleitet,

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(c) das zweite Fluid zum Kontakt mit dem ersten Fluid in die innere Kontaktzone und in die äussere Kontaktzone leitet, so dass dem zweiten Fluid durch das erste eine oder mehrere Komponenten mindestens teilweise entzogen werden, und dass man

(d) das erste Fluid und das behandelte zweite Fluid abzieht.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fluid eine Flüssigkeit und das zweite Fluid ein Gas ist, dem eine oder mehrere gasförmige Komponenten entzogen werden sollen.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fluid eine Waschflüssigkeit und das zweite Fluid ein Feststoffteilchen und mitgerissene Flüssigkeitströpfchen enthaltendes, zu waschendes Gas ist.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass man die Flüssigkeit auch durch die äussere Kontaktzone strömen lässt.

21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Kontaktzone derart exzentrisch in der äusseren Zone angeordnet ist, dass in einem Teil der äusseren Kontaktzone ein enger Strömungsweg gebildet wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Kontaktzone mit Füllkörpern beschickt ist.

23. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass man das die Feststoffteilchen enthaltende Gas für einen bestimmten Rauminhalt der äusseren Kontaktzone mit einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit in die äussere Kontaktzone strömen lässt, das Gas sich ausdehnen und die

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25 ! H 9 9 6 Strömungsgeschwindigkeit des Gases sich verringern lässt, so dass die in dem Gas suspendierten Feststoffteilchen aus dem Gas entfernt werden, worauf man das Gas im Gegenstrom zu und im Kontakt mit der Flüssigkeit durch die innere Kontaktzone strömen lässt, so dass dem Gas gasförmige Bestandteile, die eine Affinität für die Flüssigkeit aufweisen, mindestens teilweise durch die Flüssigkeit entzogen werden.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gas durch einen engen Teil der äusseren Kontaktzone strömen lässt, so dass das Gas einen Druckabfall erfährt und von dem Gas mitgerissene Flüssigkeitströpfchen mindestens teilweise daraus entfernt werden.

25. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Kontaktzone Füllkörper enthält, die die Flüssigkeit in dünne Filme zerteilen und dadurch die Gaskontaktfläche vergrössern.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass man die Flüssigkeit im Kontakt mit dem Gas durch die äussere Kontaktzone strömen lässt.

27. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gas mit einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit im Gleichstrom mit der Flüssigkeit durch die innere Kontaktzone leitet, so dass die gasförmigen Bestandteile des Gases, die eine Affinität für die Flüssigkeit aufweisen, mindestens teilweise in die Flüssigkeit übertragen werden, worauf man das Gas durch die äussere Kontaktzone strömen lässt, so dass es sich ausdehnt und seine Strömungsgeschwindigkeit abnimmt.

28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gas durch einen engen Teil der äusseren Kontakt-

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zone strömen lässt, so dass das Gas einen Druckabfall erfährt und von dem Gas mitgerissene Flüssigkeitströpfchen mindestens teilweise daraus entfernt werden.

29. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Kontaktzone Füllkörper enthält, die die Flüssigkeit zu dünnen Filmen zerteilen.

30. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass man die Flüssigkeit im Kontakt mit dem Gas durch die äussere Kontaktzone strömen lässt.

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