DE2538495A1

DE2538495A1 - Einrichtung zur reinigung von gasen

Info

Publication number: DE2538495A1
Application number: DE19752538495
Authority: DE
Inventors: Hugo Schmitz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-08-29
Filing date: 1975-08-29
Publication date: 1977-03-03
Also published as: DE2538495B2; GB1559530A; IT1065702B; CH604845A5; SE7609510L; JPS5229681A; NL7609646A; FR2321927A1; DE2538495C3; ES451012A1; BE845674A

Description

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Einrichtung zur Reinigung von Gasen. |£/θΗτ η,

Die Erfindung betrifft Gasreinigungseinrichtungen mit rotieren^- dem Zylinder, der zum mindesten teilweise aus einem porösem, gasdurchlässigem Material besteht, durch das die zu reinigenden.

Gase in das Innere des rotierenden Zylinders strömen, wobei die abzuscheidenden Stoffe vom rotierenden, porösen Zylindermantel aufgefangen und durch Fliehkräfte abgeschieden werden.

Das Ablösen der an den porösen Zylindermantel angelagerten.

Stoffe kann unterstützt werden durch Sprüh- oder Benetzungsmittel, die von der Innenseite des Zylinders her wirksam sind.

Die Sprüh- oder Benetzungsmittel können sein: elektrische Felder, gerichtete Luft- oder Flüssigkeitsstrahlen.

Sogenannte Trommelfilter gehören zwar zum Stand der Technik, sie tangieren die vorliegende Erfindung aber nur soweit, als das gemeinsame Merkmal die rotierende poröse Trommel ist-. Sowohl im konstruktiven Aufbau, als auch im funktionellen Prinzip hat die vorliegende Erfindung markante Merkmale, die nicht Stand der Technik sind. Diese werden später beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es u.a. ein Abscheidungssystem für Gasverunreinigungen zu schaffen, das bei relativ geringem Bauvolumen große Durchsatzleistungen ermöglicht, und bei niedrigen Investitions- und Betriebskosten die modernen Ansprüche an die Reinheit der Abgase nahezu universell zu erfüllen vermag.

Bei den bekannten Entstaubungseinrichtungen, z. Beisp. bei den Tuch- oder Schlauchfiltern und den Elektrofilter^ ist es notwendig, die Gasgeschwindigkeit in der eigentlichen Abscheidezone auf wenige cm/sec. zu vermindern. Diese vorgegebene Gasgeschwindigkeit bestimmt daher auch das spezifische Bauvolumen derartiger Einrichtungen ( m5 umbauter Raum / m3 Gasdurchsatz). Die Funktionsweise erfindungsgemäßer Einrichtungen gestattet es, mit einem mehrfachen der sonst üblichen Gasgeschwindigkeiten zu operieren, und dadurch das erforderliche Bauvolumen erheblich zu reduzieren, was eine ebenso erhebliche Reduzierung der Investitions- und auch der laufenden Betriebskosten bedeutet.

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ORIGINAL INSPECTED

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iirfindungsgemäße Einrichtungen sind auch geeignet.zur Gaswäsche, d.h. zur Neutralisation und Abscheidung von sauren oder basischen Nebeln und Dämpfen, einschließlich von Fluorverbindungen. Soweit es sich um die Filterung von Nebeln mit Hilfe von besprühtem Gewebe handelt, wird der Stand der Technik erheblich verbessert.

Die Filterung von Nebeln mit Hilfe von besprühten Geweben ist erstmalig besch-rieben im VDI-Bericht Nr. 149 "Reinhaltung der Luft", Seite 372 —376, Gegenüber dem dort beschriebenen Verfahren haben erfindungsgemäße Einrichtungen mehrere Vorteile, z. Beisp. werden die Poren des Gewebes durch die wirksamen Fliehkräfte kontinuierlich von Ablagerungen freigehalten. Außerdem erfolgt die Behandlung der Gase im Gegenstrom zur eingedüsten Flüssigkeit in einem ausgedehnten Fliehkraftfeld des rotierenden Flüssigkeitsnebels.

Für die Lösung der gestellten Aufgaben ist erfindungsgemäß ein Trommelfilter vorgesehen, bei dem das Abdichtungsproblem der rotierenden Filtertrommel gelöst ist.

Dieses Abdichtungsproblem ergibt sich als Folgeproblem aus dem vom Gasdurchsatz vorbestimmten Querschnitt bzw. Durchmesser der rotierenden Filtertrommel, der erforderlichen Trommelumfangsgeschwindigkeit, sowie der Notwendigkeit, die rotierende Trommel gegen die Druckdifferenz zwischen ihrer Aussenseite und ihrem Innenraum abzudichten. Als Abdichtungsmittel scheiden Dichtringe aus, weil sowohl deren Reibungswiderstand als auch die Beaufschlagung mit stark abrasiven Stoffen zum alsbaldigen Verschleiß führen würde. Der hohe Reibungswiderstand würde auch eine unangemessen hohe Antriebsleistung für die Filtertrommel erforderlich, machen.

Erfindungsgemäß© Einrichtungen sind in den Zeichnungen - Figur bis Figur 4 schematische vereinfacht in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.
Im einzelnen; zeigt:

Figur 1 eine vereinfachte Ausführungsform der Erfindung, insbesondere die vereinfachte Darstellung der Abdichtung der Filtertrommel,

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Figur 2 ein weiteres Beispiel für die Ausführung der Abdichtung der Filtertrommel, -

Figur 3 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Sprüheinrich tung innerhalb der Filtertrommel,

Figur 4 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Filtertrommel um eine waagerechte Achse rotiert.

Bei der Ausführung der Erfindung nach Figur 1 gelangen die zu reinigenden Gase unter der Wirkung eines der Einrichtung nächgeordneten Exhaustors 8 in den Ansaugkanal 1, und von dort schraubenförmig-rotierend in den Aussenraum 2. Beim Durchtritt durch den rotierenden porösen Zylindermantel 3 in den Innenraum 4 entsteht ein Druckverlust Δρ, gegen den die Räume 2 und. 4 abzudichten sind. Im Rahmen der Erfindung ist für die Lösung dieses Problems ein Flüssigkeitsbad 5 (z.Beisp. ein Wasserbad) vorgesehen, in das der untere Teil 3' des Zylindermantels eintaucht. Entsprechend der Druckdifferenz zwischen den Räumen 2 und 4 steigt der Flüssigkeitsspiegel zum Raum 4 um den Betrag Ah an, (wenn zunächst die aus der Flüssigkeitsrotation resultierenden Druckkräfte vernachlässigt werden), Δ h ist proportional /\ρ, d,h,, daß der absolute Unterdruck im Raum 4 gegenüber dem atmosphärischen Druck, keinen Einfluß auf den Anstieg des Flüssigkeitspegels im Raum 4 hat.

Bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten der Filtertrommel 3»3' können die aus der Flüssigkeitsrotation resultierenden Druckkräfte u,U, jedoch nicht mehr vernachlässigt werden. Im Rahmen der Erfindung wird dies auch berücksichtigt. Durch entsprechende konstruktive Maßnahmen, wie in Figur 2 gezeigt, kann zusätzlich zur Rotation der Sperrflüssigkeit 5 noch ein Umwälzeffekt erzielt werden. In dem gezeigten Beispiel wird dieser Umwälzeffekt erzielt durch einen Konus 16 am Zylindermantel 3'· Iiit zunehmendem Durchmesser des Kegelmantels 16 steigt auch die Umfangsgeschwindigkeit an, der auch die anhaftenden Flüssigkeitsteilchen zu beiden Seiten äes Kegelmantels folgen. Da auch die Fliehkräfte mit zunehmendem Kegeldurchmesser ansteigen, und diese ebenfalls auf die anhaften den Flüssigkeitsteilchen übertragen werden, entstehen Schubspannungen die ein Umwälzen der Flüssigkeit in den eingezeichneten Pfeilrichtungen bewirken. An der Sperrwirkung der

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Flüssigkeit gegen die Druckdifferenz in den Räumen 2 und 4-ändert sich dadurch nichts.

Ein weiteres Beispiel für konstruktive Maßnahmen zur Sicherung der Sperrwirkung der Flüssigkeit zeigt Figur 3· Diese Figur zeigt ferner die Anordnung einer Sprüheinrichtung innerhalb der Filtertrommel 3, 3¹.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden die zu reinigenden Gase durch den Kanal 1 - schraubenförmig-rotierend - in das Gehäuse eingeführt. Die Rotation der Gase wird unterstützt von dem im gleichen Drehsinn mit den Gasen rotierenden Zylinder 3, 3' . Durch die innerhalb der Gasmasse wirksamen Fliehkräfte erfolgt bereits in dem Raum 2 eine erste Abscheidung jener Teilchen.aus < dem Gasstrom bei denen die Fliehkräfte gegenüber den Schleppkräften der Strömung überwiegen. Die den Schleppkräften der Strömung folgenden Teilchen schlagen sich beim Durchgang der Gase durch den porösen Zylindermantel 3 auf diesem oder in dessen Poren nieder, bzw, wenn der Zylindermantel 3 aus einem faserigen Stoff besteht lagern sich die Teilchen auch diesen Fasern an. Die von Beimengungen gereinigten Gase gelangen nach dem Durchgang durch den porösen Zylindermantel in den Innenraum des Zylinders 3, 3' und von dort durch das ortsfest angeordnete Rohr 6, und den Konus 7 zum nachgeordneten Exhaustor 8, der sie schließlich ins Freie befördert.

Für die Gasreinigungsfälle, bei denen das Abschleudern der dem porösen Zylindermantel anhaftenden Teilchen allein durch Fliehkräfte nicht ausreichend sichergestellt ist, sieht die Erfindung Maßnahmen zur Verbesserung der Aus- bzw. Ablösung dieser Teilchen vor. Eine dieser Maßnahmen besteht darin, daß die poröse Zylinderwand 3 von der Innenseite her mit einem Sprühmittel, z.Beisp. Wasser, benetzt wird. Infolge der Fliehkräfte durchdringt die Flüssigkeit den porösen Zylindermantel, benetzt dabei die angelagerten Teilchen, so daß deren Masse vergrößert wird. Flüssigkeit und anhaftende Teilchen werden als feiner Sprühnebel von der porösen Zylinderwand abgeschleudert, und schließlich aus dem Gasstrom ausgeschieden.

Figur 3 zeigt eine entsprechende Anordnung: Um die feststehende Hohlwelle 9 ist der Zylindermantel 3, 3' drehbar gelagert 2o, 21, Der Antrieb erfolgt vom Motor 1o. Bei 13 wird Flüssigkeit - z.Beisp. Wasser - eingeführt. Durch die

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Hohlwelle 9 gelangt die Flüssigkeit zu den ebenfalls ortsfest angeordneten, mit Sprühdüsen ausgestatteten Rohren 11. Die versprühte Flüssigkeit/benetzt kontinuierlich die Innenseite des rotierenden Zylindermantels 3, durchdringt diesen und wird, als feiner Flüssigkeitsnebel durch den Raum 2 rotierend schließlich an die Wand 19 ausgeschleudert. Beim Durchqueren des Raumes 2 wirkt dieser Flüssigkeitsnebel für die zugeführten Gase wie ein Filter, das Verunreinigungen einfängt und mit an die Wand. 19 transportiert.

Im Flüssigkeitsbad 5 sammelt sich sowohl die an den Wand 19 als auch die an dem rotierenden Zylindermantel 3> 3¹ herabfließende Flüssigkeit mit den.abgeschiedenen Beimengungen. Bei 14- wird der in konzentrierter Form anfallende Schlamm abgeführt und evtl. einer - nicht dargestellten - Aufbereitungsanlage oder auch der Deponie zugeführt. Die evtl. in einer Aufbereitungsanlage zurückgewonnene gereinigte Flüssigkeit kann mit einer Pumpe 15 dem Flüssigkeitsbad 5» oder auch bei 13 dem System wieder zugeführt werden. Der Pegel der Sperrflüssigkeit 5 kann mit bekannten Mitteln der Technik überwacht, und mit Hilfe der Pumpe 15 auf den erforderlichen Stand gehalten werden.

Figur 4 zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung, bei welcher der Zylinder 3, 3' waagerecht gelagert ist. Bei dieser Ausführung sind Leitschaufeln 22 am Umfang der offenen Seite des Zylindermantels vorgesehen, die sicherstellen, daß das Wasserbad mitrotiert und die Flüssigkeit durch Fliehkräfte in dem Ringkanal 23 gehalten wird. Leitbleche 24-, in der oberen Hälfte des Ringkanals 23 angeordnet, bewirken das Zurückfließen ablaufender Flüssigkeit in die untere Hälfte des Ringkanals. Im übrigen funktioniert die Einrichtung in gleicher Weise wie zu Figur 3 beschrieben.

Erfindungsgemäße Einrichtungen sind auch so ausführbar, daß die Ablösung der an den porösen Zylindermantel 3 anhaftenden Teilchen durch elektrische Felder erfolgt, wie sie von Elektrofiltern bekannt sind. Die einzelnen Pole für die Erzeugung des elektrischen Feldes können dabei ortsfest, die Sprühelektrode im Inneren des Zylinders 3 unä die Niederschlagsanode gegenüber im Raum 2 angeordnet werden. Es ist auch möglich, den Zylindermantel 3, oder einen diesen umgebenden Metallkorb als Sprüh-

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elektrode zu verwenden_r An.sich bekannte Mittel der Technik, z. Beisp, Rüttler oder Abstreifer bewirken das Lösen der zu größeren Einheiten agglomerierten Teilchen von der Niederschlagsanode, und der rotierende Gasstrom im Raum 2 schleudert diese Teilchen endgültig: aus dem Gasstrom an die Wand 19·

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Claims

Patentansprüche .

rl J Einrichtung zur Reinigung und Entgiftung von Gasen mittels rotierender Trommel aus porösem, gasdurchlässigem Material, bei der die zu reinigenden Gase die poröse Filtertrommel von außsen nach innen durchströmen, mit einseitig offener Stirnwand für den Gasauslaß

dadurch gekennzeichnet, daß der Innenraum der Filtertrommel gegen den höheren Druck auf der Aussenseite der Trommel durch ein Flüssigkeitsbad abgedichtet ist, in das ein Teil des Zylindermantels mit der offenen. Seite eintaucht.
2. Einrichtung nach Anspruch 1
gekennzeichnet durch Sprüh- oder Benetzungseinrichtungen, z. Beisp.
Luft- oder Flüssigkeitssprüheinrichtungen, oder elektrostatische Felder, die von der Innenseite auf die poröse Ummantelung wirksam sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 2

gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Umwälzung der Sperrflüssigkeit, z. Beisp. durch Verengung oder Erweiterung des in das Flüssigkeitsbad eintauchenden Teils des Zylindermantels .

4. Einrichtung nach Anspruch 2

gekennzeichnet durch an sich bekannte technische Einrichtungen, zur Kontrolle und zur Nachregulierung des Pegels, bzw. der Menge der Sperrflüssigkeit.

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