DE29807889U1 - Device for introducing an adsorbent into an exhaust gas - Google Patents
Device for introducing an adsorbent into an exhaust gasInfo
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Description
ROB Ing. Rudolf OhlmannROB Ing. Rudolf Ohlmann
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Mosbach 14 1/2Mosbach 14 1/2
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BeschreibungDescription
Einrichtung zum Einbringen eines Adsorptionsmittels in ein AbgasDevice for introducing an adsorbent into an exhaust gas
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Einbringen wenigstens eines pulverförmigen Adsorptionsmittels in eine von einem Abgas durchströmte Abgasleitung.The invention relates to a device for introducing at least one powdered adsorbent into an exhaust line through which an exhaust gas flows.
Adsorber werden verwendet, um bei thermischen Prozessen entstehende schadstoffhaltige Abgase zu reinigen. Einsatzgebiete sind beispielsweise die Keramik-, Ziegel-, Schamott-, Glas- und Porzellanindustrie. Mit solchen Adsorbern lassen sich die Schadstoffe dadurch abscheiden, daß sie beim Weg des Abgases durch das Adsorptionsmittel an dessen Oberflächen adsorbiert werden. Ein derartiger Adsorber ist beispielsweise in der DE 37 12 649 Cl beschrieben. Bei diesen Adsorbern rieselt das Adsorptionsmittel unter Schwerkraftwirkung über uten offene Gaskanäle, aus denen das zu reinigende Abgas durch das Adsorptionsmittel strömt. Derartige Adsorber sind voluminös und bedingen ein rieselfähiges Adsorptionsmittel.Adsorbers are used to clean pollutant-containing exhaust gases produced during thermal processes. Areas of application include the ceramics, brick, fireclay, glass and porcelain industries. With such adsorbers, the pollutants can be separated by adsorbing them on the surfaces of the adsorbent as the exhaust gas passes through it. One such adsorber is described in DE 37 12 649 Cl, for example. With these adsorbers, the adsorbent trickles under the effect of gravity over open gas channels, from which the exhaust gas to be cleaned flows through the adsorbent. Such adsorbers are voluminous and require a free-flowing adsorbent.
Je nach der Schadstoffbelastung des Abgases mehrere unterschiedliche Adsorptionsmittel gleichzeitig zuDepending on the pollutant load of the exhaust gas, several different adsorbents can be used simultaneously.
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verwenden, ist kaum möglich.2
use is hardly possible.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, mit der sich pulverförmiges Adsorptionsmittel in innigen Kontakt mit dem zu reinigenden Abgas bringen läßt.The object of the invention is to propose a device of the type mentioned at the outset with which powdered adsorbent can be brought into intimate contact with the exhaust gas to be cleaned.
Das durch das Mundstück eingeblasene Adsorptionsmittel verteilt sich in der - vorzugsweise verwirbelten Abgasströmung und kommt dabei in einen innigen Kontakt mit dem Abgas.The adsorbent blown in through the mouthpiece is distributed in the - preferably swirling - exhaust gas flow and comes into close contact with the exhaust gas.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Rohrstück in die Abgasleitung eingebaut, in dem wenigstens ein Gasumlenkflügel angeordnet ist, der der Abgasströmung wenigstens eine Bewegungskomponente quer zur Haupt-Strömungsrichtung aufprägt. Dadurch ist eine gezielte Verwirbelung der Abgasströmung erreicht, die den innigen Kontakt des Adsorptionsmittels mit dem Abgas verbessert, so daß Schadstoff mit hohem Wirkungsgrad an den Oberflächen der Pulverkörner des Adsorptionsmittels adsorbiert werden.Preferably, at least one pipe section is installed in the exhaust line, in which at least one gas deflection vane is arranged, which imparts at least one movement component to the exhaust gas flow transversely to the main flow direction. This achieves a targeted turbulence of the exhaust gas flow, which improves the intimate contact of the adsorbent with the exhaust gas, so that pollutants are adsorbed with high efficiency on the surfaces of the powder grains of the adsorbent.
Die Möglichkeit der Verwendung von pulverförmigem Adsorptionsmittel hat den Vorteil, daß für die Adsorption bezogen auf das Volumen des einzusetzenden Adsorptionsmittels große Oberflächen für die Adsorption zur Verfügung stehen. Jedenfalls kann die Korngröße des Adsorptionsmittels erheblich kleiner sein als bei bekannten Adsorbern.The possibility of using powdered adsorbent has the advantage that large surfaces are available for adsorption relative to the volume of adsorbent used. In any case, the grain size of the adsorbent can be considerably smaller than with known adsorbents.
Die Einrichtung arbeitet trocken. Mit ihr lassen sich in keramischen Brennprozessen entstehende Abgase, welche beispielsweise bis zu 3000 mg SO enthalten, entsprechend den Anforderungen nach der TA-Luft reinigen. Die Einrichtung arbeitet, weil sie baulich einfach ist, betriebssicher. Das pulverförmige, mit Schadstoffen belastete Adsorptionsmittel wird von der AbgasströmungThe device works dry. It can be used to clean exhaust gases produced in ceramic firing processes, which contain up to 3000 mg SO, for example, in accordance with the requirements of the TA-Luft. The device is reliable in operation because it is structurally simple. The powdery adsorbent, which is contaminated with pollutants, is carried away by the exhaust gas flow.
3
selbst zu einem Filter gefördert.3
itself is promoted to a filter.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist das Mundstück in der Haupt-Strömungsrichtung des Abgases hinter den Gasumlenkflügeln angeordnet. Dadurch ist erreicht, daß das pulverförmige Adsorptionsmittel in die bereits verwirbelte Abgasströmung eingeblasen wird.In a preferred embodiment of the invention, the mouthpiece is arranged in the main flow direction of the exhaust gas behind the gas deflection vanes. This ensures that the powdered adsorbent is blown into the already swirling exhaust gas flow.
Vorzugsweise ist das Mundstück derart ausgerichtet, daß das Adsorptionsmittel entgegen der Haupt-Strömungsrichtung in die Abgasströmung eintritt. Diese Gegenstromanordnung führt zu einem besonders innigen Kontakt der Abgasströmung mit dem pulverförmigen Adsorptionsmittel.Preferably, the mouthpiece is aligned in such a way that the adsorbent enters the exhaust gas flow against the main flow direction. This countercurrent arrangement leads to particularly close contact between the exhaust gas flow and the powdered adsorbent.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind in Haupt-Strömungsrichtung hinter den Gasumlenkflügeln weitere Gasumlenkflügel angeordnet. Diese führen zu einer weiteren Verwirbelung des bereits mit Adsorptionsmittel beladenen Abgasstromes, was den Oberflächenkontakt des Adsorptionsmittels mit dem Abgas weiter verbessert.In a further embodiment of the invention, further gas deflection vanes are arranged in the main flow direction behind the gas deflection vanes. These lead to further turbulence of the exhaust gas flow already loaded with adsorbent, which further improves the surface contact of the adsorbent with the exhaust gas.
Die beschriebene Einrichtung ermöglicht auch, in den Abgasstrom verschiedene Adsorptionsmittel an beabstandeten Stellen der Abgasleitung gleichzeitig einzublasen. Dies ist zweckmäßig, wenn nicht ein Adsorptionsmittel allein die jeweiligen Schadstoffe adsorbieren kann. Ist beispielsweise ein Schadgas mit Schwefeloxiden, Kohlenwasserstoffen und Fluor belastet, dann können als pulvrige Adsorptionsmittel beispielsweise Natriumbicarbonat, Calciumcarbonat und Aktivkohle an beabstandeten Stellen in das Abgas eingeblasen werden.The device described also makes it possible to blow various adsorbents into the exhaust gas stream at spaced-apart points in the exhaust line at the same time. This is useful if one adsorbent alone cannot adsorb the respective pollutants. For example, if a harmful gas is contaminated with sulfur oxides, hydrocarbons and fluorine, then powdered adsorbents such as sodium bicarbonate, calcium carbonate and activated carbon can be blown into the exhaust gas at spaced-apart points.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:Further advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims and the following description of an embodiment. The drawing shows:
Figur 1 Einrichtung zum Einbringen eines pulverförmigen Adsorptionsmittels in eine Abgasleitung,Figure 1 Device for introducing a powdered adsorbent into an exhaust pipe,
Figur 2 einen Schnitt längs der Linie H-II nach Fig.l,Figure 2 is a section along the line H-II according to Fig.l,
Figur 3 einen Schnitt längs der Linie IH-III nach Fig.l undFigure 3 a section along the line IH-III according to Fig.l and
Figur 4 Einrichtung nach Fig.l in einer Abgasreinigungsanlage.Figure 4 Device according to Fig.l in an exhaust gas purification plant.
Ein Rohrstück 1 mit Anschlußflanschen 2 (vgl.Fig.l bis 3) ist in eine Abgasleitung 3 (vgl. Fig.4) einbaubar. In dem Rohrstück 1 sind Gasumlenkflügel 4,5,6,7 angeordnet. Im Betrieb wird das Rohrstück 1 in Haupt-Strömungsrichtung A von Abgas durchströmt.A pipe section 1 with connecting flanges 2 (see Fig. 1 to 3) can be installed in an exhaust pipe 3 (see Fig. 4). Gas deflection vanes 4, 5, 6, 7 are arranged in the pipe section 1. During operation, exhaust gas flows through the pipe section 1 in the main flow direction A.
Die Flügelfläche jedes der Gasumlenkflügel 4 bis 7 liegt schräg zur Haupt-Strömungsrichtung A, was in Figur 1 beim Gasumlenkflügel 5 zu sehen ist. Der Winkel der Flügelflächen zur Haupt-Strömungsrichtung A beträgt beispielsweise etwa 30°. Die Gasumlenkflügel 4 bis 7 verlaufen von einer zur Haupt-Strömungsrichtung A konzentrischen Mittelbuchse 8 radial bis an die Wandung des Rohrstücks 1, an der sie befestigt sind.The wing surface of each of the gas deflection wings 4 to 7 is oblique to the main flow direction A, which can be seen in Figure 1 for the gas deflection wings 5. The angle of the wing surfaces to the main flow direction A is, for example, about 30°. The gas deflection wings 4 to 7 run radially from a central bushing 8 concentric to the main flow direction A to the wall of the pipe section 1, to which they are attached.
Die Gasumlenkflügel 4 bis 7 können einstückig und/oder aerodynamisch ausgebildet sein. Es kann auch genügen, zwei oder drei Gasumlenkflügel vorzusehen. Es können auch mehr als vier Gasumlenkflügel vorgesehen sein. Die Gasumlenkflügel sind jedenfalls so gestaltet, daß sie dem in Haupt-Strömungsrichtung A ankommenden Abgasstrom quere bzw. radiale Bewegungskomponenten aufprägen, d.h. den Abgasstrom verwirbeln.The gas deflection vanes 4 to 7 can be designed in one piece and/or aerodynamically. It can also be sufficient to provide two or three gas deflection vanes. More than four gas deflection vanes can also be provided. The gas deflection vanes are in any case designed in such a way that they impart transverse or radial movement components to the exhaust gas flow arriving in the main flow direction A, i.e. they swirl the exhaust gas flow.
In Haupt-Strömungsrichtung A hinter den GasumlenkflügelnIn the main flow direction A behind the gas deflection vanes
4 bis 7 ist in dem Rohrstück 1 ein Mundstück 9 angeordnet. Dieses liegt in der Mittelachse des Rohrstücks 1 und ist entgegen der Haupt-Strömungsrichtung A gerichtet. Das Mundstück 9 ist über einen Krümmer 10 mit einem außen am Rohrstück 1 angeordneten Anschlußstutzen 11 verbunden, durch den ein pulverförmiges Adsorptionsmittel einführbar ist.4 to 7, a mouthpiece 9 is arranged in the pipe section 1. This is located in the central axis of the pipe section 1 and is directed against the main flow direction A. The mouthpiece 9 is connected via a bend 10 to a connecting piece 11 arranged on the outside of the pipe section 1, through which a powdered adsorbent can be introduced.
Das Mundstück 9 ist mittels einer
Mutter-Schraubverbindung 12 an einer weiteren Mittelbuchse 13 befestigt, die an weiteren
Gasumlenkflügeln 14,15,16,17 angeordnet ist. Diese sind
aus fertigungstechnischen Gründen ebenso gestaltet wie die Gasumlenkflügel 4 bis 7; jedoch diesen gegenüber um
etwa 45° verdreht in das Rohrstück 1 eingebaut (vgl. Fig.2 mit Fig.3). Dementsprechend ist im Bedarfsfall auch
an der Mittelbuchse 8 ein weiteres Mundstück festlegbar, wenn das Einblasen eines weiteren Adsorptionsmittels an
dieser Stelle gewünscht ist. Hierfür ist am Rohrstück 1 ein weiterer Anschlußstutzen 18 vorgesehen.The mouthpiece 9 is connected by means of a
Nut-screw connection 12 is attached to a further central bushing 13, which is arranged on further gas deflection vanes 14, 15, 16, 17. For manufacturing reasons, these are designed in the same way as the gas deflection vanes 4 to 7; however, they are installed in the pipe section 1 rotated by about 45° relative to these (cf. Fig. 2 with Fig. 3). Accordingly, if necessary, a further mouthpiece can also be attached to the central bushing 8 if it is desired to blow in a further adsorbent at this point. For this purpose, a further connection piece 18 is provided on the pipe section 1.
Zur Wartung der Einrichtung ist am Rohrstück 1 ein Mannloch 19 gestaltet.A manhole 19 is provided on pipe section 1 for maintenance of the device.
Die Funktionsweise der beschriebenen Einrichtung ist im wesentlichen folgende:The functionality of the described device is essentially as follows:
Das in Haupt-Strömungsrichtung A aus der Abgasleitung 3, die beispielsweise einen Durchmesser in der Größenordnung von 0,5 m bis 1,2 m aufweist, in das Rohrstück 1 eingesaugte oder eingeblasene Abgas wird durch die Gasumlenkflügel 4 bis 7 verwirbelt. In diese verwirbelte Abgasströmung wird durch das Mundstück 9 pulverförmiges Adsorptionsmittel, das beispielsweise eine Körnung von 20 mym bis 60 mym hat, im Gegenstrom zentral eingeblasen, wobei das Adsorptionsmittel die Schadstoffe des Abgases adsorbiert. Vorzugsweise wird das Adsorptionsmittel mit einem Druck eingeblasen, der größer ist als der Druck derThe exhaust gas sucked or blown into the pipe section 1 in the main flow direction A from the exhaust line 3, which has a diameter of the order of 0.5 m to 1.2 m, for example, is swirled by the gas deflection vanes 4 to 7. Powdered adsorbent, which has a grain size of 20 mym to 60 mym, for example, is blown centrally in countercurrent into this swirled exhaust gas flow through the mouthpiece 9, whereby the adsorbent adsorbs the pollutants in the exhaust gas. The adsorbent is preferably blown in at a pressure that is greater than the pressure of the
Abgasströmung. Jedenfalls soll sich das Adsorptionsmittel wenigstens eine gewisse Strecke in Gegenrichtung zur Haupt-Strömungsrichtung A bewegen, bevor es von der verwirbelten Abgasströmung mitgenommen wird. Durch die Gegenströmung ist erreicht, daß die mögliche Reaktionszeit des Adsorptionsmittels mit den Schadstoffen auf einer bestimmten Strecke der Strömungsrichtung größer ist als bei einer Gleichströmung.Exhaust gas flow. In any case, the adsorbent should move at least a certain distance in the opposite direction to the main flow direction A before it is carried along by the turbulent exhaust gas flow. The counterflow ensures that the possible reaction time of the adsorbent with the pollutants over a certain distance in the flow direction is longer than with a co-flow.
Durch die weiteren Gasumlenkflügel 14 bis 17 wird das mit pulverförmigem Adsorptionsmittel beladene Abgas weiter verwirbelt, wodurch der weitere Oberflächenkontakt der Schadstoffe mit dem Adsorptionsmittel unterstützt wird.The additional gas deflection vanes 14 to 17 further swirl the exhaust gas loaded with powdered adsorbent, thereby supporting further surface contact of the pollutants with the adsorbent.
Bei der Beispiels-Anlage nach Figur 4 sind drei der beschriebenen Einrichtungen in Reihe vertikal übereinander in die Abgasleitung 3 eingebaut. Es ist jedoch auch möglich, die Einrichtungen bei einem horizontalen oder schrägen Verlauf der Abgasleitung 3 einzusetzen.In the example system according to Figure 4, three of the described devices are installed in series vertically one above the other in the exhaust pipe 3. However, it is also possible to use the devices with a horizontal or diagonal course of the exhaust pipe 3.
An den Anschlußstutzen 11 des oberen Rohrstücks 1 ist ein Silo 20 angeschlossen, der ein pulverförmiges Adsorptionsmittel einer Art enthält und aus dem dieses durch das Mundstück 9 einblasbar ist.A silo 20 is connected to the connection piece 11 of the upper pipe section 1, which silo contains a type of powdered adsorbent and from which this can be blown in through the mouthpiece 9.
Im nächsten Rohrstück 1' wird kein Adsorptionsmittel eingeblasen, so daß seine Gasumlenkflügel 4 bis 7, 14 bis 17 nur die Gasverwirbelung unterstützen. Dieses Rohrstück I1 steht als Reserve für das Einblasen eines Adsorptionsmittels aus einer weiteren Adsorptionsmittelquelle zur Verfügung.In the next pipe section 1' no adsorbent is blown in, so that its gas deflection vanes 4 to 7, 14 to 17 only support the gas swirling. This pipe section I 1 is available as a reserve for blowing in an adsorbent from another adsorbent source.
In das nächste Rohrstück I11 wird ein weiteres Adsorptionsmittel eingeblasen und zwar hier nicht aus einem Silo, sondern aus einem Sackcontainer 21, in dem Adsorptionsmittel verpackt zur Anlage geliefert wird.Another adsorbent is blown into the next pipe section I 11 , not from a silo but from a bag container 21 in which the adsorbent is delivered to the plant in packaged form.
Das mit Adsorptionsmittel beladene Abgas wird einem Filter 22, beispielsweise einem Gewebeschlauchfilter, zugeführt. Aus diesem wird das gereinigte Abgas mittels eines Gebläses 23 in eine Reingasleitung 24 abgeführt und das schadstoffbeladene Adsorptionsmittel wird durch einen Auslaß 25 abgezogen und einer Weiterverarbeitung oder einer Entsorgung zugeführt.The exhaust gas loaded with adsorbent is fed to a filter 22, for example a fabric hose filter. From this, the cleaned exhaust gas is discharged into a clean gas line 24 by means of a blower 23 and the pollutant-laden adsorbent is removed through an outlet 25 and fed for further processing or disposal.
Der Durchmesser des Rohrstücks 1 kann kleiner oder größer als der Durchmesser der Abgasleitung 3 sein. Dadurch läßt sich die Strömungsgeschwindigkeit im Rohrstück 1 in Hinblick der Reaktion des Adsorptionsmittels mit den Schadstoffen beeinflussen.The diameter of the pipe section 1 can be smaller or larger than the diameter of the exhaust pipe 3. This allows the flow velocity in the pipe section 1 to be influenced with regard to the reaction of the adsorbent with the pollutants.
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dadurch gekennzeichnet,2. Device according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,3. Device according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,9. Device according to claim 8,
characterized,
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