DE3001280A1 - Gasreiniger - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-P^ys. Dr. K. Fincke

Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Di¹⁵L-ChEM. B. Huber Dr. Ing. H. Liska

BRB 8000 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820 MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

Ralph R. Calaceto
248 Palmer Court
Ridgewood, New Jersey o745o USA

Gasreiniger

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen auf dem Wirbelstromprinzip arbeitenden Gasreiniger mit einem äußeren, aus zylindrischen Bereichen bestehendem äußeren Gehäuse und Zuführöffnungen, durch welche ein Gasstrom tangential in einen der Bereiche zugeführt ist, von wo aus der Gasstrom in Wirbelform dem anderen Bereich zugeführt ist'.

Entsprechend der US-PS 3 233 882 ist ein Gasreiniger bereits bekannt, bei welchem jeweils aus einer Mehrzahl von Sprühdüsen bestehende Sprüheinrichtungen vorgesehen sind, die an der Außenseite des turmförmigen Gasreinigers an bestimmten Stellen mit entsprechenden öffnungen befestigt sind. Der wesentliche Vorteil dieser Konstruktion

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liegt darin, daß die Sprühdüsen sehr leicht von außen her von dem Reinigungsturm entfernt werden können, damit eine Reinigung bzw. ein Austausch - falls nötig - durchführbar ist. Die Tatsache, daß derartige Düsen jedoch einer Abnutzung ausgesetzt sind und schließlich ausgetauscht werden müssen, stellt jedoch einen erheblichen Nachteil dar. Fernerhin ist die Anzahl der Düsen relativ groß, die zur Injizierung ausreichender Mengen von Reinigungsflüssigkeit und zu einer zufriedenstellenden Zerstreuung der Flüssigkeit notwendig sind. Sprühdüsen erlauben fernerhin im allgemeinen keine erneute Rezirkulation eines Reinigungsgemisches, ohne daß dabei die Gefahr einer Verstopfung besteht. Schließlich entstehen Probleme einer hinreichenden Abdichtung der Düsen nach außen hin, um ein Ausströmen von Gas durch die Öffnungen des Turmes zu verhindern, was zu nicht vernachlässigbaren Kosten führt, da relativ komplexe Komponenten erforderlich sind und entsprechende Arbeitskosten im Hinblick auf die Wartung und Installation entstehen.

Es ist demzufolge Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen auf dem Wirbelstromprinzip arbeitenden Gasreiniger zu schaffen, welcher unter Vermeidung der oben genannten Schwierigkeiten und bei sehr einfacher Konstruktion eine zufriedenstellende Zersprühung der Reinigungsflüssigkeit bzw. des Reinigungsgemisches gestattet.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß derselbe aus einem unteren Bereich und einem oberen Bereich besteht, wobei die Höhe des unteren Bereiches wenigstens zweimal so groß wie die dessen Durchmessers ist, während der Durchmesser des oberen Bereiches kleiner als die des unteren Bereiches ist und der Boden des oberen Bereiches unterhalb der Decke des unteren Bereiches zu

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liegen gelangt, ferner daß der untere Bereich in der Nähe und unterhalb der Decke mit dem oberen Bereich in der Nähe des Bodens durch eine perforierte untere Ringplatte verbunden sind, durch welche Reinigungsflässigkeit bzw. ein Reinigungsgemisch sprühbar ist, ferner daß oberhalb in einem gewissen Abstand von der unteren Ringplatte eine die beiden Bereiche miteinander verbindende obere Ringplatte angeordnet ist, welche in Verbindung mit entsprechenden Wandungen der unteren und oberen Bereiche und der unteren Ringplatte eine Ringkammer bildet, welche um den oberen Bereich herum angeordnet ist und in der Nähe des Bodens liegt und daß eine Zuführleitungsanordnung vorgesehen ist, durch welche der Ringkammer Reinigungsflüssigkeit bzw. ein Reinigungsgemisch zugeführt ist, von wo aus eine Weiterleitung desselben in den unteren Bereich erfolgt, wobei der Durchmesser des oberen Bereiches groß genug ist, um einen Gasstrom unter geringfügigem Druckanfall durchzuieiten und eine Trennung der Reinigungsflüssigkeit bzw. des Reinigungsgemisches von dem Gasstrom zu erreichen, falls die Strömungsrichtung des Gases nach oben gerichtet ist.

Der erfindungsgemäße Gasreiniger besteht somit aus einem Turm, der wenigstens in einen oberen und einen unteren Bereich geteilt ist, wobei der obere Bereich einen kleineren Durchmesser besitzt als der untere. Der Boden des oberen Bereiches ist unterhalb des oberen Endes des unteren Bereiches angeordnet und mit Hilfe einer perforierten Ringplatte mit dem unteren Teil verbunden. Eine zweite Ringplatte verbindet das obere Ende des unteren Bereiches mit der Außenseite des oberen Bereiches. Die zwei Ringplatten bilden in Verbindung mit entsprechenden Abschnitten der oberen und unteren Bereiche eine Ringkammer, in welche über eine Rohrleitung Reinigungsflüssigkeit zuge-

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führt werden kann. Eine einzige Rohrleitung ist dabei ausreichend. Die in der unteren Ringplatte vorgesehenen Perforationen gewährleisten ein Versprühen der Reinigungsflüssigkeit in den unteren Bereich des Turmes, so daß es zu einer hinreichenden Reinigung des den Turm durchströmenden Gases kommt. Das Sprühen umfaßt dabei auch die Zufuhr der Flüssigkeit allein unter Schwerkraftwirkung.

Die beschriebene Konstruktion kann dahingehend erweitert werden, daß der Turm in drei oder mehrere zylindrische Bereiche unterteilt wird, wobei jeder Bereich einen kleineren Durchmesser besitzt als der unmittelbar darunterliegende Bereich. Jeweils zwei benachbarte Bereiche werden durch zwei Ringplatten miteinander verbunden, die jeweils eine um den oberen Bereich herumgeführte Ringkammer bilden. Diese Ringkammer liegt dabei im Bereich des Bodens des oberen Bereiches jedes Paares.

Am einen Ende des turmförmigen Gasreinigers ist eine öffnung vorgesehen, durch welche das zu reinigende Gas tangential zugeführt wird, so daß dasselbe innerhalb des Gasreinigers in Form eines Wirbels hindurchgeleitet wird. Die Höhe des unteren Bereiches des Gasreinigers sollte dabei wenigstens so groß wie dessen Durchmesser sein. Um die Wirksamkeit der Gasreinigung zu erhöhen, ist innerhalb desselben,unterhalb und in der Nähe der Trennstelle zwischen den beiden Bereichen, ein den Strömungsquerschnitt verringerndes Umleitblech vorgesehen. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die untere perforierte Ringplatte so ausgebildet, daß die zu versprühende Flüssigkeit über den gesamten Querschnitt des Gasreinigers verteilt wird. Durch geeignete Formgebung der Ringplatte wird- gleichzeitig der Druckabfall des zu reinigenden Gases beim Durchstreichen von einem Bereich in den anderen klein gehalten.

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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Reinigungsflüssigkeit bzw. das Reinigungsgemisch unter Schwerkraftwirkung allein in den Gasreiniger eingesprüht wird, ohne daß dabei eine Druckpumpe Verwendung findet. Falls jedoch der Gasreiniger Teil eines Drucksystems ist, ist eine normale Druckpumpe ausreichend, um die Zufuhr der Reinigungsflüssigkeit zu dem Ringraum zu gewährleisten.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Zufuhr des zu reinigenden Gases im unteren Bereich des Gasreinigers, so daß sich ein nach oben gerichteter Gasstrom ergibt. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung hingegen ist die Zuführöffnung für das zu reinigende Gas im oberen Bereich vorgesehen, so daß der Gasstrom nach abwärts strömt. In beiden Fällen ist die Z.ufuhröffnung so ausgebildet, daß das Gas im wesentlichen tangential eingeleitet wird. Im Fall einer nach abwärts gerichteten Gasströmung muß allerdings eine Einrichtung vorhanden sein, um den Gasstrom von der Reinigungsflüssigkeit bzw. dem Reinigungsgemisch zu trennen. Diese Einrichtung kann beispielsweise aus einem Abscheider im Inneren des Gasreinigers in der Nähe des Bodens bestehen oder kann eine mittig angeordnete Ausflußöffnung sein, über welche eine Kappe angeordnet ist, durch welche die Reinigungsflüssigkeit bzw. das Reinigungsgemisch abgeleitet wird. Im letzteren Fall sind vorzugsweise gebogene Umleitbleche vorgesehen, um die tangentiale Komponente der Gasströmung in eine in Richtung der Achse des Gasauslaßes gerichtete radiale Strömung umzulenken.

Ausführungsformen der Erfindung umfassen zwei oder mehrere Ringkammern, welche jeweils mit einer perforierten unteren Ringplatte versehen sind. Auf diese Weise ergibt sich die

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Möglichkeit, das Gas mit zwei verschiedenen Reinigungsflüssigkeiten bzw. Reinigungsgemischen oder eine einzige Reinigungsflüssigkeit oder ein Reinigungsgemisch mit zwei oder mehreren verschiedenen Konzentrationen zu verwenden.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist somit ein auf dem WirbelStromprinzip beruhender Gasreiniger geschaffen, welcher eine erhöhte Wirksamkeit besitzt und sowohl im Hinblick auf die Konstruktion wie auch im Hinblick auf die Wartung zu niedrigeren Kosten führt. Gleichzeitig wird erreicht, daß das die Reinigungsflüssigkeit verteilende Element einer geringen Abnutzung ausgesetzt ist, so daß ein Austausch nicht notwendig erscheint. Bei dieser Konstruktion wird ferner erreicht, daß der Sprühmechanismus ein integraler Teil des Gasreinigers ist. Die Verteilung der Reinigungsflüssigkeit kann dabei allein unter Schwerkraftwirkung erfolgen. Im Rahmen der Erfindung besteht fernerhin die Möglichkeit, zwei oder mehrere unterschiedliche Reinigungsflüssigkeiten bzw. Reinigungsgemische zu verwenden.

Die Erfindung soll nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine TeilSchnittansicht in vergrößertem Maßstab einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3. von Fig. 2,

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Fig. 4 eine TeilSchnittansicht in vergrößertem Maßstab einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 und 6 Schnittansichten von weiteren zwei Ausführungsformen der Erfindung mit einem nach unten gerichteten Gasstrom,

Fig. 7 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Gasstrom mit zwei verschiedenen Reinigungsflüssigkeiten behandelt wird, und

Fig. 8 eine Schnittansicht entlang der Linie 8-8 von Fig. 6,

Fig. 1 zeigt einen auf dem WirbelStromprinzip arbeitenden Gasreiniger 11 ,■- bei welchem das zu reinigende Gas durch eine in der Nähe des Bodens eines unteren Bereiches 12 angeordnete Einlaßöffnung 13 tangential zugeführt ist. Der untere Bereich 12 kann dabei zusätzlich mit nicht dargestellten schneckenförmigen ümleitblechen versehen sein. Unterhalb des unteren Bereiches 12 ist ein konischer Auffangtrichter 14 mit einem Flüssigkeitsablaß 16 angeordnet. Die Höhe des unteren Bereiches 12 ist dabei wenigstens gleich dem Durchmesser desselben,damit die gewünschte Wirksamkeit einer Reinigung des aufsteigenden Gases mit Hilfe der Flüssigkeitströpfchen erreicht wird. Zweckmäßigerweise ist die Höhe des unteren Bereiches 12 drei- oder mehrfach größer als der Durchmesser, wobei die obere Grenze dieses Verhältnisses durch wirtschaftliche und Festigkextsüberlegungen bestimmt ist. Die gesamte'Höhe des Gasreinigers 11 beträgt dabei wenigstens dreimal den Durchmesser des unteren Bereiches 12.

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Der turmf örmig ausgebildete ..Gasreiniger 11 besteht aus dem bereits erwähnten unteren Bereich 12 sowie einem oberen Bereich 17, wobei der Durchmesser des oberen Bereiches 17 kleiner ist als der des unteren Bereiches 12. Demzufolge kann der Boden 18 des oberen Bereiches 17 in die Decke 19 des unteren Bereiches 12 eingesetzt werden. Die beiden Bereiche 12, 17 sind durch zwei Ringplatten 21, miteinander verbunden, wobei die obere Ringplatte 22 ebenfalls als Träger für den oberen Bereich 17 dient. Die beiden Ringplatten 21, 22 bilden zusammen mit entsprechenden Teilen der Wandung der oberen und unteren Bereiche 12, 17 eine am oberen Ende des unteren Bereiches 12 angeordnete Ringkammer 23. Die Reinigungsflüssigkeit wird über eine Zufuhrleitung 24 in die Ringkammer 23 eingeführt, von wo aus dieselbe durch innerhalb der unteren Ringplatte 21 befindliche Bohrungen 26 in den unteren Bereich 12 gelangt. Da die. Ringkammer 23 den ganzen Gasreiniger 11 umschließt, ist für die Zufuhr der Reinigungsflüssigkeit eine einzige Zuführleitung 24 ausreichend, was zu einer vereinfachten Konstruktion und demzufolge zu verringerten Herstellungskosten führt. Der Durchmesser des oberen Bereiches 17 ist derart gewählt, daß die Ringkammer 23 ein ausreichendes Volumen für den Durchfluß der Reinigungsflüssigkeit und für eine ausreichende Tremmng derselben von dem aufsteigenden Gasstrom besitzt. Zur Erleichterung von Wartungsarbeiten ist die untere Ringplatte 21 vorzugsweise lösbar ausgebildet.

Die obere Ringplatte 22 hingegen besitzt öffnungen 27, durch welche eine überprüfung und Wartung der unteren Ringplatte 21 erfolgen kann. Die einzelnen Öffnungen 27 sind dabei mit Hilfe entsprechender Deckel 28 verschlossen.

Die Konstruktion der in Fig. 1 gezeigten Ringkammer kann

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in verschiedener Weise abgeändert werden. Bei der in Fig. dargestellten Ausführungsform ist ein eine öffnung 31 abdeckender Deckel 29 vorgesehen, welcher mit einem Griff versehen ist. Dieser Griff 32 erstreckt sich durch die öffnung 31 hindurch bis zu einem entfernbaren Abschnitt 34 der Ringplatte 33. Aufgrund dieser Konstruktion wird bewirkt, daß bei Entfernung des Deckels 29 mit Hilfe des Griffes 32 gleichzeitig der entfernbare Abschnitt 34 abgehoben wird. Die Größe des entfernbaren Abschnittes 34 sowie der öffnung 31 sind derart gewählt, daß der entfernbare Abschnitt 33 durch die öffnung 31 hindurchgezogen werden kann. Dadurch können die perforierten Abschnitte 34 herausgenommen werden, um eine Reinigung bzw. einen Austausch vorzunehmen, sollte dies aufgrund von Abnützung und Korrosion notwendig sein. Je nach der Art des mit dem Gasreiniger durchgeführten Reinigungsvorgangs kann es fernerhin wünschenswert sein, die Art und Größe der in der unteren Ringplatte 33 vorgesehenen Bohrungen zu verändern. Ein derartiger Fall kann beispielsweise eintreten, wenn anstelle von innerhalb des Gases vorhandener Festkörperteilchen eine Absorption von Säurekomponenten vorgenommen werden soll, in welchem Fall anstelle einer crewöhnlichen Reinigungsflüssigkeit ein Reinigungsgemisch · verwendet wird, in welches Sodaasche oder Kalkstein subpendiert ist.

Fig. 3 zeigt einen lösbaren Abschnitt 34, in welchem kreisförmige Bohrungen angeordnet sind. Bei dem lösbaren Abschnitt 36 sind hingegen schlitzförmige Bohrungen vorgesehen. Es ist einleuchtend, daß bei der Ausführuhgsform von Fig. 1 oder bei der Ausführungsform von Fig. 2 und 3 die Bohrungen eine beliebige Form besitzen können. Die Bohrungen können fernerhin so ausgebildet sein, daß die auf diese Weise erzeugten Sprühstrahlen den gesamten Querschnitt des unteren Bereiches 12 erreichen. Die Konstruktion

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der Ringkammer 23 ist dabei "derart gewählt, daß die Reinigungsflüssigkeit bzw. das Reinigungsgemisch unter Schwerkraftwirkung allein versprüht wird, obwohl es in manchen Fällen wünschenswert sein kann, zusätzlich eine nicht dargestellte Pumpe zu verwenden. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform fallen die Sprühstrahlen im wesentlichen senkrecht nach abwärts. Der größere Teil des durchgeleiteten Gasstromes wird jedoch innerhalb eines auf dem WirbelStromprinzip arbeitenden Gasreinigers entlang der Wandung durchgeleitet, so daß eine hinreichende Berührung mit den Sprühstrahlen zustandekommt. Zusätzlich kann jedoch gemäß Fig. 1 noch ein den Querschnitt verringerndes Umleitblech 30 vorgesehen sein, so daß gewährleistet ist, daß kein entlang der Achse des Gasreinigers 11 strömender außerhalb des Bereiches der Strahlen liegender Gasstrom zustandekommt. Der Durchmesser des Umleltbleches 30 sollte dabei zwischen 1/2 und 7/8 D liegen, wobei D der Durchmesser des unteren Bereiches 12 ist. Zur Erzielung einer maximalen Wirksamkeit unter Aufrechterhaltung eines minimalen Druckegefälles sollte der Durchmesser des kreisförmig ausgebildeten Umleitbleches 12 vorzugsweise zwischen 0,5 und 0,7 D liegen.

Eine Ausführungsform, bei welcher die Strahlen der Reinigungsflüssigkeit über den ganzen Querschnitt des Gasreinigers 11 hinweg verteilt gerichtet sind, ist in Fig. 4 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist die untere Ringplatte 37 mit Biegungen versehen, was zu einer Reihe von Vorteilen führt. Die untere Ringplatte 37 verläuft aufgrund dieser Biegungen im wesentlichen diagonal in bezug auf die Achse des Gasreinigers, was zu einer Strukturversteifung führt. Zusätzlich erleichtert diese Konfiguration den Gasstrom vom unteren Bereich in den oberen Eereich,

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was zu einer Verringerung des Druckgefälles innerhalb des Gasstromes beim Einströmen in den oberen Bereich führt. Aufgrund dieser Biegungen ergibt sich schließlich, daß Bohrungen 38 und 39 gebildet werden, die in Richtung der Achse 41 des Gasreinigers gerichtet sind. Falls gewünscht, kann die untere Ringplatte 37 bzw. Teile desselben lösbar ausgebildet sein.

Die Verwendung eines relativ großen perforierten Bereiches für die Herstellung der Sprühstrahlen erlaubt die Verwendung relativ großer öffnungen. Demzufolge können stark angereicherte Reinigungsgemische, welche durch Düsen nicht injiziert werden können, der Ringkammer 25 für eine folgende Injizierung in den Gasreiniger zugeführt werden, wobei ein mehrfaches Hindurchleiten dieser Reinigungsgemische möglich ist. Das Wiederauffangen des Reinigungsgemisches erfolgt selbstverständlich mit Hilfe des in Fig. 1 gezeigten Auffangtrichters 14, von wo aus eine Weiterleitung zu einem der Aufnahme des Reinigungsgemisches dienenden Behälter erfolgen kann. Die innerhalb des Auffangtrichters 14 gesammelte Flüssigkeit kann ebenfalls zu einer Wieder aufbereitungseinrichtung oder zu einer Abwässerbehandlungseinrichtung gepumpt werden. Das Aufsammeln der Flüssigkeit aus dem Gasstrom ist deshalb besonders wirksam, weil das wirbeiförmige Hindurchleiten des Gases durch den Gasreiniger den Flüssigkeitströpfchen ausreichende Zentrifugalkräfte überträgt, so daß sie aus dem Gasstrom ausscheiden und.entlang der Wandung in den Auffangtrichter 14 fließen.

Fig. 1 zeigt nur eine von vielen Ausführungsformen eines gemäß der Erfindung gebauten Gasreinigers. So kann beispielsweise der in Fig. 1 gezeigte mittige Gasauslaß 42 entweder durch einen radial oder tangential verlaufenden horizontalen Gasauslaß ersetzt werden. Der Gasreiniger kann

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fernerhin - so wie dies in FjLg. 5 gezeigt ist - eine nach unten gerichtete Gasströmung besitzen. In diesem Fall strömt das zu reinigende Gas über einen horizontal verlaufenden Einlaßschacht 52 des Gasreinigers 51 in einen oberen Bereich 53, von wo aus das Gas in einen unteren Bereich 54 und von dort in einen Auslaßschacht 56 gelangt. Der Gasstrom wird dabei von einer Ringkammer 58 aus mit Sprühflüssigkeit 57 versetzt. Fernerhin ist ein Umleitblech 59 vorgesehen, welches den Gasstrom in Richtung der Sprühflüssigkeit drückt. Der größte Teil der Reini-" gungsflüssigkeit bwz. des Reinigungsgemisches wird in einem Ringkanal 61 aufgefangen und durch eine Ablaßleitung 62 abgeleitet. Der Ringkanal 61 ist dabei unmittelbar oberhalb des AuslaßSchachtes 56 angeordnet. Der Rest der Reinigungsflüssigkeit wird innerhalb des Auffangtrichters 14 aufgefangen und über den Flüssigkeitsablaß 16 abgeleitet. Durch den Einlaßschacht 52 hindruch wird der Gasstrom tangential eingeleitet. Zur Erzielung eines möglichst geringen Druckabfalls ist fernerhin der Auslaßschacht 56 so konstruiert, daß der Gasstrom ebenfalls tangential von dem Gasreiniger 51 weggeleitet wird. Ähnlich wie bei anderen Ausführungsformen ist das Vorsehen des Umleitblech.es 59 nicht absolut notwendig,- da der größte Teil des Gasstromes aufgrund des Wirbeleffektes entlang der Wandung des Gasreinigers geführt ist. Im Verhältnis zur Höhe des unteren Bereiches 54 ist die Höhe des oberen Bereiches 53 relativ gering, da in diesem Bereich keine Trennung von Gas und Flüssigkeitskomponenten notwendig ist, was bei der Ausführungsform von Fig. 1 jedoch nicht der Fall ist, da im letzteren Fall Gas und Flüssigkeitsströme in entgegengesetzten Richtungen verlaufen. Gemäß Fig. 5 ist die Höhe des oberen Bereiches 53

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nur so groß, daß ausreichend. Raum vorhanden ist, um einzelne Abschnitte der Ringplatte 63 entfernen zu können.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, welche sich gegenüber der Ausführungsform von Fig. 5 dahingehend unterscheidet, daß der Gasauslaß 66 in bezug auf das zylindrische Gehäuse 67 des Gasreinigers mittig angeordnet ist. Um einen möglichst geringen Druckabfall im Bereich des Gasauslasses 66 zu erzielen, sind in diesem Fall gebogene Umleitbleche 68 vorgesehen. Diese gebogenen Umleitbleche 68, deren horizontale Schnittansicht in Fig. 8 gezeigt ist, wandeln den rotierenden Gasstrom in einen radial nach unten fließenden Gasstrom um, welcher durch den Gasablaß 66 abgeleitet wird, wodurch der sich ergebende Druckabfall klein gehalten wird. Zusätzlich ist ein Umleitblech 69 vorgesehen, welches die herunterfallenden Tröpfchen der Reinigungsflüssigkeit der Bodenplatte zuführt, von wo aus die sich ansammelnde Flüssigkeit über eine Ablaßleitung 72 abgeleitet wird.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, welche das Konzept des Gasreinigers gemäß Fig. 1 dahingehend erweitert, daß eine Mehrzahl von Ringkammern vorgesehen sind. Bei der in Fig. 7 dargestellten Ausführungsform sind zwei derartige Ringkammern 76 und 77 vorgesehen, welche nach unten hin durch je eine perforierte Ringplatte 78 bzw. begrenzt sind. Die Zufuhr der Reinigungsflüssigkeit erfolgt in diesem Fall über zwei Einlaßleitungen 81, 82. Aufgrund dieser Konstruktion ergeben sich drei Bereiche des Gasreinigers, nämlich ein oberer Bereich 83, ein mittlerer Bereich 84 und ein unterer Bereich 86. Obwohl bei einem derartigen Gasreiniger mit einer Mehrzahl von Reinigungsflüssigkeiten ein nach unten gerichteter Gas-

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strom möglich ist, so ist doch aus den im folgenden noch zu erläuternden Gründen es erheblich zweckmäßiger, einen nach oben gerichteten Gasstrom vorzusehen. Bei einem Massenaustausch im Gegenstromverfahren ist es nämlich bekanntermaßen wünschenswert, daß die Differenz zwischen den Konzentrationen der zu transferierenden Komponenten an verschiedenen Stellen in etwa konstant gehalten wird. An ■Stellen, an welchen somit die Konzentration der aus dem Gasstrom"zu entfernenden Komponenten hoch ist, kann somit ebenfalls die Konzentration der in dem Flüssigkeitsstrom befindlichen Komponenten ebenfalls relativ hoch sein. An Stellen jedoch, an welchen die Konzentration der in dem Gasstrom befindlichen Komponenten gering ist, d.h. in der Nähe der Gasauslaßöffnung, erscheint es wünschenswert, daß die Konzentration der in dem Gasstrom befindlichen Komponenten praktisch Null ist.

Bei der Ausführungsform von Fig. 7 erfolgt die Gasbehandlung mit einer Flüssigkeit mit zwei verschiedenen Konzentrationen, Demzufolge wird die Reinigungsflüssigkeit durch die Ringkammer 76 und die perforierte Ringplatte 78 zugeführt, während die durch die Auslaßöffnung 87 aufgefangene Flüssigkeit bzw. das aufgefangene Reinigungsgemisch durch die Ringkammer 77 und die perforierte Ringplatte 79 zugeführt wird. Selbstverständlich muß ein Teil der aufgefangenen Flüssigkeit abgeleitet werden, damit die Menge der den Gasreiniger durchströmenden Flüssigkeit konstant gehalten wird. Bei dem beschriebenen Gasreiniger besitzt das durch den Einlaßkanal 88 einströmende Gas die höchste Konzentration von zu eliminierenden Komponenten, wobei es in diesem Bereich in Berührung mit der wiederverwendeten Reinigungsflüssigkeit bzw. dem Reinigungsgemisch gelangt.

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Beim Hindurchströmen durch den Gasreiniger gelangt dann das zu reinigende Gas in Berührung mit dem aus der oberen Ringkammer 76 ausströmenden Reinigungsflüssigkeit, wobei dieser Ringkammer 76 eine Reinigungsflüssigkeit zugeführt wird, die keine oder eine nur sehr geringe Konzentration der zu eliminierenden Komponenten besitzt. Eine derartige Konstruktion entspricht somit der Anforderung, die Veränderung der Differenz der Konzentrationen zwischen den beiden Phasen so klein wie möglich zu halten. Zusätzlich erweist sich diese Anordnung als sehr wirtschaftlich in bezug auf die Verwendung der Reinigungsflüssigkeit, da die Reinigungsflüssigkeit nicht nur einmal, sondern zweimal in Berührung mit dem Gasstrom gelangt.

Ein weiterer Vorteil der in Fig. 7 dargestellten Konstruktion ergibt sich dann, wenn der Wunsch besteht, zwei verschiedene Komponenten aus dem Gasstrom auszuwaschen, in welchem Fall zwei verschiedene Behandlungsmittel Verwendung finden. So kann beispielsweise ein Behandlungsgemisch aus der Ringkammer 77 zugeführt werden, um eine Säurekomponente zu entfernen, in welchem Fall eine Suspension von Natriumkarbonat oder Kalziumkarbonat verwendet werden kann. Anschließend kann eine organische Komponente beispielsweise eine Petroleumfraktion - unter Verwendung eines Lösungsmittels entfernt werden, wobei dieses Lösungsmittel nicht mit der Flüssigkeit des durch die Ringkammer 77 eingeführten Reinigungsmittel mischbar ist. Das -organische Lösungsmittel und die durch die Ringkammer 77 zugeführte Flüssigkeit können dann innerhalb einer außerhalb des Gasreinigers angeordneten Einrichtung wieder voneinander getrennt werden.

Reinigungsmischungen sind insbesondere geeignet, um SO~ enthaltende Abgase von Kraftwerken zu behandeln. 3*1 dem

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Reinigungsgemisch handelt es sich in diesem Fall um eine wässrige Lösung von Kalkstein.

Die relativen Höhen der drei Bereiche 83/ 84, 86 hängt von der erforderlichen Wirksamkeit der Entfernung bestimmter Komponenten ab, die durch die Besprühung absorbiert werden sollen. Im allgemeinen ist die Höhe des mittleren Bereiches 84 gleich oder geringer als die Höhe des unteren Bereiches 86, wobei das Verhältnis dieser beiden Höhen vorzugsweise zwischen 0,5 und 0,7 liegt. Die Höhe des oberen Bereiches 83 hängt von der Geschwindigkeit des Gasstromes -ab und ist so gewählt, daß die gewünschte Entfernung von mitgeführten Tröpfchen erreicht wird.

Auf dem Wirbelstromprinzip arbeitende Gasreiniger sind insbesondere zur Entfernung von Teilchen in der Größenordnung von μ geeignet, während sie für die Entfernung von Teilchen unterhalb von 1μ weniger geeignet sind. Die einzelnen Ausführungsformen der Erfindung können somit mit einem Venturi-Gasreiniger kombiniert werden, wobei diese Kombination insbesondere für die Entfernung von Teilchen geeignet ist, deren Größe variiert und von Durchmessern unterhalb und oberhalb von 1μ reicht. Eine derartige Kombination ist in Fig. 1 gezeigt, in welcher ein Venturi-Gasreiniger 91 dargestellt ist, der auf der Gaszufuhrseite vor der Einlaßöffnung 13 angeordnet ist, um auf diese Weise eine Entfernung bzw. ein Zusammenschlagen von Teilchen in Größen unterhalb von 1 μ zu erreichen, bevor der Gasstrom dem auf dem Wirbelstromprinzip arbeitenden Gasreiniger 11 zugeführt wird.

Zusammenfassend ergibt sich somit, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein auf dem Wirbelstromprinzip arbeitender Gasreiniger geschaffen worden ist, welcher das zu

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behandelnde Gas mit Hilfe einer aus einer Ringkammer abgegebenen Flüssigkeit reinigt, wobei diese Ringkammer den eigentlichen Gasreiniger umgibt. Die Ringkammer besitzt eine perforierte Bodenplatte, durch welche die Flüssigkeit in den Gasreiniger eingesprüht wird. Da zu der perforierten Platte ein leichter Zugang besteht, vereinfacht sich wunschgemäß die Wartung. Fernerhin wird nur noch eine einzige Zufuhrleitung benötigt, um das Reinigungsmittel der Ringkammer zuzuführen.

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Claims (22)

1. Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmaisn, Dtpi..-1'Hvs. Dr. K. Fincke

   Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. 3. Huber Dr. Ing. H. LisKA 3001280

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   Patentansprüche

   Auf dem WirbelStromprinzip arbeitender Gasreiniger mit einem äußeren, aus zylindrischen Bereichen bestehendem äußerem Gehäuse und Zuführöffnungen, durch welche ein Gasstrom tangential in einen der Bereiche zugeführt ist, von wo aus der Gasstrom in Wirbelform dem anderen Bereich zugeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe aus einem unteren Bereich (12) und einem oberen Bereich (17) besteht, wobei die Höhe des unteren Bereiches (12) wenigstens zweimal so groß wie die dessen Durchmessers ist, während der Durchmesser des oberen Bereiches (17) kleiner als die des unteren Bereiches (12) ist und der Boden (18) des oberen Bereiches (17) unterhalb der Decke (19) des unteren Bereiches (12) zu liegen gelangt, ferner daß der untere

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   Bereich (12) in der Nähe und unterhalb der Decke (19) mit dem oberen Bereich (17) in der Nähe des Bodens (18) durch eine perforierte untere Ringplatte (21) verbunden sind, durch welche Reinigungsflüssigkeit bzw. ein Reinigungsgemisch sprühbar ist, ferner daß oberhalb in einem gewissen Abstand von der unteren Ringplatte (21) eine die beiden Bereiche (12, 17) miteinander verbindende obere Ringplatte (22) angeordnet ist, welche in Verbindung mit entsprechenden Wandungen der unteren und oberen Bereiche (12, 17) und der unteren Ringplatte (21) eine Ringkammer (23) bildet, welche um den oberen Bereich (17) herum angeordnet ist und in der Nähe des Bodens (18) liegt,und daß eine Zuführleitungsanordnung (24) vorgesehen ist, durch welche der Ringkammer (23) Reinigungsflüssigkeit bzw. ein Reinigungsgemisch zugeführt ist, von wo aus eine Weiterleitung desselben in den unteren Bereich (12) erfolgt, wobei der Durchmesser des oberen Bereiches (11) groß genug ist, um einen Gasstrom unter geringfügigem Druckanfall durchzulesen und eine Trennung der Reinigungsflüssigkeit bzw. des Reinigungsgemisches von dem Gasstrom zu erreichen, falls die Strömungsrichtung des Gases nach oben gerichtet ist.
2. 2. Gasreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die untere Ringplatte (21) Bohrungen (26) besitzt, deren Größe so gewählt ist, daß die Reinigungsflüssigkeit bzw. das Reinigungsgemisch unter Schwerkraftwirkung allein abgebbar ist.
3. 3. Gasreiniger nach Anspruch 1, dadurch g e k e η n,-zeichnet , daß die obere Ringplatte (22) eine durch einen Deckel (28) abdeckbare öffnung (27) besitzt, durch welche eine überprüfung und Reinigung der unteren Ringplatte (21) möglich ist.

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4. 4. Gasreiniger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die untere Ringplatte (33) einen lösbaren perforierten Abschnitt (34, 36) besitzt und daß die Öffnung (27) groß genug gemacht ist, daß durch dieselbe ein Herausheben des betreffenden lösbaren Abschnittes (34, 36) möglich ist.
5. 5. Gasreiniger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der lösbare Abschnitt (34) an dem Deckel (29) befestigt ist, demzufolge bei Anheben des Deckels (29) gleichzeitig eine Entfernung bzw. Abhebung des betreffenden Abschnittes (34) von der Ringplatte (33) erfolgt (Fig. 2).
6. 6. Gasreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die untere Ringplatte (37) Bohrungen (38, 39) besitzt, die so ausgebildet sind, daß die Reinigungsflüssigkeit über den gesamten Querschnitt des unteren Abschnittes (12) versprühbar ist (Fig. 4).
7. 7. Gasreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Höhe des unteren Bereiches (12) wenigstens gleich ihrem Durchmesser ist.
8. 8. Gasreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Zuführleitungsanordnung (24) aus einer einzigen Zuführleitung besteht.
9. 9. Gasreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die untere Ringplatte (37) so gebogen ist, daß der aus dem einen Bereich (12) in den anderen Bereich (17) strömende Gasstrom einen minimalen Druckabfall aufweist (Fig. 4).

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10. 10. Gasreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb des Bodens (18) des oberen Bereiches (17) ein Umleitblech (3o) vorgesehen ist, welches den Gasstrom in Richtung der Wandung des unteren Bereiches (12) und somit in Richtung der von der unteren Ringplatte (21) heruntertropfenden Reinigungsflüssigkeit richtet.
11. 11. Gasreiniger nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet , daß das Umleitblech (3o) eine im wesentlichen kreisförmige äußere Begrenzungskante aufweist, deren Durchmesser zwischen 1/2 und 7/8 des Durchmessers D des unteren Bereiches (12) beträgt.
12. 12. Gasreiniger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser des Umleitbleches (3o) zwischen 0,5 und 0,7 D beträgt.
13. 13. Gasreiniger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Umleitblech (30) in Form eines flachen, gering geneigten Konus ausgebildet ist, dessen Spitze nach oben gerichtet ist.
14. 14. Gasreiniger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßöffnung (13) in der Nähe des Bodens des unteren Bereiches (12) angeordnet ist, von wo aus der Gasstrom nach oben strömt.
15. 15. Gasreiniger nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Einlaßseite vor der Einlaßöffnung (13) zusätzlich ein auf dem Venturi-Prinzip arbeitender Gasreiniger (91) angeordnet ist.

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16. 16. Gasreiniger nach Anspruch. 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Gaseinlaß (52) in der Nähe des oberen Endes des oberen Bereiches (53) angeordnet ist, von wo aus ein nach unten gerichteter Gasstrom zustandekommt, und daß im Bereich des unteren Endes des unteren Bereiches (54) ein Gasauslaß (56) vorgesehen ist, durch welchen eine tangentiale Abgabe des Gasstromes erfolgt (Fig. 5).
17. 17. Gasreiniger nach Anspruch 1 oder 16, dadurch gekennzeichnet , daß um den unteren Bereich (54) herum ein Ringkanal (61) vorgesehen ist, welcher die durch den Gasstrom gegen die Wandung gedrückte Reinigungsflüssigkeit bzw. das Reinigungsgemisch auffängt und daß der Ringkanal (61) mit einer Abblasleitung (62) verbunden ist, durch welche die aufgefangene Reinigungsflüssigkeit bzw. das aufgefangene Reinigungsgemisch nach außen geleitet ist (Fig. 5).
18. 18. Gasreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Gaszufuhr (52) im Bereich des oberen Endes des oberen Bereiches angeordnet ist, von wo aus ein nach unten gerichteter Gasstrom zustandekommt, ferner daß der untere Bereich eine Bodenplatte

    (71) aufweist, von welcher aus nach oben hin in der Mitte ein Gasablaß (66) hinaufragt,und daß unmittelbar oberhalb des Gasablasses (66) gekrümmte Umleitbleche

    (68) vorhanden sind, welche den wirbelnden Gasstrom in einen radial strömenden Gasstrom umwandeln, der durch den mittige angeordneten Gasauslaß (66) nach unten strömt, während zusätzlich eine Ablaßleitung (72) vorhanden ist, welche die auf der Bodenplatte (71) sich ansammelnde Reinigungsflüssigkeit bzw. das sich ansammelnde Reinigungsgemisch seitlich nach außen leiten (Fig. 6 und 8).

    030066/0600
19. 19. Gasreiniger nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der gebogenen Umleitbleche (68) eine Kappe (69) angeordnet ist, welche ein Heruntertropfen von Reinigungsflüssigkeit bzw. Reinigungsgemisch in die Umleitbleche (68) und damit in den Gasauslaß (66) verhindert.
20. 20. Gasreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem oberen Bereich (83) und dem unteren Bereich (86) ein mittlerer Bereich (84) vorgesehen ist, wobei der Durchmesser des oberen Bereiches (83) kleiner als der des mittleren Bereiches (84) ist und wobei der Boden des oberen Bereiches (83) unterhalb des oberen Endes des mittleren Bereiches (84) zu liegen gelangt, ferner daß unterhalb des oberen Bereiches (83) eine zweite perforierte Ringplatte (78) vorgesehen ist, durch welche Reinigungsflüssigkeit bzw. ein Reinigungsgemisch versprühbar ist, ferner daß oberhalb in einem gewissen Abstand zu der zweiten unteren Ringplatte (78) eine zweite obere Ringplatte vorgesehen ist, welche in Verbindung mit der zweiten unteren Ringplatte (78) und den Wänden des mittleren Bereiches (84) und des oberen Bereiches (83) eine zweite um den oberen Bereich (83) herum angeordnete Ringkammer (76) bildet, und daß die zweite Ringkammer (76) mit einer zweiten Einlaßleitung (81) verbunden ist, durch welche Reinigungsflüssigkeit bzw. ein Reinigungsgemisch der zweiten Ringkammer (76) und damit durch die zweite Ringplatte (78) hindurch den mittleren und unteren Bereichen (84, 86) zuführbar ist, wobei der Durchmesser des oberen Bereiches (83) groß genug ist, um bei einem minimalen Druckabfall einen Gasstrom hindurchzuleiten und gleichzeitig eine Trennung der Reinigungsflüssigkeit bzw. des Reinigungsgemisches von dem Gasstrom zu erzielen.

    030086/0600

    falls die Gasstromungsrichtung nach aufwärts gerichtet ist (Fig. 7).
21. 21. Gasreiniger nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß das Verhältnis der Höhe des mittleren Bereiches (84) zu dem des unteren Bereiches

    (86) im Bereich von 0,5 : 1 liegt.
22. 22. Gasreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zusätzlich ein auf dem Venturi-Prinzip arbeitender Gasreiniger (91) vorgesehen ist, welcher eine Entfernung bzw. Zusammenballung von Teilchen unterhalb einer Größe von 1 μ innerhalb des Gasstromes bewirkt.

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