DE3152371C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor­ richtung zum Reinigen von Schadstoffe enthaltenden Industrie­ abgasen unter Wärmerückgewinnung; wobei das Industrieabgas mit einer flüssigkeitsbenetzten Fläche in Berührung gebracht wird und wobei insbesondere eine Konden­ sation durchgeführt wird, wobei durch Wärmeübertra­ gung Energie durch ein weiteres Medium abge­ führt wird.

Ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist bereits bekannt (SU-PS 6 56 645). Dabei werden Verunreinigungen aufweisende Gase mechanisch und chemisch dadurch gereinigt, daß die von Industrieöfen, Kraftwerken und dergleichen stammenden und mit Schadstoffen behafteten Gase zuerst einem Gaswäscher zugeführt werden, in dem sich eine Sprüheinrichtung befindet, welche von oben nach unten - entgegen dem aufsteigenden Gasstrom - Waschflüssigkeit in Form eines feinen Staubs von Feuchtigkeit­ teilchen in Verbindung mit den Industrieabgasen bringt. Ein Teil der Verunreinigungen wird hierdurch ausgewaschen und fällt mit der Flüssigkeit nach unten in einen Sumpf. Aus dem Naßwäscher steigen die Industrieabgase mit sich bildendem Wasserdampf nach oben in einen Raum, der einen Kondensator beherbergt. Innerhalb der Rohrschlangen des Kondensators strömt ein weiteres Medium in Form von Wasser entlang. Es wird durch sich an den Rohrschlangen kondensierenden Bestandteile aus dem Gas-Wasser­ dampf auf etwa 75-78°C erwärmt. Das sich am Kondensatorboden ansammelnde Kondensat wird zum Erwärmen eines nachgeschalteten Wärmeübertragers verwendet und abgeleitet bzw. der zum Naß­ wäscher führenden Flüssigkeit zugeführt. Der Wirkungsgrad dieses Verfahrens ist jedoch noch gering.

Darüber hinaus sind Verfahren und Vorrichtungen zum Reinigen und Kühlen bekannt. So wird nach der DE-PS 8 53 295 das Kühlen von Heißgasen in Kühltürmen dadurch begünstigt, daß Flüssigkeiten in gleicher Richtung wie Heißgas innerhalb des Kühlturms nach oben gegen Kühlschlamm gespritzt werden, so daß Wasserstaub nach Sättigung der Heißluft auf Kühlrohroberflächen auftrifft. Der sich dort niederschlagende Nebel verdunstet wieder durch Erwärmen.

Nach einer anderen bekannten Vorrichtung (US-PS 20 76 119) wird das Heißgas (oder auch heiße Flüssigkeit) durch ein Rohr­ system geleitet, das außen Wärmeübertragungsflächen aufweist, an denen Kühlgas entlangströmt. Um die kühlende Wirkung des Kühlgases zu begünstigen, wird dieses mit Kühlflüssigkeit be­ sprüht, welche aufgrund der Erwärmung des von den Wärmeüber­ tragungsflächen ausgefüllten Raums heiße Dämpfe bildet, welche die Wärme von den Oberflächen der Wärme übertragenden Teile besser abführt.

Darüber hinaus ist es auch bekannt (US-PS 39 63 461), Staub aus Verbrennungsgasen dadurch abzuführen, daß nach einer Grob­ filterung die halbgereinigte Luft durch einen Naßwäscher ge­ leitet wird, dessen feinste Wassertröpfchen feine Staubteilchen aus den Verbrennungsgasen herauswaschen.

Schließlich ist es bei einer Klimaanlage bekannt (US-PS 18 37 798), die durch viel Publikum in einem Kinosaal, einer Ver­ sammlungsstätte oder dergleichen entstandene feuchte Luft nach Vermischen mit Frischluft dadurch zu entfeuchten, daß das Feucht­ luft-/Frischluftgemisch zuerst durch ein Kühlaggregat geleitet wird, in dem auch eine Naßwäsche des Gasgemisches stattfindet. Durch Kühlung mit Hilfe von Kühlschlangen und kaltem Wasser und nach Hindurchtreten durch ein mechanisches Reinigungs­ filter wird das Gasgemisch durch einen Wärmeübertrager geleitet, der das Gemisch entfeuchtet und wieder erwärmt. Der Wärmeüber­ trager wird von Wärme gespeist, die aus den Kühlschlangen ge­ wonnen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungsgrad eines Verfahrens und einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung mit einfachen Mitteln zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Patentansprüche 1 und 7 gelöst. In Unter­ ansprüchen sind weitere Ausbildungen und Verbesserungen der Erfindung beschrieben.

Gemäß der Erfindung wird das Industriegas in Kontakt mit Flüssig­ keitsfilmen ausreichend großer Gesamtflächen gebracht, die gleichzeitig ein Wärmeübertragungsmedium zu dem weiteren, nämlich kühlenden Medium bilden und gleichzeitig zum Auswaschen und/oder Kondensieren der Schadstoffe führen. Dabei wird das Industrie­ abgas unter wiederholter Änderung seiner Strömungsrichtung turbulent an diesen Flüssigkeitsfilmen entlanggeführt.

Darüber hinaus kann nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Temperatur und relative Feuchte der gereinigten und gekühlten Industrieabgase mittels einer Zusatzeinrichtung eingestellt werden. Dies ist besonders bei solchen Industriezweigen zweck­ mäßig, bei denen eine hohe relative Feuchte wie in der Textil- und Papierindustrie oder in Webereien erwünscht wird, um durch zu trockene Luft entstehende elektrostatische Aufladungen zu vermeiden. In solchen Industriezweigen werden große Luftmengen mit hoher Temperatur benötigt, obwohl sie verhältnismäßig stark verunreinigt werden. Es ist daher vor allem in der Winterzeit wichtig, daß möglichst wenig Energie verbraucht wird, was die Erfindung nicht nur durch die Reinigung, sondern auch durch die Energierückgewinnung ermöglicht.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben; diese zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens,

Fig. 2 einen vereinfachten Schnitt einer Ausführungsform der ersten Stufe der Vorrichtung nach Fig. 1 und

Fig. 3 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung.

Der Erfindung gestattet es, große Energiemengen bei der Reini­ gung, Klimatisierung und Regeneration von Abluft aus den verschiedensten Prozessen, d. h. dem Industrieabgas, einzusparen. Die Energieein­ sparung wird durch direkte Wärmerückgewinnung aus warmer Ab­ luft erzielt. Prozeßluft kann zumindest teilweise wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden. Die Energieein­ sparung ist z. B. erreichbar, indem der Wärmeinhalt der Prozeßluft dazu benutzt wird, den Wärmebedarf zur Verdampfung solcher Wassermengen zu decken, die nötig sind, um die relative Luft­ feuchtigkeit auf den gewünschten Wert anzuheben.

Erfindungsgemäß werden die Industrieabgase möglicherweise ver­ mischt mit Frischluft von außen, durch eine Leitung geführt, in der sich eine Anzahl von Kontaktflächen oder Ablagerungsflä­ chen befindet, auf denen vom Industrieabgas mitgeschleppte oder in diesem enthaltene oder diesem hinzugefügte Schadstoffe und anderen Verunreinigungen wie folgt niedergeschlagen und gesammelt werden. Die Gasführung erfolgt in einer sol­ chen Weise, daß ein möglichst inniger Kontakt zwischen dem Gas und diesen Kontaktflächen entsteht und weiterhin so, daß das Gas gezwungen wird, wiederholt seine Strömungsrichtung zu än­ dern, so daß Partikel, Flüssigkeitstropfen oder ähnliche Din­ ge, die vom Gas mitgeführt werden, aufgrund ihrer relativ hohen Dichte auf die Oberflächen treffen und damit nicht vom Gas weiter mitgeschleppt werden. Darüber hinaus ist für die Gasreinigung Flüssigkeit als Mittel der Naßreinigung vorgesehen; die Flüssigkeit, in den meisten Fällen Wasser, wird in das Gas hinein versprüht, und zwar bevorzugt im Gegenstrom dazu, und auf Teile der Kontaktflächen. Um den Leistungs­ grad der Reinigung zu verbessern, kann die Flüssigkeit Substanzen mit solchen Eigenschaften enthalten, die nicht die Umwelt belasten, z. B. Tenside, die einer Emulgie­ rung der Schadstoffe in der Reinigungsflüssigkeit dienen. Um eine Reinigung des Industrieabgases über lange Zeit­ räume zu erzielen, wird eine im wesentliche kontinuierliche Reinigung der Kontaktflächen angestrebt, wobei auch solche Flüs­ sigkeit benutzt wird, die in das Gas und auf die Kontaktflä­ chen versprüht wird; die Verunreinigungen werden hierdurch kontinuierlich von den Kontaktflächen weggespült unter sofortiger Bildung neuer Flüssigkeitsfilme. Mit Vorteil kann die Flüssigkeit hierzu überschüs­ sig benutzt werden. Nach der eigentlichen Naßreinigung einschließich Kondensation von Schadstoffen in den Flüssigkeitsfilmen und nach dem Ab­ führen der Verunreinigungen wird die Flüssigkeit gesammelt, wobei ein Konzentrat der Verunreinigungen zusammen mit einem Teil der Flüssigkeit abgeschieden und die abge­ schiedene Menge der Flüssigkeit durch eine entsprechende Menge sauberer Flüssigkeit ersetzt wird. Diese Überschußan­ wendung von Flüssigkeit wird wei­ ter unten noch näher beschrieben.

Bei der Erfindung kann nicht nur eine Reinigung des Industrie­ abgases erfolgen, so daß es wieder in den Kreislauf zurückgeführt und zur Raumheizung benutzt werden kann, sondern ist zusätzlich auch eine Einstellung und Steuerung der Temperatur und der relativen Feuchte des Gases möglich, wie sie für Industrie­ anlagen gefordert werden. Dies wird dadurch möglich, daß die Flüssigkeit, insbesondere Wasser, überschüssig versprüht und die Temperatur des Abga­ ses genau gesteuert wird, so daß Wärme über die Kontaktflächen auf das Gas oder aus dem Gas heraus dazu dient, das Gas mit Feuchtigkeit zu sättigen und genau auf die vor­ gewählte Temperaturstufe aufzuheizen. Bei der Wärmezufuhr kann dieser Gasstrom durch einfache Mittel auf die vorher bestimmten Werte der relativen Feuchte und Temperatur gebracht werden. Eine solche Aufheizung des Gasstromes sieht in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine zusätzliche Wärmeübertragungsstufe vor. Es kann auch gesättigte Luft sogleich in die Räume eingeführt werden, in denen eine Heizung überschüssige Wärme erzeugt, die in der gleichen Weise von Ausrüstungen, Maschinen oder dgl. übertragen wird, die in den Räumen stehen.

Wenn die Luft bis zum gesättigten Zustand befeuchtet wird, sind große Mengen verdampften Wassers notwendig, insbesondere wäh­ rend der Winterzeit, wenn Frischluft aus der umgebenden At­ mosphäre angesaugt wird. Diese großen Mengen Wasser binden zwar große Mengen von Energie, diese Energie wird aber nach der Erfindung aus dem heißen Industrieabgas entnommen.

Um die Wärmeübertragung auf das Gas und aus dem Gas heraus an den Kontaktflächen zu dem weiteren Medium möglichst zu verbessern, wird ein als wärmeübertragendes Medium an einer Seite der Flä­ chen entlanggeführt, während das zu reinigende Industrieabgas auf der anderen Seite vorbeifließt, an der sich der Flüssigkeitsfilm befindet. Vorzugsweise sind die Strömungsrichtungen des Gases und des anderen Mediums im Gegenstromprinzip gewählt, manch­ mal auch kombiniert mit dem Kreuzstromprinzip. Dies ermöglicht, maximale Temperaturänderungen relativ zu der wärmeübertragenden Kontaktfläche zu erzielen. Der Wärmetransport zwischen dem Gas und dem wärmetransportierenden Medium, insbesondere ebenfalls einer Flüssig­ keit, über die Kontaktfläche wird auch dadurch begün­ stigt, daß diese Kontaktfläche durch die Flüssigkeitsfilme feucht gehalten wird. Dort befindet sich ein filmartiger Überzug der Reinigungsflüssigkeit auf den Kontaktflächen. Der Wärmeübergang zwischen dem Gas und der Kontaktfläche bzw. dem Flüssigkeitsfilm wird durch hohe Geschwindigkeiten und Turbulenz im Industrieabgas begünstigt, was weiterhin von Vorteil für die Leistungsfähigkeit der Abscheidung der Gas­ verunreinigungen ist.

Um den gewünschten Effekt der Reinigung zu erzielen, ist eine vergleichsweise große Gesamtoberfläche an Kontaktflächen und Flüssigkeitsfilmen erforderlich; diese sollte gegenüber den zu behandelnden Gasen und der Reinigungsflüssigkeit inert sein. Wenn die Kontaktfläche aus einem Material mit exzellenten Wärmeleiteigenschaften hergestellt wird, z. B. aus Kupfer, ist die Kontaktfläche im Hinblick auf die Wärmeübertragungs­ kapazität überdimensioniert, wenn die Kontaktfläche eine ausreichende Größe besitzt, um für die Reinigungsfunktion wirksam zu sein. Aus ökonomischen Gesichtspunkten wird es kaum möglich sein, Kontaktflächen aus einem teuren Metall in eine für die beabsichtigte Reinigung erforderlichen Größe der Oberflächen zu benutzen. Deswegen werden ausreichend große und inerte Kontaktflächen aus Kunst­ stoff, wie es weiter unten noch näher erläutert wird, bevorzugt.

Die Zeichnung erläutert die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt, daß die Vor­ richtung eine erste Stufe 1 und eine zweite Stufe 2 besitzt. Die erste Stufe 1 bildet den Teil, der als kombinierter Wär­ meübertrager und Reiniger arbeitet. Ein gereinigter Luft­ strom, gesättigt mit Feuchtigkeit und mit einer vorbestimmten Temperatur, verläßt die Stufe 1. Die Stufe 1 besitzt einen Lufteinlaß gemäß Pfeil A und einen Luftauslaß gemäß Pfeil B, einen Einlaß 3 für eine wärmetransportierende Flüssigkeit als weiterem Medium und einen Auslaß 4 für diese. Der Einlaß 3 und der Auslaß 4 stehen mit Kontaktflächen 5 in Verbindung, die ein Rohrsystem bilden, durch das die wärmetransportie­ rende Flüssigkeit vom Einlaß 3 zum Auslaß 4 fließt, und zwar im Gegenstrom zu der Luftführung vom Ein­ laß zum Auslaß für das Industrieabgas. Dabei ist von Vorteil, daß das Rohrsystem so angeordnet wird, daß die Strömung im Gegenstromverfahren stattfindet. Weiterhin weist die Stufe 1 Sprüheinrichtungen 6 zum Versprühen einer fein verteilten Flüssigkeit auf. Die Flüssigkeit ist in den meisten Anwen­ dungsfällen Wasser. Die Sprüheinrichtungen 6 sind so ange­ ordnet, daß die Flüssigkeit in den Strom des Industrieabgases versprüht wird, vorzugsweise in entgegengesetzter Richtung, und zwar auch auf die Kontaktflächen 5, so daß sich dort ein filmähn­ licher Überzug der Flüssigkeit als Flüssigkeitsfilm bildet. Die Stufe 1 weist ferner einen Sammler 7 auf, um überschüssig versprühte Flüs­ sigkeit aufzunehmen. Die im Sammler 7 gesammelte Flüssig­ keit wird mittels einer Pumpe 8 zu den Sprüheinrich­ tungen 6 zurückgeführt, wobei im wesentlichen das gleiche Volumen im Kreislauf rückgeführt wird. Ein Teil der Flüssig­ keitsmenge wird dabei aus dem Kreislauf herausgenommen und durch einen entsprechenden Teil sauberer Flüssigkeit ersetzt.

Die Kontaktflächen 5 der Stufe 1 dienen verschiedenen Zwecken:
Einmal bilden die Kontaktflächen 5 Wärmetauscher- bzw. Wärmeübertragerflächen, um Wärme aus dem gemäß Pfeil A eintretenden Gas­ strom herauszuholen. Diese Wärme wird über die Kontaktflächen 5 übertragen, die sich zwischen dem Gas dem Flüssigkeitsfilm und dem weiteren Medium, hier der wärmetransportierenden Flüssigkeit, befinden. Zweitens bil­ den die Kontaktflächen 5 Oberflächen zwischen der versprüh­ ten Flüssigkeit, d. h. den Flüssigkeitsfilmen und dem Luftstrom. Die Verunreinigungen der Industrieabgase werden u. a. auch durch Kondensation gebunden. Die Kontaktflächen 5 sind in solcher Weise relativ zueinander angeordnet, daß hierdurch immer wieder eine Richtungsumkehr bzw. -änderung des Industrieabgases erfolgt.

Aufgrund des Umstandes, daß die Erfindung hauptsächlich, aber nicht ausschließlich, auf die Behandlung von derart mit Schadstoffen verunreinigter und heißer Industrieabgase, insbesondere Luft, gerichtet ist, können Korrosionen auftreten. Da diese von Verunreinigungen in einem solchen Ausmaß gereinigt wer­ den sollen, daß sie als Zuluft wieder den Räumen zugeführt wer­ den können, soll die Stufe 1 der Vorrichtung gewisse Voraus­ setzungen erfüllen. Die Forderung der Reinigung setzt große Kontaktflächen zwischen der Luft und der versprühten Flüssigkeit voraus. Dies kommt auch den Bedingungen für einen guten Wirkungsgrad des Wärmeübertragers und einer zu­ friedenstellenden Kondensation von Schadstoffen einerseits und einer teilweisen Verdampfung des Wassers zugute. Korrosions­ beständige Materialien sind aber so teuer, daß die notwendige Oberfläche durch die Wahl konventioneller Werkstoffe kaum erreichbar ist. Aus diesem Grund wurde die Korrosionsbestän­ digkeit gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Wär­ meübertrager und seine Kontaktflächen 5 aus Kunstharz hergestellt werden. In diesem Zusammenhang ist ein solches Material bemerkenswert, weil die meisten Kunststoffe eine niedrige Wärmeleitfähigkeit besitzen und damit den Wirkungs­ grad der Wärmeübertragung an sich beeinträchtigen würden. Auf der anderen Seite handelt es sich bei Kunststoffen um vergleichs­ weise billige Materialien mit zufriedenstellender Korrosions­ beständigkeit, so daß die Oberflächen bei niedrigen Kosten so groß gemacht werden können, daß trotz niedriger Wärme­ leitfähigkeit die Wirksamkeit der Wärmeübertragung auf aus­ reichend hoher Stufe durchgeführt werden kann. Für die ange­ strebte hohe Wirkung ist es auch wichtig, daß die Ober­ flächen in feuchtem Zustand arbeiten.

Der Ausgang B der Stufe 1 bildet gleichzeitig einen Eingang zur zweiten Stufe 2 der Vorrichtung, nämlich einem Wärme­ übertrager mit einem Auslaß gemäß Pfeil C und einem Einlaß 9 für wärmetransportierende Flüssigkeit, die dazu dient, die Austauschflächen 11 aufzuheizen. Diese Flüssigkeit ver­ läßt die Austauschflächen 11 über einen Auslaß 10. Die wärme­ übertragenden Flächen 11 sind nach dem Gegenstrom-Prinzip angeordnet.

Die Vorrichtung kann weiterhin einen Tröpfchen-Abscheider aufweisen, der in Fig. 1 nicht dargestellt ist und ent­ weder in der kombinierten Reinigungs- und Wärmeübertragungstauscher­ stufe 1 oder als separate Einheit zwischen den Stufen 1 und 2 und in Verbindung damit etwa bei dem Pfeil B angeordnet sein kann.

In Übereinstimmung mit der Erfindung wird das Verfahren et­ wa wie folgt durchgeführt: In der ersten Stufe 1 wird Wasser als Flüssigkeit über die Sprüheinrichtungen 6 in solch einer Menge und in feinverteiltem Zustand versprüht, daß die relative Feuchte des Industrieabgases bzw. der Luft auf einen solchen Wert ansteigt, der etwa 100% an der Stelle des Pfeiles B er­ reicht. Durch die Verdampfung des Wassers wird ein gewis­ ser Teil der Energie absorbiert. Demzufolge ist die Luft an der Stelle des Pfeiles B mit Feuchtigkeit gesättigt und besitzt eine niedrigere Temperatur als an der Stelle des Pfeiles A, wobei jedoch die absorbierte Energie teilwei­ se durch die Kontaktflächen 5 hindurch ersetzt wird. Wenn kein weiteres Wasser in Form von kleinen Wassertröpfchen vorliegt, wird die Menge Wasser, die in einem spezifischen Volumen der Luft enthalten ist, durch die Temperatur der Luft bestimmt. Um die Werte der relativen Feuchte und der Temperatur von den Werten, wie sie an der Stelle des Pfeils B vorhanden sind, letztlich auf die beabsichtigten Endwerte an der Stelle des Pfeiles C zu bringen, wird die Temperatur bis zu der gewünschten Grenze durch Wärmezufuhr im Wärmeübertrager der zweiten Stufe 2 erhöht. Die maximale Wassermenge in dem spezifischen Volumen der Luft in Form von Dampf hängt von der Temperatur ab; bei steigender Temperatur wird also die relative Luftfeuchte an der Stelle des Pfeiles C auf einen Wert unter 100% abnehmen, wenn die Temperatur ge­ steigert wird. Die Größe der Feuchtigkeitsabnahme hängt von der absoluten Feuchte der Luft ab, was wiederum von der Temperatur an der Stelle des Pfeiles B bestimmt wird. Dies bedeutet, daß nachdem die Temperatur an der Stel­ le des Pfeiles C festgelegt ist, die relative Feuchte an diesem Punkt 6 einfach durch die Steuerung der Lufttem­ peratur an der Stelle des Pfeiles B geregelt werden kann. Für diese Temperatursteuerung ist ein Temperatursensor 12 an der Stelle des Pfeiles B vorgesehen, der ein Steuerven­ til 13 beeinflußt, welches vorzugsweise im Bereich des Flüssigkeitsauslasses 4 der Stufe 1 angeordnet ist. Es ist klar, daß eine gewisse Steuerung der Temperatur im Bereich der eintretenden Luft vorgesehen sein kann, und zwar so, daß kalte Außenluft, z. B. mit der warmen Luft eines Prozes­ ses oder eines Raumes gemischt wird. Schließlich wird die Lufttemperatur an der Stelle des Pfeiles C in einer ähnli­ chen Weise gesteuert, und zwar über einen Sensor 14, der am Auslaß an der Stelle des Pfeiles C vorgesehen ist. Die­ ser Sensor 14 steuert ein Ventil 15 in der Leitungsführung der wärmetransportierenden Flüssigkeit der Stufe 2.

Bei solchen Betriebsbedingungen, wenn die Luft gemäß Pfeil A eine vergleichsweise hohe Temperatur hat, ist die Tempe­ ratursteuerung an der Stelle des Pfeiles B für einen Wärme­ transport von den Kontaktflächen 5 ausgebildet, und zwar über die wärmetransportierende Flüssigkeit, die am Einlaß 3 ein- und am Auslaß 4 austritt. Dies bedeutet, daß die wärmetransportierende Flüssigkeit für den Fall aufgeheizt wird, daß der Kühleffekt infolge Verdampfung des Wassers nicht ausreicht, um die Lufttemperatur genügend zu senken. Bei anderer Betriebsweise, wenn die gemäß Pfeil A eintreten­ de Luft eine niedrigere Temperatur aufweist oder trockener ist (Betriebsweise während der Winterzeit), wird die Wärme anstelle ihrer Zufuhr über die Temperatur gesteuert.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform der kombinierten Reinigung- und Energie-Rückgewinnung in Stufe 1 der Fig. 1.

Diese Vorrichtung ist zwischen einer oberen und unteren Platte 16 und 17 aufgebaut, die mitein­ ander über in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel in Ver­ bindung stehen, beispielsweise über vertikale Säulen, die entlang des Umfanges der Platten 16 und 17 angeordnet sind. Zwischen den Platten 16, 17 ist eine Anzahl Röhrenwendel als Kontaktflächen 18 ange­ ordnet, deren innere Enden mit einem Auslaß 19 verbunden sind, während die äußeren Enden an einem Einlaß 20 zusammen­ gefaßt sind, so daß die Vorrichtung sowohl im Gegenstrom als auch im Kreuzstrom mit der Führung der zu reinigenden Abgase und mit deren ausgewählten klimatischen Bedingungen be­ trieben werden kann. Zur Vereinfachung ist nur ein Teil der Wendel dargestellt. Die Wendeln sind so angeordnet, daß ein vertikaler Zentralkanal 21 in der Mitte der Vorrichtung vor­ gesehen ist. Dieser Kanal 21 kann etwa einen Durchmesser in der Größenordnung von 1 m aufweisen, er ist nach unten offen, wo die Platte 17 eine entsprechende Öffnung 22 besitzt und eine Verbindung zu der Luftführung 23 mit dem Einlaß A vorhanden ist. Vom Einlaß A strömt das Abgas durch die Öffnung 22 in den Zentralkanal 21 und weiter radial in Richtung der Pfeile D über die Wendel, d. h. die Kontaktflächen 18, nach außen.

Auf dem Umfang des Zentralkanals 21 ist eine Anzahl ver­ tikaler Rohre 24 angeordnet, die oberhalb der Platte 16 zu einem Einlaßkopf 25 für die Reinigungsflüs­ sigkeit verbunden sind, die normalerweise aus Wasser unter Druck besteht. In einer Ausführungsform in Anlehnung an die oben angegebene Größenordnung können die vertikalen Rohre 24 einen gegen­ seitigen Abstand von etwa 10 cm in Umfangsrichtung aufwei­ sen. Die Rohre 24 besitzen an ihrer den Wendeln zugekehrten Oberfläche eine Anzahl Düsen 26, mit denen Strahlen von fein verteiltem Wasser in Richtung auf die Wendel und in die Zwischenräume versprüht werden, wenn die Luft in Rich­ tung der Pfeile D strömt. Das Wasser wird in einer solchen Menge versprüht, daß die Wendel, d. h. die Kontaktflächen 18 von einer filmartigen Schicht des Wassers bedeckt werden. Zusätzlich wird die Luft innig mit fein verteiltem Wasser vermischt, welches über die Düsen 26 versprüht wird. Das so versprühte Wasser wird dann entlang des Umfangs der Vorrichtung wieder aufge­ fangen, und zwar mit den Verunreinigungen, die aus der Luft abgeschieden wurden. Das Wasser wird gesammelt, ge­ reinigt und im Kreislauf wieder zugeführt. Das Wasser kann überschüssig verwendet werden, um die Wendel intensiv zu waschen und dadurch die Wendel frei von abgesetzten Verun­ reinigungen zu halten.

Alternativ zu den vertikalen Rohren 24, wie beschrieben, kann der Kanal 21 ein zentral angeordnetes Rohr aufweisen, welches mit einer Anzahl von Düsen für das Versprühen von fein verteiltem Wasser ausgestattet ist. Diese Düsen sind dann vorzugsweise sowohl gegen den Luftstrom von dem Luft­ einlaß 23 als auch in Richtung auf die Wendel gerichtet. Vorzugsweise sind die Düsen selbstspülend und spiralig aus­ gebildet.

Die Wendel, d. h. die Kontaktflächen 18, können anstelle der in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen Weise auch in mannigfach anderer Weise ausge­ bildet sein: So können die Kontaktflächen 18 anstelle ihrer Anordnung in flachen Spiralen konische oder schraubenförmige Form auf­ weisen. Die verschiedenen Windungen der Wendel bzw. Spirale können rela­ tiv zueinander bevorzugt in einer solchen Weise angeordnet sein, daß die Gasströmung in Richtung der Pfeile D wellenförmig oder zick- zack-förmig erfolgt. Weiterhin können die Düsen entlang einer schraubenlinienförmigen Wendel innerhalb des Zentral­ kanals 21 angeordnet sein. Weiterhin wird hervorgeho­ ben werden, daß ein wirtschaftlicher Vorteil bei ge­ nügend großer Oberfläche der Kontaktflächen 18 dadurch erreicht wer­ den kann, daß diese aus Kunststoff hergestellt werden.

Fig. 3 zeigt ein Konstruktionsbeispiel der Vorrichtung der Stufe 1 von Fig. 1, wie sie in der Praxis angewendet wird:
Über und unter einem Zuluft­ kanal 23 ist eine obere und eine untere Gruppe von Röhren­ wendeln als Kontaktflächen 18 angeordnet. Die obere Gruppe entspricht der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung. Fig. 3 zeigt, daß die obere und untere Gruppe der Röhrenwendel zwischen oberen und unteren Platten 16 und 17 angeordnet ist, wobei die Röh­ renwendel in Verbindung mit einem Auslaß 19 und einem Ein­ laß 20 stehen. Unter Druck stehendes Wasser wird über Pum­ pen 8 eingeführt, die mit dem Einlaßrohr 25 und von dort über vertikale Rohre 24 zu den Düsen 26 im Zentral­ kanal 21 in Verbindung stehen. Die bei A eingeführte Luft verläßt entlang des Umfangs der Wendel die Vorrichtung, wobei sie dabei durch einen Tröpfchensammler 27 zum Aus­ laß B gelangt. Vorzugsweise ist die Vorrichtung wie auch der Tröpfchensammler durch ein gemeinsames Gehäuse 28 um­ schlossen, dessen unterer Teil als Sammler 27 für über­ schüssiges Wasser (vgl. Fig. 1) wirkt. Wie oben in Verbin­ dung mit Fig. 2 erwähnt wurde, verläßt der größere Teil des durch die Düsen 26 versprühten Wassers die Vorrichtung auf dem Umfang der Wendel, wobei das Wasser die Verunreinigungen enthält, die von den Wendeln abgewaschen wurden. Weiterhin wird der Luftstrom einen Teil des fein verteilten Wassers, wenn dieses mit großem Überschuß versprüht wird, insbesondere dann mitreißen, wenn die Luft eine relativ große Strömungs­ flußgeschwindigkeit besitzt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die zwei Aggregate in einem Gehäuse 28 untergebracht, welches einen großen Durchflußquerschnitt für die Luft auf­ weist, so daß die Strömungsgeschwindigkeit wesentlich herab­ gesetzt ist; dadurch ist ein Absetzen der Wasserpartikel, die von der Luft mitgeschleppt werden, am Boden des Gehäu­ ses 28 möglich, der den Sammler 7 bildet. Sehr kleine Par­ tikel, die noch nicht niedergeschlagen sind, wenn die Luft das Gehäuse 28 verläßt, werden in einem Tröpfchensammler 27 entfernt. Die die Vorrichtung bei B verlassende Luft ist im wesentlichen mit Feuchtigkeit gesättigt, jedoch frei von Wasser in flüssigem Zustand.

Wie oben schon erwähnt, kann der Wärme­ übertrager auch im wärmetechnisch umgekehrten Sinne als Verdampfer verwendet werden, falls dies gewünscht wird. Dabei dient das andere, durch die rohrförmigen Wendeln und/oder Spiralen strömenden Medium als Wärme zuführendes Medium. Die Kontaktflächen 18 und die dort durch die Sprühflüssigkeit gebildeten Flüssigkeitsfilme werden erhitzt, so daß Flüssigkeit verdampft.

Claims (13)

1. Verfahren zum Reinigen von Schadstoffen enthaltenden Industrie­ abgasen unter Wärmerückgewinnung, bei dem das Industrieabgas mit einer flüssigkeitsbenetzten Fläche in Berührung gebracht wird und bei dem insbesondere eine Kondensation durchgeführt wird, wobei durch Wärmeübertragung Energie durch ein weiteres Medium abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Industrieabgas in Kontakt mit großen Flächen von Filmen der Flüssigkeit gebracht wird, die gleichzeitig ein Wärmeübertragungsmedium zum weiteren Medium bildet und gleich­ zeitig zum Auswaschen und/oder Kondensieren der Schadstoffe führt, und daß das Industrieabgas, insbesondere unter wieder­ holter Änderung seiner Strömungsrichtung, turbulent an diesen Flüssigkeitsfilmen entlanggeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Industrieabgas derart auf die Flächen der Flüssigkeits­ filem gelenkt wird, daß von diesen Flüssigkeitstropfen mit­ gerissen und auf andere Flächen von Flüssigkeitsfilmen mit­ gerissen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit im wesentlichen im Gegenstrom zum Industrie­ abgas gesprüht wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeit Reinigungsmittel, wie Tenside, zugesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Flüssigkeit im Überschuß auf die Flächen von Flüssigkeits­ filmen bzw. in die Industrieabgas versprüht wird, so daß der Gasstrom bei zu einer relativen Feuchte von etwa 100% gesättigt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das gesättigte Industrieabgas anschließend mittels einer weiteren Wärmeübertragung wieder erwärmt wird.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Sprüheinrichtung zum Einsprühen der Flüssigkeit, mit einem Wärmeübertrager, der insbesondere als Kondensator dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertrager eine große Oberfläche aufweist, auf der sich der Flüssigkeitsfilm dadurch bildet, daß die Flüssigkeit mittels der Sprüheinrichtung (6; 26) auf die Oberflächen des Wärmeübertragers gelangt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertrager Kontaktflächen (18) mit großen Ober­ flächen einerseits zum Flüssigkeitsfilm und andererseits zum weiteren Medium aufweist und aus Wärme relativ schlecht leitendem Kunststoff besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen (18) des Wärmeübertragers rohrförmig ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktflächen (18) wendel- bzw. spiralförmig ausge­ bildet und in mehreren Etagen übereinander angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktflächen (18) so angeordnet sind, daß ein vertikaler Zentralkanal (21) zum Einleiten des Industrieabgases gebildet ist, über dessen Umfang vertikale Flüssigkeitsrohre (24) so verteilt sind, daß deren Düsen (26) als Sprüheinrichtungen Flüssigkeitsstrahlen auf die Kontaktflächen (18) und in die Zwischenräume zwischen diesen sprühen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Gehäuse (28) je eine obere und eine untere Gruppe von rohrförmigen, als Wendel ausgebildeten Kontakt­ flächen (18) oberhalb bzw. unterhalb eines ins Zentrum der Wendeln führenden Zuluftkanals (23) für das Industrie­ abgas angeordnet sind, das Wendeln radial durchströmt und im Bereich ihres Umfangs wieder verläßt.

13. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7-12, als Verdampfer mit der Maßgabe, daß ein Wärme zuführendes Medium als weiteres Medium verwendet ist und dessen Wärme­ energie auf den Flüssigkeitsfilm zu dessen Verdampfen über­ trägt.