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Verfahren und Vorrichtung zur Absorption und Reinigung von Gasen und
Dämpfen.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, durch das die Absorption
von Gasen und Dämpfen in Flüssigkeiten oder die Reinigung von Gasen und : Dämpfen
von kondensierbaren, staubförmigen oder durch Waschung entfernbaren Bestandteilen
sehr vollkommen bewirkt wird. Es ist bereits bekannt, Gase zum Zwecke der Absorption
und Reinigung innerhalb eines geschlossenen Raumes gegen übereinander angeordnete,
glocken- oder dachförmige, strömende Flüssigkeitsflächen zu führen. Die bekannten
Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß diese Flüssigkeitsflächen keine Durchbrechungen
aufweisen.
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Solche sind aber erforderlich, um dem Gase den Durchgang zu gestatten,
wobei nur das Gas durch die Öffnungen hindurchtritt, während die vom Gase mitgeführten
Stoffe in den Flüssigkeitsflächen abgelagert werden. Sind keine Durchbrechungen
vorhanden, die dem Gase einen natürlichen Durchtritt gewähren, dann zerstäubt das
Gas die Flüssigkeitsfläche, wodurch aber die in vorliegendem Verfahren angestrebte
Wirkung, das Gas von mitgeführten Flüssigkeits- oder festen Teilchen zu befreien,
nicht erzielt werden kann.
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Es werden daher der Erfindung gemäß in den strömenden Flächen an
bestimmten, jedoch nicht übereinanderliegenden Stellen, Durchbrechungen erzeugt.
Durch diese Anordnung, welche ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung darstellt,
wird die besonders günstige Wirkungsweise des Verfahrens bedingt.
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Die gasförmigen Stoffe können nämlich innerhalb der Flüssigkeitsflächen
nicht den direkten Weg von Durchbrechung zu Durchbrechung zurücklegen, sondern werden
von den strömenden Flüssigkeitsflächen mitgenommen, so daß innerhalb dieser Flüssigkeitsflächen
eine heftige Wirbelbewegung entsteht, wodurch eine ständige Berührung von Gas und
Flüssigkeit hervorgerufen wird. Zahlreiche Versuche haben ergeben, daß sich dieser
Vorgang tatsächlich abspielt.
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Das Gas legt also bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung folgenden
Weg zurück.
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Es tritt durch die Durchbrechungen der untersten Flüssigkeitsfläche
ein, ist sodann gezwungen, den Zwischenraum zwischen dieser und der unmittelbar
darüber befindlichen Flüssigkeitsfläche zu durchströmen, gelangt durch die Durchbrechung
der oberen Flüssigkeitsfläche in den Raum zwischen dieser und der darüber liegenden
Flüssigkeitsfläche und passiert gegebenenfalls in gleicher Weise noch weitere Flüssigkeitsflächen
und Zwischenraume von solchen, um endlich vollständiggereinigt in einen oberhalb
aller Flüssigkeitsflächen gelegenen Raum zu gelangen, von wo die gereinigten und
von kondensierbaren Anteilen befreiten gasförmigen Stoffe abgeleitet werden.
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Die erwähnten Flüssigkeitsflächen können in beliebiger Weise gebildet
werden, z. B. durch Ausfluß von Flüssigkeiten aus spaltförmigen Öffnungen, durch
Aufprallen von Flüssigkeitsstrahlen auf plattenförmige, feste Körper u. dgl. Die
Form der Flüssigkeitsflächen wird im allgemeinen der Gestaltung des geschlossenen
Raumes angepaßt. Bei zvlindrischen Räumen wird es zweckmäßig sein, die strömenden
Flächen im Mittelpunkte des kreisförmigen Querschnittes, beispielsweise durch ringförmige
Spalte, entstehen zu lassen, wodurch die strömenden Flächen eine kuppelartige Gestalt
annehmen; bei prismatischen Räumen wird es vorteilhaft sein, die Flüssigkeiten aus
zwei oder mehr, längs den Wandungen oder parallel zu diesen, innerhalb des Raumes
verlaufenden spaltförmigen Öffnungen austreten zu lassen; die Flüssigkeitsflächen
werden sich in diesem Falle parabolisch, abwärts gerichtet, iiber die ganze Fläche
des Raumquerschnittes ausbreiten.
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Die erwähnten Durchbrechungen der strömenden Flächen können leicht
in verschiedenartigster Weise hergestellt werden, z. B. durch Einbringen eines Hindernisses,
welches die Flüssigkeit zerteilt, oder dadurch, daß die spaltförmige Öffnung an
jenen Stellen, an welchen die Unterbrechung der Flüssigkeitsfläche beabsichtigt
wird, für den Flüssigkeitsdurchgang geschlossen ist, ferner dadurch, daß das zur
Bildung der Fläche dienende Ausflußorgan an den Stellen, an welchen der Durchgang
des Gases erfolgen soll, in einer gewissen Entfernung von der Wandung des Raumes
angebracht wird usw.
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In bestimmten Fällen, insbesondere, wenn feinste Staubteilchen aus
dem Gase zu entfernen sind, wird deren vollständige Abscheidung nur bei Anordnung
einer verhältnismäßig großen Anzahl von übereinanderliegenden durchbrochenen Flüssigkeitsflächen
eintreten.
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Von den zur Durchfüh;Ung des Verfahrens dienenden Vorrichtungen stellen
die Abb. 1 bis 4 vier beispielsweise Ausführungsformen in lotrechten und wagerechten
Schnitten dar; Abb. 5 ist eine zu Abb. 4 gehörige Einzelheit.
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An einer der Längs- oder Querwände des Gefäßes A mit quadratischem
oder rechteckigem Querschnitt (Abb. I) sind die ] tohre tz, durch welche die Flüssigkeit
zugeführt wird, angebracht. Diese Rohre besitzen in ihrer ganzen Länge spaltförmige
Offnungen, durch welche die Flüssigkeit, den ganzen Querschnitt des Gefäßes ausfüllend,
austritt.
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Die zum Durchgang des Gases erforderlichen Durchbrechungen werden
dadurch gebildet, daß die an den Armen c befestigten, dachförmig geformten Bleched
die strömende Flüssigkeit zerteilen. Die Rohrea können auch in einem Abstand von
der Gefäßwandung angeordnet sein.
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Als Beispiel für die Bildung vOn Flüssigkeitsflächen durch Aufprallen
von Flüssigkeitsstrahlen auf feste Flächen sei die in Abb. 2 dargestellte Ausführungsform
angeführt. In einem zylindrischen Gefäß A wird die Flüssigkeit durch das zentrale
Rohr e den an gegeneinander versetzten Stellen angeordneten Ausflußröhrchen f zugeführt.
Der Flüssigkeitsstrahl prallt auf die unterhalb der Ausflußröhrchen liegenden ebenen
oder etwas geneigten Platten auf und breitet sich hierdurch zu Flüssigkeitsflächen
aus. Bei dieser Ausführungsform sind, wie aus der Zeichnung ohne weiteres ersichtlich,
Einrichtungen zur Bildung von Unterbrechungen nicht erforderlich, da die Flüssigkeitsflächen
den Querschnitt des Gasraumes ohnedies nur teilweise ausfüllen.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 fließt die Flüssigkeit durch
die in der Längsrich. tung mit spaltförmigen Öffnungen versehenen Röhrchen h und
strömt in Flüssigkeitsflächen, welche den ganzen Querschnitt des Gefäßes ausfüllen,
aus. Die : Rohre sind in einem gewissen Abstand von der Wandung des Gefäßes A angebracht,
so daß durch den Zwischenraum zwischen den Rohren h und der Gefäßwandung das Gas
hindurchströmen kann.
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Die üb ereinanderliegenden Flüssigkeitsflächen haben bei dieser Anordnung
eine entgegengesetzte Strömungsrichtung. Um ein Verschließen der Zwischenräume mit
abfließender Flüssigkeit zu verhindern, können in die Zwischenräume gebogene Bleche
k eingelegt werden, welche die Flüssigkeit an die Wandung des Gefäßes ableiten.
Das Gas findet dalm zwischen den Röhren h und den Blechen k ungehinderten Durchgang.
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Abb. 4 veranschaulicht eine Ausführungs form, bei welcher die Flüssigkeit
durch ein den Deckel des zylindrischen Gefäßes A durchsetzendes
zentrales
Rohr e einer zur Bildung der üb ereinanderliegenden Flüssigkeitsflächen dienenden
Düse ru zugeführt wird.
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Die Düse m besteht nach Abb. 5 aus drei voneinander gesonderten Stücken
o, r, s, welche auf Außengewinde einer gemeinsamen Mittelhülse v aufgeschraubt und
dadurch zusammengehalten werden. Durch Verschrauben der beiden unteren Teiler und
s auf der Mittelhülse x wird die Weite der Ringspalte p und t geändert. Die Schrauben
y und z dienen dazu, die Düsenteile r und s in der jeweils gewählten Lage festzuhalten.
Mittels drehbarer Ringe I und 2 sitzen an den Düsenteilen 1 und s Arme u und v,
die verstellbare Durchbrechungskörper w für die Flüssigkeitsflächen tragen.
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Die aus dem Rohr e in die Düse it fließende Flüssigkeit gelangt durch
Durchbrechungen q der Düsenteile o und r zu den Ringspalten p und t, aus welchen
sie infolge der Kohäsion und Oberflächenspannung als zusammenhängende übereinanderliegende
Flächen, die unter der Wirkung der Schwerkraft kuppelartige Gestalt annehmen, austritt.
Durch Regelung der Spaltweite oder des Flüssigkeitsdruckes werden sich die Flächen
mehr der ebenen oder paraboloidischen Form nähern. Um die Unterbrechungen der Flüssigkeitsschichten
an keliekige Stelle zu verlegen, kann man die Arme tl, v und auf ihnen die Körper
w verstellen. Die Mittelhülsex ist unten durch eine Kappe 3 abgeschlossen. Nimmt
man diese ab, so kann an die Hülse eine zweite Düse angeschraubt werden, aus welcher
wieder zwei Flüssigkeitsflächen ausfließen.
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Bei allen diesen Flüssigkeitsflächenanordnungen ist darauf zu achten,
daß der Tangentialwinkel, unter welchem die Flüssigkeitsflächen auf die Wandung
des Gefäßes auftreffen, kleiner als 900 ist, damit die durch den Aufprall der Flüssigkeit
an die Wandung abgetrennten Tropfen unterhalb der Flächen geworfen werden.
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PATENT-ANSPRÜCHE : I. Verfahren zur Absorption und Reinigung von
Gasen und Dämpfen durch Führen der gasförmigen Stoffe innerhalb eines geschlossenen
Raumes von unten nach oben gegen zwei oder mehrere übereinanderliegende, durch die
Flüssigkeitsströmung bewegte, glocken- oder dachförmige Flüssigkeitsschleier, dadurch
gekennzeichnet, daß diese jeweils an einer oder mehreren Stellen für den freien
Gasdurchtritt derart unterbrochen sind, daß bei den einzelnen Flüssigkeitsschleiern
diese zu :) ffnungen versetzt zueinander liegen.