DE3637892C2 - - Google Patents
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung
von Rauchgasen, bei der in einem Kanal zwischen einem
Einlaß für Rauchgase und einem Gasauslaß eine Kältequelle
angeordent und ein Kondensatablaß vorgesehen
ist.
Rauchgase sind Abgase aus Verbrennungsvorgängen bei
Feuerungen, die luftverunreinigende Substanzen enthal
ten, deren Abscheidung angestrebt wird. Zur Befreiung
verschmutzter Abgase von mitgeführten Staubteilchen
dienen Entstauber, zu denen z.B. Fliehkraftentstauber,
Elektrofilter, Stoffilter sowie Naßabscheider gehören.
In Naßabscheidern werden die abzuscheidenden Teilchen
durch in den Rauchgasweg gesprühte Netzmittel befeuch
tet, um bessere Abscheidegrade zu erhalten. Maßgeblich
für den Abscheidegrad sind dabei in erster Linie die
Relativgeschwindigkeit zwischen Teilchen und Netzmit
teltröpfchen. Für jede Größe der Staubteilchen gibt es
eine optimale Tropfengröße. Sind die Tropfen zu groß,
so wandern die kleinen Teilchen unabgeschieden durch
den Entstauber hindurch. Die Staubteilchen müssen mit
den Flüssigkeitströpfchen zusammentreffen und z.B. an
ihrer Oberfläche haften bleiben bzw. in die Tropfen
eindringen. Dadurch können sie dann mit diesen abge
schieden werden. Der technische Aufwand für die Zu- und
Abführung der Netzmittelflüssigkeit ist groß. Außerdem
ist das Verfahren nur für Staubteilchen bis herab zu
einer Korngröße von etwa 0,5 mm anwendbar, da kleinere
Teilchen mit den Stromlinien an den Wassertröpfchen
vorbeigeführt werden, so daß keine Benetzung mehr ein
tritt. Der Anwendbarkeit der Naßabscheider wird außer
dem durch die Korrosion eine Grenze gezogen. Durch die
Bildung von Säuren zum Beispiel können in kürzester
Zeit sämtliche Entstauberbauteile einschließlich der
nachgeschalteten Gasführungen zerfressen werden.
Die eingangs erwähnte mit einer Kältequelle arbeitende
Vorrichtung gemäß DE-34 31 829-A1, benutzt zur Auswaschung
von gasförmigen Verunreinigungen aus Rauchgasen
eine Serie von Schneckenkondensatoren, deren Wandungen
hohl sind und Kühlwasser führen. In einer Mischkammer
werden Rauchgase und Naßdampf gemischt und über
die gekühlten Flächen der Schneckenkondensatoren geführt.
Das Kondensat bindet Verunreinigungen und Stäube
aus den Rauchgasen und wird aus jedem Schneckenkondensator
abeführt. Auch diese Vorrichtung ist infolge
hohen Feuchtigkeitsgehaltes der Rauchgas/Naßdampfmischung
erheblich korrosionsgefährdet. Der Abscheidegrad
ist trotz der Übereinanderordnung von mehreren
Schneckenkondensatoren und eingebauter Walzenbürsten,
die zusätzliche Flüssigkeit gegen das Rauchgas/Naßdampfgemisch
versprühen, unzureichend, so daß an der
Ausströmöffnung des letzten Schneckenkondensators noch
ein Feststoffilter benötigt wird. Der Betrieb einer
solchen kompliziert aufgebauten mehrstufigen Vorrichtung
ist kostspielig. Ihre Säuberung ist aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nach dem
Prinzip der Unterschreitung des Rauchgastaupunktes arbeitende
Vorrichtung, bei der von den Rauchgasen mitgeführte
Feuchtigkeit durch Abkühlung kondensiert und
die verunreinigenden Schwebestoffe von dem Kondensat
gebunden und mit diesem ausgeschieden werden, so auszubilden,
daß sie sich bei einfachem Aufbau durch einen hohen
Abscheidegrad auszeichnet und gegen Korrosion
unanfällig ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
die Kältequelle mit Kältemittel beaufschlagte Rohre
oder Plattenkörper aufweist und der Kondensatablaß an
einer von der Kältequelle entfernten Stelle des Kanals
ausgebildet ist.
Das Kältemittel verdampft bei Minustemperaturen und
läßt die in den Rauchgasen enthaltene Feuchtigkeit
durch Unterkühlung kondensieren, wodurch Kondensat in
einer Menge erzeugt wird, die ausreicht, um die verunreinigenden
Schwebestoffe vollständig zu binden und aus
der Vorrichtung abzuführen. Mit geringem konstruktivem
Aufwand ohne Zufuhr von zusätzlichem Benetzungsfluid
ergibt sich ein hoher Abscheidegrad. Man erhält im
wesentlichen Reingas, das in einfachen Öfen problemlos
nachverbrennbar ist. Da die Rohre oder Plattenkörper
während des Betriebes der Vorrichtung vereisen, werden
ihre Oberflächen gegen aggressive Rauchgasbestandteile
geschützt. Die Vorrichtung eignet sich nicht nur zur
Entstaubung verschmutzter Abgase von Industrieanlagen,
sondern sie läßt sich auch für kleinere technische Anlagen,
z. B. Räucheranlagen, effektiv einsetzen.
Der Kanal kann in einem Gehäuse ausgebildet sein, das
stehend oder liegend ausgerichtet sein kann. Warme,
verunreinigte Rauchgase werden durch den Einlaß in den
Kanal eingeführt und gezwungen, an den kältemittelbeaufschlagten
Rohren oder Plattenkörpern entlangzuströmen,
wobei sie abkühlen und ein Großteil Wasser
ausgeschieden wird, das die Verunreinigungen bindet und
durch den von der Kältequelle entfernten Kondensatorablaß
ausfließt. Je nach der anfallenden Kondensat
menge kann der Flüssigkeitsauslaß kontinuierlich oder
intermittierend erfolgen. Es hat sich als vorteilhaft
erwiesen, eine Bereifung der Rohre oder Plattenkörper
schon vor Rauchgaseinleitung zu erzeugen, so daß die
Rohre oder Plattenkörper niemals direkt mit Rauchgas in
Berührung kommen, sondern nur der Reifpanzer. Dadurch
wird gewährleistet, daß die Rohre oder Plattenkörper
nicht verschmutzen und bei Abtauung des Systems nach
Abschaltung der Anlage der gesamte Schmutz mit dem Tau
wasser abläuft. Außerdem ergibt sich auf diese Weise
ein Korrosionsschutz, weil die Rohre oder Plattenkörper
nicht von Säure angegriffen werden, die sich aus dem
H2O des Rauchgases mit SO3 bilden kann.
Bei Verwendung von Rohren ist es vorteilhaft, diese
schraubenförmig gewickelt koaxial in den Kanal einzu
bauen. Zur Verlängerung der Verweilzeit der Rauchgase
in der Vorrichtung verläuft zweckmäßigerweise der Gas
strömungsweg in dem Kanal gewunden. Zu diesem Zweck
sind z.B. Leitplatten in dem Kanal mit axialem Abstand
wechselseitig versetzt angeordnet.
Wenn anstatt der von Kältemittel durchströmten Rohre
Plattenkörper in den Kanal eingebaut werden sollen,
empfiehlt es sich, diese mit axialem Abstand wechsel
seitig versetzt in dem Kanal quergerichtet anzuordnen,
so daß sie selbst den gewundenen Strömungsweg für die
Rauchgase definieren und zusätzliche Leitplatten ent
fallen können. Auf diese Weise werden Kosten für den
Einbau von Leitplatten und besondere Maßnahmen zu ihrer
Reinigung von Schmutzablagerungen eingespart.
Zur Behandlung großer Rauchgaskapazitäten ist es gün
stig, in dem Kanal gegen die Rohre oder Plattenkörper
gerichtete Wassersprühdüsen anzuordnen. Die Wasser
sprühdüsen ermöglichen es, vor Einleitung von Rauchga
sen in den Kanal, die kalten Rohre oder Plattenkörper
mit Wasser zu besprühen, um auf diesen einen Eispanzer
zu bilden. Die Eisdicke wird je nach Kältebedarf vor
Rauchgaseintritt erzeugt. Der Eispanzer bewirkt außer
dem Schutzeffekt für die Rohre bzw. Plattenkörper gegen
Rauchgase eine Energiespeicherung, weil der Eispanzer
beim Abschmelzen die Gase abkühlt. Da die von der Kälte
maschine zu erbringende Leistung nicht direkt und un
mittelbar für die Rauchgasabkühlung aufgewendet werden
muß, sondern gespeicherte Kälte benutzt wird, ergibt
sich eine günstige Energieverteilung für den gesamten
Reinigungsablauf. Der vorbereitete Eispanzer ermöglicht
den Einsatz verhältnismäßig kleiner Kältemaschinen für
große Rauchgaskapazitäten, weil er Kälte speichert, die
an die vorbeiströmenden Rauchgase abgegeben wird, sie
abkühlt und die Abscheidung von Kondensat mit Verunrei
nigungsstoffen veranlaßt. Die Verdampfung kann während
des Kondensationsvorganges weiterlaufen; jedoch ist
dies nur eine unterstützende Maßnahme zur Ergänzung des
Eispanzers. Der Reifpanzer wird sporadisch abgetaut und
hinterläßt saubere Wärmetauscherflächen von langer Le
bensdauer.
Falls eine Nachkondensation gewünscht wird, kann an den
Gasauslaß des Kanals eine Nachkühlstrecke mit Direkt
verdampfung angeschlossen sein, die im wesentlichen
reines Gas entläßt.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der
Erfindung schematisch dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Rauchgas-
Reinigungsvorrichtung für kleinere Anlagen vor
dem Zusammenbau und
Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine
zweite Ausführungsform einer Rauchgas-Reini
gungsvorrichtung für größere Anlagen.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 weist ein stehend angeord
netes, im wesentlichen rechteckiges Blechgehäuse 10
auf, dessen Boden 11 sich nach unten verjüngt und in
dem eine zentrale senkrechte Trennwand 12 aus Blech
angeordnet ist, die mit einer waagerechten Oberwand 13
des Gehäuses 10 verbunden ist und zu dem Boden 11 mit
Abstand endet. In der Oberwand 13 befinden sich eine
Einlaßöffnung 14 und eine Auslaßöffnung 15, an die
Rohrstutzen angeschlossen sind. Die Einlaßöffnung 14
ist außen an einen Rauchgaserzeuger, z.B. einen Räu
cherofen, angeschlossen und steht innen mit einer Lei
tung 17 eines Kanals 16 in Verbindung, dessen andere
Leitung 18 an der Auslaßöffnung 15 endet, die als Gas
austritt dient und an einen Gasverbrennungsofen ange
schlossen sein kann. In den beiden Öffnungen 14 und 15
sind Elektroklappen 19, 20 zur Drosselung bzw. Absper
rung des lichten Querschnittes der Rohrstutzen angeord
net. Der Kanal 16 verläuft U-förmig und seine paralle
len Leitungen 17, 18 werden durch die Seitenwände 21, 22
des Gehäuses 10 und die zentrale Trennwand 12 gebildet.
Zur Verlängerung der Verweilzeit der Rauchgase in dem
Kanal 16 ist der Strömungsweg gewunden. Zu diesem Zweck
sind an den Seitenwänden 21, 22 und der Trennwand 12
waagerechte Leitplatten 23 bzw. 24 mit axialem Abstand
wechselseitig versetzt befestigt.
Hauptbestandteil der Vorrichtung ist ein Rohrkörper 40
aus schraubenförmig gewickelten Rohren, vorzugsweise
aus Kupfer, mit zwei parallelen zylindrischen Strängen
30, 31, deren untere Enden über ein waagerechtes Rohr
teil 32 miteinander verbunden sind und deren obere En
den in zwei geraden Rohrabschnitten 33, 34 auslaufen.
Der Rohrkörper 40 wird in den Kanal 16 so eingebaut,
daß die Rohrabschnitte 33, 34 durch Öffnungen 45 in der
Oberwand 13 des Gehäuses 10 hindurch nach außen ragen
und die beiden Stränge 30, 31 in der Leitung 17 bzw. 18
im wesentlichen koaxial verlaufen. Die Leitplatten 23,
24 liegen zwischen den Windungen der Stränge 30, 31, und
der waagerechte Rohrteil 32 durchquert den trapezförmi
gen Bodenraum des Gehäuses 10. Der Rohrkörper 40 ist
Teil einer Kältemaschine, und er wird von Kältemittel
durchströmt, das in den Rohrabschnitt 33 einströmt und
aus dem Rohrabschnitt 34 ausströmt, in den ein elektro
magnetisches Ventil 35 eingesetzt ist. Der trapezförmi
ge Boden 11 des Gehäuses ist an seiner tiefsten Stelle
mit einem Kondensatablaß 41 ausgestattet, der ein Ab
sperrventil 42 aufweist, und an einer Schrägwand des
Bodens 11 ist in ihrem oberen Bereich eine Auslaßlei
tung 43 vorgesehen, deren Durchmesser größer ist als
derjenige des Kondensatablasses 41. Auch die Auslaß
leitung 43 ist mit einem Absperrventil 44 ausgestattet.
Nach Einbau des Rohrkörpers 40 in das Gehäuse 10 wird
eine Frontplatte 36 aus Blech auf die Gehäuseöffnung
aufgeschweißt, und es wird das gesamte Gehäuse ringsum
mit einer Isolierung, z.B. von 20 mm Stärke, umgeben.
Zur Inbetriebnahme der Vorrichtung wird der Rohrkörper
40 zunächst durch das mit Minustemperaturen verdampfen
de Kältemittel bereift, so daß der Rohrkörper 40 einen
schützenden Reifpanzer erhält. Sodann werden warme,
verunreinigte Rauchgase durch die Einlaßöffnung 14 in
den Kanal 16 eingeleitet. Die Rauchgase strömen auf dem
durch Pfeile angezeigten Weg an dem Rohrkörper 40 ent
lang durch die Leitung 17 abwärts und durch die Leitung
18 aufwärts in Richtung der Auslaßöffnung 15. Auf die
sem Wege werden die Rauchgase abgekühlt und es wird
durch Kondensation ein großer Anteil Wasser ausgeschie
den, der die mechanischen Verunreinigungen bindet. Das
verschmutzte Kondensat wird durch den Kondensatablaß 41
kontinuierlich oder sporadisch aus dem Gehäuse 10 abge
zogen. Das aus der Auslaßöffnung 15 austretende gerei
nigte Gas kann nachbehandelt, z.B. verbrannt, werden.
Nach Abschaltung des Rauchgaserzeugers wird die Reini
gungsvorrichtung stillgesetzt und die bereiften Vor
richtungsteile werden abgetaut. Dabei werden auch die
in festgefrorenen Feuchtigkeitsanteilen der Rauchgase
enthaltenen Schwebestoffe in Flüssigkeit suspendiert
aus der Vorrichtung geleitet. Zur Abführung großer
Flüssigkeitsmengen beim Abtauen der Vorrichtung dient
die Auslaßleitung 43. Die Vorbereifung des Rohrkörpers
40 vor Einlaß der Rauchgase hat zur Folge, daß die Roh
re nicht verschmutzen und bei Abtauung des Systems der
gesamte Schmutz mit dem Tauwasser abläuft. Die Vorrich
tung zeichnet sich infolgedessen sowohl durch hohen
Abscheidegrad als auch durch Korrosionsschutz ihrer
Bauteile aus.
Die erwähnten Vorteile treffen auch auf die in Fig. 2
gezeigte leistungsstärkere Vorrichtung zu. Bei dieser
Vorrichtung ist eine liegende trommel- oder kastenför
mige Gehäusekonstruktion 50 mit einem Einlaß 51 für
Rauchgase und einem Auslaß 52 für Reingase vorgesehen.
Anstatt eines Rohrkörpers und gesonderter Leitplatten
sind mehrere hohle Plattenkörper 53 bzw. 54 in dem Ka
nal 55 des Gehäuses 50 mit axialem Abstand wechselsei
tig versetzt, quergerichtet so angeordnet, daß sich der
durch Pfeile angedeutete gewundene Weg für Rauchgase
ergibt. Die Plattenkörper 53, 54 sind mit Kältemittel
direkt beaufschlagt. Dies wird durch Rohreinsätze 60
bzw. 61 angedeutet, die in die Hohlräume der Platten
körper 53 bzw. 54 hineinragen und an Zu-/Abführungen 62,
63 für Kältemittel angeschlossen sind. Der Auslaß 52
ist an einem Gehäusestutzen 56 vorgesehen, der als
Nachkühlstrecke dient und zu diesem Zweck mit einer
kältemitteldurchströmten Zylinderrohrschlange 57 verse
hen ist, die einen Kältemitteleinlaß 58 und einen Käl
temittelauslaß 59 aufweist.
Zur Vergrößerung der Kapazität dieser Vorrichtung im
Vergleich zu der Vorrichtung nach Fig. 1 werden die
kalten Plattenkörper 53, 54 vor Einlaß der warmen Rauch
gase durch mindestens eine Reihe von Wassersprühdüsen
64 mit Wasser besprüht, so daß die Plattenkörper 53, 54
mit einem Eispanzer umgeben werden. Eine Wasserleitung
66 mit einem Absperrventil 67 versorgt die Wassersprüh
düsen 64 mit Wasser. Die Eisdicke richtet sich nach dem
Kältebedarf, d.h. nach der Menge zu reinigender Rauch
gase. Die Eispanzer bewirken neben einem Schutz der
Plattenkörper 53, 54 gegen Verschmutzung durch Rauchgase
eine Energiespeicherung, weil sie beim Abschmelzen die
Rauchgase abkühlen und während des Reinigungsvorganges
keine direkte Energie der Kältemaschine für die Rauch
gasabkühlung aufgewendet werden muß. Der Speichereffekt
der Eispanzer ermöglicht die Reinigung großer Rauchgas
kapazitäten mit einer vergleichsweise kleinen Kältema
schine und entsprechend geringem Energieaufwand. In der
Nachkühlstrecke des Gehäusestutzen 56 erfolgt eine
Nachabscheidung der fast gereinigten Rauchgase, so daß
in einem nachgeschalteten Ofen praktisch reine Gase
verbrannt werden. Durch einen Kondensatablaß 65 mit
Absperrventil im Bodenbereich des Gehäuses 50 wird kon
tinuierlich oder sporadisch verunreinigtes Kondensat
abgezogen.
Claims (6)
1. Vorrichtung zur Reinigung von Rauchgasen, bei der
in einem Kanal (16, 55) zwischen einem Einlaß
(14, 51) für Rauchgase und einem Gasauslaß (15, 52)
eine Kältequelle angeordnet und ein Kondensatablaß
(41, 65) vorgesehen ist, wobei die Kältequelle mit
Kältemittel beaufschlagte Rohre (30, 31) oder
Plattenkörper (53, 54) aufweist und der Kondensatablaß
(41, 65) an einer von der Kältequelle entfernten
Stelle des Kanals (16, 55) ausgebildet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Gasströmungsweg in dem Kanal (16; 55)
gewunden verläuft.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rohre (30, 31) schrauben
förmig gewickelt und koaxial in den Kanal (16)
eingebaut sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Plattenkörper (53, 54) mit axialem
Abstand wechselseitig versetzt in dem Kanal (55)
quergerichtet angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß in dem Kanal (55) gegen
die Rohre (30, 31) oder Plattenkörper (53, 54) ge
richtete Wassersprühdüsen (64) angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß dem Kanal (55) eine Nachkühlstrecke (57)
nachgeschaltet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863637892 DE3637892A1 (de) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | Verfahren und vorrichtung zur reinigung von rauchgasen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863637892 DE3637892A1 (de) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | Verfahren und vorrichtung zur reinigung von rauchgasen |
Publications (2)
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DE3637892A1 DE3637892A1 (de) | 1988-05-19 |
DE3637892C2 true DE3637892C2 (de) | 1989-08-31 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19863637892 Granted DE3637892A1 (de) | 1986-11-06 | 1986-11-06 | Verfahren und vorrichtung zur reinigung von rauchgasen |
Country Status (1)
Country | Link |
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1986
- 1986-11-06 DE DE19863637892 patent/DE3637892A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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