DE3735106A1

DE3735106A1 - Verfahren und vorrichtung zur ausscheidung von fluessigkeitsteilchen aus gasen, insbesondere von aerosolen aus abgasen

Info

Publication number: DE3735106A1
Application number: DE19873735106
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: SEEBECK TECHNOPRODUCT GmbH
Current assignee: SEEBECK TECHNOPRODUCT GmbH
Priority date: 1987-10-16
Filing date: 1987-10-16
Publication date: 1989-04-27

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausscheidung von Flüssigkeitsteilchen aus Gasen, insbesondere Aerosolen aus Abgasen, bei dem die Gase zentrifugiert und anschließend gefiltert werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.

Zur Ausscheidung von Flüssigkeitsteilchen aus einem Gasstrom sind einstufige Verfahren aus der DE-PS 6 58 966 und dem DE-GM 78 09 563 bekannt, bei dem die Gase durch ein Filter mit einem hygroskopischen Filtermaterial geleitet werden. Die Ausbildung dieses Filters mit einer inneren und einer äußeren Filzschicht und einer dazwischenliegenden Koksfüllung ergibt sich aus der erwähnten DE-PS 6 58 966. Die Trennung von Stoffen unterschiedlichen spezifischen Gewichts in einem Zyklon und die anschließende Nachreinigung durch Filtern eines trockenen Gasstromes ist allgemeiner Stand der Technik bei der Reinigung trockenstaubhaltiger Gase, jedoch bei Aerosolen in Gasen nicht anwendbar.

Insbesondere Abluft aus lebensmittelverarbeitenden Betrieben, wie Räuchereien, Wurstküchen, Küchen und Imbißläden, und Abluft aus Betrieben, in denen fetthaltige Substanzen benutzt werden, ist mit Aerosolen, vor allem Teeraerosolen, beladen. Ein erheblicher Teil der Umweltbelastung ist auf Aerosole in der Abluft aus solchen oder ähnlichen Betrieben zurückzuführen. Die Belastung der Abluft mit Aerosolen ist mengenmäßig unterschiedlich und variiert auch während des Betriebes, so daß die Ausscheidung der Aerosole aus dem Abluftstrom entsprechend schwierig ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Ausscheidung von Flüssigkeitsteilchen aus Gasen, insbesondere von Aerosolen aus Abgasen, welches unabhängig von der Menge der Belastung des Gasstromes wirksam und unempfindlich gegen Feuch tigkeit, vor allem aber gegen fetthaltige Substanzen ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren mit Merkmalen nach dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 vorgesehen.

Herausragendes Merkmal dieses Verfahrens ist die Abscheidung der wesentlichen Menge der von dem Gasstrom mitgeführten Flüssigkeitsteilchen in einer kombinierten ersten Verfahrensstufe, bei dem der Gasstrom mit den Flüssigkeitsteilchen zentrifugiert wird so daß sich im ersten Teil dieser Stufe Flüssigkeitssträhnen bilden, die im zweiten Teil abgeschieden werden. Der somit bereits von einem erheblichen Teil der mitgeführten Flüssigkeit befreite Gasstrom gelangt dann in eine erste Nach reinigungsstufe, in der der Gasstrom einer häufigen Ablenkung seiner Bewegungsrichtung unterworfen wird, so daß sich die feinstverteilten Flüssigkeitsteilchen zu Tropfen vereinigen, die durch ihr Eigengewicht nach unten ausfallen, dabei mit den Strähnen aus der ersten Stufe vereinigt und gemeinsam abgezogen werden. Durch ein solches Verfahren ist es möglich, auch stark fetthaltige und neben Flüssigkeitsteilchen auch staubhaltige Teilchen enthaltene Abgase selbst dann zu reinigen, wenn die mengenmäßige Belastung des Gasstromes relativ groß ist. Je nach den Anforderungen an die Reinigungsqualität der Gase kann eine Nachreinigung auch in mehreren Stufen, zum Beispiel durch ein zusätzliches Koksbett und ein sich daran anschließendes biologisches Reinigungsbeet, erfolgen. Vorteilhaft wird die in den Nachreini gungsstufen abgeschiedene Flüssigkeit in den Zyklon der ersten Stufe zurückgesaugt und zusammen mit der Flüssigkeit aus dem Zyklon ausgeschieden.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist nach einem weiteren Erfindungsgedanken eine Vor richtung geeignet, bei der die Ausströmöffnung eines Radialgebläses und die Einströmöffnung eines Zyklons miteinander verbunden sind, wobei die Zyklonachse und die Läuferachse jeweils in einer Ebene angeordnet sind, die beide parallel zueinander ausgerichtet sind. Bei dieser Vorrichtung bilden sich schon im Gehäuse des Radialgebläses zur Ausströmöffnung hin stärker werdende Strähnen, die zunächst an der Gehäusewandung des Gebläses und dann an der Gehäusewandung des Zyklons entlang in den Zyklon eingeführt und in diesem Zyklon abgeschieden werden. Dabei reichern sich die Strähnen ständig mit weiteren Flüssigkeitsteilchen an, so daß der wesentliche Teil der Flüssigkeitsteilchen in dem Gasstrom bereits zur Ausscheidung gelangt. Über ein zentral im Zyklondeckel angeordnetes Tauchrohr werden die Gase nach oben in die Nachreinigungsstufe abgeführt, wobei die Mündung des Tauchrohres in einer horizontalen Ebene liegt, die sich etwa in Höhe der unteren Begrenzung der Einströmöffnung des Zyklons befindet. Vorteilhaft ist die Anordnung der Drehachse des Gebläseläufers und die dazu etwa parallele Zyklonachse in vertikaler Ausrichtung. Oberhalb des Zyklondeckels befindet sich bei einer bevorzugten Ausführungsform ein ringförmig um eine obere Verlängerung des Tauchrohres angeordnete Nachreinigungsstufe aus einem Vliesfilter, welches radial durchströmt wird, wozu die obere Verlängerung des Tauchrohres im Bereich des Vliesfilters Wandungsdurchbrechungen aufweist. Zur weiteren Ausscheidung von eventuell noch im Gasstrom mitgeführten feinsten Flüssigkeitsteilchen kann um das Vliesfilter herum ein Koksfilter angeordnet sein, in welches die Gase radial einströmen und axial nach oben ausströmen. Die in dem Vliesfilter und in dem Koksfilter zurückgehaltene und in einem Desorptionsvorgang ausfallende Flüssigkeit wird bei einer bevorzugten Ausführungsform in den Zyklon zurückgeleitet und zusammen mit der hierin abgeschiedenen Flüssigkeit nach unten aus dem Zyklon herausgeführt. Zu diesem Zweck ist der Zyklondeckel kegelstumpfförmig ausgebildet, wobei auch das Vliesfilter und das Koksfilter auf einem geneigten Boden angeordnet sind, dessen Neigung jeweils zum Grundkreis des kegelstumpfförmigen Zyklondeckels gerichtet ist, wobei letzterer Öffnungen zum Innenraum des Zyklons aufweist, die den Durchtritt der Flüssigkeit aus dem Vliesfilter und dem Koksfilter ermöglichen.

Eine kostenarme Ausbildung der Vorrichtung wird nach einem weiteren Erfindungsgedanken erreicht, wenn das Koksfilter das Vliesfilter ringförmig umgibt und ihre vertikalen Begrenzungen konzentrisch zur Achse des Tauchrohres angeordnet sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung ist auf der Zeichnung im wesentlichen schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Vorrichtung und

Fig. 2 einen horizontalen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1.

Die Vorrichtung nach der Erfindung und zur Durch führung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist aus einem Radialgebläse 1 mit einem Gehäuse 2 und einem Zyklon 3 mit einem Gehäuse 4 sowie zwei Nach reinigungsstufen aus einem Vliesfilter 5 in einem Gehäuse 6 und einem Koksfilter 7 in einem Gehäuse 8 zusammengesetzt, dessen den Koks aufnehmender Innenraum das Vliesfilter ringförmig umgibt. Bei dem Ausführungsbeispiel ist das durch einen Elektromotor 9 angetriebene Radialgebläse 1 ist mit seiner Drehachse 10 des Läufers vertikal angeordnet und parallel zur Zyklonachse 22 ausgerichtet. Sein Ausströmstutzen 11 ist mit dem Einströmstutzen 12 des Zyklons 3 verbunden, wobei der Einströmstutzen 12 ein die Strömungsgeschwindigkeit steigernde Verengung 12 a aufweist, deren innere Begrenzungswand als kehlförmige Leitfläche ausgebildet und mit ihrem zyklonseitigen Ende etwa tangential zum Zyklonmantel gerichtet ist. Die über den Ansaugstutzen 13 einströmenden Gase gelangen über das Tauchrohr 14 zunächst in das Vliesfilter 5 und von dort in das Koksfilter 7, bevor sie aus diesem axial herausgeführt und in den Abzugsstutzen 15 gelangen.

Das Tauchrohr 14 ist zentral in einem kegelstumpfförmigen, kugelabschnittförmigen oder in ähnlicher Weise profilierten Deckel 16 des Gehäuses 4 des Zyklons 3 befestigt und mit seiner Mündung 17 in einer Ebene angeordnet, die etwa in Höhe der unteren Begrenzung des Einströmstutzens 12 am Zyklongehäuse 4 liegt.

Das Vliesfilter 5 besteht vorteilhaft aus speziell ausgesuchten mineralischen Fasern und ruht auf einem Boden 18, der mit geringem Abstand über dem kegelstumpfförmigen Deckel 16 des Zyklons parallel zu diesem angeordnet ist. Auch das Koksfilter 7 ruht auf einem geneigten Gehäuseboden 19, wobei dessen Neigung zum Grundkreis des kegelstumpfförmigen Deckels 16 gerichtet ist, der an diesen Stellen Öffnungen 20 zum Innenraum des Zyklons 3 aufweist, so daß sowohl die im Vliesfilter 5 als auch im Koksfilter 7 durch ihr Eigengewicht ausfallende Flüssigkeit durch diese Öffnungen 20 in den Zyklon gelangen. Bevorzugt wird eine Ausbildung, bei der sich an den Großkreis des Kegelstumpfes nach unten gerichtet eine zylindrische Verlängerung ansetzt, die mit dem Gehäuse 4 des Zyklons einen ringförmigen Schlitz (Öffnungen) 20 bildet. Die Flüssigkeit aus dem Vlies- und aus dem Koksfilter wird durch den Sekundärwirbel, der sich im Zyklon aufgrund der Radialströmung bildet, angesaugt.

Oberhalb des Zyklondeckels 16 weist das Tauchrohr eine in das Vliesfilter hineinragende Verlängerung 17 a mit Wandungsdurchbrechungen auf, so daß die Gase aus dem Zyklon radial in das Vliesfilter und von dort in das Koksfilter einströmen können. Aus dem Koksfilter gelangen die Gase zunächst radial und dann axial nach oben in einen Sammelraum 21, der das Koksfilter ringförmig umgibt und an den der Abzugstutzen 15 angeschlossen ist. Die vertikalen Stützwandungen des Vliesfilters 5 und die äußere vertikale Gehäusewandung 8 des Koksfilters 7 sind konzentrisch zur Achse des Tauchrohres angeordnet, so daß die Herstellung gegebenenfalls in Verbindung mit dem zylindrischen Teil des Zyklongehäuses 4 aus Rohrabschnitten möglich ist.

Claims

1. Verfahren zur Abscheidung von Flüssigkeits teilchen aus Gasen, insbesondere Aerosolen aus Abgasen, bei dem die Gase zentrifugiert und anschließend gefiltert werden, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Gase in einem Radialgebläse um eine verti kale Achse zentrifugiert, dabei getrennt und am Innenmantel des Ventilatorgehäuses Flüssigkeits strähnen gebildet werden,
- daß die Gase und die Flüssigkeitssträhnen mittels des Gebläses ohne Umlenkung bei gleichbleibender Drehrichtung unmittelbar in einen Zyklon eingelei tet werden und
- daß die Gase aus diesem Zyklon einer ersten Nach reinigungsstufe zugeführt werden,
- in welcher Reste der im Gasstrom mitgeführten Flüssigkeitsteilchen durch häufige Ablenkung ihrer Bewegungsrichtung zu Tropfen vereinigt werden,
- die durch ihr Eigengewicht in den Zyklon zurück fallen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß es einer oder mehreren weiteren Nachreini gungsstufen vorgeschaltet ist.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Nachreinigungsstufen abgeschiedene Flüssigkeit in den Zyklon abgesaugt wird.

4. Vorrichtung zur Abscheidung von Flüssigkeits teilchen aus Gasen, insbesondere Aerosolen aus Abgasen, zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnung (11) eines Radialgebläses (1) und die Einströmöffnung (12) des Zyklons (3) miteinander verbunden sind, wobei die Zyklonachse (22) und die Läuferachse (10) jeweils in einer Ebene liegen, die beide parallel zueinander ausgerichtet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Gasabzug des Zyklons (3) aus einem zentral in dem Zyklongehäusedeckel (16) angeordneten Tauchrohr (14) gebildet ist, dessen Mündung (17) in einer horizontalen Ebene etwa in Höhe der unteren Begrenzung der Einströmöffnung (12) des Zyklons (3) liegt.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (10) des Gebläse läufers und die Zyklonachse (22) jeweils in einer Ebene angeordnet sind, die beide parallel zueinander ausgerichtet sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zyklongehäusedeckel (16) das Profil eines Kegelstumpfes, Kugelabschnittes oder dergleichen aufweist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Tauchrohr (14) des Gasabzuges aus dem Zyklon nach oben zentral in ein Vliesfilter hineinragt und in diesem verlängerten Bereich (17 a) Wandungsdurchbrechungen aufweist.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Vliesfilter (5) ein gelochter Boden (18) vorgesehen und dieser parallel zum kegelstumpfförmigen Zyklondeckel (16) mit einem geringen Abstand darüber angeordnet ist, wobei der Zyklondeckel am Grundkreis des Kegelstumpfes Öffnungen zum Innenraum des Zyklons aufweist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Koksfilter (7) das Vliesfilter (5) ringförmig umgibt und auf einem Boden (19) angeordnet ist, der von außen nach innen zu den Öffnungen im Zyklondeckel (16) geneigt ist.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Begren zungen (6, 8) des Vliesfilters (5) und des Koksfilters (7) konzentrisch zur Achse des Tauchrohres (14) angeordnet sind, dessen nach oben in das Vliesfilter (5) hinein sich erstreckende Verlängerung (17 a) den Einströmkanal für das Vliesfilter (5) bildet.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Koksfilter (7) in einer ringförmigen Kammer angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der für das gereinigte Gas vorgesehene Sammelraum (21) das Koksfilter (7) ringförmig umgibt.