DE4106037A1 - Verfahren und vorrichtung zur abscheidung von pulvern, staeuben und aerosolen aus gasfoermigen stoffstroemen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur abscheidung von pulvern, staeuben und aerosolen aus gasfoermigen stoffstroemen

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Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf die Schadstoffabscheidung aus gasförmigen Stoffströmen, die bei industrieller Luftreinigung und Wärmeerzeugung zur Erreichung der vorgeschriebenen und zu­ lässigen Höchstwerte von Schadstoffen erforderlich ist. Sie bezieht sich auch besonders vorteilhaft auf Einzelfeuerstätten und Luftreinigungsanlagen in Wohngebäuden und öffentlichen Einrichtungen mit relativ kleinen Volumenströmen, welche etwa zwanzig Prozent der Schadstoffemissionen eines Territoriums erzeugen. Sie gewährleistet bei beliebiger Einbaulage bzw. -höhe die Schadstoffabscheidung bei eintretenden Stoffströmen. Der Bedienungsaufwand ist auf die Entsorgung der abgereinigten Schadstoffe, die Kontrolle des Füllstandes von Neutralisations­ mitteln sowie deren Nachfüllung reduziert, bei Anordnung auf der Dachebene von Gebäuden auf eine jährliche Revision. Indu­ strielle Vorfertigung der Bau- und Ausrüstungsteile ermögli­ chen rationelle Herstellung, Transport und Montage. Einsatz­ grenzen entstehen somit nicht. Das Verfahren wird vorteilhaft auch zur Wärmerückgewinnung eingesetzt, um die im gasförmigen Stoffstrom enthaltende latente Wärme im Niedertemperaturbe­ reich auszutragen. Die energetischen Betreiberkosten werden verringert.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es ist eine Vielzahl von Verfahren bekannt, welche die Abschei­ dung von Schadstoffen aus gasförmigen Stoffströmen beinhalten. Besondere Bedeutung hat dabei die Entstaubung und Entschwefe­ lung von Rauchgasen, um die latente Umweltschädigung durch so­ genannten sauren Regen zu stoppen. Etwa ein Fünftel der gesam­ ten Schwefelemissionen werden durch Einzelfeuerstätten in Wohngebäuden und öffentlichen Gebäuden verursacht. Durch un­ natürlichen, großflächigen Schadstoffausstoß aus Verbrennungs­ prozessen und Verteilung der Schadstoffe global in der Atmo­ sphäre entsteht zusätzlicher Bedarf, die notwendige Atemluft mit hohem Reinheitsgrad in einer Vielzahl von Aufbereitungs­ anlagen von Schadstoffen zu trennen. Für die Anwendung be­ kannter Verfahren ist die Tatsache von großer Bedeutung, daß der erhebliche Kostenaufwand für die Entstaubung und Entschwe­ felung für Einzelfeuerstätten nicht in ein für die Betreiber zumutbares Verhältnis gebracht werden konnte. Im Wesentlichen wurde versucht, die Schadstoffe mit oder unmittelbar nach ihrer Entstehung durch Absorption mittels Naßwaschverfahren sowie durch Adsorption abzuscheiden. Je nach Stoffstromfüh­ rung des Rohgases und der Waschflüssigkeit werden Gleich-, Gegen- und Kreuzstromverfahren unterschieden und angewendet, die Waschflüssigkeit wird in den Stoffstrom eingedüst, bei Ro­ tationswäschern durch rotierende Bauteile fein verteilt. Die Abscheideleistung der Absorber wird im wesentlichen von der Art der Waschflüssigkeit, der erreichten Größe der Phasen­ grenzfläche sowie der Verweilzeit bestimmt. Mit Füllkörper­ wäschern wurde versucht, möglichst große Oberflächen zu erzeu­ gen und die Verweilzeiten zu erhöhen. Während für große Volu­ menströme, zum Beispiel bei Kraftwerken, ökonomisch vertret­ bare Verfahren zur Anwendung gebracht worden sind, sind wirt­ schaftlich einsetzbare Verfahren für kleine Leistungsbereiche bisher nicht bekannt geworden. Aus der DE-PS 34 07 277 C2 sowie DE-OS 34 20 368 A1 ist ein Verfahren bekannt, welches bei Ein­ zelfeuerstätten den in den Abgasen enthaltenen Dampf am Aus­ trittsquerschnitt eines Schornsteins in einem mit Kalkstein gefüllten Korb kondensiert, wobei der Kalkstein durch ange­ saugte Umgebungsluft gekühlt wird. Der Nachteil der nicht aus­ reichenden Kontaktierung des Rauchgases mit Flüssigkeit zur Auswaschung von SO2 sowie der fehlenden Entstaubung ist nicht überwindbar. Nach der DE-PS 33 26 647 C2 ist ein Kamin be­ kannt, bei welchem ein Naßwaschverfahren in einem Wetter­ schutzdach auf dem Kamin zur Anwendung kommt. Über dem Aus­ trittsquerschnitt angeordnete Düsen besprühen den Rauchgas­ strom mit Frischwasser, das Abwasser wird nach unten abgelei­ tet. Nachteilig bleibt auch bei diesem Verfahren, daß einer­ seits keine ausreichende Kontaktierung des Abgases erfolgen kann, darüber hinaus aber noch die nach der Zielstellung ab­ zulehnende Folgeerscheinung eintritt, daß durch Querströmung der Luft kontaktierte Flüssigkeit direkt an die Umgebung aus­ getragen wird.

Aus der DE-PS 36 11 655 A1 ist ein Verfahren bekannt wonach zunächst der im Abgas enthaltene Wasserdampf kondensiert und teilweise SO2 ausgeschieden wird, danach sollen sich die rest­ lichen SO2- Anteile an einem Granulat ablagern und Absorptionsprozesse auslösen. Die dafür verwendete Vorrichtung wird im Heizungskeller installiert, die gereinigten Abgase nachge­ heizt und in den Schornstein mittels eines Gebläses gedrückt. Als Absorptionsmittel wird ein dolomitisches Filtergranulat ein­ gesetzt, welches in einem als Wanderbett ausgeführten Fest­ bett gelagert ist. Die angegebenen Abscheidegrade von etwa 80% SO2 zeigen die Nachteile des Verfahrens in der nicht ausrei­ chenden Kontaktierung des Gasstromes, SO2 beladene Aerosole werden mit kondensierendem Wasserdampf im Schornstein geführt und an die Atmosphäre abgegeben. Aus der DE-PS 38 16 768 C1 ist ein Abgasreinigungsverfahren bekannt, wo ein wabenförmi­ ger Festkörper mit Gaskanälen aus Calciumverbindungen durchge­ strömt wird und Fluor sowie Kohlenwasserstoffe in den Waben abgeschieden werden. Aus der Wabenkonstruktion ergibt sich auch hier der Nachteil der nicht ausreichenden Kontaktierung, eine Entstaubung erfolgt nicht. In der DE-OS 39 15 934 A1 ist ein Verfahren beschrieben, nach dem ein Mittel zur Reinigung von Gasen und Abgasen aus einem trockenen Pulver auf der Basis von reaktionsfähigen Calciumhydroxid mit einem Gehalt von bis zu 50% oberflächenaktiven Substanzen, beispielsweise Aktiv­ kohle, Kieselgur, hergestellt und eingeblasen oder als Fest­ stoff umströmt wird.

Nachteilig ist, daß eine Ausfilterung der Pulver erfolgen muß und damit das Verfahren für kleine Anlagen ausscheidet, ab­ reinigbare Schwebstoffilter sind ökonomisch für Einzelfeuer­ stätten nicht einsetzbar, da sie Druckverluste von 400-2000 Pa haben können und ohne automatische Abreinigung nur kurze Be­ triebszeiten aufweisen.

Die Kompliziertheit der strömungstechnischen Prozesse der Abscheidung von Pulvern, Stäuben und Aerosolen einerseits sowie die Ausfällung von beispielsweise SOx, NOx, Schwerme­ tallen sowie toxischen Substanzen wie Dioxinen, Furane und deren Verbindungen, um einige Beispiele aufzuzeigen, erfor­ dern sichere Verfahren zur Schadstoffabscheidung und Entsor­ gung für eine Vielzahl von Kleinanlagen. Das kostenaufwendig­ ste Problem bei der Behandlung gasförmiger Stoffströme in Naß­ waschverfahren ist die hohe Aggressivität des kontaktierten Stoffstromes bei Temperaturen um 70°C, welche hauptsächlich durch die schweflige Säure nach Lösung des SO2 im Wasser ge­ bildet wird. Allen bekannten Verfahren ist der Nachteil der ungenügenden Phasentrennung des gasförmigen Stoffstromes von Schadstoffen und den zur Abscheidung von Schadstoffen in den Stoffstrom eingeführten Stoffen gemeinsam.

In der DD-PS 2 70 639 A3 ist ein Kamin bekannt, nach dem Mon­ tageelemente aus Massenbaustoffen, z. B. Beton, eine wirt­ schaftlichere Ausführung der Bauhülle für die Behandlung gas­ förmiger Stoffströme ermöglichen, in dem Erfahrungen der Her­ stellung von Bauwerken, dem sogenannten Säurebau, genutzt wer­ den. Der vorher genannte Nachteil der ungenügenden Phasen­ trennung ist auch mit dieser Lösung nicht aufgehoben.

Es wurde auch vorgeschlagen, die Betriebszeiten von Schweb­ stoffiltern durch die Entsorgung der abgefilterten Schweb­ stoffe in eine Flüssigkeit wesentlich zu erhöhen. Es wird eine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit bekannter Filterverfah­ ren erreicht, die filtertechnischen Probleme der Phasentren­ nung bleiben ungelöst.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren und Vorrichtun­ gen zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, das den Ein­ satz von kostengünstigen Massenbaustoffen für die erforder­ liche Bauhülle ermöglicht und gleichzeitig die Anwendung des Verfahrens in beliebiger Einbaulage gestattet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kontaktierung- und Phasen­ trennungsverfahren zu schaffen, welches auf kleinstem Bauraum kontaktiert sowie unmittelbar phasentrennend wirkt. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen und so auszubilden, daß beliebige Einbaulagen realisierbar sind.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mit Fül­ lung eines Flüssigkeitsspeichers der Austrittsquerschnitt zur Atmosphäre eines Einzel- und/oder Sammelkanalquerschnitts eines gasförmigen, schadstoffbeladenen Gasstromes geschlossen und in einen langgestreckten Strömungsquerschnitt überführt wird, in dieser Phase mit Waschflüssigkeit vorkontaktiert und der Im­ pulsaustausch durchgeführt wird, der langgestreckte Strömungs­ querschnitt in eine Linienform überführt wird, der gasförmige Stoffstrom kontaktiert in einen oder mehrere, mittelbar unter­ druckbeaufschlagte Phasentrennungsräume linienförmig einströmt, einen oder mehrere, unmittelbar unterdruckbeaufschlagte Rein­ gasabscheider tangential anströmt, benetzt, antreibt und um­ strömt und im Phasentrennungsraum nachkontaktiert wird, Schad­ stoffe abscheidet, aus der Umströmung Reingas, Schwebstoffe und Aerosole in den Reingasabscheider eintreten, durch Rota­ tion achsenparalleler Stoffstromkonzentratoren tangential ablen­ kende Massekonzentrationen und Schadstoffaustrag erfolgen, innerhalb der Stoffstromkonzentratoren eine Beruhigungsfläche ausgebildet wird, Schwebstoffe und Aerosole von der Beruhigungs­ fläche bei Anlagerung in Richtung Massekonzentrationen beschleu­ nigt und dort konzentriert werden, Reingas durch die Beruhi­ gungsfläche und/oder durch einen Demister und/oder einen Fil­ ter in Richtung Rotorachse strömt, abgelenkt aus einer oder beiden Rotorstirnseiten austritt und daß über dem Rotorumfang eine, vom Reingas unabhängige, Gasströmung tieferer Temperatur geführt ist, welche zweckmäßig im Temperaturbereich 0-5°C eingestellt oder durch die Umgebungstemperatur bestimmt ist. Die Gasströmung wird durch Unterdruck im Phasentrennungsraum erzeugt, indem ein durchgehender, nach unten abgewinkelter Spalt Frischluft in den Phasentrennungsraum fördert.

Die Einleitung des Luftstromes erfolgt linienförmig über der Länge des Reingasabscheiders, so, daß die kalte Frischluft in den, durch anströmenden, vorkontaktierten Stoffstrom und umströmenden Teilstrom gebildeten Winkel strömt.

Eine weitere Ausführungsform ist die Änderung der Verfahrens­ schritte, in dem Reingasabscheider in der Kondensationsstufe eingeschaltet sind und gasförmige Schadstoffe direkt in Kon­ densat überführt werden. Die Anordnung eines Fremdantriebes kann erforderlich sein, wenn Parameter für Reinstgas und Rest­ staubbeladungen kleiner 0,1 mg/m3 erreicht werden sollen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß weiterhin dadurch gelöst, daß in einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens am kreis­ förmigen oder vieleckigen Ausgangsquerschnitt eines stoff­ stromführenden Einzel- oder Sammelkanals ein Anti-Emissions- Kamin, in einer geschlossenen Bauhülle, angeordnet und durch querschnittsverformende Bauelemente gebildet ist, durch die Bau­ elemente durch Form und Anordnung nach dem kreisförmigen oder vieleckigen Eingangsquerschnitt ein adäquater langgestreckter Querschnitt angeordnet ist, in welchen Spaltdüsen und/oder Düsen münden, eine Impulsaustauschzone danach ausgebildet ist, welche in eine linienförmige Ausströmung übergeht, die linien­ förmige Ausströmöffnung in einem oder mehreren Phasentrennungs­ räumen in Umfanghöhe eines oder mehrerer Reingasabscheider endet. Erfindungsgemäß ist ein Reingasabscheider aus über einer Rotationsachse angeordneten Stoffstromkonzentratoren mit tan­ gentialer Ablenkvorrichtung gebildet, welche über einer zylin­ drischen Beruhigungsfläche angeordnet sind. Die Beruhigungs­ fläche kann aus einem durchbrochenen Zylinder, einem zylin­ drischen Demister und/oder Filter bestehen. Über den Stoff­ stromkonzentratoren können Antriebselemente angeordnet sein, so daß der anströmende, vorkontaktierte Stoffstrom die Stoffstrom­ konzentratoren nicht direkt erreicht. Es kann auch zweckmäßig sein, die Stoffstromkonzentratoren in Bürstenform auszubilden und eine direkte Anströmung anzuordnen. Der Phasentrennungs­ raum wird im unteren Teil durch den Spiegel der schadstoffange­ reicherten Waschflüssigkeit, der Trübe, begrenzt. Bei Anord­ nung der Anti-Emissions-Kamine in der Dachebene von Gebäuden wird eine Trübeleitung nach unten geführt, in der eine Pumpen­ leitung angeordnet ist, welche unten in einem Filter endet, die Trübeleitung jedoch weitergeführt in einem auswechselbaren Absetzrohr mit Füllstandsanzeige angeschlossen ist. Die Pum­ penleistung für die Waschflüssigkeit ist erfindungsgemäß auf die Höhe des Anti-Emissions-Kamines mit auf den Flüssigkeits­ druck begrenzt. Die Füllstandsregulierung erfolgt automatisch mit Frischwasser. Der Flüssigkeitsspiegel kann auch unterhalb des Phasentrennungsraumes angeordnet sein, um im frostfreien Bereich die ständige Einsatzbereitschaft zu gewährleisten. Für größere Leistungen werden zum Schadstoffaustrag bekannte Verfahren, zum Beispiel Hydrozyklone und Verdampfer eingesetzt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie den Vorrichtungen zur Durchführung wird die sichere Abscheidung von Schadstoffen in Form von Schwebstoffen und Aerosolen dauerhaft sowie bei intermittierendem und aussetzendem Betrieb erreicht.

Durch den erfindungsgemäß wirkenden Reingasabscheider werden Kontaktierungs- und mehrere Abscheideverfahren in einem volu­ menstromgesteuerten Verfahrensschritt zeitgleich mit höherer Effektivität als jedes Einzelverfahren durchgeführt, der gas­ förmige Stoffstrom wird linienförmig und mit minimaler Schicht­ dicke, das heißt, mit der geringsten Gasmolekülkonzentration je Flächeneinheit, mit Waschflüssigkeit kontaktiert und Schad­ stoffe, volumenadäquater Beschleunigung aus dem Reingasab­ scheider ausgetragen und an die Waschflüssigkeit abgegeben. Die Phasentrennung erfolgt so mit höchstem Wirkungsgrad auf kleinstem Raum in kürzester Zeit, der Durchgang von Schweb­ stoffpartikeln hängt nicht mehr allein vom Filtermaterial ab. Wesentliche Probleme der bekannten Schwebstoffilter sind über­ wunden, kostenaufwendige Anlagen zur Abreinigung der Schweb­ stoffilter sind nicht mehr erforderlich. Durch die stirnseiti­ gen Austrittsflächen der Reingasabscheider wird ein Verhältnis des Eingangsquerschnittes des Rohgases zum Gesamtaustritts­ querschnitt des Reingases hergestellt, das bei kleinen Volumen­ strömen und mehreren Reingasabscheider zwischen 1 : 2 und 1 : 4 betragen kann, die effektive Wirkfläche des natürlichen Saug­ zuges wird erhöht. Besonders vorteilhaft ist die Wirkung der Reingasabscheider dadurch, daß die radiale Eintritts- und Durch­ strömgeschwindigkeit des schon weitgehend schadstofffreien Reingases unter vierzig Zentimeter pro Sekunde einstellbar ist. Erfindungsgemäß entstehen, bezogen auf die Phasentrennung, im wirksamen Bereich des Reingasabscheider mehrere Geschwindigkei­ ten, welche auf den umströmenden Teil des schadstoffbeladenen Stoffstromes wirken, der massereichere Teil schlägt sich im Phasentrennungsraum nieder. Eine radial abgelenkte, durch den unterdruckbeaufschlagten Reingasabscheider erzeugte Strömung entspricht im wesentlichen der Durchgangsgeschwindigkeit durch den rotationsachsenparallelen Demister und/oder Filter, wenn keine zusätzlichen Strömungswiderstände angeordnet sind. Über der Beruhigungsfläche bildet sich eine, von der tangentialen Ablenkung der Massekonzentrationen abhängige Strömung aus, der das bereits weitgehend von Schwebstoffen und Aerosolen befrei­ te Reingas bis zur radialen Ausrichtung und Eintritt in den Filter folgt. Über den Stoffstromkonzentratoren wirkt die vom vorkontaktiertem Volumenstrom erzeugte Umfangsgeschwindigkeit des umströmenden Teilstromes, der zugleich eine intensive Nach­ kontaktierung durchgeführt. Das ist bei kleinen Volumenströmen und Stoffstromgeschwindigkeiten, wie sie bei üblichen Schorn­ steinanlagen, zum Beispiel in mehrgeschossigen Wohnhäusern be­ rechnet sind, eine erfindungsgemäße Wirkung, die erstmalig die Einsatzgrenzen bekannter Verfahren überwindet, aber auch für die Aufwandsenkung bei Anlagen größerer Leistung von ausschlag­ gebender Bedeutung. Unabhängig von der Art und Weise, in wel­ cher der zu reinigende Stoffstrom als Antrieb auf einen oder mehrere Reingasabscheider wirkt, stellt er die für den Austrag der Schadstoffe, Schwebstoffe und Aerosole erforderlichen, auf­ einander wirkenden Geschwindigkeiten nach der eigenen Geschwin­ digkeit ein, welche durch die Linienform des Stoffstromes zu­ gleich volumenabhängig ist.

Erfindungsgemäß besteht die Sicherheit, daß vorhandene Schorn­ steine, welche mit Antiemissionskaminen nachgerüstet worden sind, wie vorher als normale Schornsteine funktionstüchtig bleiben, wenn die Waschflüssigkeit einen nahe dem normalen Austrittsquerschnitt angeordneten Flüssigkeitsspeicher nicht füllt. Die im Flüssigkeitsspeicher angeordneten Schwimmer können den Austrittsquerschnitt nicht verschließen, der Anti- Emissions-Kamin bleibt unwirksam und gegen Temperatureinwir­ kungen geschützt. Die Reingasabscheider können aus Kunststoff niederer Temperaturdauerbelastbarkeit hergestellt werden, kostengünstige Konstruktionen sind möglich. Das gilt auch für den Schutz der Bauteile aus kostengünstigen Massenbaustoffen gegen Säureangriff.

Für Leistungen größer als ein Megawatt (thermisch) wird das erfindungsgemäße Verfahren mit senkrecht angeordneten Rein­ gasabscheider angewendet. So kann zum Beispiel aus einem Unterflur-Abgassammler ein Teilstrom abgeleitet, in einem Vorsatzkamin schadstoffentsorgt und in den Abgassammler Rein­ gas zurückgeführt werden. Der Teilstromquerschnitt wird zum Vorsatzkamin in der Höhe in einem langgestreckten Querschnitt überführt, im Vorsatzkamin erfolgt die Vorkontaktierung mit Waschflüssigkeit sowie der Impulsaustausch in einer Impulsaus­ tauschzone, die sich zu einem linienförmigen Ausströmquer­ schnitt verändert und eine tangentiale Einströmung in den In­ nenraum des Vorsatzkamins bewirkt. Der Innenraum ist zugleich der Phasentrennungsraum, indem ein oder mehrere Reingasabscheider senkrecht angeordnet sind. Auch hier gilt, daß bei minimaler Bauhöhe radiale Durch­ strömgeschwindigkeiten kleiner vierzig Zentimeter pro Sekunde einstellbar sind. Alle vorteilhaften Wirkungen nach der Erfin­ dung sind auch bei großen Stoffstromvolumina erzielbar. Erfindungsgemäß besonders vorteilhaft ist die über der gesamten Höhe des Vorsatzkamins erreichte tangentiale Einströmung des vorkontaktierten Stoffstromes in den Phasentrennungsraum. Die massereicheren Partikel werden durch die wirkenden Zentrifu­ galkräfte an die Wand gelenkt, so daß eine sehr große Abschei­ dungsfläche nutzbar wird. Die Effektivität dieser Fläche wird noch erhöht, indem wirbelbildende Elemente, zum Beispiel Wär­ metauscherflächen, die angeströmte Wand bilden. Der um die Mittelachse des Phasentrennungsraumes rotierende Reingasab­ scheider kann von den massereicheren Partikeln nicht erreicht werden, die Gefahr der Verstopfung des Reingasabscheiders ist schon damit auf ein geringstes Maß herabgesetzt. Diese vorteil­ hafte Wirkung kann noch dadurch ergänzt werden, daß durch eine Wärmetauscherzwischenwand die tangentiale Strömung aufrechter­ halten wird und erst nach passieren der so gebildeten Spirale der Stoffstrom direkten Kontakt mit dem Reingasabscheider er­ halten und ihn anströmen kann.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, langgestreckte Einström­ querschnitte, zum Beispiel parallel zu Dachkanten, so anzuord­ nen, daß Luft aus der Umgebung eingeleitet, wie vorbeschrie­ ben behandelt und zur Verbesserung eines Mikroklimas wieder an die Umgebung abgegeben wird.

Erfindungsgemäß werden auch für griffigere Leistungen von Einzelfeuerstätten senkrecht angeordnete Reingasabscheider in Antiemissionskaminen auf Schornsteinen angeordnet. Es wurde gefunden, daß mit relativ kleinem Rotordurchmesser unter Nutzung der im Rohgasstrom enthaltenen thermischen Energie, ein Wirbel mit gleichzeitigem thermischen Auftrieb über dem Antiemissionskamin zur Saugverstärkung im Antiemis­ sionskamin ausgebildet und genutzt werden kann. Für die Be­ trachtung der Saugzugverstärkung sind die Einflüsse der at­ mosphärischen Umgebung, einschließlich der Höhe der Abgasan­ lage, heranzuziehen. Der Reingasabscheider wird im Reingas­ bereich drehbar gelagert. Die innere Ausströmfläche ist fle­ xibel zylindrisch und endet in einer aerodynamisch ausgebil­ deten Ansaugöffnung. Unter der Ansaugöffnung ist eine keglige Fläche angeordnet, deren Kreisringfläche mit einem Demister und/oder Filter verbunden, an die drehbare Lagerung ange­ schlossen, den Rohgasraum vom Reingasraum trennt und zugleich eine Impulsaustauschzone bildet. Die Kegelspitze wird vom Roh­ gasstrom angeströmt und löst einen Drehimpuls sowie einen Wärmeübergang vom Rohgas auf Metall aus. Im Reingasraum wird das Reingas in der Kegelspitze nachgeheizt und ein thermischer Auftrieb erzeugt, der unmittelbar zur Atmosphäre hin wirkt. Das aufsteigende Reingas ist durch den Reingasabscheider be­ reits in eine drehende Bewegung versetzt, so daß sich nach Ausströmen aus der Ansaugöffnung eine schlauchartige Strömung im Reingasabscheider ausbildet, welche in die Atmosphäre hi­ neinwirkend Auftriebsenergie umsetzt.

Ausführungsbeispiele

Ausführungsbeispiele werden im folgenden näher beschrieben. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Antiemissions­ kamins als Aufsatzkamin für vorhandene Schornsteine,

Fig. 2 einen Schnitt nach Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Funktionselemente eines Reingasabscheiders im Querschnitt,

Fig. 4 einen Längsschnitt gem. Fig. 3,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Reingasabschei­ ders im Querschnitt,

Fig. 6 einen Antiemissionskamin mit vertikalem Reingasab­ scheider im Längsschnitt,

Fig. 7 einen Querschnitt nach Fig. 6,

Fig. 8 eine schematische Darstellung eines Antiemissions­ kamines mit Reingasnachheizung.

Mit Beginn eines gasförmigen Stoffstromes, zum Beispiel durch Anheizen eines Wärmeerzeugers in einem Gebäude, steigt das schadstoffbeladene Gas im Schornstein auf. Es wirkten die für die Abgasanlage berechneten Drücke. Aus dem Stoffstrom wird ein Signal erzeugt, welches eine Flüssigkeitspumpe in Be­ trieb setzt, wodurch ein Flüssigkeitsspeicher in einem Anti­ emissionskamin, der auf dem Schornstein aufgesetzt ist, ge­ füllt und mit der Füllung der normale Ausgangsquerschnitt des Antiemissionskamines zur Atmosphäre durch Druck- oder Schwimm­ steuerung verschlossen wird. Der aktive Saugzugquerschnitt wird vom normalen Ausgangsquerschnitt, der bei Havarie geöff­ net bleibt, auf die stirnseitigen Austrittsöffnungen der Reingasabscheider umgeschaltet. Dadurch wird der schadstoff­ beladene Stoffstrom allseitig in langgestreckte Querschnitte umgelenkt. Der Stoffstrom wird derart formverändert, daß die Geschwindigkeit noch gleich bleibt.

Mit Abschluß der Formveränderung beginnt die zweite Umlen­ kung des Stoffstromes senkrecht nach unten. Aus dem Flüssig­ keitsspeicher werden mittels Spaltdüsen Wasserschleier er­ zeugt und vor dem Eintrittsquerschnitt des Stoffstromes ab­ wärts beschleunigt. Mit den Wasserschleiern wird der schad­ stoffbeladene Stoffstrom flächenhaft vorkontaktiert. Es erfolgt in der Abwärtsbeschleunigung der Impulsaustausch,un­ mittelbar erfolgt eine Entspannung des Stoffstromes im Im­ pulsaustauschraum. Der gasförmige Stoffstrom kontraktiert und wird auf eine Temperatur von etwa 65-70°C eingestellt. In der Impulsaustauschzone können zur Erhöhung des Wirkungs­ grades wirbelbildende Elemente vorgesehen sein. Entsprechend der vorgesehenen Fallstrecke stellt sich eine Geschwindig­ keit am Ausgang der Impulsaustauschzone ein. Der Ausgang der Impulsaustauschzone ist als linienförmige Austrittsöffnung ausgebildet, so daß der vorkontaktierte Stoffstrom mit, gegen­ über der Eintrittsgeschwindigkeit, höherer Geschwindigkeit in einen Entspannungsraum einströmt, einen Reingasabscheider tangential anströmt, benetzt, antreibt teilweise umströmt und sich entspannt. Dabei wird durch den rotierenden Reingasab­ scheider Waschflüssigkeit feinstverteilt und der Stoffstrom nachkontaktiert. Zugleich wird durch einen Spalt im halben Winkel zwischen dem tangential anströmenden und dem teilweise umströmenden Stoffstrom Frischluft eingesaugt, so daß durch das Temperaturgefälle nochmals direkt über dem Reingasabschei­ der ein Impulsaustausch erfolgt. Dieser Impulsaustausch be­ wirkt die Bindung von Schwebstoffen durch Wasserdampfkonden­ sation. Der routierende Reingasabscheider bewirkt mit achsen­ parallelen Stoffstromkonzentratoren eine tangentiale Ablen­ kung der umströmenden Stoffe, so daß die auf sie wirkende Win­ kelbeschleunigung die erfaßten Stoffe in den Entspannungsraum austrägt. Im Entspannungsraum werden flüssige und feste Stoffe gesammelt und fließen in eine Trübe ein. Der Vorgang kann durch Kühlung mit Frischluft und darausfolgenden Kondensations­ prozessen unterstützt werden.

Reingas wird durch den im Reingasabscheider wirkenden Unter­ druck durch die rotierenden Stoffstromkonzentratoren ebenfalls tangential zugleich radial abgelenkt. Es wird eine Reingas­ strömung über einer Beruhigungsfläche ausgebildet, durch diese Fläche und gegebenenfalls erforderliche Filter tritt das Rein­ gas in das Innere des Reingasabscheiders und strömt an den stirnseitigen Austrittsöffnungen ab. Schwebstoffe und Aerosole werden während des Reingasdurchgangs durch die Stoffstromkon­ zentratoren tangential abgelenkt massekonzentriert; Partikel, welche die Beruhigungsfläche erreichen können, werden bei An­ lagerung impulsartig in Richtung Stoffstromkonzentratoren be­ schleunigt und der Massekonzentration zugeleitet.

Die Waschflüssigkeit wird direkt aus dem in einer frostfrei­ en Zone angeordneten Flüssigkeitsspiegel gepumpt, so daß ein Minimum an Hilfsenergieaufwand erreicht wird. Das Fallrohr für den Trübeabfluß endet im Keller in einem auswechsel­ baren Absetzrohr, das zugleich als Transportmittel zur Entsorgung dient. Im Fallrohr ist ein Filter angeordnet, der mit der Ansaugseite der Pumpe verbunden ist, wobei das Rohrsystem bis in die noch frostfreie Zone unter dem Dach mit Flüssigkeit gefüllt ist.

Es entsteht eine Absetzbewegung der Feststoffe in Abfluß­ richtung in der Trübe am Filter vorbei, so daß danach die Absetzung ohne Behinderung erfolgt. Erforderliche Neutra­ lisationsmittel werden im Ansaugbereich der Pumpe für de­ finierte Zeiträume deponiert, die Einleitung von Luft zur Nachreaktion erfolgt am unteren Teil des Trübefallrohres. Bei Auswechselung des Absetzrohres, zum Beispiel vor Beginn einer Heizperiode, wird die Anlage verfahrenstechnisch über­ prüft. Der Aufwand für den Betreiber beschränkt sich auf die Kontrolle der elektrischen Anlage.

Für die Verarbeitung von größeren Volumenströmen ist es vorteilhaft, das Reingas durch den rotierenden Reingasab­ scheider nach unten abzuziehen, das heißt, das nur eine stirnseitige Austrittsöffnung unterhalb der Rohgaszufuhr eingesetzt wird, der Reingasabscheider in senkrechter Lage betrieben wird.

Als Filter werden bekannte Filtermaterialien zur Anwen­ dung gebracht. Die Materialauswahl erfolgt nach den kon­ kreten Bedingungen, insbesondere der Schadstoffarten, der Größe des Volumenstromes je Zeiteinheit, der festgelegten Reingaswerte und der vorhandenen Bausubstanz. Dabei steht die zu projektierende Drehzahl des Reingasabscheiders im Mittelpunkt der Berechnungen, um für den jeweiligen Anwen­ dungsfall optimale Parameter der gesamten Anlage zu ge­ gewährleisten. Weiterhin ist die Temperatur des Rohgasstro­ mes eine wesentliche Berechnungsgröße. Die thermische Ener­ gie des Rohgasstromes wird durch spezielle Ausbildung des Rohgasabscheiders umgewandelt, indem eine Thermoübersetzung vom Rohgas zum Reingas im Reingasabscheider erfolgt. Der Rohgasstrom gibt nach der Erfindung Wärme an einen Wärme­ tauscher ab, bevor die Stoffstrombehandlung erfolgt. Der Wärmetauscher gibt die Wärme mit zeitlicher Verzögerung di­ rekt an das Reingas ab, die Auftriebsenergie des Reingases zur Atmosphäre wird verstärkt. Rohgas- und Reingasstrom be­ finden sich durch einen Drehimpuls aus der allseitigen Um­ lenkung des Rohgasstromes in eine langgestreckte Quer­ schnittsform mit Umlenkung in eine schraubenförmig aufstei­ gende Bewegung, in einer Drehbewegung, welche beim Reingas bereits das Ausgangsniveau der Wirbelbildung und damit der Saugzugverstärkung durch den Wirkungsmechanismus der Atmos­ phäre bildet. Durch Ausströmen des Reingases in Form eines Wirbels in die Atmosphäre wirkt der ausgetragene Impuls in der Atmosphäre auf den Entstehungsort des Rohgases. Die in der Natur auftretenden Verhältnisse eines durch Wirbelbil­ dung erzeugten Soges sind gesteuert und wiederholbar nach­ gebildet, der Verstärkungseffekt ist nutzbar. Die Ausbil­ dung eines Reingasabscheiders mit Saugzugverstärker ist ins­ besondere für′ Einzelfeuerstätten mit geringen Höhen der Schornsteine vorteilhaft, aber nicht auf diese Einsatzmög­ lichkeit begrenzt. Der Einsatz wird immer dann zweckmäßig sein, wenn Strömungswiderstände höhere Unterdrücke erfor­ dern.

Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht ein Antiemissionskamin 1 aus einer geschlossenen Bauhülle, welche auf einem vorhan­ denen Schornsteinmauerwerk aufgesetzt ist. Der Zugquer­ schnitt des Schornsteines wird erweitert bis zu einem ver­ schließbaren Austrittsquerschnitt geführt, daß heißt, daß der vorhandene Schornstein erhöht oder abgetragen wird, wenn die Schornsteinhöhe nicht verändert werden darf. Es können auf einem Dach auch alle Schornsteine mittels Zu­ führungskanälen an einen Antiemissionskamin angeschlossen werden. Der Antiemissionskamin arbeitet dann sowohl zeit­ gleich für alle angeschlossenen Betreiber als auch einzeln zu verschiedenen Zeiten. Bei Einzelbetrieb erhöht sich der Wirkungsgrad der Abscheidung von Reingas noch dadurch, daß die Reingasdurchtrittsgeschwindigkeiten im Reingasabschei­ der auf das erreichbare Minimum sinken.

Errichtet wird der Antiemissionskamin 1 aus vorgefertigten, handversetzbaren Bauelementen 2 aus Beton. Entsprechend der höheren Belastung durch aggressive Medien, welche bei der Schadstoffabscheidung gebildet werden, wird der Beton hydropho­ biert, in dem eine Romontanwachsemulsion dem Frischbeton zuge­ setzt wird. Die nicht näher dargestellten Bauelemente 2 werden für jede Einsatzbedingung und den zu verarbeitenden Volumen­ strom berechnet, konstruktiv ausgebildet und projektiert, wo­ bei das System der Querschnittsumwandlung beibehalten wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit für alle vorhandenen Schornsteine und für Neubauten zur Anwendung gebracht werden, ohne das Änderungen in Kauf genommen werden müssen. Bei unter­ schiedlichsten Bauausführungen ist immer gleiche Reingasquali­ tät bzw. Schadstoffbeladung gewährleistet. Die Herstellung der Bauelemente 2 erfolgt in einer Form mit den für den An­ wendungsfall projektierten äußeren Abmessungen. Diese Form, zum Beispiel aus Holz, kann zugleich die Transportverpackung bil­ den. Die Fertigung erfolgt derart, daß die Bauelemente 2 in der Form einen auf dem Kopf stehenden Antiemissionskamin bil­ den. Die projektierte Höhe der Bauelemente 2 wird durch eine Flächentrennung der verdichteten Frischbetonschichten einge­ stellt. Form und Formkerne werden erst am Aufbauort entfernt. Eine aerodynamisch einwandfreie Formbildung der Umwandlungs­ querschnitte für das Rohgas und damit geringste Druckverluste werden gewährleistet. Transportschäden können mit an Sicher­ heit grenzender Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden. Am Aufbauort sind die Bauelemente 2 in der Verlegerreihenfolge vom Stapel abnehmbar. Sie werden in einem dünnen, säurefesten Mörtel versetzt und durch Beschichtung korrosionsgeschützt. Die Aus­ rüstung mit den zur Stoffstromverarbeitung notwendigen Teilen erfolgt unmittelbar nach Fertigstellung der Bauhülle.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, sind in der Bauhülle des Antiemissionskamin 1 durch die Bauelemente 2 ein erweiterter Zug 3 sowie langgestreckte Umlenkquerschnitte 4 und ein Stau­ raum 5 gebildet. Eine Abdeckplatte 6 verschließt den Anti­ emissionskamin 1 gasdruckdicht gegen die Atmosphäre. Sie ist so ausgebildet, daß sie in Verbindung mit einer nicht darge­ stellten Leiter zur Kaminkehrung aufklappbar ist. Nach Heraus­ nahme der Verschlußplatte 8 kann der Antiemissionskamin 1 wie bekannt, Kamine ohne weiteres gekehrt werden. Die für den Be­ trieb von Feuerstätten geltenden Vorschriften sind ohne Beein­ trächtigung erfüllbar. Der Flüssigkeitsspeicher 7 ist als spaltförmiger Plastekörper, zum Beispiel aus verschweißten Folien, gebildet und wird in die vorgesehenen Räume einge­ hängt sowie mit einer Zuführungsleitung verbunden. Die ver­ schweißten Folien bilden im unteren Teil die Spaltdüsen, wel­ che in die Impulsaustauschzone 12 ragen. Die Impulsaustausch­ zone 12 endet in linienförmigen Ausströmöffnungen 13, welche strömungstechnisch tangential auf zylinderförmige Reingasab­ scheider 15 gerichtet sind und in einen Phasentrennungsraum 17 münden. Die Phasentrennungsräume 17 sind durch säurefeste Bau­ gruppen 14 gebildet, welche an den Bauelementen 2 befestigt einen einstellbaren Luftspalt 18 bilden, welcher der Zufüh­ rung von Frischluft in den Bereich des Rohgasabscheiders 15 dient. Die säurefeste Baugruppe 14 dient auch als Sammelbehäl­ ter für die Waschflüssigkeit und ist mit einem Fallrohr 19 zur Ableitung verbunden. Der Waschflüssigkeitsspiegel kann auf der Höhe der säurefesten Baugruppe 14 eingestellt werden, wenn diese im frostfreien Raum liegt. Anderenfalls wird er auf die erforderliche Höhe in die Fall- bzw. Steigleitung abgesenkt. Die für die Montage des Antiemissionskamines 1 erforderliche Arbeitsbühne wird mit einem Grundelement auf dem vorhandenen Schornstein aufgesetzt und im Schornsteinzug verankert, die Ab­ stützung der Arbeitsbühne erfolgt außen am Schornstein. Nicht dargestellt sind erforderliche Aggregate des Waschkreislaufes. Eine Pumpe geringer Leistung wird in Höhe des eingestellten Waschflüssigkeitsspiegels angeordnet, ein Filter wird im Fall­ rohr installiert und mit der Steigeleitung zur Pumpe verbunden, darunter ist eine Absetz- und Entsorgungseinrichtung ange­ bracht, welche den periodischen Austausch des Feststoffab­ scheiders ermöglicht. Es ist auch zweckmäßig, Neutralisations­ mittel als trockene Stäube mittels einer vom Rohgasunterdruck beaufschlagten Abzugseinrichtung direkt in das Rohgas einzu­ rieseln und mit dem Rohgasstrom aufsteigen zu lassen. Diese Verfahrensweise macht, einerseits die Dosierung stoffstromabhän­ gig und zugleich bedienungsfrei, andererseits wird eine hohe Verweilzeit des Adsorbents im Stoffstrom und somit ein hoher Abscheidegrad erreicht. Dazu werden bekannte Calciumhydroxid­ pulver, welche mit oberflächenaktiven Stoffen, zum Beispiel Aktivkohle, verbunden sind, eingesetzt. Diese schadstoffbe­ ladenen Stäube werden in der Impulsaustauschzone 12 kontak­ tiert und im Phasentrennungsraum 17 durch den Reingasabschei­ der an die Waschflüssigkeit überführt.

Zum Ausgleich unvermeidlicher Dosierungsungenauigkeiten zum Beispiel für die SO2-Abscheidung, wird unter dem Filter im Fallrohr Neutralisationsmittel als Feststoffblock zur Nachreaktion angeordnet, wobei in einfacher Weise ein Luft­ strom unterhalb des Feststoffblockes eingeleitet wird. Der Feststoffblock ist jeweils für eine Arbeits- oder Heizperio­ de ausgelegt. Erfindungsgemäß wurde die Einführung von Naß­ waschverfahren für Einzelfeuerstätten erreicht, was allge­ mein für nicht durchführbar galt. Steuerungstechnisch ergibt sich der Vorteil, mittels Mikrosensoren betriebssicher und wirtschaftlich automatische Stoffstromverarbeitungen zu rea­ lisieren, wobei ein gleichbleibend hoher Reinheitsgrad über alle Betriebsphasen eines Rohgaserzeugers erreicht wird.

Wie in Fig. 2 dargestellt, werden zur Erzeugung großer,wirk­ samer Ausströmflächen der Reingaszüge 16 jeweils zwei Rein­ gasabscheider 15 mit ihren stirnseitigen Reingasaustrittsflä­ chen 20 in einem Reingaszug 16 angeordnet. Bezogen auf die wirksamen Querschnitte Rohgas/Reingasabscheider/Reingas können Querschnittsverhältnisse bis 1 : 15 : 5 sinnvoll herge­ stellt werden. Für besondere Einsatzgebiete kann das Verhält­ nis gestaltet werden, das heißt, durch die konstruktive Aus­ bildung der einzelnen Hauptgruppen des Antiemissionskamins 1 können Anpassungen an den Rohgasstrom sowie die vorhandenen Druckverhältnisse erfolgen.

Aus Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, daß diese Anpassungen in einfacher Weise durch Veränderung der Länge und/oder der Durchmesser der Reingasabscheider 16 erfolgen, wodurch sich dann zwangsläufig alle anderen konstruktiven Größen des Anti­ emissionskamins 1 ergeben.

Das betrifft nicht die konstruktive Ausbildung des Reingasab­ scheiders 15 über der Beruhigungsfläche 21. Die Stoffstrom­ konzentratoren 22 und die Antriebselemente 23 werden lediglich in der Anzahl erweitert. Ein hoher Vorfertigungsgrad bleibt gesichert. Es ist auch zweckmäßig anstelle der in Fig. 3 dar­ gestellten halbkreisförmigen Stoffstromkonzentratoren 22 langgestreckte Ellipsen, welche bei einem Verhältnis D : L von 5 : 9 geringste Widerstandswerte aufweisen, anzuordnen. Die Antriebselemente 23 wirken sowohl als Antriebselemente 23 in der tangentialen Anströmphase als auch als Stoffstromkonzen­ tratoren, nachdem der anströmende, vorkontaktierte Stoffstrom in den Phasentrennungsraum 17 eingetreten ist und nur ein Teil den Reingasabscheider 15 umströmt. Die durch den Unter­ druck im Reingasabscheider 15 erzeugte Ablenkung der umströ­ menden Gasmenge in radiale Richtung bedingt die Wirksamkeit der Stoffstromkonzentratoren 22 und die erzeugte tangentiale Ablenkung der zur Beruhigungsfläche 21 strömenden Teile des in den Phasentrennungsraum 17 eingeströmten Stoffstromes. Dabei hat der Phasentrennungsraum 17 eine Größe, welche für die notwendige Verweilzeit zur Abscheidung der Schadstoffe erforderlich ist. Die massereicheren Teile geben ihre kine­ tische Energie im Phasentrennungsraum 17 an den Wandungen der korrosionsfesten Baugruppe 14 ab, wobei die Kondensation durch Außenkühlung unterstützt werden kann. Reingas, Schweb­ stoffe und Aerosole gelangen in die Umströmung des Reingas­ abscheiders 15, Schwebstoffe und Aerosole werden durch Win­ kelbeschleunigung massekonzentriert, in den Phasentrennungs­ raum 17 geleitet und an die Waschflüssigkeit abgegeben.

In Fig. 4 ist schematisch an einem Längsschnitt gem. Fig. 3 der Aufbau eines Reingasabscheiders 15 dargestellt. Die Län­ ge kann in Modulbauweise eingestellt werden. Eine nicht dar­ gestellte, gasdichte Lagerung des Reingasabscheiders 15 ist Bestandteil der Baugruppe Reingasabscheider 15, so daß dieser aus der säurefesten Baugruppe 14 lösbar ist und im Bedarfs­ fall ausgewechselt werden kann.

Zweckmäßig kann es auch sein, nach der Erfindung die Antriebs­ fläche eines Reingasabscheiders 15 dadurch zu verstärken, daß zwischen Antriebselementen 23 und Beruhigungsfläche 21 eine bürstenartig geschlossene Fläche angeordnet ist. Diese Fläche ermöglicht die Erzeugung einer sehr großen, mit Waschflüssig­ keit benetzten Fläche in radialer Richtung, die zugleich Kon­ taktierungs-, Absetz- und Schadstoffaustragsfläche ist, indem das Reingas nur parallel zu den einzelnen Borsten, in den durch die Borsten gebildeten freien Querschnitten, in radialer Richtung strömen kann. Der dabei auftretenden Strömungsge­ schwindigkeiten sind einstellbar gering, Schwebstoffe und Aerosole werden am Flüssigkeitsfilm angelagert und mit Masse­ konzentration durch die wirkenden Zentrifugalkräfte allmäh­ lich ausgetragen. Dadurch erfolgt auch eine Feinzerstäubung, welche die ungleichmäßige Benetzung des Reingasabscheiders 15 durch die im vorkontaktierten Stoffstrom mitgeführte Wasch­ flüssigkeit ausgleicht.

Wie in Fig. 5 dargestellt, kann eine bürstenartige Fläche 25 als flexibles Gebilde über einer Beruhigungsfläche 21 ange­ ordnet sein. In bekannter Weise werden die einzelnen Borsten, zu Bündeln zusammengefaßt, in einem Maschengewebe verankert. Während die Borsten im äußeren Umfang, wie vorbeschrieben, eng aneinanderliegen, bilden die Bündel am Maschengewebe Kammern 26, welche im wesentlichen nur noch radial durch­ strömt werden. Schwebstoff und Aerosole, die bis zur Beruhi­ gungsfläche 21 mitgenommen werden, erhalten mit Anlagerung an den Demister und/oder Filter 24 einen Beschleunigungsimpuls aus der Resultierenden der Umfangsgeschwindigkeit, der sie in Drehrichtung unter Einwirkung der Fliehkraft in Richtung der Kammern 26 in Bewegung setzt. Dieser Impuls kann in Abhängig­ keit von Umfangsgeschwindigkeit und Partikelmasse auch erst nach einer Massekonzentration einer genügend großen Anzahl von Partikeln erfolgen. Diese Ausführungsform wird insbeson­ dere dann zur Reingasabscheidung eingesetzt, wenn der Stoff­ strom eine genügend große Geschwindigkeit aufweist und aus­ reichende Unterdrücke im Reingasabscheider 15 vorhanden sind, um die höheren Strömungswiderstände der bürstenartigen Flä­ che 25 zu überwinden. So können zum Beispiel Abreinigungsan­ lagen für Schwebstoffilter damit ausgerüstet werden, um ab­ gefilterte Schwebstoffe und Aerosole in einer Kabine, welche in eine Flüssigkeit eintaucht, in diese Flüssigkeit sicher zu übergeben. Erfindungsgemäß wird es erstmals realisierbar, in einer Kabine einen Reingasabscheider 15 so anzuordnen, daß die bürstenartige Fläche 25 Teile der Flüssigkeit fein zerstäubt und dabei durch den Saugzug eines Ventilators über einen Zweiblattrotor im Reingasstrom in Drehung versetzt wird. Der Nachteil bekannter Schwebstoffilter-Abreinigungen, bei welchen die Schwebstoffe regelmäßig in den Rohgasstrom durch einen Druckstoß zurückgeschoben werden und damit die Rohgasbeladung kontinuierlich erhöhen, wird vermieden. Die Filterstandzeiten werden wesentlich erhöht. Toxische Feinst­ stäube können sicher entsorgt werden. Die äußeren Antriebs­ elemente 23 werden durch einen innen angeordneten Zweiblatt­ rotor ersetzt, nachgeordnete bekannte Schwebstoffilter kön­ nen entfallen. Der Reingasabscheider 15 kann für konstante Betriebsbedingungen ausgelegt werden. Besonders vorteilhaft für hohe Betriebszeiten ist die erfindungsgemäße Anordnung der Lager des Reingasabscheiders 15 in der Reingasseite, Verschleißerscheinungen sind nur auf die Lagerart sowie die eingesetzten Werkstoffe zurückzuführen. Zur Abdichtung der Lager gegen Gasdurchtritt in die Reingasseite wird in ein­ facher Weise eine Kunststoffolie angeordnet, welche an der säurefesten Baugruppe 14 anliegt und aufgrund der Kapillar­ wirkung einen Flüssigkeitsfilm bildet, welcher als Gleitfilm und druckbeaufschlagte, gasdichte Fläche wirkt. Bezogen auf die erforderlichen Reingaswerte, insbesondere auf die zu er­ reichenden Reinheitsgrade, wird der Eintritt von schadstoff­ beladenem Rohgas in die Reingasseite sicher verhindert.

Weitere Ausführungsformen bestehen in der senkrechten Anord­ nung von Reingasabscheidern 15 in säurefesten Baugruppen 14 und darüber hinaus direkt in Antiemissionskaminen 1, wodurch der erforderliche Bauraum weiter verringert werden kann.

Wie in Fig. 6 dargestellt, ist in einem Antiemissionskamin 1 ein Reingasabscheider 15 auf der Decke 31 einer korrosions­ festen Baugruppe 14 derart gelagert, daß ein Lagerzylinder 27 mit an einer Kreisringfläche angeordneten Schwimmern 28 ver­ bunden ist. Die Schwimmer 28 tauchen in eine Flüssigkeit ei­ nes kreisringförmigen, auf der Decke 31 angeordneten Behäl­ ter 29 ein. Damit ist ein gasdruckdichtes Lager gebildet. Am unteren Teil des Lagerzylinders 27 ist ein linsenförmig auf­ gebauter Reingasabscheider 15 befestigt. Er besteht aus, in geeigneter Weise miteinander verbundenen, Abscheidelinsen 32. Die Abscheidelinsen 32 entsprechen in ihrem inneren Ring­ durchmesser dem Innendurchmesser des Lagerzylinders 27, so daß eine definierte Reingasströmung im Reingasabscheider 15 als Berechnungsgrundlage gegeben ist. Bei Reingasabzug senk­ recht nach oben werden die Ringquerschnittsöffnungen der Ab­ scheidelinsen 32, in Abhängigkeit von ihrer Anzahl, so einge­ stellt, daß je angeordneter Abscheidelinse 32 gleichgroße Reingasvolumina abgezogen werden. Erfindungsgemäß wird es möglich, die bisher bestehenden Grenzen der Filterkonstruk­ tionen, hinsichtlich ihrer Filtermaterialien sowie der strö­ mungsmechanischen Wirkungsweise, kostensenkend und qualitäts­ erweiternd zu überschreiten. Für die einzusetzenden Demister- und/oder Filtermaterialien sind völlig neue Funktionsprin­ zipien erreicht, indem teil- bzw. vollflexible Konstruktionen rotationsdynamisch wirken und zugleich die bekannten Wirkungs­ mechanismen statischer Abscheidesysteme nutzen, die jedoch qualitativ verändert sind. Strömungsmechanisch werden Singu­ laritäten angewendet, der Reingasabscheider 15 hat die Funk­ tion einer Senke, welche durch eine Parallelströmung über­ lagert ist, es entsteht eine Zirkulation, mithin ein Poten­ tialwirbel in der korrosionsfesten Baugruppe 14. Das Verhal­ ten kleinster Teilchen auf gekrümmter Bahn in einer Poten­ tialströmung ist durch die Resultierende Geschwindigkeit in Abhängigkeit vom Radius bestimmt und nimmt hyperbolisch mit wachsendem Radius ab. Es resultiert eine parallele Anströ­ mung der Abscheidelinsen 32 durch den Rohgasstrom sowie eine radiale Ablenkung durch den im Reingasabscheider 15 wirken­ den Unterdruck, zugleich wirkt die Zentrifugalkraft auf die an den Flächen der Demister und/oder Filter 24 abgesetzten und massekonzentrierten Schwebstoffe und Aerosole, welche durch Benetzung in einen Flüssigkeitsstrom auf der Material­ oberfläche radial nach außen ausgetragen werden. Dabei können ungleiche Masseverteilungen auf der Oberfläche des Reingasab­ scheiders 15 entstehen. Die daraus resultierenden Schwingun­ gen sind Eigenschwingungen des Reingasabscheiders 15, welche durch die Schwimmer 28 in der Flüssigkeit des kreisringför­ migen Behälters 29 durch Selbstzentrierung ausgeglichen wer­ den. Diese Schwingungen bewirken weiterhin eine Lockerung der am Demister und/oder Filter 24 angelagerten Partikel, so daß auch bei hoher Schadstoffbeladung und großen Volumen­ strömen die Bildung eines bekannten Filterkuchens sicher ver­ hindert wird, eine längere Nutzungszeit der Reingasabschei­ der 15 gewährleistet.

Das wird durch eine tangentiale Einströmung des vorkontak­ tierten Rohgasstromes in die korrosionsfeste Baugruppe 14, wie in Fig 7 dargestellt, noch unterstützt, indem in den eckigen Randzonen Dipolströmungen erzeugt werden, welche die Abscheidung massereicher Partikel vor Anströmung des Reingasabscheiders partiell verstärken.

In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform eines Anti­ emissionskamin 1 für geringe Saugzüge dargestellt. Der senk­ recht aufsteigende Rohgasstrom strömt einen Wärmeüberträger 34, zum Beispiel eine aerodynamisch ausgebildete Metallscha­ le, an und leitet Wärme ein. An dem Wärmeüberträger 34 wird der Rohgasstrom allseitig in einen Phasentrennungsraum 17 umgelenkt und strömt einen Reingasabscheider 15 achsenpa­ rallel an. Die Abscheidelinsen 32 sind zur Erzielung großer Wirkflächen und geringer Durchflußgeschwindigkeiten so aus­ gebildet, daß sie den Phasentrennungsraum 17 optimal aus­ füllen. Der Wärmeüberträger 34 ist im Mittelpunkt mit einem aerodynamisch ausgebildeten Wärmespeicher versehen. Darüber ist eine düsenartige Rohrführung 36 angeordnet, welche etwa zwei Drittel der Höhe des Reingasabscheiders 15 strömungs­ technisch trennt. Die Rohrführung 36 ist am Lagerzylinder 27 mit einer Dreipunktaufhängung abgestützt. Das durch die Ring­ düsen kontaktierte Rohgas kontraktiert und strömt radial in die Räume zwischen den Abscheidelinsen 32. Der entstehende Staudruck ist als Berechnungsgröße definierbar. Durch Dre­ hung des Reingasabscheiders 15 entsteht zwischen dem im Stau­ druck stehendem kontraktierten Rohgas und den Demistern und/ oder Filtern 24 eine strömungsmechanisch wirksame Relativbe­ wegung. Die senkrecht zur Oberfläche der Demister und/oder Filter 24 gerichtete Gasströmung wird durch die aus der Drehung der Demister und/oder Filter 24 entstehenden Poten­ tialströmungen überlagert, so daß Tangential- und Fliehkräfte wirksam werden. Die vorbeschriebene Massekonzentration sowie der radiale Austrag der konzentrierten Partikel finden auf­ grund der Potentialwirbelbildung über den Oberflächen statt. Das Reingas strömt entsprechend seines Energiepotentials teilweise direkt in die Atmosphäre. Ein Teil wird am Wärme­ übertrager 34 nachgeheizt und mittels der Rohrführung 36 beschleunigt konzentriert dem Zweiblattrotor zugeführt. Es stellt sich eine resultierende Reingasgeschwindigkeit ent­ sprechend der zugeführten Wärme ein, welche einen höheren Unterdruck im Reingasabscheider 15 und zugleich höhere Drehzahlen bewirkt.

Eine Vielzahl vorhandener Abgasanlagen, zum Beispiel für Zentralheizungen in Gebäuden mit relativ geringer Schorn­ steinhöhe, kann ohne größere Investitionen umweltgerecht entsorgt werden. Die normale Funktion der Schornsteinreini­ gung wird durch Anordnung eines schwenkbaren Verschluß 33 gewährleistet, indem die Befestigung des Reingasabscheiders 15 am Lagerzylinder 27 von oben lösbar gestaltet ist.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

 1 Antiemissionskamin
 2 Bauelement
 3 Erweiterter Zug
 4 Langgestreckter Umlenkquerschnitt
 5 Stauraum
 6 Abdeckplatte
 7 Flüssigkeitsspeicher
 8 Verschlußplatte
 9 Schwimmer
10 Abstandshalter
11 Spaltdüsen
12 Impulsaustauschzone
13 Linienförmige Ausströmöffnung
14 Korrosionsfeste Baugruppe
15 Reingasabscheider
16 Reingaszüge
17 Phasentrennungsraum
18 Luftspalt
19 Fallrohr
20 Reingasaustrittsflächen
21 Beruhigungsfläche
22 Stoffstromkonzentratoren
23 Antriebselemente
24 Demister und/oder Filter
25 Bürstenartige Fläche
26 Kammer
27 Lagerzylinder
28 Schwimmer
29 Kreisringförmiger Behälter
30 Zweiblatt-Rotor
31 Decke
32 Abscheidelinse
33 Schwenkbarer Verschluß
34 Wärmeübertrager
35 Ringdüsen
36 Rohrführung
37 Trübespiegel

Claims (3)

1. Verfahren zur Abscheidung von Pulvern, Stäuben und Aerosolen aus gasförmigen Stoffströmen, insbesondere für vorhandene Wärmeerzeuger- und/oder Luftreinigungsanlagen sowie für An­ lagen der Industrie, welche über eine Abgasanlage Abgase an die Atmosphäre übergeben, wobei gleichzeitig Schadstoffe ad- sowie absorbiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß mit Strömungsbeginn eines gasförmigen Stoffstromes ein Signal erzeugt wird das eine Waschflüssigkeitsförderung einleitet, die Waschflüssigkeit als Schalt- und Sicherheitsmedium einge­ setzt wird, zugleich dem Stoffstrom oberflächenaktive Pulver zum Beispiel Calciumhydroxid/Aktivkohle-Pulver, trocken zudo­ siert wird, der Stoffstrom querschnittsadäquat und querschnitts­ formändernd allseitig umgelenkt wird mit Waschflüssigkeit vor­ kontaktiert wird, wobei Stoffstrom und Waschflüssigkeit sich flächenhaft durchdringen, der vorkontaktierte Stoffstrom in eine Linienform überführt wird, einen linienförmigen Spalt durchströmt, einen oder mehrere, drehbare, unterdruckbeaufschlag­ te Reingasabscheider tangential beschleunigend anströmt, be­ netzt und in einem gasdruckdichten Phasentrennungsraum um­ strömt, Schadstoffe abscheidet, in der Umströmung des Reingas­ abscheiders Schwebstoffe und Aerosole mittels strömungsmecha­ nisch tangential ablenkenden Stoffstromkonzentratoren Masse­ konzentrationen zugeführt werden, eine Reingasströmung über einer Beruhigungsfläche eines konzentrischen Demisters und/oder Filters des Reingasabscheiders ausgebildet wird, restliche Schwebstoffe und Aerosole bei Kontakt mit der Demister- und/oder Filterfläche in Richtung Stoffstromkonzentratoren be­ schleunigt werden, Reingas radial durch den Demister und/oder Filter strömt, wobei die Durchströmgeschwindigkeit unter vier­ zig Zentimeter pro Sekunde eingestellt ist, drehachsenparallel schraubenförmig weiterströmt, einen Zweiblatt-Rotor antreibt, über Reingaskanäle oder direkt in die Atmosphäre austritt und daß mit Strömungsende die Waschflüssigkeit in einen frost­ freien Bereich abläuft.
2. Verfahren zur Abscheidung von Pulvern, Stäuben und Aerosolen aus großen Volumenströmen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in einer geschlossenen Bauhülle ein oder mehrere, tellerscheibenförmige Reingasabscheider senkrecht in einem Flüssigkeitslager gasdruckdicht gelagert werden, vom Reingas­ strom ein Drehimpuls erzeugt wird, der Reingasstrom mittels eines aerodynamisch geformten Wärmeübertragers mit Wärme aus dem Rohgasstrom auftriebsverstärkend verändert wird und daß der Rohgasstrom vom aerodynamisch geformten Wärmeübertrager ganz oder teilweise in eine tangentiale, linienförmige Strömung zum Reingasabscheider überführt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß ein erweiterter Zug (3) mittels Bauelementen (2) in langgestreckte Umlenkquerschnitte (4) sowie linienförmige Ausströmöffnungen (13) umgebildet ist, die Mittellinie der linienförmigen Ausströmöffnungen (13) strömungsmechanisch eine tangentiale Stromlinie für einen Reingasabscheider (15) fixiert, Reingasabscheider (15), gas­ druckdicht drehbar gelagert, durch Demister und/oder Filter (24) in Zylinderform oder in Form aneinandergereihter Ab­ scheidelinsen (32) mit drehachsenparallelen Stoffstromkon­ zentratoren (22) sowie äußeren Antriebselementen (23) und/oder inneren Zweiblatt-Rotoren (30) gebildet sind und daß ein aerodynamisch ausgebildeter Wärmeübertrager (34) an einer Stirnseite eines Reingasabscheiders (15) angeordnet einen langgestreckten Umlenkquerschnitt (4) begrenzt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7971369B2 (en) * 2004-09-27 2011-07-05 Roy Studebaker Shrouded floor drying fan
CN107524386A (zh) * 2017-01-05 2017-12-29 杨万芬 一种空气净化器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7971369B2 (en) * 2004-09-27 2011-07-05 Roy Studebaker Shrouded floor drying fan
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