DE4113108A1 - Verfahren zur abscheidung von teilchen aus einem staubhaltigen und/oder aerosolhaltigen rohgas - Google Patents
Verfahren zur abscheidung von teilchen aus einem staubhaltigen und/oder aerosolhaltigen rohgasInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidung von Teil
chen aus einem staubhaltigen und/oder aerosolhaltigen Rohgas
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist bekannt, Stäube und Aerosole mit einem Venturi
wäscher abzuscheiden. In einem Venturiwäscher wird das schad
stoffhaltige Gas auf hohe Strömungsgeschwindigkeiten beschleu
nigt und mit Flüssigkeit in Kontakt gebracht. Infolge der hohen
Strömungsgeschwindigkeiten wird die Flüssigkeit dispergiert,
und die Stäube und Aerosole werden von der Flüssigkeit absorbiert.
Nachteilig an Venturiwäschern ist der hohe Energiebedarf:
Bei der Beschleunigung tritt ein hoher Druckverlust auf, der
durch Ventilatoren mit großem Energiebedarf kompensiert werden
muß. Zudem können Stäube und Aerosole, die kleiner als 0,1 µm
sind, kaum abgeschieden werden.
Es ist auch bekannt, Stäube und Aerosole auf Flüssigkeitströpf
chen abzuscheiden, die mit einer Zweistoffdüse erzeugt werden.
Bei diesem Verfahren werden mit einer Zweistoffdüse Wasser
und Luft oder Wasser und Dampf in das schadstoffhaltige Gas
eingedüst. Auch hier werden die Stäube und Aerosole von der
Flüssigkeit absorbiert. Auch bei diesem Verfahren muß relativ
viel Energie aufgewendet werden, um die Luft zu komprimieren
oder den Dampf zu erzeugen, der mit dem Wasser in das
schadstoffhaltige Gas eingedüst wird.
Es ist bekannt, Stäube und Aerosole auf Flüssigkeitströpfchen
abzuscheiden, die mit Hilfe einer rotierenden Scheibe oder Trommel
erzeugt werden. Hier ist nachteilig der komplizierte apparative
Aufwand, der hohe Energiebedarf und daß Stäube und Aerosole
kleiner als 0,1 µm nicht abgeschieden werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem
Stäube und Aerosole mit niedrigem Energieaufwand und niedrigem
apparativen Aufwand abgeschieden werden können, auch wenn ihre
Teilchendurchmesser kleiner als 0,5 µm, insbesondere kleiner als
1 µm, sogar kleiner als 0,1 µm, sind.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1 angegeben.
Besonders geeignete Bemessungsangaben über die mit der Hoch
druckeinstoffdüse einzudüsende Flüssigkeit sind in den An
sprüchen 2 bis 4 enthalten.
Besonders geeignete Bemessungsangaben über den ersten kanal
artigen Abschnitt sind in den Ansprüchen 5 und 6 angegeben.
Eine wesentliche Erhöhung des Abscheidewirkungsgrads erhält
man durch die Ausbildung nach Anspruch 7, insbesondere bei den
Bemessungen und Ausbildungen, die in den Ansprüchen 8 und 9
angegeben sind.
Ist das Rohgas stark überhitzt, so ist eine Ausbildung gemäß
Anspruch 10 vorteilhaft, insbesondere in einer Ausführungs
form gemäß Anspruch 11.
Besonders geringe Druckverluste erhält man durch die Aus
bildungen nach Anspruch 12 und 13.
Um aus dem zweiten kanalartigen Abschnitt noch austretende
Tropfen der Flüssigkeit zu entfernen, ist bevorzugt eine Aus
bildung nach Anspruch 14, insbesondere eine der Ausführungsformen
nach Anspruch 15, vorgesehen.
Die Erfindung wird im folgenden an zwei Ausführungsbeispielen
anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt schematisch eine erste Anlage zur
Durchführung des Verfahrens;
Fig. 2 zeigt schematisch eine zweite Anlage zur
Durchführung des Verfahrens.
Die Anlage nach Fig. 1 weist einen ersten kanalartigen Ab
schnitt 2 auf, dem in Richtung des Pfeils A Rohgas zugeführt
wird. In den ersten kanalartigen Abschnitt 2 wird im wesent
lichen in Strömungsrichtung des Rohgases Flüssigkeit mittels
einer Hochdruckeinstoffdüse 4 eingedüst. In einem dem ersten
kanalartigen Abschnitt 2 nachgeschalteten zweiten kanal
artigen Abschnitt 6 werden Staub und Aerosole aus dem Rohgas
durch Trägheitsabscheidung absorbiert.
Die Speisung der Hochdruckeinstoffdüse 4 erfolgt mit einem
Druck von 15 bis 100 bar, vorzugsweise 25 bis 35 bar, durch
eine Pumpe 7 über eine Leitung 8. Der Pumpe 7 wird die
Flüssigkeit über eine Leitung 10 zugeführt. Bei der Flüssig
keit handelt es sich in der Regel um Wasser.
Im ersten kanalartigen Abschnitt 2 beträgt das Verhältnis des
Volumenstroms der eingedüsten Flüssigkeit zum Volumenstrom des
Rohgases 0,03 bis 0,15 lm-3, vorzugsweise 0,06 bis 0,09 lm-3.
Die Menge der eingedüsten Flüssigkeit ist wenigstens annähernd gleich der
Summe aus der aus dem Rohgas verdunsteten Flüssigkeit und der
aus einem Sumpf 12 abzuschlämmenden Flüssigkeit.
Der Sumpf 12 befindet sich unterhalb
des ersten kanalartigen Abschnitts 2. Aus dem Sumpf wird
über eine Leitung 14 verschmutzte Flüssigkeit abgeführt, die
einen Pegel 16 überschreitet.
In den ersten kanalartigen Abschnitt 2 tritt das Rohgas durch
einen Strömungsgleichrichter/Turbulenzerzeuger 18 ein, der dem
Rohgas eine über den Querschnitt des ersten kanalartigen Ab
schnitts 2 im wesentlichen gleichmäßig verteilte Strömung mit
im wesentlichen gleicher Turbulenz erteilt. Die aus der Hoch
druckeinstoffdüse 4 eingedüste Flüssigkeit steht unter einem
solchen Druck, daß sich die Turbulenzballen des Rohgases auf dem
Weg durch den ersten kanalartigen Abschnitt 2 verkleinern und
die Turbulenzenergie des Rohgases im wesentlichen in die
Enthalpie des Rohgases umgewandelt wird, so daß das Rohgas
den Turbulenzballen im wesentlichen noch folgt, die mit der
Hochdruckeinstoffdüse 4 eingedüsten Flüssigkeitströpfchen jedoch
infolge ihrer Trägheit den Turbulenzballen nicht mehr folgen.
Der Strömungsgleichrichter/Turbulenzerzeuger 18 ist nach Art
eines Lamellenabscheiders ausgebildet, dessen Lamellenabstand
der anfänglichen Größe der Turbulenzballen entspricht. Die Tur
bulenzballen erhalten von dem Strömungsgleichrichter/Turbulenz
erzeuger 18 einen charakteristischen Durchmesser kleiner als 0,1
bis 0,05 , wobei eine charakteristische Querabmessung des
Strömungsquerschnitts des ersten kanalartigen Abschnitts 2
ist, die bei kreisförmigem Strömungsquerschnitt dem Durchmesser
der Kreisform entspricht.
Bevor das Rohgas in den ersten kanalartigen Abschnitt 2 durch
den Strömungsgleichrichter/Turbulenzerzeuger 18 gelangt, wird
es in einem dritten kanalartigen Abschnitt 20 mit Flüssigkeits
dampf wenigstens nahezu gesättigt. Im vorliegenden Beispiel
erfolgt die Sättigung mittels eines Strahlwäschers 22, dem
Flüssigkeit aus dem Sumpf 12 über eine Leitung 24, eine Pumpe 26
und eine Leitung 28 zugeführt wird.
Zum Absorbieren von Staub und Aerosolen aus dem Rohgas
enthält der zweite kanalartige Abschnitt 6 eingangs einen
gefluteten Demister 30 auf einem Boden 38 und ausgangs
einen Lamellenabscheider 32. Der Demister 30 liegt dabei
koaxial oberhalb des Abschnitts 2 in Flucht zu der Düse 4.
Die durch den Gasstrom aus der Düse 4 mitgerissene Flüs
sigkeit tritt nahezu vollständig durch den Demister hin
durch, sammelt sich auf dem Boden 38 und wird über eine
Leitung 34 in den Sumpf 12 abgeführt. Obwohl nahezu die
gesamte mitgerissene Flüssigkeit durch den Demister 30
hindurchtritt, ist der Druckverlust zwischen den Abschnit
ten 4 und 6 gering.
Das Rohgas wird dem dritten kanalartigen Abschnitt 20 in Höhe
des Strahlwäschers 22 von der Seite aus durch einen Anschlußstutzen
36 zugeführt. Das gereinigte Rohgas tritt als Reingas
stromabwärts des Lamellenabscheiders 32 durch eine Leitung
40 aus.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind in Zusammenhang mit
der Beschreibung der Fig. 1 schon erläuterte Elemente mit einer
um 100 erhöhten Bezugsziffer versehen und werden daher nicht
noch einmal im einzelnen beschrieben.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 befindet sich zwischen dem
dritten kanalartigen Abschnitt 120 und dem ersten kanalartigen
Abschnitt 102 ein Flüssigkeitsabscheider 160, in dessen Boden
sich der Sumpf 112 befindet. Aus dem Flüssigkeitsabscheider 160
gelangt das mit Flüssigkeit gesättigte Rohgas über eine Leitung
162 durch den Strömungsgleichrichter/Turbulenzerzeuger 118
in den ersten kanalartigen Abschnitt 102. In diesem Fall ist
der zweite kanalartige Abschnitt 106 von Einbauten frei. Die
mittlere Verweilzeit des Rohgases in dem ersten kanalartigen
Abschnitt 102 beträgt 0,5 bis 5 sec, bevorzugt 2 bis 4 sec. Die
mittlere Strömungsgeschwindigkeit im ersten kanalartigen Ab
schnitt 102 beträgt 1 bis 10 m/sec.
Dem zweiten kanalartigen Abschnitt 106 ist ein Strahlwäscher
164 mit einem Flüssigkeitsabscheider 166 nachgeschaltet. Der
Strahlwäscher 164 wird mit Flüssigkeit aus einem Sumpf 168 des
Flüssigkeitsabscheiders 166 über eine Leitung 170, eine Pumpe
172 und eine Leitung 174 gespeist.
Aus dem Sumpf 168 gelangt einen Pegel 176 übersteigende
Flüssigkeit durch eine Leitung 178 in den Sumpf 112.
Claims (15)
1. Verfahren zur Abscheidung von Teilchen mit einem
Durchmesser kleiner als 5 µm, insbesondere kleiner
als 1 µm, sogar kleiner als 0,1 µm, aus einem staub
haltigen und/oder aerosolhaltigen Rohgas,
dadurch gekennzeichnet, daß das Rohgas einem ersten
kanalartigen Abschnitt (2; 102) zugeführt wird, in
den im wesentlichen in Strömungsrichtung des Rohgases
Flüssigkeit mittels einer Hochdruckeinstoffdüse (4; 104)
eingedüst wird und daß in einem dem ersten kanalartigen
Abschnitt (2; 102) nachgeschalteten zweiten kanalartigen
Abschnitt (6; 106) Staub und Aerosole aus dem Rohgas
durch Trägheitsabscheidung absorbiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hochdruckeinstoffdüse (4; 104) mit einem Druck
von 15 bis 100 bar, vorzugsweise 25 bis 35 bar,
gespeist wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß im ersten kanalartigen Abschnitt (2; 102)
das Verhältnis des Volumenstroms der eingedüsten Flüssig
keit zum Volumenstrom des Rohgases 0,03 bis 0,15 lm-3, vor
zugsweise 0,06 bis 0,09 lm-3, beträgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Menge der eingedüsten Flüssigkeit
wenigstens annähernd gleich der Summe der aus dem Rohgas
verdunsteten Flüssigkeit und der abzuschlämmenden Flüssig
keit entspricht.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Verweilzeit des
Rohgases in dem ersten kanalartigen Abschnitt (2; 102)
0,5 bis 5 s, bevorzugt 2 bis 4 s, beträgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Strömungs
geschwindigkeit im ersten kanalartigen Abschnitt
(2; 102) 1 bis 10 m/s beträgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in dem ersten kanalartigen
Abschnitt (2; 102) ein Strömungsgleichrichter/Turbulenz
erzeuger (18; 118) dem Rohgas eine über den Querschnitt
des ersten kanalartigen Abschnitts (2; 102) im wesent
lichen gleichmäßig verteilte Strömung mit im wesent
lichen gleicher Turbulenz erteilt und daß die Flüssigkeit
mittels der Hochdruckeinstoffdüse (4; 104) in den ersten
kanalartigen Abschnitt (2; 102) unter einem solchen Druck
eingedüst wird, daß sich die Turbulenzballen des Roh
gases verkleinern und die Turbulenzenergie des Rohgases
im wesentlichen in die Enthalpie des Rohgases umgewandelt
wird, das Rohgas den Turbulenzballen im wesentlichen noch
folgt, die mittels der Hochdruckeinstoffdüse (4; 104)
eingedüsten Flüssigkeitströpfchen jedoch infolge ihrer
Trägheit den Turbulenzballen nicht mehr folgen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Turbulenzballen von dem Strömungsgleichrichter/
Turbulenzerzeuger (18; 118) einen charakteristischen
Durchmesser kleiner als 0,1 bis 0,05 erhalten, wobei
eine charakteristische Querabmessung des Strömungs
querschnitts des ersten kanalartigen Abschnitts (2;
102) ist, die bei kreisförmigem Strömungsquerschnitt
dem Durchmesser der Kreisform entspricht.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich
net, daß der Strömungsgleichrichter/Turbulenzerzeuger
(18; 118) nach Art eines Lamellenabscheiders ausgebildet
ist, dessen Lamellenabstand der anfänglichen Größe
der Turbulenzballen entspricht.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß das Rohgas in einem dem ersten
kanalartigen Abschnitt (2; 102) vorgeschalteten dritten
kanalartigen Abschnitt (20; 120) mit Flüssigkeitsdampf
wenigstens nahezu gesättigt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sättigung mittels eines Strahlwäschers (22; 122)
erfolgt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß der erste kanalartige Abschnitt
(2) und der zweite kanalartige Abschnitt (6) vertikal
in Flucht zueinander verlaufen und daß in dem zweiten
kanalartigen Abschnitt (6) in Flucht zu der Hochdruck
einstoffdüse (4) ein zylinderförmiger Demister (30)
auf einem die beiden Abschnitte (2, 6) voneinander tren
nenden Boden (38) angeordnet ist, von dem sich auf ihm
sammelnde Flüssigkeit abgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste kanalartige Abschnitt
(102) und der zweite kanalartige Abschnitt (106) hori
zontal verlaufen und glatt ineinander übergehen und
daß sich in dem zweiten kanalartigen Abschnitt (106)
sammelnde Flüssigkeit abgeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß dem zweiten kanalartigen Abschnitt (106) ein vierter
kanalartiger Abschnitt (164) nachgeschaltet ist, der
in dem Rohgas noch enthaltene Tropfen entfernt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß sich in dem vierten kanalartigen Abschnitt (164)
ein gefluteter Demister mit anschließendem Lamellen
abscheider, ein Niederdruckventuriwäscher oder ein
Strahlwäscher mit Flüssigkeitsabscheider (166) befindet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4113108A DE4113108C2 (de) | 1990-08-29 | 1991-04-22 | Verfahren zur Abscheidung von Teilchen aus einem staubhaltigen und/oder aerosolhaltigen Rohgas |
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DE4027346 | 1990-08-29 | ||
DE4113108A DE4113108C2 (de) | 1990-08-29 | 1991-04-22 | Verfahren zur Abscheidung von Teilchen aus einem staubhaltigen und/oder aerosolhaltigen Rohgas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4113108A1 true DE4113108A1 (de) | 1992-03-05 |
DE4113108C2 DE4113108C2 (de) | 1994-08-04 |
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ID=6413175
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DE4113108A Expired - Lifetime DE4113108C2 (de) | 1990-08-29 | 1991-04-22 | Verfahren zur Abscheidung von Teilchen aus einem staubhaltigen und/oder aerosolhaltigen Rohgas |
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DE (1) | DE4113108C2 (de) |
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DE4113108C2 (de) | 1994-08-04 |
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