DE630452C

DE630452C - Verfahren zum Ausscheiden von Schwebeteilchen aus Gasen oder Daempfen

Info

Publication number: DE630452C
Application number: DEB167136D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1934-10-09
Filing date: 1934-10-09
Publication date: 1936-05-29

Description

Verfahren zum Ausscheiden von Schwebeteilchen aus Gasen oder Dämpfen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausscheiden von Schwebeteilchen (Aerosole) aller Art aus Gasen, Nebel oder Dämpfen.
Die Ausscheidung von Schwebeteilchen aus Gasen oder Dämpfen bzw. die Reinigung von mit Fremdkörpern beladenen Gasen erfolgte bisher entweder auf chemischem Wege mittels Absorption, auf mechanischem Wege mittels Filter und Zyklone oder auf elektrischem Wege durch die bekannten Elektrofilter. Bei den chemischen Verfahren muß der zu gewinnende Stoff in den meisten Fällen zur Trennung vom Absorptionsmittel einem neuen Prozeß unterworfen werden, was eine Erschwerung des Arbeitsganges bedeutet.
Den mechanischen Verfahren haftet der Nachteil an, daß keine vollkommene Ausscheidung der Fremdkörper, insbesondere der kleinsten Teilchen erzielt werden kann. Bei den Elektrofiltern erreicht man zwar eine hochgradige Reinigung, jedoch benötigen diese Anlagen sehr hohe elektrische Feldstärken und sind daher teuer in Anschaffung und Unterhaltung. Zudem versagen auch diese Elektrofilter dann, wenn es sich um die Ausscheidung kleinster Schwebeteilchen aus Gasen oder Dämpfen handelt.
Man hat auch schon vorgeschlagen, feste metallische Teile aus den Dämpfen von Röst-und Schmelzöfen durch Schall oder Wind zum Niederschlagen zu bringen, indem man die Luft in den Kammern oder Rauchfängen, durch welche die Dämpfe ziehen, mit Hilfe mechanischer Mittel in Erschütterungen versetzte. Als solche Mittel werden genannt Dampfpfeifen, Trommelwerke und Metallplatten, über welche Wagen gerollt werden.
Durch diese Lufterschütterungen sollen sich die schweren Teilchen von den leichteren trennen und in kleinen Flocken zu Boden fallen. Der Erfolg der auf diese einfache Art erzeugten Lufterschütterungen kann aber, sofern überhaupt ein Erfolg nachweisbar ist, nur ein ganz geringer sein, da einerseits die Energie derartig erzeugter Schallwellen zu klein und andererseits die Frequenz zu niedrig ist. Insbesondere mußte auch deswegen dem Vorschlag in der alten Anweisung der Erfolg versagt bleiben, weil hierbei die Ausscheidung nicht auf eine Aggregation, d. h. also eine Volumenvergrößerung der Schwebeteilchen, sondern nur auf die Wirbelbildung der in den Räumen und Kanälen in unregelmåßiger Weise in Erschütterungen versetzten Luft-oder Gasmassen zurückzuführen ist. Demgemäß sollen ja auch bei den bekannten Verfahren nur die schwererenTeilchen nach ihrer Trennung von den leichten zu Boden fallen.
Versuche haben jedoch gezeigt, daß eine Ausscheidung auch der kleinsten Schwebeteilchen (Aerosole) mittels Schallwellen dann und nur daB, möglich ist, wenn durclt'Aggregation eine erhebliche Volumenvergrößerung der Teilchen herbeigeführt wird. Eine solche Volumenvergrößerung tritt aber gemäß der Erfindung dann ein, wenn in einem Abscheidungsraum, welcher die mit den Schwebeteilchen beladenen Gase oder Dämpfe auf nimmt, stehende Schallwellen von vorzugsweise kurzer Wellenlänge erzeugt werden, wobei-zweckmäßig die zu reinigenden Gase oder Dämpfe kontinuierlich durch den Abscheidungsraum strömen. Der Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, daß nicht nur eine praktisch vollkommene, sondern auch eine überaus schnelle Ausscheidung von festen und flüssigen Schwebeteilchen aus Gasen oder Dämpfen ermöglicht wird, wobei nur verhältnismäßig geringe Hilfsmittel zur Erzeugung der Schallschwingungen erforderlich sind. Eine nach dem neuen Verfahren arbeitende Anlage bedingt daher nur mäßige Anschaffungskosten und - verbirgt wegen der -Schnelligkeit der Ausscheidung verhältnismäßig große Leistungen.
Vor allen Dingen gelingt bei dem neuen Verfahren auch die Ausscheidung von solchen festen oder flüssigen Schwebeteilchen, wie siein Gasen der chemischen Industrie vorkommen und die einer Niederschlagung den größten Widerstand entgegensetzen. Die Abscheidung dieser Teilchen aus ihrem Träger, wie z. B. der SO3-Nebel beim Köntaktver fahren, war bisher nur in sehr umständlicller Weise möglich und nahm geraume Zeit in Anspruch. Die Wirkungsweise des neuen Verfahrens kann etwa dahingehend erklärt werden, daß durch die Schwingungsenergie in den mit Nebel, Rauch oder Stauben be--ladenen Gasen oder Dämpfen eine Koagulation und damit ein NiederschlagesL der festen oder flüssigen Schwebeteilchen hervorgerufen wird. Dabei ist es gleichgültig, ob: die Gase oder Dämpfe ruhen oder sich in Bewegung befinden. Vorteilhaft werden jedoch die zu reinigenden Gase oder Dämpfe in kontinuierlichem Strom durch den Abscheidungsraum geführt Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung besteht vorteilhaft aus einem Abscheidungsraum, - an dessen einem Ende dieschwingungsliefernde Energiequelle, z, B. ein Magnetostriktionsstab, eine Quarzplatte 0. dgl, sich befindet und welche auf der gegenüberliegenden Seite zurlterstellung derResonanz durch einen beweglichen Kolben verschlossen ist.
Dabei erfolgt - die Abstimmung auf Resonanz in an sich bekannter Weise durch Verlängerung oder Verkürzung des Schallweges, so daß sich stehende Wellen ausbilden. Dadurch, daß der Abscheidungsraum in Resonanz mit den den Gasen oder Dämpfen aufgedrückten Schwingungen gebracht wird, wird die abscheidende Wirkung noch wesentlich erhöht.
In vorteilhafter Weise werden insbesondere bei Verwendung eines Magnetostriktionsstabes oder eines Piezoquarzes als Energiequelle für die Schallschwingungen beide Seiten des Stabes bzw. des, Quarzes zur Anregung der Schwingungen ausgenutzt, wenn dieser in der Mitte fest eingespannt ist und die mit kolbenförmigen Verbreiterungen versehenen Enden in beiderseitig angeordnete Absorptionsräume hineinragen. Es können jedoch mit gutem Erfolg auch andere Schwingungserzeuger besonders im Bereich der kurzwelligen Schallschwingungen benutzt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden die Schallschwingungen in einem einseitig offenen, zwecksmäßig senkrecht stehenden, von dem Medium kontinuierlich durchströmten Abscheidungsraum, wie z. E. einem Kamin, erzeugt,' wobei in diesem Falle die Schallquelle vorteilhaft auf der Sohle des Kamines angeordnet ist. Besonders günstige Wirkungen erzielt man auch hier, wenn die aufgedruckte Schwingung der Schallquelle mit der Eigenschwingung der den Kamin erfüllenden - Gassäule in Resonanz gebracht wird.' In. der Zeichnung sind an Hand einer schematischen Darstellung das Verfahren und die ,Vorrichtung im. Prinzip erläutert.
Es bedeutet a ein beiderseits offenes Schallrohr, welches an der einen Seite durch das kolbenförmig verdickte Ende b des Magnetostriktionsstabes ö und an der anderen Seite durch den beweglichen Kolben d verschlossen ist. An der Oberseite des beispielsweise horizontal liegenden Schallrohres ist eine Öffnung e für die Zufuhr der Gase oder Dämpfe und eine Öffnung f für die Ableitung der von Schwebeteilchen befreiten Gase vorgesehen. Die niedergeschlagenen Teilchen können bei k aus dem Rohr entfernt werden.
Im Betriebe wird der Magnetostriktionsstab c entweder unmittelbar durch eine Spule I oder mittelbar durch ein sekundäres Magnetfeld erregt, so daß er die unter dem Magnetostriktionsefekf bekanntgewordenen Schwingungen in Richtung der Längsachse ausführt.
Diese Schwingungen~ werden durch den Kolben b auf die im Abscheidungsraum befindliche Gassäule übertragen und diese ebenfalls zu gleichartigen Schwingungen angeregt; Zur Herstellung der Resonanz zwischen aufgedrückten und den Eigenschwingungen der Gassäule, d. h. also zur Erzeugung sogenannter stehender Wellen. in diesem Raum, wird durch Verschieben des dem Magnetostriktionsstab gegenüberliegenden Kolbens d die Gassäule in entsprechender Weise abgestimmt. Diese Abstimmung ist dann für dasselbe Medium ein für allemal gültig. An Stelle des beweglichen Kolbens kann bei bekannter Wellenlänge auch von vornherein ein fester Abschluß so angebracht werden, daß im Rohr akustische Resonanz herrscht.
Anstatt nur mit dem Kopfende in den Ab- -sorptionsraum hineinzuragen, kann der Stab auch ganz in dem Raum an beliebiger Stelle angeordnet sein ; insbesondere kann auch ein solcher Stab, der in der Mitte eingespannt ist, mit seinen beiden Kolbenflächen b, b1 die zwei Gassäulen in beiderseits des Stabes vorgesehenen Absorptionsräumen zu Schwingungen anregen, wodurch eine gute Ausnutzung des Schwingungserzeugers erreicht wird. In ähnlicher Weise kann auch mit anderen Schwingungserzeugern, wie z. B. Quarzkristallen, eine doppelte Ausnutzung erzielt werden.
In einer vereinfachten Ausführungsform des beschriebenen Beispieles kann unter Wegfall der Zuführungsleitungen e und f das mit Schwebeteilchen beladene Medium seitlich an den Kolbenkörpern vorbei oder durch in diesem Kolbenkörper vorgesehene Bohrungen in den Abscheidungsraum hinein- und in gleicher Weise wieder herausgeführt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Ausscheiden von Schwebeteilchen aus Gasen oder Dämpfen mittels Schallwellen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Abscheidungsraum, welcher die nlnt--den Schwebeteilchen bebeladenen Gase oder Dämpfe aufnimmt, stehende Wellen von vorzugsweise kurzer Wellenlänge erzeugt werden, wobei zweckmäßig die zu reinigenden Gase oder Dämpfe in kontinuierlichem Strom durch den Abscheidungsraum geführt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, gekennzeichnet durch einen Abscheidungsraum (a), an dessen einem Ende die schwingungsliefernde Energiequelle, z. B. ein Magnetostriktionsstab (c), eine Quarzplatte o. dgl., sich befindet und welcher auf der gegenüberliegenden Seite zur Herstellung der Resonanz durch einen beweglichen Kolbdn (d) verschlossen ist.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten eines in der Mitte eingespannten und an den Enden mit kolbenförmigen Verbreiterungen (b, bi) versehenen Magnetostriktionsstabes (c), einer Quarzplatte o. dgl. je ein mit dem Schwingungserzeuger in Verbindung stehender Abscheidungsraum (a, ai) angeordnet ist.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nachAnspruch I, gekennzeichnet durch einen einseitig offenen, von den Gasen oder Dämpfen kontinuierlich durchströmten rohrförmigen oder kamin artigen Raum.