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Stehender Gaswascher Bei den bekannten Schleuderwaschern, den sog.
Desintegratoren, ist eine über den ganzen Behandlungsraum für das Gas reichende,
gleichmäßige und kräftige Wechselwirkung zwischen Gas und Flüssigkeit nur durch
eine vollkommen gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit im Behandlungsraum durchzufiihren.
Diese Flüssigkeitsverteilung und die kräftigeWechselwirkung bedingen eine außerordentlich
hohe Umfangsgeschwindigkeit und damit sehr hohen Kraftbedarf. Man hat dann versucht,
diesen hohen Kraftverbrauch durch Weglassung der ruhenden Schlagarmreihen herabzusetzen.
Um nun aber die gleiche Wirkung zu erhalten, mußte man die an und für sich hohe
Umfangsgeschwindigkeit des Schleuderkorbes weiter erhöhen. Daraus folgt, daß eine
wesentliche Herabsetzung des Kraftbedarfes auf diesem Wege nicht zu erreichen ist.
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Wegen dieses hohen Krafthedarfes, welcher eine Folge der so überaus
kräftigen Wechselwirkung zwischen Gas und Flüssigkeit ist, die ihrerseits durch
den durch die radiale Abmessung des Schleuderkorbes gegebenen kurzen Rehandlungsweg
und damit durch die überaus kurze Behandlungsdauer bedingt ist, tritt in den Desintegratoren
eine wesentliche Erhöhung der Gas- und Flüssigkeitstemperatur ein. Damit ist eine
bei der Gasbehandlung meistens erwünschte und auch notwendige Kühlung ausgeschlossen.
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Deshalb eignet sich der Desintegrator wohl zur Fertigreinigung, nicht
aber zur Vorreinigung, und hierzu insbesondere nicht, wenn diese mit einer Kühlung
verbunden werden soll oder auch nur eine Temperaturerhöhung vermieden werden muß.
Man benutzt deshalb niemals zwei Desintegratoren in Hintereinanderschaltung.
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Die Verwendung von Desintegratoren verbietet sich daher auch in allen
solchen Fällen, in denen, z. B. wie bei der Auswaschung von Benzol u. a., eine gewisse
Temperatur mit Rücksicht auf die Aufnahmefähigkeit des Auswaschmittels nicht überschritten
werden darf, und ebenso bei der mehrstufigen Ausscheidung von z. B. Teer und Teerölen.
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Zur Vermeidung der geschilderten Nachteile hat man deshalb die verschiedensten
Vorschläge für die Gasreinigung und Gaswaschung gemacht.
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So hat man z. B. vorgeschlagen, durch in mehreren Stufen übereinander
angeordnete, in Ringwannen eintauchende, kreisende, kegelförmige Trichterreihen
die Flüssigkeit aus den Wannen zu heben und durch die Trichter in eine Anzahl von
geschlossenen Wasserschleiern auszubilden, die vom Gas durchstrichen werden. Hierbei
kann naturgemäß keine solche kräftige Wechselwirkung zwischen Gas und Flüssigkeit
wie in den mit hoher Umfangsgeschwindigkeit kreisenden Schlagkörben der Desintegratoren
auftreten. Deren
Umfangsgeschwindigkeit von über 50 m/s steht eine
größte Geschwindigkeit ami Umfange der Trichter von II,5 m/s, die zur Erhaltung
eines geschlossenen Wasserschleiers nicht überschritten werden darf, gegenüber.
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Es muß daher für einen bestimmten Wirkungsgrad eine große Anzahl von
Stufen und Wasserschleiern vorgesehen werden. Dadurch ergeben sich dann wieder außergewöhnliche
Abmessungen und damit ein hoher Kraftbedarf zur Förderung der in jeder Stufe erforderlichen
großen Flüssigkeitsumlaufmenge.
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Da sich ferner in den großen Wannen eine über den ganzen Wannenquerschnitt
reichende starke Flüssigkeitsströmung nicht erzielen läßt, tote Räume sich nicht
vermeiden lassen, so sind diese Wascher nicht zur Staubausscheidung geeignet, sondern
sie werden nur zur Auswaschung von Benzol u. a. verwendet.
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Diese Verwendung ist jedoch nur möglich, wenn in jeder Stufe besondere
Kühleinrichtungen vorgesehen werden, da die zum Umlauf der großen Waschmittelmenge
erforderliche Energie sich im Wascher in Wärme umsetzt.
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Man hat deshalb weiter vorgeschlagen, die in einer gleichzeitig als
Abschluß einer Behandlungsstufe und Begrenzung des Gas wege dienenden großen Wanne
befindliche Flüssigkeit durch eine Reihe von in die Flüssigkeit eintauchenden Schleuderleisten,
die zunächst der senkrechten, mit ihnen kreisenden Wascherwelle angeordnet sind,
in den Bereich von weiteren konzentrischen Stabreihen hochschleudern zu lassen.
Diese Stäbe sollen dann die weitere Bewegung der Flüssigkeit durch den Behandlungsraum
und eine ausreichende Wechselwirkung zwischen Gas und Flüssigkeit herbeiführen.
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Man hat jedoch eingesehen, daß so eine ausreichende Wechselwirkung
in einer Stufe nicht zu erzielen ist, und deshalb von vornherein mehrere Stufen
vorgesehen.
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Die Erklärung hierfür liegt einmal darin, daß nur parallele kreisende
Stäbe vorgesehen sind, und zum andern, daß das Waschmittel nur zunächst der Wascherwelle
einseitig hochgeworfen wird, und daß drittens der Gasweg bei diesem Vorschlag nur
radial verlaufen kann. Dieser Vorschlag ist deshalb nur auf die Behandlung kleiner
Gasmengen anzuwenden. Er besitzt außerdem noch den Nachteil, daß eine vollkommen
gleichmäßige Verteilung der fein zerteilten Flüssigkeit über den ganzen Behandlungsraum
des Gases und damit eine entsprechende Behandlungsintensität und Dauer nicht erreicht
werden kann. Das aufgeworfene Waschmittel wird beim Aufprall auf die Innenflächen
der kreisenden Stäbe zum größten Teil wieder nach innen zurückgeschleudert, zum
Teil direkt oder nach kurzem Wege wieder in die Wanne zurückfallen, und nur ein
geringer Flüssigkeitsteil wird bis nach außen geschleudert werden.
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Auch die Verwendung für staubhaltige Gase scheidet bei der großen
Einzehvanne aus, da sich hier ebenfalls Staub o. dgl. ablagert und nach kurzer Zeit
eine Reinigung der Wannen und damit eine Stillsetzung der Vorrichtung erforderlich
wird.
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Zur Vermeidung aller dieser verschiedenen Nachteile der bekannten
Einrichtungen wird vorgeschlagen, die große, auch zur Gasführung dienende Einzelwanne
in mehrere konzentrische, ringförmige Wannen zu unterteilen, in jede dieser Wannen
zur Flüssigkeitsverteilung mit der Wascherwelle kreisende und mit ihr durch ein
Tragsystem verbundene Stabreihen eintauchen zu lassen, die die Flüssigkeit nach
beiden Seiten hochschleudern.
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Ferner sind sowohl parallel wie senkrecht und geneigt zur Wascherwelle
feststehende und kreisende Stäbe oder Stabreihen vorgesehen, welche die Aufgabe
haben, die weitere Verteilung der Flüssigkeitsteilchen über den ganzen Behandlungsraum
und in diesem eine ausreichende kräftige Wechselwirkung zwischen Gas und Waschmittel
sicherzustellen.
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Es ist ohne weiteres einleuchtend, daß durch die mehrfache Aufschleuderung
der Flüssigkeit zu beiden Seiten der kreisenden Armreihen und durch die verschiedene
Stel; lung der kreisenden und feststehenden Stäbe die Flüssigkeitsteilchen nach
allen Richtungen über den Behandlungsraum verteilt werden, und zwar in kräftigstem
Wechselspiel, sowie eine überaus große bewegte Waschfläche und in einem großen Behandlungsraum
eine überaus wirksame Wechselwirkung erhalten wird.
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Es wird also normal eine Behandlung in nur einer Stufe völlig ausreichend
sein. Da auch ein axialer Gasdurchgang unter völlig gleichen Arbeitsbedingungen
möglich-ist, so ergibt sich bei mäßigen Abmessungen trotzdem eine verhältnismäßig
lange Verveilzeit des Gases im Wascher.
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Wegen der besonderen Art der Flüssigkeitsverteilung durch die kreisenden
Stäbe ist einmal der Kraftbedarf mäßig, und es findet auch keine nennenswerte Temperatursteigerung
statt. Es wird also auch beim Auswaschen von Benzol u. dgl. keine besondere Kühlung
erforderlich. Denn es kann als Folge der durch die Unterteilung der Flüssigkeitsverteilung
und durch die allseitig gerichteten Stäbe erreichten, auf einen großen Raum verteilten
intensiven Wechselwirkung zwischen Gas, Flüssigkeit und flüssigkeitsbenetzten Stäben
die Umlaufgeschwindigkeit gegenüber Desintegratoren entsprechend herabgesetzt werden.
Dadurch wird die Arbeit im Behandlungsraum ohne Beeinflussung der Wirkung
ermäßigt
und eine Wärmeentwicklung innerhalb der Vorrichtung vermieden.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die konzentrischen Ringwannen
einen kleinen Ouerschnitt haben und somit eine geringe Flüssigkeitsmenge enthalten,
die durch die kreisenden Tauchstäbe auf dem ganzen Querschnitt bewegt wird, was
durch eine versetzte Anordnung der Tauchstäbe begünstigt werden kann. Wird nun noch
die Querschnittsform unter Berücksichtigung der bekannten Strömungsgesetze und der
der Flüssigkeit durch die Tauchstäbe erteilten Umfangsgeschwindigkeit gestaltet,
z. B. in V-Form, so ist ein Absetzen von Staub o. dgl. ausgeschlossen.
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Desintegratoren der bekannten Art können also nicht zur Kühlung eines
Gases und damit nicht zur Auswaschung von niedrig siedenden Stoffen Anwendung finden.
Den gleichen Nachteil haben die mit mehreren Stufen und großen Flüssigkeitsumlaufmengen
arbeitenden mechanischen Vorrichtungen der bekannten Bauarten. Hier kann man sich
aber durch Einbau - besonderer Kühleinrichtungen helfen, was aber in der Praxis
besondere Rückkühleinrichtungen für die Kühlfiüssigkeit erforderlich macht. Andererseits
können aber diese Einrichtungen nicht zur Abscheidung fester Bestandteile gebraucht
werden. Ferner sind sie nicht zur Bewältigung großer Gasmengen in einem Durchgang
und in einer Stufe zu verwenden.
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Alle diese verschiedenen Möglichkeiten gestattet aber die vorliegende
Erfindung, und zwar bei geringsten Abmessungen und niedrigstem Kraftverbrauch infolge
der besonderen, neuartigen Ausbildung.
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Einige Ausführungsbeipiele zeigt die beiliegende Zeichnung, und zwar
je eine in jeder Kolonne des dargestellten Apparates a.
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In dem zylindriscthen, stehenden Apparat a sind konzentrische Ringwannen
b vorgesehen, in welche die an mit der Welle c kreisenden Ar, send sitzenden, gegebenenfalls
gegeneinander versetzten Stäbe e mäßig tief eintauchen, so daß die in den Wannen
befindliche Flüssigkeit in den freien Raum oberhalb der -Tassen b schleierartig
in feinster Verteilung geschleudert wird. An den kreisenden Armen d oder an sonstigen,
diese verbindenden Tragelementen sitzen den freien Querschnitt des Apparates bestreichende
Stäbe/, zwischen welchen an den Tassen b oder sonstwie befestigte Stäbe g vorgesehen
sein können. Die aus den Tassen b nach oben emporgeschleuderten Flüssigkeitsteilchen
werden von den kreisenden Stäben e parallel oder fast parallel zur Oberfläche der
Flüssigkeit, also in radialer Richtung, weiterhin und her geschleudert, um dann
entweder wieder in die Tassen b oder zwischen diesen hindurch, aber über den freien
Durchgangsquerschnitt verteilt, in den etwa darunter vorgesehenen zweiten Behandlungsraum
zu gelangen. Wesentlich ist aber, daß der größte Teil der Flüssigkeit mehrfach im
gleichen B ehandlungsrauiin hochgeschleudert wird. Die Pfeile lt geben den Weg durch
die Vorrichtung an. Die Flüssigkeit selbst wird durch Syphonrohre i in den Apparat
eingeführt und hier in an sich bekannter Weise gleichmäßig verteilt. Infolge des
für den Gasdurchgang zur Verfügung stehenden ganzen Apparatquerschnittes ist die
Strömungsgeschwindigkeit des Gases mäßig und ein Mitreißen von Flüssigkeitsteilchen
durch das Gas äußerst gering, so daß also besondere Flüssigkeitsabscheider, wie
z. B. Desintegratoren, vermieden werden.
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Die Flüssigkeitstassen b können bei der vorgeschlagenen Arbeitsweise
von so geringem Querschnitt sein, daß infolge ihrer Größe und Form ein Absetzen
von festen, von der Flüssigkeit aus dem Gase aufgenommenen Bestandteilen durch die
auf dem ganzen Querschnitt der Flüssigkeit erfolgende Bewegung und Wirbelung ausgeschlossen
ist. In der Zeichnung haben die Tassen deshalb beispielsweise einen V-förmigen Querschnitt,
der aber auch den Wirbelungsbewegungen der Flüssigkeit angepaßt sein kann.
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Die KolonneII der dargestellten Einrichtung gibt eine Ausführung
für radialen Gasdurchgang wieder. Den Gasweg zeigen die Pfeile A. Die Tassen b sind
in diesem Falle ohne Zwischenraum. Die kreisenden Zerstäuberstäbe e und f sitzen
an den. kreisenden Armen d, die andererseits die Flüssigkeitssammel- und Führungsflächen
K tragen, welche eine geschlossene, mit konzentrischen Vertiefungen versehene Fläche
bilden, so daß nur auf dem Umfange ein Durchgangsquerschnitt für das Gas frei bleibt
und die Flüssigkeit von innen nach außen durch den Behandlungsraum unter immer erneuter
Zerstäubung geführt wird. In diese Flüssigkeitssammler können wieder Stäbe I eintauchen,
die zweckmäßig an den die Tassen b tragenden Armen dz sitzen.
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An Stelle der kreisenden Stäbe e können aber auch, wie beispielsweise
in der Kolonne III gezeigt, kreisende Zylindern vorgesehen sein, die dann aber an
dem in die Tasse b eintauchenden Ende mit Zacken oder Wulsten oder Furchen versehen
sein müssen, um eine genügende Zerstäubung der Flüssigkeit zu erreichen. Die Ringe
n tragen ebenfalls weitereZerstäuberstäbef, zwischen denen dann die feststehenden
Stäbe g vorgesehen sind.
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Der hier gezeigte obere Abschluß einzelner Ringräume dient dazu,
auch in diesem Falle die für die Behandlung etwa vorzuziehende
radiale
Gasbewegung zu ermöglichen. Das Gas wird also gezwungen, unter die eintauchenden
Ringe n durch die in den Tassen b befindliche Flüssigkeit hindurchzutreten. Hierbei
wird durch die Bewegung der Ringe n der weitere Vorteil erreicht, daß die durchtretenden
Gasblasen weiter zerteilt und ganz kräftig mit der Flüssigkeit gewaschen werden.
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Man kann aber auch die Ringmantelflächen direkt über der Tasse b
mit Durchbrechungen versehen oder diese Öffnungen durch bis zum unteren Ende durchgehende
Zylindermantelausschnitte ersetzen, um das Gas direkt über die Oberfläche der Flüssigkeit
hinweg, also nicht durch sie, zu führen. In diesem Falle wird das Gas gezwungen,
den aufsteigenden Flüssigkeitsteilchen im Gegenstrom zu begegnen, wodurch für gewisse
Fälle eine wesentliche Steigerung der Wirkung erhalten wird.
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Man kann auch gegebenenfalls die Tassen b einzeln übereinander und/oder
auch versetzt zueinander vorsehen. Der Gas durchgang geschieht zweckmäßig, wie dargestellt,
von unten nach oben, also im Gegenstrom zur Waschflüssigkeit.
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Die Waschflüssigkeit kann auch die etwa aus dem Gase auszuscheidende
Flüssigkeit sein, z. B. Teer bei der Entteerung von Gasen.
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Außer leiner Versetzung der Tassen in radialer Richtung kaim auchleine
Versetzung in axialer Richtung von Vorteil sein und zweckentsprechend vorgesehen
werden.
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Jeder Vorschlag für die Richtung der Gasströmung hat auch für die
Behandlung von Gasen mit Flüssigkeiten ihr entsprechendes Anwendungsgebiet. Bei
der Reinigung von Hochofengas z. B. handelt es sich um große Mengen staubhaltiger
Gase, weshalb eine Gasströmung senkrecht zur Achse zu übergroßen Abmessungen und
mehreren parallel zu schaltenden Einheiten und damit zu entsprechendem Stoffaufwand,
wie auch zu höherem Druckverlust und höherem Kraftverbrauch führen muß.
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Handelt es sich aber um geringere Gasmengen, die in der Praxis fast
immer eine längere Einwirkungszeit erfordern, so kann in den einzelnen Abteilungen
eine Gasströmung, die senkrecht zur Achse des Waschers verläuft, von Vorteil sein.
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Wesentlich ist in beiden Fällen, daß die Verteilung der Flüssigkeit
über den ganzen Behandlungsraum vollkommen in gleichem Maße gesichert ist, wie dies
durch die vorgeschlagene Lösung erstmalig ermöglicht wird.
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Die Stäbe können zur Verminderung des Gaswiderstandes einen tropfenförmigen
Querschnitt haben.