DE969141C - Process for cooling and cleaning dust-containing gases, in particular mine weather - Google Patents
Process for cooling and cleaning dust-containing gases, in particular mine weatherInfo
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Description
Verfahren zum Kühlen und Reinigen von staubhaltigen Gasen, insbesondere von Grubenwettern Das Kühlen und Reinigen staubhaltiger Gase, insbesondere von Grubenwettern unter Tage, vorzugsweise in der Bandstrecke vor dem Streb, ist infolge des starken Kohlen- und Gesteinsstaubanfalles mit besonderen Schwierigkeiten verknüpft. Die mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit herangeführten Wetter wirbeln den Staub auf und führen ihn mit durch den Streb bzw. werden, wenn vor dem Streb ein Kühler aufgestellt ist, durch diesen hindurchgeblasen. Da die Grubenwetterkühler nicht nur die Aufgabe haben, die durchgesetzten Wettermengen herabzukühlen, sondern diese auch zu trocknen, wird die Oberflächentemperatur des Luftkühlers so tief gewählt, daß der Taupunkt überschritten wird und die Luftfeuchtigkeit auf dem meist rippenförmigen Kühlkörper kondensiert. Der von den Wettern mitgeführte Kohlen- und Gesteinsstaub bleibt aber an den nassen Flächen leicht haften, wodurch der Luftdurchgang erheblich herabgemindert und die Wärmeübertragung gestört wird. Die Folgen sind ungenügende Kälteleistung und erheblicher Druckverlust in der Wetterführung.Process for cooling and cleaning dust-containing gases, in particular of mine weather The cooling and cleaning of dusty gases, especially of mine weather underground, preferably in the belt section in front of the longwall, is due to the strong Coal and rock dust accumulation associated with particular difficulties. the Weather brought in at relatively high speed whirls the dust and lead it through the longwall face or, if there is a cooler in front of the longwall face is set up, blown through this. Since the pit weather cooler is not only have the task of cooling down the prevailing amounts of weather, but these also to dry, the surface temperature of the air cooler is chosen so low, that the dew point is exceeded and the humidity on the mostly rib-shaped Heat sink condensed. The coal and rock dust carried along by the bettors however, it easily adheres to the wet surfaces, which means that air can pass through considerably is reduced and the heat transfer is disturbed. The consequences are insufficient Cooling capacity and considerable pressure loss in weather management.
Man hat schon versucht, diesen Mängeln dadurch entgegenzutreten, daß man einem Wetterkühler einen ölbenetzten Filter vorschaltete. Hierdurch sollte erreicht werden, daß sich der Staub nicht im Wetterkühler, sondern im Filter niederschlug. Die erzielten Ergebnisse waren jedoch unbefriedigend, weil diese Filter entweder nicht kontinuierlich gereinigt oder weil Öltröpfchen mitgerissen wurden, die sich dann auf dem Luftkühler niederschlugen und dort zu Verkrustungen Anlaß gaben. Außerdem war die Vereinigung eines Kühlers mit einem vorgeschalteten Filter mit einem zu großen Platzbedarf verbunden, was im Untertagebetrieb besonders unvorteilhaft ist. Man hat ferner versucht, die Grubenwetter durch Rieselkühler zu leiten, wobei die herabrieselnde Flüssigkeit nicht nur die Aufgabe hat, die Wetter zu kühlen, sondern auch gleichzeitig den mitgeführten Staub zu binden. Da man das Mitreißen von Flüssigkeitströpfchen verhindern will, muß man diesen Einzelkühlern einen wesentlich größeren Durchgangsquerschnitt geben als den sonst üblichen Rippenrohrkühlern. Die mitgerissenen Wassertröpfchen erhöhen den Feuchtigkeitsgehalt der Frischwetter, ein Vorgang, der aber sehr unerwünscht ist. Weiter hat man diesem Übel dadurch entgegentreten wollen, daß in an einen _Rippenrohrkühler mit Frischwasser berieselte, um dadurch den sich ansetzenden Staub. abzuführen. Es hat sich aber als Nachteil erwiesen, daß dieses Kieselwasser zunächst von dem Rippenrohrkühler auf eine tiefere Temperatur gebracht werden mußte, damit überhaupt eine wirksame Kondensation des in den Wettern enthaltenden Wasserdampfes eingeleitet werden konnte. Wegen der ungenügenden Trocknung ging man dann schließlich dazu über, statt des Frischwassers Umlaufwasser zu verwenden, das unterhalb des Luftkühlers gesammelt und durch eine Pumpe zu den Verteilstellen des Kühlers gebracht wurde. Dieses Umlaufwasser reicherte sich naturgemäß mehr und mehr mit Kohlen- und Gesteinsstaub an, so daß der sich bildende Schlamm allmählich den Betrieb störte; die Wasserfüllung mußte deshalb je nach Staubanfall mehr oder weniger häufig ausgewechselt und die Schlammwanne gesäubert «erden.Attempts have already been made to counteract these deficiencies in that an oil-wetted filter was placed in front of a weather cooler. This should achieve that the dust was not deposited in the weather cooler, but in the filter. The results obtained, however, were unsatisfactory because of these filters either not cleaned continuously or because oil droplets were dragged along then precipitated on the air cooler and gave rise to encrustations there. aside from that was the union of a cooler with an upstream filter with one too large space requirements connected what is special in underground operations is unfavorable. Attempts have also been made to reduce the pit weather using trickle coolers to direct, whereby the trickling down liquid not only has the task of the weather to cool, but also to bind the dust carried along at the same time. Since you can If you want to prevent liquid droplets from being carried away, you have to use these individual coolers give a much larger passage cross-section than the otherwise usual finned tube coolers. The entrained water droplets increase the moisture content of the fresh weather, a process that is very undesirable. This evil has also been countered want him sprinkled with fresh water on a finned tube cooler to get through it the accumulating dust. to dissipate. However, it has proven to be a disadvantage that this silica water first from the finned tube cooler to a lower temperature had to be brought about so that there was any effective condensation in the weather containing water vapor could be initiated. Because of insufficient drying they finally switched to using circulating water instead of fresh water, that is collected below the air cooler and carried by a pump to the distribution points the cooler was brought. This circulating water naturally enriched itself more and more with coal and rock dust, so that the sludge that forms gradually disrupted operations; the water filling had to be more or more depending on the amount of dust exchanged less frequently and cleaned the sludge pan.
Weiter ist es bekannt, die Arbeitsstöße mit Wasser zu berieseln. Von diesem Verfahren der sogenannten Stoßtränkung wird an sich sehr viel Gebrauch gemacht. Der Kohlenstoß wird dabei, bevor er losbricht, weitgehend angefeuchtet, um die Entwicklung von Staubwolken beim Herunterfallen der Kohle zu vermeiden. Bei diesem Verfahren kommt es darauf an, die Kohle naß zu machen, bevor Staubanfall eintreten kann. Es hat sich dabei herausgestellt, däß die Temperatur des Wassers hierbei keine ausschlaggebende Rolle spielt. Würde man nämlich besonders tiefgekühltes Wasser verwenden, so hat das auf das gewünschte Ergebnis kaum eine Wirkung, weil sich das Wasser im oder am heißen Kohlenstoß sehr schnell erwärmt und, bevor sich der Kohlenstaub bildet, schon eine hohe Temperatur angenommen hat. Die Temperatursteigerung des Wasser ist so stark, daß eine lebhafte Verdunstung stattfindet und damit die durchziehenden 'Vetter einen hohen relativen Feuchtigkeitsgehalt erhalten.It is also known to sprinkle the working bursts with water. from This process of so-called impact impregnation is actually used very widely. Before it breaks loose, the coal pile is largely moistened in order to develop to avoid clouds of dust when the coal falls down. In this procedure it is important to get the coal wet before dust can occur. It It turned out that the temperature of the water is not a decisive factor here Role play. If you were to use particularly frozen water, you would have that has little effect on the desired result because the water is in the or warmed up very quickly on the hot coal face and, before the coal dust forms, has already reached a high temperature. The temperature increase of the water is so strong that a lively evaporation takes place and with it the pervasive evaporation 'Cousins received a high relative moisture content.
Alle die geschilderten Nachteile vermeidet die Erfindung, die von der Erkenntnis ausgeht, daß möglichst viele Grenzschichten von so tiefer Temperatur geschaffen werden müssen, um eine lebhafte Kondensation von Wasserdampf aus den Wettern in Richtung zu den kalten Grenzschichten stattfinden zu lassen. Da die Wassertröpfchen des Kieselwassers, deren Oberfläche ebenfalls einen Kondensationsfilm trägt, mit den Wettern in Wärmeaustausch stehen, ist es erforderlich, das Rieselwasser auf eine Temperatur herunterzukühlen, die tiefer liegt als die Wandtemperatur des Oberflächenkühlers, damit während des Wärme- und Stoffaustausches die Wassertröpfchen nicht auf eine Temperatur kommen, die höher liegt als die Wandtemperatur des Wasserkühlers. Die Kondensation und damit auch die Bindung des Staubes in Form von Kondensationskernen erfolgt nämlich immer in Richtung zur kältesten Oberfläche hin. Wird also der Oberflächenkühler mit ungekühltern Rieselwasser berieselt, so tritt in Richtung zum Rieselwasser keine Kondensation auf, und damit wird die Staubbindung erheblich verschlechtert.The invention avoids all of the disadvantages described is based on the knowledge that as many boundary layers as possible are of such a low temperature must be created to ensure a vigorous condensation of water vapor from the To allow bets to take place towards the cold boundary layers. Because the water droplets of the silica water, the surface of which also has a condensation film the weather is in heat exchange, it is necessary to have the trickle water on to cool down a temperature that is lower than the wall temperature of the surface cooler, so that during the heat and substance exchange the water droplets do not hit one Temperature that is higher than the wall temperature of the water cooler. the Condensation and thus also the binding of the dust in the form of condensation nuclei namely always in the direction of the coldest surface. So becomes the surface cooler if sprinkled with uncooled trickle water, there is none in the direction of the trickle water Condensation, and thus the dust binding is considerably impaired.
Von dieser Erkenntnis ausgehend schlägt die Erfindung zum Kühlen und Reinigen von staubhaltigen Gasen, insbesondere von Grubenwettern unter Tage, durch einen von Berieselungsrohren durchsetzten Oberflächenkühler, der als Verdampfer einer Kältemaschinenanlage ausgebildet ist, vor, das Berieselungswasser in einem Durchlaufkühler herunterzukühlen, dessen Verdampfer zum Luftkühler parallel geschaltet ist, und die Verdampfungstemperatur des Durchlaufkühlers mit Hilfe von Regelvorrichtungen oder durch Verwendung eines zweiten Kompressors tiefer zu halten als die Verdampfungstemperatur im Luftkühler.Based on this knowledge, the invention proposes for cooling and Cleaning of dusty gases, especially from underground pit weather a surface cooler with sprinkling pipes acting as an evaporator a refrigeration system is designed, the sprinkling water in one To cool down the through-flow cooler, whose evaporator is connected in parallel to the air cooler is, and the evaporation temperature of the flow cooler with the help of control devices or by using a second compressor to keep it lower than the evaporation temperature in the air cooler.
Weiter schlägt die Erfindung vor, das Berieselungswasser, das zweckmäßigerweise von der zum Kondensator einer Kältemaschinenanlage führenden Kühlwasserleitung abgezweigt wird, im Durchlaufkühler herunterzukühlen und nach Verlassen des Lnftkühlergehäuses einen hinter den Kondensator geschalteten Unterkühler durchströmen zu lassen, weil durch die dadurch erzielte Unterkühlung des verflüssigten Kältemittels ein zusätzlicher Kälteleistungsgewinn erzielt wird und das zum Berieseln der Verdampferrippenrohre verwendete Kaltwasser auf diese Weise für den Kälteprozeß nutzbare Verwendung findet.The invention also proposes that the sprinkling water expediently branched off from the cooling water line leading to the condenser of a refrigerating machine system is to cool down in the through-flow cooler and after leaving the air cooler housing to let flow through a subcooler connected behind the condenser, because because of the subcooling of the liquefied refrigerant achieved as a result, an additional one Cooling capacity gain is achieved and that for sprinkling the evaporator finned tubes Cold water used in this way finds usable use for the refrigeration process.
Die vom Kühlwasser abgezweigte Wassermenge kann verhältnismäßig klein gehalten werden und hat eine Größenordnung von etwa io bis 15 % der Gesamtmenge. Sie reicht dazu aus, nach Verlassen des Luftkühlers in einem dem Kondensator nachgeschalteten Wärmeaustauscher die Unterkühlung des verflüssigten Kältemittels zu besorgen. Je tiefer das Kältemittel unterkühlt wird, um so größer ist die Kälteleistung. Dadurch kann man die zum Abkühlen des Berieselungswassers aufgewendete Kälteleistung wieder zurückgewinnen.The amount of water diverted from the cooling water can be kept relatively small and is of the order of about 10 to 15 % of the total amount. It is sufficient to provide subcooling of the liquefied refrigerant in a heat exchanger downstream of the condenser after leaving the air cooler. The deeper the refrigerant is subcooled, the greater the cooling capacity. In this way, the cooling capacity used to cool the sprinkling water can be regained.
Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, daß bei verhältnismäßig kleinen Berieselungswassermengen Wassertröpfchen kaum mitgerissen werden. Da die Berieselung ständig erfolgt, wird der sich ansetzende Staub gleichmäßig abgeführt, ohne daß stärkere Schlammbildungen eintreten. Dadurch ist es möglich, dieses durch Staub nur getrübte und nicht verschlammte Wasser durch einen als Unterkühler dienenden Wärmeaustauscher hindurchzuschicken, von wo aus das Schmutzwasser entweder in die Wasserseige abfließt oder durch eine Pumpe weggeschafft wird. Der besondere Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung besteht aber darin, daß infolge der tiefen Temperatur des Berieselungswassers eine wesentlich größere Partialdruckdifferenz zwischen den sich um die Staubteilchen bildenden Kondensationskernen und dem Berieselungswasser entsteht, so daß die Kondensationströpfchen wesentlich schneller und wirksamer aufgefangen werden, und zwar ohne Mehraufwand an Wasser und an Leistung gegenüber den bekannten Verfahren.Another advantage of the new method is that with relatively small amounts of irrigation water, water droplets are hardly carried away. Since the If there is constant sprinkling, the dust that accumulates is removed evenly, without major sludge formation occurring. This makes it possible to do this through Dust only clouded and not silted water by a serving as a subcooler Send heat exchanger through, from where the dirty water either into the The sediment flows away or is removed by a pump. Of the The particular advantage of the method according to the invention is that as a result the low temperature of the irrigation water has a significantly larger partial pressure difference between the nuclei of condensation forming around the dust particles and the irrigation water arises, so that the condensation droplets are collected much faster and more effectively without any additional expenditure in terms of water or performance compared to the known ones Procedure.
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter Form einen Wetterkühler, in dem vom Ventilator i die Wetter aus der Strecke vor dem Streb über den Kühler 2 geblasen werden, der in einem Luftkühlergehäuse 3 untergebracht ist. Der Kühler 2 enthält Rippenrohre 4, die im vorliegenden Falle von verdampftem Kühlmittel durchströmt werden.The drawing shows a simplified embodiment of the invention Form a weather cooler, in which the fan i keeps the weather out of the track the longwall are blown over the cooler 2, which is housed in an air cooler housing 3 is. The cooler 2 contains finned tubes 4, which in the present case of evaporated Coolant are flowed through.
Zwischen den Rippenrohren 4 befinden sich Berieselungsrohre 5, die so angeordnet sind, daß das gekühlte Berieselungswasser die Oberfläche der Rippenrohre 4 mit Kaltwasser benetzen kann. Das Kaltwasser schwemmt den mitgeführten und sich auf der Oberfläche niederschlagenden Staub mit nach unten, wo er in der Wanne 6 gesammelt und über die Abflußleitung 7 von der Schmutzwasserpumpe 8 abgeleitet wird. Hinter den kippenrohren 4. befindet sich ein an sich bekannter Tropfenfänger 9, der etwa mitgerissene Wassertropfen auffängt und nach unten in die Wanne 6 ableitet. Im Austrittsstutzen io verlassen die gekühlten und gereinigten Grubenwetter das Kühlergehäuse 3.Between the finned pipes 4 there are sprinkler pipes 5, which are arranged so that the cooled sprinkling water hits the surface of the finned tubes 4 can wet with cold water. The cold water washes away the carried ones and themselves dust precipitating on the surface with downwards, where it is in the tub 6 is collected and discharged from the waste water pump 8 via the drain line 7. Behind the tilt tubes 4. there is a known drip catcher 9, which catches any water droplets that have been carried along and diverts them down into the tub 6. In the outlet nozzle io, the cooled and cleaned pit weather leaves the Cooler housing 3.
Die Kühlwirkung des Oberflächenkühlers kommt durch eine Kältemaschinenanlage zustande, deren Kompressor i i das verdampfte Kältemittel aus dem kühler 2 ansaugt, auf höheren Druck bringt und in den Kondensator 12 ausschiebt, wo unter höherem Druck die Verflüssigung durch Zufuhr von warmem Grubenwasser erfolgt, das in die Leitung 13 eintritt und durch die Leitung 14 den Kondensator i2 wieder verläßt. Das verflüssigte Kältemittel wird über ein Regelventil 15 geleitet, auf einen niederen Druck entspannt und wieder in den Kühler 2 geführt, wo der geschlossene Kreisprozeß wieder von vorn beginnt. In die zum Regelventil 15 führende, vom flüssigem Kältemittel durchströmte Leitung wird zweckmäßig ein Unterkühler 16 eingebaut, der mit der Schmutzwasserablaufleitung 7 in Wärmeaustausch gebracht wird, wodurch sich das Schmutzwasser, welches eine niedere Temperatur hat, erwärmt und dabei das flüssige Kältemittel verkühlt, womit eine Steigerung der Kälteleistung verbunden ist. Das zum Berieseln des Kühlers benötigte Wasser wird der Kühlwasserzuflußleitung 13 entnommen und über den Du.rchlaufkühler 17 geleitet, bevor es durch die Verteilvorrichtung 18 auf die Kühleroberfläche versprüht wird. In dem Durchlaufkühler 17 befindet sich eine dem Kühler :2 parallel geschaltete Verdampferschlange, zu der die Kältemittelzufuhr über ein zusätzliches Regelventil i9 erfolgt. Der Kompressor saugt den aus dieser Verdampferschlange gekühlten Dampf ebenfalls über die gemeinsame Saugleitung 2o an. Man kann auch die Verdampfungstemperatur im Durchlaufkühler 17 tiefer einstellen als die des den Luftkühler 2 durchströmenden Kältemittels, und zwar durch Einbau entsprechender Regelvorrichtungen oder durch Verwendung von zwei parallel geschalteten Kompressoren oder Zylindergruppen, von denen der eine Teil an den Luftkühler 2, der andere Teil an den Durchlaufkühler 17 angeschlossen ist und die mit verschiedenem Saugdruck arbeiten.The cooling effect of the surface cooler comes about through a refrigeration machine system, the compressor ii of which sucks in the evaporated refrigerant from the cooler 2, brings it to a higher pressure and pushes it out into the condenser 12, where liquefaction takes place under higher pressure by supplying warm pit water into the line 13 enters and through the line 14 leaves the capacitor i2 again. The liquefied refrigerant is passed through a control valve 15 , expanded to a low pressure and fed back into the cooler 2, where the closed cycle starts all over again. In the line leading to the control valve 15, through which the liquid refrigerant flows, a subcooler 16 is expediently installed, which is brought into heat exchange with the waste water discharge line 7, whereby the waste water, which has a low temperature, is heated and the liquid refrigerant cools, whereby a Increase in the cooling capacity is connected. The water required for sprinkling the cooler is taken from the cooling water supply line 13 and passed over the flow cooler 17 before it is sprayed through the distribution device 18 onto the cooler surface. In the through-flow cooler 17 there is an evaporator coil connected in parallel to the cooler: 2, to which the refrigerant is supplied via an additional control valve i9. The compressor also sucks in the steam cooled from this evaporator coil via the common suction line 2o. The evaporation temperature in the through-flow cooler 17 can also be set lower than that of the refrigerant flowing through the air cooler 2, namely by installing appropriate control devices or by using two compressors or cylinder groups connected in parallel, one part of which is connected to the air cooler 2, the other part to the through-flow cooler 17 is connected and which work with different suction pressures.
Claims (2)
Priority Applications (1)
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| DER4971A DE969141C (en) | 1950-12-09 | 1950-12-09 | Process for cooling and cleaning dust-containing gases, in particular mine weather |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1950
- 1950-12-09 DE DER4971A patent/DE969141C/en not_active Expired
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