DE970433C

DE970433C - Verfahren und Vorrichtung zur Entfernung von feinverteilter suspendierter Materie aus Gasen

Info

Publication number: DE970433C
Application number: DEP3027A
Authority: DE
Inventors: Henry Fraser Johnstone; Alfred Williams Anthony Jun
Original assignee: PEASE ANTHONY EQUIPMENT CO
Current assignee: PEASE ANTHONY EQUIPMENT CO
Priority date: 1946-11-08
Filing date: 1950-08-18
Publication date: 1958-09-18
Also published as: GB655038A; US2604185A; BE498107A; FR1030607A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von feinverteilter, suspendierter Materie aus Gasen.

Das Entfernen von feinem Staub und das Ausscheiden von Rauchpartikeln aus Industriegasen war lange Zeit ein großes Problem. Diese Gase enthalten häufig große Mengen sehr kleiner Teilchen fester Körper oder Tröpfchen kondensierter Flüssigkeiten, die in Suspension zu beträchtlichem Rauch, Dunst und Nebel führen. Dabei entsteht in einigen Fällen infolge der Unmöglichkeit, die suspendierte Materie wiederzugewinnen, erheblicher wirtschaftlicher Verlust.

Um wirkungsvolle Verfahren zum Auffangen und Entfernen fein suspendierter Materie aus Gasen zu finden, wurden bereits zahlreiche Versuche unternommen. Häufig bestanden diese Verfahren in der Anwendung zersprühter Flüssigkeit, wobei man sich auf den Anfangsimpuls der Sprühentladung verließ, um einen freien Zusammenstoß der Flüssigkeitströpfchen mit den Staubpartikeln hervorzurufen. Bei feinen Tröpfchen ist jedoch das Verhältnis von Tröpfchenmasse zur Querschnittsfläche so ungünstig, daß der Anfangsimpuls der Tröpfchen verhältnismäßig unwirksam ist, um die Tröpfchen durch das Gas zu tragen und zum Zusammenstoß

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mit den Partikeln der suspendierten Materie zu bringen.

Ein Verfahren, das sich zur Verringerung dieser Schwierigkeiten als erfolgreich herausgestellt hat, istinderUSA.-Patentschrift ι 992 762 niedergelegt. Nach dieser Patentschrift wird eine Anzahl feiner Flüssigkeitströpfchen in den mittleren Bereich eines rotierenden Gasstromes eingeleitet. Obwohl die Mehrzahl der Tröpfchen so fein ist, daß sie auf Grund ihres eigenen Anfangsimpulses verhältnismäßig unwirksam sind, bewegen sie sich doch durch den Gasstrom infolge der durch die Rotation des Gases hervorgerufenen Zentrifugalwirkung. Beim Durchlaufen des Gasstromes treffen diese Tröpfchen auf die Partikel der suspendierten Materie und treiben diese an die Wände der Kammer, wo sie leicht gesammelt und entfernt werden können.

Während dieses Verfahren für Teilchengrößen über einem Mikron erfolgreich ist, versagt es, wenn die Teilchengröße kleiner wird. Beim Sammeln von Staub- und anderen suspendierten Teilchen in der Größe von einem Mikron entstehen zweierlei Schwierigkeiten. Einerseits darf, wenn das Auffangen der kleinen Teilchen durch Zusammenstoß mit Flüssigkeitsteilchen wirkungsvoll sein soll, das Größenverhältnis zwischen Teilchen und Tröpfchen nicht zu unproportioniert sein. Im allgemeinen sind nur Tröpfchen, die kleiner als der hundert- bis zweihundertfache Durchmesser der Staubteilchen sind, beim Entfernen und Ausscheiden der Teilchen wirksam. Da Rauch, Nebel oder Dunst eine sehr große Zahl von Teilchen oder Tröpfchen mit einem Durchmesser von unter 1 bis 2 Mikron aufweisen, ist es klar, daß zur Behandlung von Gasen, die mit derartigen Stoffen verunreinigt sind, der Tröpfchendurchmesser der Waschflüssigkeit vorzugsweise weniger als 100 Mikron betragen soll.

Auf der anderen Seite ist es nicht damit getan, nur Sprühtröpfchen der gewünschten Feinheit und Größenordnung herzustellen, da die Wirksamkeit der Sammlung der Staubteilchen durch Flüssigkeitströpfchen auch eine Funktion der entsprechenden Geschwindigkeit der Tröpfchen ist. Wenn die Tröpfchengröße auf 25 bis 50 Mikron sinkt, wird es immer schwieriger, die richtige Geschwindigkeitsbeziehung zwischen den Tröpfchen und dem die suspendierten Teilchen enthaltenden Gas herzustellen, da die Geschwindigkeit eines Tröpfchens in einem konstanten Zentrifugalkraftfeld annähernd proportional zum Quadrat des Tröpfchendurchmessers ist. Durch die rotierende Bewegung des Gases, wobei sich eine Beschleunigung um ein Vielfaches der Erdbeschleunigung ergibt, werden Tröpfchengeschwindigkeiten von 1 bis 2 m/Sek. erreicht. Diese Geschwindigkeit ist jedoch viel zu gering, um eine wirkungsvolle Abscheidung feinen Staubes oder Zusammenstöße mit Rauchpartikeln herbeizuführen.

In der vorliegend beschriebenen Erfindung¹ wir d ein Verfahren zum In-Berührung-Bringen eines Gases mit einer Flüssigkeit vorgeschlagen, um eine wirksame Reinigung von Gasen zu erzielen, die sehr fein verteilte Materien, wie Rauch, Nebel oder Dunst, enthalten. Gleichzeitig wird eine Relativbewegung zwischen Gas und Flüssigkeit ausgenutzt und weiterhin die sehr große Gesamtoberfläche der Waschflüssigkeit zur Gasberührung erzielt.

Gemäß der Erfindung werden die von der suspendierten Materie zu reinigenden Gase auf eine verhältnimäßig hohe lineare Geschwindigkeit beschleunigt und die Waschflüssigkeit in den Gasstrom im Bereich hoher Geschwindigkeit in Form mehrerer getrennter, über den Querschnitt verteilter Strahlen etwa senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases eingeführt. Die große Geschwindigkeit des Gases hat zwei Funktionen zu erfüllen, und zwar erstens die suspendierte Materie auf die Waschflüssigkeit zu stoßen und dabei von ihr aufnehmen zu lassen, zweitens die Flüssigkeit in eine Vielzahl feinster Tröpfchen aufzuspalten, die eine sehr große wirksame Oberfläche zur Aufnahme der abzuscheidenden Teilchen haben. Insbesondere wird nach der Erfindung das zu reinigende Gas durch einen Durchlaß geleitet, der eine Venturidüse enthält, um die Gase zeitweise auf hohe lineare Geschwindigkeiten zu beschleunigen, und die Waschflüssigkeit in die Venturidüse so eingeleitet, daß sie in feinverteilter Form über den Stromquerschnitt im Bereich höchster Geschwindigkeit verteilt ist. Wegen der hohen Geschwindigkeiten zwischen Gasstrom und Waschflüssigkeit sind besonders während des Entstehens und der Beschleunigung der Tröpfchen die Bedingungen für eine Aufnahme der suspendierten Staub-, Nebel- oder Rauchteilchen durch die Waschflüssigkeit sehr günstig. Nachdem die Gasgeschwindigkeit im sich erweiternden Teil der Venturidüse verlangsamt worden ist, kann das Gas-Waschflüssigkeits-Gemisch in Abscheidevorrichtungen, beispielsweise in einen Zentrifugalabscheider, eingeleitet werden, um dort die Waschflüssigkeit und die angesammelte Fremdmaterie aus dem Gasstrom zu entfernen.

Weitere Eigenschaften und Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen. Es stellt dar

Fig. ι eine teilweise schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Behandlung von Gasen nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Venturirohr,

Fig. 3 eine Ansicht, teilweise im Schnitt, der Ausführungsform einer Vorrichtung, die gut zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Einheit einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4 durch die Einzelheiten des Flüssigkeitseintrittes der Vorrichtung,

Fig. 6 einen Schnitt ähnlich dem der Fig. 2 durch den Einschnürungsteil eines verhältnismäßig großen Venturirohres, mit den Düsen für die Einführung der Waschflüssigkeit,

Fig. 7 einen Querschnitt durch ein Venturirohr mit einer anderen. Düsenanordnung.

Nach der Erfindung werden die zu behandelnden Gase durch ein Zuführungsrohr 8 mittels eines Ven-

tilators oder Gebläses, die nicht gezeichnet sind, zugeführt. Wenn sich die Gase nicht ohnehin im feuchtigkeitsgesättigten Zustand befinden, kann es bei bestimmten Anwendungsgebieten voreilhaft sein, sie vor der eigentlichen Abscheidung zu befeuchten. Eine solche Befeuchtung kann durch irgendeine bekannte Vorrichtung, die bei io angedeutet ist, wie beispielsweise eine Sprühkammer od. dgl., vorgenommen werden, der die Befeuchtungsflüssigkeit durch eine Leitung 12 zugeführt wird. Die Feuchtigkeitssättigung der Gase kann andererseits auch ohne Verwendung eines gesonderten Befeuchters durch Einbringen von genügend Waschflüssigkeit vor sich gehen, um, wie später ausgeführt wird, sowohl Feuchtigkeitssättigung der Gase als auch das Entfernen der suspendierten Materie zu erzielen.

Um die Waschflüssigkeit in gewünschter Weise in den Gasstrom einzuführen, werden die zu waschenden Gase durch ein Rohr geleitet, das die Form eines Venturirohres hat. Dieses Rohr weist einen sich verengenden Teil 16, eine engste Stelle 18 und einen sich erweiternden Teil 20 auf. Der sich verengende Teil, in dem die Gase beschleunigt werden, kann einen öffnungswinkel von annähernd 27 ° besitzen.

Der sich erweiternde Teil hat vorzugsweise einen beträchtlich kleineren öffnungswinkel, damit der Gasstrom darin ohne unzulässigen Energieverlust durch übermäßige Wirbel und Turbulenz verzögert werden kann. Im allgemeinen hat sich ein Öffnungswinkel des sich erweiternden Teiles in der Größenordnung von 7 ° als geeignet herausgestellt. Es können jedoch auch Winkel Verwendung finden, deren Daten etwas von den angegebenen Werten abweichen, wenn man Faktoren, wie die Wirkung des Einführens der Waschflüssigkeit auf die Gasvolumenänderung infolge Kühlung, in Rechnung stellt. Die Waschflüssigkeit wird in den Gasstrom in der Nähe der engsten Stelle des Venturirohres durch eine Anzahl kleiner Strahlrohre 22 zugeführt, die durch die Wand in das Venturirohr eingeführt sind. Bei kleinen Durchmessern dieser engsten Stelle können die Strahlrohre unmittelbar in der Wand des Venturirohres enden (siehe Fig. 2), während es bei großen Durchmessern der engsten Stelle erforder-Hch sein kann, daß einige der Strahlrohre bis in den Gasstrom hineinreichen, wie es bei 23 in Fig. 6 angedeutet ist, damit eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit über den Stromquerschnitt im Bereich der hohen Geschwindigkeit erzielt wird. Die Strahlrohre sind an eine Ringleitung 24 angeschlossen, die von einer geeigneten, hier nicht gezeichneten Stelle mit der Waschflüssigkeit versorgt wird. Wo die Gefahr besteht, daß die suspendierte Materie die vorstehenden Strahlrohre angreift, kann eine axiale Leitung 26 (Fig. 7) oder Leitungen von einem Bereich verhältnismäßig niedriger Gasgeschwindigkeit in die engste Stelle des Venturirohres geführt sein, wobei der Austritt der Flüssigkeit durch radiale öffnungen 28 erfolgt. Diese öffnungen sind vorzugsweise so angeordnet, daß die durch sie austretenden Flüssigkeitstrahlen die nach innen gerichteten Strahlen der Wand-Öffnungen ergänzen, so daß die Verteilung der feinverteilten Waschflüssigkeit an der engsten Stelle des Venturirohres im wesentlichen gleichförmig wird.

Die Wirksamkeit des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung zur Reinigung eines Gases von darin sehr fein verteilter Materie beruht, wenigstens zum größten Teil, auf der Wirkung des auf hohe Geschwindigkeit gebrachten Gasstromes, der die darin suspendierte Materie zwingt, auf die Waschflüssigkeit während ihres Eintritts in den Gasstrom und der Beschleunigung durch denselben zu stoßen. Die anfängliche relative Geschwindigkeit zwischen Gas und Flüssigkeit ist in jedem Fall die lineare Geschwindigkeit des Gases, gleichgültig, ob die Strahlrohre flach, offen oder Druckzerstäuber sind. Da es wegen des Druckanstieges während der Verlangsamung der Gasgeschwindigkeit im sich erweiternden Teil des Venturirohres möglich ist, den Gasstrom zeitweilig auf verhältnismäßig hohe Geschwindigkeit während des Durchganges durch die engste Stelle ohne unerwünschten Druckabfall zu bringen, können leicht Gasgeschwindigkeiten von über 60 m/Sek. erreicht werden. Solche Geschwindigkeiten sind bei Durchführung des Verfahrens wünschenswert. Die erforderliche Gasgeschwindigkeit läßt sich durch geeignete Bemessung der Querschnittsfläche der engsten Stelle des Venturirohres bezüglich des pro Zeiteinheit zu reinigenden Gasvolumens erreichen.

Bei entsprechenden Geschwindigkeiten dieser , Größenordnung können stabile Tröpfchen nur in extrem kleinen Größen vorhanden sein. Die Wirkung des Gasstromes von hoher Geschwindigkeit besteht also nicht nur darin, die eintretende Flüssigkeit durch eine Scherwirkung beim Austreten des Flüssigkeitsstrahles aus den Strahlrohröffnungen aufzuspalten, sondern auch darin, den Flüssigkeitsfilm, -faden und -tropfen zu teilen und zu unterteilen, bis das Größengleichgewicht für die entsprechende, dann für jedes einzelne Tröpfchen vorherrschende Geschwindigkeit erreicht ist. Während des Aufspaltens der Flüssigkeit und der Beschleunigung der Tröpfchen ist der schnell bewegten suspendierten Materie weite Möglichkeit zum Zusammenstoß mit der Waschflüssigkeit gegeben. Nicht nur die relative Geschwindigkeit ist hoch, sondern es ergibt sich auch eine sehr große wirksame Oberfläche der Waschflüssigkeit infolge der vorhandenen sehr feinen Auf- n» spaltung bzw. Zerstäubung.

Es hat sich herausgestellt, daß im allgemeinen höchst zufriedenstellende Zusammenstoßwirkungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu erhalten sind, wenn Gas- und Flüssigkeitsmenge und Geschwindigkeit in der engsten Stelle des Venturirohres so bemessen sind, daß die wirksame Gesamtoberfläche der Waschflüssigkeit in der Größe von 33 bis 66 m²/m³ zu behandelnden Gases liegt. Der Ausdruck für die wirksame Gesamtoberfläche ist gegeben durch

5 (m²/m³ Gas) = 6000 (1)

wo L = Flüssigkeitsmenge in Liter Waschflüssigkeit pro 1000 m³ Gas und D₀ = der mittlere VoIu-

men/Oberflächen-Durchmesser, d. h. der Durchmesser in Mikron des Tröpfchens, das das gleiche Verhältnis von Volumen zu Oberfläche hat, wie das Verhältnis Gesamtfläche aller Tröpfchen zu Gesamtvolumen der Waschflüssigkeit beträgt.

Der Wert von D₀ ergibt sich aus der Näherungsbeziehung

"-⁴⁸⁸⁰ ₊₂8,8 (I)· 1,5. (2)

V,

V₂ ist die Gasgeschwindigkeit in ni/Sek. in -der engsten Stelle des Venturirohres. Bei Gasgeschwindigkeiten und Flüssigkeitsmengen, die beim Verfahren nach der Erfindung in erster Linie Anwendung finden, hat D₀ im allgemeinen einen Wert unter annähernd 100 Mikron.

Zusätzlich zu dem Zusammenstoß der suspendierten Teilchen im Gasstrom mit der Waschflüssigkeit treten vermutlich noch andere Erscheinungen auf, die noch zum Reinigungsvorgang der Gase beitragen. So ist, sogar nachdem die Tröpfchen der Waschflüssigkeit annähernd auf die Geschwindigkeit des Gasstromes beschleunigt sind, durch die Turbulenz im Gasstrom, -die durch die Einführung der Waschflüssigkeit noch gesteigert wird, fortlaufend eine wesentliche relative Bewegung zwischen Flüssigkeitstropfen und Gas vorhanden. Infolge der extrem großen Flüssigkeitsoberflächen sowie als Folge der hohen Geschwindigkeitsunterschiede zwischen Gas und Flüssigkeit ergeben sich sehr günstige Gelegenheiten zur Aufnahme der Teilchen, wobei besonders bei solchen mit sehr feiner Größe die Molekulardiffusion weiter in Erscheinung tritt. Es ist möglich, daß auch statische Elektrizitätsladungen, die durch die Reibung des sehr schnellen Gasstromes über dem Flüssigkeitsfilm entstehen, das Einfangen der suspendierten Teilchen durch die Flüssigkeitströpfchen unterstützen. Eine weitere Möglichkeit liegt darin, daß infolge der plötzlichen Abkühlung durch das Einführen der Waschflüssigkeit und der raschen Ausdehnung der Gase im Venturirohr eine Kondensation an der suspendierten Materie als Kondensationskerne auftritt.

Wenn die Verlangsamung des Gases im sich erweiternden Teil des Venturirohres zunimmt, beginnen sich die aufgenommenen Teilchen zu vereinigen und infolgedessen vom Gas zu trennen. Als Ergebnis davon erscheint ein beträchtlicher Teil des in der engsten Stelle des Venturirohres erzeugten Waschfüssigkeitsnebels wieder in flüssiger Form und kann an der untersten Stelle des Venturirohres zusammen mit den dann aufgenommenen Teilchen abgelassen werden. Im Gasstrom verbleiben indessen feine suspendierte Tröpfchen, die, um den Reinigungsvorgang zu vervollständigen, noch entfernt werden müssen. Zu diesem Zweck kann der sich erweiternde Teil des Venturirohres an eine Abscheidevorrichtung angeschlossen werden, die schematisch bei 30 angedeutet ist und bei 32 einen Auslaß für das ge-So reinigte Gas sowie bei 34 einen Abfluß für die Flüssigkeit und die aufgenommenen Teilchen aufweist. Die Abscheidevorrichtung kann von herkömmlicher Bauart sein, in der die Flüssigkeitströpfchen vom Gasstrom getrennt werden können. Hierfür geeignete Vorrichtungen, die mit Hilfe der Zentrifugalkraft diese Trennung ermöglichen, sind beispielsweise Zyklone und Prallplattenabscheider. Während ein wesentlicher Anteil der suspendierten Teilchen von den Tröpfchen im Venturirohr infolge der Mitreißwirkung durch die übermäßige relative Bewegung zwischen Gas und Tröpfchen aufgenommen wird, muß trotzdem bei der Auswahl des zu verwendendenAbscheiders die Möglichkeit zur Aufnahme geringer Mengen verbliebener suspendierter Teilchen beachtet werden.

Unter gewissen Umständen ist es infolgedessen vorteilhafter, eine in der Einleitung der Beschreibung erwähnte Abscheidevorrichtung zu benutzen. Mit einer solchen Vorrichtung erzielt man nicht nur ein hochwirksames Entfernen der reinen Tröpfchen mit den darin aufgenommenen Teilchen aus dem Gas, sondern auch noch eine ergänzende Waschwirkung für die suspendierten Teilchen, die im Bereich des Venturirohres noch nicht entfernt wurden. Wie in Fig. 3 zu sehen ist, kann das Venturirohr so angeordnet werden, daß es tangential in den Zylinder 40 des Abscheiders entlädt, so daß dem Gemisch aus Gas und Flüssigkeitströpfchen während seines Durchganges durch die Kammer zum Auslaß 42 eine drehende Bewegung erteilt wird. Infolge der auftretenden Zentrifugalkräfte werden die feinen Flüssigkeitströpfchen quer durch den Gasstrom getragen, wodurch sich eine .zusätzliche Gelegenheit zum Einfangen suspendierter Teilchen durch die Tröpfchen ergibt.

Wenn aus irgendwelchen Gründen eine weitere Spül- oder Waschwirkung erforderlich ist, können in der Abscheidekammer ergänzende Sprühstrahler vorgesehen werden. So kann eine Anzahl von Sprühdüsen 44 auf einer Mittelleitung 46 zur Entladung feiner Waschflüssigkeitssprühstrahlen in den rotierenden Gasstrom angebracht sein. Die durch diese Strahlen erzeugten Tröpfchen unterstützen das Befördern der in den feinen Tröpfchen aufgenommenen Teilchen an die Wände der Kammer. Ein Abfluß- i°5 rohr 48 gestattet die Entfernung der Waschflüssigkeit und der darin abgeschiedenen Materie.

Wenn Ergänzungssprühstrahler in der Abscheidekammer Verwendung finden, kann die Waschflüssigkeit im Venturirohr und die im Abscheider die gleiehe sein oder verschiedene Zusammensetzung haben. Während im allgemeinen Wasser oder eine wäßrige Lösung Verwendung findet, gibt es Fälle, in denen es vorteilhaft ist, eine nichtwäßrige Flüssigkeit in dem einen oder anderen oder in beiden Bereichen der Vorrichtung zu verwenden. So kann beim Krakken von Petroleum mittels eines verflüssigten Katalysators das flüssige Öl in die den Katalysatorstaub enthaltenden Gase eingeführt werden, wenn das Verfahren im weiteren Verlauf eine Mischung des Staubes mit dem zerstäubten Öl erfordert. Anderseits hat es sich für bestimmte Anwendungsgebiete als wünschenswert herausgestellt, im Venturirohr eine Flüssigkeit zu verwenden, die ein Lösungsmittel für die im Gasstrom suspendierte Materie darstellt, und dann die Tröpfchen dieser Lösung in der Abscheide-

kammer vom Gasstrom zu trennen, wobei, falls erwünscht, ergänzende Sprühstrahler Verwendung finden können. Bei anderen Arten der suspendierten Materie kann die Teilchenaufnahme durch die Verwendung eines Netzmittels in der in die engste Stelle des Venturirohres eingeführten Waschflüssigkeit gesteigert werden.

Wo zusätzlich zur Reinigung eine wesentliche Kühlung des Gases erforderlich ist, wie beispielsweise bei der Behandlung von Gichtgasen, können die schematisch bei 30 angedeuteten Abscheidemittel einen Gegenstromkühlturm oder eine ähnliche, zur Kühlung von Gas verwendete Vorrichtung aufweisen. Eine solche Vorrichtung kann einmal dazu dieneu, die feinen Tröpfchen aus dem Gasstrom zu entfernen, und zum anderen aber auch eine sehr wesentliche Kühlung infolge des Gegenstromflusses des im allgemeinen in einem solchen Turm oder einer solchen Säule verwendeten Kühlwassers bieten. Die Anwendung eines Gegenstromturmes oder -säule nach dem Reinigen im Venturirohr erlaubt die Gewinnung der Überschußwärme der Gase bei Papierfabrikeinrichtungen u. dgl.

Um einen wirksamen Betrieb der Anordnung bei verschiedenen Mengen der Gasbeschickung zu erhalten, kann es in einigen Fällen wünschenswert erscheinen, eine Veränderung der Venturi rohrkonstruktion vorzusehen. Um das zu erreichen, kann eine Anordnung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, Verwendung finden. Bei dieser Ausführungsform ist der Querschnitt des Venturirohres rechteckig, und das Venturirohr weist eine Wand 50 auf, die auf die gegenüberliegende Wand zu und von ihr weg verstellt werden kann, so daß die Fläche der engsten Stelle 52 des Venturirohres und damit die Gasgeschwindigkeit an dieser Stelle verändert werden kann. Die Flüssigkeit wird durch die Strahlrohre 54 über eine Hauptleitung 56 zugeführt. Überlappende Gleitverbindungen 60 setzen ein Entweichen des Gases zwischen verstellbaren und festen Wänden des Venturirohres auf ein Minimum herab.

Um die Geschwindigkeit der Gasrotation in der Abscheidekammer 58 regeln zu können, kann die Druckzunahme im sich erweiternden Teil 62 des Venturirohres regelbar gemacht werden. Ein verschiebbarer Wandteil 64 wird vor- oder zurückgeschoben, um die wirksame Länge des sich erweiternden Teiles zu verstellen und damit die Gasgeschwindigkeit am Eingang zum Abscheidemantel zu regeln.

Durch Änderung der Flüssigkeitsmenge in den Venturistrahlrohren und den Sprühdüsen 66 im Abscheider und durch Einstellen des Venturirohres auf die geeigneten Gasgeschwindigkeiten zur Flüssigkeitszerstäubung an der engsten Stelle und Rotation in der Abscheidekammer kann eine ausreichende Reinigung der Gase für einen weiten Bereich der zugeführten Gasmengen erzielt werden.

Ein Beispiel für die durch das Verfahren nach der Erfindung mögliche Leistungsfähigkeit ist die Gewinnung von Natriumsulfat- und -karbonatstaub aus den chemischen Abgasen von Packpapierfabriken. In einem typischen Fall wurden diese Staubteilchen durch die Elektronenmikroskopfotografie mit einem Durchmesser nicht über 1,5 Mikron gefunden. 70% des Gesamtgewichtes des im Gas enthaltenen Staubes war kleiner als 1,0 Mikron, 15 bis 25 °/o kleiner als 0,5 Mikron und bei einer sehr großen Partikelzahl lag die Größe unter 0,1 Mikron. Der Staubgehalt vor der Behandlung des Gases betrug 2,3 bis 4,6 g/m³ Gas.

Der Verlauf in einer erfindungsgemäßen Anlage, bei der 70 ni³ solchen staubbeladenen Gases pro Minute behandelt wurden, was ungefähr 5 % des gesamten Gasdurchsatzes einer 135 000 kg pro Tag erzeugenden Pappegewinnungsanlage entspricht, hat gezeigt, daß die Reinigungsfähigkeit 90 % und darüber beträgt, wobei Flüssigkeitsmengen von 0,6 bis 0,95 l/m³ Gas verwendet wurden. Auf Grund der Beziehungen (1) und (2) berechnet sich D₀, der mittlere Volumen/Oberflächen-Durchmesser oder die charakteristische Tröpfchengröße, zu 50 bis 80 Mikron, und die wirksame Gesamtoberfläche der Waschflüssigkeit fällt in die Größenordnungen von 33 bis 66 m² Tropfenoberfläche pro m³ Gas. Da es bisher nur durch elektrostatische Mittel möglich war, so feinverteilte Materie einigermaßen wirksam abzuscheiden, ist es ersichtlich, daß das vorliegende Verfahren einen bemerkenswerten Fortschritt für das Waschen von Gasen mit Flüssigkeit darstellt.

Es ist selbstverständlich, daß die gezeichneten und beschriebenen Ausführungsformen nur zur Erläuterung dienen und daß die Erfindung andere Anordnungen und Abänderungen im Rahmen der folgenden Ansprüche umfaßt. Weiterhin ist ersichtlich, daß die Erfindung zusätzlich zu ihrer Verwendbarkeit für die Trennung von Staub und anderen feinverteilten Teilchen einschließlich feiner Flüssigkeitströpfchen sehr wirkungsvoll zur Trennung und Entfernung von Bestandteilen aus Gasgemischen, die in der Waschflüssigkeit lösbar sind, geeignet ist, unabhängig davon, ob das Gas oder die Luft bei der Behandlung zusätzliche feinverteilte, zu entfernende, feste oder flüssige Materie enthält.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Entfernung von feinverteilter suspendierter Materie aus Gasen, wobei diese Gase in einem Kanal geführt, beschleunigt, mit einer Waschflüssigkeit in Berührung gebracht werden und anschließend die Flüssigkeit aus dem Gasstrom abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese Waschflüssigkeit in den Gasstrom an der Stelle seiner größten Geschwindigkeit in Form mehrerer getrennter Strahlen eingeführt wird, die über den Querschnitt des Gasstromes verteilt sind und etwa senkrecht zum Gasstrom gerichtet sind und diesen Gasstrom durchsetzen, worauf die entstandenen Flüssigkeitströpfchen in üblicher Weise aus dem Gasstrom wieder abgeschieden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas in dieser Führung auf über 65 m/Sek. beschleunigt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Flüs-

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sigkeitsstrahlen an zwischen der Grenzfläche und der Mitte des Gasstromes liegenden Stellen in den Gasstrom austreten.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3 mit einem Venturirohr, in dem das Gas beschleunigt wird und mit Mitteln zum Einleiten einer Waschflüssigkeit in den beschleunigten Gasstrom in diesem Venturirohr, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Strahlrohren (22, 23 oder 28), die rings um den verengten Abschnitt (18 oder 52) dieses Venturirohres angeordnet sind und im wesentlichen senkrecht auf den Wänden des Venturirohres stehen, wobei die Strahlrohre Auslaß-Öffnungen haben, aus denen Flüssigkeitsstrahlen der Waschflüssigkeit im Abstand voneinander quer zu- und in den Gasstrom ausströmen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß einige dieser Strahlrohre zur Abgabe von Strahlen der Waschflüssigkeit nach innen und im wesentlichen senkrecht zu den Wänden des Venturirohres vorgesehen sind und daß andere Strahlrohre in diesem Venturirohr angeordnet sind, deren Auslaßöffnungen nach außen zu den Wänden des Venturirohres zeigen, wobei die nach außen zeigenden Strahlrohre im wesentlichen in der Ebene der nach innen zeigenden Strahlrohre angeordnet sind, um eine Verteilung der Flüssigkeitsstrahlen über den Strömungsquerschnitt des Venturirohres zu erhalten.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 oder 5, gekennzeichnet durch Mittel zur Einstellung des Venturirohres zur Steuerung der Geschwindigkeit des durch dieses Venturirohr strömenden Gases.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Mittel (50) zur Einstellung der Querschnittsfläche des verengten Teiles des Venturirohres und/oder durch Mittel zur Einstellung der wirksamen Länge des Expansionsabschnittes (20 oder 50) des Venturirohres.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 135832, 280088,

345²33. 474935. 682149;

französische Patentschrift Nr. 909 505;
Silberberg, »Luftbehandlung in Industrie-

und Gewerbebetrieben«, 1932, S. 92 ff.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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