EP2994236A1 - Vorrichtung und verfahren zum abscheiden von fremdpartikeln aus einem gasstrom - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum abscheiden von fremdpartikeln aus einem gasstrom

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EP2994236A1
EP2994236A1 EP14725035.1A EP14725035A EP2994236A1 EP 2994236 A1 EP2994236 A1 EP 2994236A1 EP 14725035 A EP14725035 A EP 14725035A EP 2994236 A1 EP2994236 A1 EP 2994236A1
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EP
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pipeline
gas stream
displacement body
foreign particles
downstream
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EP14725035.1A
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Wolfgang ALLERÖDDER
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Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
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Dieffenbacher GmbH Maschinen und Anlagenbau
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    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
    • B04C3/06—Construction of inlets or outlets to the vortex chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
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    • B04C2003/003—Shapes or dimensions of vortex chambers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C3/00—Apparatus in which the axial direction of the vortex flow following a screw-thread type line remains unchanged ; Devices in which one of the two discharge ducts returns centrally through the vortex chamber, a reverse-flow vortex being prevented by bulkheads in the central discharge duct
    • B04C2003/006—Construction of elements by which the vortex flow is generated or degenerated
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B04C—APPARATUS USING FREE VORTEX FLOW, e.g. CYCLONES
    • B04C9/00—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks
    • B04C2009/008—Combinations with other devices, e.g. fans, expansion chambers, diffusors, water locks with injection or suction of gas or liquid into the cyclone

Definitions

  • the invention relates to the removal of dust-like, gaseous, mist-like or liquid substances from a gas stream to be purified in a device and a corresponding method.
  • DE 103 35 194 A1 shows a pre-separator for the removal of impurities from the air in an air intake system of an automotive engine.
  • US 4 629 481 A shows a modular separation unit for separating a liquid from a gas-liquid mixture.
  • EP 1 458 490 B1 shows a cyclone separator, with a tube and a
  • Such apparatus may be needed in particular in the manufacture of wood or wood pellets. They serve to separate from
  • Wood dusts and volatile organic compounds in pneumatic conveying and drying systems Wood dusts and volatile organic compounds in pneumatic conveying and drying systems.
  • the invention has for its object to provide a device for separating foreign particles from a gas stream, which is simpler in construction and cheaper to manufacture, which has a higher selectivity and a generally improved efficiency. Furthermore, a procedure should be created.
  • the object of the device for separating foreign particles from a gas stream comprises the following features:
  • Injection nozzle for injecting liquid into the pipeline
  • guide vanes which are arranged on the displacement body or in the region of the displacement body to the soffit of the pipe;
  • the pipeline has downstream of the displacement body means for removing foreign particles from the peripheral region of their
  • the power increase and the small installation space is achieved by the combination of the above features.
  • Components are absorbed on the surface of the drops.
  • the washing performance correlates with the specific surface of the droplets and is thus the
  • Diameter of the drops inversely proportional.
  • the laden after washing laundry liquid drops are due to their inertia by the integrated axial DC swirl deposition in the downstream
  • the basic idea is essentially to be able to perform all the necessary functions for the efficient separation of foreign particles from a gas stream in a single apparatus.
  • This device is characterized by low structural complexity and applicability in existing pipe systems.
  • the device according to the invention can be arranged vertically or horizontally or inclined. Simultaneous acceleration and swirl generation in an annular gap improves the washing performance.
  • the adjustable free flow area in the nozzle allows adjustment during operation.
  • the device is suitable for the separation of
  • Noxious gases for example VOC, HCl, SO 2 , Cl 2 , NH 3 , HBR.
  • Acid mists for example HCl, H 2 S0 4 , H 3 P0 4 or oil mists.
  • Fine dust particles for example metals, metal oxides, color pigments, fly ash, carbon black, wood, salts.
  • a device thus combines the function of gas scrubbing by injection of liquid, in particular water, and their atomization and the subsequent swirl generation.
  • the separation of the foreign particles proceeds according to the combined principle of a Venturi scrubber with a DC cyclone. It is preferably provided that the guide vanes are arranged between the inflow end and the outflow end of the displacement body.
  • Displacement body be provided a dip tube, the inlet opening of the pipeline is concentrically enclosed and receives the gas stream;
  • Immersion tube may be provided one or more branch lines; - Be the displacer axially displaceable;
  • the displacement body rotationally fixed but axially displaceable.
  • the pipeline can run vertically in the area of the displacement body and the displacement body can float freely in the gas flow without mechanical holding devices.
  • the device is suitable for carrying out the method, but can also be operated independently.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a section of the object of FIG.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of an alternative solution of the invention
  • the device according to the invention shown in FIG. 1 comprises a pipeline 1 with an inlet opening 2 for introducing the gas stream to be treated.
  • the pipeline 1 has a venturi constriction 3.
  • an injection device comprising a plurality of injection nozzles 4 for injecting liquid into the pipeline 1.
  • it is preferably water.
  • the pipeline 1 encloses a displacement body 5. This is arranged concentrically in the pipeline 1.
  • the upstream end 12 of the displacement body 5 has the shape of a cone with directed against the flow tip.
  • the outflow end 13 of the displacement body 5 also has the shape of a cone with in
  • the displacement body 5 forms with the lateral surface of the pipe 1 a
  • constriction 7 In an axial section downstream of the displacement body 5 is a constriction 7.
  • the pipe 1 is abruptly reduced at this constriction to a smaller diameter. Accordingly, the pipeline 1 is less
  • the end portion can also be designed as shown in Figure 3.
  • the pipe 1 runs vertically. It protrudes a dip tube 9 into the pipe 1 in this case.
  • the inlet opening 10 of the dip tube 9 is surrounded concentrically by pipeline 1.
  • the branched partial flow 15 preferably consists of contaminated liquid.
  • Displacement body 5 and wall of the pipe 1 further torn. This increases the specific surface area and increases the absorption capacity. In the annular gap of the free cross-section between the liquid on the one hand and disperse or gaseous contamination on the other hand is reduced. This will be the
  • the vanes 6 are arranged in the illustrated embodiment, the displacement body 5. Instead, they can also be fixed to the soffit of the pipe 1.
  • the subsequent deposition of the loaded washing liquid drops from the rotating air flow takes place on the principle of a DC cyclone. In this case, flow and outflow run without internal reversal of direction. See the figure 3.
  • the displacement body 5 may, preferably with an adjusting device 16, be axially displaceable. Once set in a specific axial position, it is initially stationary. Thus, the flow cross section at the injection point of the water can be adjusted according to the requirements of the operation.
  • the pipeline 1 extends vertically in the region of the displacement body 5.
  • the displacement body does not necessarily have to be fixed, for example by mechanical connections to the fixed environment.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abscheiden von Fremdpartikeln aus einem Gasstrom. Die Vorrichtung umfasst dabei die folgenden Merkmale: eine Rohrleitung (1) mit einer Einlassöffnung (2) zum Einleiten des zu behandelnden Gasstromes; eine Venturi-Einschnürung (3) in der Rohrleitung (1); wenigstens eine vor oder in der Venturi-Einschnürung (3) angeordnete Einspritzdüse (4) zum Einspritzen von Flüssigkeit in die Rohrleitung; einen in der Rohrleitung (1) angeordneten Verdrängungskörper (5), der mit der inneren Mantelfläche der Rohrleitung (1) einen Ringspalt bildet und der sich in axialer Richtung wenigstens über den Ausgangsbereich der Venturi-Einschnürung (3) erstreckt; es sind Leitschaufeln (6) vorgesehen, die am Verdrängungskörper (5) oder im Bereich des Verdrängungskörpers (5) an der Leibung der Rohrleitung (1) angeordnet sind; die Rohrleitung (1) weist stromabwärts des Verdrängungskörpers (5) eine Einrichtung zum Abführen von Fremdpartikeln aus dem Umfangsbereich ihres Querschnittes, sowie von gereinigtem Gas aus dem zentralen Bereich ihres Querschnittes auf.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Abscheiden von Fremdpartikeln aus einem Gasstrom
Die Erfindung betrifft das Entfernen staubförmiger, gasförmiger, nebelartiger oder flüssiger Substanzen aus einem zu reinigenden Gasstrom in einer Vorrichtung und ein entsprechendes Verfahren.
Aus DE 26 56 151 A1 ist eine Vorrichtung zum Abtrennen von
Festkörperverunreinigungen aus einem Gasstrom bekannt. DE 103 35 194 A1 zeigt einen Vorabscheider zur Entfernung von Verunreinigungen aus der Luft in einem Luftansaugsystem eines Automobilmotors. US 4 629 481 A zeigt eine modulare Trenneinheit zum Trennen einer Flüssigkeit aus einem Gas-Flüssigkeits-Gemisch. EP 1 458 490 B1 zeigt einen Zyklonabscheider, mit einem Rohr und einer
Einströmöffnung und einer Ausströmöffnung, wobei in dem Rohr ein stationärer Wirbelkörper angeordnet ist, der die Gas/Flüssigkeitsströmung in eine Spiralbewegung versetzt, damit die in der Gasströmung enthaltener Flüssigkeit unter dem Einfluss der in der Spiralströmung herrschenden Zentrifugalkraft radial nach außen geschleudert wird und dort abgetrennt wird.
Derartige Apparate können insbesondere bei der Herstellung von Werkstoffplatten aus Holz oder Holzpellets benötigt werden. Sie dienen dabei zum Abtrennen von
Holzstäuben und flüchtigen organischen Verbindungen in pneumatischen Förder- und Trocknungssystemen.
Bei solchen Anwendungen ist es bekannt, Gaswäscher oder Fliehkraftabscheider unterschiedlicher Bauarten anzuwenden, die der Reinigung von Gasen mit und ohne Hilfe einer Waschflüssigkeit dienen. Dabei gibt es Gleichstromabscheider (wie oben angeführt) und Gegenstromabscheider. Die Letztgenannten sind nachteilig wegen der damit verbundenen Druckverluste im Leitungssystem. Auch ist die Trennschärfe im bekannten Stand der Technik nicht ausreichend um, insbesondere bei Nachrüstungen auf engem Raum, zufriedenstellende Ergebnisse zu erzielen. Aufwendige Abscheider mit der nötigen Trennschärfe wiederum benötigen einen großen Bauraum und können unter Umständen anlagentechnisch nur schwer eingeplant oder bei bestehenden Anlagen fast gar nicht nachgerüstet werden. Auch die Mengenleistung ist unbefriedigend.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Abscheiden von Fremdpartikeln aus einem Gasstrom anzugeben, die im Aufbau einfacher und in der Herstellung kostengünstiger ist, die eine höhere Trennschärfe und eine generell verbesserte Effizienz aufweist. Weiter soll ein Verfahren geschaffen werden.
Die Lösung der Aufgabe für die Vorrichtung zum Abscheiden von Fremdpartikeln aus einem Gasstrom, umfasst dabei die folgenden Merkmale:
- eine Rohrleitung mit einer Einlassöffnung zum Einleiten des zu behandelnden Gasstromes;
- eine Venturi-Einschnürung in der Rohrleitung;
- wenigstens eine vor oder in der Venturi-Einschnürung angeordnete
Einspritzdüse zum Einspritzen von Flüssigkeit in die Rohrleitung;
- einen in der Rohrleitung angeordneten Verdrängungskörper, der mit der inneren Mantelfläche der Rohrleitung einen Ringspalt bildet und der sich in axialer Richtung wenigstens über den Ausgangsbereich der Venturi-Einschnürung erstreckt;
- es sind Leitschaufeln vorgesehen, die am Verdrängungskörper oder im Bereich des Verdrängungskörpers an der Leibung der Rohrleitung angeordnet sind;
- die Rohrleitung weist stromabwärts des Verdrängungskörpers eine Einrichtung zum Abführen von Fremdpartikeln aus dem Umfangsbereich ihres
Querschnittes, sowie von gereinigtem Gas aus dem zentralen Bereich ihres Querschnittes auf.
Die Lösung für das Verfahren zum Abscheiden von Fremdpartikeln aus einem
Gasstrom, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: Einbringen eines mit
Fremdpartikeln beladenen Gasstromes in eine Rohrleitung, die eine Venturi- Einschnürung zur Erhöhung der Geschwindigkeit des Gasstromes aufweist,
Eindüsen von Flüssigkeit in den Gasstrom mittels Einspritzdüsen vor oder während des Durchströmens der Venturi-Einschnürung, weiteres Erhöhen der Geschwindigkeit des Gasstromes mittels einen den Querschnitt verringernden koaxialen Verdrängerkörper innerhalb der Rohrleitung, Erzeugung eine Rotationsströmung des Gasstromes um die axiale Erstreckung der Rohrleitung mittels Leitschaufeln zur Anlagerung der
Fremdpartikel und der Flüssigkeit in der Nähe der Leibung der Rohrleitung und
Abtrennung der Flüssigkeit mit den Fremdpartikeln als sich an der Leibung der
Rohrleitung angrenzenden Teilstromes vom sich im zentralen Bereich des Querschnitts befindlichen Gasstrom.
In vorteilhafter Weise wird die Leistungserhöhung und der geringe Bauraum durch die Kombination obiger Merkmale erreicht. Dabei wird die Beschleunigung eines
Gasstromes durch eine Querschnittsverengung bei gleichzeitigem Einsprühen der Waschflüssigkeit die Reinigungsleistung erhöht. Die dabei auftretenden hohen
Scherkräfte zwischen dem Gasstrom und der Flüssigkeit führen zur Bildung sehr feiner Flüssigkeitstropfen, an denen disperse feste Partikel anhaften oder die mit fremden Flüssigkeitstropfen koagulieren. Zusätzlich können wasserlösliche gasförmige
Bestandteile an der Oberfläche der Tropfen absorbiert werden. Die Waschleistung korreliert dabei mit der spezifischen Oberfläche der Tropfen und ist damit dem
Durchmesser der Tropfen umgekehrt proportional. Die nach der Wäsche beladenen Tropfen der Waschflüssigkeit werden aufgrund ihrer Massenträgheit durch die integrierte axiale Gleichstrom-Drallabscheidung in dem nachgeschalteten
Tropfenabscheider sofort aus dem Gasstrom abgeschieden.
Der Grundgedanke besteht im Wesentlichen darin, alle notwendigen Funktionen zum effizienten Abscheiden von Fremdpartikeln aus einem Gasstrom in einem einzigen Apparat durchführen zu können. Dieser Apparat zeichnet sich durch geringen baulichen Aufwand und Einsetzbarkeit in bestehende Rohrsysteme aus.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich also wie folgt
zusammenfassen:
Kompakte Bauweise bei Integration in eine bestehende Rohrleitung.
- Es lassen sich somit erfindungsgemäße Vorrichtungen in eine existierende
Rohrleitung einbauen.
- Je nach Platzverhältnissen lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung vertikal oder horizontal oder geneigt anordnen. Durch gleichzeitige Beschleunigung und Drallerzeugung in einem Ringspalt lässt sich die Waschleistung verbessern.
Der einstellbare freie Strömungsquerschnitt in der Düse ermöglicht eine Anpassung während des Betriebes.
- Im Hinblick auf das Gleichstromprinzip des Zyklonteiles der Vorrichtung ist der Druckverlust in der Rohrleitung gering.
Es bedarf keines Tropfenabscheider-Zyklons als separatem Bauteil.
Die Vorrichtung eignet sich zur Abscheidung von
- Schadgasen, zum Beispiel VOC, HCl, S02, Cl2, NH3, HBR.
Säurenebeln, zum Beispiel HCl, H2S04, H3P04 oder Ölnebeln.
Feinstauben, zum Beispiel Metalle, Metalloxide, Farbpigmente, Flugasche, Ruß, Holz, Salze. Eine solche Vorrichtung vereinigt somit die Funktion der Gaswäsche durch Eindüsung von Flüssigkeit, insbesondere von Wasser, und deren Vernebelung sowie der anschließenden Drallerzeugung. Das Abscheiden der Fremdpartikel verläuft nach dem kombinierten Prinzip eines Venturi-Wäschers mit einem Gleichstromzyklon. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Leitschaufeln zwischen dem Anströmende und dem Abströmende des Verdrängungskörpers angeordnet sind.
In Kombination oder als einzelnes Merkmal kann
- die Wandung der Rohrleitung stromabwärts des Verdrängungskörpers eine oder mehrere Abzweigleitungen für Fremdpartikel aufweisen;
- die Rohrleitung an oder stromabwärts der Öffnungen für Fremdpartikel eine Engstelle aufweisen;
- der Engstelle eine Auslassöffnung zum Austritt des gereinigten Gases
nachgeschaltet sein;
- zum Abführen des gereinigten Gasstromes stromabwärts des
Verdrängungskörpers ein Tauchrohr vorgesehen sein, dessen Einlassöffnung von der Rohrleitung konzentrisch umschlossen ist und den Gasstrom aufnimmt;
- zum Abführen der Fremdpartikel stromabwärts der Einlassöffnung des
Tauchrohres eine oder mehrere Abzweigleitungen vorgesehen sein; - der Verdrängungskörper axial verschiebbar sein;
- der Verdrängungskörper in der eingestellten Axialposition ortsfest sein;
- der Verdrängungskörper rotationsfest aber axial verschiebbar sein. In einer je nach Einbausituation notwendigen Variante kann die Rohrleitung im Bereich des Verdrängungskörpers vertikal verlaufen und der Verdrängungskörper im Gasstrom ohne mechanische Haltevorrichtungen frei schweben.
Bevorzugt kann das Anströmende des Verdrängungskörpers die Gestalt eines Kegels mit gegen die Strömung gerichteter Spitze aufweisen und/oder das Abströmende des Verdrängungskörpers die Gestalt eines Kegels mit stromabwärts gerichteter Spitze aufweisen.
Die Vorrichtung ist zur Durchführung des Verfahrens geeignet, kann aber auch eigenständig betrieben werden.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im Einzelnen folgendes dargestellt: Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus dem Gegenstand von Figur 1 , die Venturi-
Einschnürung sowie den Verdrängungskörper betreffend.
Figur 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Alternativlösung des
Endbereiches der Vorrichtung von Figur 1 .
Die in Figur 1 gezeigte erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Rohrleitung 1 mit einer Einlassöffnung 2 zum Einleiten des zu behandelnden Gasstromes. Die
Strömungsrichtung des Gasstromes ist mit 1 1 bezeichnet. Die Rohrleitung 1 weist eine Venturi-Einschnürung 3 auf. In Strömungsrichtung 1 1 gesehen vor der Venturi-Einschnürung 3 befindet sich eine Einspritzeinrichtung, umfassend eine Mehrzahl von Einspritzdüsen 4 zum Einspritzen von Flüssigkeit in die Rohrleitung 1. Im vorliegenden Falle handelt es sich dabei bevorzugt um Wasser. Die Rohrleitung 1 umschließt einen Verdrängungskörper 5. Dieser ist konzentrisch in der Rohrleitung 1 angeordnet. Das Anströmende 12 des Verdrängungskörpers 5 hat die Gestalt eines Kegels mit gegen die Strömung gerichteter Spitze. Das Abströmende 13 des Verdrängungskörpers 5 hat ebenfalls die Gestalt eines Kegels mit in
Abströmrichtung weisender Spitze.
Der Verdrängungskörper 5 bildet mit der Mantelfläche der Rohrleitung 1 einen
Ringspalt. Außerdem ist er mit Leitschaufeln 6 bestückt. Diese sind auf dem gesamten Umfang des Verdrängungskörpers 5 in gleichmäßiger Anordnung verteilt. Siehe auch Figur 2.
In einem axialen Abschnitt stromabwärts vom Verdrängungskörper 5 befindet sich eine Engstelle 7. Die Rohrleitung 1 ist an dieser Engstelle abrupt auf einen geringeren Durchmesser reduziert. Demgemäß setzt sich Rohrleitung 1 mit geringerem
Durchmesser fort. Dabei kann der Einlass 14 der Rohrleitung 1 mit dem geringeren Durchmesser um eine gewisse Wegstrecke stromaufwärts in den vorausgegangenen Abschnitt mit größerem Durchmesser der Rohrleitung 1 hineinragen (Tauchprinzip). An der Engstelle 7 wird ein Teilstrom 15 abgezweigt, dabei ist die Abzweigleitung 8 an den Abschnitt größeren Durchmessers von Rohrleitung 1 tangential angeschlossen, vgl. Figur 1 , Schnittbild rechts.
Alternativ zur Gestaltung von Figur 1 des Endabschnittes einer erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Endabschnitt auch so gestaltet werden, wie in Figur 3 gezeigt. Wie man sieht, verläuft die Rohrleitung 1 vertikal. Es ragt hierbei ein Tauchrohr 9 in die Rohrleitung 1 hinein. Die Einlassöffnung 10 des Tauchrohres 9 ist von Rohrleitung 1 konzentrisch umschlossen. Der abgezweigte Teilstrom 15 besteht im Übrigen vorzugsweise aus kontaminierter Flüssigkeit.
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt:
Ein mit Fremdpartikeln beladender Luftstrom tritt durch die Einlassöffnung 2 der Rohrleitung 1 ein. Der Luftstrom gelangt sodann zu dem Kranz von Einspritzdüsen 4. Diese können sich kurz vor oder innerhalb der Venturi-Einschnürung 3 befinden. Die dabei auftretenden hohen Scherkräfte zwischen Luft und Flüssigkeit führen zu einer Bildung äußerst feiner Flüssigkeitstropfen. An diese lagern sich die Fremdstoffe an. Durch den Ringspalt zwischen Verdrängungskörper 5 und der inneren Mantelfläche der Rohrleitung 1 wird eine starke Beschleunigung erzeugt. Der Verdrängungskörper 5 mit seinen Leitschaufeln 6 wirkt als Drallerzeuger, der die Strömungsgeschwindigkeit zusätzlich erhöht und damit auch die Scherkräfte zwischen Luft und partikelbeladenen Flüssigkeitströpfchen. Die Flüssigkeitströpfchen werden im Scherfeld zwischen
Verdrängungskörper 5 und Wandung der Rohrleitung 1 weiter zerrissen. Damit wird die spezifische Oberfläche vergrößert und die Absorptionsfähigkeit erhöht. Im Ringspalt ist der freie Querschnitt zwischen der Flüssigkeit einerseits sowie disperser oder gasförmiger Verunreinigung andererseits verkleinert. Hierdurch wird die
Kontakthäufigkeit zwischen Fremdpartikeln und zu reinigender Luft erhöht. Zusätzlich wird aufgrund der Trägheit der dispersen Phase eine zur Vermischung von
Gasgemisch und Fremdpartikeln oder Tropfen im Bereich des Verdrängungskörpers erzwungen. Alle beschriebenen Effekte wirken sich positiv auf die Waschleistung aus.
Die Leitschaufeln 6 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel am Verdrängungskörper 5 angeordnet. Stattdessen können sie aber auch an der Leibung der Rohrleitung 1 fixiert sein. Das anschließende Abscheiden der beladenen Waschflüssigkeitstropfen aus der rotierenden Luftströmung erfolgt nach dem Prinzip eines Gleichstromzyklons. Hierbei verlaufen Anströmung und Abströmung ohne interne Richtungsumkehr. Siehe die Figur 3. Der Verdrängungskörper 5 kann, bevorzugt mit einer Einsteilvorrichtung 16, axial verschiebbar sein. Ist er einmal in eine bestimmte Axialposition eingestellt, so ist er zunächst ortsfest. Damit lässt sich der Strömungsquerschnitt an der Eindüsstelle des Wassers justieren, entsprechend den Anforderungen des Betriebes. Es ist aber auch folgende Ausführung denkbar: Die Rohrleitung 1 verläuft im Bereich des Verdrängungskörpers 5 vertikal. Der Verdrängungskörper muss nicht zwingend fixiert sein, beispielsweise durch mechanische Anschlüsse an die feste Umgebung. Vielmehr kann er sich in der Strömung frei bewegen, vorzugsweise nur in axialer Richtung, somit auf und ab. Er ist im Übrigen genauso ausgeführt, wie der zuvor beschriebene Verdrängungskörper 5 mit den Leitschaufeln 6. Er übt seine Funktionen genauso aus, wie der ortsfeste Verdrängungskörper: Er bildet somit einen Ringspalt zusammen mit der Innenfläche der Wandung der Rohrleitung 1 ; außerdem erzeugt er einen Drall. Sein Gewicht kann derart bemessen werden, wie dies den Anforderungen der Praxis entspricht. Dabei ist aber eine Führungsvorrichtung vorgesehen, so dass der Verdrängungskörper zwar axial in der Rohrleitung 1 beweglich ist und gleichzeitig für die Rotationsbewegung des Gasstromes sorgen kann. Dies kann durch eine entsprechende geometrische Anordnung (nicht dargestellt), beispielsweise durch eine Nut im Verdrängungskörper, in die ein Führungsblech oder eine Feder, verbunden mit der Laibung der Rohrleitung 1 , eingreift. In einer derartigen Anordnung kann der Verdrängungskörper auch eine Funktion als eine Art Rückschlagventil oder
Verschlusseinheit bei Abwesenheit des Gasstromes für die Rohrleitung 1 übernehmen. 1455
Bezugszeichenliste: P1455
1 Rohrleitung
2 Einlassöffnung
3 Venturi-Einschnürung
4 Einspritzdüse
5 Verdrängungskörper
6 Leitschaufel
7 Engstelle
8 Abzweigleitung
9 Tauchrohr
10 Einlassöffnung
1 1 Strömungsrichtung
12 Anströmende
13 Abströmende
14 Einlass
15 Teilstrom
16 Einsteilvorrichtung

Claims

Patentansprüche
Vorrichtung zum Abscheiden von Fremdpartikeln aus einem Gasstrom, umfassend die folgenden Merkmale:
eine Rohrleitung (1) mit einer Einlassöffnung (2) zum Einleiten des zu behandelnden Gasstromes;
eine Venturi-Einschnürung (3) in der Rohrleitung (1 );
wenigstens eine vor oder in der Venturi-Einschnürung (3) angeordnete Einspritzdüse (4) zum Einspritzen von Flüssigkeit in die Rohrleitung;
einen in der Rohrleitung (1 ) angeordneten Verdrängungskörper (5), der mit der inneren Mantelfläche der Rohrleitung (1) einen Ringspalt bildet und der sich in axialer Richtung wenigstens über den Ausgangsbereich der Venturi- Einschnürung (3) erstreckt;
es sind Leitschaufeln (6) vorgesehen, die am Verdrängungskörper (5) oder im Bereich des Verdrängungskörpers (5) an der Leibung der Rohrleitung (1) angeordnet sind;
die Rohrleitung (1) weist stromabwärts des Verdrängungskörpers (5) eine Einrichtung zum Abführen von Fremdpartikeln aus dem Umfangsbereich ihres Querschnittes, sowie von gereinigtem Gas aus dem zentralen Bereich ihres Querschnittes auf.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dad urch geken nzeich net, dass sich die Leitschaufeln (6) zwischen dem Anströmende (12) und dem Abströmende (13) des Verdrängungskörpers (5) befinden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet d u r c h die folgenden Merkmale:
die Wandung der Rohrleitung (1 ) weist stromabwärts des
Verdrängungskörpers eine oder mehrere Auslassöffnungen für
Fremdpartikel auf;
die Rohrleitung an oder stromabwärts der Öffnungen weist für
Fremdpartikel eine Engstelle (7) auf;
der Engstelle (7) ist eine Auslassöffnung zum Austritt des gereinigten Gases nachgeschaltet. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet d u r c h die folgenden Merkmale:
zum Abführen des gereinigten Gasstromes ist stromabwärts des
Verdrängungskörpers (5) ein Tauchrohr (9) vorgesehen, dessen
Einlassöffnung (10) von der Rohrleitung (1) konzentrisch umschlossen ist und den Gasstrom aufnimmt;
zum Abführen der Fremdpartikel sind stromabwärts der Einlassöffnung (10) des Tauchrohres (9) eine oder mehrere Abzweigleitungen (8) vorgesehen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h
gekennzeich net, dass der Verdrängungskörper (5) axial verschiebbar und/oder in der eingestellten Axialposition ortsfest ist.
Verdrängungskörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h gekennzeich net, dass die Rohrleitung (1) im Bereich des
Verdrängungskörpers (5) vertikal verläuft, und dass der Verdrängungskörper (5) im Gasstrom ohne mechanische Haltevorrichtungen frei schwebt, bevorzugt mit einer Rotationssperre.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Anströmende (12) des Verdrängungskörpers (5) die Gestalt eines Kegels mit gegen die Strömung gerichteter Spitze aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüchel bis 7, d a d u r c h
gekennzeich net, dass das Abströmende (13) des Verdrängungskörpers (5) die Gestalt eines Kegels mit stromabwärts gerichteter Spitze aufweist.
Verfahren zum Abscheiden von Fremdpartikeln aus einem Gasstrom, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
Einbringen eines mit Fremdpartikeln beladenen Gasstromes in eine Rohrleitung (1), die eine Venturi-Einschnürung 3 zur Erhöhung der Geschwindigkeit des Gasstromes aufweist,
Eindüsen von Flüssigkeit in den Gasstrom mittels Einspritzdüsen vor oder während des Durchströmens der Venturi-Einschnürung 3,
weiteres Erhöhen der Geschwindigkeit des Gasstromes mittels einen den Querschnitt verringernden koaxialen Verdrängerkörper (5) innerhalb der Rohrleitung (1 ),
Erzeugung eine Rotationsströmung des Gasstromes um die axiale Erstreckung der Rohrleitung mittels Leitschaufeln (6) zur Anlagerung der Fremdpartikel und der Flüssigkeit in der Nähe der Leibung der Rohrleitung (1 ) und
Abtrennung der Flüssigkeit mit den Fremdpartikeln als sich an der Leibung der Rohrleitung 1 angrenzenden Teilstromes (15) vom sich im zentralen Bereich des Querschnitts befindlichen Gasstrom.
EP14725035.1A 2013-05-06 2014-05-06 Vorrichtung und verfahren zum abscheiden von fremdpartikeln aus einem gasstrom Active EP2994236B1 (de)

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