DE19736761A1 - Reinigungseinrichtung zur Abscheidung gas- oder partikelförmiger Inhaltsstoffe aus Gasströmen - Google Patents
Reinigungseinrichtung zur Abscheidung gas- oder partikelförmiger Inhaltsstoffe aus GasströmenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Reinigungseinrichtung zur Ab
scheidung gas- oder partikelförmiger Inhaltsstoffe aus Gas
strömen mit einer Vielzahl von Drallsprühdüsen zum Einbringen
und Verteilen einer Waschflüssigkeit in dem Gasstrom.
Zur Abscheidung gas- oder partikelförmiger Inhaltsstoffe aus
Luft- oder Gasströmen werden sogenannte Gaswäscher einge
setzt, bei denen eine Waschflüssigkeit über eine Vielzahl von
Sprühdüsen in den Gasstrom möglichst gleichmäßig verteilt
über den Querschnitt eingeführt wird. Solche Gaswäscher, die
auch als Düsenwäscher bezeichnet werden, sind in der groß
technischen Ausführung beispielsweise Rauchgasreinigungsanla
gen, in denen saure Rauchgasbestandteile wie Schwefeldioxid,
Chlor oder Fluorwasserstoff, sowie in geringerem Umfang auch
Rauchgasstäube durch Verwendung entsprechender Waschflüssig
keiten abgeschieden werden.
Die in solchen Gaswäschern eingesetzten Düsen werden in der
Regel als Dralldüsen ausgeführt. Dem Flüssigkeitsstrom, der
durch die Düse austritt, wird dabei in der Düse oder beim
Verlassen der Düse ein Drall aufgeprägt, so daß die Flüssig
keitströpfchen neben den Geschwindigkeitskomponenten in axia
ler und radialer Richtung - wie sie ein Sprühkegel enthält -
auch eine Umfangskomponente aufweisen. Diese Drallerzeugung
hat sich günstig für den Zerstäubungsprozeß erwiesen, weil
damit ein feines Tropfenspektrum, eine Sprühstrahlstabilität
und die entsprechende Strahlaufweitung zur Verteilung der
Waschflüssigkeit im Gasstrom erreicht wird. Sprühdüsen ähnli
cher Art, bei denen ein Drall zur Erzeugung eines kegelförmi
gen Schleiers vorgesehen ist, sind aus der DE-OS 26 11 387
bekannt, wo ein Zerstäuber für Schlämme beschrieben ist, bei
dem die Flüssigkeit tangential in eine kreisförmige Kehle
eingeführt und in Gestalt eines kegelförmigen Schleiers aus
feinen Tröpfchen mindestens über einen Rand austritt.
Es hat sich gezeigt, daß bei den eingangs genannten Anordnun
gen mit einer Vielzahl von Drallsprühdüsen Nachteile hin
sichtlich einer gleichmäßigen Durchströmung des Wäschers auf
treten, die auch die Abscheideleistung beeinträchtigten. Dies
ist, insbesondere bei Gaswäschern der Fall, die in der Form
großer Rauchgaswäscher im Gegenstromprinzip arbeiten. Bei
diesen wird der Gasstrom durch einen seitlichen Gaseintritts
stutzen in einen Führungskanal des Wäschers eingeführt,
durchströmt diesen von unten nach oben, wird in einem Gegen
strombereich mit der Waschflüssigkeit aus der Vielzahl
gleichmäßig auf dem Querschnitt verteilter Düsen besprüht und
tritt dann aus einem seitlich angeordneten oder zentral ange
ordneten Austrittsstutzen wieder aus. Zwischen den einge
düsten Waschflüssigkeitströpfchen und der Gasströmung findet
dabei ein Impulsaustausch statt, der sich in der Hauptsache
als Druckverlust bemerkbar macht, den die Strömung bei Durch
strömung des Wäschers erleidet. Der gleichsinnige Drall der
Sprühdüsen führt aber auch dazu, daß längs der Wände des Wä
schers ein in bzw. gegen die Einströmrichtung des Gasstromes
gerichteter Impuls auf diese übertragen wird, der wiederum
eine großräumige Drehung des Strömungsfeldes des Gasstromes
bewirkt. Dies wiederum führt zu einer asymmetrischen Durch
strömung des Gaswäschers. Es hat sich gezeigt, daß die
Gasströmung vom Eintrittsstutzen aus mit geringem Druckver
lust längs der linken Wäscherwand in die linke hintere Ecke
vordringen und dort ungenügend abgereinigt und mit relativ
hoher Geschwindigkeit aufsteigen kann. Dadurch entsteht eine
sehr inhomogene und ausgeprägte asymmetrische Verteilung der
Restinhaltsstoffe in der Gasströmung hinter dem Wäscher. Aus
der inhomogenen Abscheidung im Wäscher ergibt sich wiederum
ein schlechter Wirkungsgrad.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Ab
hilfe durch einfache Maßnahmen zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Reinigungseinrich
tung der eingangs genannten Art vorgesehen, daß Drallsprühdü
sen mit, bezogen auf die Hauptströmungsrichtung des Gasstro
mes, unterschiedlichen Drallrichtungen zur Kompensation eines
Dralles in der Hauptströmung verwendet werden. Durch diese
Ausgestaltung gelingt es, daß es durch die Überlagerung der
Einzelwirbel der abwechselnd mit Links- oder mit Rechtsdrall
angeordneten Drallsprühdüsen zu einer Auslöschung der Drall
komponenten kommt, so daß eine Rückwirkung auf die Gasströ
mung nicht oder nur in stark abgeschwächter Form erfolgt.
Dies wiederum führt zu einer gleichmäßigen Abscheidung und
dadurch zu einem höheren Wirkungsgrad, ohne daß zusätzliche
kostenaufwendige Maßnahmen ergriffen werden müssen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung bei einer Reini
gungseinrichtung mit in Reihen nebeneinander angeordneten
Drallsprühdüsen kann vorgesehen werden, daß benachbarte
Drallsprühdüsen in jeder Reihe gegensinnige Drallrichtungen
aufweisen, so daß auf verhältnismäßig kleinem Raum schon die
erwünschte Überlagerung der Einzelwirbel und damit eine ins
gesamt weitgehend drallbefreite Strömung erreicht wird. Vor
teilhaft ist es dabei in Weiterbildung der Erfindung bei ei
nem Gaswäscher mit einem Führungskanal für den Gasstrom, der
in Abstand vor den Drallsprühdüsen einen quer in ihn einmün
denden Eintrittsstutzen für den Gasstrom hat, wenn die Reihen
der Drallsprühdüsen quer zu der Eintrittsrichtung des Gass
tromes in dem Führungskanal verlaufen. In Weiterbildung der
Erfindung kann bei einem mit einem symmetrisch zu einer durch
den Eintrittsstutzen verlaufenden Mittelebene aufgebauten
Führungskanal vorgesehen werden, daß die Drallsprühdüsen, die
links von der Mittelebene liegen, einen Drall gegensinnig zu
dem Drall der spiegelbildlich zu ihnen rechts von der Mitte
lebene liegenden Drallsprühdüsen aufweisen. Es ist außerdem
aber auch möglich, Düsen gleicher Drallrichtung an die Ein
strömbedingungen in den Wäscher angepaßt zu gruppieren, so
daß die Durchströmung auch dadurch positiv beeinflußt werden
kann. So kann in Weiterbildung der Erfindung beispielsweise
die Tangentialkomponente der angrenzend zu den parallel zur
Mittelebene verlaufenden Wänden des Führungskanales angeord
neten Drallsprühdüsen zu der Seite des Führungskanales hin
weisen, die mit dem Eintrittsstutzen versehen ist. Durch eine
solche Düsenanordnung kann in der Nähe der Seitenwände des
Wäschers eine der Einströmung entgegengerichtete Impulskompo
nente des Regelfeldes aufgebaut werden. Damit wird der Nei
gung der Gasströmung entgegengewirkt, längs der regenverarm
ten Seitenwände zur gegenüberliegenden Wäscherwand zu strömen
und dort ungereinigt aufzusteigen. Statt dessen wird das noch
nicht abgereinigte Rauchgas verstärkt in das intensive, neu
trale Regenfeld des Wäschers hineingezogen.
In Weiterbildung der Erfindung eignet sich für eine Reini
gungseinrichtung der eingangs genannten Art ganz besonders
eine Drallsprühdüse, die als Doppeldrallsprühdüse mit zwei
koaxialen, entgegengesetzt austretenden Sprühstrahlen mit
entgegengesetztem Drall ausgebildet ist. Es gibt zwar Doppel
strahldrallsprühdüsen (DE 26 11 387 A1), dort treten aber die
beiden entgegengesetzten Sprühstrahlen mit gleichem Drall
aus. Mit solchen Düsen könnte daher eine Drallkompensation in
der Strömung nicht erreicht werden.
Natürlich wäre es auch möglich, anstelle der erfindungsgemä
ßen Doppeldrallsprühdüsen mit entgegengesetztem Drall der
Sprühstrahlen auch zwei Drallsprühdüsen bekannter Bauart vor
zusehen, wobei diese Düsen um 180° zueinander versetzt sind.
Dies würde aber die Verwendung einer doppelt so großen Anzahl
Sprühdüsen notwendig machen, was den Aufwand zu sehr erhö
hen würde. Die neuen Doppeldrallsprühdüsen mit entgegenge
setztem Drall der Austrittsstrahlen lassen sich verhältnismä
ßig einfach herstellen, wie noch erläutert werden wird. Sie
brauchen auch jeweils nur einen Waschflüssigkeitsanschluß,
wenn sie entsprechend ausgelegt sind.
In Weiterbildung der Erfindung weist die neue Drallsprühdüse
daher zwei koaxial angeordnete, mit ihren Austrittsöffnungen
nach entgegengesetzten Richtungen weisende Drallkammern auf,
die eine gemeinsame, jeweils in dem von den Austrittsöffnun
gen abgewandten Bereich mündende Zuströmöffung aufweisen, die
in jede Kammer mit einem Arm mündet, der tangential zur zuge
ordneten, aber jeweils von der Mittelebene der Zuströmöffnung
aus auf entgegengesetzten Seiten liegenden Kammerwand ausge
richtet ist. Durch diese Ausgestaltung kann ein gemeinsamer
Zuflußstutzen vorgesehen werden, dennoch werden durch die ge
trennten Zuführarme unterschiedliche Drallrichtungen in den
beiden entgegengesetzt austretenden Sprühstrahlen erreicht.
Auch der durch die Sprühstrahlen auf die Strömung im Wäscher
bewirkte Impulseintrag, der zu einem Gegendruck führt, wird
durch die neue Düse kompensiert.
In Weiterbildung der Erfindung können beide Drallkammern Tei
le von Hohlkegel- oder Vollkegelsprühdüsen sein. Dabei ergibt
sich dies Möglichkeit, die Düse als Hohlkegelsprühdüse da
durch auszubilden, daß eine gemeinsame Trennwand jeweils den
Boden der Drallkammern bildet, und daß diese Trennwand in der
Düsenachse mit einer Öffnung versehen ist. In Weiterbildung
dieses Gedankens kann die Öffnung durch eine mittige Ein
schnürung im Bereich der Zulauföffnung der Drallkammer gebil
det sein, und es kann zur weiteren Entkopplung der Drallkam
mern eine Lochscheibe in die Öffnung eingelegt sein, deren
Durchmesser nicht größer ist als eine der Austrittsöffnungen,
damit eine Montage der Lochscheibe möglich ist.
Die Doppelsprühdüse kann aber auch so ausgebildet werden, daß
die Trennwand beidseitig mit Erhebungen und Vertiefungen zur
Erzeugung je eines Vollkegelsprühstrahles versehen ist. Es
ist aber auch möglich, auf eine Trennwand zu verzichten und
in jeder Drallkammer, die nun jeweils nicht durch einen tan
gential zu ihrer Wand verlaufenden Arm beschickt zu werden
braucht, einen Dralleinsatz vorzusehen, der den erwünschten
gegensinnigen Drall in beiden Drallkammern erzeugt. In Wei
terbildung dieses Gedankens kann zwischen den Dralleinsätzen
auch eine Trennwand vorgesehen sein, der Erhebungen zur Sta
bilisierung der Strömung zugeordnet sind.
Schließlich ist es auch noch möglich, die koaxialen Drallkam
mern und deren Austrittsöffnungen nicht gleich groß zu ge
stalten, so daß mit solchen Düsen nur eine Teilkompensierung
des Dralles erreicht wird, was beispielsweise bei Einsatz
dieser Düsen in der vorher angedeuteten Weise im Wandbereich
von Vorteil sein kann.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der
Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es
zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Gegen
stromwäscher nach der Erfindung,
Fig. 2 die vergrößerte Darstellung des Schnittes durch Fig.
1 längs der Linie II-II,
Fig. 3 einen Schnitt ähnlich Fig. 2, jedoch durch einen
Gaswäscher mit einem kreisförmigen Führungskanal für
das Gas,
Fig. 4 einen Gegenstromwäscher im Längsschnitt ähnlich Fig.
1, jedoch in einer anderen Ausführungsform der Er
findung,
Fig. 5 den Schnitt durch den Führungskanal des Gegenstrom
wäschers der Fig. 4 längs der Linie V-V in einer
vergrößerten Darstellung,
Fig. 6 eine vergrößerte Seitenansicht einer der Doppel
strahldüsen, wie sie bei der Ausführungsform der
Fig. 4 und 5 eingesetzt sind,
Fig. 7 die Schnittdarstellung der Doppelstrahldüsen der
Fig. 6 längs der Schnittlinie VII-VII in Fig. 6,
Fig. 8 eine Drallsprühdüse ähnlich Fig. 6, jedoch in einer
anderen Ausführungsform,
Fig. 9 den Querschnitt der Drallsprühdüse der Fig. 8 in ei
ner Darstellung gemäß Fig. 7,
Fig. 10 eine weitere Ausführungsform einer Drallsprühdüse
nach der Erfindung,
Fig. 11 den Querschnitt durch die Drallsprühdüse der Fig.
10,
Fig. 12 den Querschnitt durch eine Drallsprühdüse ähnlich
den Fig. 10 und 11, jedoch in einer Variante,
Fig. 13 eine weitere Variante einer Drallsprühdüse nach der
Erfindung,
Fig. 14 den Schnitt durch die Drallsprühdüse der Fig. 13
längs der Linie XIV-XIV in einer Bauart mit Drall
einsätzen in den Drallkammern,
Fig. 15 eine Variante der Drallsprühdüse der Fig. 13 mit ei
ner Trennwand zwischen den Dralleinsätzen,
Fig. 16 den Schnitt durch die Drallsprühdüse der Fig. 15,
Fig. 17 den Schnitt durch die Drallsprühdüse nach Fig. 16
längs der Schnittlinie XVII-XVII,
Fig. 18 eine weitere Variante einer Drallsprühdüse nach der
Erfindung ohne Dralleinsätze,
Fig. 19 den Schnitt durch die Drallsprühdüse der Fig. 18,
und
Fig. 20 die Darstellung des Querschnittes nach der Schnitt
linie XX-XX in Fig. 19.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Gegenstromgaswäscher gezeigt, der
beispielsweise für die Rauchgasreinigung eingesetzt werden
kann. Der Gegenstromwäscher besteht aus einem senkrecht ange
ordneten schachtartigen Führungskanal 1 mit rechteckigem
Querschnitt, wobei in diesem Führungskanal etwa im unteren
Drittel seitlich ein Eintrittsstutzen 2 mündet, durch den das
zu reinigende Rohgas zunächst in einen Eintritts- und Vertei
lungsbereich im Sinn des Pfeiles 3 eingeleitet werden kann.
Dieses Rohgas strömt nach oben und wird im oberen Drittel des
Führungskanals 1 im Bereich 9 im Gegenstrom mit einer Wasch
flüssigkeit besprüht, die aus einer Vielzahl von gleichmäßig
über dem Querschnitt des Führungskanals verteilten Drall
sprühdüsen 4 im Sinn der Pfeile 5 austritt. Diese Waschflüs
sigkeit wird über eine Pumpe 6 aus einem Sumpf 7 abgezogen,
der sich am unteren Ende des Führungskanales 1 unterhalb des
Eintrittsstutzens 2 befindet. In diesem Sumpf lagern sich zum
einen die durch die Waschflüssigkeit aus dem aufsteigenden
Rohgas abgeschiedenen gas- oder partikelförmigen Inhalts
stoffe ab. Der Sumpf 7 wird außerdem aber auch über eine wei
tere Pumpe 8 mit Waschflüssigkeit versorgt. Das durch den Be
reich 9 der Sprühdüsen 4 im Führungskanal 1 nach oben ge
strömte Rohgas wird dann in einem Tropfenabscheider 10 von
der beim Durchströmen des Bereiches 9 mitgerissenen Flüssig
keit befreit und tritt im Sinn des Pfeiles 11 als Reingas aus
dem Austrittsstutzen 12 des Führungskanals 1 aus.
Wie Fig. 1 weiter noch zu entnehmen ist, sind die Drallsprüh
düsen 4 in drei Ebenen im Bereich 9 übereinander angeordnet,
wobei jede Sprühdüsenebene über die Leitungen 13, 14, 15 ge
trennt mit Waschflüssigkeit versorgt werden kann, die unter
einem bestimmten Druck, der über Druckregelventile 16 ein
stellbar ist, den Drallsprühdüsen 4 im Sinn der Pfeile 17 zu
führbar ist.
Die Fig. 2 zeigt, daß in jeder Ebene die Drallsprühdüsen 4
jeweils in Reihen 18 im gleichen Abstand zueinander angeord
net sind, die parallel zueinander und rechtwinklig zu der
Eintrittsrichtung 3 des Rohgases verlaufen. Die Fig. 2 läßt
auch erkennen, daß in jeder Reihe 18 benachbarte Sprühdüsen 4
bzw. 4' unterschiedliche Drallrichtungen 19 bzw. 20 aufwei
sen. So ist der Drall 19 im Gegenuhrzeigersinn, der Drall 20
dagegen im Uhrzeigersinn ausgerichtet. Die Gesamtanordnung
ist dabei so getroffen, das die im Bereich der Seitenwände 21
des Führungskanales 1 liegenden Düsen jeweils einen solchen
Drall aufweisen, daß ihre der jeweiligen Wand 21 zugewandte
Tangentialkomponente 22 bzw. 22' in Richtung zum Eintritts
stutzen 2 verläuft. Diese Gesamtanordnung der Drallsprühdüsen
4 bzw. 4', die in den einzelnen Ebenen gleich oder auch zu
mindest in einer Ebene versetzt zur benachbarten Ebene sein
kann, bewirkt zum einen, daß die gesamte Strömung im Bereich
9 keinen ausgeprägten Gesamtdrall aufweist, der zu einer un
gleichmäßigen Durchströmung im Führungskanal 1 führen könnte.
Während bei der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 ein recht
eckiger Führungskanal 1 vorgesehen ist, zeigt die Fig. 3 eine
Variante, bei der ein Führungskanal 1' mit kreisrundem Quer
schnitt vorgesehen ist. Hier kann nun vorgesehen werden, daß
die Drallsprühdüsen 4 bzw. 4' bezogen auf die durch den Ein
trittsstutzen 2 verlaufende Mittelebene 23 jeweils zur Hälfte
im Querschnitt so verteilt werden, daß links von der Mittel
ebene 23 Drallsprühdüsen 4 vorgesehen werden, die einen Drall
Gegenuhrzeigersinn haben und rechts von der Mittelebene 23
die Drallsprühdüsen 4', die einen im Uhrzeigersinn verlaufen
den Drall besitzen. Auch bei dieser Variante ergibt sich dann
im Bereich der Wandung 21' eine Tangentialkomponente, die
längs der Wandung 21' zum Eintrittsstutzen 2 hin gerichtet
ist.
Während bei den Ausführungsformen der Fig. 1, 2 und 3
Drallsprühdüsen üblicher Bauart vorgesehen waren, die aller
dings in besonderer Weise angeordnet worden sind, wird bei
der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 eine neue Art von
Drallsprühdüsen 40 vorgesehen, wie sie im einzelnen anhand
der Fig. 6 bis 20 noch beschrieben werden wird. Diese
Drallsprühdüsen sind sogenannte Doppelstrahlsprühdüsen, bei
denen etwa koaxial verlaufende, aber in entgegengesetzte
Richtungen austretende Sprühstrahlen verwendet werden, die
jeweils einen entgegengesetzten Drall aufweisen. So ist in
Fig. 4 beispielsweise in der unteren Ebene des Bereiches 9
eine Anordnung von Doppelstrahlsprühdüsen vorgesehen, die
einmal die Waschflüssigkeit im Sinn der Pfeile 5 im Gegen
strom zu der Strömung des durch den Eintrittsstutzen 2 zuge
führten Gases sprüht, gleichzeitig aber auch in der Strö
mungsrichtung des Gases gemäß den Pfeilen 24 entgegengesetzt
zu der Sprühstrahlrichtung 5 der ersten Strahlen. Gleiches
gilt auch für die zweite Ebene der Sprühdüsen 40. Der Drall
der im Sinn der Pfeile 5 bzw. 24 austretenden Sprühstrahlen
ist dabei entgegengesetzt, so daß beispielsweise der Drall
der in Richtung der Pfeile 5 austretenden Sprühstrahlen der
Doppelstrahldüsen 40 im Gegenuhrzeigersinn, der Drall der im
Sinn der Pfeile 24 aus den gleichen Doppelstrahldüsen 40 ent
gegengesetzt austretenden Sprühstrahlen dagegen im Uhrzeiger
sinn verläuft. Diese Ausgestaltung führt dann dazu, daß eine
Anordnung von Düsen nebeneinander in den einzelnen Reihen
nicht mit entgegengesetzt verlaufendem Drall erfolgen muß.
Vielmehr können, wie schon angedeutet, alle nach unten, d. h.
im Gegenstrom zum strömenden Gas gerichteten Sprühstrahlen im
Uhrzeiger- oder im Gegenuhrzeigersinn, die entgegengesetzt
gerichteten Strahlen mit einem entgegengesetzt verlaufenden
Drall versehen sein. Der durch die Sprühstrahlen auf die Ge
samtströhmung des Gases ausgeübte Drehimpuls wird dadurch
kompensiert, so daß auch durch eine solche Verwendung von
neuen Doppelstrahlsprühdüsen die gewünschte Drallkompensation
erreicht werden kann.
Fig. 5 zeigt, daß gesehen in Richtung der Schnittlinie V-V
alle Sprühdüsen 40 einen Drall im Gegenuhrzeigersinn ausüben,
während die - nicht gezeigten - entgegengesetzt gerichteten
Sprühstrahlen einen Drall im Uhrzeigersinn ausüben.
Die Fig. 6 und 7 zeigen eine erste Ausführungsform einer sol
chen neuen Doppelstrahlsprühdüse nach der Erfindung, wie sie
anstelle der besonderen Anordnung üblicher Drallsprühdüsen
nach den Fig. 1 und 2 in einer Anordnung nach Fig. 4 vorgese
hen sein können. Die neuen Doppelstrahlsprühdüsen lassen sich
aber nicht nur für die gezeigten Gaswäscher verwenden. Sie
können überall da vorgesehen werden, wo es sinnvoll ist,
durch Sprühstrahlen keine Drehimpulse auf eine Strömung aus
zuüben bzw. sie dann zu verwenden, wenn eine Drallkompensati
on zweckmäßig erscheint, oder wenn es geboten oder zweckmäßig
erscheint, zwei Drallsprühdüsen üblicher Bauart durch eine
Doppeldrallsprühdüse nach der Erfindung zu ersetzen.
Die Fig. 6 und 7 lassen erkennen, daß die neue Doppeldrall
sprühdüse aus einem Düsengehäuse 41 besteht, in dem zwei Kam
mern 42 und 43 ausgebildet sind, die als Drallkammern dienen
und jeweils mit einer Austrittsöffnung 44 bzw. 45 versehen
sind. Die beiden Kammern 42 und 43 sind durch eine Trennwand
46 gegeneinander abgeschlossen, die bis in einen Eintritts
stutzen 47 hereinragt, durch den das zu versprühende Medium,
beim Ausführungsbeispiel daher die Waschflüssigkeit, eintritt
und sich dann auf die beiden Kammern 42 und 43 verteilt. Wie
Fig. 6 zeigt, ist dabei die Durchtrittsöffnung 48 vom Ein
trittsstutzen 47 in die Kammern 42 und 43 als ein unter einem
Winkel α von 45° zu der Düsenachse 49 geneigtes Langloch
ausgebildet, das so gelegt ist, daß sein oberhalb der Trenn
wand 46 liegende Bereich 48a und der unterhalb derselben lie
gende Bereich 48b gleich groß ausgebildet sind. Durch den Be
reich 48a der Öffnung 48 kann nun die zu versprühende Flüs
sigkeit in die obere Kammer 42 und durch den unteren Bereich
48b in die untere Kammer 43 eintreten. Die Ausgestaltung des
Eintrittsstutzens 47 und die Anordnung der Öffnung 48 wird
dabei so gewählt, daß der in die Kammer 42 eintretende Anteil
der durch den Stutzen 47 kommenden Flüssigkeit etwa tangen
tial zu der in Fig. 6 rechts gelegenen Wand der Kammer 42 und
der durch den unteren Bereich 48 eintretende Anteil der Flüs
sigkeit etwa tangential an die in Fig. 6 linke Wand der Kam
mer 43 gelenkt wird. In der Kammer 42 entsteht dadurch eine
Drallströmung im Gegenuhrzeigersinn, in der Kammer 43 dagegen
im Uhrzeigersinn. An den Austrittsöffnungen 44 und 45 der so
geschaffenen Doppelstrahldralldüse treten daher Sprühstrahlen
mit entgegengesetztem Drall aus. Da die austretende Menge und
die Größe des Dralls gleich groß gehalten werden kann, wird
in der in Richtung der Achse 49 bei dem Gegenstromwäscher der
Fig. 4 der Drall der einzelnen Düsen 40 kompensiert, so daß
die Gasströmung im Bereich 9 insgesamt keinen Drall in der
einen oder anderen Richtung aufgeprägt erhält.
Wie die Fig. 6 und 7 zeigen, sind beide Kammern 42 und 43
koaxial zueinander angeordnet. Ihre Öffnungen 44 und 45 al
lerdings liegen - in an sich bekannter Weise - exzentrisch
versetzt zu der Mittelachse 49 der Kammern 42 und 43.
Die Fig. 8 bis 20 zeigen nun Variationsmöglichkeiten der Dop
pelstrahldralldüsen, wie sie in den Fig. 6 und 7 gezeigt
sind. Die Fig. 13 bis 20 sind dabei nicht mit gleich großen
Drallkammern ausgestattet, so daß mit diesen Düsen nur eine
Teilkompensation des Dralles stattfinden kann, was
aber - insbesondere in der Nähe der Wand des Führungskanales 1,
wie vorher erwähnt - von Vorteil sein kann.
Die Fig. 8 und 9 zeigen eine Variante der Düse der Fig. 6 und
7 insofern, als hier die Trennwand 46 zwischen den Kammern 42
und 43 mit einer kreisrunden Öffnung 50 versehen ist, durch
deren Mitte die Mittelachse 49 der Kammern 42 und 43 geht.
Die vom Eintrittsstutzen 47 in die Kammern 42 und 43 führen
den Öffnungen 51 und 52 sind ähnlich wie die Bereiche 48a und
48b der Fig. 6 gegeneinander und zur Mittelachse 49 so ver
setzt, daß die durch den Stutzen 47 eintretende Gasströmung
wieder zu gleichen Teilen auf die Kammern 42 und 43 aufge
teilt wird, wo sie einen entgegengesetzten Drall erhalten.
Die Öffnung 50 dient in diesem Fall dazu, daß die obere Dü
senkammer 42, wenn die Düse nicht in Betrieb ist, durch die
untere Kammer 43 leerlaufen kann, so daß dadurch auch eventu
ell in der Düse angesammelte Feststoffe ausgespült werden
können.
Wie vorher bereits ausgeführt, bildet die in einer Dralldüse
rotierende Flüssigkeit einen Flüssigkeitswirbel (siehe auch
Fig. 12) 53 bzw. 54, der jeweils beim Austritt aus den Öff
nungen 44 bzw. 45 einen Flüssigkeitsfilm in Form eines Hohl
kegels ergibt, der in Tropfen zerstäubt. Im Inneren der Flüs
sigkeitswirbel befindet sich dabei ein Luftkern 55, und zwar
in jedem der beiden Wirbel 53 und 54. Die Öffnung 50 - bzw.
die Öffnung 60 in Fig. 12 - wird daher so dimensioniert, daß
sich die Flüssigkeitswirbel 53 und 54 nicht berühren, sondern
daß nur die Luftkerne 55 Verbindung haben. Dies gilt auch für
die Öffnung 56 in Fig. 11. Um dies sicherzustellen kann man,
wie Fig. 12 auch zeigt, eine Lochscheibe 57 in die Trennwand
zwischen den Wirbeln 53 und 54 einbringen, deren Bohrung 60
entsprechend bemessen ist. Hier muß allerdings auch sicherge
stellt werden, daß die Lochscheibe 57 keinen größeren Durch
messer aufweist als zumindest eine der beiden Austrittsöff
nungen 44 oder 45, um den Einbau zu gewährleisten.
Die Fig. 10 und 11 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Dop
pelstrahldüse, die auf dem gleichen Prinzip arbeitet wie die
Düsen nach den Fig. 6 bis 9. Hier allerdings ist der Düsen
körper 58 etwa in seiner Mitte mit einer Einschnürung 59 ver
sehen, die in der Mitte die Öffnung 56 bildet, die wiederum
die Verbindung für die in den Kammern 42' und 43' entstehen
den Luftkerne bilden kann. Der Eintrittsstutzen 47' ist in
diesem Fall von einer kurzen Einlaufstrecke 61 ab in zwei
Teilkanäle 61a und 61b aufgeteilt, die aber in der gleichen
Weise wie der tangential an die zugeordneten Kammerwände ge
richtet sind, um den Drall zu erzeugen. Die Fig. 12 zeigt ei
ne Ausführungsform gemäß den Fig. 10 und 11, jedoch mit der
zusätzlich eingesetzten Lochscheibe 57 und mit den schema
tisch eingezeichneten Flüssigkeitswirbeln 53 und 54 und den
auftretenden Hohlkegelstrahlen.
Die Fig. 13 und 14 zeigen nun ebenso wie die Fig. 15 bis 20
einen Düsenkörper 65, in dem ungleich große Kammern 64 und 63
gebildet sind. Der Eintrittsstutzen 66 führt in diesem Fall
ohne schräg verlaufende Arme, wie bei den Ausführungsformen
der Fig. 6 bis 12 in einen Zwischenbereich 67 zwischen den
Kammern 63 und 64, von dem aus die nach beiden Seiten durch
die Öffnungen 68 bzw. 69 austretenden Strahlen durch Drall
einsätze 70 und 71 gebildet werden, die den Kammern 63 bzw.
64 zugeordnet sind. Die Dralleinsätze 70 und 71 sind dabei so
ausgebildet, daß sie einen entgegengesetzten Drall bewirken.
Da die Kammer 64 und die Austrittsöffnung 69 kleiner ist,
kann mit der Dralldüse nach den Fig. 13 und 14 ebenso wie mit
jenen nach den Fig. 15 bis 20 nur eine Teilkompensation des
Dralls erreicht werden.
Die Fig. 15 bis 17 stellen eine Variante der Düse nach den
Fig. 13 und 14 insofern dar, als hier der Zwischenbereich 67,
der in Fig. 14 noch ohne Einbauten ist, durch eine Trennwand
72 unterteilt ist, die mit kegelartigen Erhebungen 73 in
Richtung der Achse 74 der Kammern 63 und 64 versehen ist.
Diese Erhebungen 73 dienen zur Stabilisation der Flüssig
keitswirbel in den Kammern 63 und 64.
Eine solche Stabilisation kann aber auch nach den Fig. 18 bis
20 durch Erhebungen 75 erreicht werden, die an der Trennwand
72 angeordnet sind und nach beiden Seiten hin zu den Kammern
63' und 64' gerichtet verlaufen. Dralleinsätze können in
diesem Fall entfallen, wenn die Flüssigkeitszuführung im Ein
trittsstutzen 66' durch die Anordnung entsprechender Ein
trittsöffnungen und Führungen 80 und 81 jeweils wieder ähn
lich wie bei den Ausführungsformen der Fig. 6 bis 12 tangen
tial an entgegengesetzt liegende Wände erfolgt, wie das durch
die Pfeile 82 und 83 angedeutet ist.
Claims (16)
1. Reinigungseinrichtung zur Abscheidung gas- oder parti
kelförmiger Inhaltsstoffe aus Gasströmen mit einer Vielzahl
von Drallsprühdüsen (4, 40) zum Einbringen und Verteilen ei
ner Waschflüssigkeit in dem Gasstrom, dadurch gekennzeichnet,
daß Drallsprühdüsen (4, 40) mit, bezogen auf die Hauptströ
mungsrichtung (3, 11) des Gasstromes, unterschiedlichen
Drallrichtungen (19, 20) zur Kompensation eines Dralles in
der Hauptströmung vorgesehen sind.
2. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 1 mit in Reihe (18)
nebeneinander angeordneten Drallsprühdüsen, dadurch gekenn
zeichnet, daß benachbarte Drallsprühdüsen (4, 4') in jeder
Reihe (18) gegensinnige Drallrichtungen (19, 20) aufweist.
3. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 2 mit einem Füh
rungskanal (1) für den Gasstrom, der im Abstand vor den
Drallsprühdüsen (4, 40) einen quer in ihn einmündenden Ein
trittsstutzen (2) für den Gasstrom hat, dadurch gekennzeich
net, daß die Reihen (18) quer zu der Eintrittsrichtung (3)
des Gasstromes im Führungskanal verlaufen.
4. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 3 mit einem symme
trisch zu einer durch den Eintrittsstutzen (2) verlaufenden
Mittelebene (23) aufgebauten Führungskanal, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Drallsprühdüsen (4), die links von der Mit
telebene (23) liegen, einen Drall gegensinnig zu dem Drall
der spiegelbildlich zu ihnen rechts von der Mittelebene lie
genden Drallsprühdüsen (4'') aufweisen.
5. Reinigungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Tangentialkomponente (22'), der angrenzend
zu den parallel zur Mittelebene (23) verlaufenden Wänden (21, 21')
des Führungskanales (1, 1') angeordneten Drallsprühdüsen
zu der Seite des Führungskanales hinweisen, die mit dem Ein
trittsstutzen (2) versehen ist.
6. Drallsprühdüse, insbesondere für eine Reinigungsein
richtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als
Doppeldrallsprühdüse mit zwei koaxial, aber entgegengesetzt
austretenden Sprühstrahlen mit entgegengesetztem Drall ausge
bildet ist.
7. Drallsprühdüse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß sie zwei koaxial angeordnete, mit ihren Austrittsöffnun
gen (44, 45) nach entgegengesetzten Richtungen weisende
Drallkammern (42, 43, 63, 64) aufweist.
8. Drallsprühdüse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drallkammern (42, 43, 63, 64) eine gemeinsame, je
weils in dem in den Austrittsöffnungen (44, 45) abgewandten
Bereich mündende Zuströmöffnung (47, 47', 66) aufweisen, die
in jede Kammer mit einem Arm (48a, 48b bzw. 61a, 61b) mündet,
der tangential zur zugeordneten, aber jeweils von der Mittel
ebene der Zuströmöffnung (47) aus auf entgegengesetzten Sei
ten liegende Kammerwand ausgerichtet ist.
9. Drallsprühdüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß beide Drallkammern (42, 43, 63, 64) Teile von Hohlkegel- oder
Vollkegelsprühdüsen sind.
10. Drallsprühdüse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Böden der Drallkammern von einer gemeinsamen Trenn
wand (46, 72) gebildet sind.
11. Drallsprühdüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Düse als Hohlkegelsprühdüse ausgebildet ist und die
Trennwand (46) in der Düsenachse (49) oder in der Achse der
Austrittsöffnungen (44, 45) mit einer Öffnung (50, 56, 60)
versehen ist.
12. Drallsprühdüse nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß die Öffnung (56) durch eine mittige Einschnürung
(59) im Bereich der Zulauföffnung (47') der Drallkammern
(42', 43') gebildet ist.
13. Drallsprühdüsen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß zur weiteren Entkopplung der Drallkammern (42', 43')
eine Lochscheibe (57) in die Öffnung eingelegt ist, deren
Durchmesser nicht größer ist als eine der Austrittsöffnungen
(44, 45)
14. Drallsprühdüse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Trennwand (72) beidseitig mit Erhebungen (73,
75) und Vertiefungen zur Erzeugung je eines Flüssigkeitswir
bels versehen ist.
15. Drallsprühdüse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß in jeder Drallkammer (63, 64) jeweils ein Dralleinsatz
(70, 71) vorgesehen ist, der der eintretenden Flüssigkeit ei
nen Drall aufzwingt, der entgegengesetzt zu dem erzeugten
Drall des anderen Dralleinsatzes ist.
16. Drallsprühdüse nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß zwischen den Dralleinsätzen (70, 71) ein Trennboden
(72) vorgesehen ist, der Erhebungen (73) zur Stabilisierung
der Strömung aufweist.
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