DE2039111A1

DE2039111A1 - Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung des Schwierigkeitsgrades beim Entfernen von Verunreinigungen aus Gasen

Info

Publication number: DE2039111A1
Application number: DE19702039111
Authority: DE
Inventors: Mcilvaine Robert Warren
Original assignee: National Dust Collector Corp
Current assignee: National Dust Collector Corp
Priority date: 1969-08-28
Filing date: 1970-08-06
Publication date: 1971-03-04
Also published as: CA927129A; US3668825A; FR2057926A5; AU1742670A; GB1317633A

Description

DF».-INQ. DIP! !NO. M.SC. D(PL-PMYS. OR. DIPL.-PMY9.

HÖGER-STELLRECHT- GRIESSBACH- HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

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30,7.1970
U.S.Ser.No. 853 767

National Dust Collector Corporation 9933 North Lawler Avenue,
Skokie, Illinois, U.S.A.

Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung des Schwierigkeitsgrades beim Entferne'n von Verunreinigungen aus Gasen.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren, um den Schwierigkeitsgrad beim Entfernen von Verunreinigungen aus Gas zu bestimmen, und betrifft im besonderen ein Verfahren, um einen Index festzulegen, der unmittelbar von der Schwierigkeit des Entfernens von Verunreinigungen aus Gas durch Naßreinigung abhängig ist. Ein so festgestellter Index gibt für den Käufer und den Verkäufer von "Reinigungseinrichtungen einen guten Hinweis für die Auswahl der Einrichtungen, die für die Lösung des betreffenden Verunreinigungsprobleins in Frage kommen, wobei dann die Sicherheit besteht, daß die Verunreinigungen in ausreichender. Weise bis zu einer unteren Höhe oder darunter im Einklang mit den vorhandenen Vorschriften entfernt werden. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

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Durch die Einführung eines veränderlichen Druckabfalls ist bei Naßreinigern/ wie sie beispielsweise in der USA-Patentanmeldung

Ser.No. 816,922 beschrieben und dargestellt sind, eine neue Dimension bei der. Auswahl solcher Einrichtungen hinzugefügt worden. Vor der Entwicklung von solchen einen veränderlichen Druckabfall aufweisenden Na0wäschern war die Konstruktion und die Wahl von derartigen Reinigungseinrichtungen ziemlich einfach und unkompliziert. Wenn die zu entfernende Verunreinigung sehr feiner Staub war, wie er beispielsweise von elektrischen öfen abgegeben wird, so wurde ira allgemeinen angenommen, daß die einzige, hierfür geeignete Einrichtung ein einen außerordentlich hohen Wirkungsgrad aufweisender Sammler sei, beispielsweise ein elektronischer Abscheider oder ein Stoffilter. Als jedoch Naßschrubber mit veränderlichem Druckabfall zur Verfügung standen, stand für die Anwendung ein ganzer Auswahlbereich in Bezug auf Kosten und Wirkungsgrad zur Verfügung, wobei die allgemeine Daumenregel darin bestand, daß der Wirkungsgrad der Reinigung mit dem Druckdifferential zunimmt. Die Kosten eines mit veränderlichem Druck arbeitenden Naßschrubbers von 100 PS würden dabei viel günstiger erscheinen als die einer Einheit von 1000 PS/ und zwar sowohl im Hinblick auf die Anlagekosten als auch auf die Betriebskosten. Der Käufer einer Einrichtung für eine bestimmte Verunreinigungsbeseitigung könnte nun feststellen, daß ein Gewebefilter oder ein elektronischer Abscheider in Bezug auf die Anlagekosten und die Betriebskosten weniger vorteilhaft ist als ein Naßschrubber von 100 PS_# jedoch günstiger in Bezug auf die Kosten als ein Naßschrubber von lOOO PS« Es tritt für eine bestimmte Art von Verunreinigungen und ihre Konzentration oft die Frage auf, welcher Betriebsdruckabfall in einem Naßschrubber erforderlich ist, um den Verunreinigungspegel auf die

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durch Vorschriften festgelegte Höhe oder darunter herabzudrücken. Bis jetzt gibt es keine Normen für die Bestimmung des Schwierigkeitsgrades bei der Entfernung von verschiedenen Arten und Konzentrationen von Verunreinigungen in Gasen, und auch die gegenwärtigen Bestimmungen über Trockenverunreinigungsbeseitigung sind etwas zweideutig, was die Höhe der in Gasen enthaltenen/ in die Atmosphäre abgegebenen Verunreinigungen anbelangt, Im Hinblick auf diese Schwierigkeiten und das Fehlen einer Normung wurden Hunderte von Verunreinigungsabscheidern in den U.S.A. konstruiert und auch eingebaut, die auf einer schlechten Information über den Abscheidungswirkungsgrad der Einrichtung I und die relative Schwierigkeit des Abscheidens ,von bestimmten Verunreinigungen basierten. In vielen Fällen wurde die Reinigungseinrichtung mit viel mehr PS ausgerüstet, als dies erforderlich war, so daß hohe Anlagekosten und auch hohe Betriebskosten entstanden. In anderen Fällen wurden Naßwäscher deswegen abgelehnt,weil der fälschliche Eindruck vorhanden war, daß nur ein Gewebefilter oder ein elektronischer Abscheider in Frage komme, weil angenommen wurde, daß ein verhältnismäßig hohsr Druckabfall in einem Naßschrubber und damit notwendigerweise hohe Betriebskostennotwendig seien. In vielen FäBen wären jedoch Einrichtungen mit einer geringeren PS-Zahl und einem verhältnismäßig niedrigeren Druckabfall ohne weiteres ausreichend ge- M wesen.

Eine der häufigsten schlechten Erfahrungen bestand darin, daß Naßreiniger eingebaut wurden,die bei niedrigerem Druckabfall arbeiten, als dies tatsächlich erforderlich war, um die Verunreinigungen befriedigend bis auf einen unteren Pegel zu entfernen. Nach einer solchen Installation muß dann diese Einrichtung umgebaut werden, und zwar mit ganz erheblichen Kosten, bis sie

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dann in der richtigen Weise betriebsfähig ist und die Vorschriften eingehalten werden.

Das Problem bei der Auswahl der Größe und Art des Reinigers und der Betriebsparameter für die ausgewählte Einrichtung ist verhältnismäßig kompliziert und ändert sich von Industrie zu Industrie. Reiniger für Gießerei-Kupolöfenabgase haben häufig den erwarteten Wirkungsgrad um einen erheblichen Betrag unterschritten. Beispielsweise lag die Ausschreibung einer Gesellschaft auf eine Einrichtung vor, um die aus einem Kupolofen abgegebenen Verunreinigungen auf eine geeignete Höhe zu reduzieren, worauf verschiedene Hersteller Angebote vorgelegt haben. Die vorgeschlagenen Betriebsdruckabfälle für Naßschrubber, wie sie von einigen Herstellern angeboten wurden, hatten einen Bereich von 27,9 bis 114 mm Wassersäule, was ein typischer Hinweis auf das Vorliegen eines großen Unsicherheitsgrades ist. Ein anderes Beispiel ist das Aluminiumschmelzverfahren, wo ein Hersteller mehr als eine Million Dollars in Reinigern investiert hat, die jedoch noch nicht den erforderlichen Wirkungsgrad aufweisen, um die Emissionen in die vorgeschriebenen'Grenzen zu bringen.

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Ein Versuch der Hersteller von Reinigern, eine Normung zu erreichen, besteht in der Ausgabe von Beschreibungen dieser Einrichtungen,* in denen der Wirkungsgrad der Teilchenentfernung auf der Partikelgröße aufgebaut ist. Das Problem ist jedoch viel komplizierter, und die Partikelgröße ist nur einer aus einer -Vielzahl von Faktoren, die mit dem Schwierigkeitsgrad der Entfernung einer bestimmten Verunreinigung aus einem bestimmten Gas zusammenhängen. Ein weiteres, manchmal übersehenes Problem besteht darin, daß das Verfahren selbst, welches das verunreinigte Gas erzeugt, sich oft während eines Betriebsablaufs oder einer Betriebsphase ändert, und diese Änderungen des Verfahrens ™ beeinflussen das Arbeiten eines Naßschrubbers oder anderer Reinigungseinrichtungen.

Beispielsweise ergibt eine chemische Analyse der Abgase eines Gießereikupolofens zum Schmelzen von Graueisen, daß 20 bis .30% dieser Emissionen aus Zinkoxid, 5% aus Kupfer, 10% aus Blei und weitere 20% aus Siliziumdioxid und im übrigen Eisenoxid bestehen. Das Zinkoxid erscheint in größeren oder kleineren Mengen je nach der Höhe des verzinkten Metalles, das -dem Schrott einer Charge zugegeben wird. Die Eisenoxidmenge scheint eine Funktion vieler komplizierter Faktoren zu sein, beispielsweise der Höhe der Oxidation und der Temperatur der Schmelzzone. :-. IJ

Die anderen Nichteisenmaterialien ergaben sich offensichtlich aus verschmutzten Abfallmetallen der Charge. Siliziumdioxid wird wahrscheinlich von dem hohen Aschegehalt im Schrott und von Silizium herrühren, das aus der Kupolauskleidung selbst stammt. Es ist damit kein Wunder> daß das in einem Kupolofen stattfindende Verfahren sich beträchtlich von Stunde zu Stunde.und Tag

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zu Tag ändert, und ein bestimmtes Reinigungssystem kann beispielsweise die Verunreinigungen durchaus bis auf eine bes timmte Höhe während einer Betriebsperiode entfernen, jedoch in einer anderen Betriebsperiode, wenn das Verfahren sich etwas geändert hat, kann dieses System nun nicht mehr die erforderliche Kapazität aufweisen, um die Verunreinigungen auf eine annehmbare Höhe herabzusetzen. Es wurde in einigen Fällen tatsächlich festgestellt, daß die Höhe der Verunreinigungen in Abgasen eines Kupolofens sich im Verhältnis von 10 : 1 ändern kann.

Ein weiterer Faktor, der die Betriebsmerkmale und den Wirkungsgrad von Naßreinigern beeinflußt, ist die Geschicklichkeit der betreffenden Bedienungsperson in der Steuerung des Ablaufs im Ofen und in anderen Einrichtungen, die mit den Reinigern zusammenwirken« Noch bis in die neueste Zeit wurde angenommen, daß Teilchengröße und Teilchenverteilung die Hauptfaktoren bei der Bestimmung des Schwierigkeitsgrades bei der Entfernung verschiedener Verunreinigungen aus Gas durch Naßreinigen waren. Diese Auffassung hängt ohne Zweifel mit den Trockenzyklon-Zentrifugalsammlern zusammen, bei denen die Teilchengrößen im allgemeinen groß genug für eine mikroskopische Analyse sind. In solchen Fällen ergibt die mikroskopische Analyse der betreffenden Verunreinigungsbestandteile verhältnismäßig gute Hinweise. Die meisten Schwierigkeiten in der Luftverseuchung, mit der man heute konfrontiert wird, hängen jedoch mit Verunreinigungen zusammen, die beträchtliche Anteile von Teilchen unter Iu und Bruchteilen von u aufweisen. Bei der Bestimmung des Arbeitens eines Naßschrubbers zum Entfernen von Teilchen in diesem Bereich ist ein Hinweis auf die Teilchen überaus kritisch.

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Untersuchungen haben nun gezeigt, daß es keinen Weg gibt, um genau die Partikelgröeenahalyse einer Probe zu erhalten, die im wesentlichen Teilchen kleiner als 1^i aufweist. Sogar die Definitiondieser Teilchengröße ist fragwürdig. Sedimentierung, gleiches Volumen» gleiche Hasse, gleicher Durchmesser sind alles Normen, die zu einer Definition gehören können. Die Hauptschwierigkeit liegt in der Feststellung, ob ein unter einem Mikroskop betrachtetes Agglomerat vor oder nach dem Abscheiden im Filter agglomeriert wurde. Um dieses Problem noch schwieriger zu machen, sei darauf hingewiesen, daß bekanntlich der Wir- „ kungsgrad von mit unterschiedlichem Druckabfall arbeitenden Naßschrubbern eine Funktion von mehr Faktoren als der reinen Partikelgröße ist. Der Wirkungsgrad kann von sieben bis acht anderen Veränderlichen abhängen einschließlich der Gasviskosität, der Teilchenform, der chemischen Zusammensetzung, der Temperatur usw. . Im Hinblick hierauf haben viele Hersteller von Naßreinigern darauf bestanden, Kontrollprüfungen laufen zu lassen, bevor sie für bestimmte Anwendungen Reinigungssysteme anbieten.

Kontrollprüfungen sind außerordentlich teuer, und infolge der Flexibilität und der Fortschritte in neueren Arten von Verfahrenseinrichtungen kann es notwendig sein, umfangreiche und (| lange Prüfungen während einiger Tage oder Monate durchzuführen. Bei einem Kupolofen kann es erforderlich sein, Versuche bei unterschiedlichen Gasstromgeschwindigkeiten und mehreren unterschiedlichen Temperaturbereichen durchzuführen. Es kann ferner notwendig sein, getrennte Prüfungen durchzuführen, wenn schlechte Sorten von Schrott verwendet werden, um nun den Gegensatz gegenüber besseren Sorten festzustellen. Es kann notwendig sein, die

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Prüfergebnisse zu vergleichen, wenn ein schmelzbares Metall im Vergleich zu den üblichen Graueisenverfahren geschmolzen wird. Da sich die Höhe der Oxidation von Zeit zu Zeit während eines Schmelzvorganges ändert/ kann es notwendig werden, fünfzehn bis zwanzig Prüflaufe durchzuführen, um einen genauen Durchschnitt zu erhalten. Eine gute Kontrollprüfung ist daher im allgemeinen teuer, und es ist hierfür eine beträchtliche Investition für Ingenieurausgaben und Ingenieurstunden erforderlich. Zusätzlich kann der Einbau einer Prüfeinrichtung selbst in Bezug auf Zeit und Geld sehr teuer sein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,,ein neues, zuverlässiges Verfahren zur Bestimmung des Schwierigkeitsgrades bei der Entfernung von Verunreinigungen aus Gasen zu schaffen. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Gasmenge zum Entfernen mindestens eines Teils der Verunreinigungen in mindestens einer ersten Naßreinigungsstufe naß gereinigt wird, daß danach die noch in der Gasmenge verbleibende Menge an Verunreinigungen gemessen wird und daß der Druckabfall in der Naßreinigungsstufe so eingestellt wird, daß das in der Gasmenge noch vorhandene Gehalt an Verunreinigungen auf die gewünschte Höhe abgesenkt wird. Damit kann ein Normindex aufgestellt werden, der für den betreffenden Schwierigkeitsgrad beim Entfernen verschiedener Verunreinigungen in einem Naßschrubber oder Naßreiniger verantwortlich ist. Auf diese Weise haben Käufer, Verkäufer und Konstrukteure die erforderliche Information über Größe, Typ und Schwierigkeitsgrad für die erforderlichen Einrichtungen vorliegen, so daß nun die Daten für die betreffende Einrichtung recht genau festgelegt werden können.

Es ist erwünscht, einen zuverlässigen Normindex aufzustellen, der die Verkäufer, Benutzer und Konstrukteure von Reinigungseinrich-

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tungen in die Lage versetzt, die au erreichenden Ergebnisse genau festzulegen, wie sie Im Zusammenhang mit dem Ausscheiden einer bestimmten Verunreinigung in einem Naßreiniger auftreten. Der Index muß genau den Schwierigkeitsgrad des Abscheidens durch Naßschrubben derart wiedergeben, so daß ein Käufer, Verkäufer oder Konstrukteur von derartigen Einrichtungen nun.die ganze Information zur Verfügung hat, um damit die richtige Größe, Art und Wirkungsweise .dieser Einrichtung festzulegen. Ferner kann noch ein Sicherheitsfaktor vorgesehen sein, so daß bei Auftreten von Änderungen in dem betreffenden Verfahren die Einrichtung noch zusätzliche Belastungen aufnehmen kann, ohne daß ' der Verunreinigungspegel die vorschriftsmäßigen'Höhen überschreitet.

Das erfindüngsgemäße Verfahren ist dabei verhältnismäßig billig und erfordert keine teueren und umfangreichen komplizierten Prüfeinrichtungen.

Damit ist also gemäß der Erfindung ein Normindex geschaffen worden der von der Industrie Übernommen werden kann und der als Hinweis für den relativen Schwierigkeitsgrad beim Entfernen von Verunreinigungen aus Gas durch Naßreinigung verwendet werden kann.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht datin, daß es rasch durchgeführt werden kann und zuverlässig ist. Die erforderliche Einrichtung ist billig, leicht zu betreiben und in ihrer Art genau.

Im einzelnen sieht das erfindungsgemäße Verfahren folgende Verfahrensschritte vor: Hindurchlassen der Gasprobe durch einen ge-

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normten Naßschrubber, um mindestens einen Teil der Verunreinigungen zu entfernen, Messen der Verunreinigungshöhe der im Gas nach dem Durchgang durch den Naßreiniger noch vorhandenen Verunreinigungen und Einstellen des Druckabfalls an der Naßreinigerstufe, um die gewünschte Höhe der Verunreinigungen zu erreichen,die in dem Gas noch verbleiben, nachdem es durch die Naßwaschstufe hindurchgegangen ist.

Zur Zeit sind die meisten Luftverschmutzungsvorschriften in der Weise abgefaßt, daß ein maximales Gewicht der ausgegebenen Verunreinigungen in Pfunden angegeben ist, das auf 50 kg abgegebenem Trockengas noch zulässig ist. Andere Vorschriften sind in kg Verunreinigungsmaterial abgefaßt, das pro kg oder Tonne des Materials in dem betreffenden Verfahren abgegeben wird. Bei einer Stahlherstellung kann beispielsweise eine Vorschrift so abgefaßt sein, daß ein Maximum von χ Pfund Verunreinigungsmaterial, wie es in die Atmosphäre pro erzeugte Tonne Stahl ausgegeben wird, festgelegt ist. Eine solche Vorschrift kann nur mit Schwierigkeit in eine bestimmte Kategorie eingestuft und mit anderen Verfahren verglichen werden, da die erstgenannten Vorschriften mehr absolute Zahlen enthalten und damit nicht von dem Verfahren abhängen, durch das nun die unerwünschten Emissionen erzeugt werden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zei'-hn mg, die Ausführungsbeispiele der Erfindung enthält. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Einrichtung zur Bestimmung des Schwierigkeitsgrades bei der Entfernung von Verunreinigungen aus Gasen durch Naßreinigung gemäß der Erfindung,

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Fig. 2 einen Teilschnitt durch einen Zentrifugalabscheider gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Benetzungsvorrichtung gemäß Fig. 1, der mit einer überfluteten Lochplatte arbetet,

Fig. 4 eine schematische Teilansicht einer weiteren Ausfuhrungsform einer erfindungsgemäßen Ein^- richtung. |

In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1, 2 und 3 ist eine Rohrleitung von kreisförmigem Querschnitt dargestellt/ durch die ein Strom der verunreinigten Abgase hindurchfließt, die nun zur Bestimmung der Menge des Verunreinigungsmaterials in diesem Gas und des Schwierigkeitsgrades bei der Entfernung von Verunreinigungen durch Naßreinigung so lange geprüft und aus denen so lange Proben entnommen werden sollen, bis der gewünschte niedrige Verunreinigungspegel erzielt ist. Die Gase fließen im wesentlichen in Richtung der Pfeile A. Um nun den Gasen auf dem ganzen Querschnitt der Rohrleitung zur genauen Bestimmung der Menge des im Gas Vorhandenen Verunreinigungsmaterials Proben zu entnehmen, ist es erwünscht, diese Entnahme an einer Vielzahl von bestimmten Erprobungsstellen durchzuführen, die entlang einem Paar von sich senkrecht schneidenden Durchmesserlinien B-B bzw. C-C angeordnet sind. Im Einklang mit eingeführten Verfahren zur Entnahme von Proben und entsprechenden Normverfahren zum Erhalt von genauen Staubbeladungsdaten eines solchen Gasstromes, vergleiche beispielsweise den Bericht "Test Procedures for Gas Scrubbers, Wet Collectors¹ Division", veröffentlicht vom "Industrial Gas Cleaning Institute of Rye , New York ,einer gemeinnützigen Organisation, wird die Querschnittsfläche einer kreisförmigen Leitung in eine Vielzahl von

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konzentrischen Ringen gleicher Fläche eingeteilt, und je ein Probenentnahmepunkt(der durch kleine Kreise angedeutet ist) ist ungefähr in der Mitte der einzelnen Ringe auf beiden Querlinien angeordnet. Als ein Beispiel wird die Querschnittsfläche der Rohrleitung 10 in fünf konzentrische Ringe gleicher Fläche eingeteilt und eine Gesamtzahl von zwanzig Probenentnahmepunkten verwendet, und zwar zehn auf jeder Querlinie B-B und C-C.

Die Gasproben werden mit Hilfe einer Probendüse 12 entnommen, die entlang den Querlinien B-B und C-C zwischen den Proben- % entnahmepunkten beweglich ist und die ferner zwischen einer stromabwärts zeigenden Lage und einer stromaufwärts zeigenden Lage geschwenkt werden kann, was dann geschieht, wenn eine Gasprobe entnommen werden soll.

Die Probendüse 12 ist entlang der Querlinie C-C entsprechend dem Pfeil D verschiebbar. Eine Sicherungsmutter 12a ist vorgesehen, um die Proben/an dem jeweiligen Probenentnahmepunkt festzustellen. Eine Gasprobe strömt nun in die Probendüse 12 ein und fliesst durch einen biegsamen Schlauch 14 in einen Einlass 16 am einen Ende der erfindungsgemässen Bestiirmungseinrichtung 20, die geeignet ist, um nun den relativen Schwierigkeitsgrad beim Entfernen von Verunreinigungen aus Gasen ™ durch Nachschrubben zu bestimmen. Nachdem die aus der Rohrleitung 10 entnommene Gasprobe durch die Bestimmungseinrichtung hindurchgeflossen ist, strömt sie vom Auslaß 22 in ein genormtes Prüfsystem zum Prüfen der Staubkonzentration, das als Ganzes mit 24 bezeichnet ist. Der genormte Verunreinigungsbestimmer 24 ist im einzelnen in der vorerwähnten Veröffentlichung des "Industrial Gas Cleaning Institute" beschrieben, und auch das Verfahren und die Berechnung der Daten sind dort im einzelnen erklärt. Kurz gefaßt, weist der Verunreinigungsbestim-

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"mer 24 eine Einlaßleitung 26 auf_r die mit dem Auslaß 22 der Bestimmungseinrichtung 20 verbunden ist und die das Gas einer Filterkammer 28 zuführt, die ein Filterpapier 30 enthält. Das Filter 30 verwendet vorzugsweise ein Gelman-Glasfaserfilterpapier des Typs E und ist für den vorliegenden Zweck besonders ausgebildet. Für alle praktischen Verhältnisse lcann das Filterpapier als ein absolutes Filter betrachtet werden und bewirkt eine Entfernung von mindestens 99,97 % aller Teilchen bis herunter zu einer Größe von 0,3 Mikron. Die Filterkammer 28 hat eine elektrische Heizspule 32, um so das FiI- , terpapier 30 in trockenem Zustand derart zu halten, daß ein Auswiegen vor und nach der Prüfung genau die Menge des Verunrei- | nigungsmaterials ergibt, das während eines Durchlaufs abgeschieden wurde. Fehler infolge von Zusatz oder Verlust von Feuchtigkeit sind daher nicht vorhanden. Nach dem Durchgang durch das Filterpapier 30 strömt das Gas durch ein Rohr 34, das von der Filterkammer 28 zu einer Kondensorschlange 36 führt. Ferner ist ein Sumpf 36a am unteren Ende der Schlange vorgesehen, um die Gasfeuchtigkeit anzusammeln. Ausserdem ist ein Temperaturmeßgerät 38 angebracht, um die Temperatur des die Kondensorschlange verlassenden trockenen Gases zu messen. Das trockene Gas strömt von der Kondensorschlange über ein Rohr in einen Durchflussmesser 42 und von dort an die Einlaßseite eines das Trockenvolumen registrierenden Gasmessers 44. Der λ

Gasmesser ist im wesentlichen ähnlich wie die Geräte, wie sie zum Messen des volumetrischen Durchflusses von Naturgas o.dgl. in Häusern und Fabriken verwendet werden. Die Temperatur und der Druck des durch den Gasmesser 44 hindurchströmenden trockenen Gases wird an den Meßinstrumenten 46 und 48 gemessen. Die Gasprobe wird durch den Verunreinigungsbestimmer und die Bestimmungseinrichtung 20 hindurch durch eine eine konstante Saugleistung aufweisende Vakuumpumpe 50 vom Typ Rootes-ConnersviHe hindurchgesaugt, die sich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit dreht, so daß sich eine konstante volumetrische

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Fliessgeschwindigkeit ergibt. Von der Pumpe 50 strömt das Gas durch eine Auslßleitung 52 zur Atmosphäre durch einen Auslaßdämpfer 54, und ferner ist ein Druckmesser 56 vorgesehen, um den Druck am Auslass zu messen.

Während eines zeitgesteuerten Probelaufs ergibt sich ein volumetrischer Fluß von Trockengas, die Wassermenge im Sumpf 36a des Kondensors wird gemessen, und die Größe der auf dem Filterpapier 30 angesammelten Menge an Verunreinigungen und Staub wird genau durch Wiegen vorher und nachher bestimmt. Die Druck- und Temperaturablesungen werden verwendet, um die Prüfergebnisse mit normalen Verhältnissen zu vergleichen. Von diesen Daten wird eine Schmutz- oder Staubbelastung in Gramm pro Kubikmeter oder Kilogramm Trockengas kalkuliert. Die genauen mathematischen Methoden und genormten Verfahren zur Berechnung der absoluten Staibbelastung des Probengases während eines zeitgesteuerten Probelaufs sind in dem vorher erwähnten Bericht IGCI niedergelegt, der hiermit in das Anmeldeverfahren einbezogen wird. Eine nähere Beschreibung dieses Verfahrens erscheint deshalb nicht notwendig.

Gemäß der Erfindung ist die Bestiirunungseinrichtung 20 eine geschlossene Baueinheit und verhältnismäßig klein in ihrer Größe, so daß sie leicht tragbar ist und in einfacher Weise von Ort zu Ort bewegt werden kann, d.h. dorthin, wo die Prüfungen durchgeführt werden sollen. Das Gleiche trifft auch auf die Einrichtung im Verunreinigungsbestimmer 24 zu, dessen Teile ohne weiteres in einem geeigneten Behältnis oder Koffer (nicht dargestellt) getragen werden können. Die Bestimmungseinrichtung 2O kann in einfacher Weise in einem Traggehäuse oder einem Behältnis 60 untergebracht werden, das einen Handgriff 62 zum Tragen aufweist. Wenn eine Prüfung durchgeführt wird, wird die

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Einrichtung in der Nähe der Rohrleitung 10 so niedergesetzt, daß eine minimale Rohrlänge zur Verbindung der Probendüse 12 mit dem Einlaß 16 erforderlich ist. Der Verunreinigungsbestimmer 24 wird dann aufgestellt und an den Auslaß 22 der Bestimmungseinrichtung 20 durch eine Rohrkopplung 64a angeschlossen, worauf nunmehr die Prüfeinrichtung in Betrieb genommen werden kann.

Der Einlaß 16 wird mit einem Zyklon 6 4 verbunden, der dazu dient, irgendwelche größeren Teilchen zu entfernen, die sich in der Gasprobe befinden können. Das untere Auslaßende des Zyklons 64 führt in eine Sammelkammer 66 und das zentrifugierte Gas verläßt den Oberteil des Zyklons durch eine Auslaßleitung 68. Der Zyklon 64 wird als trocken'arbeitende Zentrifugaltrennstufe in erster Linie dazu betrieben, um die größeren und schwereren Verunreinigungsteilchen zu entfernen, so daß diese nun bei den nachfolgenden Verfahrensstufen in der Bestimmungseinrichtung 20 keine Verstopfung verursachen.

Eig.2 zeigt einen Querschnitt durch einen typischen Zentrifugalabscheider oder Zyklon, wie er zur Verwendung bei der ersten oder Trockenzyklonstufe der Beümm.ungseinrichtung geeignet ist. Doch können auch andere Zentrifugalseparatoren 64 benützt werden. Am unteren Auslaß des Zyklons 64 ist eine Gummiabdichtung 66a vorgesehen, um den Zyklon mit der Sammelkammer 66 abgedichtet zu verbinden (siehe Fig.2). Das zentrifugierte Gas, das. durch die Auslaßleitung 68 des Zyklons 64 ausströmt, fließt in eine Einlaßleitung 70 einer Benetzungsvc-rrichtung 72, die eine Flutscheibe und eine Lochplatte aufweist und im einzelnen in Figur 3 dargestellt ist. Die Benetzungsvorrichtung 72 hat einen Körper 74 mit einer Axialbohrung 74a und einem Gewindezapfen 74b, auf dessen Außengewinde ein

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mutterartiger Napf 76 aufgeschraubt ist. Die Einlaßleitung ist koaxial fluchtend mit der Axialbohrung 74a des Körpers im Körper 74 entgegengesetzt zum Napf 76 eingeschraubt. Der Napf hat im Boden 76a eine größere Axialbohrung mit Innengewinde zur Aufnähme des Gewindezapfens 74b des Körpers 74. Im Boden 76a ist die eine Gewindebohrung 76b fluchtend mit der Axialbohrung 7 4a des Körpers vorgesehen. Die Gewindebohrung 76b kann nun das Ende einer Auslaßleitung 78 aufnehmen, die die BenetzuKgi^T^fflft einem Zentrifugalseparator oder Zyklon 102 verbindet. Die Benetzungsvorrichtung 72 und der Zyklon 102 bilden eine vollständige Naßreinigungsstufe der Bestim™ mungseinrichtung 20, in der die Verunreinigungen des Gases mit Wasser benetzt werden, so daß sich diese Teilchen ansammeln und agglomerieren, worauf dann die Agglomerate vom Gas durch Zentrifugalwirkung entfernt werden.

Die Teile 74 und 76 bilden eine im wesentlichen zylindrische Kammer 80, in der eine herausnehmbare Abstandsscheibe 82 angeordnet ist, die eine kegelstumpfförmige konvergierende Konusbohrung 82a koaxial fluchtend mit der Axialbohrung 74a des Körpers 74 hat. Die Konusbohrung 82a dient dazu, um eine konvergierende Düse zu schaffen., die rasch die Geschwindigkeit des durch die Benetzungsvorrichtung 72 fliessenden Gases erhöhet. Das eine hohe Geschwindigkeit aufweisende Gas wird nun einer kleinen Lochöffnung 84a einer Lochplatte 84 zugeführt, die in der Kammer 80 so angeordnet ist, daß Sich eine ihrer Stirnflächen neben der Abstandsscheibe 82 befindet. Die entgegengesetzte Stirnfläche der Lochplatte 84 liegt gegen eine Ringrippe 76c an, die an der Innenfläche des Bodens 76a angebracht ist. Die Lochöffnung 84a fluchtet mit/der Axialbohrung 74a. Es sind nun verschiedene Lochplatten mit Lochöffnungen von unterschiedlichem genormtem Durchmesser vorgesehen,

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um den gewünschten Druckabfall für die durch die Lochplatte hindurchfließenden Gase zu erzielen.

Vorzugsweise wird Wasser zum Mischen und Agglomerieren der Verunreinigungen in dem Gas verwendet, das durch die Axialbohrung 74a des Körpers 74 fließt. Das in den Gasstrom durch Venturiwirkung eingeführte Wasser tritt durch einen kleinen Kanal 86 ein, der senkrecht zur Längsachse der Axialbohrung 74a ist. Wasser wird dem Kanal durch eine Leitung 88 zugeführt, die an ein aufgebohrtes Endstück 86a des Kanals 86 angeschlos-, sen ist. Ferner ist ein Strömungsmesser 90 in der Leitung 88 angebracht, so daß eine visuelle Anzeige des dem Gasstrom züge- I führten Wasserstromes vorhanden ist. Ausserdem ist ein Steuerventil 92 in der Leitung 88 vorgesehen, um die Fließgeschwindigkeit einstellen zu können. Das Wasser wird aus einem großen Wasservorrat 94 zugeführt, der am Unterteil d.es Behältnisses 60 angeordnet ist. Ferner wird eine Wasserpumpe 96 verwendet, um aus dem Wasserbehälter der Leitung 88 Wasser zuzuführen, das dann in den Gasstrom durch Venturiwirkung eingegeben wird.

Um den Betriebsdruckabfall an der Lochplatte 84 zu messen, während das Gas hindurchströmt und Wasser dem Gasstrom zugeführt wird, wird ein Druckmesser 98 (der in cm Wasser geeicht ist) zwischen der Einlaßleitung 70 und der Auslaßleitung 78 - J der Benetzungsvorrichtung 72 angeschlossen. Der Betriebsdruck kann dadurch eingestellt werden, daß die Wasserzuflußgeschwindigkeit mittels des Steuerventils S2 verändert wird und/oder dass Lochplatten 84 mit unterschiedlichen Lochöffnungen 8vaverwendet werden. Es kann dabei eine bestimmte Lochöffnung 84a verwendet werden, um den gewünschten Betriebsdruckbereich zu erhalten," und die genaue endgültige Einstellung des Druckabfalls auf den gewünschten Wert kann durch ein Einstellen der Wasserstromgeschwindigkeit mit Hilfe des Steuerventils 92 erreicht werden.

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Der Gasstrom wird bereits in der konvergierenden Konusbohrung 82a der Abstandsscheibe 82 beschleunigt und die Gasgeschwindigkeit erheblich erhöht. Die Gasgeschwindigkeit wird ferner weiter erhöht, wenn das Gas durch die kleine Lochöffnung 84a der Lochplatte 84 hindurchströmt. Das Wasser wird - wörtlich ausgedrückt - durch die hohe Gasgeschwindigkeit in feinatomisierte kleine Tröpfchen auseinandergerissen und eine intensive Mischung zwischen dem Gas und den Wassertröpfchen in der Axialbohrung 74a, der Konusbohrung 82a und der Lochöffnung 84a erzielt. Die Wassertröpfchen benetzen und überfluten wörtlich die Oberflächen der Abstandsscheibe 82 und der Lochplatte 84 und die Verunreinigungen des Gases treffen auf diese Flüssigkeit auf und sammeln sich dort. Die Wassertröpfchen nehmen nun die Staubteilchen unä andere Verunreinigungen des Gases auf und wachsen in Größe und an Gewicht. Wenn die flüssigen und verschmutzten Teilchen agglomerieren und schwerer und größer werden, werden sie aus dem Gasstrom entfernt. Um diese agglomerierten · flüssigen und verschmutzten Teilchen aus dem Gas zu entfernen, wird die Auslaßleitung 78 mit der Einlaßleitung 100 des Zyklons 102 verbunden, der identisch oder ähnlich dem Zyklon 64 sein kann. Der Zyklon 102 hat eine Sammelkammer 104 in Kommunikation mit dem unteren Auslaß, um das Wasser und die agglomerierten Verunreinigungen zu sammeln, die durch die Zentrifugalwirkung entfernt worden sind.

Der Gasauslaß des Zyklons 102 wird über eine Auslaßleitung der Einlaßseite einer zweiten Naßreinigungsstufe zugeführt, die ebenfalls eine eine überflutete Scheibe und eine Lochplatte aufweisende Benetzungsvorrichtung 172 ähnlich der Vorrichtung 72 aufweist. Die zweite Naßreinigungsstufe hat ferner einen Zyklon 202 und eine S.ammelkammer 204 und dient dazu, um mit einem unterschiedlichen Druckabfall an der Lochplatte betrie-

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ben zu werden, die normalerweise eine Lochöffnung 84a von kleinerem Durchmesser als die erste Stufe hat.

Wie in Fig.l dargestellt, weist die Bestimmungseinrichtung 20 insgesamt drei Naßreinigerstufen in Reihe auf. Die Bezugszeichen der Teile der zweiten Stufe sind um 100 höher als die der entsprechenden Teile der ersten Stufe, während die Teile der dritten Stufe Bezugszeichen haben, die um 200 höher als die der ersten Stufe sind. Gegebenenfalls können weitere zusätzliche Naßreinigerstufen verwendet werden, oder es können auch lediglich eine einzige oder zwei Stufen erforderlich sein. ....;„ Wenn mehrere Stufen verwendet werden, so haben die einzelnen I Stufen einen Betriebsdruckabfall an der Lochplatte, der etwas größer als der in der jeweils vorhergehenden Stufe ist, um so jeweils noch Verunreinigungen mit kleineren Teilchengrößen zu entfernen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die erste Naßreinigerstufe 72 mit einem vorbestimmten und genormten Druckabfall betrieben werden, beispielsweise einem Druckabfall von 12,7 cm Wassersäule an der Lochplatte 84 gemessen im Druckmesser 98- üblicherweise würde die Lochplatte 84 eine relativ große Lochöffnung 84a haben, um so diesen relatif niedrigen Druckabfall zu erreichen, wodurch nur die größeren Teilchen Jj in dieser ersten Stufe entfernt würden. Die zweite Naßreinigerstufe 172 könnte mit einem etwas größeren genormten Druckabfall betrieben werden, beispielsweise einem Druckabfall von 50,8 cm Wassersäule, und die Lochplatte 84 würde dann eine etwas kleinere Lochöffnung 84a haben, um so diesen Druckabfall zu erzeugen. Diese zweite Stufe würde dann dazu dienen, um kleinere Teilchen als in der ersten Stufe zu entfernen.

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Die endgültige oder dritte Naßreinigerstufe 272 kann mit einem noch größeren genormten Druckabfall, beispielsweise von 101,6 cm Wassersäule, betrieben werden, und eine noch kleinere öffnung 84a würde notwendig sein., um diesen hohen Druckabfall zu erzeugen. Die dritte Stufe wurde dann noch kleinere Teilchen entfernen. Beispielsweise würde diese Stufe dazu dienen, um alle Teilchen bis zu einem Mikron herunter zu entfernen. Nach Durchführung einer zeitgesteuerten Prüfung in der Bestimmungseinrichtung 20 wird das im Zykbn 6 4 angesammelte Material gewogen und analysiert, und das in dein Sammelkammern 104,, und 304 gesammelte, nasse Mater!.·»! wird getrocknet und zusammen mit den im Papierfilter 30 des Verunreinigungsbestimmers 7Λ gesammelten Material gewogen. Das Gewicht des Materials in den verschiedenen Stufen wird dann in Prozentsätzen der Gesamtmenge tabelliert. Die betreffenden Prozentsätze geben einen guten Einblick in die Partikelgrößen und die allgemeine Zusammensetzung des Verunreinigungsmaterials und ferner in den Schwie- ■

rigkeitsgrad bei der Entfernung der Verunreinigungen durch Naßreiniger bei mehreren unterschiedlichen Betriebsdrücken. Wenn der Betriebsdruckabfall im Naßreiniger unter Verwendung einer Flutscheibe, erhöht wird, so erhält der Reiniger einen größeren Wirkungsgrad bei der Entfernung von kleineren Teilchen, Die erste oder mit. einem niedrigen Druck arbeitende Stufe oder Niedrigdruckstufe 72 würde nur einen geringen Anteil der Feinmaterialien entferne.n_# während die zweite oder Zwischenstufe 172 einige dieser feinen Teilchen entfernen würde, jedoch würde dann die endgültige Stufe oder Hochdruckstufe einen verhältnismäßig hohen Prozentsatz des Feinmaterials entfernen und für alle praktischen Zwecke würde das Filterpapier 30 dazu dienen, um sämtliche übrigen. Materialien im Gas auszuscheiden. Die in Prozent tabellierten Ergebnisse zeigen allgemein den Wirkungsgrad der Naßreiniger ar, die mit mehreren unterschiedlichen

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Druckabfällen bei der Entfernung der Verunreinigung aus dem Gas arbeiten. Diese Prozentsätze ergeben einen Index für den Schwierigkeitsgrad beim Ausscheiden und Ansammeln der Verunreinigungen aus einer bestimmten Gasquelle.

Der Prozentindex, wie er aus. dem Materialsgewicht entsprechend der Ausscheidung in mehreren Stufen kalkuliert wurde/ gibt einen guten Hinweis auf die miskroskopische Analyse des Verschmutzungsmaterials in Bezug auf die Teilchengröße und ferner einen allgemeinen Index für den Schwierigkeitsgrad bei der Entfernung der Verunreinigungen durch Naßreinigen. Eine ' bekannte Schwierigkeit bei dem Versuch, die Partikelgröße i

und die Verteilungsprozentsätze bei einem Agglomerate enthaltenden Material zu bestimmen, liegt in der Tatsache, daß es nicht bekannt ist, wann die Agglomeration eintritt, und infolgedessen nur eine Schätzung des ursprünglichen Zustandes der Partikel in bezug auf Größe und Verteilung gemacht werden kann. Die Best in.mingseinr ich tung 20 fügt jedoch eine zusätzliche Dimension insofern hinzu, als sie einen Index ergibt, der mit dem Schwierigkeitsgrad der Entfernung von Teilchen durch Naßreinigen in einer genormten Prüfstufe eines Naßreinigungsvorgangs im Zusammenhang steht. Wenn also bekannt ist, wie ein bestimmter, auf dem Markt vorhandener Reiniger sich betriebsmäßig mit den Normalprüfstufen des Naßreinigens in j

der Bestimmungseinrichtung 20 vergleicht, so kann eine ge- ~

nauere Vorhersage des betrieblichen Wirkungsgrads erreicht werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung können die erste Stufe 72 und die zweite Stufe 172 so übersprungen werden, daß das Gas unmittelbar vom Auslaßkamin 68 des Zyklons 64 an eine einzelne Naßreinigungsstufe mit einer Benetzungs-

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vorrichtung 272 herangeführt wird. Zvt diesem Zweck ist ein Ventil 308 in der Auslaßleitung 68 des Zyklons 64 eingebaut, um so eine Nebenschlußlei.-,¹ mg jIO '-τ-it einer Einlaßleitung 270 der letzten Benetzungsvorrichtung 272 über ein Ventil 312 zu verbinden. Wenn die Ventile 308 und 312 in Richtung der Pfeile gemäß Fig.l gedreht werden, fließt das Gas, nachdem die schweren Teilchen in dem Zyklon 64 entfernt wurden, durch die Auslassleitung 6 3, das Ventil 308, die Nebenschlußleitung 310 und das Ventil 312 in die Einlaßleitung 270. Nach Durchgang durch die Lochplatte 84 der Benetzungsvorrichtung 272 fließt das Gas durch den Zyklon 302 nach außen über die Auslaßleitung 306 dem Verunreinigungsbestiiraner 24 zu.

Bei der. Verwendung der Bestinmungseinrichtung 20 mit eingeschalteten Nebenschlußventilen 308 und 312 wird ein Index erhalten, der unmittelbar mit dem Druckabfall an der Lochplatte der Benetzungsvorrichtung 272 in Beziehung steht. Es wird nun im folgenden ein Probenlauf unter Verwendung einer einzigen Stufe kurz beschrieben werden.

Es wird eine Messung quer zur Rohrleitung 10 an mehreren Querpunkten auf den Querlinien B-B und C-C durchgeführt, wobei der Ausgang der Probendüse 12 unmittelbar mit dem Eingang der Einlassleitung 26 des Verunreinigungsbestimmers 24 verbunden ist. Nachdem dieser Probenlauf ganz durchgeführt ist, wird die genaue Menge des Verunreinigungsmaterials im Gas kalkuliert. Durch Anwendung des zugehörigen Codennormals kann nun leicht festgestellt werden, wieviel Verunreinigungsmaterial durch die Naßreinigung entfernt wurde, um so den Verunreinigungsspiegel im Abgas auf die zulässige Menge entsprechend den Vorschriften zu reduzieren.

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Die Prüfung wird fortgesetzt und Gas aus der Probendüse-12 wird nun durch die Bestimmungseinrichtung 20 dem- Zyklon 64 und dann der einzigen Naßreinigungsstufe in der Benetzungsvorrichtung 272 zugeführt. Wenn nach Durchführen eines ersten Probenlaufs bei einem vorbestimmten Druckabfali die Menge der Verunreinigungen in dem Papierfilter 30 des Verunreinigungsbestimmers 24 immer noch höher als die durch die Vorschriften zugelassene Menge ist, wird ein zweiter Lauf mit einem höheren Betriebsdruckabfall durchgeführt. Die Druckänderung wird durch Einregulieren der Wasserzuflußmenge pro Zeiteinheit oder durch Verwendung einer anderen Lochplatte 84 mit einer kleineren Lochöffnung 84a bewirkt. Anschließende Durchläufe werden gegebenenfalls mit höheren oder niedrigeren Betriebsdruckabfällen durchgeführt, bis dann schließlich üer Verunreinigungspegel gemessen im Verunreinigungsfoestimraer 24 unterhalb der maximalen Höhe ist, wie er· durch die Vorschriften zugelassen ist. Wenn dies eintritt, so wird der Druckabfall, gemessen am Druckmesser 298, die Indexzahl oder der Faktor, der den relativen Schwierigkeitsgrad bein. Entfernen und Sammeln von Teilchen-Verunreinigungen darstellt und anzeigt. Wenn mit anderen Worten ein Druckabfall von 114 cm Wassersäule notwendig ist, um den Verunreinigungspegel auf"eine zulässige Höhe entsprechend den Vorschriften zu bringen, so M ist die Indexzahl 114 eine zuverlässige Anzeige des relativen ^ Schwierigkeitsgrads für die Entfernung von Teilchen-Verunreinigungen. Der Index des Staubschwierigkeitsgrades oder die Mcllvaine Nr. 114 asigt nun dem Käufer, Verkäufer oder dem Beratungsingenieur an, daß das betreffende Gas einen normalen N aß reiniger erfordert, der mit 114 cm Wassersäule als Druckabfall arbeitet, um die Verunreinigungen auf eine zuläs= sige Höhe zu senken. Die Einrichtung zum Ausscheiden der Verunreinigungen für diesen Fall kann auf dieser Basis wesent-

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lieh genauer in ihrer Größe und ihren speziellen Betriebsbedingungen festgelegt werden.

In Fig.4 ist ein weiteres Ausfiihrungsbeispiel gemäß der Erfindung dargestellt. Diese Einrichtung, die als Ganzes mit 400 bezeichnet ist, ist für mehr als eine kleine Mengenprüfung geeignet und kann einen viel größeren Anteil der abgegebenen verunreinigten Gase aufnehmen, die in einer Rohrleitung zugeleitet werden, um so eine Prüfanlage besser nachzuahmen. Das aus der Rohrleitung 402 kommende Gas wird auf die Einlaßseite eines üblichen, mit niedriger Geschwindigkeit und verhältnismäßig konstantem Druck arbeitenden, ein Filterbett aufweisenden Naßreinigers zugeleitet, wie er beispielsweise in den US-Patentschriften 2 693 946 und 2 691 423 beschrieben und dargestellt ist, die ein groiSes Filterbett aus einer Vielzahl von sphärischen Glaskugeln verwenden. Ein Prüfsystem ähnlich der Einrichtung 24 (mit 24-1 bezeichnet) wird nun verwendet, um die Höhe der Verunreinigungen zu bestimmen, die in dem unbehandelten, in der Rohrleitung 402 fliessenden Gas während des Probenlaufes vorhanden sind. Ein weiteres Prüfsystem 24-2 ist vorhanden, um die Menge der Verunreinigungen im Gas nach der Behandlung im Filterbettreiniger 404 festzustellen, wenn das Gas in die Auslaßleitung 406 einf.lie.sst« Die Auslaßleitung 406 ist nach unten an die Einlaß- oder Saugseite eines Zentrifugalgebläses 408 angeschlossen, um das teilweise gereinigte Gas dem unteren Ende eines Naßreinigers 410 zuzuführen, der einen veränderbaren Druckabfall hat und eine Lochplatte verwendet. Eine letzte Probenentnahme des Gases nach Verlassen des Naßreinigers 410 wird in der Abgasleitung 412 durch das Prüfsystem 24-3 vorgenommen, wobei mit einem Druckmesser 414 der Betriebsdruckabfall an der Lochplatte des Naßreinigers 410 gemessen wird. Der Betriebsdruckabfall, der durch den Druckmesser

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414 angezeigt wird, wird dadurch eingestellt, daß die Gebläsegeschwindigkeit oder die Lochgröße verändert wird. Wenn der gewünschte niedrige Verunreinigungspegel am Prüfsystem 24-3 erreicht ist, so ergibt der gemessene Druckabfall einen Index für den relativen Schwierigkeitsgrad bei dem Abscheiden und Entfernen von Verunreinigungen aus dem betreffenden Gas. Als Beispiel kann die Einrichtung 400 in Verbindung mit einem kleinen Kupolofen verwendet werden, der ungefähr 45,4·kg Verunreinigungen pro Stunde abgibt. Das Naßreinigen im Filterbettreiniger 404, das mit einer niedrigen Geschwindigkeit und konstant tem Druckabfall arbeitet, entfernt die größeren Verunreinigungs teilchen aus dem Gas und läßt nur etwa 18,1 kg Feinteilchen pro Stunde im Gas, wenn dies am Prüfsystem 24-2 gemessen wird. Wenn die zugehörigen Vorschriften eine Ausgabe von maximal 7,7 kg pro Stunde zulassen, so wird der Naßreiniger 410 für einen Betriebsdruckabfall eingerichtet, der noch zusätzliche 10,4 kg pro Stunde an Verunreinigungsmaterial, und zwar feine Teilchen, entfernt. Es können dann mehrere Probenläufe bei höheren Druckabfällen am waßreiniger 410erforderlich sein. Wenn eine Prüfung beispielsweise anzeigt, daß bei Betreiben des Naßreinigers 410 mit 114 cm Druckabfall an der Lochplatte das behandelte Gas immer noch ungefähr 9 kg Verunreinigungen pro Stunde (1,36 kg oberhalb der Grenze) enthält, so kann immer noch beim näühsten Lauf der Druckabfall auf 152 cm erhöht werden. Wenn ein Betriebsdruck von 152 cm die Ausgabe auf 4,5 kg pro Stunde (3,1 unterhalb der Grenze) herabbringt, so kann der nächste Probenlauf bei einem Betriebsdruck von ungefähr 127 cm durchgeführt werden, der dann die Verunreinigungen bis auf eine Höhe entsprechend den Vorschriften von 7f7 kg pro Stunde herabsetzen dürfte. Da jedoch die Schmelzverfahren und die ftetriebstempeiraturen in einem Kupolofen sich beträchtlich ändern können, ist es vorteilhaft, einen Sicherheitsfaktor zu verwenden. Deshalb kann die Definition der be-

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treffenden Reinigungseinrichtung nach diesem Beispiel in der Weise festgelegt werden, daß die Einrichtung Verunreinigungen bis zu einer Höhe entfernen soll, die gleich oder kleiner als der genormte Schwierigkeitsindex oder die Mcllvaine-Zahl von 152 ist. Der Index 152 würde dann eine unmittelbare Anzeige des Schwierigkeitsgrades für das Entfernen der betreffenden Verunreinigungen aus dem untersuchten Gas sein und würde den Verkäufern, Käufern und Beratungsingenieuren ein zuverlässiger Anhalt für die Größe der Einrichtung, die Betriebskennlinien und den Energieverbrauch sein, um ein dan Vorschriften entsprechendes Ergebnis zu erzielen.

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Claims

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23. Juli 1970
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Patentansprüche

1. Verfahren zum Bestimmen des Schwierigkeitsgrades beim Abscheiden von Verunreinigungen aus Gasen, da du r c h gekennzeichnet, daß eine Gasmenge zum Entfernen mindestens eines Teils der Verunreinigungen in mindestens einer ersten Naßreinigungsstufe naß gereinigt wird, daß danach die noch in der Gasmenge verbleibende Menge an Verunreinigungen gemessen wird und daß der Druckabfall in

. dar der Naßreinigungsstufe so eingestellt wird, daß/in der Gas- I menge noch vorhandene Gehalt an Verunreinigungen auf die gewünschte Höhe abgesenkt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB der eingestellte Druckabfall an der ersten Naßreinigungsstiife als Index für den Schwierigkeitsgrad beim Abscheiden von Verunreinigungen aus dem Gas verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da j beim Naßreinigen die Gasmenge benetzt und dann ihre Strömungsgeschwindigkeit erhöht wird, worauf die agglomerierten Verunreinigungen durch Zentrifugieren entfernt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Messen der in der Gasmenge enthaltenen Verunreinigungen in der Weise durchgeführt wird, daß eine praktisch absolute Filtrierung während einer vorbestimmten Zeit durchgeführt und die Menge der angesammelten Verunreinigungen gewogen wird.

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5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckabfall durch Regulieren der Zuflußmenge ein Benetzungsmediurn pro Zeiteinheit verändert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Naßreinigen in den verschiedenen Stufen bei unterschiedlichem Druckabfall durchgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß daß Naßreinigen so durchgeführt wird, daß der jeweilige Druckabfall beim Durchgang durch die Reinigungsstufen zunimmt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der größeren Verunreinigungsteilchen vor dem Naßreinigen entfernt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasmenge hintereinander mehrmals in einer ersten, zweiten usw. Reinigungsstufe naß gereinigt wird.

10. Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß je Reinigungsstufe ein Naßreiniger (72, 102) vorgesehen isc, der eine Benetzungsvorrichtung (72) und einen mit Zentrifugalwirkung arbeitenden Trockenreiniger (102) hat, daß ein Druckmesser (98) zum Messen des Druckabfalls an der Benetzungsvorrichtung (72) vorgesehen ist und daß anschließend an dem Naßreiniger (72, 102) ein Verunreinigungsmesser (24) zum

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Messen der hoch verbliebenen Verunreinigungen angeschlossen ist. : : ■■■■■. . "

11. Einrichtung nach Anspruch 1.0, dadurch gekennzeichnet, daß die Benetzungsvorrichtung (72) eine benetzte Lochplatte (84) hat.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ■ eine Zuführvorrichtung (74a, 86) zum Zuführen von Benetzungsflüssigkeit vor dem Durchgang durch die Lochplatte (84) vorgesehen ist.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstellvorrichtung zum Einstellen der Zufuhr von Benetzungsflüsslgkeit vorgesehen ist.

14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in der Benetzungsvorrichtung (72) ein Durchgangskanal (74a) vorgesehen ist, der sich verengend zu dem Loch der Lochplatte (84) führt und in den eine Zufuhrleitung (86) für Benutzungsflüssigkeit mündet.

15.Einrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrvorrichtung eine Venturivorrichtung (74a, 86) ist.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochplatte (84) auswechselbar ist.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche IO bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gebläse (408) für den Durchlauf der Gase vorgesehen ist.

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18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck- oder Saugzug des Gebläses (408) einstellbar ist.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Naßreiniger (72, 102; 172, 202; 272, 304) hintereinander angeordnet sind und jeweils ein Druckmesser (98; 198; 298) zum Messen des Druckabfalls vorgesehen ist.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet/ daß dem ersten Naßreiniger (72, 102) ein Vorreiniger, beispielsweise ein Zentrifugalreiniger (64) , zum Abscheiden grober Verunreinigungen vorgeschaltet ist.

21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß dem ersten Naßreiniger (72, 102) bzw. dem Vorreiniger (64, 404) ein Verunreinigungsmesser (24-1) vorgeschaltet ist.

22. Einrichtung nach einein der Ansprüche 10 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß nach jeder Reinigungsvorrichtung (406, 41O) ein Verunreinigungsmesser (24-2, 24-3) vorgesehen ist.

23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Verunreinigungsmesser (24-1, 24-2, 24-3) jeweils nur Gasproben aus der zu untersuchenden Gasmenge entnimmt.

24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 23, dadurch ge kennzeichnet, daß der Verunreinigungsmesser (24) ein mechanisches Filter (28, 30) aufweist,

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25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß zum Filtern im mechanischen Filter Filterpapier (30) verwendet ist.

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