DE2118642A1

DE2118642A1 - Gaswäscher

Info

Publication number: DE2118642A1
Application number: DE19712118642
Authority: DE
Inventors: Roland Lee Salvang Calif. Lincoln (V.StA.)
Original assignee: Fuller Co
Current assignee: Fuller Co
Priority date: 1970-04-22
Filing date: 1971-04-17
Publication date: 1971-11-04
Also published as: ES389472A1; CA956882A; US3651620A; FR2090518A5; CH530813A; GB1348926A

Description

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5 Fra:i!:u.. -μ Mam 70 I₅. April 1971

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FULLER COMPANY

Gaswäscher.

Gaswäscher hoher Energie und hoher Wirksamkeit sind erforderlich, um Schmutz und andere teilchenförmige Stoffe wirksam aus einem verunreinigten Gas zu entfernen. Bei solchen Gaswäschern müssen gewisse grundsätzliche Bedingungen eingehalten werden· Diese bestehen darin, daß die Waschflüssig-'keit und das zu reinigende Gas sich mit einer sehr hohen Geschwindigkeit gegeneinander bewegen müssen, daß die Waschflüssigkeit eine sehr große Oberfläche hat, und daß eine sehr starke Turbulenz zwischen dem zu reinigenden Gas und der Oberfläche der Waschflüssigkeit besteht. Andere Umstände, wie die Kosten, die benötigte Energie, der Raumbedarf, die Wartung und die Verläßlichkeit müssen natürlich auch berücksichtigt werden. Die drei oben genannten grundsätzlichen Bedingungen sind aber wesentlich für'eine hohe Wirksamkeit* Je strenger die Anforderungen an die Reinigung von Gasen sind, bevor sie in die Atmosphäre abgeführt werden, um so wirksamer müssen die Gaswäscher sein.

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Zur Zoit i;ibt en zwei Typen von handelsüblichen Gaswäschern· Uxose sind Gaswäscher, die auf dem Prinzip der Venturi-Dirten beruhen, und Gaswäscher mit überfluteten Tellern. Öri beiden Typen ist ein Gebläse erforderlich, um die DrucksTtrluiite des Gases beim Hindurchgehen durch den Gaswäscher und den -Auslaß auszugleichen. Die Temperatur und der Sfcanbgcslsalt von Gasen, insbesondere von solchen aus Öfen, fc(innen sehr hoch sein. Daher ist es notwendig, das Gebläse unter den Gaswäscher anzuordnen. Solche Gebläse erfordern über eine hohe Energie und eine hohe Geschwindigkeit , ι mi das Gas durch den Gaswäscher mit der gewünschten Geschwindigkeit hindurczuführen. Anderenfalls ist es nicht möglich, die hohen Geschwindigkeitsunterschiede zwischen der Waschflüssigkeit und dem zu reinigen&n Gas zu erzielen. Gebläse mit einer solchen hohen Geschwindigkeit sind aber sehr gefährlich, und führen zu einem Abschalten der Gaswäscher, wenn sich Feuchtigkeit oder Schmutz auf den Flügeln des Gebläses abscheidet und damit ein Ungleichgewicht verursacht·

Bei Gebläsen nach dem Typ der Venturi-Düsen gibt es nur begrenzte Bereiche für das hindurchzuführende Gas, außerhalb welcher ohne Änderung des Düsenquerschnittes eine gute Wirksamkeit nicht erreicht werden kann. Bei Wäschern nach dem

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Typ der Venturi-Düsen wird die Waschflüssigkeit mit geringer Geschwindigkeit eingeführt, und in einem rechten Winkel zu dem Strom des verunreinigten Gases· Daher trägt diese Anordnung nichts bei zu der erforderlichen Turbulenz oder de« gewünschten Geschwindigkeitsunterschiede, sondern der größte Teil »ier Energie wird verbraucht zur Erzeugung eines Gasstromes hoher Geschwindigkeit»

Diese bekannten Nachteile von Gaswäschern nach dem Typ der Venturx-Düsen haben zu der Verwendung von Gaswäschern »it überfluteten Tellern geführt· Hierdurch können manche der erwähnten Nachteile vermieden werden· Das Gas wird zwar mit einer hohen Strömungsgeschwindigkeit gefördert, aber eine plötzliche Ausdehnung trägt bei zur Erzeugung der gewünschten hohen Turbulenz. Die Waschflüssigkeit wird aber rait einer geringen Geschwindigkeit und im rechten Winkel zu de« Gasstro« eingeführt, wodurch ein gewisser Anteil der Energie für die hohe Geschwindigkeit des Gasstromes verbraucht wird. Dadurch können Schwierigkeiten beim Betriebe der Gebläse entstehen, die denen entsprechen, welche bei Gaswäschern nach den Typ der Venturi-Düsen auftreten« Bei Ciaswäschern «it überfluteten Tellern müssen bewegte Teile neu eingestellt werden, wenn hindurchgeführte Gasmenge sich ändert.

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Bei dem erfindungsgemäßen Gaswäscher sind Gebläse mit hoher Geschwindigkeit nicht erf orderlxcs«. Die verunreinigte Waschflüssigkeit kann wiederverwendet werden, ohne daß die Gefahr einer Verstopfung der Sprühdüse vorliegt, aus welcher die Waschflüssigkeit gegen den ütrom des zu reinigenden Gases versprüht wird.

ψ Ein Gaswäscher gemäß der Erfindung enthält einen geschlossenen Behälter mit unterer, oberer und Seitenwandungen, eine Trennwand, durch welche der Behälter in ein oberes und ein unteres Abteil geteilt wird, einen Einlaß für das zu reinigende Gas in das obere Abteil, einen Auslaß für das gerei_ nigte Gas aus dem unteren Abteil, wenigstens ein senkrechtes offenes Gasdurchtrittsrohr, welches sich durch die Trennwand hindurch in beide Abteile erstreckt, einen aus dem Boden dee Behälters unterhalb des unteren Endes des Gas-

^ durchtrittsrohres gebildeten Absitzbehälter, eine Sprühdüse in dem unteren Behälter unter jedem Gasdurchtrittsrohr, aus welcher ein Gemisch der Waschflüssigkeit und eines . Druckgases nach aufwärts in jedes Gasdurchtrittsrohr versprüht wird, und Mittel zum Fördern der Waschflüssigkeit ±m Kreislauf aus dem Absitzbehälter zu der Sprühdüse.

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Die Zeichnungen erläutern beispiel.iwei.ftη dine Aus;führungsform der Erfindung«

Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch einer* er findung s gemäß en Gaswäscher ,

Fig. 2 von oben eine abgeänderte Forin des erfindungsgemäßen Gaswäschers.

Nach der Fig. 1 besteht der Gaswäscher aus einem Behälter 10 mit einer oberen Wandung 11, einer Bodenwanduug 12 und Seitenwandunigen 131 die vorzugsweise aus Metall bestehen. Eine Trennwand Ik, die an den Seitenwandungen 13 befestigt ist, trennt den Behälter in ein oberes Abteil 15 und ein unteres Abteil 16. Die Trennwand 14 ist in der Zeichnung geneigt dargestellt, sie kann aber auch praktisch wa£igerecht verlaufen.

Im oberen Abteil 15 befindet sich eine Öffnung 17» durch welche das zu reinigende Gas aus einer nichtabgebildeten Leitung in den Gaswäscher eingeführt wird. An der Seiten wandung des unteren Abteils 16 befindet sich ein Auslaß für die Ableitung des gereinigten Gases. In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, das gereinigte Gas durch eine

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übliche Vorrichtung sum Entfernen von Nebel h:Ln«.lu;'-ehzufuhren, damit keine Wa;jchi Iü.'jsi;;ke31 on (lon Gasen ί ii die Atmosphäre mitgeführt wird,, Ein Gatuturchtsittsrohr I¹.) ist senkrecht in dem Bohältor angeordnet und tiili.it durch die Trennwand lA hindurch. Ei. xst an beiden End -ι αϊ offen und vorzugsweise am Einlaßende 20 nach außen ex^weitert.

An der Trennwand ak kann eine Leitung 21 für die Waschflüssigkeit vorgesehen sein. Durch diese Leitung fließt die Waschflüssigkeit aus dem oberen Abteil 15 in den Absitzbehälter· Der Boden 12 des Behälters 10 ist geneigt und hat eine Öffnung 22, aus welcher Schlamm aus Schmutz und anderen teilchenförmigen Stoffen aus dem Gas abgelassen werden kann· Der geneigte Boden 12 des Behälters 10 und die Seitenwandungen 13 bilden den unteren Teil des Abteils l6 und sind ein Absitzbehälter, in welchem die Waschflüssigkeit in einer bestimmten Höhe gehalten wird. Hierzu dient ein durch einen || Schwimmer betätigtes Ventil 23, durch welches zusätzliche Waschflüssigkeit eingeführt werden kann und den Flüssigkeitsspiegel auf der gewünschten Höhe zu halten.

Eine Sprühdüse 2k mit dem Mundstück 25 über dem Spiegel der Waschflüssigkeit 26 in dem Absitzbehälter ist in dem unteren Abteil so angeordnet, daß ein Gemisch der Waschflüssigkeit

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und von Druckgas aun dem Mundstück 2.5 direkt in da:? Ciasdurchtritt srohr 19 versprüht Herden "kann. Durch eine Leitung 27 ist die Sprühdüse 2,k \erbunCen mit der Umwälzüumpe 28 und einem Auslaß 29 für dio Waschflüssigkeit in dem Absitzbehälter ·

In dem Gaswäscher kann eine Ablenkplatte 30 vorgesehen sein, die an den Wandungen befestigt ist. Sie lenkt diejenige Waschflüssigkeit ab, die nicht mit dem Gas bei seinem Durchgang durch das Gasdurchtrittsrohr 19 reagiert.

Die Sprühdüse 2k hat ein nach oben erweitertes Mundstück 25 und eine verengte Drosselstelle 21. In die Düse bis gerade unter der Drosselstelle 31 führt ein Rohr 32 für Druckluft. Beim Betriebe wird die Waschflüssigkeit, die zur Drossel- steile 31 gelangt, durch die Druckluft aus dem Rohr 32 gefördert und zu einem feinen Nebel versprüht, der mit genügender Energie nach oben durch und in das Gasdurchtrittsrohr 19 gebracht wird. Dort kommt die versprühte Flüssigkeit im Gegenstrom in Berührung mit dem abwärts strömenden verunreinigten Gas.

Die Wirkung des erfindungsgemäßen Gaswäschers geht aus dieser Beschreibung hervor. Sie soll aber nachstehend noch wei-

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ter erläuirort werden an dom Roisp.iel uinos Gast*■ jchers mit einer nominalen Gaskupazit^vi:. von »'ί■-J m /Min· Η'ί.<ι·.; für wird ein Gasdur«htrittsrohr 19 mit einem Durchmesser von 56 cm verwendet· Das Gebläse, welches das Gas durch den Gaswäscher fördert, braucht nur so stark zu sein, daß der Druckabfall beim Hindurchtreten des Gases durch den Gaswäscher weniger als 25 cm beträgt· Gebläse hoher Geschwindigkeit sind also nicht erforderlich, und Gefahren können nicht auftreten.

Unter diesen Betriebsbedingungen strömt das Gas mit einer Geschwindigkeit von 300 m/Min, abwärts· Diese Geschwindigkeit ist für sich noch nicht genügend, um eine hohe Wirksamkeit der Reinigung zu gewährleisten· Die Sprühdüse 2k gibt aber den Wassertröpfchen eine Geschwindigkeit von mehr als 9000 m/Min· Bei der Strömungsgeschwindigkeit des Gases nach abwärts von 300 m/Min· und einer Strömungsgeschwindigkeit der Wassertröpfchen nach oben von 9000 m/Min, treffen die beiden Stoffe mit einer Geschwindigkeit von 9300 m/Min. oder mehr als 200 m/Sek* aufeinander, was weit mehr ist, als die Auftreffgeschwindigkeit von 120 m/Sek. in Venturi-Düsen. Durch Auftreffen der Wassertröpfchen auf das Gas wird diese Strömungsgeschwindigkeit herabgesetzt. Das Differential der Strömungsgeschwindigkeiten verleiht dem Wäscher die gute Wirksamkeit.

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Dadurch, daß die zugef'üllirto Energie dem Wasser und nicht dem Gas mitgeteilt wird, wird d.i< gleiche AuftrefTgoschwindigkeit erreicht, wobei dio Umfangsgeschwindigkeit d<ss Gebläses nicht hoch zu sein l.raucht. Dadurch werden (»efahren eines Zusammenbruches vermieden, wenn Schlimm sich auf dem Gebläse niederschlägt, was bei den bekannten Gaswäschern häufig vorkommt.

Die Verwendung von Druckluft zur Erzeugung einer hohen Geschwindigk« it der Wassertröpfchen macht Wasserpümpen hohen Druckes und Leitungen unnötig, ebenso wie Mundstücke von ■kleinem Durchmesser· Die Kombination von Öffnungen kleinen Durchmessers und einer hohen Strömungsgeschwindigkeit von Wasser durch sie hindurch bringt Schwierigkeiten mit sich, wenn man verschmutztes Wasser, das auch korrodierende Flüssigkeiten enthalten kann, umlaufen läßt· Bei der Verwendung von Sprühdüsen der erfindungsgemäßen Art, bei welchen reine Druckluft verwendet wird, können die Öffnungen in den Leitungen für die Luft und das Wasser innerhalb der Düse Durchmesser von wenigstens 1 bis 1,5 cm haben. Die Druckluft verteilt das Wasser zu einem feinen Nebel mit einer sehr großen Oberfläche, was für ein gutes Waschen erforderlich ist· Die für die Erzeugung von Druckluft aufgewendete Energie, die nicht zum Betriebe von Gebläsen verwendet wird,

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bringt also manche Vortoilo mit «ich.

Das der Sprühdüse zugeführte Wasser gelangt in Umiauf durch die Pumpe 2ß und den Au.·. Laß 29 zn der Sprühdüse. Hadurch wird die benötigte Wasr.r rmenge zum Betriebe des Gaswäschers verringert. Zusätzlicher. Warier wird durch das mittels eines Schwimmers betätigte Ventil 23 zugeführt· Das in dem oberen Abteil 15 angesammelte Waschwasser fällt auf die Trennwand l4t und wird durch die Leitung 21 in den Absitzbehälter zurückgeführt.

Da das Wasser in dem Absitzbehälter verhältnismäßig ruhig ist, können der Schmutz und die teilchenförmigen Stoffe aus dem Gas zum Boden 12 des Behälters 10 absinken, von wo sie¹ durch den Schlammauslaß 22 abgezogen werden können.

Eine der Schwierigkeiten bei der Verwendung von Gaswäschern besteht darin, daß eine hohe Wirksamkeit innerhalb eines weiten Bereiches der zugeführten Gasmengen ohne die erwünschte mechanische Bewegung von Teilen aufrechterhalten wird. Bei dem erfindungsgemäÄen Gaswäscher werden diese Bedingungen automatisch erfüllt. Selbst wenn die Gasmenge auf 20 % der nominalen Menge herabgesetzt wird, so ergibt sich eine Auf tr eff geschwindigkeit von (20 Ji von 300) =60 + 9000 » ■ 9O6O m/Min, oder I60 m/Sek.· Selbst bei 20 Ji der nominalen

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Gaemenge ergibt sich eine höhere Auftreffgeschwindigkeit als bei anderen Ausführungsformen und bei nominaler voller Gasmenge.

Die Fig. 2 zeigt einen Gaswäscher kO mit drei Behältern. Jeder dieser Behälter enthält ein Gasdurchtrittsrohr 4l und andere oben beschriebene Elemente. Eine gemeinsame Verteilerleitung 42 führt das verunreinigte Gas zu den Einheiten der Anordnung 40, und eine gemeinsame Abzugsleitung 43 zieht das gerenigte Gas ab.

Die Kapazität des Gaswäschers kann also geändert werden durch Änderung des Durchmessers der Gasdurchtrittsrohre oder durch Anordnung mehrerer Gaswäscher oder durch eine Kombination beider Maßnahmen.

Gewünschtenfalls kann die Ablenkplatte 30 auch weggelassen werden. In diesem Falle sollte der Einlaß 1? in einem Winkel zu dem Gehäuse angeordnet sein, so daß die durch das Gasdurchtritterohr hindurchtretende Flüssigkeit nicht in die Öffnung 17 gelangt« Die Höhe des Gehäuses kann auch verringert werden, so daß die obere Wandung 11 sich in der Stellung der Ablenkplatte 30 befindet.

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Die Leitung für die Waschflüs: igkuiI kann auch weggelassen werden, wenn man die Hrjhe der- Gasdurchtrittsrohros 19 ver ringert, so daß sein oberer Rand mit der Trennwand 14 abschneidet* In diesem Falle dient das Gastlurchtritt.^rohr 19 als Leitung fitr die zuriet· fließende Waschflüssigkeit aus dem oberen Abteil 15 in don -i-Viitzb*.hälter·

Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Umwälzpumpe 28 weggelassen norden. Hierzu wird die Öffnung 2') geschlossen und die Leitung 27 aus der. Öffnung 29 zu der Pumpe 2Ö und von der Pump«! 28 zu der Sprühdüse 2^lk wird weggelassen. Der Abschnitt der Leitung 27 innerhalb des Absitzbohälters wird so abgeschnitten, daß er unterhalb der Oberfläche der Wasch flüssigkeit und oberhalb der Schlammansammlung geöffnet ist· Oar Spiegel der Flüssigkeit in dem Absitzbehälter wird so gehalten, daß er sich etwas über der Öffnung der Leitung 32 für Druckluft befindet. Die aus der Leitung 32 austre tende Druckluft versprüht die Flüssigkeit in das Gasdurchtritt erohr 19· Durch die Druckluft wird die Flüssigkeit in die Sprühdüse hineingezogen.

BAD ORIQtNAL 1 09845/1679

Claims

Patentansprüche

(1;) Gaswäscher ,gekennzeichnet durch einen geschlossenen Behälter mit oberer, unterer und Seitenwandungen, einer Trennwand, die den Behälter in ein obere:? und ein untci i« Abteil trennt, einen Einlaß für das zu reinigende Gas in das obere Abteil, einen Auslaß für das gereingte Gas aus dem unteren Abteil,,: wenigstens ein senkrechtes offenes Rohr für den Durchtritt des Gases aus dem oberen in das untere Abteil, das in der Trennwand angeordnet ist und wenigstens in eines der Abteile hineinragt, einen durch den Boden des unteren Abteils unter dem unteren Ende des Gasdurchtrittsrohres gebildeten Absitzbehälter, eine im unteren Abteil unter jedem Gasdurchtrittsrohr angeordnete Sprühdüse, die ein Gemisch von Waschflüssigkeit und einem Druckgas nach oben in jedes Gasdurchtrittsrohr hineinsprüht, und Mittel zum Fördern der Waschflüssigkeit im Kreislauf aus dem Absitzbehälter zu der Sprühdüse.

2· Gaswäscher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel zum Gleichhalten des Spiegels der Waschflüssigkeit in dem Absitzbehälter·

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3. Gaswäscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Absitzbehälters geneigt ist und unten einen Ablaß für Schlamm hat.

k» Gaswäscher nach ein« in dnr Ansprüche 1 bis 3, g e k e η η-

zeichnet durch eine Leitung zwischen dem P oberen und dem unteren Abteil, durch welche Waschflüssigkeit im den Absitzbehälter zurückfließen kann.

5· Gaswäscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück der Sprühdüse oberhalb des Flüssigkeitsspiegel im Absitzbehälter angeordnet ist, und daß die Sprühdüse im Inneren einen Einlaß für Druckgas enthält.

k 6. Gaswäscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5i dadurch

gekennzeichnet, daß die Sprühdüse oben erweitert, darunter eingeschnürt ist» und daß die Mündung d·· Einlasses für das Druckgas unterhalb der Einschnürung angeordnet ist.

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7· Gaswäscher nach einem der Ansprüche k bis 6, d a d u r ch gekennzeichnet, daß die Leitung zwischen dem oberen und dem untere si Abteil an der Trennwand befestigt 1st und mit ihrem unteren Ende bis unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Absitzbehälter führt·

8» Gaswäscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7» mit mehreren Gaβdurchtrittsrohren und mehreren Sprühdüsen, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Zuleitung für das zu reinigende Gas und eine gemeinsame Ableitung für das gereinigte Gas.

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