DE2161222A1 - Verfahren zur Entfernung von Staub - Google Patents

Description

Case 111 870/1970

MIISUI !DOAISU CHEMICALS, Inc., lokyo/Japan

Verfahren zur Entfernung von Staub

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Staub, hei dem man ein Gas, das den Staub enthält, durch eine Schicht aus einem porösen Material aus nichtcellularen Schäumen mit hoher Porosität leitet. Das poröse Material ist mit einem Lösungsmittel für den Staub imprägniert.

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren, um Staub aus Gas zu entfernen. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren, um Staub, der in einem Lösungsmittel löslich ist, zu entfernen, wobei man ein verbessertes Filtermedium verwendet.

Der Ausdruck "Staub", wie er hierin verwendet wird, bedeutet feine Teilchen aus festen oder flüssigen Stoffen, die

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in einem Gas suspendiert sind, und er umfaßt neben Staub selbst Aerosole und Nebel wie Wasser- bzw. Flüssigkeitsnebel.

Durch den schnellen Fortschritt und die schnelle Entwicklung der chemischen Industrie nimmt die Menge verschiedener Arten von Stäuben, die aus Fabriken abgegeben werden,laufend zu. Diese Stäube verunreinigen jedoch die Luft, verschmutzen die Anlagen und beschädigen Tiere, und sie ergeben dementsprechend für Menschen direkt oder indirekt ^ unerwünschte Nebenwirkungen, wobei große Luftverunreinigungsprobleme auftreten. Es ist bis Jetzt sehr schwierig, Staub zu entfernen, und daher hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, ein wirksames Verfahren zur Entfernung von Staub zu entwickeln, um die Luftverunreinigung zu verhindern.

Gegenstand der Erfindung ist ein einfaches, wirksames und wirtschaftliches Verfahren, um Staub aus einem Gas zu entfernen, und ein Verfahren, um die Luftverunreinigung zu verhindern. Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren, um Harnstoff staub, der von Harnstoff-Sprühkristallisationstürmen abgegeben wird, zu entfernen.

Bei dem erfindungsgeraäßen Verfahren leitet man ein Gas, das den Staub enthält, durch eine Schicht aus porösem Material, das hohe Porosität aufweist und aus nichtcellularem (offencellularem bzw. zelligem) Schaum besteht, wobei der Staub aus dem Gas entfernt wird und wobei das poröse Material mit einem Lösungsmittel für den Staub imprägniert ist.

Staub, der in Lösungsmitteln löslich ist, umfaßt beispielsweise Staub, der bei Granulationsverfahren anfällt, insbesondere einen Staub, der aus Kristallisationssprühtürmen bei der Herstellung von granulären Düngemitteln wie Harnstoff granulaten anfällt, Schwefelsäurestaub, der bei Schwefelsäureanlagen anfällt.

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Die porösen Materialien, die bei der vorliegenden Erfindung als Filtermedien verwendet werden,besitzen vorzugsweise eine nicht-cellulare bzw. nicht-zellige Schaumporosität von über

.9056· Die. nicht-cellulare Schaumporosität soll.-- --■

das Verhältnis an nicht-cellularem Schaum- ' volumen zu dem Gesamtschaumvolumen bedeuten. Die porösen Materialien, die eine große Anzahl an geschlossenen, cellularen Schäumen enthalten, sollten daher erst verwendet werden, nachdem man sie einer Vorbehandlung unterworfen hat, die die Porosität der nicht-cellularen Schäume erhöht. Ein solches Filtermedium wird mit Wasser oder mit Lösungsmitteln, die geeignet sind, Stäube zu absorbieren, imprägniert. Die Imprägnierung des Filtermediums mit dem Lösungsmittel kann ansatzweise durchgeführt werden. Alternativ kann die Imprägnierung kontinuierlich durchgeführt werden, indem man einen Lösungsmittelstrom abwärts kontinuierlich oder zwischenzeitlich auf der Oberfläche des Filtermediums strömen läßt, wo das Gas austritt. Die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Filtermedien umfassen Schaumharze wie Polyäthylen oder Polyurethan oder man kann poröse Materialien wie Glaswolle, Filze oder schwammförmige Kautschuke verwenden. Es ist am meisten bevorzugt, einen Urethanschaum

zu verwenden, der eine hohe, nicht-cellulare Schaumporosität besitzt. ' ■ . - ■·"■.·..

Es ist bevorzugt, das Gas, das den Staub enthält, mit einem Lösungsmittel zu waschen, bevor man den Staub durch das Filtermedium filtriert, da durch das Waschen Staub mit relativ großer Teilchengröße entfernt wird.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird eine erfindungsgemäße Ausführungsform näher erläutert. '

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Vorrichtung, die man bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwenden kann. .

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Fig. 2 zeigt ein anderes Beispiel einer Vorrichtung, die man zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet kann.

Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Filtermediums gegeben, das man hei der vorliegenden Erfindung verwenden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Fig. 1 bis näher erläutert.

Bei den in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen wird ein Gasstrom, der Staub enthält und über eine Leitung eingeführt wird,mit einem Lösungsmittel gewaschen,das von einer Düse 2 mittels einer Pumpe 4 versprüht wird, so daß Staub mit relativ großem Durchmesser abgetrennt und in dem Lösungsmittel gelöst wird. Der Gasstrom, der mit dem Lösungsmittel gewaschen ist, wird dann durch ein Filtermedium 5 filtriert. Dabei werden die feinen Teilchen entfernt. Das Gas wird dann durch die Auslaßströmungsleitung 6 abgelassen. Das Lösungsmittel fließt an der Oberfläche des Gasfiltermediums 5 ab, und zwar auf der Gasauslaßseite. Die Filterschicht, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, kann in einer kompakten Vorrichtung verwendet werden. Sie enthält ein Filtermedium·, das mit einem Rahmen verbunden ist, dessen Querschnitt senkrecht zu der Oberfläche des Filtermediums einem gleichschenkligen Trapez entspricht. Ein Winkel OC von der Oberfläche des Filtermaterials zu der Horizontalen (dargestellt in Fig. 2) sollte ein stumpfer Winkel von mindestens 120°, vorzugsweise im Bereich von 95 bis 110°, sein. Wenn der Winkel CV die obere Grenze des oberen Bereichs überschreitet, neigt die Flüssigkeit dazu, auf der Filteroberfläche zu verbleiben, und dadurch wird die Wirksamkeit des Filters erniedrigt, was eine geringe Entfernungswirksamkeit mit sich bringt. Wenn andererseits der Winkel so klein ist, daß er nicht in diesen Bereich fällt, dann tritt ein größerer Druckverlust, bedingt durch

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das Filtermedium, auf. Bei 7 ist eine U-förmige Röhre gezeigt, die vorgesehen ist, um das Lösungsmittel, das längs der Oberfläche des Filtermediums abgeflossen ist, zu entfernen. Um zu verhindern, daß die Lösungsmitteltröpfchen versprühen, ist es bevorzugt, wie in Fig. 3 dargestellt, ein Metallnetz oder synthetische Fasern auf der Oberfläche des porösen Materials 8, wo das Gas austritt, zu verwenden.

Die "Vorteile der vorliegenden Erfindung sind die folgenden:

1. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man praktisch eine 1OO$ige Wirksamkeit bei der Entfernung von Staub. Verwendet man Filter der trockenen Art, bei denen man ein Polyurethanschaumharz als Filtermedium einsetzt, so beträgt die Staubentfernungswirksamkeit für Staub mit einem Durchmesser von 1 bis 100/u höchstens 50%. Entfernt man den Staub gemäß dem sogenanten Wasserfang-Verfahren (water-curtain process), das mit relativ niedrigen Kosten gebaut und betrieben werden kann, so werden ungefähr 80 bis 90$ des Harnstoffstaubs, der in den abströmenden Gasen eines Harnstoffkristallisationsprühturms vorhanden ist, entfernt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man im wesentlichen eine 100$ige Entfernungswirksamkeit an Staub, wenn man das poröse Material mit. einem Lösungsmittel imprägniert, wobei das poröse Material eine hohe Porosität an nicht-cellularen Schäumen besitzt und wobei man ein Lösungsmittel auswählt, das geeignet ist, den Staub zu lösen.

2. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind niedrigere Anlagekosten erforderlich, da man billige Filtermedien wie Polyurethanschaumharze verwenden kann. Weiterhin treten bei den bekannten Staubfiltriervorrichtungen Druckverluste von 50 bis 100 mm Hg bei Oberflächengeschwindigkeiten von 10 cm/sec auf. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man höchstens einen Druckverlust von 30 mm Hg bei einer Oberflächengeschwindigkeit von 1 m/sec.

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Dadurch werden die Betriebskosten erniedrigt. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen "Vorrichtung kann man daher große wirtschaftliche Vorteile im Vergleich mit den "bekannten Vorrichtungen erzielen, bedingt durch die überlegene Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

3. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann man die Materialien, die in Form von Staub abströmen, wiedergewinnen, indem man die entstehende Lösung, die man während des Einfangens des Staubs erhält, konzentriert. Dies bedeutet, ' daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur Maßnahmen . mit sich bringt, um eine Luftverunreinigung zu verhindern, sondern daß ebenfalls die Produktivität verbessert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren, wie es hierin beschrieben wurde, kann verwendet werden, um Staub zu entfernen und die Luftverunreinigung zu verhindern, und es kann ebenfalls verwendet werden, um Gase, die Nebel enthalten, zu absorbieren.

Das Hauptanwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht jedoch darin, Harnstoffstaub, der in dem Gas, das ^ man zum Kühlen von Harnstoffgranulaten verwendet, enthalten ist, und der aus Kristallisationssprühtürmen von Harnstoff anlagen in großem Ausmaß abgegeben wird, zu entfernen. Das Sprühkristallisieren von Harnstoff kann durch bekannte Verfahren durchgeführt werden, bei denen wasserfreier, geschmolzener Harnstoff hergestellt wird, indem man Harnstoff schmilzt oder wobei man eine Harnstofflösung zu wasserfreiem geschmolzenem Harnstoff konzentriert und dann den wasserfreien, geschmolzenen Harnstoff in Flüssigkeitströpfen teilt, indem man ihn beispielsweise durch Düsen leitet. Die flüssigen Tröpfchen werden dann mit einem Luftstrom abgekühlt, wobei die Harnstoffgranulate gebildet werden.

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Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung, ohne sie jedoch zu beschränken.

Beispiel

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird der ausströmende Luftstrom aus Harnstoff-Sprühkristallisationstürmen durch eine Leitung 1 in die Vorrichtung geleitet. Der Abfalluftstrom enthält 500 bis 1000 mg/nr Harnstoffstaub mit einem Durchmesser im Bereich von 1 bis 10/u. Der Abfalluftstrom wird dann mit einer wäßrigen Harnstofflösung, die von einer Sprühdüse 2 versprüht wird, gewaschen und dabei werden 90$ des Staubs in der obigen Harnstofflösung aufgenommen. Die HarnstofflöBung wird in einem Lösungsmittelreservoir 3 gelagert und dann über die Pumpe 4 in die Sprühdüse zur Zirkulation geleitet. Ein Teil der Harnstofflösung wird entnommen, um den darin gelösten Harnstoff wiederzugewinnen,. Kfasser wird in einer solchen Menge hinzugefügt, die ausreicht, um die Menge an entnommener Harnstofflösung zu ersetzen.

Der Abfalluftstrom, der mit der Harnstofflösung gewaschen wurde, wird durch ein Piltermedium mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 1,0 m/sec geleitet, wobei der Harnstoffstaub von dem Luftstrom entfernt wird. Dann wird der Strom durch die Abströmungsleitung 6 entfernt. Der Luftstrom von der Abströmungsleitung 6 enthält 10 mg/m Harnstoffstaub. Das Filtermedium, das verwendet wird, ist ein ätherartiger Polyurethanschaum, der für Vorhänge nützlich ist und eine nicht-cellulare Schaumporosität von 98% aufweist. Der Winkel CX. der Filtrationsoberfläche zu der Horizontalen beträgt 100°. Die kleinen Tröpfchen aus Harnstofflösung, die durch die Sprühdüse gebildet werden, erreichen die Oberfläche des Filtermediums an der Gasauslaßseite, und dadurch wird das Filtermedium mit Harnstofflösung imprägniert. Die Harn-. stofflösung, in der der Harnstoffstaub gelöst ist, wird durch die U-förmige Röhre 7 in ein Lösungsmittelreservoir 3 geleitet.

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Claims (8)

Patentansprüche

1. Verfahren, um Staut) zu entfernen, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gas, das den Staub enthält, um den Staub aus dem Gas zu entfernen, durch eine Schicht eines porösen Materials'leitet, wobei das poröse Material eine hohe, nicht-cellulare Schaumporosität besitzt und das poröse Material mit einem Lösungsmittel für den Staub imprägniert ist.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als poröses Material ein Schaumharz aus Polyäthylen oder Polyurethan, Glaswolle, ein Filz oder einen schwammförmigen Kautschuk verwendet.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material einSnicht-cellulare: Schaum" porösität von über 90?£ besitzt. ~

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas mit einem Lösungsmittel gewaschen wird, bevor es durch die Schicht geleitet wird, wobei ein Hauptteil des Staubs von dem Lösungsmittel aufgenommen wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Oberfläche der Schicht zu der Horizontalen ein stumpfer Winkel von mindestens 120° ist und daß das Lösungsmittel abwärts längs der Oberfläche der Gasauslaßseite der Schicht strömt.

6. Verfahren zur Entfernung von Harnstoff aus einem Abfalluftstrom von Harnstoff-Kristallisationssprühverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man den Abfalluftstrom mit einem Lösungsmittel wie Wasser und/oder einer wäßrigen Harnstofflösung wäscht, um den Hauptteil des Harnstoffstaubs

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in dem Lösungsmittel zu lösen, und den vorgereinigten Iiuftabfallstrom durch eine Schicht aus porösem Material leitet, wobei das poröse Material eine hohe, nicht-cellulare Schaumporosität besitzt, und wobei der restliche Teil des Staubs aus dem Luftstrom entfernt wird und wobei die Schicht mit dem Lösungsmittel imprägniert ist.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht ein Polyurethanschaumharz ist und eine nicht-cellulare Schaumporosität von über 90fo besitzt.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel zwischen der Oberfläche der Schicht und der Horizontalen ein stumpfer Winkel von mindestens 120° ist und daß das Lösungsmittel abwärts entlang der Oberfläche der Gasdurchlaßseite der Schicht strömt.

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