DE2421143A1 - Verfahren und nasswaescher zum abscheiden von staubpartikeln aus einem luft- bzw. gasstrom - Google Patents

Description

• Verfahren und Naßwäscher zum Abscheiden von Staubpartikeln aus einem Luft- bzw. Gasstrom Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Staubpartikeln aus einem Luft- bzw. Gasstrom in einem Naßwäscher mit einem Flüssigkeitsbad sowie einen Naßwäscher zur Durchführung dieses Verfahrens.
• Zum Reinigen von staubhaltigen Luft- bzw. Gasströmen, die insbesondere von Industrie-Produktionssttitten mit mehr oder weniger feinkörnigen Feststoffen abgegeben werden, haben die bekannten Naßverfahren einen oftmals zu geringen Wirkungsgrad, der nur durch erheblichen vorrichtungsmäßigen Aufwand verbessert werden kann. So ist es bekannt, den Rohgasstrom durch Sprühkammern zu leiten, in denen durch verschiedenartige Flüssigkeitsverteilung Sprühfelder oder Flüssigkeitsfilme erzeugt werden, die beim Durchströmen des Rohgases die Feststoffe binden und je nach deren Agglomerierungsgrad früher oder später ausfallen. Es ist bei den bekannten Vorrichtungen ein erheblicher Aufwand an Sprühsystemen und Durchfluß-Widerständen mit Reinigungsmitteln und Energie erforderlich, um ein gelegentliches Durchstoßen von Staubwolken zu verhindern und eine innige Verbindung der Flüssigkeitstropfen mit allen Staubpartikeln für eine ausreichend intensive Staubabscheidung zu erreichen. Hinzu kommt der hohe Verschleiß infolge hoher Reibungswerte zwischen Staub und Werkstoff des Wäscher.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zu schaffen, das wirtschaftlicher ist und die vorbeschriebenen Nachteile weitgehend ausschaltet. Eine weitere Aufgabe liegt in der Schaffung eines angepassten Naßwäschers zur Durchführung des neuen Verfahrens.
• Die Lösung der Aufgabe hinsichtlich des neuen Verfahrens besteht gemäß der Erfindung darin, daß der in das Gehäuse des Naßwäschers eintretende Strom des staubhaltigen Rohgases direkt und mindestens annähernd senkrecht in das Flüssigkeitsbad gelenkt und im Bereich des Flüssigkeitsspiegels durch eine im Querschnitt ringförmige, in der Art von Diffusoren ausgebildete Strömungsleitvorrichtung fließt und in einen verhältnismäßig tief in das Flüssigkeitsbad einfließenden Strömungskern und in von diesem Kern abgeleitete Prall- und Wirbelströme unterteilt wird, aus deren Turbulenzbereich das Gas-Flüssigkeitsgemisch nacheinander durch mindestens eine weitere Prall- und Wirbelvorrichtung sowie einen Beruhigungsraum und daraufhin durch gegenüber dem Beruhigungsraum verengte Prall- bzw. Filtrierungsöffnungen abgesaugt wird. Hierdurch wird erreicht, daß der Rohgasstrom verhältnismäßig tief in ein Flüssigkeitsbad eintaucht und dabei die schweren Staubpartikel sofort abgeschieden werden, während die leichten Staubpartikel weitgehend im Turbulenzbereich der Flüssigkeits-Oberfläche gebunden und durch Agglomerierung ausgefällt werden. Nach den Versuchsergebnissen sind hierbei schon 80 - 85 % des Staubanteils abgeschieden, noch bevor das Gas-Flüssigkeitsgemisch in eine erste Wirbelzone eintritt. Nur ein derart stark abgemagertes Gas-Flüssigkeitsgemisch gelangt danach in die Prall- und Wirbelvorrichtungen und daraufhin inherhalb eines Saugstromes durch weitere Prall- und Wirbelzonen sowie einen Beruhigungsraum bis in ein den Gas-Reinigungsprozess abschließendes Prall- und Filtrierungssystem, in dem das Gas von allen restlichen Schwebstoffen sowohl des Staubes wie auch der Flüssigkeit befreit wird.
• Der zur Durchführung des Verfahrens angepasste Naßwäscher ent-' hält in einem trichterförmigen Gehäuseteil ein Flüssigkeitsbad und ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Gehälse in seiner senkrechten Mittelebene ein mindestens annähernd senkrecht verlaufendes Rohgas-Eintrittsrohr aufweist, dessen Mündung verhältnismäßig dicht über dem Flüssigkeitsspiegel angeordnet und in das Zentrum einer in der Art eines Diffusors ausgebildeten Strömungsleitvorrichtung mit mindestens einem, einen relativ großen Erweiterungswinkel aufweisenden Leitkanal gerichtet ist, der wenigstens mit seinem unteren, die erweiterte Kanalöffnung aufweisenden Wandungsabschnitt unter den Flüssigkeitsspiegel eintaucht, und daß das Rohgas-Eintrittsrohr einen die Strömungsleitvorrichtung überdeckenden Prallteller sowie das Gehäuse mindestens ein über dem Prallteller angeordnetes Absaugrohr mit Filtrierungsmitteln, z.B. Prallelementen, Schikanen, Füllstoffen undoder dergl., enthalten.
• Hierdurch ist eine besonders einfache Naßwäscher-Konstrvktion mit hohem, nahezu loo %igem Abscheidungsgrad erreicht. Der hohe Wirkungsgrad beruht im wesentlichen auf der Bildung von mehreren, voneinander getrennten Prall- und Wirbelzonen sowie einer ausreichend großen Gas-Beruhigungszone zum Abbau unerwünschter turbulenter Strömungen und auf dem folgerichtigen Ablauf des jeweiligen Impulsaustausches.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ist in der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel eines ebenfalls erfindungsgemäßen Naßwäschers beschrieben.
• Die Zeichnung zeigt im Längsschnitt ein im wesentlichen geschlossenes Gehäuse lo eines Naßwäschers mit einem zylindrischen Oberteil 11 und einem trichterförmigen Unterteil 12, der unten in ein Ablaufrohr 13 ausläuft. Die das Gehäuse abdeckende Wandung ist auf dem Oberteil abnehmbar befestigt, damit der Innenraum leicht zugänglich ist. Sie hat im Zentrum eine öffnung mit aufgekragtem Gehäuserand zur Aufnahme und Führung eines senkrecht zur Wandfläche bewegbaren Rohgas-Eintrittsrohres 14. Daneben enthält sie zwei weitere, diametral zueinander angeordnete Öffnungen 15, die den Ausgangspunkt zweier Absaugrohre 16 bilden.
• Im Bereich der Gehäuseöffnungen 15 haben die Äbsaugrohre 16 eine Seitenöffnung und sind zur Aufnahme und Halterung eines Einsatzes mit Filtrierungsmitteln 17 ausgebildet. Das Gehäuse dieses Einsatzes besteht aus einem angepassten Rohrabschnitt 18 aus Kunststoff. Außen sind Befestigungs- und Dichtflansche mit an sich bekannten Handhabungselementen angeformt. Aus der Innenwand ragen Prall- und Halteelemente heraus, die zusammen mit Füllstoffen die Filtrierungsmittel bilden. Diese Einsätze sind leicht austauschbar und nach ihrer Reinigung wieder verwendbar.
• Das Rohgas-Eintrittsrohr 14 ragt senkrecht und tief in den zylindrischen Oberteil 11 des Naßwöscher-Gehöuses hinein. Es mündet verhältnismäßig dicht über der Spiegelfläche 19 eines Flüssig keitsbades, das den trichterförmigen Gehause-Unterteil 12 gut aus-fUllt. Hier ist das Rohgas-Eintrittsrohr mit einem, vom Mündungsrand ausgehend breit ausladenden Prallteller 20 ausgerüstet, der durch eine um den Mündungsrand ringförmig verlauffende Wölbung vom Flüssigkeitsspiegel weg eine im Querschnitt etwa konkavförmige Prallwand 21 aufweist und deren konkaver Innenraum dem Flüssigkeitsspiegel zugewandt ist.
• Unterhalb des Rohgas-Eintrittsrohres 14 und des Pralltellers 20 ist an der Gehäusewand über nicht näher bezeichnete Verbindungsstege eine zwei ineinander angeordnete Rohrstutzen 22 und 23 enthaltende Strömungsleitvorrichtung befestigt, deren Seitenwände etwa gleichwinkelig konisch und in gleichmäßigem Abstand sowohl voneinander wie auch von der Gehäusewand verlaufen. Sie bilden Leitkanäle in der Art von Diffusoren mit nach unten, gegen die konisch verengende Gehäusewand gerichteten Erweiterungen. Der Erweiterungswinkel liegt zweckmäßig innerhalb 12 -20° und richtet sich nach dem Erweiterungswinkel des trichterförmigen Gehöuse-Unterteils 12 wie auch der Tiefe des Flu#ssigkeitsbades. Beide Rohrstutzen der Strömungsleitvorrichtung sind im Arbeitsvorgang des Naßwäschers mit ihren unteren, die erweiterten Kanalöffnungen aufweisenden Wandabschnitten ausreichend tief unter den Flüssigkeitsspiegel eingetaucht. Von dem inneren Rohrstutzen 23 braucht nur ein breiter oberer Rand aus der Spiegelfläche zu ragen. Dem gegenüber ragt der obere Rand des äußeren Rohrstutzens 22 über den des inneren Rohrstutzens hinaus bis in den konkaven Innenraum des Pralltellers 20 zur Bildung eines ringförmigen Strömungskanals mit Wirbel- und Prallzonen 24.
• Auch taucht der untere Rand des äußeren Rohrstutzens 22 tiefer als der des inneren Rohrstutzens 23 in das Flüssigkeitsbad ein.
• Einmal zum Abfangen und Weiterleiten der dortigen Wirbel. Ferner zur Bildung eines verhältnismäßig schmalen Ringkanals 25 zwischen seiner Unterkante und der konischen Gehäusewand zur Erzeugung eines Kontraktionsfeldes, das eine Drosselung und Beruhigung der außen aufsteigenden turbulenten Strömungen verursacht.
• Das Rohgas-Eintrittsrohr 14 ist zusammen mit dem Prallteller 20 vertikal in seinem Abstand von den Rohrstutzen 22 und 23 der Strömungsleitvorrichtung einstellbar. Im Betrieb strömt das Rohgas aus dem Eintrittsrohr direkt und im wesentlichen senkrecht in das Flüssigkeitsbad. Hierbei tauchen die Staubpartikel verhältnismäßig tief in die Abscheideflüssigkeit und die relativ großen und schweren Staubpartikel werden sofort in den mit 26 bezeichneten Zonen am Ausgang der Strömungsleitkanäle aus dem Gasstrom abgeschieden und im unteren Bereich des Gehäusetrichters abgelagert. Die maximale Geschwindigkeit in dem durch den inneren Leitkanal der Strömungsleitvorrichtung hindurchtretenden Strömungskern ist der unter dem Eintrittsrohr befindlichen Flüssigkeitssäule derart angepasst, daß die Turbulenzwirbel nur etwa die halbe Gesamttiefe erreichen. Darunter wird der Strömungskern durch zunehmenden Impuisaustausch schnell aufgelöst. Dies hat zur Folge, daß die bei den vorbekannten Verfahren die Vorrichtung am meisten verschleißenden Rohgas-Staubanteile gar nicht erst die Wirbel- und Prallwandungen erreichen, so daß deren Verschleiß auf ein Minimum reduziert wird. Ein an sich bekanntes Umwälzsystem zieht den bei 27 abgelagerten Schlamm aus dem Naßwascher-Gehöuse ab und pumpt die vom Schlamm gereinigte Flüssigkeit zurück.
• Die Strömungsleitvorrichtung 22,23 lenkt, wie bereits erwähnt, Anteile des Rohgasstromes vom Strömungskern ab und verursacht im Bereich des Flüssigkeitsspiegels durch gegeneinander einwirkende Stau ~ und Kontraktionsfelder geeignete Wirbelströmungen, die auch die leichten Staubpartikel binden und weitgehend agglomeriert abscheiden.
• Die vom Sog der Absaugvorrichtung oberhalb des Flüssigkeitsspiegels erfassten schwebenden Staubpartikel strömen zusammen mit den mitgerissenen Flüssigkeitstropfen durch die kanalförmige Prall- und Wirbelzone 24 unterhalb des Pralltellers 20 und schlagen dort an den Wandungen nieder. Von denen werden sie im Selbstreinigungsprozess abgespült. Dafür sorgt die innerhalb des Strömungsleitsystems herrschende Turbulenz des Flüssigkeitsspiegels.
• Das in der Art eines Aerosols befindliche Gas-Flüssigkeitsgemisch tritt danach in einen relativ großen Gasberuhigungs raum 28 des Gehäuses zum Abbau der Turbulenz. Hiernach gelangt das Gemisch in die Absaugrohre 16, in deren Filtrierungseinsätzen 17,18 das Gas sowohl von restlichen Staubanteilen wie auch von mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen befreit wird.
• Die erfindungsgemäße Ausgestaltung dieser vorbeschriebenen drei Prall- und Wirbelzonen im Zusammenhang mit dem Strömungsleitsystem hat sich als besonders günstig für die Erreichung eines hohen Abscheidungsgrades bei geringen vorrichtungsmäßigen Aufwendungen und Betriebskosten sowie einem ebenfalls geringen Verschleiß an den Prall- und Wirbelblechen als besonders günstig zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Abscheiden von Staubpartikeln aus einem Luft-bzw. Gasstrom in einem Naßwäscher mit Flüssigkeitsbad, dadurch gekennzeichnet, daß der in das Gehåuse des Naßwäschers eintretende Strom des staubhaltigen Rohgases direkt und mindestens annähernd senkrecht in das Flüssigkeitsbad gelenkt und im Bereich des Flüssigkeitsspiegels durch eine im Querschnitt ringförmige, in der Art von Diffusoren ausgebildete Strömungsleitvorrichtung (22,23) fließt und in einen verhältnismäßig tief in das Flüssigkeitsbad einfließenden Strömungskern und in von diesem Kern abgeleitete Prall- und Wirbelströme unterteilt wird, aus deren Turbulenzbereich das Gas-Flüssigkeitsgemisch durch mindestens eine weitere Prall- und Wirbelvorrichtung (20 bis 22) sowie einen Beruhigungsraum (28) und daraufhin durch gegenüber dem Beruhigungsraum verengte Prall- bzw. Filtrierungsöffnungen (15,17) abgesaugt wird.

2. Naßwäscher zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 in einem, ein Flüssigkeitsbad und Prallwände aufweisenden trichterförmigen Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (lo) in seiner senkrechten Mittelebene ein mindestens annähernd senkrecht verlaufendes Rohgas-Eintrittsrohr (14) aufweist, dessen Mündung verhältnismäßig dicht über dem Flüssigkeitsspiegel angeordnet und in das Zentrum einer in der Art eines Diffusors ausgebildeten Strömungsleitvorrichtung (22,23) mit mindestens einem, einen relativ großen Erweiterungswinkel aufweisenden Leitkanal (23) gerichtet ist, der-wenigstens mit seinem unteren, die erweiterte Kanalöffnung aufweisenden Wandungsabschnitt unter den Flüssigkeitsspiegel eintaucht, und daß das Rohgas-Eintrittsrohr einen die Strömungsleitvorrichtung Uberdeckenden Prallteller (20) sowie das Gehäuse mindestens ein über dem Prallteller angeordnetes Absaugrohr (16) mit Filtrierungsmitteln (17), z.B. Prallelementen, Schikanen, Füllstoffen undoder dergl., enthalten.

3. Naßwäscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitvorrichtung (22,23) mindestens zwei ineinander angeordnete Rohrstutzen mit etwa gleichwinkelig konisch und in gleichmäßigem Abstand voneinander verlaufenden Seitenwänden enthält.

4. Naßwäscher nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallteller (20) eine ringförmig verlaufende, im Querschnitt etwa konkavförmige Prallwand (21) aufweist, und daß von der Strömungsleitvorrichtung (22,23) der äußere Rohrstutzen (22) sich mit seiner Oberkante in den konkaven Innenraum der Prallwand erstreckt zur Bildung eines ringförmigen Strömungskanals mit Wirbel- und Prallzonen.

5. Naßwäscher nach einem der Ansprüche 2 - 4, dadurch bekennzeichnet, daß der Prallteller (20) in seinem Abstand von der Strömungsleitvorrichtung (22,23) einstellbar ist.

6. Naßwäscher nach einem der Ansprüche 2 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohgas-Eintrittsrohr (14) in seinem Abstand von der Strömungsleitvorrichtung (22,23) einstellbar ist.

7. Naßwäscher nach einem der Ansprüche 2 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Prallteller (2a) an dem Rohgas-Eintrittsrohr (14) fest angeordnet ist.

8. Naßwäscher nach einem der Ansprüche 2 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (lo) mindestens zwei diametral zueinander angeordnete Absaugrohre (16) aufweist.

9. Naßwäscher nach einem der Ansprüche 2 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Absaugrohren (16) gelagerten Filtrierungsmittel (17) jeweils in einem den Absaugrohren angepassten Rohrabschnitt (18) enthalten und zu einem austauschbaren Einsatz zusammengefasst sind.