DE2640151B1 - Ringspaltwascher fuer die reinigung eines gasstromes - Google Patents

Description

• Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der Einbaukörper stärker konisch eingezogen ist als das Ringspaltgehäuse und daß die konische Einziehung von Ringspaltgehäuse und Einbaukörper so gewählt sind, daß der Gasstrom im Ringspalt eine Beschleunigung null oder kleiner erfährt.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand einer
• lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert Es zeigen in schematischer Darstellung Fig 1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Ringspaltwascher, F i g. 2 einen Schnitt in Richtung A-A durch den Gegenstand nach Fig. 1.
• Der in den Figuren dargestellte Ringspaltwascher besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem konisch eingezogenen Ringspaltgehäuse 1 und einem darin koaxial angeordneten, axial verstellbaren, dem Ringspaltgehäuse 1 angepaßten Einbaukörper 2. Dieser definiert zusammen mit dem Ringspaltgehäuse 1 den Ringspalt 3. Dem Einbaukörper 2 ist in Strömungsrichtung des zu behandelnden Gasstromes zumindest eine Düse 4 zum Eindüsen der Waschflüssigkeit zugeordnet.
• Im übrigen ist der Einbaukörper 2 in Richtung des eingezeichneten Doppelpfeiles 5 zur Einstellung der Ringspaltweite verstellbar. Das Gas strömt in Richtung der Pfeile 6. Alle Querschnitte sind kreisförmige Querschnitte. Das konisch eingezogene Ringspaltgehäuse t stimmt in seinem Einlaufdurchmesser 7 mit dem Durchmesser der angeschlossenen Rohrleitung überein, die also stufenlos in das Ringspaltgehäuse übergeht Man entnimmt aus der F i g. 1 unmittelbar, daß der Einbaukörper 2 stärker konisch eingezogen ist als das Ringspaltgehäuse 1, wobei die konische Einziehung 9, 10 von Ringspaltgehäuse 1 und Einbaukörper 2 insgesamt so gewählt ist, daß die Gasströmung im Ringspalt 3 eine Beschleunigung von null oder kleiner als null (negative Beschleunigung) erfährt.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Ringspaltwascher mit konisch eingezogenem Ringspaltgehäuse und darin koaxial angeordnetem, axial verstellbarem, dem Ringspaltgehäuse angepaßten Einbaukörper, der zusammen mit dem Ringspaltgehäuse den Ringspalt definiert, - wobei in Strömungsrichtung des zu behandelnden Gasstromes dem Einbaukörper zumindest eine Düse zum Eindüsen der Waschflüssigkeit vorgeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einbaukörper (2) stärker konisch eingezogen ist als das Ringspaltgehäuse (1) und daß die konische Einziehung (9, 10) von Ringspaltgehäuse (1) und Einbaukörper (2) so gewählt sind, daß der Gasstrom im Ringspalt (3) eine Beschleunigung null oder kleiner null erfährt.

   Die Erfindung bezieht sich auf einen Ringspaltwascher mit konisch eingezogenem Ringspaltgehäuse und darin koaxial angeordnetem, axial verstellbarem, dem Ringspaltgehäuse angepaßten Einbaukörper, der zusammen mit dem Ringspaltgehäuse den Ringspalt definiert, - wobei in Strömungsrichtung des zu behandelnden Gasstromes dem Einbaukörper zumindest eine Düse zum Eindüsen der Waschflüssigkeit vorgeschaltet ist Gasstrom bezeichent hauptsächlich industrielle Abgasströme, insbesondere Konverterabgasströme, Gichtgasströme u. dgl. Es mag sich im übrigen bei dem zu behandelnden Gasstrom um heterogene oder homogene Systeme handeln.

   Bei den bekannten Ringspaltwaschern, die der Klasse der Venturiwascher angehören (vgl. Staub-Reinhalt Luft 33, 1973, S. 494. 4.1), sind Strömungskanal, Einbaukörper und Ringspaltkanal konisch eingezogen. Folglich erfährt der Gasstrom bei Einlauf in den Ringspaltwascher insgesamt und auch im Ringspalt eine konvektive von null erheblich verschiedene, positive Beschleunigung - und darauf beruht der Abscheideeffekt, der im folgenden für ein heterognes, d. h. staubbeladens System erläutert wird: Die Abscheidung von Feststoffteilchen aus einem Gasstrom mit Hilfe eines Naßwaschers, als auch mit Hilfe eines Venturiwaschers oder eines Ringspaltwaschers, wird im wesentlichen durch die Mechanismen Trägheitswirkung und turbulente Diffusion bestimmt.

   Die Ausnutzung dieser Anteile ist je nach System verschieden.

   Im Rahmen der Trägheitswirkung wird ein Flüssigkeitstropfen vom staubbeladenen Gas umströmt Es sind die Feststoffteilchen infolge ihrer großen Masse gegenüber der Masse der Gasmoleküle nicht in der Lage, den Stromlinien zu folgen. Sie treffen auf Flüssigkeitstropfen auf und sind, sofern sie eindringen können, dem Gasstrom entzogen, nämlich von den Flüssigkeitstropfen aufgenommen. Maßgebend für diesen Mechanismus, der unterschiedliche Trägheitskräfte unterschiedlicher Massen nutzt, sind mehrere Parameter. Zunächst ist zu beachten, daß die Stromlinien des Gases bis zu immer kürzer werdenden Abständen von der angeströmten Fläche des Flüssigkeitstropfens ihre Richtung beibehalten. Sie folgen der Kontur des Tropfens, bis sie schließlich praktisch ohne auszuweichen auf die Kontur des Waschflüssigkeitstropfens auftreffen. Das bedeutet, daß die Trägheitswirkung durch die kurzzeitige Richtungsänderung größer wird, mit der Folge, daß immer mehr und auch immer kleinere Feststoffteilchen auf den Tropfen treffen und abgeschieden werden. Mit zunehmendem Impuls sind dann offenbar immer mehr Teilchen in der Lage, die Grenzflächenspannung der Tropfen zu überwinden und einzudringen und dazu wird die beschriebene, konvektive Beschleunigung verwirklicht. Die Wahrscheinlichkeit für Staubteilchen, einen Tropfen zu treffen, steigt ebenfalls mit der Geschwindigkeit des Gasstromes und damit der Staubteilchen relativ zu den Flüssigkeitstropfen. Bei gleichem Gas/Flüssigkeitsverhältnis wächst die dem Staub angebotene Flüssigkeitsoberfläche proportional mit der Anzahl der erzeugten Tropfen und entsprechend der Bereich für das Wirksamwerden der Trägheitskräfte. Bevorzugt werden offenbar große Feststoffteilchen abgeschieden.

   Anders bei der turbulenten Diffusion. Das Charakteristikum einer turbulenten Strömung ist, daß Querbewegungen zur Hauptströmung ausgeführt werden, die um so stärker sind, je höher der Turbulenzgrad ist. Dadurch wird ein gegenüber einer laminaren Strömung wesentlich stärkerer Kontakt zwischen benachbart strömenden Teilchen erreicht, der für die Reinigung des Gasstromes ausgenutzt wird. Dominierende Parameter für diesen Effekt der turbulenten Diffusion sind einerseits der Turbulenzgrad einer Strömung und andererseits, wie bei der Trägheitsabscheidung, die Flüssigkeitsverteilung. Aber auch Staubzusammensetzung, Strömungsgeometrie und Verweilzeit spielen eine Rolle.

   Ein besonderes Charakteristikum der venturiartigen Wascher besteht nun darin, daß die Energie zum Zerteilen der Flüssigkeit vom Gasstrom aufgebracht wird. Das ist nur über hohe Strömungsgeschwindigkeiten möglich. Je kleiner jedoch die erzeugten Flüssigkeitstropfen sind, desto schneller werden sie vom Gas beschleunigt, so daß für das Platzgreifen des Trägheitseffektes nur eine begrenzte Strecke nutzbar ist. Um eine wirkungsvolle Staubabscheidung zu erreichen, sind folglich zwei unterschiedliche Prozeßführungen möglich: Entweder man nutzt ausschließlich den Trägheitseffekt, dann muß mit sehr hohen Gasgeschwindigkeiten gearbeitet werden, wie es bei Venturiwaschern mit kurzer Kehle geschieht Man kann sich aber zusätzlich der turbulenten Diffusion bedienen, die dann besonders für sehr kleine Staubteilchen wirkungsvoll wird. In diesem Fall müssen jedoch größere Verweilzeiten geschaffen werden, wie es bei den üblichen Ringspaltwaschern und auch bei den gattungsgemäßen Ringspaltwaschern der Fall ist.

   Die Druckverluste, die ein Gasstrom in einem Venturiwascher, einem klassischen Ringspaltwascher mit eingezogenem Einbaukörper oder auch bei einem gattungsgemäßen Ringspaltwascher erfährt, liegen (bei einer üblichen Reinigungsangabe an z. B. Gichtgasen) bei 1200 mm Wassersäule und höher. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, anzugeben, wie ein gattungsgemäßer Ringspaltwascher auszulegen ist, damit gleiche Reinheitsgrade bei wesentlich reduzierten Druckverlusten erreicht werden.