DE2725497A1

DE2725497A1 - Nicht senkrecht angeordneter zylindrischer faserbettabscheider

Info

Publication number: DE2725497A1
Application number: DE19772725497
Authority: DE
Inventors: Daniel Eric Steinmeyer
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1976-06-07
Filing date: 1977-06-06
Publication date: 1977-12-22
Also published as: GB1570431A; FR2354126A1; AU509998B2; CA1075619A; US4155726A; BE855437A; JPS52150383A; FR2354126B1; US4120671A; GB1577111A; ZA773388B; IT1077232B; AU2583877A

Description

DR. BERG DIPI-ING. STAPF DIPL-ING. SCHWABE DR. DR. S^NDMAIK

8 MÜNCHEN 86. POSTFACH 86 02 45

Anwaltsakte 28 144- b. Juni 1977

MONSANTO COMPANY St. Louis, Missouri 63166/ USA

Nicht senkrecht angeordneter zylindrischer Faserbettabscheider

Die Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten Faserbettabscheider sowie auf ein Verfahren zum Abscheiden von Flüssigkeits-Sprühnebeln und Aerosolen aus einem Gasstrom. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Faserbettabscheider und auf ein Verfahren, in welchem wenigstens ein zylindrisches Faserbett-Abscheiderelement, welches ein in den ringförmigen Zwischenraum zwischen zwei im wesentlichen konzentrischen Stützgittern gepacktes Faserbett aufweist, in einer im

J72 « München «0. Miuerkii/hA<iABe<}5 ^ ' * ** ** «uilen: Bayerische Vereinsbink München 45J100

»*?043 Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Hypo-Bank München 3*90002624

TELEX 0524560 BERG d Postscheck München 65343 808

wesentlichen nicht senkrechten Stellung angeordnet ist.

Faserbettabscheider finden verbreitete Anwendung zum Abscheiden von äußerst feinen Aerosolen mit Teilchengrößen von weniger als 3 pm, insbesondere weniger als 1 Jim aus Dampf- oder Gasströmen. Faserbetten mit Fasern von bis zu 20 pm Durchmesser haben beim Abscheiden von Aerosolen mit Teilchengrößen bis zu 3 Jim einen sehr hohen Wirkungsgrad von beispielsweise 98 bis 99»9%. Für die Behandlung von derartige Aerosole enthaltenden Gasen bei hohen Durchströmungsgeschwindigkeiten von beispielsweise 91,4- m/min oder darüber wurden Fasern mit größeren Durchmessern von etwa 25 bis 50 Jim verwendet, wobei sich der Wirkungsgrad der Abscheidung zwar etwas verschlechterte, jedoch noch immer Werte zwischen 85 bis 95% erreichte. Faserbettabscheider finden Verwendung u.A. zum Abscheiden von Säurenebeln, beispielsweise Schwefelsäurenebeln, bei der Herstellung von Säuren, zum Abscheiden von Weichmacheraerosolen etwa bei der Herstellung von Boden- und Wandbelägen aus Polyvinylchlorid, oder zum Abscheiden von wasserlöslichen Feststoffaerosolen etwa aus den Abgasen von Ammoniumnitrat-Sprühkristallisationstürmen. Bei der Abscheidung von wasserlöslichen Feststoffaerosolen werden die abgeschiedenen Feststoffteilchen durch Berieselung des Faserbetts oder durch Versprühen einer Flüssigkeit, etwa Wasser, in den Gasstrom an der Zuströmseite des Faserbetts in diesem in einer Flüssigkeit gelöst.

709851/0921

Die Belgische Patentschrift 84-9 766 beschreibt Verbesserungen in der Ausführung und im Betrieb von Faserbettabscheidern, durch welche die erneute Mitnahme von aus einem Gasstrom abgeschiedenen Flüssigkeitsteilchen in dem gereinigten Gasstrom verhindert wird. Die beschriebenen Vorrichtungen weisen zylindrische oder ebene Faserbettelemente mit jeweils zwei Faserlagen auf. Die in Richtung des Gasstroms erste Faserlage ist so ausgebildet, daß bei einer dem Entwurf zugrundeliegenden Geschwindigkeit und Aerosolbefrachtung des Gasstroms das Rückhaltevenaögen des Faserbetts gegenüber der die angesammelte Flüssigkeit mitzureißen trachtenden Kraft des Gasstroms (RV) geringer ist als das Rückhaltevermögen des Faserbetts gegenüber dem Abfluß der Flüssigkeit unter Schwerkrafteinfluß (Rg). In der zweiten Faserlage ist dann das Verhältnis zwischen Rv und Rg umgekehrt. Dieses Prinzip wird im weiteren Verlauf der Beschreibung noch näher erläutert.

Zylindrische Faserbett-Abscheiderelemente sind seit mehr als zwanzig Jahren bekannt und in Gebrauch. Bisher wurde allgemein angenommen, daß solche zylindrischen Elemente für die Abscheidung von flüssigen Aerosolen immer senkrecht angeordnet sein müssen, so daß die abgeschiedene Flüssiglät ohne Behinderung durch den Gegenstrom des Gases im Fräs erbett oder an dessen Abströmseite abwärts abfließen kann. Deshalb weisen die Hersteller von zylindrischen Elementen darauf hin, daß zylindrische Faserbett-

709851/0921

elemente zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus Gasen immer in senkrechter Stellung angeordnet werden müssen. Wiederholte Anfragen, ob es nicht möglich sei, zylindrische Elemente auch waagerecht anzuordnen, wurden allgemein dahingehend beantwortet, daß dies nicht möglich sei.

Die einzigen Anwendungsgebiete, in denen zylindrische Elemente auch waagerecht angeordnet wurden, waren solche, in denen keine Flüssigkeiten ins Spiel kamen, sei es als das abzuscheidende Aerosol oder zum Berieseln bzw. Besprühen und Waschen des Faserbetts. Die waagerechte Anordnung war also allein auf die Abscheidung von Feststoff aerosolen, etwa Platinstaub, aus Gasströmen beschränkt, wobei sich das Faserbett fortschreitend zusetzte und dann entfernt und/oder gesondert gereinigt werden mußte.

Die Erfindung beruht auf der überraschenden Feststellung, daß eine senkrechte Anordnung des zylindrischen Elements nicht notwendig ist, wenn es so ausgebildet ist, daß bei der dem Entwurf zugrundeliegenden Geschwindigkeit und Aerosolbefrachtung des Gasstroms der vorstehend erläuterte Wert Rv des Faserbetts kleiner ist als Rg, wobei dann die Abscheidung von flüssigen Aerosolen oder Sprühnebeln aus Gasströmen unabhängig von der Lage des zylindrischen Elements ist und dieses in jeder Lage bis zur Waagerechten angeordnet werden kann.

Sementsprechend schafft die Erfindung einen Faserbettabscheider für die Behandlung von flüssige Aerosole oder Sprühnebel enthaltenden Gasen unter Verwendung von wenig-

709851/0921

stens einem zylindrischen Faserbettelement, welches in einer im wesentlichen nicht senkrechten Lage angeordnet ist.

Ferner schafft die Erfindung einen solchen Faserbettabscheider sowie ein Verfahren zum Abscheiden von flüssigen Aerosolteilchen mit Größen von weniger als 1 um und darüber mit einem hohen Wirkungsgrad.

Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren für die Behandlung von flüssige Aerosole oder Sprühnebel enthaltenden Gasen unter Verwendung von zylindrischen Faserbettelementen, welche in einer im wesentlichen nicht senkrechten Lage angeordnet sind.

Weiterhin schafft die Erfindung einen Faserbettabscheider sowie ein Verfahren zum Abscheiden von flüssigen Aerosolteilchen mit Größen von weniger als Λ jam und darüber aus mit hoher Geschwindigkeit strömenden großen Gasmengen.

Ferner schafft die Erfindung einen Faserbettabscheider sowie ein Verfahren zum Abscheiden von Feststoffaerosolen oder nicht fließfähigen, beispielsweise Fett-Aerosolen mit Teilchengrößen von weniger als 1 um und darüber aus Gasströmen, wobei die abgeschiedenen Teilchen intermittierend oder kontinuierlich durch Berieseln oder Besprühen mit einer Flüssigkeit aus dem Faserbett entfernt werden.

Weiterhin schafft die Erfindung einen Faserbettabscheider sowie ein Verfahren, in welchem wenigstens ein zylindrisches

709851/0921

Element im wesentlichen waagerecht, oder in einem Winkel bis zu etwa 75°» insbesondere 30° gegenüber der Waagerechten angeordnet ist, wodurch eine anpassungsfähige Konstruktion etwa im Hinblick auf die Bauhöhe oder die zum Bewegen des Gasstroms durch den Abscheider notwenige Kraft ermöglicht wird.

Gemäß der Erfindung weist ein Abscheider für die Durchführung eines solchen Verfahrens einen Einlaß für ein zu behandelndes Gas, wenigstens ein in einer im wesentlichen nicht senkrechten Stellung angeordnetes zylindrisches Faserbettelement, einen Auslaß für eine abgeschiedene Flüssigkeit sowie Leiteinrichtungen auf, welche den zu behandelnden Gasstrom in den hohlen Innenraum des zylindrischen Elements und von dort aus durch das Faserbett desselben leiten. Jedes zylindrische Element hat ein nicht verfilzendes Bett aus ungeordneten Fasern mit einem mittleren Durchmesser von wenigstens etwa 5 pm und ist mit einem im wesentlichen gleichmäßigen Hohlraumanteil von etwa 85 bis 98% in einen ringförmigen Zwischenraum zwischen zwei im wesentlichen konzentrischen zylindrischen Stützgittern gepackt, so daß ein zylindrisches Element mit hohlem Innenraum entsteht. Der mittlere Faserdurchmesser und der Hohlraumanteil des Faserbetts sind so gewählt, daß das Faserbett bei der seinem Entwurf zugrundeliegenden Durchströmungsgeschwindigkeit und Aerosolbefrachtung des Gasstroms nicht mit der abgeschiedenen Flüssigkeit gesättigt wird und das Rückhaltevermögen des

709851/0921

Faserbetts gegenüber der vom Gasstrom auf die abgeschiedene Flüssigkeit (Rv) geringer ist als das Rückhaltevermögen des Faserbetts gegenüber dem Abfluß der abgeschiedenen Flüssigkeit durch Schwerkraftwirkung (Rg).

Die Erfindung ist anwendbar sowohl für das Abscheiden von flüssigen Aerosolen mit Teilchengrößen von 1 um und darüber aus einem Gasstrom, als auch für das Abscheiden von Feststoffaerosolen oder nicht fließfähigen, beispielsweise Fett-Aerosolen mit entsprechenden Teilchengrößen, wobei die abgeschiedenen Teilchen durch Berieseln der Innenseite des Faserbetts oder durch Versprühen einer Flüssigkeit in dem zu behandelnden Gas oder einem Hilfsgas, etwa Luft, an der Zuströmseite des Faserbetts aus dem Faserbett entfernt werden. Dabei kommt es nicht darauf an, in welcher Form die Flüssigkeit beim Einströmen in das Faserbett zusammen mit dem Gas vorliegt, soweit dies die Beziehung zwischen Rv und Rg des Faserbetts, bezogen auf die jeweilige Flüssigkeit betrifft.

Die Wahl des Faserdurchmessers und/oder des Hohlraumanteils bzw. der Packungsdichte des Faserbetts zur Erzielung einer ausreichenden mechanischen Festigkeit und zur Vermeidung der Sättigung des Betts liegt im Bereich des fachmännischen Könnens. Je kleiner der mittlere Faserdurchmesser ist, um so geringer muß der Hohlraumanteil sein, d.h. um so größer muß die Packungsdichte sein. Ein mechanisch stabiles Faserbett ist ein solches, welches unter den Soll-Betriebsbedingungen seine Struktur

709851/0921

ohne nennenswerte Verlagerungen der Fasern beim Abscheiden eines flüssigen Aerosols behält, d.h. also dessen Leistungscharakteristik dabei nicht nennenswert vom Sollwert abweicht, bzw. bei welchem keine örtliche Verfilzung der Fasern auftritt, durch welche solche Bereiche für den Gasstrom und die Flüssigkeit undurchlässig wurden.

Die Dicke des Faserbetts ist im Hinblick auf die Erfindung nicht kritisch, da der größte Teil des Aerosols gewöhnlich schon in den ersten zwei bis vier Zentimetern der Faserbetttiefe abgeschieden wird, wobei jedoch zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrads Faserbetten mit einer Tiefe bis 10 cm verwendet werden können. Die einzige Grenze für die Tiefe des Faserbetts ist durch den Druckabfall durch das Bett hindurch gegeben. Bei einem hohen Druckabfall ist ein großer Kraftaufwand für das Bewegen des Gasstroms durch das Bett hindurch notwendig. Die Tiefe des Faserbetts wird daher vorzugsweise im Hinblick auf den geringstmöglichen Druckabfall für den jeweils gewünschten Wirkungsgrad der Abscheidung im Hinblick auf den Durchmesser der verwendeten Fasern und den Hohlraumanteil des Betts gewählt.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die zylindrischen Elemente im wesentlichen waagerecht in dem Abscheider angeordnet, sie können jedoch ohne Beeinträchtigung ihrer Leistung in jeder Lage angeordnet sein. Für verschiedene Anwendungsarten ergibt sich jedoch bei waagerechter Anordnung eine bessere Leistung. Im Rahmen der Erfindung können die zylindrischen Elemente also in jeder beliebigen Lage

708851/0921

-Pi-

beispielsweise in einem Winkel bis zu 75°» vorzugsweise bis zu 30°, gegenüber der Waagerechten angeordnet sein, ohne daß ihre Wirksamkeit dadurch beeinträchtigt wird, wobeiwahlweise das höher oder tiefer liegende Ende des zylindrischen Elements dem Gaseinlaß des Abscheiders zugewandt sein kann. Ist das höher liegende Ende dem Einlaß zugewandt, so können gewisse Vorkehrungen notwendig sein, um das erneute Mitführen des Aerosols zu vermeiden. Bei einer in derart beträchtlichen Winkeln von der Senkrechten abweichenden Anordnung wären demgegenüber bekannte zylindrische Elemente in ihrer Wirksamkeit erheblich beeinträchtigt.

Die Erfindung ist nicht auf die Abscheidung von flüssigen Aerosolen aus Gasströmen beschränkt, sondern auch für die Abscheidung von Feststoffaerosolen oder relativ nicht fließfähigen Aerosolen, beispielsweise Fett-Aerosolen geeignet. In diesem Falle wird zum Entfernen der abgeschiedenen Aerosolteilchen aus dem Faserbett eine Flüssigkeit an der Zustremseite des Faserbetts in den Gasstrom eingeführt. Die Flüssigkeit kann dem zu behandelnden Gasstrom vor dem Eintritt in den Abscheider, innerhalb des Abscheidergehäuses oder auch innerhalb der hohlen Innenräume der zylindrischen Elemente zugeführt werden. Vorzugsweise wird die Flüssigkeit dem Gasstrom durch Berieselung der Innenseiten der zylindrischen Elemente oder durch Versprühen der Flüssigkeit mittels feiner Düsen im Gasstrom zugeführt. Je nach den Betriebsbedingungen kann die Flüs-

709851/0921

sigkeit dem Gasstrom kontinuierlich zugeführt werden, oder auch intermittierend, beispielsweise während einer Reinigungsperiode.

In den Fällen, in denen die aus dem Faserbett zu entfernenden Stoffe in der Flüssigkeit nur teilweise löslich oder nicht mit ihr mischbar sind, so daß sie sich, wie etwa Fette, von der Flüssigkeit trennen und verhärten, ist eine bessere Reinigungswirkung erzielbar, wenn die zylindrischen Elemente nicht senkrecht, sondern waagerecht oder in einem solchen Winkel angeordnet sind, daß der Abfluß-Strömungsweg um den äußeren Umfang des Elements herum kürzer ist als die Länge des Elements. Da der Abfluß-Strömungsweg um den Umfang des Elements herum in Richtung der Schwerkraft, also lotrecht zur Erdoberfläche verläuft, verlängert er sich bei einer steileren Stellung des Elements. Eine gute Reinigungswirkung ist zu erwarten, solange der Abfluß-Strömungsweg kürzer ist als die Länge des Elements.

In bekannten Anordnungen ist auch bei intermittierender Flüssigkeitszufuhr zum Gasstrom eine senkrechte Aufstellung der zylindrischen Elemente notwendig, um während der Zufuhr der Flüssigkeit und Abscheiden derselben im Faserbett eine ausreichende Wirksamkeit zu erzielen. Die Erfindung beseitigt somit die bekannten Abscheidern mit zylindrischen Elementen aufliegenden Beschränkungen hinsichtlich ihrer Ausführung und ihres Betriebs, auch wenn ein solcher Abscheider zum Abscheiden von Faststoff-

709851/0921

aerosolen aus einem Gas verwendet wird, wobei die abgeschiedenen Peststoffe dann durch Spülen mit einer Flüssigkeit aus dem Faserbett entfernt werden.

Für das Verständnis der Erfindung ist das Rückhaltevermögen eines Faserbetts und seine Auswirkung auf die Leistung desselben ausschlaggebend.

Der Begriff Rückhaltevermögen bezeichnet die Höchstmenge einer gegebenen Flüssigkeit, welche ein Faserbett unter gegebenen Bedingungen ohne Austritt der Flüssigkeit, es sei denn durch Verdunstung, zurückzuhalten vermag. Das Rückhaltevermögen ändert sich mit der Art der Flüssigkeit, der Art der Fasern, dem Durchmesser der Fasern, der Packungsdichte des Betts bzw. des Hohlraumanteils desselben, sowie in Abhängigkeit von den Bedingungen, unter denen es gemessen wird.

Für die Erfindung ist das Rückhaltevermögen des Faserbetts unter zwei Bedingungen wesentlich, nämlich das Rückhaltevermögen gegenüber der von einem Gasstrom auf die abgeschiedene Flüssigkeit ausgeübten Kraft (Rv), und das Rückhaltevermögen gegenüber dem Einfluß der Schwerkraft (Rg). In beiden Fällen bestimmt das Rückhaltevermögen Rv bzw. Rg die Höchstmenge der im Faserbett zurückhaltbaren Flüssigkeit, bei welcher die auf diese ausgeübte Kraft, d.h. die des Gasstroms bzw. die Schwerkraft die die Flüssigkeit im Faserbett zurückhaltende Widerstandskraft gerade ausgleicht.

709851/0921

Das Rückhaltevermögen ist also in keiner Weise mit einer Durchtränkung des Faserbetts zu verwechseln, bei welcher eine Flüssigkeit die Hohlräume zwischen den Fasern des Betts im wesentlichen vollständig ausfüllt. Bei dem erfindungsgemäßen Faserbettabscheider tritt die Sättigung des Rückhaltevermögens bei einem beträchtlich geringeren Flüssigkeitsgehalt als im durchtränkten Zustand ein. Sie beruht eher auf der Kapillarwirkung und Oberflächenspannung als auf der Füllung aller vorhandenen Hohlräume des Betts.

Bei dem Faserbettabscheider und dem Verfahren gemäß der Erfindung wird die Ausführung des Faserbetts daher im Hinblick auf die Strömungsmenge des zu behandelnden Gases (etwa in nr/min), auf die Oberflächengröße des Faserbetts (etwa in m ), auf die Art, Menge und Teilchengrößen des in dem Gas enthaltenen Aerosols und auf den gewünschten Wirkungsgrad der Abscheidung, den Druckabfall und die Durchströmungsgeschwindigkeit des Betts bestimmt.

Unter den dem Entwurf zugrundeliegenden Strömungsbedingungen reicht die Sättigung des Faserbetts nach Erreichen eines Gleichgewichtszustands des Betriebs nicht aus, daß die im Faserbett vorhandene Flüssigkeit, ausgedrückt etwa als Gewicht der Flüssigkeit, bezogen auf die Gewichtseinheit des Faserbetts oder das Volumen des Betts, unter Schwerkrafteinfluß aus dem Bett abfließt, der Gasstrom kann jedoch die abgeschiedene Flüssigkeit zur Abströmseite d.h. zum äußeren Umfang des Faserbetts mitnehmen. Der Gleich-

709851/0921

gewichtszustand entspricht hier einem während des Abscheidens der Flüssigkeit erreichten stetigen Zustand, in welchem die in das Faserbett eintretende Flüssigkeitsmenge gleich der aus dem Faserbett austretenden, abgeschiedenen Flüssigkeitsmenge ist.

Die Erfindung ermöglicht somit einen vergrößerten Spielraum bei der Konstruktion von Faserbettabscheidern mit zylindrischen Elementen. Ein solcher Faserbettabschieder braucht nicht mehr wie bisher aufrecht zu stehen, sondern kann bei Verwendung von zylindrischen Elementen eine geringe Bauhöhe erhalten. Ein besonderer Vorteil der niedrigen Bauhöhe ergibt sich etwa bei der Verwendung eines Faserbettabscheiders für die Reinigung der Rauchgase von Grilloder Bratöfen in Restaurants. Für das Abscheiden von Rauch und anderen Feststoffteilchen spielt die Ausrichtung der Faserbettelemente zwar keine ausschlaggebende Rolle. Abgeschiedene öle und Fette sowie andere Feststoffe werden von Zeit zu Zeit aus dem Faserbett ausgewaschen, d.h. gelöst oder ausgespült, indem eine Reinigungsflüssigkeit über Düsen in dem zu behandelnden Gasstrom oder, falls dieser während der Reinigung des Abscheiders unterbrochen wird, in einem Luftstrom versprüht wird.

Die Erfindung bietet den weiteren Vorteil, daß zum Bewegen des Gasstroms durch den Abscheider ein geringerer Kraftaufwand notwendig ist, da aufgrund der anpassungsfähigen Konstruktion des Abscheiders häufig kürzere Leitungen

709851/0921

verwendet und einen erhöhten Druckabfall bewirkende scharfe Krümmungen in den Leitungen vermieden werden können. Dieser Vorteil tritt besonders in Erscheinung, wenn ein solcher Abscheider in eine bestehende Anlage eingebaut und den vorhandenen Einrichtungen und Leitungen angepaßt werden soll.

Zur Bestimmung des RückhalteVermögens eines gegebenen Faserbetts gegenüber der vom Gasstrom ausgeübten Kraft und gegenüber der Schwerkraft findet im Rahmen der Erfindung das folgende genormte Untersuchungsverfahren Anwendung.

Nach Auswahl der für die bezweckte Verwendung am besten geeigneten Art eines Fasermaterials werden zunächst der geeignete Faserdurchmesser und die Packungsdichte (diese für einen Hohlraumanteil von 85 bis 98%) für die erste Faserlage unter Zugrundelegung von für bekannte Faserbettabscheider gebräuchlichen Parametern näherungsweise bestimmt. Nach der Bestimmung dieser Daten kann das Rückhalt evermögen gegenüber der Schwerkraft und der vom Gasstrom ausgeübten Kraft für die betreffenden Fasern bei verschiedenen Packungsdichten unter Anwendung der folgenden Verfahren und Berechnungen bestimmt werden.

Ein ca. 25»4- cm langes Glasrohr mit einem gleichmäßigen Innendurchmesser von ca. 2,54- cm wird bis zu einer Betttiefe von ca. 20,32 bei einer gewünschten Packungsdichte möglichst gleichmäßig mit den Fasern gefüllt. Die benötigte

709851/0921

2725Α97

Fasermenge bestimmt sich nach der Beziehung

υ d² χ L χ Dp

⁼ 0,00525 χ Sf

worin: W « die benötigte Fasermenge (g) d = der Innendurchmesser des Glasrohrs (mm) L = die Länge des Faserbetts (cm) Dp = die gewünschte Packungsdichte (g/cnr) Sf = das spezifische Gewicht des Fasermaterials bei 20 ⁰C ist.

Zur Bestimmung des Rückhaltevermögens des Faserbetts gegenüber der Schwerkraft (Rg) wird das Glasrohr senkrecht aufgestellt, und die zu untersuchende Flüssigkeit, d.h. das abzuscheidende Aerosol, wird mit einer Druckhöhe von wenigstens 2,5^· cm von oben auf das Faserbett gegossen. Bei beginnendem Austritt der Flüssigkeit am unteren Ende des Faserbetts wird keine weitere Flüssigkeit nachgegossen und die eingefüllte Flüssigkeit solange ablaufen gelassen, bis an der Unterseite des Faserbetts keine Flüssigkeit mehr austritt. Darauf wird die Gewichtszunahme gegenüber dem Gewicht der trockenen Fasern, d.h. also die im Faserbett zurückgehaltene Flüssigkeitsmenge bestimmt und das Rückhaltevermögen gegenüber der Schwerkraft nach der Beziehung

^W1

Rg = K X i

berechnet, worin

Rg « das Rückhaltevermögen gegenüber der Schwerkraft (g Flüssigkeit zu g Faser), '·: Wyj » Gewichtszunahme, d.h. die gegenüber der

709851/0921

Schwerkraft im Faserbett zurückgehaltene

Flüssigkeitmenge (g),
W = Ausgangsgewicht der Fasern (g) K = ein Minderungsfaktor ist.

Eg wird also im statischen Zustand, d.h. ohne Vorhandensein eines Gasstroms bestimmt. Daher ist Rg im späteren Betrieb unabhängig von der Durchströmungsgeschwindigkeit konstant.

Der Minderungsfaktor wird zum Ausgleich der begrenzten Abmessungen eines Faserbetts der beschriebenen Art eingesetzt. Beim Aufhören des Abflusses unter Schwerkraftwirkung verbleibt gewöhnlich zusätzlich zu der durch die Eg-Kräfte im Faserbett zurückgehaltenen Flüssigkeit eine kleine Flüssigkeitsmenge am unteren Ende des Faserbetts. Da diese Flüssigkeit nicht über weitere Fasern abwärts fließen kann, wird sie bei diesem Versuch durch ihre Oberflächenspannung im Bereich des unteren Endes des Faserbetts festgehalten. Bei größerer Tiefe des Faserbetts, durch welches die Flüssigkeit unter Schwerkrafteinfluß abfließt, und/oder bei größerem Faserdurchmesser verringert sich der Einfluß dieses zusätzlichen, auf Kapillarwirkung beruhenden RückhalteVermögens, und wird bei 61 bis ca. 91 cm tiefen Faserbetten vernachlässigbar klein. Für den Versuch kann zwar auch ein tieferes Faserbett, beispielsweise ein bis zur Höhe von 91 cm gepacktes Rohr mit einem Durchmesser von 5 cm verwendet werden, der Ab-

709851/0921

fluß der Flüssigkeit bis zur Erreichung des Rg-Gleichgewichtszustands dauert dabei jedoch so lange, daß man vorzugsweise das vorstehend beschriebene, nur ca. 20,32 cm tiefe Bett verwendet, obgleich dann der Korrekturfaktor K eingeführt werden muß.

Der Faktor K für das 20,32 cm tiefe Bett bestimmt sich aus der Beziehung zwischen Rg für ein größeres Faserbett, beispielsweise ein 76,2 cm langes Bett mit einem Durchmesser von 5 cm, und Rg für das kleinere Faserbett bei einen gegebenen Faserdurchmesser, gegebener Packungsdichte und Flüssigkeit. Zur Bestimmung des Faktors K ist also zunächst ein größeres Faserbett notwendig, ist er dann jedoch einmal für ein gegebenes kleineres Faserbett bestimmt, so ist er dann für alle Versuche zur Bestimmung von Rg für das kleinere Faserbett anwendbar.

Bei Verwendung von unbehandelten langen Stapelglasfasern in dem beschriebenen, 20,32 cm tiefen Faserbett betrug der Korrekturfaktor K 0,86 für mittlere Faserdurchmesser zwischen ca. 7 und 11 um und eine Packungsdichte von ca. 0,16 bis 0,256 g/cm , wenn es sich bei der Flüssigkeit um Wasser, Schwefelsäure oder Dioctylphthalat handelte. Bei Verwendung von gekräuselten, 30 um starken Glasfasern für die gleichen Flüssigkeiten betrug der Korrekturfaktor K=O, d.h. es war keine Korrektur notwendig. Der einmal für eine bestimmte Art von Fasern, Faserstärke, Packungsdichte und Art der Flüssigkeit errechnete Korrekturfaktor K ist dann also über einen beträchtlichen Bereich anwendbar.

709851/0921

Eine erneute Bestimmung des Faktors K empfiehlt sich jedoch bei Verwendung einer anderen Art von Fasern, einer anderen Flüssigkeit eines wesentlich verschiedenen Faserdurchmessers und/oder einer wesentlich verschiedenen Packungsdicht e.

Zur Bestimmung des Rückhaltevermögens Rv gegenüber dem Gasstrom wird ein ca. 15» 24- cm langes Glasrohr mit einem gleichmäßigen Innendurchmesser von ca. 2.54- cm bei im wesentlichen gleichförmiger Packungsdichte bis zu einer Tiefe von ca. 7»62 cm mit den gleichen Glasfasern gefüllt. Aus praktischen Erwägungen wird hier vorzugsweise ein flacheres Faserbett verwendet, da der in einem tieferen Bett, wie es für die Bestimmung von Rg verwendet wird, auftretende Druckabfall einen erhöhten Kraftaufwand erfordern würde und es sehr lange dauern würde, bis ein Rv-Gleichgewichtszustand erreicht wäre. Da bei der Bestimmung von Rv kein Korrekturfaktor für die Tiefe des Betts eingeführt zu werden braucht, ist mit einem flacheren Faserbett ein befriedigendes Ergebnis erzielbar.

Nach Durchtränken des Faserbetts mit der Flüssigkeit wird das Glasrohr in eine waagerechte Lage gebracht und an einem Ende mit einer Druckluftquelle mit steuerbarer Strömungsmenge verbunden. Dem Glasrohr wird weitere Flüssigkeit zugeführt, so daß an der Zuströmseite eine gewisse freie Flüssigkeitsmenge vorhanden ist, bis die Flüssigkeit an der Abströmseite auszutreten beginnt, worauf

709851/0921

dann keine weitere Flüssigkeit mehr zugeführt wird.

Nun läßt man den Luftstrom mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit durch das Faserbett strömen, bis an der Abströmseite keine Flüssigkeit mehr austritt. Da das Rückhaltevermögen Rv gegenüber dem Gasstrom gewöhnlich bei zunehmender Durchströmungsgeschwindigkeit abnimmt, wird für die Bestimmung von Rv für verschiedene Durchströmungsgeschwindigkeiten zweckmäßig mit der niedrigsten Durchströmungsgeschwindigkeit begonnen und die Durchströmungsgeschwindigkeit dann schrittweise gesteigert.

Zur Bestimmung von Rv für die einzelnen Durchströmungsgeechwindigkeiten wird die Gewichtszunehme gegenüber dem Ausgangsgewicht der trockenen Fasern, d.h. also die im Faserbett zurückgehaltene Flüssigkeitsmenge bestimmt und Rv dann nach der Beziehung

Rv « Λ W2

berechnet, worin

Rv = Rückhaltevermögen gegenüber dem Gasstrom

(g Flüssigkeit zu g Fasern)

^ W2 = Gewichtszunahme, d.h. gegenüber dem Gasstrom im Faserbett zurückgehaltene Flüssigkeitsmenge (g)
V β Ausgangsgewicht der Fasern (g) ist.

Für die Konstruktion eines Faserbettabscheiders für einen gegebenen Verwendungszweck empfiehlt sich die Erstellung einer Reihe von Rg und Rv -Bezugspunkten für Faserbetten

709851/0921

mit verschiedener Packungsdichte und verschiedenen Faserdurchmessern, und eine grafische Darstellung der erstellten Bezugspunkte. Sind die Beziehungen zwischen Rg und Rv einmal auf diese Weise ermittelt und grafisch aufgezeichnet, so ist die Konstruktion eines Faserbettabscheiders dann dadurch wesentlich erleichtert, daß die tatsächliche Größe von Rv und Rg unter vorgegebenen Bedingungen gegenstandslos wird. In Betracht zu ziehen ist allein, ob Rg größer oder kleiner ist als Rv. Die Werte für Rg und Rv können daher unter Verwendung einer ungefährlichen Flüssigkeit, etwa Wasser oder Dioctylphthalat bestimmt und dann für jede andere Flüssigkeit angewendet werden, in bezug auf welche die Beziehung zwischen Rg und Rv im wesentlichen die gleiche ist, unabhängig von der tatsächlichen Größe von Rv und Rg unter den gegebenen Bedingungen.

Somit schafft die Erfindung einen Faserbettabscheider und ein Verfahren zum Abscheiden von Flüssigkeiten aus Gasen unter Verwendung eines zylindrischen Faserbettelements, welches in einer nicht senkrechten Lage, vorzugsweise in einem Winkel zwischen 0 und 75 ° gegenüber der Waagerechten, und insbesondere in einer im wesentlichen waagerechten Lage angeordnet ist. Das Faserbett ist aus Fasern mit einem mittleren Durchmesser von wenigstens etwa 5 ^m und mit einem Hohlraumanteil von etwa 85 bis 98% gepackt, wobei der Faserdurchmesser und der Hohlraumanteil des Betts so gewählt sind, daß das Faserbett bei der dem Entwurf

709851/0921

zugrundegelegten Durchstromungsgeschwindigkeit und Aerosolbefrachtung nicht durchtränkt wird und sein Rückhalte-Vermögen Ev für die abgeschiedene Flüssigkeit gegenüber dem Gasstrom kleiner ist als sein Rückhaltevermögen gegenüber der Schwerkraft. Der die Flüssigkeit mitführende Gasstrom strömt vom hohlen Innenraum des Faserbettelements radial auswärts durch das Faserbett hindurch und nimmt
dabei die Flüssigkeit bis zur äußeren Umfangsfläche des Elements mit, entlang welcher sie dann unter Schwerkrafteinfluß abwärts fließt. In einer Ausführungsform findet der Faserbettabscheider und das Verfahren Anwendung zum Abscheiden von flüssigen Aerosolen mit Teilchengrößen
von weniger als Λ pm und darüber aus Gasen. In einer
anderen Ausführungsform finden der Faserbettabscheider
und das Verfahren Verwendung zum Abscheiden von nicht
fließfähigen Aerosolen mit Teilchengrößen von weniger als Ί pm und darüber aus Gasen, wobei die abgeschiedenen Aerosole nicht aus dem Faserbett abfließen und durch die
Zufuhr einer Flüssigkeit zum Gasstrom an der Zuströmseite des Faserbetts aus diesem entfernt werden.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform der Erfindung in Form einer grafischen Darstellung des Rückhaltevermögens
eines Faserbetts gegenüber einer Gasströmung und der Schwerkraft, bezogen auf die Durchströmungsgeschwindigkeit des Gases bei drei verschiedenen

709851/0921

Fasern mit unterschiedlicher Packungsdichte,

Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Faserbettabscheiders mit einem waagerecht angeordneten zylindrischen Abscheiderelement,

Fig. 3 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Faserbettabscheiders mit einem senkrecht angeordneten zylindrischen Abscheiderelement,

Fig. 4 eine Stirnansicht eines waagerecht angeordneten zylindrischen Abscheiderelements zur Darstellung des Strömungswegs der abgeschiedenen Flüssigkeit wenn gemäß der Erfindung Rv kleiner ist als Rg,

Fig. 5 eine Stirnansicht eines waagerecht angeordneten zylindrischen Abscheiderelements zur Darstellung des Strömungswegs der abgeschiedenen Flüssigkeit wenn Rv abweichend von der Erfindung größer ist als Rg, und

Fig. 6 eine teilweise aufgeschnittene Schrägansicht eines zylindrischen Faserbettelements als weitere Ausführungsform der Erfindung.

In der Zeichnung sind die Stützgitter der zylindrischen Elemente der Übersichtlichkeit halber weggelassen.

Fig. 1 zeigt in grafischer Darstellung die Beziehung zwischen dem Rückhaltevermögen und der Durchströmungsgeschwindigkeit eines Gases beim Abscheiden eines Dioctylphthalatnebels oder -aerosols aus einem Luftstrom unter Verwendung von unbehandelten hydrophilen Glasfasern bei

709851/0921

unterschiedlicher Packungsdichte.

Die in Fig. 1 dargestellten Beziehungen von Rv und Rg im Falle von Dioctylphthalat (spezifisches Gewicht 0,9) sind unbeschränkt anwendbar auch für Schwefelsäure (spezifisches Gewicht 1,5)» Wasser und in den nachstehenden Beispielen verwendete Detergentienlösungen, wobei sich die relativen Stellungen der Kurven nur unwesentlich verändern, solange die absoluten Werte von Rv und Rg bei den verschiedenen Flüssigkeiten vernachlässigt werden. Für die Konstruktion eines Abscheiders für andere Flüssigkeiten oder mit anderem Fasermaterial werden zunächst vorzugsweise einige Werte für Rg und Rv in dem anderen System bestimmt, um sicher zu gehen, ob für andere Systeme entwickelte Daten anwendbar sind. Werden die Konstruktionsparameter so gewählt, daß bei einem Faserbett Rg sehr nahe bei Rv liegt, so werden vorzugsweise jeweils neue Daten ermittelt, anstatt daß man sich auf die für andere Systeme anwendbaren allgemeinen Beziehungen verläßt.

Da die Erfindung ohne Berücksichtigung der Art des Fasermaterials auf irgend welche zylindrische Faserbettelemente anwendbar ist, kann die Packungsdichte des Faserbetts sinnvoll nur durch den Hohlraumanteil desselben ausgedrückt werden. Ist jedoch das zu verwendende Fasermaterial einmal bestimmt und sein spezifisches Gewicht oder seine Dicht bekannt, so läßt sich die Packungsdichte vorzugsweise als Fasergewicht pro Volumeneinheit, d.h. also als g/cm*

709851/0921

ausdrücken. Die Umwandlung zwischen Hohlraumanteil und Packungsdichte in g/cnr erfolgt nach der Beziehung:

v% = χ 100,

V% = Hohlraumanteil in Prozent, Df = Dichte des Fasermaterials und Dp = Packungsdichte ist.

Anhand dieser Beziehung läßt sich die Packungsdichte für die verschiedenen Glasfasern nach Fig. 1 auf der Grundlage berechnen, daß Glas ein spezifisches Gewicht von 2.55 hat, was einer Dichte des Fasermaterials von Df = 2,54 entspricht.

Zur Ermittlung der in Fig. 1 aufgezeichneten Daten wurden unbehandelte, chemisch widerstandsfähige Glasfasern mit drei verschiedenen Faserstärken verwendet. Jedes Bett ist aus Fasern mit weitgehend einheitlichem Durchmesser gebildet, wobei wenigstens 95% der Fasern einen um nicht mehr als ± 2 um vom Soll-Durchmesser abweichenden Durchmesser haben. Die Faser A ist eine lange Glas-Stapelfaser mit einem Solldurchmesser von 7»6 /im, B ist eine lange Glas-Stapelfaser mit einem Soll-Durchmesser von 10,5 /im, und C ist eine gekräuselte Glasfaser mit einem Soll-Durchmesser von 30 um.

Wie man in Fig. 1 erkennt, ist im Falle der Betten aus den Fasern A und B bei den dargestellten Packungsdichten Ev kleiner als Rg, wenn es sich bei der abzuscheidenden

709851/0921

Flüssigkeit um Dioktylphthalat, Wasser, Schwefelsäure oder eine in den Versuchen verwendete Detergentienlösung handelt. Gemäß der Erfindung kann also zum Abscheiden derartiger Aerosole oder Sprühnebel ein Faserbett aus den Fasern A oder B mit jeder Packungsdichte verwendet werden, bei welcher Rv, bezogen auf die jeweilige Durchströmungsgeschwindigkeit, kleiner ist als Rg.

Ein Bett aus den Fasern C hat jedoch bei einer Packungsdichte von 0,114 g/cm^ einen höheren Rv-Wert als Rg für Aerosole oder Sprühnebel aus den genannten Flüssigkeiten bei den niedrigen Durchströmungsgeschwindigkeiten. Bei Durchströmungsgeschwindigkeiten von etwa 9,14 bis 15»2 m/min und darüber und geringer Packungsdichte sind die Fasern C also ungeeignet für ein Faserbett zum Abscheiden der genannten Flüssigkeiten.

Eine Verlängerung der Rv-Kurve für jedes Faserbett, bezogen auf bestimmte Flüssigkeiten, über den in Fig. 1 aufgezeichneten Bereich der Durchströmungsgeschwindigkeiten hinaus zeigt, daß die Rv-Kurven über einen größeren Bereich von Durchströmungsgeschwindigkeiten nicht unbedingt linear zu verlaufen brauchen. Bei einer Erhöhung der Durchströmungsgeschwindigkeit ändert sich die Beziehung zwischen Rv und Rg für ein gegebenes Faserbett und kann, falls erforderlich, nach dem vorstehend erläuterten Versuchsverfahren bestimmt werden. Die Rv-Kurven können also nicht ohne weiteres über den in Fig. 1

709851/0921

aufgezeichneten Bereich der Durchströmungsgeschwindigkeiten zwischen 0,304 und 15ϊ2 m/min hinaus verlängert werden.

Anhand der vorstehenden Beschreibung, kombiniert mit dem vorher beschriebenen Verfahren zur Bestimmung von Rv und Rg, lassen sich die in Fig. 1 aufgezeichneten Daten ohne Schwierigkeit für jede gewünschte Kombination von Flüssigkeiten, Gasströmen, Durchströmungsgeschwindigkeiten, Faserarten, Faserdurchmesser und Packungsdichten bestimmten.

Die Erfindung ist gleichfalls anwendbar für das Abscheiden von Feststoff- oder nicht fließfähigen, beispielsweise Fett-Aerosolen aus Gasen, wobei eine Flüssigkeit, im Falle von wasserlöslichen Feststoffen Wasser und im Falle von nicht wasserlöslichen und/oder mit Wasser mischbaren Teilchen ein Lösungsmittel oder eine Waschlösung, entweder zum Berieseln des Faserbetts verwendet oder an der Zuströmseite des Faserbetts in Form eines Sprühnebels in den Gasstrom oder einen Luftstrom gesprüht wird. Die abgeschiedene Flüssigkeit ist in diesen Fällen eine Lösung oder Dispersion des abgeschiedenen Aerosols in der jeweiligen Flüssigkeit. Dazu wird eine Flüssigkeit gewählt, welche die gleiche Konzentration und sonstige Eigenschaften aufweist wie eine zur Bestimmung von Rv und Rg verwendete Flüssigkeit.

Unter Anwendung der Erfindung lassen sich hochwirksame Faserbettabscheider aus Fasern mit einem mittleren Durchmesser von ca. 20 um herstellen. Aus praktischen Gründen

709851/0921

werden für das Faserbett vorzugsweise Fasern mit einem mittleren Durchmesser von wenigstens 5 um verwendet, da ein Faserbett aus feineren Fasern nicht die notwendige Stabilität hat, um den im Betrieb darin auftretenden Belastungen ohne Verfilzen der Fasern zu widerstehen, wodurch dann Bereiche mit verringerter Packungsdichte entstehen können, in denen das Gas ungefiltert entweicht, wodurch sich der Wirkungsgrad der Abscheidung verschlechtert.

Die Fasern selbst sollen die Flüssigkeit nicht in nennenswertem Maße absorbieren. Geeignete Werkstoffe für die Fasern sind u.A. Metalle wie rostfreier Stahl, Titan usw., Polymere Stoffe wie Polyester, Polyvinylchlorid, Polyäthylenterephthalat, Fluorkohlenstoffe wie Teflon, Nylon, Polyalkene wie Polyäthylen und Polypropylen usw. sowie Glas. Glasfasern werden besonders häufig für Faserbettabscheider verwendet und werden im Rahmen der Erfindung bevorzugt für ein Faserbett eingesetzt. Ein solches Faserbett kann aus beschichteten oder unbeschichteten bzw. unbehandelten Glasfasern sein. Besonders zweckmäßig sind Glasfasern, welche mit einem lyophobe Eigenschaften verleihenden Stoff beschichtet sind, insbesondere die in der US-PS 3 107 986 beschriebenen, silikonbeschichteten hydrophoben Glasfasern. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden jedoch unbehandelte Lyophile, insbesondere hydrophile Glasfasern verwendet. Besonders geeignet sind lange Stapel-Glasfasern mit Durchmessern

709851/0921

bis zu etwa 20 μιη und gekräuselte Glasfasern mit Durchmessern von ca. 25 /im und darüber. Mit diesen Pasern hergestellte Faserbetten haben bei der gewünschten niedrigen Packungsdichte eine hohe mechanische Stabilität. Gegebenenfalls kann ein solches Faserbett einer Wärmebehandlung unterworfen werden, um durch das Packen entstandene Spannungen auszugleichen und die mechanische Stabilität noch zu erhöhen.

Die erfindungsgemäßen Faserbettabscheider können je nach den Teilchengrößen in den zu behandelnden Gasströmen für einen hohen Wirkungsgrad und/oder für hohe Durchströmungsgeschwindigkeiten ausgelegt sein. Faserbettelemente für hohen Wirkungsgrad werden gewöhnlich dort verwendet, wo eine vollständige Abscheidung von Teilchen in Größen von weniger als Λ um bis etwa 3 um notwendig ist. Mit einem Faserbettabscheider gemäß der Erfindung ist bei Aerosolen solcher Teilchengröße ein Wirkungsgrad der Abscheidung von bis zu 99*9% erzielbar.

Für das Faserbett eines solchen Hochleistungsabscheiders werden Fasern mit einem mittleren Durchmesser zwischen etwa 5 und 20 um verwendet. Für ein Faserbett mit guter mechanischer Stabilität bei hohem Wirkungsgrad der Abscheidung eignen sich insbesondere lange Stapel-Glasfasern mit einem mittleren Durchmesser zwischen etwa 7 und 12 /im.

709851/0921

Im Falle von Aerosolen, bei denen es vorwiegend auf die Abscheidung von Teilchen mit Größen von 1 bis 3 ^m und darüber ankommt, arbeiten für hohe Durchströmungsgeschwindigkeiten ausgelegte Faserbettabscheider mit einem Wirkungsgrad von etwa 85 bis 95%· In derartigen Fällen, insbesondere wenn große Gasmengen zu behandeln sind, gewährleisten zu einem Hohlraumanteil des Faserbetts von 85 bis 99% gepackte Fasern größeren Durchmessers eine ausreichende Abscheideleistung ohne übermäßig hohen Druckabfall. Derartige Abscheider sind typisch für Durchströmungsgeschwindigkeiten von etwa 91*44- m/min und darüber ausgelegt.

Für das Faserbett eines bei hohen Durchströmungsgeschwindigkeiten arbeitenden Abscheiders werden vorzugsweise Fasern mit einem mittleren Durchmesser von etwa 25 bis μιη verwendet. Bevorzugt sind insbesondere gekräuselte Glasfasern, welche in einer Packungsdichte von etwa 0,048 bis 0,240, insbesondere 0,080 bis 0,160 g/cnr gepackt sind.

Faserbettabscheider für die Verwendung bei Durchströmungsgeschwindigkeiten, welche zwischen den vorstehend für Hochgeschwindigkeits- und Hochleistungsabscheider genannten Werten liegen, können unter Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre je nach dem Verwendungszweck hergestellt werden und für jedes Verhältnis zwischen Wirkungsgrad der Abscheidung und zu behandelnder Gasmenge ausgelegt sein.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abscheiders zum Abscheiden von Aerosolen mit Teilchen-

709851/0921

größen von weniger als 1 pm und darüber aus einem Gasstrom ist in Fig. 2 dargestellt. Der Abscheider hat ein Gehäuse 1, in welchem ein zylindrisches Faserbettelement waagerecht angeordnet ist. Das Element 2 ist im Gehäuse an einer Rohrwand 3 befestigt, welche als Sperre wirksam ist, so daß ein über eine Zuleitung 4· zugeführtes Gas in den hohlen Innenraum des Elements 2 einströmt. Das andere Ende des Elements 2 ist durch eine Platte 5 verschlossen, so daß das Gas radial auswärts durch das Faserbett 6 des Elements 2 strömt und anschließend das Gehäuse 1 über eine Ableitung 7 verläßt. Die aus dem Gas ausgeschiedene Flüssigkeit fließt von der äußeren Umfangsflache des Elements 2 ab und wird über (nicht dargestellte) Einrichtungen, welche den Austrag einer Flüssigkeit unter Beibehaltung eines gasdichten Verschlusses ermöglichen, beispielsweise einen Siphon, aus dem Gehäuse abgeführt.

In Fig. 2 ist zwar nur ein zylindrisches Element 2 dargestellt,, je nach der Strömungsmenge des zubehandelnden Gases, der gewünschten Durchströmungsgeschwindigkeit und dem zulässigen Druckabfall können jedoch zur Schaffung einer Faserbettoberfläche von geeigneter Größe mehrere Elemente 2 an der Rohrwand 3 befestigt sein.

Enthält das zu behandelnde Gas ein Feststoffaerosol oder ein nicht fließfähiges, beispielsweise Fett-Aerosol, welches dazu neigt, sich im Faserbett anzusammeln, so kann dieses aus dem Faserbett entfernt werden, indem das

709851/0921

zylindrische Element 2 an seiner Innenseite mit einer Flüssigkeit berieselt oder besprüht wird, so daß die Flüssigkeit dann radial auswärts durch das Faserbett fließt. Die Flüssigkeit kann mittels dafür vorgesehener Einrichtungen an der Zuströmseite des Faserbetts in dem das Aerosol enthaltenden Gasstrom versprüht werden. Das Entfernen der abgeschiedenen Feststoffteilchen aus dem Faserbett kann durch kontinuierliches Versprühen einer Flüssigkeit im Gasstrom geschehen, oder auch in gewissen Zeitabständen, etwa wenn der Druckabfall durch das Faserbett übermäßig ansteigt oder wenn sich der Wirkungsgrad der Abscheidung bis auf einen zulässigen Mindestwert verschlechtert.

In Fig. 2 ist als weitere Ausführungsform der Erfindung eine Einrichtung für die Zufuhr einer Flüssigkeit zum Entfernen von im Faserbett zurückgehaltenen nicht fließfähigen Aerosolen dargestellt. Die Zufuhr der Flüssigkeit erfolgt über ein in den hohlen Innenraum des Elements 2 hineinragendes Rohr 8, an welchem mehrere Sprühdüsen derart angeordnet sind, daß ihre Sprühstrahlen die gesamte Innenfläche des Faserbetts 6 bestreichen. Der Flüssigkeit s-Sprühnebel wird von dem das Faserbett radial auswärts durchströmenden Gas mitgenommen. Bei intermittierender Reinigung des Faserbetts kann der das Aerosol enthaltende Gasstrom jeweils unterbrochen und durch einen anderen Gasstrom, beispielsweise Luft, ersetzt werden. In jedem Falle wird die im Gasstrom fein verteilte Flüssig-

709851/0921

keit in das Faserbett eingetragen und darin abgeschieden, um die darin angesammelten nicht fließfähigen Teilchen zu lösen, dispergieren oder auf andere Weise auszuspülen.

In den Zu- und Ableitungen vorhandene öffnungen 10, 11 für die Entnahme von Proben gehören an sich nicht zur Erfindung, sondern werden lediglich für die im folgenden beschriebenen Versuchsbeispiele benötigt. Im normalen Betrieb sind diese öffnungen entweder nicht vorhanden oder verschlossen.

Die Anordnung nach Fig. 3 dient lediglich dem in den folgenden Versuchsbeispielen beschriebenen Vergleich zwischen den Wirkungsweisen von waagerecht und senkrecht angeordneten zylindrischen Elementen 2. Die Anordnung nach Fig. unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten im wesentlichen nur durch die Anordnung der Zuleitung 4. Diese kann im übrigen in jeder beliebigen Stellung an der Zuströmseite des Faserbetts angeordnet sein.

Fig. 4 und 5 dienen dem Vergleich der durch Pfeile dargestellten Strömungswege von aabgeschiedenen Flüssigkeiten in einem erfindungsgemäßen zylindrischen Element (Fig. 4) bzw. in einem anderen Element (Fig. 5)· Beide Figuren zeigen eine Stirnansicht eines waagerecht angeordneten zylindrischen Elements.

Bei dem in Fig. 4- dargestellten Faserbett ist das Rückhaltevermögen Rv für die Flüssigkeit gegenüber dem Gasstrom geringer als das Rückhaltevermögen Rg gegenüber der

709851/0921

Schwerkraft, wodurch die abgeschiedene Flüssigkeit von der Innenseite des Faserbetts radial auswärts durch das gesamte Volumen desselben hindurch zu dessen Außenseite fließt und dann entlang dem Umfang des Faserbetts herunterläuft, um in einem gegebenenfalls vorhandenen Sammeltrog gesammelt zu werden. Auf diese Weise wird also das gesamte Faserbett dazu herangezogen, die Flüssigkeit aus dem Gasstrom abzuscheiden.

Abweichend von den Forderungen gemäß der Erfindung ist bei dem in Fig. 5 dargestellten Faserbett Rv größer als Rg, wodurch das im oberen Bereich des Elements liegende Teil des Faserbetts nur unzureichend zum Abscheiden des flüssigen Aerosols oder Sprühnebels beiträgt, da die vom Gasstrom ausgeübte Kraft in diesem Bereich nicht ausreicht, die Schwerkraft zu überwinden. Daraus ergibt sich dann eine Durchtränkung dieses Bereichs und ein entsprechend vergrößerter Druckabfall. Bei Verwendung der Flüssigkeit zum Entfernen von im Faserbett angesammelten Feststoffteilchen ist die Reinigung in diesem Bereich nahezu wirkungslos, so daß sich das Faserbett hier nach und nach zusetzt. Dadurch verkleinert sich die zum Abscheiden des Aerosols verfügbare Oberfläche des Faserbetts beträchtlich, was zu einer erhöhten Durchströmungsgeschwindigkeit des nicht zugesetzten Teils des Faserbetts, dadurch erhöhtem Druckabfall und Verschlechterung des Wirkungsgrads der Abscheidung führt. Der Strömungsverlauf der aus diesem Bereich abfließenden Flüssigkeit beeinflußt darüber hinaus

709851/0921

den Strömungsverlauf in den benachbarten Bereichen und trägt dadurch zu einer weiteren Verschlechterung der Wirksamkeit bei.

In gewissen Fällen, insbesondere wenn bei einem Faserbett Rv sehr viel kleiner ist als Rg, kann das behandelte Gas an der Abströmseite des Faserbetts einen Teil der abgeschiedenen Flüssigkeit wieder mitreißen. In einem solchen Fall kann an der Abströmseite des Faserbetts ein Nachabscheider bekannter Art angeordnet sein, beispielsweise in Form von Prallblechen, Siebgittern oder Filtern. Es ist jedoch ein weiterer Vorteil der Erfindung, daß das erneute Mitreißen der Flüssigkeit in sehr viel geringerem Maße auftritt als bei senkrechter Anordnung der zylindrischen Elemente, da der Strömungsweg der abfließenden Flüssigkeit um den äußeren Umfang der Elemente herum wesentlich kürzer ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das erneute Mitreißen der Flüssigkeit durch die Verwendung eines in Fig. 6 dargestellten zylindrischen Elements unterbunden werden. Das dargestellte Element 2 hat hier ein erstes Faserbett 6 der vorstehend beschriebenen Art, welches in enger Faserberührung von einem zweiten Faserbett 13 umgeben ist.

Beim zweiten Faserbett 13 ist das Rückhaltevermögen Rv gegenüber der vom Gasstrom ausgeübten Kraft größer als das Rückhaltevermögen Rg gegenüber der Schwerkraft. Dadurch fließt hier die abgeschiedenen Flüssigkeit unter

709851/0921

Schwerkrafteinfluß im zweiten Faserbett 13 oder im Grenzbereich zwischen diesem und dem ersten Faserbett 6 ab. Für das zweite Faserbett 13 geeignete Faserstärken und Packungsdichten können anhand der erfindungsgemäßen Prinzipien ermittelt werden. So ist in Fig. 1 zu erkennen, daß die für die Verwendung im Faserbett 6 ungeeignete Faser C für das zweite Faserbett 13 verwendbar ist, wobei dann das erste Faserbett aus den Fasern A oder B sein kann.

Ein solches zylindrisches Element wäre jedoch weniger geeignet für die Abscheidung von beispielsweise fettigen Aerosolen, da sich ein solches zähflüssiges Material im Grenzbereich zwischen den beiden Faserbetten von der Flüssigkeit trennen und dadurch das zweite Faserbett zusetzen würde.

In der Zeichnung sind die Stützgitter für die Faserbetten der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Solche Stützgitter sind jedoch allgemein bekannt. Geeignet sind irgendwelche steife Stützeinrichtungen, welche die mechanische Stabilität des Faserbetts aufrechterhalten und für den Gasstrom durchlässig sind, ohne nennenswert zum Druckabfall durch das zylindrische Element hindurch beizutragen. Die Stützeinrichtungen sind vorzugsweise aus einem Werkstoff, welcher von keinem Bestandteil der zu behandelnden aerosolhaltigen Gase angegriffen wird. Geeignete Werkstoffe sind u.A. Stahl, rostfreier Stahl, faserverstärktes Polyester usw..

709851/0921

Versuchsbeispiele

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Durchführung der Erfindung mit einem im wesentlichen waagerecht angeordneten zylindrischen Element. Zu Vergleichszwecken sind auch Beispiele mit senkrecht angeordnetem zylindrischem Element angeführt, um damit zu zeigen, daß in der Durchführung der Erfindung die waagerechte Anordnung des zylindrischen Elements im Hinblick auf die Abscheidung von flüssigen Aerosolen mit Teilchengrößen von weniger als 1 um und darüber aus Gasen ebenso wirksam ist wie die senkrechte Anordnung, und daß in gewissen Fällen, in denen nicht fließfähige Aerosolteilchen mittels eines flüssigen Sprühnebels aus dem Faserbett entfernt werden müssen, die waagerechte Anordnung der senkrechten sogar überlegen ist.

In den Beispielen wird jeweils ein 121,9 cm langes zylindrisches Element mit einem Außendurchmesser von 4-5 »72 cm verwendet, welches ein 7»62 cm tiefes Faserbett aus unbehandelten, langen Stapel-Glasfasern B mit einem Soll-Durchmesser von 10,5 um in einer im wesentlichen gleichmäßigen Packungsdichte von 0,187 g/cm , entsprechend einem Hohlraumanteil von ca. 92,6% aufweist.

Für die Versuche wird das Element, wie in Fig. 2 dargestellt, waagerecht in einen Abscheider eingesetzt, welcher ein Zuleitungsrohr 8 mit Sprühdüsen 9 aufweist. Der gleiche Abscheider wird in einer um 90° verdrehten Stellung auch für die Versuche mit senkrechter Anordnung des Elements verwendet.

709851/0921

2725Α97

Zur Darstellung der Durchführung der Erfindung unter Reinigung des Faserbetts mit einer Sprühflüssigkeit zum Entfernen von abgeschiedenen Aerosolteilchen zeigen die Beispiele I bis III die Verwendung des Abscheiders zum Reinigen der Abgase und Dünste eines Grillofens in einem Restaurant, wobei das Faserbett durch Versprühen einer wässrigen Detergentienlösung in einem Luftstrom von Zeit zu Zeit gereinigt wird. Die Abgase und Dünste enthalten in der Hauptsache in Luft suspendierte Fettstoff-Aerosole mit Teilchengrößen von weniger als 1 um, wie sie beim Grillen von Fleischwaren auf einem einen Dunstabzug mit einem Gebläse und zum Abscheider führenden Leitungen aufweisenden herkömmlichen Grillofen entstehen.

Der Abscheider wird zum Reinigen der Abgase oder Dünste mehrere Stunden lang in Betrieb gehalten, worauf dann die Zufuhr der Dünste unterbrochen und ein Reinigungsgang eingeschaltet wird, bei welchem die wässrige Detergentienlösung als feiner Nebel in einem Luftstrom versprüht wird. Dabei wird zunächst heißes Wasser mit einer Temperatur von ca. 50 ⁰C fünf Minuten lang in einer Menge von ca. 7»5 l/min, anschließend dreißig Minuten lang eine 3»3 prozentige wässrige Detergentienlösung in einer Menge von ca. 7»5 l/min und abschließend erneut heißes Wasser mit einer Temperatur von ca. 50 ⁰C fünfzehn Minuten lang mit einer Menge von ca. 7»5 l/min versprüht. Das Versprühen der Flüssigkeit erfolgt in jedem Falle bei einer Durchströmungsgeschwindigkeit des Faserbetts von 6,08

709851/0921

bis 9,14 m/min, bei welcher Rv kleiner ist als Rg.

Das in den Beispielen I und II verwendete Detergens ist ein Pflanzenölamin, welches unter der Kenn-Nummer 902-101 von der Firma Norman Fox & Co vertrieben wird.

Beispiel I Waagerecht angeordnetes zylindrisches Element

In einem Zeitraum von 5 h werden 55,1 kg Fleischklopse gegrillt, wobei durch das Faserbett Fettstoffe und Ruß aus dem Dunst abgeschieden werden. Die durchschnittliche Aerosolbefrachtung der Dünste liegt etwa bei 99 mg/m . Der Gesamt-Wirkungsgrad der Abscheidung liegt über 95%, aus dem Abscheider tritt ein kaum sichtbares Wölkchen aus. Anschließend wird das Faserbett nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren gereinigt, wobei der Wirkungsgrad der Abscheidung in bezug auf die Detergentienlösung nahezu 100% beträgt. Anschließend wird das Faserbett durch Fortsetzen der Durchströmung mit Luft ca. 8 h lang getrocknet. In der praktischen Anwendung ist das Trocknen jedoch nicht notwendig.
Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle aufgezeigt:

Zustand des Druckabfall Durchströmungs- Strömungswider-Faserbetts ^ ^ (^mm ^S) geschw. (m/min) stand Co=^J P/v

Trocken 187,96 15,48 12,14

Ende der

Dunstabscheidung ¹^*"- ¹^, 95 13,85

Nach Waschen _{iafi fiq} au. on. λο f,c

und Trocknen 186,69 14,74 12,66

709851/0921

In der vorstehenden Tabelle ermöglicht der Strömungswiderstandskoeffizient Co eine genaue Ermittlung der Wirksamkeit des Reinigungsgangs, da er aufgrund von Änderungen der Durchströmungsgeschwindigkeit auftretende Änderungen des Druckabfalls durch das Paserbett korrigiert. Die vorstehenden Daten lassen somit erkennen, daß durch den Reinigungsgang der ursprüngliche Zustand des Faserbetts im wesentlichen wiederhergestellt wurde.

Beispiel II

Senkrecht angeordnetes zylindrisches Element Die gleiche Menge der gleichen Fleischmasse wie im Beispiel I wird gegrillt, wobei der Abscheider wie in Fig. mit aufrecht stehendem zylindrischem Element angeordnet ist. Die verschiedenen Zeiten sowie die verwendete Detergentienlosung sind die gleichen wie im Beispiel I. Der Dunst ist mit durchschnittlich 130,74 mg/nr Aerosol befrachtet und wird mit einem Wirkungsgrad von mehr als 90% gereinigt. Die Detergentienlosung wird mit einem Wirkungsgrad von ca. 100% abgeschieden. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgezeigt:

Zustand des Druckabfall Durchströmungs- Strömungswider-Faserbetts ^ P (mm WS) geschw. (m/min) stand Co=^ P/v

Trocken 198,12 13,84 14,31

^abscheidung *»W ¹²>?^{2 16}>°?

Die vorstehenden Daten zeigen, daß beim Reinigen des Faserbetts von Feststoffteilchen, insbesondere von schwer

709851/0921

löslichen Stoffen wie Fetten unter Verwendung dieser Detergentienlösung in einem solchen Reinigungsgang die senkrechte Anordnung des zylindrischen Elements der waagerechten eindeutig unterlegen ist. Eine Untersuchung ergab, daß dies auf das Erstarren der Fettstoffe beim Abkühlen der durch das Faserbett fließenden Waschlösung zurückzuführen ist. Dies tritt in der senkrechten Anordnung in einem stärkeren Maße auf, da hier der Abflußweg länger ist als bei waagerechter Anordnung.

In beiden Beispielen durchströmt jedoch die Gesamtmenge der Waschlösung das Faserbett des waagerecht sowie des senkrecht angeordneten zylindrischen Elements radial von innen nach außen, wodurch erwiesen ist, daß die Abscheidung der Flüssigkeit unbeeinflußt von der Lage des Elements ist, sofern Rv kleiner ist als Rg.

Das Beispiel II beschreibt einen weiteren Versuch mit waagerecht angeordnetem Element bei Verwendung einer wirksameren Detergentienlösung. Das im Beispiel II in einer 3»3 prozentigen Lösung verwendete Detergens ist ein nicht-ionisches Detergens mit Butylzellulose-Fettlöser und Fhosphat-Emulgatoren, welches unter der Bezeichnung Act Shine Heavy Duty Degreaser von der Mark Chemical Company vertrieben wird. Das Beispiel III zeigt, daß das waagerecht angeordnete erfindungsgemäße Element bei Verwendung eines wirksameren Detergens bis auf den ursprünglichen Zustand der Reinlichkeit gereinigt werden kann, wie sich aus einem Vergleich der Strömungswiderstandskoeffizienten zu Beginn

709851/0921

des Versuchs und nach dem Reinigen und Trocknen ergibt. Beispiel III

Der im Beispiel I beschriebene Versuch wird unter Verwendung der vorstehend genannten Detergentienlösung wiederholt. Die Ergebnisse zeigt die folgende Tabelle:

Zustand des Druckabfall Durchströmungs- Strömungswider-Faserbetts /_ P (mm WS) geschw. (m/min) stand Co=/_ P/v

Trocken 171,45 13,92 12,31

Ende der

Dunstabscheidung ""'^{55 13}'^{55 15}'⁰⁴

Nach Waschen 187,96 15,48 12,14

und Trocknen

Zur Darstellung der Durchführung der Erfindung zum Abscheiden von flüssigen Aerosolen mit Teilchengrößen von weniger als 1 um und darüber werden im folgenden Beispiel IV die in Fig. 2 und 3 gezeigten Abscheider unter Weglassung der Sprüheinrichtungen verwendet, um einen Dioctalphthalatnebel aus einem Luftstrom abzuscheiden, wobei die gleichen zylindrischen Elemente verwendet werden wie in den vorstehend beschriebenen Beispielen I bis III.

Beispiel IV

Ein Luftstrom mit einem Gehalt von ca. 176 bis ca. 353 mg/nr Dioctylphthalat in Form eines Aerosols mit einer mittleren Teilchengröße von weniger als 1 um wird mit einer Durchströmungsgeschwindigkeit von 6,08 bis 9,14 m/min, bei welche Rv kleiner ist als Rg, durch das Faserbett eines zylindrischen Elements geleitet. Dabei ist der Wirkungs-

709851/0921

DA- -

grad der Abscheidung sowie der Druckabfall bei waagerechter und senkrechter Anordnung des zylindrischen Elements im wesentlichen gleich.

Wie die vorstehenden Beispiele zeigen, ermöglicht die Erfindung die wirksame Abscheidung von flüssigen Aerosolen oder Sprühnebeln aus einem Gasstrom unabhängig von der Lage eines zylindrischen Abscheiderelement. Die Wirksamkeit der Eeinigung in den Beispielen I bis III und der Abscheidung des flüssigen Aerosols im Beispiel IV verdeutlicht den beschriebenen Strömungsverlauf. Die Beispiele zeigen ferner, daß beim Abscheiden von schwer löslichen, nicht fließfähigen Aerosolen aus Gasen und Reinigen des Paserbetts von den abgeschiedenen Stoffen mittels einer Sprühflüssigkeit eine senkrechte Anordnung des zylindrischen Elements im Hinblick auf die Wirksamkeit der Reinigung einer waagerechten Anordnung sogar unterlegen ist.

Sämtliche aus der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein.

709851/0921

54 Leerseite

Claims

DR. BERG DIPL-ING. STAPF DIPL-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE

8 MÜNCHEN 86. POSTFACH 86 02 45

Patentans

Verfahren zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom in einem Abscheider mit wenigstens einem zylindrischen Faserbettelement, in welchem das die flüssigkeit enthaltende Gas durch ein Faserbett aus in ungeordneter Verteilung angeordnet mit einem Hohlraumanteil von ca. 85 bis 98% in einen ringförmigen Raum zwischen zwei im wesentlichen konzentrisch angeordneten zylindrischen Gittern gepackten, nicht verfilzenden Fasern mit einem mittleren Durchmesser von wenigstens etwa 5 um geleitet und dabei ein beträchtlicher Anteil der Flüssigkeit aus dem Gas abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß das die Flüssigkeit enthaltende Gas vom hohlen Innenraum jedes zylindrischen Elements bei im wesentlichen nicht senkrechter Anordnung desselben durch das Faserbett desselben hindurchgeleitet wird, ohne daß der Flüssigkeitsgehalt des Gases zu einer Durchtränkung desselben führt, wobei bei jedem Faserbett das Rückhaltevermögen für die Flüssigkeit gegen-

709851/0921

HO««) <M 82 '2 » München 80. Mauerk irchfrsirlBe 45 Banken: Bayerische Vereinsbank Manchen 453100

*«?043 Telegramme BERGSTAPKPATENT München Hypo-Bank Manchen 3190002624

"W 3310 TELEX 05 24 5Ml BKRC. ü Posischeck München 65343-808

ORIGINAL INSPECTED

über der vom Gasstrom darauf ausgeübten Kraft geringer ist als das Rückhaltevermögen für die Flüssigkeit gegenüber der Schwerkraft, und daß die abgeschiedene Flüssigkeit kontinuierlich vom äußeren Umfang jedes Faserbetts abgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes zylindrische Element in einem Winkel zwischen etwa O⁰ und 75° zur Waagerechten angeordnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes zylindrische Element im wesentlichen waagerecht angeordnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein flüssiges Aerosol mit Teilchengrößen von weniger als 3 um aus dem Gasstrom abgeschieden wird.
5- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Feststoffaerosol oder ein nicht fließfähiges Flüssigkeitsaerosol mit Teilchengrößen von weniger als 3 um aus dem Gasstrom ausgeschieden wird und daß das abgeschiedene Aerosol durch wenigstens periodisches Versprühen einer Flüssigkeit in einen Gasstrom an der Zuströmseite jedes zylindrischen Elements aus diesem entfernt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch g e k e η η -

709851/0921

zeichnet, daß die Flüssigkeit innerhalb des hohlen Innenraums jedes zylindrischen Elements im Gasstrom versprüht wird.
7· Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit ein Lösungsmittel oder eine Waschlösung ist, welche nicht wasserlösliche teilchenförmige Stoffe aus jedem Faserbett spült.
8. Verfahren nach Anspruch 1 für die Hochleistungs-Abscheidung von Feststoffaerosolen , nicht fließfähigen und fließfähigen Flüssigkeitsaerosolen aus diese enthaltenden Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern jedes Faserbetts einen mittleren Durchmesser von ca. 5 um bis 20 um haben.
9· Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern jedes Faserbetts Glasfasern sind, welche mit einer Packungsdichte von ca. 0,08 bis 0,32 g/cnr gepackt sind.
10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern jedes Faserbetts unbehandelte hydrophile lange Stapel-Glasfasern mit einem im wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser von ca. 7 bis 12 μχα sind, welche mit einer Packungsdichte von ca. 0,16 bis 0,256 g/cnr gepackt sind.
11. Verfahren nach Anspruch 1 für die Behandlung von Feststoffaerosole, nicht fließfähige oder fließfähige Flüssigkeitsaerosole enthaltenden Gasen bei hohen Durch-

709851/0921

Strömungsgeschwindigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern jedes Faserbetts einen mittleren Durchmesser von ca. 25 bis 75 fun haben.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern jedes Faserbetts Glasfasern sind, welche mit einer Packungsdichte von ca. 0,048 bis 0,240 g/cm^ gepackt sind.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern jedes Faserbetts unbehandelte gekräuselte Glasfasern mit einem im wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser von ca. 25 bis 35 um sind,

welche mit einer Packungsdichte von ca. 0,080 bis 0,160 g/cm* gepackt sind.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von dem jedes Faserbett verlassenden Gasstrom erneut mitgerissene Flüssigkeit mittels eines Nachabscheiders daraus abgeschieden wird.
15· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erneute Mitnahme der Flüssigkeit durch den das Faserbett verlassenden Gasstrom dadurch verhindert wird, daß der das Faserbett verlassende Gasstrom durch ein im wesentlichen in enger Faserberührung mit dem einen Faserbett stehendes zweites Faserbett aus nicht verfilzenden, in ungeordneter Verteilung ausgerichtet zu einem Hohlraumanteil von ca. 85 bis 99% gepackten Fasern geleitet wird, wobei der mittlere Faserdurchmesser

709851/0921

und der Hohlraumanteil des zweiten Faserbetts so gewählt sind, daß dessen Rückhaltevermögen gegenüber der vom Gasstrom ausgeübten Kraft größer ist als sein Rückhaltevermögen gegenüber der Schwerkraft, so daß die abgeschiedene Flüssigkeit unter Schwerkrafteinfluß im zweiten Faserbett oder im Grenzbereich zwischen den beiden Faserbetten abfließt.
16. Faserbettabscheider zum Abscheiden einer Flüssigkeit aus einem Gasstrom, gekennzeichnet durch einen Einlaß (4) für den Gasstrom, durch wenigstens ein im wesentlichen in nicht senkrechter Lage angeordnetes zylindrisches Faserbettelement (2), durch einen Auslaß (12) für die abgeschiedene Flüssigkeit, durch einen Auslaß (?) für den Gasstrom, und durch Leiteinrichtungen (3) zum Leiten des Gasstroms in den hohlen Innenraum jedes zylindrischen Elements und von diesem aus durch das Faserbett desselben hindurch, wobei jedes Faserbettelement ein nicht verfilzendes Faserbett aus in einen ringförmigen Zwischenraum zwischen zwei im wesentlichen konzentrisch angeordneten zylindrischen Gittern zu einem Hohlraumanteil von ca. 85 bis 98% gepackten, in ungeordneter Verteilung ausgerichteten Fasern mit einem mittleren Durchmesser von wenigstens etwa 5 pm aufweist und der mittlere Faserdurchmesser sowie der Hohlraumanteil des Faserbetts so gewählt sind, daß das Faserbett bei der Soll-Durchströmungsgeschwindigkeit und Soll-Aerosolbefrachtung nicht von der

709851/0921

abgeschiedenen Flüssigkeit durchtränkt wird und sein Rückhaltevermögen gegenüber der vom Gasstrom auf die Flüssigkeit ausgeübten Kraft geringer ist als sein Rückhaltevermögen gegenüber der Schwerkraft.
17· Faserbettabscheider nach Anspruch 16 für die Hochleistungs-Abscheidung von Flüssigkeiten aus diese enthaltenden Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern jedes Faserbetts (6) einen mittleren Durchmesser von ca. 5 bis 20 /um haben.
18. Faserbettabscheider nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern jedes Faserbetts (6) Glasfasern sind, welche zu einer Packungsdichte von ca. 0.08 bis 0,32 g/cnr gepackt sind.
19· Faserbettabscheider nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern jedes Faserbetts (6) unbehandelte hydrophile lange Stapel-Glasfasern mit im wesentlichen gleichmäßigem Durchmesser von ca. 7 bis 12 pm sind, welche zu einer Packungsdichte von ca. 0,16 bis 0,256 g/cnr gepackt sind.
20. Faserbettabscheider nach Anspruch 16 für die Behandlung von Aerosole enthaltenden Gasen bei hohen Durchströmungsgeschwindigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern jedes Faserbetts (6) einen mittleren Durchmesser von ca. 25 bis 75 /im haben.
21. Faserbettabscheider nach Anspruch 20, dadurch

709851/0921

gekennzeichnet, daß die Fasern jedes Faserbetts (6) unbehandelte, gekräuselte Glasfasern mit einem im wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser von ca. 25 bis 35 Jim sind, welche zu einer Packungsdichte von ca. 0,08 bis 0,16 g/cnr gepackt sind.
22. Faserbettabscheider nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jedes zylindrische Element (2) mit einer Neigung zwischen O und ca. 75° zur Waagerechten angeordnet ist.
23» Paserbettabscheider nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß jedes zylindrische Element im wesentlichen waagerecht angeordnet ist.
24. Paserbettabscheider nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß an der Abströmseite des wenigstens einen Faserbetts wenigstens ein Nachabscheider angeordnet ist.
25· Faserbettabscheider nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verhinderung der erneuten Mitnahme der abgeschiedenen Flüssigkeit durch den ein erstes Faserbett (6) verlassenden Gasstrom das erste Faserbett im wesentlichen in enger Faserberührung von einem zweiten Faserbett (13) aus nicht verfilzenden, in ungeordneter Verteilung ausgerichtet zu einem Hohlraumanteil von ca. 85 bis 99% gepackten Fasern umgeben ist, bei welchem der mittlere Faserdurchmesser und der Hohlraumanteil so gewählt sind, daß sein Rück-

709851/0921

haitevermögen für die abgeschiedene Flüssigkeit gegenüber der vom Gasstrom auf sie ausgeübten Kraft größer ist als sein Rückhaltevermögen gegenüber der Schwerkraft, so daß die abgeschiedene Flüssigkeit unter Schwerkrafteinfluß durch das zweite Faserbett oder entlang dem Grenzbereich zwischen den beiden Faserbetten abfließt.
26. Faserbettabscheider nach Anspruch 16 zum Abscheiden eines Feststoffaerosols oder eines nicht fließfähigen Flüssigkeitsaerosols mit Teilchengrößen von weniger als 3 um aus einem Gasstrom und zum wenigstens periodischen Entfernen von abgeschiedenen Aerosolteilchen aus dem wenigstens einen Faserbett, gekennzeichnet durch an der Zuströmseite des wenigstens einen Faserbetts (6) angeordnete Einrichtungen (8, 9) zum Versprühen einer Flüssigkeit in dem Gasstrom.
27. Faserbettabscheider nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (8, 9) zum Versprühen der Flüssigkeit im hohlen Innenraum des wenigstens einen zylindrischen Elements (2) angeordnet sind.

708 851/0921