DE2821594C2 - Vorrichtung zum Auswaschen von feinen Teilchen aus einem Gas - Google Patents

Description

3 4

schnitt des Venturirohr Klappen oder birnenförmige enthaltenden Gases wird in Pfeilrichtung 2 durch einen

Verdrängungsköφer anzuordnen, die so verstellt wer- Stutzen 4 in ein Venturirohr 6 geschickt In das Venturi-

den, daß sie bei absinkender Gasstromstärke den Ken- rohr 6 wird in Stromrichtung vor dessen Engstelle 8 und

lenquerschnitt des Venturirohr» verengen. Hierdurch in dessen Engstelle 8 eine Waschflüssigkeit durch eine

läßt sich der Druckabfall über einen verhältnismäßig 5 Düse 10 eingesprüht Diese Düse 10 wird durch ein Rohr

großen Bereich unterschiedlicher Gasstromstärken 12 und einen Stutzen 14 mit der Waschflüssigkeit in

konstant halten. Da das Volumen der pro Zeiteinheit Pfeilrichtung 16 beschickt

eingespritzten Waschflüssigkeit bei dieser Art der Re- Die Düse 10 mündet in Stromrichtung axial vor der

gelung meistens unverändert bleibt ändert sich die spe- Engstelje 8 des Venturirohrs. In der Düse 10 ist ein axial

zifische Flüssigkeitsmenge umgekehrt proportional zur 10 verschiebbarer, den effektiven Austrittsquerschni« der

Gasstromstärke. Die Gasgeschwindigkeit We im klein- Düse 10 definierender erster Verdrängungskörper 18

sten Strömungsquerschnitt des Venturirohrs wird durch angeordnet Dieser Verdrängungskörper 18 verläuft

die Regelung dieses kleinsten Strömungsquerschnitts sich konisch verjüngend in Stromrichtung. In Stromrich-

zwar günstiger als bei ungeregelt festem kleinstem Strö- tung vor der Engstelle des Venturirohrs 6 und hinter der

mungsquerschnitt erreicht aber nie den im Sinne einer 15 Düse 10 ist ein zweiter axial verschiebbarer Vedrän-

möglichst großen Abscheideleistung optimalen Wert gungskörper 20 vorgesehen. Dieser zweite Verdrän-

Zur Erläuterung wird auf die F i g. 1 verwiesen. F i g. 1 gungskörper 20 definiert den kleinsten Slrömungsquer-

zeigt eine Charakteristik eines Venturiwäschers, näm- schnitt des Venturirohrs in jeder seiner Betriebsstellun-

lieh seinen Druckabfall in Abhängigkeit von der spezifi- gen. Dieser zweite Verdrängungskörper 20 erweitert

sehen Flüssigkeitsmenge bei verschiedenen Gasge- 20 sich in Stromrichtung konisch un-;- weist an seinem

schwindigkeiten in seinem kleinsten Strömungsquer- größten Durchmesser eine Ablösekantcr 22 für die auf

schnitt ihn in Stromrichtung treffende Waschflüssigkeit auf.

Der Venturiwäscher nach F i g. 1 ist auf einen Druck- Beide Verdrängungskörper 18,20 sind zur gemeinsa-

abfall Δρ,=77 mbar ausgelegt Bei diesem Druckabfall men Verschiebung durch ein Verbindungsstück 24 starr

hat er bei einer spezifischen Flüssigkeitsmenge von 1 Li- 25 miteinisder verbunden. An der Rückseite des ersten

ter pro m³ und einer Gasgeschwindigkeit im kleinsten Verdrängungskörpers 18 ist eine das Rohr 12 durchset-

Strömungsquerscbnitt w_E= 100 m/s seine maximale Ab- zende und aus einem Kopfstück 26 des Rohrs herausge-

scheideleistung (Arbeitspunkt ©). führte Steuerstange 28 angesetzt, deren axiale Lage mit-

Geht die Gasstromstärke auf die Hälfte zurück, sinkt tels eines Stellglieds 30, das mit einem innengewinde ein

bei festem kleinstem Strömungsquerschnitt des Ventu- 30 Außengewinde 32 am freien Ende der Steuerstange um-

rirohrs die Gasgeschwindigkeit ebenfalls auf die Hälfte faßt verstellbar ist

(w_E=50 m/s), der Druckabfall sinkt auf Δρ_γ=20 mbar Die beiden Verdrängungskörper sind so ausgelegt

und die spezifische Flüssigkeitsmenge erhöht sich auf und die Verschiebung der beiden Verdrängungskörper

den doppelten Wert fa=2 l/m³). In dem dadurch neu 18, 20 erfolgt derart daß das Verhältnis des effektiven

gegebenen Arbeitspunkt © hat daher der Venturiwä- 35 Durchlaßquerschnitts der Düse 10 zum kleinsten Strö-

scher eine sehr schlechte Arbeitsleistung. Diese Arbeits- mungsquerschnitt des Venturirohrs bis auf 20%, besser

leistung läßt sich mittels der beschriebenen Regelung bis auf 10%, am besten bis auf 5%, konstant bleibt

des kleinsten Strömungsquerschnitts des Venturirohrs Dadurch ist eine stets gleichbleibende spezifische FIüs-

verbessern. Der Druckabfall wird dadurch auf den ur- sigkeitsmenge gewährleistet Im Sinne der Erläuterung

sprünglichen Wert Δρ,=77 mbar angehoben. Es bleibt 40 der Fig. 1 bleibt auch die optimal gewählte Gasge-

jedoch bei der spezifischen Flüssigkeitsmenge q=2 l/m³. schwindigkeit konstant wenn der Druckabfall konstant

Infolgedessen kann mit dieser Regelung nicht die opti- bleibt

male Gasgeschwindigkeit im kleinsten Strömungsquer- Bei Anwendung der Vorrichtung nach dein Ausfüh-

schnitt We- 100 m/s erreicht werden, sondern nur etwa rungsbeispiel ist es möglich, lediglich an Hand des ein-

80 m/s (Arbeitspunkt®). Die Absch?ideleistung im Ar- 45 fach zu messenden Druckabfalls Δρ, über das Venturi-

beitspunkt ® ist somit zwar besser als im Arbeitspunkt rohr 6 die Abscheideleistung durch Betätigung eines

©, aber immer noch nicht so hoch wie im Arbeits- einzigen Stellglieds 30 laufend auf ein Maximum einzu-

punkt©. stellen. Von besonderer Bedeutung ist dabei, daß die

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung ein- Ablösekante 22 den kleinsten Strömungsquerschnitt des

gangs genannter Art anzugeben, bei der mit einer ver- 50 Venturirohrs definiert also zwischen der Ahlösekanie

hältnismäßig einfachen Regelung die Abscheideleistung 22 und der ihr gegenüberliegenden konvergierenden

möglichst hoch gehalten wird. Fläche 34 des Venturirohrs die maximale Gasgeschwin-

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des digkeit herrscht und sich die Waschflüssigkeit an der Anspruchs 1 angegeben. Maßgeblich ist die Kopplung Ablösekante 22 von dem Verdrängungskörper 20 ablöst

des ersten Stellglieds mit dem zweiten Stellglied, so daß 55 und in den Strom des die feinen Teilchen enthaltenden

also die gemeinsame Verstellung mit einem einzigen Gases gesprüht wird.

Betätigungsglied erfolgen kann. Die Regelung aller drei Die Vorrichtungen nach den F i g. 3 und 4 sind derje- Größen (Δρ_ν, w_E, q) kann dabei anhand einer einzigen nigen nach F i g. 2^hnlich. Diese Vorrichtungen werden Meßgröße, nämlich dem einfach zu messenden Druck- daher im folgenden im wesentlichen nur insoweit be-

verlust Λρ_Λ erfolgen, so schrieben, als es für die Unterschiede bedeutsam ist

Bevorzugte Vorrichtungsmerkmale sind in den Un- Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 3 isv die Steu-

teransprüchen angegeben. erstange 42 mit einem Handrad 40 zu verstellen. Durch

F1 g. 2 zeigt eine erste bevorzugte Vorrichtung; Verdrehen des Handrades 40 ist der Druckabfall über F i g. 3 zeigt eine zweite bevorzugte Vorrichtung; das Venturirohr 44 Anzustellen. Der Druckabfall wird F i g. 4 zeigt eine dritte bevorzugte Vorrichtung. es durch ein Differenzdruckmanometer 46 angezeigt, des- Die in F i g. 2 dargeste'.J»e Vorrichtung dient zum Aus- sen zwei Meßanschlüsse 48, SO in der Nähe der Emlritts-

waschen von feinen Teilchen aus einem diese Teilchen öffnung 52 und der Austrittsöffnung 54 des Venturirohrs

enthaltenden Gas. Ein Strom des die feinen Teilchen 44 liegen. Der Venturiwäscher hat dann seine richtige

5 6 ;;

Einstellung, wenn der vom Differenzdruckmanometer ' <

46 angezeigte Meßwert einem vorher ermittelten Soll- ^,

wert entspricht $

Bei der Ausführungsform nach F i g. 4 wird die Steu- i

erstange 60 mittels eines pneumatischen Steilgliedes 62 5 $'

betätigt Wiederum ist ein Differenzdruckmanometer 64 "

vorgesehen. Dieses Differenzdruckmanometer 64 ist aber in diesem Fall als ein Wandler ausgebildet, der ein dem Differenzdruck entsprechendes Signal an einen das Stellglied 62 verstellenden Regler-Stellmotor 66 gibt. 10 Das Differenzdruckmanometer 64 mit zugehörigem Wandler übernimmt im Zusammenwirken mit dem Regler-Stellmotor die Überprüfung der Abweichung des Ist-Wertes des Druckabfalls mit dem vorgeschlagenen Soll-Wert und führt die Verstellung der Steuerstange 60 15 entsprechend dem Überprüfungsergebnis selbsttätig aus.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims (7)

• " 1 2 Stellglied, mittels dem sowohl der Druckabfall des Ga- Patentansprüche: ses über dem Venturirohr als auch die Geschwindigkeit des Gases im kleinsten Strömungsquerschnitt des Ven-

1. Vorrichtung zum Auswaschen von feinen Teil- turirohrs einzustellen ist

chen aus einem diese Teilchen enthaltenden Gas, bei 5 Vorrichtungen dieser Art sind nach den DE-AS

dem ein Strom des die feinen Teilchen enthaltenden 26 40 151 und 26 40152 bekannt Sie dienen in erster

Gases durch ein Venturirohr geschickt und in das Linie zum Abscheiden von Stäuben und Aerosolen. Das

Venturirohr in Stromrichtung vor dessen Engstelle die feinen Teilchen enthaltende Gas wird in dem Ventu-

und/oder in dessen Engstelle eine Waschflüssigkeit rirohr solcher Vorrichtungen auf Geschwindigkeiten

eingesprüht wird, mit einem ersten Stellglied, mittels to von etwa 60 bis 150 m/s beschleunigt Die in das Ventu-

dem sowohl der Druckabfall des Gases über dem rirohr eingesprühte Waschflüssigkeit wird durch das

Venturirohr als auch die Geschwindigkeit des Gases Zusammentreffen mit dem Gas in kleine Tropfen zer-

im kleinsten Strömungsquerschnitt des Venturiroh- stäubt Die feinen Teilchen, deren Dichte etwa das Tau-

res einzustellen ist, gekennzeichnet durch sendfache der Dichte des Gases beträgt, vermögen den

ein mit dem ersten Stellglied (20) gekoppeltes zwei- 15 Tropfen kaum auszuweichen, prallen auf die Tropfen

tes Stellglied (18), mittels dem das Verhältnis des auf und können mit den Tropfen zusammen nach dem

dem Venturirohr (6) pro Zeiteinheit zugeführten Durchströmen des Venturirohrs durch mechanische Ab-

Waschflüssigkeitsvolumens zu dem dem Venturi- scheider, zum Beispiel Zentrifugalabscheider, abge-

rohr (6) pro Zeiteinheit zugeführten Gasvolumen je- schieden werden,

weils bis ai£ 20% konstant zu halten ist 20 Die zur Zerstäubung der Waschflüssigkeit erforderli-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der als erstes ehe Energie wird dem Strom des Gases entnommen, das Stellglied in Stromrichtung vor der Engstelle des dadurch einen Druckabfall über dem Venturirohr er-Venturirohrs und hinter der Düse ein axial ver- fährt Dieser Druckabfall Ap, ist abhängig vom Quadrat schiebbarer erster Verdrängungskörper vorgesehen der Gasgeschwindigkeit we im kleinsten Strömungsist, der den kleinsten Strömungsquerschnitt des Ven- 25 querschnitt des Venturirohr pro Zeiteinheit zugeführturirohrs definiert, dadurch gekennzeichnet, daß sich ten Waschflüssigkeitjvolumens zu dem dem Venturider erste Verdrängungskörper (20) in Stromrichtung rohr pro gleicher Zeiteinheit zugeführten Gasvolumen, konisch erweitert und an seinem größten Durchmes- (Dieses Verhältnis wird auch als »spezifische Flüssigser eine Ablösekante (22) für die auf ihn in Strom- keitsmenge« q bezeichnet)

richtung treffende Waschflüssigkeit aufweist 30 Der funktioneile Zusammenhang ist demnach

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der in Stromrichtung vor der Engsislle dcär Venturirohrs axial Jp,= f(W²E, q) (1) eine Düse mündet, aus der die Waschflüssigkeit ein- _Λ
gesprüht wird, dadurch gekenr-^ichnet, daß das Der Druckabfall Ap, ist ein Maß für die Abscheideleizweite Stellglied (18) durch einen axial verschiebba- 35 stung des Venturirohrs. Je höher der Druckabfall ist, um ren, den effektiven Austrittsquerschnitt der Düse so höher ist die Abscheideieistung A bei einer vorgege-(10) definierenden zweiten Verdrängungskörper (18) benen Durchmesserverteilung der feinen Teilchen. Liegebildet ist. gen die Durchmesser der feinen Teilchen sehr niedrig,

4. Vorrichtung nach einem der vorgenannten An- so wird eine beachtenswerte Abscheideleistung erst ersprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden 40 reicht, wenn der Druckabfall eine bestimmte Größe Stellglieder (18,20) zur gemeinsamen Verschiebung überschreitet.

starr miteinander verbunden sind. Mit dem Druckabfall Ap, allein ist jedoch die Abschei-

5. Vorrichtung nach einem der vorgenannten An- deleistung A noch nicht hinreichend zu kennzeichnen. Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Die Abscheideieistung ist nämlich überdies noch von Stellglieder (18, 20) so ausgelegt sind und die Ver- 45 der Gasgeschwindigkeit we im kleinsten Strömungsschiebung der beiden Stellglieder (18,20) derart er- querschnitt des Venturirohrs und von der spezifischen folgt, daß das Verhältnis des effektiven Durchlaß- Flüssigkeitsmenge q abhängig. Der Zusammenhang ist querschnitts der Düse (10) zum kleinsten Strö- also

mungsquerschnitt des Venturirohrs (6) bis auf 20%

konstant bleibt 50 A = g{Ap,, we, q) (2)

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Soll eine möglichst hohe Abscheideleistung A erzielt

zweiten Stellglieds (18) das Verhältnis bis auf 10% werden, müssen alle drei Größen Ap,, wcund q in opti-

konstant zu halten ist maler Kombination gewählt und eingestellt werden. Ei-

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn- 55 ne solche Wahl und Einstellung ist jedoch schwierig, zeichnet daß mittels des zweiten Stellglieds (18) das wenn die Stromstärke des dem Venturirohr zugeführ-Verhältnis bis auf 5% konstant zu halten ist. ten, die feinen Teilchen enthaltenden Gases schwankt.

Ist der Strömungsquerschnitt im Venturirohr unverän-

derlich, so fallen die Gasgeschwindigkeit im kleinsten

60 Strömungsquerschnitt des Venturirohrs und der Druckabfall mit sinkender Gasstromstärke ab, während die

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswa- spezifische Flüssigkeitsmenge ansteigt,
sehen von feinen Teilchen aus einem diese Teilchen ent- Um diesem Mangel abzuhelfen, ist es nötig, dem Venhaltenden Gas, bei dem ein Strom des die feinen Teil- turirohr eine Regeleinrichtung zuzuordnen, die bei chen enthaltenden Gases durch ein Venturirohr ge- 65 schwankender Gasstromstärke stets eine optimale schickt und in das Venturirohr in Stromrichtiing vor Kombination von Ap,, We und q einstellt, um jeweils eine dessen Engstelle und/oder in dessen Engstelle eine optimale Abscheideleistung zu erhalten.
Waschflüssigkeit eingesprüht wird, mit einem ersten Es ist bekannt, nächst dem kleinsten Strömunesquer-