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Amtliches Aktenzeichen: Neuanmeldung
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Aktenzeichen des Anmelder: P 47 302 Bezeichnung: Vorrichtung zum Abscheiden
von Flüssigkeiten und Feststoffen aus Gasen
VORRICHTUNG ZUM ABSCHEIDEN
VON FLÜSSIGKEITEN UND FESTSTOFFEN AUS GASEN Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Abscheiden von Flüssigkeiten und Festkörpern aus Gasen mit einem Abscheiderohr,
das mit seinem eintrittsseitigen Ende nach unten weisend angeordnet ist und mit
seinem anderen Ende in den Saugstutzen eines darüber und koaxial zur Achse des Abscheiderohrs
angeordneten Radialgebläse mündet, und mit einem Flüssigkeitsbad, in das eine Prallwand
mit ihrem unteren Rand von oben reicht.
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Bei einer aus der DAS 15 42 266 bekannten Vorrichtung dieser Art ist
das Abscheiderohr vertikal angeordnet und führt in das Zentrum des Gebläserotors.
Der Gebläserotor ist umgeben von vertikal angeordneten, als Praliflächen dienenden
Stegen, an denen die festen Teilchen sich niederschlagen und in das Wasserbad nach
unten abtropfen sollen. In vielen Anwendungsfällen, zum Beispiel bei der Reinigung
der Rauchgase von Kohlestaubverbrennunsen, für die die Erfindung bevorzugt, aber
nicht ausschließlich, vorgesehen ist, müssen sehr feine Teilchen abgeschieden werden.
Dazu ist es erforderlich, das zu reinigende Gas mit feinzerstäubtem Waschwasser
zu durchsetzen, um dann die Festteilchen zusammen mit dem Waschwasser und den sonstigen
Flüssigkeiten auszuscheiden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten
Art so auszugestalten, daß auf einfache Weise eine solche Wäsche stattfinden kann
und dabei eine intensive Reinigung sichergestellt ist.
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Die Erfin@ung ist dadurch qekennzeichnet, U&? Ab@ch@@@@-rohr im
Winkel von 60 + 20° (Grad) geneigt zur Horizontalen angeordnet ist, daß koaxial
zum Gebläserotor ein Bürstenrotor innerhalb des Abscheiderohrs gelagert ist, der
auf seinem Umfang mit radial gerichteten Borsten besetzt ist, die einen Ringkanal
zwischen Bürstenrotor und der Wandung des Abscheiderohrs aussparen, und daß die
Wandung des Abscheiderohrs als Prallwand mit ihrem gesamten Rand der unteren Öffnung
in die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbades taucht, und daß ein Sintrittsstutzen für
die zu reinigenden Gase dicht oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in das Abgasrohr
mündet.
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Durch die Bürsten wird die Gasströmung in Rotation versetzt, die schwereren,
abzuschlagenden Teilchen schlagen sich an der Außenwand des Abscheiderohrs nieder
und strömen gegen die Gasströmung durch Schwerkraft nach unten in das Flüssigkeitsbad.
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Wenn diese Zentrifugalwirkung auf einem langen Strömungsstück, nænlich
auf der ganzen Länge des Abscheiderohrs, auf die zu reinigende Strömung einwirkt,
ist eine sehr gute Abscheidung auf diese Weise erzielbar. Der zusätzliche Aufwand,
bedingt durch die Bürsten, kann niedrig sein, wenn der Gebläserotor und der Bürstenrotor
auf einer gemeinsamen, von einem gemeinsamen Antriebsmotor angetriebenen Welle sitzen.
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Reinigungswa@@er erkann der zu reinigenden Gasströmung zugeführt werden
zum Beispiel durch einen Zerstäuber. Einfacher und mindestens genauso wirkungsvoll
ist es, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein Bürstenrotor, der dicht
am eintrittsseitigen Ende des Abscheiderohrs angeordnet ist, mit einem Teil seines
Umfangs in die Flüssigkeit des Flüssigkeitsbades taucht.
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Die Reinigungswirkung wird be@@nstigt, wenn rnän torkehrunc~r.
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trifft, die Gasströmung zu zwingen, in den Bereich der Borsten zu
strömen. Das kann dadurch geschehen, daß am eintrittsseitigen nde eines Bürstenrotors
eine Stauscheibe auf die Welle axial gesteckt ist, deren Außendurchmesser kleiner
ist als der Innendurchmesser des Abscheiderohrs, und/oder dadurch, daß ein Bürstenrotor
mit seinen Borsten den zwischen der Nabe des Bürstenrotors und dem Saugstutzen des
Radialgebläses freibleibenden Ansaugringkanal vollständig abdeckt.
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Die rfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigt: Figur 1 eine Vorrichtung nach der Erfindung
von der Seite gesehen, Figur 2 Den Schnitt II - II aus Figur 1 Figur 3 eine Heißwasserbereitungsanlage
mit einer Vorrichtung nach der Erfindung skizziert im Querschnitt von der Seite
gesehen, und Figur 4 eine zweite Ausführungsform einer mit einer Vorrichtung nach
der Erfindung ausgestatteten Heißwasserbereitungsanlage.
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Gemäß Figur 1 ist mit 1 das im Winkel 2 von 60° zur Horizontalen 3
geneigt angeordnete Abscheiderohr bezeichnet, dessen Rohrachse mit 4 bezeichnet
ist. Das Abscheiderohr 1 ist unten offen und taucht mit dieser Öffnung 5 und deren
vollständigem Rand 6 in die Flüssigkeit 7 eines Waschwasserbades 8, dessen Flüssigkeitsniveau
mit 9 bezeichnet ist. Oben mündet das Abscheiderohr 1 in den Saugstutzen 10 eines
durch den lektromotor 11 antreibbaren Radialgebläses 12, dessen Austrittsstutzen
mit 13 und dessen Gebläserotor mit 14 bezeichnet ist. Die vom Motor 11 antreibbare
Welle 15 des Gebläserotors ist verlängert in das Abscheiderohr hinein und dort in
einem Lager 16 zwischengelagert.
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Das Lager 16 ist mit zwei schmalen Stegen 17, 18, die den Luftdurchtritt
nur wenig behindern, an der Wandung 19 des Abscheiderohrs 1 befestigt.
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Am freien Ende der Welle 15 ist fliegend ein erster Bürstenrotor 20
gelagert und zwischen dem Lager 16 und dem Ansaugstutzen 10 ist ein zweiter Bürstenrotor
21 auf die Welle 15 gesteckt, dessen gegen die durch Pfeile 23, 24, 25 angedeutete
Gasströmungsrichtung gerichtete Stirnseite durch eine Stauscheibe 26 aus luftundurchlässigem
Material, vorzugsweise aus Blech, die auf die Welle 15 gesteckt ist, abgedeckt ist.
DieStauscheibe 26 und die Borsten 27, 28 der beiden Brstenrotoren 20, 21 reichen
nur so weit an die Außenwandung 19, daß ein Ringkanal 30, 31 jeweils zwischen Bürstenrotor
und Außenwandung freibleibt.
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Die Borsten der beiden Bürstenrotoren 20, 21 sind am strömunosabwärtigen
znue des betreffenden Bürstenrotors radial weiter nach außen ragend als am anderen
ende, so daß sich die beiden Ringkanäle 30, 31 in Durchströmungsrichtung gemäß Pfeil
24 verjüngen. Der Bürstenrotor 20 taucht mit seinen Borsten 27 auf einem kleinen
Umfangsstück in die Flüssigkeit 7 ein und reißt dadurch beim Rotieren Flüssigkeit
in die Gasströmung und zerstäubt diese. Man spart sich auf diese Weise eine besondere
Zerstäubungseinrichtung, Pumpe und dergleichen, um Reinigungsflüssigkeit in die
Gasströmung einzusprühen.
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Der Bürstenrotor 21 deckt mit seinen stromabwärtig angeordneten Borsten
die Eintrittsöffnung des Ansaugstutzens 10 ab, so daß die Gasströmung in den Wirkbereich
des Gebläserotors 14 nur gelangen kann, nachdem sie zuvor die Borsten 28 des Bürstenrotors
21 durchströmt hat.
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Mit 35 ist eine Gaszuleitung bezeichnet, die dicht oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
9, aber noch saugseitig vor dem Bürstenrotor 20, in das Abscheiderohr 1 mündet.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende. Die zu reinigenden Gase,
zum Beispiel die Abgase einer Kohlestaubverbrennung, gelangen gemäß Pfeil 23 in
die Gaszuleitung 35 und von da, angesogen durch die Saugwirkung des Radialgebläses
12, durch das Abscheiderohr 1 hindurch in das Radialgebläse 12 und von da gemäß
Pfeil 25 ins Freie oder an dort angeschlossene Leitungen. Im Bereich des Bürstenrotors
20 wird Reinigungsflüssigkeit in die zu reinigenden Gase gesprüht und diese Gase
werden in Rotation um die Achse 4 versetzt. Durch diese Rotation treten Fliehkräfte
auf, durch die die Flüssigkeit und auch feste Partikelchen nach außen an die Wandung
19 des Abscheiderohrs 1 geschleudert werden, wo sie sich zu einem Wasserfilm niederschlagen,
der dann infolge Schwerkraftwirkung abwärts strömt in das Flüssigkeitsbad 8. Die
Gasströmung
um@@@@@@ @@@ be@den tege 17, 1@ und die @tau@che@be
26 und curcnsetzt auf ihrem vege zum ausstutzen 10 die Borsten d des Bürstenrotors
21. Dabei schlagen sich die abzuscheidenden flüssigen und festen Bestandteile zum
Teil an den Borsten nieder und werden nach außen geschleudert gegen die Wandung
19 oder sie schlagen sich unmittelbar an der Wandung 19 nieder, bilden den erwähnten
Flüssigkeitsfilm, der nach unten unter Schwerkraftwirkung abströmt. Die auf diese
Weise gereinigten und auch wieder vom Waschwasser befreiten Gase werden dann gemäß
Pfeil 25 ausgestoßen.
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Bemerkenswert ist, daß die zu reinigenden Gase streckenweise gezwungen
werden, innerhalb des Abscheiderohrs 1 gegen die Fliehkraftwirkung radial einwärts
zu strömen, was den durch Fliehkraftwirkung angestrebten Abscheideprozess der schwereren
flüssigen und festen Bestandteile begünstigt.
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Gemäß Figur 3 ist mit 101 ein Ölbrenner bezeichnet, dem eine Nachverbrennungskammer
102 nachgeordnet ist, die im Feuerraum 103 eines Heißwasserbereiters 104 untergebracht
ist. Mit 105 ist ein Kohlestaubvorrat bezeichnet, von dem Kohlestaub dosiert über
eine verstellbare Dosierschleuse 106 und die Leitung 113 zur Verbrennung in die
Nachverbrennungskammer 102 rieselt.
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Die festen Rückstände der Kohlestaubverbrennung fallen gemäß Pfeilrichtung
107, 108 nach unten und sammeln sich am Boden des Feuerraums 103, während die heißen
Rauchgase gemäß Pfeilrichtung 109, 110 nach oben strömen, die Wärmetauscher 111
umströmen und dann über den Gaskanal 112 abströmen an den nachgeordneten Warmwasserbereiter
114. Mit 115 ist ein Heißwasserboiler bezeichnet, der, wie im einzelnen nicht dargestellt,
über die Wärmetauscher 111 beheizt wird. Der Gaskanal 112 führt zu einem Rauchgaskanalsystem
116, das einen Warmwasserbereiter 117 durchsetzt. Die heißen Rauchgase dienen hier
dazu Gebrauchwasser zu erwärmen. Daran angeschlossen ist eine Rauchgasableitung
118, die an eine mit Waschwasserbad 119 betriebene Rauchgasreinigungsvorrichtung
120 führt, von der die gereinigten Rauchgase über den Stutzen 121 ins Freie gelangen.
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ar zweite, in Figur 4 Hargectellte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von den: Ausf:#hrungsbeisPiel nach Ficur 3 nuz durch die nachfolgend erläuterte
Details und ist im übrigen so ausgebildet wie das AusfiihrunasbeisDiel nach Figur
3. Einander entsprechende Teile sind in Figur 4 mit der gleichen Bezugsziffer wie
in Figur 3, jedoch vermehrt um 30 bezeichnet.
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Nachfolgend werden nur die Unterschiede erläutert. Ein dem Boiler
115 entsprechender Boiler ist nicht vorgesehen. Statt dessen strecken sich die Wärmetauscher
141 über den gesamten Innenraum des Warmwasserbereiters 134. An den Warmwasserbereiter
147 ist das wärmeabgebende Heizschlangensystem 160 einer Solarenergiegewinnungsanlage
161 angeschlossen, deren Solarkonvektor mit 162 bezeichnet ist.
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Bei den Ausführungsbeispielen nach Figur 3 und 4 ist die Rauchgasreinigungsvorrichtung
120 beziehungsweise 150 so ausgebildet, wie im Text zu Figur 1 und 2 beschrieben.
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L e e r s e i t e