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Bezeichnung:
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Vorrichtung zum Gaswaschen
VORRICHTUNG ZUM ABSCHEIDEN
VON FLÜSSIGKEITEN UND FESTSTOFFEN AUS GASEN Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zum Abscheiden von Flüssigkeiten und Festkörpern aus Gasen mit einer Abscheidekammer,
die mit dem unteren Rand in die Waschflüssigkeit eintaucht und durch ein Tunnel
mit einer Caszuleitungverbunden ist. In der Abscheidekammer befindet sich eine Flüssigkeitssprühpumpe,
die mit dem Radialgebläse axial gekuppelt ist und in das die Abscheidekammer über
einen Saugstutzen koaxial mündet. Das Radialgebläse wird von einer geschlossenen
Zentrifuge umgeben, die nach unten ganz und oben teilweise offen ist und wiederum
koaxial zum Gebläserotor nicht fest mit der Antriebsachse gelagert ist. Diese rotierenden
Teile werden von einem Gehäuse umgeben, das unten offen ist und mit dem Rand in
die Waschflüssigkeit eintaucht und oben mit einer Gasaustrittsöffnung versehen ist.
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In der Gasreinigungs-Technologie sind verschiedene Naßreinigungsverfahren
schon bekannt, wobei es das Ziel ist, die Waschflüssigkeit möglichst fein zu verteilen,
um die Schwebestoffe zu benetzen und somit von den Gasen zu trennen, damit sie mit
der Waschflüssigkeit wiederum ausgeschieden werden können. Bei den bekannten Vorrichtungen
DOS 26 53 356, DOS 26 38 64"4 und DOS 28 16 631 muß die Waschflüssigkeit mlitels
einer Sprühdüse den verschmutzten Gasen zugesetzt werden, wobei die Sprühdüsen sehr
störanfällig sind, zum Beispiel durch verstopfen, w-enn die Waschflüssigkeit im
Umlauf bleibt und nicht laufend erneuert wird. Desweiteren werden bei der Trennung
von Gas und Waschflüssigkeit Prallflächen, gethlossene P;allwände und poröse Oberflächen
aus verschiedenen materialien verwendet, an denen die Waschflüssigkeit abtropfen
soll.
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Problematisch wird die Gaswäsche bei Kohlenstaubverbrennungen un Gasen,
bei denen die Gase mit Schwebestoffen verschmutzt sind, die wasserabstoßend wirken.
Für Gase mit diesen negativ wirkenden Eigenschaften als Schwebestoffe soll die Erfindung
bevorzugt Verwendung finden.
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Die Erfindung hat die Aufgabe verschmutzte Gase mit wenig Energie
zu reinigen, um den Anforderungen der Industrie und Umwelt gerecht zu werden. Zur
Lösung dieser Aufgabe wird eine Einrichtung vorgeschlagen, die aus einem zylinderischen,
mit hoher Drehzahl umlaufenden Rotor besteht, der die Strömungsgeschwindigkeit der
Gase je nach Drehzahl des Rotors selbst bestimmt. Durch das Gaseintrittsrohr, das
vertikal angeordnet ist und am unteren Ende in die Waschflüssigkeit eintaucht, werden
die verschmutzten Gase von oben nach unten zur Wasseroberfläche beschleunigt angesaugt.
Die schweren Feststoffe fallen bereits in die Waschflüssigkeit; das Gas mit den
restlichen Schwebestoffen wird über die talaschflüssigkeit um 900 umgelenkt und
durchwandert den Tunnel zwischen Gaseintrittsrohr und Abscheideringkanal. Im Abscheideringkanal
befindet sich eine Flüssigkeitssprühpumpe, die mit dem unteren Rand in die Waschflüssigkeit
eintaucht; das Steigrohr endet oben an einer runden Prallplatte und ist mit Austrittsöffnungen
rundum versehen. Die runde Prallplatte ist am äußeren Ende endlos mit einer feinen
Verzahnung versehen. Die Prallplatte kann auch durch eine Rundbürste ersetzt werden.
Die Flüssigkeitssprühpumpe ist über der Prallplatte (Rundbü#rste) mit einem Lager
und 2 Stegen, die an der Saugstutzenwand enden, befestigt. Das Gasflüssigkeitsgemisch
wird beim Durchströmen des Saugstutzens durch die Stege nicht beeinflußt. Die verlängerte
Rotorachse endet in der Flüssigkeitssprühpumpe. Durch die
verlängerte,
gekuppelte Achse hat die Flüssigkeitssprühpumpe die gleiche Rotationsgeschwindigkeit
wie der Rotor. Am unteren Ende vom Steigrohr, das sich in der Waschflüssigkeit befindet,
sind propellerartige Flügel angebracht. Durch die Rotation drücken die Flügel die
Waschflüssigkeit im Steigrohr nach oben; an den Öffnungen strömt die Waschflüssigkeit
unter der Prallplatte (Rundbürste) nach außen.
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Durch die Rotationsgeschwindigkeit der Prallplatte (Rundbürste), die
an der Peripherie mit feinen Zähnen (Borsten) versehen ist, wird die Waschflüssigkeit
zu einem starken Wassernebel versprüht. Diese Waschflüssigkeitsversprühung füllt
den ganzen Abscheideringkanal und den größten Teil des Tunnels aus. mit der Fldssigkeitssprühpumpe
kann stark verschmutzte Waschflüssigkeit mühelos in Flüssigkeitsnebel versprüht
werden. In dieser Weise kann auf anfällig8 Sprühdüsen ganz verzichtet werden.
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Beim Passieren des Tunnels in den Abscheideringkanal werden die Schwebeteile,
die. sich im Gas befinden, mit dem Waschflüssigkeitsnebel stark benetzt und beladen.
Im Abscheideringkanal selbst werden die Gase mit dem Flüssigkeitsnebel und den Schwebestoffen
einer starken Radialströmung ausgesetzt.
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Durch die starke Rotation des Flüssigkeitsgasgemisches schlagen sich
die Schwebestoffe mit der Waschflüssigkeit an der Außenwand des Abscheideringkanals
durch die Zentrifugalwirkung nieder, wobei sie sich agglomerieren und durch die
Schwerkraft nach unten zum
Flüssigkeitsbehälter ablaufen. Im Abscheideringkanal
über der Prallplatte (Rundbürste) wird das Gas mit dem restlichen Flüssigkeitsnebel
einer starken Beschleunigung ausgesetzt, was zur Folge hat, daß der Flüssigkeitsnebel
dadurch feinst verteilt wird und eine maximale Gesamtoberfläche aufweist, durch
die eine Bindung der feinsten Schwebestoffen mit der tJas'c'hflüs'sigkeit stattfindet.
Das Gasflüssigkeitsgemisch in der Radialströmung wird um 900, umgelenkt; durch die
Zentrifugalkraft und der Rotorschaufeln wird das Gasflüssigkeitsgemisch beschleunigt
horizontal ausgeschleudert. Der Rotor ist von einem geschlossenen Zentrifugenmantel
umgeben, der nach unten zum Flüssigkeitsbehälter ganz offen ist. Die Oberfläche
ist mit Öffnungen versehen, durch die das gereinigte Gas ausströmen kann.
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Die Zentrifuge ist im Zentrum der Oberfläche gelagert, aber mit der
Achse nicht fest verbunden. Das Gasflüssigkeitsgemisch, nachdem es den Rotor passiert
hat, das jedoch noch eine Radialströmung aufweist, reißt die ohne Antrieb gelagerte
Zentrifuge in die Laufrichtung des angetriebenen Rotors mit.
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Durch das verlangsamte Mitlaufen des Zentrifugenmantels gegenüber
dem Rotor bildet sich eine starke Anziehungskraft gegenüber dem Flüssigkeitsgemisch,
das durch die Zentrifugalkraft ohnehin an den Zentrifugenmantel geschleudert wird
und in der horizontalen Fliehrichtung auf die Drehgeschwindigkeit der Zentrifuge
abgebremst wird. Wobei der Gasstrom
um 900 umgelenkt und als gereinigt
die Gasaustrittsöffnungen der Oberfläche durchströmt und den Gaswäscher über das
Reingasauslaßrohr verlassen kann. Durch den nach unten erweitert konstruierten Zentrifugenmantel
wird die schmutzbeladene Flüssigkeit durch die Schwerkraft nach unten zum Flüssigkeitsbad
ausgetragen.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher erläutert.
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In den Zeichnungen sind: Figur 1 eine schematische Darstellung eines
Gaswäschers gemäß der Erfindung von der Seite im Schnitt gesehen, Figur 2 den Schnitt
II aus Figur 1,' Figur 3 den Schnitt III aus Figur 1, Figur 4 den Schnitt IV aus
Figur 1, Figur 5 den Schnitt V aus Figur 1, Figur 6 die Flüssigkeitssprühpumpe von
unten gesehen, halb mit Prallplatte und Zähnen, halb mit Rundbürste und Borsten
gezeichnet, Figur 7 Die F1üSsigkeitssprühpumpe von der Seite gesehen, halb mit Prallplatte
und Zähnen, halb mit Rundbürste und Borsten gezeichnet.
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Gemäß Fig. 1 ist mit 1 das Gehäuse bezeichnet, das unten geschlossen
in die tdaschflüssigkeit 11 mit dem unteren Rand 9 eintaucht. Das Gehäuse 1 und
die Abscheidewand 22 weisen am unteren Rand mit 9 bezeichnet 2 geschlossene Öffnungen,
die mit 8 bezeichnet sind, auf. Das Gehäuse 1 nimmt die rotierenden Teile, die Zentrifuge
mit 14, den Gebläserotor 19 und die Flüssigkeitssprühpumpe mit 25 bezeichnet, in
sich auf. Sie.
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rotieren alle auf der Antriebswelle, die mit 13 bezeichnet und oben
im Zentrum am Gehäuse 1 (nicht gezeichnet) gelagert und in der Abscheidekammer 21
am Saugstutzen 24 mit 2 Stegen 32 wieder gelagert ist. Der Gebläserotor 19 und die
Flüssigkeitssprühpumpe 25 sind mit der Antriebswelle 13 fest verbunden, wobei die
Zentrifuge 14 mit der Antriebswelle 13 nicht fest verbunden ist. Seitlich vom Gehäuse
1 befindet sich die Gaszuleitung, die mit 2 bezeichnet ist und vertikal angeordnet
mit dem unteren Rand 9 in die Waschflüssigkeit 11 eintaucht. Mit 33 ist ein Verbindungstunnel
horizontal angeordnet, dieser beginnt an der Gaszuleitung 2 und mündet in die Abscheidekammer,
die mit 21 bezeichnet ist. Mit 6 ist ein Reingasauslaßrohr bezeichnet, das sich
am oberen Teil des Gehäuses 1 wiederum seitlich befindet.
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Die Flüssigkeitssprühpumpe mit 25 bezeichnet besteht aus einer runden
Prallplatte 27, die an der Peripherie mit feinen Zähnen 30 versehen ist.
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Die Prallplatte kann auch durch eine Rundbürste 34 ersetzt werden,
die an der Peripherie feine Borsten 35 aufweist. Unter der Prallplatte 27
beginnt
ein Steigrohr 26, das oben rundum mit bffnungen 28 versehen ist. Das Steigrohr 26
taucht mit dem Rand 9 in die Waschflüssigkeit 11 ein. Im Steigrohr selbst sind in
der Rohröffnung unten Flügel mit 29 bezeichnet angebracht.
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Die Flüssigkeitssprühpumpe 25 ist mit dem Lager 31 mit 2 Stegen 32
in dem Saugstutzen 24 befestigt umd mit der Antriebswelle 13 axial fliegend verbunden
und zum Gebläserotor 19 koaxial angeordnet. Die Flüssigkeitssprühpumpe 25 ist in
der Abscheidekammer 21 axial unter den Saugstutzen 24 wiederum koaxial zum Rotor
19 angebracht. Zwischen der Prallplatte 27 mit den Zähnen 30 und der Abscheidewand
22 ist ein Ringkanal, der mit 23 bezeichnet ist und zum Saugstutzen 24 kleiner wird.
Die Abscheidekammer 21 hat über dem Flüssigkeitsniveau 12 einen Gaseinlaß, der als
Tunnel 33 bezeichnet ist und weist nach oben eine uffnung auf, die als Saugstutzen
24 bezeichnet ist und koaxial in den Gebläserotor 19 mündet. Die Zentrifuge mit
14 bezeichnet ist mit de#m Lager 18 und der Zentrifugenoberfläche 17 fest verbunden,
jedoch ohne Kraftantrieb auf der Antriebswelle 13 gelagert. Der Zentrifugenmantel
15 ist ringsum geschlossen und die Zentrifuge 14 ist im Querschnitt unten größer'als
an der Zentrifugenoberfläche 17. Die Zentrifugenoberfläche 17 ist m-it Austrittsöffnungen
16 versehen, durch die das Reingas ausströmt. Die Pfeile 3, 4 und' 5 zeigen die
Strömungsrichtungen der Gase
Die Wirkungsweise des Gaswäschers
ist folgende.
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Die verunreinigten Gase werden der Gaszuleitung 2 zugeführt und durch
den Gebläserotor 19 angesaugt, wobei sie die Gaszuleitung 2 von oben nach unten
beschleunigt passieren. Vor dem Flüssigkeitsniveau 12 werden die verschmutzten Gase
um 90° umgelenkt; die schweren Schwebestoffe, die der plötzlichen Umlenkung nicht
folgen können, fallen direkt in die Waschflüssigkeit 11. Die umgelenkten Gase mit
den restlichen Schwebestoffen strömen durch das Tunnel 33 in die Abscheidekammer
21 ein. In der Abscheidekammer 21 hängt fliegend eine Flüssigkeitssprühpumpe 25.
Durch das Steigrohr 26, das mit dem unteren Rand 9 in die Waschflüssigkeit 11 eintaucht
und propellerartige Flügel29 im unteren Ende aufweist, wird bei der Rotation Waschflüssigkeit
11 im Steigrohr 26 nach oben gedrückt. Die Waschflüssigkeit 11, die aus der Öffnung
28 herausquillt, wird durch das Rotieren der Prallplatte 27 nach außen geschleudert.
Durch die feinen Zähne 30 (Borsten 35) wird die Waschflüssigkeit 11 feinst verteilt
und dieser Flüssigkeitsnebel, der einer starken Radialbewegung ausgesetzt ist, füllt
die Abscheidekammer 21 und einen Teil des Tunnels 33 aus.
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Die Gase mit den Schwebestoffen werden in der Abscheidekammer 21 und
teils im Tunnel 33 mit der Waschflüssigkeit 11 benetzt und stark durchsetzt. Durch
die Radialströmung in der Abscheidekammer 21 werden die Schwebeatoffe gebunden mit
der Waschflüssigkeit 11 und der Zentrifugalkraft an die Abscheidewand 22 der
Abscheidekammer
21 geschleudert. Beim Passieren der Gase des Ringkanals 23 zwischen den Zähnen 30
(Borsten 35) und Abscheidewand der Abscheidekammer 21 ist die Radialströmung besonders
stark. Die Waschflüssigkeit mit den Schwebestoffen, die sich an der Abscheidewand
22 niedergeschlagen haben, bilden einen geschlossenen Flüssigkeitsfilm in dem die
Schwebestoffe sich agglomerieren"können, und durch Schwerkraft mit der Uaschflüssigkeit'11
in den Flüssigkeitsb.hälter 10 zurücklaufen können. Die Gase mit den restlichen
Schwebeteilchen und dem Flüssigkeitsnobel werden am Saugstutzen 24 einer starken'Beschleunigung
ausgesetzt, was zu einer maximalen Gesamtoberfläche der Waschflüssigkeit 11 führt,
wobei die feinen Schwebestoffe sich mit der Flüssigkeit verbinden. Das Gasflüssigkeitsgemisch
in der starken Radialströmung, die im Gebläserotor 19 um 9r0 umgelenkt durch die
Zentrifugalkraft und der. Rotorschaufeln 20 beschleunigt horizontal ausgeschleudert
wird, wird von dem Zentrifugenmantel 15 aufgefangen und auf die verminderte Umlaufgeschwindigkeit
der Zentrifuge 14 abgebremst. Durch das ausgestoßene Gas vom Gebläserotor 19, das
eine verminderte Radialströmung aufweist, wird die ohne Antrieb gelagerte Zentrifuge
14 in eine verminderte Rotationsgeschwindigkeit gegenüber dem Gebläserotor 19 versetzt.
Die- Rotationsge schwindigkeit der Zentrifuge 14 ist noch so schnell, daß die vom
Gebläserotor 19 ausgeschleuderten Flüssigkeitströpfchen einen geschlossenen Waschflüssigkeitsfilm
im
Zentrifugenmantel 15 bildet. Durch die trapezförmige Erweiterung
der Zentrifuge 14 nach unten wird der Waschflüssigkeitsfilm je nach Anfall der Flüssigkeit
nach unten ausgetragen. Der Waschflussigkeitsfilm im ZsntrifugenmantellS kann durch
die nach unten erweiterte Zentrifuge 14 jederzeit reguliert werden. Das gereinigte
Gas strömt am Zentrifugenmantel 15 nach oben und verläßt die Zentrifuge 14 durch
die Austrittsöffnungen 16, die an der Zentrifugenoberfläche 17 angebracht sind.
Das gereinigte Gas kann den Gaswäscher nur über das Reingasauslaßrohr 6 verlassen,
da der Gaswäscher mit seinem Gehäuse 1 und der Öffnung 8 unten rundum mit dem Rand
9 in die Waschflüssigkeit 11 eintaucht.
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Bezugsziffernliste zu PGW 081 1 Gehäuse 2 Gaszuleitung 3 Pfeile 4
Pfeile 5 Pfeile 6 Reingasauslaßrohr 7 Achse 8 öffnung 9 Rand 10 Flüssigkeitsbehälter
11 UaschflUssigkeit 12 FlU.eigkeiteniveau 13 Antriebswelle 14 Zentrifuge 15 Zentrifugeniantel
16 Austrittsöffnungen 17 Zentrifugenoberfläche 18 Zentrifugenlager 19 Rotor 20 Rotorschaufeln
21 Abscheidekammer 22 Abscheidewand 23 Ringkanal 24 ~ Saugetutzen 25 Flüssigkeitssprühpumpe
26 Steigrohr 27 Prallplatte 28 Öffnungen 29 Flügel 30 Zähne 31 Lager 32 Stege 33
~ Tunnel 34 Rundbürste 35 Borsten
L e e r s e i t e