DE327047C - Device for washing and cooling gases using a multi-stage disintegrator - Google Patents

Description

Einrichtung zum Waschen und Kühlen von Gasen mittels eines mehrstufigen Desintegrators.Device for washing and cooling gases by means of a multi-stage Disintegrators.

Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Vorrichtung zum Reinigen und Kühlen von Gasen, insbesondere von Abgasen aus Hochöfen und Generatoren, die zum-Betriebe von Gasmaschinen Verwendung finden sollen. The subject of the invention is a device for cleaning and cooling of gases, in particular exhaust gases from blast furnaces and generators, the to be used for the operation of gas machines.

Der Grundgedanke der Erfindung ist der, einen Gasreiniger zu schaffen, mit dem es möglich ist, die stark staubhaltigen und heißen Rohgase von Hochöfen, Generatoren usw. ohne jede Vor- oder Nachbehandlung in einem einzigen Wascher fertig zu reinigen, d. h. so weit zu reinigen und zu kühlen, daß sie nach Verlassen des Reinigers ohne weiteres in Gasmaschinen verwendet werden können. The basic idea of the invention is to create a gas cleaner, with which it is possible to remove the highly dusty and hot raw gases from blast furnaces, Generators etc. finished in a single washer without any pre- or post-treatment to clean, d. H. to be cleaned and cooled so far that they can after leaving the Cleaner can easily be used in gas machines.

Zu einer so weit gehenden Reinigung war bisher stets die Benutzung einer Reihe verschiedener Reiniger notwendig. Entweder wurden große, feststehende Waschbehälter, die Hordenwascher, vorgeschaltet und dann die Gase zum Nachreinigen durch einen oder zwei rotierende Wascher geschickt, oder es wurden zwei oder noch mehr dynamische Reiniger hintereinander geschaltet, welche die Gase nacheinander durchströmen mußten. In dem ersten Reiniger wurden sie vor- und in dem zweiten bzw. dritten fertig gereinigt. Up to now, the use has always been used for such extensive cleaning a number of different cleaners are necessary. Either became large, fixed Washing container, the rack washer, is connected upstream and then the gases for subsequent cleaning sent through a rotating washer or two, or two or more more dynamic purifiers connected in series, which the gases one after the other had to flow through. They were pre-cleaned in the first cleaner and in the second or third finished cleaned.

Bei Benutzung von dynamischen Reinigern allein, was in letzter Zeit vielfach aufgekommen ist, ist es von wesentlicher Bedeutung, daß dem Gasstrom - möglichst geringe Materialflächen in der Waschzone geboten werden. Using dynamic cleaners alone, what's lately has arisen many times, it is essential that the gas flow - The smallest possible material surfaces are offered in the washing zone.

Dies ist besonders bei hohen Gastemperaturen zu beachten. Die heißen Rohgase neigen, sobald sie mit Wasser in Berührung kommen, leicht zu Inkrustierungen. Es versagen aus diesem Grunde in den meisten Fällen solche Reiniger, welche mit feststeheden Stabreihen, gelochten Blechmänteln o. dgl. versehen sind, weil die feststehenden Teile oder die grpßen Metallflächen in der Waschzone ein Hemmnis für die ausgeschleuderten Staubteilchen bilden, auf welchen sie sich festsetzen und den Reiniger verschmutzen.This is particularly important at high gas temperatures. They are called As soon as they come into contact with water, raw gases tend to form incrustations. For this reason, such cleaners fail in most cases, which with fixed rows of bars, perforated sheet metal jackets o. The like. Are provided because the fixed parts or the large metal surfaces in the washing zone the ejected dust particles form on which they adhere and dirty the cleaner.

Zur Vermeidung dieses Übelstandes ist deshalb für die Vorrichtung nach dem Erfindungsgedanken die Verwendung eines gegenläufigen Desintegrators vorgesehen, der sich jedoch zwecks Erreichung des gesteckten Zieles von den bekannten Vorrichtungen ähnlicher Art in der Hauptsache durch die mehrere Male zur Wirkung - kommende Gegenläufigkeit der Schlagstocksysteme und Unterteilung derselben in mehrere Gruppen von verschiedenem Aust schleuderungsvermögen unterscheidet. To avoid this inconvenience is therefore for the device according to the concept of the invention, the use of a counter-rotating disintegrator is provided, However, in order to achieve the set goal of the known devices of a similar kind mainly through the counter-rotation, which comes into effect several times the baton systems and subdividing them into several groups of different things Aust's ability to spin differs.

Durch die Kombination dieser beiden wesentlichsten Merkmale wird mit einem Apparat gemäß der Erfindung ein Reinheitsgrad erreicht, wie er bisher nur durch Hintereinanderschaltung mehrerer Reiniger von verschiedener Wirkung möglich war. The combination of these two most essential characteristics becomes achieved with an apparatus according to the invention a degree of purity as before only possible by connecting several detergents with different effects in series was.

In der Zeichnung ist die neue Einrichtung in Fig. I im Längsschnitt und in Fig. 2 im Querschnitt beispielsweise dargestellt. Es sind zwei gegenläufige Schlagstocksysteme gezeichnet, von denen das eine, bestehend d aus der Welle a, der Scheibe b, den Schlagstöcken c und den Ringen d, e in der einen, und das zweite, welches sich aus den Hohlwellen f, den Scheiben g, h, den Schlagstöcken i, k, I und den Ringen m, n, o, P, q zusammensetzt, in der entgegengesetzten Richtung umläuft. In the drawing, the new device in Fig. I is in longitudinal section and shown in Fig. 2 in cross section, for example. There are two opposing directions Drawn baton systems, one of which, consisting of d from shaft a, the disc b, the batons c and the rings d, e in one, and the second, which consists of the hollow shafts f, the washers g, h, the batons i, k, I and composed of the rings m, n, o, P, q, revolves in the opposite direction.

Durch die Stufen, welche von den an den Schlagstöcken befestigten Ringen m, d, n und o, p, e, q in Verbindung mit den am Gehäuse befestigten Wänden r, s gebildet werden. strömen die bei t eintretenden Rohgase abwechselnd im Gegen- und Gleichstrom zu- dem aus den Öffnungen os eingeführten Waschwasser und verlassen bei v den Wascher feingereinigt. Through the steps that were attached to the batons by the Rings m, d, n and o, p, e, q in conjunction with those on the housing fortified Walls r, s are formed. The raw gases entering at t flow alternately in countercurrent and cocurrent to the wash water introduced from the openings os and leave the washer finely cleaned at v.

Die Gase werden also so oft der Schleuderwirkung der gegenläufigen Zerstäubertrommel von neuem ausgesetzt, als der ganze Wascher in Stufen eingeteilt ist. Der Weg der Gase ist durch die Pfeile dargestellt. Das verbrauchte Waschwasser fließt bei w ab.The gases are so often the centrifugal effect of the opposing ones The atomizer drum exposed again when the whole washer was divided into stages is. The path of the gases is shown by the arrows. The used washing water flows off at w.

Ist schon bei einmaliger Anwendung der Gegenläufigkeit die Verteilung des Waschwassers und mithin die Dichte des Wasserschleiers am Umfang der Schlagstöcke wesentlich besser als bei einseitig umlaufenden Zerstäubern, so läßt die mehrfache Anwendung der Gegenläufigkeit die Vorteile derselben in einem Apparat so oft in Erscheinung treten, als Stufen vorhanden sind. Already with a single application of the opposite direction, the distribution of the wash water and therefore the density of the water veil on the circumference of the batons much better than with atomizers rotating on one side, so the multiple Application of counter-rotation the advantages of the same in one apparatus so often in Appearance when there are steps.

Zur Ausscheidung der gröberen Unreinigkeiten aus den Gasen genügt eine geringere Umfangsgeschwindigkeit der Zerstäuberorgane und deshalb ein spezifisch geringerer Kraftaufwand als für die Entfernung der feinsten, sehr im Gasstrom verharrenden Staubteilchen in der Feinreinigung, wie sie z. B. für Gasmaschinenbetrieb üblich ist. Die Steigerung des Reinheitsgrades bedingt also eine Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit der Zerstäuber-und - Schleuderorgane. It is sufficient to separate the coarser impurities from the gases a lower peripheral speed of the atomizer and therefore a specific less effort than to remove the finest, very much remaining in the gas flow Dust particles in fine cleaning, as they are, for. B. common for gas engine operation is. The increase in the degree of purity therefore requires an increase in the peripheral speed the atomizer and centrifugal elements.

Danach wird auch bei Verwendung eines Desintegratorgasreinigers ein höherer Reinigungseffelot dann erreicht, wenn der Gaseintritt bei den am langsamsten umlaufenden Schlagstöcken erfolgt. Durch die weiteren Schlagstockreihen, von denen die nächste immer schneller umläuft als die vorhergehende, werden dann diejenigen Verunreinigungen ausgeschilden, zu deren Entfernung die Umfang geschwindigkeit der vorhergehenden Schlagstockreihen nicht ausreichend war. After that, even when using a disintegrator gas cleaner, a higher cleaning efflorescence is achieved when the gas enters the slowest circumferential batons. Through the other rows of baton, of those the next always circulates faster than the previous one, then become the ones Signs of impurities, the removal of which depends on the speed of the previous rows of baton was not sufficient.

Hieraus ergibt sich, daß durch die Verwendung einer größeren Anzahl konzentrisch übereinander angeordneter Schlagstockreihen rein theoretisch die Möglichkeit gegeben wäre, einen beliebig hohen Reinheitsgrad auch ineiner Stufe zu erzielen, sofern die Gase den Reiniger von der Mitte aus nach außen durchströmen, also eine Steigerung der Drehgeschwindigkeit der Schlagstöcke mit der Richtung des Gasdurchganges parallel geht. Dem stehen aber in Wirklichkeit bedeutende Schwierigkeiten entgegen. Einmal ist es die-Unmöglichkeit, die Ausbreitung des Wasserschleiers am Umfang der Zerstäuber auch bei Gegenläufigkeit derselben so gleichmäßig zu gestalten, daß die Gase überall die gleiche Dichtigkeit des zerstäubten Wassers antreffen. Deshalb muß der Vorgang der Wasserzerstäubung durch die Schlagstöcke in weiteren Stufen mehrere Male wiederholt werden, um die Ungleichmäßigkeiten, die eine Stufe ergibt, nach Möglichkeit auszugleichen. It follows that by using a larger number A purely theoretical possibility of concentrically stacked baton rows it would be given to achieve an arbitrarily high degree of purity also in one stage, provided that the gases flow through the cleaner from the center outwards, i.e. one Increase in the speed of rotation of the batons with the direction of gas passage goes in parallel. In reality, however, there are significant difficulties to counter this. On the one hand there is the impossibility of spreading the water veil on the perimeter of the To make the same so evenly atomizer even in the opposite direction that the Gases encounter the same tightness of the atomized water everywhere. That's why the process of atomizing water through the batons must be carried out in further stages repeated several times in order to remove the irregularities resulting from a step balance if possible.

Aber auch die zunehmende Verschmutzung des Waschwassers bei zunehmendem Reinheitsgrad der Gase beeinträchtigt das Endergebnis in ganz wesentlichem Maße. Die von den gröbsten Staubbeimengungen befreiten Gase erfordern, je weiter der Reinigungsprozess vorschreitet, zur weiteren Reinigung ein gut geklärtes und gekühltes Waschwasser. Bei einstufigen Desintegratoren wird aber das Wasser bereits nach dem Durchgang durch die ersten Schlagstockreihen so viel Verunreinigungen aufgenommen haben, daß seine weitere Verwendungsfähigkeit beim Durchgang durch die folgenden, der Nach- und Fertigreinigung dienenden Schlagstockreihen ganz bedeutend vermindert ist, so daß ein Reinheitsgrad, wie ihn fein gereinigte Gase voraussetzen, nicht erreicht werden kann. But also the increasing pollution of the washing water with increasing The degree of purity of the gases affects the end result to a very significant extent. The gases freed from the coarse dusts require the further the cleaning process a well-clarified and chilled wash water for further cleaning. In the case of single-stage disintegrators, however, the water is already drained after it has passed through have absorbed so much contamination through the first rows of baton that its further usability when passing through the following, the following and the rows of baton used for final cleaning are significantly reduced, so that a degree of purity such as that required by finely purified gases is not achieved can be.

Zudem wird auch der Kraftverbrauch eines derartig betriebenen Reinigers sehr hoch sein. In addition, the power consumption of a cleaner operated in this way is also increased be very high.

Denn es muß ja die gesamte im Reiniger aufgegebene Wassermenge zum Schluß auf die Drehgeschwindigkeit der äußeren Schlagstockreihen, also der am schnellsten umlaufenden zerstäubt werden, was wegen des relativ großen Unterschiedes, welcher zwischen der Drehgeschwindigkeit dieser und jener am Gas eingang umlaufenden besteht, einen sehr hohen Kraftverbrauch erforderlich macht.Because the total amount of water given in the cleaner has to be used Conclusion on the turning speed of the outer rows of baton, so the fastest circumferential atomized, which is because of the relatively large difference which between the rotational speed of this and that rotating at the gas inlet, makes a very high power consumption necessary.

Durch die neue Einrichtung werden alle diese Nachteile dadurch vollkommen beseitigt, daß statt der Drehung einer größeren Anzahl Schlagstockreihen, sämtlich konzentrisch übereinander in einer Stufe, eine solche gruppenweise nebeneinander in mehreren Stufen, mit besonderer Wassereinspritzung für jede, erfolgt, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der einzelnen Gruppen entsprechend der Vergrößerung der Schlagstockkreise von der einen Stufe zur nächsten sich ebenfalls steigert, so daß infolge der verschieden großen Umfangsgeschwindigkeiten in den einzelnen Stufen auch-ein verschieden großes Zerstäubungs- und Ausschleuderungsvermögen derselben in Erscheinung tritt. Für die Reinigung der Gase wird dies nutzbar gemacht, indem deren Eintritt in den Wascher bei der am langsamsten umlaufenden Schlagstockgruppe (Stufe I) erfolgt. Nach Ausscheidung des gröbsten Staubgehaltes treten die Gase unter Erneuerung der Waschflüssigkeit in die zweite Stufe ein, wo sie der gegen die erste Stufe gesteigerten Schleuderwirkung der zweiten Zerstäubergruppe ausgesetzt werden und dort einen weiteren Teil des Staubes usw. absetzen, zu dessen Ausscheidung die Schleuderwirkung in der vorigen Stufe nicht groß genug war. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, als der Reiniger in Stufen eingeteilt ist. The new facility eliminates all of these disadvantages eliminates the fact that instead of rotating a large number of rows of baton, all concentrically on top of each other in one step, one next to each other in groups takes place in several stages, with special water injection for each, with the Circumferential speed of the individual groups according to the enlargement of the baton circles from one level to the next also increases, so that as a result of the different high circumferential speeds in the individual stages also - a different size Atomization and centrifugal power of the same appears. For the Purification of the gases is harnessed by allowing them to enter the scrubber with the slowest circulating group of baton (level I). After elimination of the coarsest dust content, the gases enter with renewal of the scrubbing liquid into the second stage, where the centrifugal effect is increased compared to the first stage exposed to the second atomizer group and there another part of the Deposit dust, etc., for the elimination of which the centrifugal effect in the previous one Level wasn't big enough. This process is repeated as often as the cleaner is divided into stages.

Dabei erhält jede Stufe für sich reines Waschwasser. Es ist somit ausgeschlossen, daß bereits in einer Stufe verwendetes Wasser sich im weiteren Verlauf der Reinigung nochmals mit den Gasen mischt und den Reinheitsgrad beeinträchtigt.Each stage receives pure washing water for itself. So it is ruled out that water already used in one stage will not change in the further course mixes again with the gases during cleaning and impairs the degree of purity.

Wie schon erwähnt, bedingt eine Zunahme des Reinheitsgrades der Gase auch eine Zunahme der Drehgeschwindigkeit der Zerstäuber. As already mentioned, this causes an increase in the degree of purity of the gases also an increase in the speed of rotation of the atomizers.

Im umgekehrten Verhältnis steht der Bedarf zu an Waschwasser, der bei Beginn der Reinigung, an der Gaseintrittstelle, also dort, wo die hohe Temperatur und der hohe Staubgehalt der ankommenden Gase eine kräftige Spülung zur Vermeidung von Inkrustierungen nötig machen, am größten ist und mit zunehmender Kühlung und fortschreitender Reinigung- der Gase abnimmt.The need for washing water is inversely related to the at the beginning of the cleaning process, at the gas inlet point, i.e. where the high temperature occurs and the high dust content of the incoming gases requires a vigorous flush to avoid it of incrustations necessary, is greatest and with increasing cooling and as the purification progresses - the gases decrease.

Der Kraftbedarf des Waschers ist nun abhängig außer von der Anzahl der Schlagstockreihen in der Hauptsache von der Menge des eingespritzten Kühlwassers und der Umfangsgeschwindigkeit der Zerstäuberorgane. Da bei dem neuen Reiniger die letztere in den einzelnen Stufen verschieden ist, so kann dies nutzbar gemacht werden für den wirtschaftlichsten Betrieb des Wischers, indem Wassermenge und Umfangsgeschwindigkeit in ein solches Verhältnis zueinander gebracht werden, daß zu Anfang der Reinigung (bei X) die größte Wassermenge mit der kleinsten Umfangsgeschwindigkeit und am Ende der Reinigung (bei Y) die kleinste Wassermenge mit der größten Umfangsgeschwindigkeit der Schlagstöcke zerstäubt wird. Es findet also in der Richtung des Gasdurchganges eine Zunahme der Umfangsgeschwindigkeit der Zerstäubergruppen statt, wogegen die Menge des eingespritzten Waschwassers in der Strömungsrichtung der Gase abnimmt. Bei einer zweckmäßigen Verteilung wird dadurch eine bedeutende Ersparnis an Betriebskraft möglich sein. The power requirement of the washer is now dependent on, except for the number the baton rows mainly on the amount of injected cooling water and the peripheral speed of the atomizer elements. Since with the new cleaner the the latter is different in the individual stages, this can be made usable for the most economical operation of the wiper by adding water volume and peripheral speed be brought into such a relationship to one another that at the beginning of the purification (at X) the largest amount of water with the lowest circumferential speed and at the end cleaning (at Y) the smallest amount of water with the highest circumferential speed the batons are atomized. So it takes place in the direction of the gas passage an increase in the peripheral speed of the atomizer groups instead, whereas the The amount of washing water injected decreases in the direction of flow of the gases. If distributed appropriately, this results in a significant saving in operating power to be possible.

Statt der gezeichneten allmählichen, kegelförmigen Vergrößerung der Zerstäubertrommel kann natürlich auch eine absatzweise Vergrößerung derselben vorgenommen werden. Instead of the drawn gradual, conical enlargement of the The atomizer drum can of course also be enlarged in stages will.

In diesem Falle würden die nebeneinander sich drehenden Schlagstockgruppen zylindrische Form von verschiedenem Durchmesser haben.In this case the groups of baton rotating next to each other would have a cylindrical shape of different diameter.

Zur Förderung der Gase dient der Ventilator n'i, der zweckmäßig in der letzten Stufe, wo die Gase am reinsten sind, eingebaut ist. The fan n'i, which is useful in the last stage, where the gases are the purest, is built in.

Die Aufstellung des Ventilators kann aber auch getrennt vom Wascher erfolgen, sofern besondere Verhältnisse dies wünschenswert erscheinen lassen. Gegebenenfalls kann ein Ventilator überhaupt entbehrt werden, da der Druckverlust im neuen Reiniger verschwindend gering ist.The fan can also be set up separately from the washer take place if special circumstances make this appear desirable. Possibly a fan can be dispensed with at all because the pressure loss in the new cleaner is vanishingly small.

Durch die gruppenweise in steigender Reihenfolge angewandte Ausnutzung der verschiedenen Umfangsgeschwindigkeiten der Schlagstöcke kann eine beliebige Steigerung des Reinheitsgrades erreicht werden, und zwar in Verbindung mit der Gegenläufigkeit der Schlagstöcke wegen Fortfall der Gefahr des Verschmutzens des Waschers ohne Rücksicht auf den Staubgehalt und die Temperatur der Rohgase. Da mit der Zunahme der Umfangsgeschwindigkeit der Zerstäubertrommel eine Abnahme des Einspritzwassers parallel geht, so werden dadurch Kraft- und Wasserverbrauch des Waschers äußerst günstig gestaltet, was zusammen-mit dem geringen Platzbedarf, den die Einrichtung erfordert, einen sehr hohen Nutzeffekt der ganzen Reinigungsanlage ergibt. Due to the utilization applied in groups in increasing order the various peripheral speeds of the batons can be any Increase in the degree of purity can be achieved, in conjunction with the counter-rotation the batons because of the elimination of the risk of soiling the washer without consideration on the dust content and the temperature of the raw gases. As with the increase in peripheral speed a decrease in the injection water goes parallel to the atomizer drum, so will be this makes the power and water consumption of the washer extremely cheap, which together with the small space required by the facility, a very high efficiency the whole cleaning system results.

Die Vorteile der neuen Einrichtung ergeben somit die Möglichkeit, Gichtgase, Generatorgase usw. von durchschnittlicher Beschaffenheit ohne jegliche Vor- oder Nachbehandlung in einem einzigen Wascher so weit zu reinigen und zu kühlen, daß sie unmittelbar nach dem Verlassen des Reinigers zum Betriebe von Gasmaschinen geeignet sind. The advantages of the new facility thus result in the possibility of Blast furnace gases, generator gases, etc. of average quality without any To clean and cool pre- or post-treatment in a single washer to such an extent that that you can operate gas engines immediately after leaving the cleaner are suitable.

PATENT-ANSPKUCHE: I. Einrichtung zum Waschen und Kühlen von Gasen, beispielsweise für den Betrieb von Gasmaschinen, mittels eines mehrstufigen Desintegrators, den die Gase abwechselnd im Gegen- und Gleichstrom zum Kühlwasser durchströmen, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der aus zwei gegenläufigen Schlagstocksystemen zusammengesetzten Zerstäubertrommel in der Strömungsrichtung der Gase (X-Y) sich allmählich oder absatzweise vergrößert, wobei die Zerstäubertrommel entsprechend der Stufenzahl des Desintegrators durch mit den Schlagstöcken umlaufende Ringe (m, d, n, o, p, e, q) in mehrere Gruppen (I, 2, 3, 4) von verschiedener Umfangsgeschwindigkeit der Schlagstöcke unterteilt ist, so daß die Gase bei jedem - Stufenwechsel einer gesteigerten Zerstäuber- und Schleuderwirkung der nächstfolgenden, gegen die vorige schneller umlaufenden Schlagstockgruppe ausgesetzt werden. PATENT ANSPKUCHE: I. Equipment for washing and cooling gases, for example for the operation of gas machines, by means of a multi-stage disintegrator, through which the gases flow alternately in countercurrent and cocurrent to the cooling water, characterized in that the diameter of the two opposing baton systems composite atomizer drum in the direction of flow of the gases (X-Y) gradually or intermittently enlarged, the atomizing drum accordingly the number of stages of the disintegrator by rings around the batons (m, d, n, o, p, e, q) into several groups (I, 2, 3, 4) of different peripheral speed the batons are subdivided so that the gases are released at each - level change one increased atomizing and centrifugal effect of the next, compared to the previous one be exposed to faster rotating baton group.

Claims (1)

2. Einrichtung nach Anspruch I, gekennzeichnet durch die Verteilung des Kühlwassers derart, daß entsprechend der Vergrößerung des Durchmessers der Zerstäubertrommel die Menge des Einspritzwassers verringert wird. 2. Device according to claim I, characterized by the distribution of the cooling water in such a way that corresponding to the enlargement of the diameter of the atomizer drum the amount of injection water is decreased.