DE4439037C1 - Verfahren zum Zerstäuben von Suspensionen mit einer Hohlkörperdüse und Hohlkörperdüse zum Zerstäuben von Suspensionen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Zerstäuben von Suspensionen mit einer Hohlkörperdüse, bei dem der Suspension unter Ausbildung eines luftgefüllten Strömungshohlkerns eine beschleunigte Rotationsströmung aufgeprägt wird und die Suspension als dünner Suspensionsfilm aus der Düsenöffnung austritt.

Aus der DE-Z Chem-.Ing.-Tech. 64 (1992) Nr. 10, S. 961-963 ist ein solches Verfahren und eine Hohlkegeldüse bekannt, die insbesondere für das Versprühen von Kalksuspension zur Rauchgasreinigung in Kraftwerken herangezogen werden können.

Bei der Rauchgasreinigung werden die zu reinigenden Rauchgase von unten in einen senkrecht stehenden Reaktor eingeführt und oben aus diesem abgezogen. In dem Reaktor sind üblicherweise eine Vielzahl von Düsen und die Düsen tragenden Düsenstöcke derart angeordnet, daß die Kalksuspension im Gegenstrom zum aufsteigenden Rauchgasstrom eingesprüht wird. Es hat sich herausgestellt, daß es sinnvoll sein kann, die Kalksuspension im Gleichstrom zuzuführen, d. h. die Düsen so anzuordnen, daß die Düsenöffnung nach oben gerichtet ist.

Bei Laständerung ist es üblich, in Abhängigkeit von der zu reinigenden Rauchgasmenge einen Teil der Düsen nicht mehr mit Suspension zu beaufschlagen, jedoch darüber angeordnete Düsen weiterhin mit Suspension zu beaufschlagen. Die von den noch beaufschlagten Düsen abgegebene Suspension regnet bei Gleichstromführung in die nicht mehr beaufschlagten Düsen hinein und es kommt in den Düsen selbst und den ihnen zugeordneten Düsenstöcken bzw. Zuleitungen zur Ablagerung von Feststoff aus der Suspension. Diese Ablagerung kann sich derart verfestigen, daß bei einer erneuten Beaufschlagung der Düsen mit Waschsuspension die Ablagerung nicht mehr entfernt werden kann. Es besteht somit Gefahr, daß die Düsen entweder nicht mehr zum Zerstäuben der Suspension mit der gewünschten Tröpfchengrößenverteilung geeignet sind oder daß aus den Düsen überhaupt keine Suspension mehr austreten kann.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art anzugeben, bei dem derartige Betriebsstörungen weitgehendst vermieden werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Verbindung des Strömungshohlkerns mit der Umgebung an seinem von der Düsenöffnung abgewandten Ende aufgebaut wird derart, daß bei fehlender Beaufschlagung der Düse mit Suspension durch die Düsenöffnung von oben in die Hohlkörperdüse eindringende Suspension nach unten abströmen kann.

Die Erfindung richtet sich auch auf eine Hohlkörperdüse zur Durchführung des Verfahrens mit einer Drallkammer, die über mindestens einen Einlaß mit Suspension beaufschlagbar ist und mit einem Drallkammerboden sowie einer dem Drallkammerboden gegenüberliegenden Düsenöffnung versehen ist, die einen kleineren Durchmesser aufweist als die Drallkammer.

Bei dieser Hohlkörperdüse ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß im Drallkammerboden eine auf die Düsenöffnung ausgerichtete Ablauföffnung ausgebildet ist.

Durch die Ablauföffnung kann die bei fehlender Beaufschlagung mit Suspension durch die Düsenöffnung eintretende Suspension ablaufen, so daß es nicht zur Ablagerung von Suspension in der Drallkammer bzw. in mit der Drallkammer verbundenen Düsenstöcken und Zufuhrleitungen kommen kann.

Vorzugsweise ist der Durchmesser der Ablauföffnung kleiner oder gleich dem Durchmesser des sich bei Betriebsbeaufschlagung der Düse einstellenden Strömungshohlkerns.

Wie an sich bekannt, kann der Einlaß ein tangentialer Einlaß sein, vorzugsweise ein Spiraleinlauf.

Weiterhin kann die Drallkammer geradzylinderisch ausgebildet sein und die Düsenöffnung in einer sich parallel zum Boden erstreckenden Decke angeordnet sein. In diesem Fall erfolgt die Beschleunigung der Rotationsströmung zur Düsenöffnung hin in unstetiger Weise.

Es kann aber auch sein, daß die Hohlkörperdüse als Hohlkegeldüse in an sich bekannter Weise ausgebildet ist, indem die Drallkammer einen sich zur Austrittsdüse hin verengenden Kegelabschnitt aufweist. In diesem Kegelabschnitt erfolgt eine stetige Beschleunigung der Rotationsströmung.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine sich nach oben hin öffnende Hohlkegeldüse und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 1.

Die in Fig. 1 gezeigte Hohlkörperdüse weist eine Drallkammer 1 mit einem geradzylinderischen Abschnitt 2, der durch einen Boden 3 geschlossen ist, und einem sich kegelstumpfartig verjüngenden Abschnitt 4 auf. An den kegelstumpfförmigen Abschnitt 4 schließt sich eine Düsenaustrittsöffnung 5 in Form eines Kreiszylinders an. In den geradzylinderischen Drallkammerabschnitt 2 öffnet sich ein tangential angeordneter Einlaß 6, über den Suspension S zugeführt wird. Es können am Umfang auch weitere tangential angeordnete Einlässe 6 vorgesehen sein. Die Suspension S strömt über den Einlaß 6, der eine Rotationsströmung RS erzeugt, in den Drallkammerabschnitt 2 ein. Wegen der Erhaltung des Drehimpulses beschleunigt die Strömung in dem konischen Abschnitt 4 zum Auslauf 5 hin. In der Fig. 1 ist die Flüssigkeitsverteilung schraffiert dargestellt. Die hohen Zentrifugalkräfte, die auf die Suspension einwirken, führen zur Ausbildung eines luftgefüllten Strömungshohlkerns 7 und zur Ausbildung eines dünnen Suspensionsfilms 8 an der Düsenaustrittsöffnung 5. Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, breitet sich der Suspension nach Austritt aus der Austrittsöffnung 5 hohlkegelförmig aus und zerfällt in einzelne Tröpfchen, d. h. die Suspension tritt mit einer Geschwindigkeitskomponente parallel zur Rauchgasströmung aus.

In dem Boden 3 ist eine Ablauföffnung 9 vorgesehen, deren Durchmesser gleich oder kleiner dem Durchmesser des Strömungshohlkerns 7 ist. Bei betriebsmäßiger Beaufschlagung kann keine Suspension S nach unten aus der Hohlkegeldüse austreten. Andererseits ermöglicht die Ablauföffnung 9, daß von oben in die Düse hineinregnende Suspension S aus darüber angeordneten und mit Suspension beaufschlagten Düsen durch die Düse hindurchfällt. Damit wird ein Absetzen der Feststoffe aus der Suspension in der Düse vermieden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Zerstäuben von Suspensionen mit einer Hohlkörperdüse, bei dem der Suspension unter Ausbildung eines luftgefüllten Strömungshohlkerns eine beschleunigte Rotationsströmung aufgeprägt wird und die Suspension als dünner Suspensionsfilm aus der Düsenöffnung austritt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung des Strömungshohlkerns mit der Umgebung an seinem von der Düsenöffnung abgewandten Ende aufgebaut wird derart, daß bei fehlender Beaufschlagung der Düse mit Suspension durch die Düsenöffnung von oben in die Hohlkörperdüse eindringende Suspension nach unten abströmen kann.

2. Hohlkörperdüse zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Drallkammer, die über mindestens einen Einlaß mit Suspension beaufschlagbar ist und einem Drallkammerboden, sowie einer dem Drallkammerboden gegenüberliegenden Düsenöffnung versehen ist, die einen kleineren Durchmesser aufweist als die Drallkammer, dadurch gekennzeichnet, daß im Drallkammerboden eine auf die Düsenöffnung (5) ausgerichtete Ablauföffnung (9) ausgebildet ist.

3. Hohlkörperdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Ablauföffnung (9) kleiner oder gleich dem Durchmesser des sich bei Betriebsbeaufschlagung der Düse einstellenden Strömungshohlkerns (7) ist.

4. Hohlkörperdüse nach Anspruch 2-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß ein tangentialer Einlaß (6) ist.

5. Hohlkörperdüse nach mindestens einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallkammer geradzylinderisch ausgebildet ist und die Düsenöffnung in einer sich parallel zum Boden erstreckenden Decke angeordnet ist.

6. Hohlkörperdüse nach mindestens einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallkammer mindestens ein sich zur Austrittsdüse (5) hin verengenden Kegelabschnitt (4) aufweist.