DE911013C

DE911013C - Nassbetribener Mehrfach-Fliehkraft-Staubabscheider und Verfahren zum Betrieb eines solchen

Info

Publication number: DE911013C
Application number: DEM12839A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Leo Dietrich
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1952-02-05
Filing date: 1952-02-06
Publication date: 1954-05-10

Description

Gegenstand der Erfindung bildet ein naßbetriebener Mehrfach-Fliehkraft-Staubabscheider zur Reinigung von Industriegasen, insbesondere Gicht-, Rost- und Elektroofenabgasen, mit axialem oder tangentialem Rohgaseintritt und axialem oder tangentialem Reingasaustritt aus dem im Abscheiderrohr konzentrisch angeordneten Reingasrohr und mit Anordnung eines Drallerzeugers im Abscheiderrohr sowohl bei Gleich- oder Gegenstromführung

ίο der Gase, sowie ein Verfahren zum Betrieb eines solchen.

Nach der Erfindung wird das Neue und Fortschrittliche bei Mehrfach-Fliehkraft-Staubabscheidem insbesondere bei der Zusammenfassung mehrerer Zyklone zu Mehrfach-Fliehkraft-Staubabscheidern darin gesehen, daß der Rohgaseintritt der Abscheiderrohre zu einer Zerstäubungs- oder Expansionsdüse bekannter Konstruktion (Venturirohr, Lavaldüse) ausgebildet ist, so daß bei entsprechend enger Gestaltung des Diüsenhalses (engster Querschnitt) und bei Aufwendung entsprechend höherer Druckdifferenzen die Rohgase in der Düse eine Geschwindigkeit von etwa 50 bis 100 m/s und bis über Schallgeschwindigkeit durch Verwendung von Dampf erreichen und dadurch in an sich bekannter as Weise bereits vorher dem Gas zugeleitete Flüssigkeitströpfchen oder erst in diesen HaJs zugeleitete Flüssigkeit feinst zerstäubt werden, was eine Benetzung der feinsten Schwebeteilchen (beispielsweise bis unter 5 Mikron) in neuartiger Weise mit sich bringt.

Während man also bisher bei den sogenannten Venturiwäschern die Gesamtmasse der zu entstaubenden Rohgase zusammen mit einer Flüssigkeitszufuhr in einem Venturirohr zur Vermischung brachte, wird nach der Erfindung dieser Zerstäubungs- und Ver-

mischungsvorgang in eine Vielzahl kleiner Düsen verlegt, die unmittelbar das Eintrittsstück des Abscheiderrohres jedes einzelnen Zyklons bilden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die besonders mit Rücksicht auf die gegebenenfalls anschließende elektrische Gasreinigung erwünschte Verdunstungskühlung der heißen Rohgase unmittelbar am Gaseintrittsteil in den Fliehkraft-Staubabscheider verlegt, indem unmittelbar über ίο dem Eintritt der einzelnen Abscheiderrohre eine Flüssigkeitszufuhr für das Kühlwasser angeordnet und dabei so viel Kühlwasser im Rohgasraum aufgegeben wird, daß nach Verdunstung desselben noch ein Überschuß übrigbleibt, der ausreicht, um die im Abscheiderrohr hinter dem Drallerzeuger sich abscheidenden Stäube als D'ünnschlamm abführen zu können. Die Kühlwirkung des vorgebauten Verdunstungskühlers kann schließlich an einem weiteren Merkmal der Erfindung noch durch ao die Ausbildung der Abscheiderrohre als Kühlrohre unterstützt werden, so daß auch hierdurch am Ende der Abscheiderrohre eine erhöhte Wasserheauf schlagung durch. Kondensation eintritt.

An Hand der Zeichnung sei der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel und in Anwendung auf die Gichtgasreinigung des näheren erläutert.

Abb. ι zeigt im senkrechten Schnitt zwei verschiedene Anordnungen bzw. Ausbildungen der Abscheiderrohrenden am Rohgaseintritt in Form einer Zerstäuberdüse;

Abb. 2 zeigt im gleichen Schnitt zwei weitere Ausführungsformen in der Anordnung von Zerstäuberdüsen in einem Mehrfach-Fliehkraft-Staubabscheider nach der Erfindung;

Abb. 3 ist ein Querschnitt durch den unteren Teil des Abscheiderrohres nach der Linie A-B der Abb. 2, und

Abb. 4 stellt schematisch die Einschaltung eines Mehrfach-Fliehkraft-Staubabscheiders nach der Erfindung in den Weg der bekannten Reinigung von Gichtgasen dar, mit einem Ausführungsbeispiel für die Behandlung des umlaufenden Spülwassers aus dem zusammengebauten. Verdunstungskühler und Multizyklon.

In den Abb. 1, 2 und 3 ist das bekannte Abscheiderrohr mit c und das darin konzentrisch angeordnete Reingasrohr mit d bezeichnet. Die gegebenenfalls heißen Rohgase (beispielsweise mit 400° C) treten bei α in die einzelnen Abscheiderrohre ein und gelangen nach der Ausführungsform der Abb. 1 über die durch den Leitkörper Z₁ gebildete ringförmige Düse / auf dem bekannten Drallerzeuger e und im Gegenstrom wieder zurück durch das Reingasrohr d nach Gleichrichtung durch den bekannten Gleichrichterflügeld_x (vgl. Abb. 3), dessen Länge vorteilhaft mindestens in an sich bekannter Weise das Dreifache des Durchmessers des Reingasrohres beträgt, in den Raumö über dem Rohgaseintritt α des Multizyklons. Nach der Erfindung sind Flüssigkeitszuführungen, beispielsweise Zerstäuberdüsen, mit der Kühlwasserzuleitung ^₁ über dem Rohgaseintrittsende der Abscheiderrohre bzw. längs den Reingasrohrend (Abb. 1) angeordnet, so daß der von den Reingasrohren durchsetzte Rohgaseintrittsraum als Verdunstungskühler wirkt. Zur Unterstützung der Kühlwirkung können die Abscheiderrohre c von außen mit einer Kühlflüssigkeit beaufschlagt sein, also für sich wieder in einem geschlossenen Kühlergehäuse angeordnet werden, wenn man nicht den mit M bezeichneten Mantel um diesen Teil des Multizyklons ganz wegläßt, um eine Luftkühlung der Abscheiderrohre zu bewirken.

Die unterschiedlichen beispielsweisen Ausführungsformen! der die Ringdüsen bildenden Leitkörper /_x in Abb. 1 ist darin zu sehen, daß im linken Abscheiderrohr ausschließlich der Leitkörper um · das Remgasrohr d angeordnet ist, also das Abscheiderrohr c von oben bis unten zylindrisch ist, während es in der rechten Darstellung des Abscheiderrohres an der Stelle h (Abb. 1 und 2) eingeschnürt ist, wo· unter Umständen eine zusätzliche Eindüsung von Kühl- und Spülflüssigkeit gegebenenfalls auch von Dampf (Lavaldüse) erfolgen kann. Das in den konischen Enden C₁ (Abb. 1) sich ansammelnde, stark verdünnte Schlammwasser setzt sich klärend im darunter angeordneten Sumpf C₂ ab, um gegebenenfalls nach weiterer Klärung und Kühlung in den Verdunstungskreislauf über die Leitung ο·_χ zurückgegeben zu werden.

Bei den beiden beispielsweisen Ausführungsformen nach Abb. 2 wird die ringförmige Düse / in der linken Darstellung des Abscheiderrohres durch einen Leitkörper/₂ gebildet, auf dem gegebenenfalls der bekannte Drallerzeuger £ lösbar angeordnet sein kann. Bei der hier dargestellten Gleichstromführung von Roh- und Reingas werden die Reingase durch das Remgasrohr d in den gemeinsamen Gassammeiraum b nach unten geführt und der Schlamm aus den Abscheiderrohren e im ιαο Sumpf C₂ mit dem Abfuhrrohr C₃ gesammelt.

Nach der Darstellung im rechten Teil der Abb. 2 ist an Stelle einer ringförmigen eine einzige Düse/ mit Diffusor/₃ und einem entsprechend im Diffusor/₃ eingesetzten Leitkörper/4 über dem Schaufelkranz iß angeordnet. Gleichrichterorgane da, die zwischen Schaufelfcnanz e und Reingasrohr d auf eine gewisse Länge unterbrochen sind, sorgen auch hier nicht nur für eine Gleichrichtung des Gasstromes beim Eintritt in die Reingasrohre d, sondern unterstützen wesentlich die Abscheidung der verstäubten Flüssigkeit, die bei h durch einen Ringkanal auch zugeleitet werden kann.

Die Verwendung des beschriebenen Fliehkraft-Staubabscheiders sei an Hand der Abb. 4 in Anwendung auf die Gichtgasreinigung des näheren beschrieben. Die bei χ in den Staubsack/ mit der Staubableitung I eintretenden Gichtgase werden zweckmäßig zunächst noch in einem nachgeschalteten Trockenzyklon k von weiterem Grob staub gereinigt, bevor sie derart vorgereinigt in den Mehrfach-Fliehkraft-Staubabscheider η nach der Erfindung eintreten. Der vorgeschaltete Trockenoder Multizyklon kann bereits als indirekter Kühler durch Wasserkühlung der Abscheiderrohre (wie beschrieben) eingerichtet sein, die dann entsprechend

der notwendigen Kühlfläche eine große Länge besitzen. Um eine Reinigung des Abscheiders η ohne Betriebsunterbrechung durchführen zu können, empfiehlt sich die Anordnung eines Zwillingspaares. Durch Eindosen von Kühlwasser werden die mit beispielsweise etwa 150⁰ C in den nachgeschalteten Abscheider ι« eintretenden vorgereinigten Gichtgase gekühlt und aufgesättigt. Die hier sich abscheidenden Gemengeteile (Flüssigkeit und Staub) gelangen über die Leitung q vorteilhaft in einen Spiralsichter r, Hydrozyklon, Zentrifuge od. dgl., wo in bekannter Weise die Klärung und Scheidung in Dünn- und Dickschlammtrübe erfolgt, die durch die Leitungen 5 und t abgeführt werden, wogegen das geklärte Wasser durch die Leitung u, gegebenenfalls unter Zufuhr von Frischwasser bei w durch die Pumpe ν und die Steigleitung ρ in den Kreislauf der Kühl- und Waschflüssigkeit zurückgeführt wird. Die derart gekühlten und in vielen Fällen bis auf Maschinenreinheit entstaubten Gichtgase gelangen über die Leitung ο alsdann zur weiteren Verwendungsstelle, nötigenfalls bei Feinstreinigung in die bekannte elektrische Gasreinigung.

Der beschriebene düsenbewehrte Multizyklon in Kombination mit einem vorgeschalteten Verdunstungskühler und der Ausbildung der Abscheiderrohre zugleich als Kühlrohre eines indirekten Gaskühlers kann je nach der Eigenart der abzuscheidenden Stäube bei jeder gewünschten Temperatur und bei jedem gewünschten Sättigungsgrad der Gase betrieben bzw. eingestellt werden. So ist auch anstatt der Kühlung eine direkte oder indirekte Aufheizung der Gase möglich, da beide Einrichtungen Wärmeaustauscher im allgemeineren Sinne darstellen und als solche wirken sollen.

Als Werkstoff für die Abscheiderrohre und insbesondere für die die Düsen bildenden Leitkörper kommen mit Rücksicht auf die Härte des Staubkornes ein möglichst verschleißfestes, gegebenenfalls auch korrosionsfestes Metall oder Metallegierung oder auch keramische Baustoffe in Frage, insbesondere verschleiß- und hitzebeständiger Beton, z. B. auch Basaltsplitt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Naßbetriebener Mehrfach-Fliehkraft-Staubabscheider zur Reinigung von Industriegasen, insbesondere von Gicht-, Rost- und Elektroofenabgasen, mit axialem oder tangentialem Rohgaseintritt und axialem oder tangentialem Reingasaustritt aus dem im Abscheiderrohr konzentrisch angeordneten Reingasrohr und mit Anordnung eines Drallerzeugers im Abscheiderrohr bei Gleich- oder Gegenstromführung der Gase, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohgaseintritt des Abscheiderrohres vor dem Drallerzeuger als Diffusor, Expansionsdüse od. dgl., beispielsweise durch Anordnung eines Leitkörpers darin, ausgebildet ist.
2. Fliehkraft-Staubabscheidernach Anspruch 1, insbesondere bei der Zusammenfassung mehrerer Mehrfachzyklone, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohgaseintritte der Abscheiderrohre unmittelbar mit einem Verdunstungskühler verbunden sind, beispielsweise den Boden eines solchen bilden.
3. Fliehkraft-Staubabscheider, insbesondere nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheiderrohre als von außen beaufschlagte Kühlrohre, gegebenenfalls mit großer Längenausdehnung zur Erzielung der notwendigen Kühlfläche, ausgebildet sind, z. B. durch Anordnung in einem gemeinsamen Kühlergehäuse (M).
4. Fliehkraft-Staubabscheider nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Leitkörper (/_x) konzentrisch um das Reingasrohr (d) angeordnet ist, der einen ringförmigen Düsenkanal zwischen Abscheiderrohr (c) und Reingasrohr (d) bildet (Abb. 1).
5. Fliehkraft-Staubabscheider nach Anspruch 1 oder 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Gleichstromführung der Gase (Abb. 2) entweder ein Leitkörper (/₂) im Abscheiderrohr (c) eine ringförmige Düse (/) oder ein Leitkörper (/_s) im Abscheiderrohr (c) eine einzige Düse mit gegebenenfalls darin angeordnetem Leitkörper (/₄) bildet.
6. Fliehkraft-Staubabscheider nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte Strömungsgleichrichter (^₁ in Abb. 1 und d₂ in Abb. 2) unterhalb der Drallerzeuger (e), vorzugsweise in an sich bekannter Weise mit mindestens der dreifachen Länge des Durchmessers der Reingasrohre (d) angeordnet sind, wobei im Fall der Gleichstromführung der Gase eine Unterbrechung der Gleichrichterflügel zweckmäßig ist (Abb. 2). 10c
7. Verfahren zum Betrieb eines Mehrfach-Fliehkraft- Staubabscheiders nach Anspruch 1 bis 6, insbesondere bei der Verwendung zur Gichtgasentstaubung und der Abgase von Elektroöfen, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohgas (gegebenenfalls nach trockener Vorentstaubung) im Verdunstungskühler nach Anspruch 2 mit so großen Flüssigkeitsmengen gekühlt wird, daß ein als Spülflüssigkeit in den anschließenden Abscheiderrohren wirkender Überschuß verbleibt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß durch indirekte Kühlung der Abscheiderrohre (c) das im Verdunstungskühler aufgenommene Wasser mindestens teilweise wieder ausgeschieden wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (/) an ihrer engsten Stelle in an sich bekannter Weise mit einer Flüssigkeits- bzw. Dampfzufuhr (h) versehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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