Waschverfahren für gasförmige Medien und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Waschverfahren für gasförmige Medien, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, sowie eine Anwendung des Verfahrens zur Reinigung staubhaltiger Luft. Dieses Verfahren wird vorzugsweise zur Reinigung von staubhaltiger Luft verwendet, kann aber auch für die Reinigung anderer verunreinigter Gase verwendet werden.
Es ist bereits bekannt, staubhaltige Gase, insbesondere Luft in sogenannten Waschtürmen zu reinigen, wobei Wasser oder andere Reinigungsflüssigkeiten im Gegenstrom zum zu reinigenden Gas von oben über Kokslagen, Füllkörperlagen, gelochte Zwischenböden oder dergleichen in Überlaufkanäle geleitet oder gesprüht wird, wodurch das von unten eingeführte staubha\tige Gas gereinigt wird und sich der Staub absetzt.
Die bisher angewandten Waschverfahren weisen eine Reihe von Nachteilen auf. So sind einmal hohe Waschtürme mit einem grossen Durchmesser erforderlich, um einen genügend hohen Wascheffekt zu erreichen. Bei den Anlagen mit zwischengeschalteten Kokslagen reichern sich diese mit den aufgenommenen Verunreinigungen in relativ kurzer Zeit so stark an, dass diese Lagen ausgewechselt werden müssen, was das Vorhandensein eines zweiten Aggregats bedingt, um bei ständigem Betrieb die Reinigungszeit überbrücken zu können. Diese bisher bekannten Vorrichtungen haben pro m3 gereinigten Gases einen relativ hohen Wasserverbrauch und erfordern hohe Anlagekosten.
Mit dem erfindungsgemässen Verfahren sollen diese Nachteile behoben werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Waschmittel durch ein Sprühorgan geleitet und durch mehrere Sprühdüsen mindestens angenähert waagrecht auf das senkrecht aufsteigende Medium gesprüht wird und dabei die kleinsten Teilchen umschliesst, befeuchtet und bindet, und infolge der Schwerkraft abscheidet.
Die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zum Reinigen von staubhaltiger Luft ist dadurch gekennzeichnet, dass das Waschmittel Wasser ist.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das Sprühorgan ein Ring mit einer Mehrzahl von am Umfang verteilt angeordneten Düsenöffnungen ist.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren ist es möglich, die Bauhöhe und den Durchmesser derartiger Waschtürme auf etwa t/3 ZU reduzieren und den Wasserverbrauch ebenfalls etwa auf t/s der bisher üblichen Menge zu beschränken. Es hat sich gezeigt, dass auch Teile unter 1 Micron wirkungsvoll abgeschieden werden können und die Notwendigkeit einer Reserveanlage ausfällt, so dass die ganzen Anlagekosten auf etwa die Hälfte reduziert werden können, bei zudem stark reduzierten Wasserkosten.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die Vorrichtung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung nach der Linie II-II,
Fig. 3 die Ausbildung einer Düse, und
Fig. 4 eine Ausführungsvariante einer Düse.
Das zu waschende Gas, beispielsweise staubhaltige Luft, wird von unten her in den vertikalen Kanal 1 eingeleitet. Dieser Kanal besteht im vorliegenden Fall aus einem Rohr mit kreisrundem Querschnitt. Oberhalb dieses Rohres befindet sich ein Sprühring 3, in welchem eine Mehrzahl von Sprühdüsen 4 am ganzen Umfang verteilt ist. Oberhalb dieses Sprühringes ist ein weiteres Rohr aufgesetzt, das im wesentlichen den gleichen Innendurchmesser wie das äussere Rohr 1 und der Sprühring besitzt.
Zwischen den Rohren 1 und 2 einerseits und dem Sprühring 3 andererseits befinden sich je Dichtungen 6. Die Verbindung zwischen dem Rohr und dem Sprühring erfolgt vorzugsweise mittels einer Klammerschraubenverbindung 5, wobei jedoch auch andere Verbindungsarten denkbar wären. Im Sprühring 3 ist ein Zuflussrohr 7 angeschlossen, das über eine Verteilerleitung 8 die zu versprühende Flüssigkeit zu den einzelnen Sprühringen 3 leitet, falls mehrere derselben vorhanden sind.
Im Inneren des Sprühringes ist eine ringförmige Kammer 10 vorgesehen, welche in Verbindung mit den am Umfang verteilt angeordneten Sprühdüsen steht. Die Form der Sprühdüsen geht aus Fig. 3 hervor. Der innere Zuflussteil 9 der Düse ist zylindrisch ausgebildet und geht allmählich in eine ovale Form 12 über, die entweder schlitz- oder ellipsenförmig ausgebildet ist und deren Längsrichtung vertikal verläuft.
Es hat sich gezeigt, dass durch eine solche Düsen ausbildung eine sehr feine Versprühung der Flüssigkeit erreicht werden kann, wobei nebelartige, feinverteilte, kleine Tropfen gebildet werden. Die Zahl der am Umfang des Sprühringes verteilten Düsen richtet sich unter anderem. nach den zu reinigenden Gasen, dem Durchmesser des Rohres und dem Staubgehalt, wobei die Düsenzahl etwa zwischen 3 und 20 Sprühdüsen variieren kann.
Eine besonders zweckmässige Ausbildung der Sprühdüsen besteht darin, dass der von ihr erzeugte Sprühstrahl nicht gegen die Achse des Rohres 1, 2 gerichtet ist, sondern in einstellbarer Weise etwas aussermittig, wobei alle Sprühdüsen' in der gleichen Richtung versetzt sind. Dadurch wird erreicht, dass in dem zu reinigenden Gas ein Drall erzeugt wird, welcher sich auf die gründliche Reinigungswirkung des vorbeiströmenden Gases vorteilhaft auswirkt.
An Stelle eines einzigen Sprühringes, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, können mehrere solcher Sprühringe vorgesehen sein, die zweckmässig unter Zwischenschaltung eines Abstaubringes von etwa 15-20 cm übereinander angeordnet werden.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Sprühringe von Stufe zu Stufe im Durchmesser zu verkleinen.
An Stelle einer Düsenausbildung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, bei der die Düsenöffnungen aus dem Ringmaterial herausgearbeitet sind, besteht gemäss Fig. 4 eine Ausführungsvariante darin, dass die einzelnen Düsen als einschraubbare, separate Teile ins Gewinde des Sprühringes eingeschraubt werden.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende:
Das zu reinigende Gas, beispielsweise staubhaltige Luft, wird von unten her in das Rohr 1 eingeführt und strömt von unten nach oben. Durch die Düsenschlitze wird unter Druck Wasser oder eine sonstige Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise auch Säure, eingesprüht, die infolge der besonderen Düsenausbildung einen fein verteilten Nebel bewirkt. Die Flüssigkeitströpfchen befeuchten oder umschliessen die Staubteilchen oder dergleichen, wodurch diese infolge der Schwerkraft langsam nach unten absinken.
Diese abgeschiedenen Verunreinigungen werden unterhalb der Sprühringe durch einen Abscheider, der von Zeit zu Zeit entleert wird, oder in anderer bekannter Weise aufgefangen. Die nach oben ziehenden Gas-Wasserschwaden stossen in an sich bekannter Weise auf Prallbleche, an denen sich das Wasser absetzt.
Der Wasserverbrauch kann etwa auf 1/s des bisher üblichen Wertes herabgesetzt werden, nämlich auf ca. 0,15 1 pro m3 gereinigten Gases, bzw. Luft.
Der Wirkungsgrad in Prozenten bezogen auf die Schwebeteile unter 1 Mikron kann mit der beschriebenen Anlage auf 99,2 bis 99,5 O/o gesteigert werden. Bei bisher üblichen Anlagen betrug der Wirkungsgrad bei der Inbetriebnahme höchstens 98 O/o, um dann mit zunehmender Betriebsdauer abzusinken. Die Gas- bzw. Luftgeschwindigkeit ist so niedrig, dass sich die mit Flüssigkeitströpfchen umhüllten Staubteilchen unter der Wirkung der Schwerkraft tatsächlich absetzen können.