CH418306A - Verfahren und Vorrichtung zur Nassentstaubung von Gasen - Google Patents

Description

  



  Verfahren und Vorrichtung zur   Nassentstaubung    von Gasen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Nassentstaubung von Gasen.



   Das Ziel der Entstaubung   kann dabei. sowohl dar-    in   bestehen, einen ; Feststorf wegen seines Wertes    aus dem Trägergas auszuscheiden, als auch darin, dass der Feststoff aus hygienischen Gründen nicht in die   Aussenatmoaphäre getangen darf.   



   Der letzte Fall ist besonders bei industriellen   An-    lagen erforderlich, die in der Nähe   grösaerer    Siedlunge. n arbeiten, wobei im allgemeinen die Anforderungen an den Wirkungsgnad der Entstaubungsanlage   durch die Art des Staubas beeinflusst wenden.   



   Zahlreiche   Bestrebungen mit dem Ziel einer opti-    malen Entstaubung eines gegebenen Gases führten zu einer grossen Zahl von Anlagen, die sich im   wesentli-    chen in   folgendeGruppeneinordnenlassem)    :
Trockenverfahren (mechanisch)   
Nassverfahren (mechanisch)
Elektrostatische Verfahren  Ölbenetzte MetaÜfilter   
Verbundverfahren.



   Die jeweils einer besonderen Aufgabenstellung angepassten Vorrichtungen haben jedoch generell den Nachteil, dass sie für einen bestimmten Durchsatz ausgelegt sind und daher bei variierendem Durchsatz entweder nicht voll ausgelastet oder überbelastet sind. Im ersten Fall bedingt dies alle Nachteile unausgenützter Kapazität einer Anlage, d. h. einen zu hohen   Aufwand'. an Raum, Energie und    Wartung ; im zweiten Fall der   r Uberbelastung sinkt der      Wirkungsgrad der Vorrichtung, d. h. das    zu   verarbei-    tende Gas wird nicht mehr bis zu dem verlangten Grad entstaubt.



   Da in vielen Fälle   eine mangelhafta Entstaubung       unbedingt vermieden weiden muss, beispielsweise bei    radioaktiven Anteilen des Staubes, wird man im praktischen Fall   häufig eine solche Übeidimensionic-    rung der Entstaubungsanlage wählen, dass die Wirt   schaftlichkeit des Verfahrens. durch unausgenützte    Kapazität   erbeblich    beeinträchtigt wird.



   Die bekannten mechanischen Trockenverfahren, wie   betspielsweise Staubkammern, eignen    sich nur für gröbere Staub arten. Die ebenfalls zu dieser Gruppe gehörenden Zyklone sind gleichfalls für entsprechend feine Staubarten nicht mehr ausreichend wirksam. Die   TuchEltjer    dagegen liegen in ihrer Ab  scheidungswirkung    in einem ähnlichen Bereich wie Elektrofilter   und Nassentstajuber.   



   Diese an sich wirksamen Abscheider der zuletzt erwähnten   Gruppe besatzen jedoch durchwegs be-    stimmte Nachteile. Der Elektrofilter ist in seiner Anlage sehr aufwendig und die Gefahr von Explosionen bei Gegenwart von brennbaren Dampfen und explosiblen Staubgemischen nur mit Schwierigkeiten auszuschalten. Tuchfilter verlegen sich durch Staubabla   gerung, wodurch die Satügwirkung zunehmend schwä-    cher wird. Die   bekannten ; Nassentstauber wiederum      weisen. einem erheblichen Wasserverbrauch    auf und besitzen gewöhnlich bewegte Teile mit dadurch be  dingtem Aufwand für Wartung und Verschleiss.   



   Ebenfalls bekannt sind Verbundverfahren, die beispielsweise   unter Hiniteramtanderschaltung eines    Zyklons und eines anschliessenden Nassentstaubers   coder    Filters aufgebaut werden. Naturgemäss wird dadurch der apparative Aufwand praktisch verdoppelt, was kostenmässig wie hinsichtlich des Platzbedarfes nachteilig ist.



   Gemäss einem bekannten Verbundentstaubungsverfahren wird ein Zyklon als Vorabscheider verwendet, worauf in   dem Luftstrom durch ! einen Venti-    lator Wasser zerstäubt wind und das zerstäubte Was ser zusammen mit dem restlichen Staub in einem Beruhigungsraum zum Absetzen gebracht wird.



   Es ist auch eine   Vorrichtung bekannt geworden,    die im wesentlichen aus einem Venturi-Rohr besteht, in welches durch Düsen Wasser eingespritzt wird.



  Diese Anordnung neigt jedoch dauz, dass sich die Wasserdüsen-besonders bei. Rezirkulation des Wassers - im Laufe des Betriebes verstopfen. Ein weite   rer Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, dass    sich   bei entsprechend hohem Staubgehalt der zu rei-    nigenden Gase   Schlammablaigerungen an den Wän-    den der Anlage absetzen.



   Die vorliegende Erfindung soll nun ein Verfahren und eine Vorrichtung schaffen, die diese Nachteile nicht besitzen, d. h. bei relativ geringen   Anlage-,    Wartungs- und Betriebskosten und relativ geringem Raumbedarf eine optimale Entstaubungswirkung erzielen lassen.



   Das Verfahren gemäss der Erfindung zur Nassentstaubung von Gasen durch Vernebelung von Wasser in einem staubhaltigen Gasstrom im Diffusorteil einer venturirohrartigen Querschnittsverengung und folgender Trennung von Wasser und Gas   ist dadurch gekennzeichnet, dass man das    staubhaltige Gas durch einen) eine Wasserzone   bildenden    Spalt und'in   diesem über einen strömenden    Wasserfilm leitet, der im Diffusor mindestens zum Teil vom Gas versprüht und mit diesem vermischt wird, und    dass man. anschliessend das Gas mit dem versprühten    Wasser zur Abscheidung des staubhaltigen Wassers vom Gas in einen Abscheider führt, wobei Mittel vorgesehen sind, um, den.

   Strömungsquerschnitt des Gases in dem Spalt   in Abhängigkeit von einer gege-    benen Gasmenge und Staubkonzentration einstellen zu können.



   Die Vorrichtung zur   Durchfühlung dieses Ver-       fahrens ist gekennzeichnet durch omen Wasserüber-      laufbehälter      mit einer Uberströmkante, die    im Kon  fusorteil    einer venturirohrartigen   Querschnittsveren-    gung mündet, welche von zwei in Strömungsrichtung konvergierenden und zwei nachfolgenden, in Strö   mungsrichtung divergiierenden Flächen gebildet und    deren Querschnitt verstellbar ist.



   Die   spaltförmige      Wasserzone kann)    z. B. ringförmig ausgebildet sein, wobei die Vorrichtung im    wesentlichen'rotationssymmetBisch ausgebildet ist    und z. B. mit   einer ringförmigen Überlaufkante ver-    sehen sein kann.



   Bei   dem Verfahren gemäss der Erfindung kann    ein an sich bekannter   Effekt in übencaschend einfa-    cher Weise in einer neuen Anordnung ausgeniitzt werden. Dieser b, ekannte Effekt ist der sogenannte   Mitschleppeffekt  , der sich beispielsweise danin zeigt, dass der Entstaubungsgrad bei einem gegebenen Zyklon mit zunehmendem Staubgehalt steigt. Bei entsprechend hohem   Staubgehalt    können auch von schwierig   abzuscheidenden Staubarten mit massigen    bis schlechten Zyklonen bemerkenswert hohe Prozentsätze   ausgeschiedem werden.   



   Die versprühte Flüssigkeit wirkt in ähnlicher Weise wie ein hoher Staubgehalt, indem sie den Staub   mitneisst,    wobei noch   zusätzlich eine Verbesse-    rung der Wirkung durch Benetzungseffekte erzielt werden kann.



   Die Erfindung ermöglicht die Abscheidung   unge-    wollter technischer   Staubarten,    wie sie als Verschleiss- und Verarbeitungsstaub, Abfall- und Feuerungsstaub auftreten, ebenso wie die, die bei der Verarbeitung von staubförmigen Massengütern, bei Vermahlungs- und Zerstäubungsprozessen auftren.

   Dabei ist es ohne wesentliche Bedeutung, ob die Staubabscheidung zur Wiedergewinnung eines wertvollen Staubes, beispielsweise von   Metalloxyden    aus   Fers-    abgasen (Hochofengichtgas, Blei-und   Zinnschmelz-    öfen, Siemens-Martin-Öfen, Lichtbogenöfen, Kiesröstöfen oder   Blenderöstöfen),    zur   Verminderiung der    oft einige Prozent der Gesamtmenge betragenden Staubverluste vorgenommen wird, oder ob eine aus hygienischen Gründen zu   fordernde Entstaubung von    Abgasen vorgenommen wird.



   Die Wirtschaftlichkeit des   erfindungsgemässen    Verfahrens ist besser als die der vergleichbaren be   kannten Entstaubungsverfahren. Das erfindungsge-    mässe Verfahren stellt ein   inners Verbundverfah  ren    dar.



   Verfahren und Vorrichtung   dsr    Erfindung sollen   ansohliessead    anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise näher erläutert werden. Dabei zeigen :
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Entstauber und
Fig. 2 einen Schnitt nach A-A in Fig. 1.



   In Fig. 1 tritt das zu entstaubende Gas   zdurch das    Spiralgehäuse 1 mit Drall   m die ventunirobrartige      Querscbnitfsverengung    2   ein ! während über die    kreisförmige Überlaufkante 3b ein nach unten strömender Wasserfilm gebildet wird. Mindestens ein Teil dlieses Wassers wind vom Gasstrom zerstäubt und benetzt im   Diffuser 2    der   venturirohrartigen      Querschnittsver-    engung 2 die im Gas befindlichen Staubpartikeln Infolge der auf die benetzten Teilchen wirkenden   Zentrifugalkraft wenden diese. an den Aussenmantel    4 des anschliessenden Zyklonabscheiders geschleudert,   während das gereinigte Gas'durch das Tauchrobr    5 nach aussen gelangt.

   Der abgeschiedene Staub verlässt den Zyklonabscheider durch den Schlammablauf 6.



   Durch Verschieben des Konus 7 kann der engste Strömungsquerschnitt 2a der Gasmenge und deren    Staubkonzentration derart angepasst worden, dass die    Staubabscheidung optimal wird. Insbesondere kann auf diese Weise   bai veränderlicher Gasmenge die       Strömungsgeschwindigkeit an'dieser Steile konstant    gehalten werden. Die Bewegung des Konus 7 kann auf bekannte Weise über eine selbsttätige   Regulie-      rungerfolgen.    In   dieser AusNihrungsfomn    tritt dlas Gas spiralförmig in das Venturi-Rohr ein, wobei die   Mittelachse, der Gasspirale mit der Mittelachse    des Venturi-Rohres identisch ist.



     Die Wassetzugaha kann dabei    so reguliert wer den, dass ein Teil des zugegebenen Wassers auch an der Wand des Zyklonabscheiders entlang strömt und   dz,    ausgeschiedenen Staub abspült.



   Für manche Betriebsarten kann es vorteilhaft sein, das Wasser im   Überlafufbebälter    3 in rotierender Bewegung zu halten, so dass es an der Überlaufkante 3b   spiralförmig an der Wand) des Venturi-Rohres    entlang strömt. Diese spiralförmige Bewegung kann dabei sowohl gleichsinnig sein, wie die spiralförmige Gasströmu,   als auch gemäss    einer bevorzugten Arbeitsweise der Gasströmung (entgegengesetzt sein.



   Die rotierende   Bewegung im Überlaufgefäss    3 kann entweder durch eine Pumpe, einen   Rübrer oder    durch entsprechende   Anordnung der Wassereinströ-      mungsöffnungen 3 a bewirkt werden.   



   Das verwendete Wasser kann rezirkuliert werden,   d.    h. das   stiaubhaMge    Wasser wird erneut in den Abscheider zurückgeleitet. Überraschenderweise zeigt   nämlich wiederverwendetes, staubhaltiges    Wasser eine bessere Wirkung als reines Wasser. Offenbar spielt daher die Benetzungswirkung und/oder die Dichteveränderung eine gewisse Rolle. Bei besonders   schw,    abzuscheidenden Staubarten können gegebenenfalls noch oberflächenaktive Substanzen, wie Netzmittel, zugesetzü wenden, um die   Abscheidungs-    wirkung zu erhöhen.



   Durch die Rezirkulation des Wassers kann der effektive Wasserverbrauch vermindert werden.



   Der   Wasserzuaatz an der Uberlaufkante    kann entsprechend'den Betriebsbedingungen variiert   wer-    den. Gute Abscheidungsleistungen wurden mit einem Zusatz von etwa   1,    5 kg   Wasser pro Nm3 Gas    erzielt.



  In der Anwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung   gemäss der    in der Zeichnung dargestellten Aus  führungsform    auf die Abgase von Ellektrostahlöfen mit einem   Staubgehalt    von etwa 10 000 mg Staub/ Nm3 Gas mit Staubpartikeln bis zu einer Abmes  suumg von 0.    2 Mikron enthielt das den Entstauber verlassende Gas noch 200 mg/Nm3 Staub, was einem Wirkungsgrad von 0, 98 bei   600 mm    WS Druckverlust entsprach. Bei Erhöhung des   Wasserzusatzes    lässt sich die   Abschsidungswirkung ebenso erhöhen    wie durch entsprechende Veränderung des Druckgefälles. bzw. der Druckdifferenz.



   Die   erfmdüngsgemässe    Vorrichtung kann aus Metall   ader    Nichtmetall hergestellt werden. Besonders für A, bgase mit   canem Gebalt    an chemisch agressiven Substanzen, wie   Sous,    kann es vorteilhaft sein, die Anlage entweder aus einem geeigneten Polyme  ren,wiePolyvinylchlorid!,Polyäthylenoderderglei-    chen, herzustellen oder bei Verwendung eines metallischen Werkstoffes mit   semer    Schicht eines solchen Stoffes auszukleiden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Nassentstaubung von Gasen n durch Vernebelung von Wasser in einem staubbalti- gsn Gasstrom im Diffusorteil einer venturirohrartigeti Querschnittsvererengung und folgender Trennung von Wasser und Gas, dadurch gekennzeichnet, dass man das staubhaltige Gas durch einen eine Wasserzone bildenden Spalt und in diesem über einen stromenden Wasserfilm leitet, der im Diffusor mindestens zum Teil vom Gas versprüht und mit diesem vermischt wird, und dass man anschliessend das Gas mit dem versprühten Wasser zur Abscheidung des.

   staubhalti- gen Wassers vom Gas in einen Abscheider führt, wobei Mittel vorgesehen sind, um den Strömungsquerschnitt des Gases in dem Spalt in Abhängigkeit von einer gegebenen Gasmenge und Staubkonzentration einstellen zu können.

   II. Vorrichtung zur Nassentstaubung von Gasen nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch einen Wasserüberlaufbehälter mit einsr Uiberströmkante, die im Konfusorteil einer venturirohrartigen Quer scbntittsverengung mündet, welche von zwei in Strömungsrichtung konvergierenden und zwei nachfol- genden, in Strömungsdchtung divergierenden Flä- chen.gebildetundderen'Querschnittverstellbar ist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren, Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass man) das staubhaltige Gas zur Erzeugung einer rotienenden Bewegung tangent'ial in eine Kreisbahn einleitet, wobei der Gasstrom in Form einer nach innen sich verengenden Spirale geführt wird, dass man, anscbliessend den rotierenden Gasstrom senkrecht zur Ebene dieseer Spirale abführt, wobei der Gasstrom einen ringförmigen Spalt durch- strömt, und dass man) den mit zerstäubtem Wasser vermischteni Gasstrom durch einen Abscheider führt, um an dessen Wänden Staub und Wasser niederzu- schlagen.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, daas man den Wasserzulauf zum Spalt so reguliert, dass ein Teil des Wassers aus der Wasserzone abströmt und die Wand des Diffusors minde- stems teilweise bespült.

   3. Verfahren mach Unteranspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, dass man) das aus der Wasserzone ab- strömende Wasser in mindestens annähernd spiralförmiger Bewegung in den Difusor einführt.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Entstauhung staubhalttges Wasser verwendet wird.

   5. Vorrichtung nach, Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der engste Strömungsquerschnitt während des Betriebes derart veränderlich ist, dass an dieser Stelle ein konstanter Wert der Strö mungs. geschwindigkeit des Gases bei wechselnder Gasmenge einstellbar ist.

   6. Vorrichtung nach, Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zuführung dtes staubhalti- gen Gases ein spiralfrmiges Gehäuse vorgesehen ist, dessen Hauptachse koaxial zur Mittelachse der Qu'er- schnittsvenengung angeordnet ist.

   7. Vorrichtung mach Patentanspruch II und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Veränderung des Strömungsquerschnittes ein Konus vorgesehen ist.

   8. Vorrichtung nach Unteranlspruch 7, dadturch gekennzeichnet, dass der Kontus in Richtung der Mit telachse der Querschnittsverengung axial verschieb- bar ist.

   9. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Überlaufbehälter kreisringförmig. ausgebildet und seine Mittelachse koaxial zur Mittelachse der Querschoittswerengumg angeordost ist.