DE1671402A1 - Verfahren zum Waschen und Nassentstauben von Gasen - Google Patents

Description

DR.-ING. VON KREISLER DR.-I NG. SCHDNWALD I O / I *» U 4 DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLDPSCH

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Patentanmeldung P 16 71 402.6 Köln, 16.1.1969

Buhfehemie Aktiengesellschaft RSk/Sei - R 1706

Heue Beschreibung

Verfahren zum Waschen und Naßentstauben von Gasen

Eine "bekannte Vorrichtung sum Waschen und liaßentstauben von Gasen besteht aus einem senkrecht stehenden Rohr mit einem darin angeordneten, geschlossenen, zylinderförmigen, oben und unten spitz zulaufenden Einbaukörper mit schraubenförmigen Leitflächen in Form von Leitschaufeln sowie einem unteren Gaseinlaß und einem oberen Gasauslaß und gegebenenfalls einer Waschflüssigkeitszufuhr am oberen oder unteren Ende, Die Strömungsgeschwindigkeit der diese Vorrichtung von unten nach oben durchziehenden Gase wird so groß gewählt, daß die Waschflüssigkeit in dem vom Einbaukörper und der Rohrinnenwand gebildeten Ringraum angestaut und im Schwebezustand heftig durchgewirbelt wird (DAS 1 193 47T)₀

Bei Zuführung der Waschflüssigkeit von unten in den Raum unterhalb der Leitflächen ist das Rohr durch einen mit einer Einschnürung versehenen Auffangkragen verengt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei sehr hohem Gasdurchsatz einen maximalen Abscheideeffekt in einer solchen Vorrichtung zu erreichen, so daß bei möglichst geringer Bauliöhe gewährleistet ist, daß das aus der Vorrichtung entweichende Reingas praktisch frei von J¹IUs sigkeits tropf en

ist«,

Unterlagen (Art. 7 § 1 Abs. 2 Nr. l Satz 3 des Änderungsges. v. 4.9.

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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Waschen und ITaß entstauben von Gasen in einer Vorrichtung, die aus einem senkrecht stehenden Rohr mit einem darin angeordneten geschlossenen, zylinderförmigen, oben und unten spitz zulaufenden Einbaukörper mit schraubenförmigen leitflächen in Porja von Leitschaufeln sowie einem unteren Gaseinlaß und einem oberen Gasetuslaß und gegebenenfalls einer Wasehfliissxgkeitszufuhr am oberen oder unteren 3nde besteht und worin die Strömungsgeschwindigkeit der diese Vorrichtung von unten nach oben durchziehenden Gase so groß gewählt wird, daß die Waschflüssigkeit in dera vom Einbaukörper und der Rohrinnenwand gebildeten Ringraum angestaut und im Schwebezustand heftig durchgewirbelt wird, Es ist dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Einbaukörpers eine rotierende Wirbelschicht, sit einer Höhe von etwa dem 1— bis 1,5-fachen Durchmesser des senkrecht stehenden Außenrohres dadurch ausgebildet v/ird, daß die Geschwindigkeit des rotierenden Gases Ln Eiiigrauin um den Einbaukörper so gewählt wird, daß eine Scnleuderzahl Z von mindestens 95_f vorzugsweise 100 oder darüber, resultiert, die sich aus der Beziehung

ζ -

ergibt, worin u die mittlere Umfangsgeschwindigkeit des rotierenden Gasstromes, g die Brdbeschleunigung und d den mittleren Durchmesser zwischen dem Einbaukörper und der Innenwand des senkrechten Rohres bezeichnet, ermittelt

nach der Gleichung ,

d = Cd₁ - d₂) ^x

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wobei unter (I₁ der Außendurchmesser und unter d₂ der Innendurchmesser des Ringquerschnitts zu vorstehen sind.

Zweckmäßig wird eine mittlere Umfangsgeschwindigkeit u deα rotierenden Gasstromes von etwa 18 Ms 30 m/Sek, gewählt. Als besonders vorteilhaft iiat sich eine mittlere Umfangsgeschwindigkeit u von 20 bis 25 m/Sek. erwiesen.

Der Innendurchmesser des die Leitschaufeln aufnehmenden Ringraumes wird Vorzugs v/eise auf etwa 300 bis 600 mm, insbesondere auf etwa 500 mn, bemessen.

Llit etwa, gleichbleibender kenge der Waschflüssigkeit wird bei Erhöhung des Gasdurchsatzes ein gleichbleibender Wascheffekt erreicht, wenn der Innendurchmesser des Ringraumes konstant gehalten und der Außendur ciamess er in Abhängigkeit von der durchzusetzenden Gasnenge und der mittleren Umfangsgesohweindigkeit des rotierenden Gasstromes vergrößert wird«

Bei eineiu konstantem Innendurchmesser Jea Kingraurnes von beispielsweise etwa 500 mz wir-A das Verfahren derart durchgeführt, da·?. iu Bereich einer Kurve gearbeitet wird, die durch die folgenden Punkte a), b) und c) in einem Koordinatensystem ^^kennzeichnet ist, in welchem als Ordinate das Verhältnis von Außen— au Innendurchmesser bzw. die Querschnitt3fläche des Ringraunes uni als Abszisse der Gasdurchsatz in m /h aufgetragen sind;

a) bei einer querschnittsfläche des Ringraunes von etwa 0,3 2i*" uni einen Außeniurchmesser desselben von etwa 800 :.-π· betrügt der Sasdurchsat:^ etwa 10 000 m /h;

b) bei ei. er ^uerschnittsjiläche less Iiin^ruunes von etwa ü,6 'S' ur.o. einem AuSendurciimescer desselben von etwa 1 OGC '-υ:, "--etragt der Gasdurchsatz etwa 20 000 m^/hj

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c) bei einer Querschnittsflache des Ringraumes von etwa j 0,9 m und einem Außendurchmesser desselben von etwa \ 1 200 mm beträgt der Gasdurchsatz etwa 40 000 m /h,

Für andere Bemessungen des Durchtrittsquerschnitts können die entsprechenden Verfahrensbedingungen mit Hilfe der vorstehend angegebenen Formeln ermittelt werden.

Ein besonders guter Abscheideeffekt wird mit dem Verfahren nach der Erfindung erzielt, wenn der erforderliche Abstand zwischen dem Rand der Leitschaufeln und der Rohrinnenwand auf etwa 5 bis 50 mm, vorzugsweise auf 10 bis 25 mm bemessen wird. Hierdurch werden axiale Gasdurchbrüche und damit eine Verminderung des Reinigungseffekts auch bei großen Durchsätzen ausgeschlossen.

Der Neigungswinkel α der Leitschaufel, gemessen gegen die Horizontale, wird auf etwa 23 bis 30° eingestellt. Je kleiner der Winkel gewählt wird, desto geringere Bauhöhen der Vorrichtung ergeben sich, wobei der Apparatewiderstand nur geringfügig ansteigt.

Man gibt bei dem Verfahren nach der Erfindung zweckmäßig eine Waschflüssigkeitsmenge auf, die in Abhängigkeit von der erwünschten Konzentration der abgezogenen Waschflüssigkeit, z.B. Wasser, an Verunreinigungen etwa 0,5 bis 5 ι /h, vorzugsweise 1 bis 2 nr/η, beträgt. Die Waschflüssigkeit wird dabei zweckmäßig als kompakter Strahl dicht oberhalb der Spitze des Einbaukörpers noch im Bereich der rotierenden Wirbelschicht aufgegeben. Sie gelangt damit unmittelbar in den Bereich der Leitschaufeln und wird sofort verwirbelt und für die Absorption der aus dem durchgesetzten Gas zu entfernenden gasförmigen Beimischlingen oder von Plüssigkeits- und Staubteilchen beson-

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ders gut ausgenutzt. Hierdurch wird auch hei sehr hohem Gasdurchsatz keinerlei llfeschflüssigkeit von den Gasen mitgerissen und aus der Vorrichtung ausgetragen.

Die beigefügten Eg, 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Pig» 3 gibt den Zusammenhang zwischen Gasdurchsatz und den Auslegungen der Vorrichtung wieder, Fig. 1 stellt dabei ein ei Längsschnitt durch eine Ausfuhrungsform der Vorrichtung dar, während ELg. 2 den Grundriß der Vorrichtung wiedergibt, wobei die Leitschaufeln aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen sind, Fig. 3 ist eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem Gasdurchsatz einerseits und dem Querschnitt der Kreisringfläche zwischen der Innenwand des senkrecht stehenden Rohres und der Außenwand des die schraubenförmigen Leitschaufeln tragenden Einbaukörpers sowie den zugehörigen Verhältnissen von Innendurchmesser d-, des senkrecht stehenden Rohres zum Außendurchmessen d_P des Einbaukörpers, und zwar

C.

bei gleichem Abscheideeffekt und Druckwiderstand·

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung bestet aus einem senkrecht stehenden zylindrischen Rohr 1, in dem ein gleichfalls zylinderförmiger, oben und unten spitz zulaufender Einbaukörper 2 zentrisch angeordent ist, Br wird in der vorliegenden Ausführungsform durch Tragarme 3 in seiner Lage gehalten. Er ist auf seinem zylindrischen Teil mit schraubenförmig angeordneten Leitschaufeln 4 versehen, die zwischen ihrem äußeren Rand und der Innenwandung des Rohres 1 einen Ringspalt 5 freilassen. Mit 6 (Pig. 2) ist der Ringraum zwischen der Außenwand des Einbaukörpers 2 und der Innenwand des Rohres 1 bezeichnet,

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Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Hg· 1 nur eine einzige Scluaibenlinie von Leitschaufeln 4 dargestellt. In Wirklichkeit ist eine Vielzahl derartiger Schraubenlinien aus gleichmäßig verteilten Leitschaufeln 4 auf dem Einbaukörper 2 vorgesehen. Diese Anordnung ist vergleichbar mit den Verhältnissen bei einem mehrgängigen Schraubengewinde«

Aus !"ig. 3 ist zu ersehen, in welcher Weise der Gasdurchsatz und der Querschnitt der zwischen der Innenwand des senkrecht stehenden Rohres 1 und dem Einbaukörper 2 vor— handenen Kreisringfläche 6 Zusammengängen. Dabei ist vorausgesetzt, daß der Abscheideeffekt und der Druckwiderstand (ca* 180 mm WS) jeweils gleichgehalten sind und daß das abziehende Reingas praktisch keine Tropfen der löschflüssigkeit enthält. Der Gasdurchsatz ist auf der Abszisse in m /h angegeben, während auf der Ordinate der Querschnitt

der Kreisringfläche 6 in m und das zugehörige Verhältnis von Innendurchmesser d-^ des senkrecht stehenden Rohres 1 zum Außendurchmesser dg des Einbaukörpers 2 vermerkt sind. Die Angabe 1200/500 z.B. besagt, daß bei einem Innendurchmesser d-, des senkrecht stehenden Rohres 1 von 1200 mm der Außendurchmesser dp des Einbaukörpers 2 dann 500 mm beträgt, wobei der Querschnitt der Kreisringfläche sich auf 0,935 m² beläuft.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die in Anpassung hieran bemessenen Vorrichtungen wird gewährleistet, daß in den Gasen enthaltene gasförmige, flüssige und feste Verunreinigungen restlos abgeschieden werden. Dies ist besonders dann wünschenswert, wenn es sich um Abgase von Anlagen verschiedenster Art handelt, die in die Atmosphäre eintreten.

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Claims (1)

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Pat ent ans pr üohe

1_#) Verfahren zum Waschen und Naßentstauben von Gasen in einer Vorrichtung, die aue einem senkrecht stehenden Rohr mit einem darin angeordneten geschlossenen, zylinderförmigen, oben und unten spitz zulaufenden Einbaukörper mit schraubenförmigen Leitflächen in Form von Leitschaufeln sowie einem unteren Gaseinlaß und einem oberen Gasauslaß und gegebenenfalls einer Waschflüssigkeitszufuhr am oberen oder unteren Ende besteht und worin die Strömungsgeschwindigkeit der diese Vorrichtung von unten nach oben durchziehenden Gase so groß gewählt wird, daß die Waschflüssigkeit in dem vom Einbaukörper und der Rohrinnenwand gebildeten Ringraum angestaut und im Schwebezustand heftig durchgewirbelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß. oberhalb des Einbaukörpers eine rotierende Wirbelschicht mit einer Höhe von etwa dem 1 — bis 1,5-fachen Durchmesser des senkrecht stehenden Außenrohres dadurch ausgebildet wird, daß die Geschwindigkeit des rotierenden Gases im
Ringraum um den Einbaukörper so gewählt wird, daß eine
Schleuderzahl Z von mindestens 95, vorzugsweise 100 oder darüber, resultiert,, die sich aus der Beziehung

„ 2 u²

" g . d

ergibt, worin u die mittlere Uiafangsgeschwindigkeit dee rotierenden Gasstromes, g die Erdbeschleunigung und d den mittleren Durchmesser zwischen dem Einbaukörper und der Innenwand des senkrechten hohres bezeichnet, ermittelt nach der Gleichung _{d =} (_{d d} ) _

wobei unter d-, der Außendurchmesser und unter d₂ der Innendurchmesser des Ringquerschnitts zu verstehen sind.

rieue Unterlagen i*rt-? 31 Ats. 2 Nr. 1 sau 3 des Xnderuneseea. ϊ. 4 9.196
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2_#) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Umfangsgeschwindigkeit u des rotierenden Gasstromes auf etwa 18 bis 30 m/Sek, eingestellt wird*

3·) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Umfangsgeschwindigkeit u des rotierenden Gasstromes auf etwa 20 bis 25 m/Sek, eingestellt wird,

4·) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des die Leitschaufeln aufnehmenden Ringraumes etwa 300 bis 600 mm beträgt,

5.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4_f dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Ringraumes konstant, gehalten und der Außendur-chmesser in Abhängigkeit von der , durchzusetzenden Gasmenge und der mittleren Umfangsgeschwindigkeit des rotierenden Gasstromes vergrößert wird,

6.) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Innendurchmesser des Ringraumes von etwa 500 mm im Bereich einer Kurve gearbeitet wird, die durch die folgenden Punkte a), b) und c) in einem Koordinatensystem gekennzeichnet ist, in welchem als Ordinate das Verhältnis von Außen- zu Innendurchmesser bzw, die iuerschnittsfläche des Ringraumes und als Abszisse der Gasdurchsatz in iir/h aufgetragen sind;

a) bei einer «iuerschnittsfläche des Ringraumes von etwa

2
0,3 m und einem Außendurclimesser desselben von etwa 800 mm beträgt der Gasdurchsatz etwa 10 000 m /h;

b) bei einer iuerschnittsfläche des Ringraumes von etwa

2
0,6 m und einem Außendurchmesser desselben von etwa 1 000 mm beträgt der Gasdurchsatz etwa 20 000 nr/h;

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c) bei einer Querschnittsfläche des Ringraumes von etwa

2
0,9 m und einem Außendurchmesser desselben von etwa 1 200 mm beträgt der Gasdurchsatz etwa 40 000 m /h,

7·) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Rand der leitschaufeln und der Rohrinnenwand auf etwa 5 bis 30 mm bemessen wird,

8.) Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Rand der leitschaufeln und der Rohrinnenwand auf etwa 10 bis 25 mm bemessen wird,

9·) Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine iVaschflüssigkeitsmenge von etwa 0,5 bis 5 m / h aufgegeben wird,

10,) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß· eine Waschflüssigkeitsmenge von etwa 1 bis 2 m /h aufgegeben wird.

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