DE2131657A1

DE2131657A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Materieteilchen,insbesondere Staub,aus einem Gas

Info

Publication number: DE2131657A1
Application number: DE19712131657
Authority: DE
Inventors: Donald Beggs
Original assignee: Midland Ross Corp
Current assignee: Midland Ross Corp
Priority date: 1970-06-25
Filing date: 1971-06-25
Publication date: 1971-12-30
Also published as: NL7107592A; ES391939A1; BR7103908D0; GB1326297A; BE767792A; AU2992171A; FR2097910A5

Description

Dipl. - Ing. Reinhold Kramer 2131657

Patentanwalt

7I/O7OI

Midland-Ross Corporation, Cleveland/USA

Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Materieteilchen, insbesondere Staub, aus einem Gas.

(Beanspruchte Priorität: 25. Juni 1970 USA 49.667)

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Materieteilchen, insbesondere Staub, aus einem Gas, bei dem eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, durch eine Packung in einen ITüssigkeitssumpf läuft und das Gas im Gegenstrom hierzu durch die Packung hindurchgeleitet wird.

Es besteht seit langem die Notwendigkeit, aus Abgasen Materieteilchen wie Staubteilchen zu entfernen und das Gas zu kühlen. Diese Notwendigkeit hat im Hinblick auf die seit kurzem zu beobachtenden Anstrengungen zur Beseitigung der Luftverschmutzung eine grosse Bedeutung erlangt. Die bekannten Entstaubungs- und Kühlgeräte haben zwei wesentliche Nachteile. Erstens setzen die bekannten

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Wäscher und Entstaubungsgeräte einen Düsenstrahl hoher Geschwindigkeit, Düsenprallbleche und dergleichen voraus, um die Staubteilchen mit Wasser zu vermischen, welches die Materieteilchen aus dem Gas tragen soll. Der bei manchen Prozessen, wie z.B. beim Hochofenbetrieb entstehende Staub, besitzt eine hohe Scheuerwirkung und dies hat eine hohe Abnützung der Teile der Entstaubungsgeräte zur Folge. Der andere wesentliche Kachteil bekannter fe Einrichtungen besteht darin, dass sie für die Entfernung kleinster Staubteilchen, d.h. Teilchen einer Grosse, die unterhalb einer Maschengrösse von 325 liegt (325 öffnungen pro 25,4- nim) nicht wirksam sind. Ausserdem wird bei der Mehrzahl der bekannten Verfahren zum Behandeln wiederverwendbarer Abgase, bei denen das Gas sowohl gekühlt als auch gereinigt werden soll, zuerst der Staub entfernt und es wird zum Kühlen des Gases eine gesonderte Einrichtung vorgesehen. Selbstverständlich ist es erwünschter., eine einzige Vorrichtung zu haben, die sowohl die Gase Mihlt als auch die Teilchen aus den Gasen entfernt, da eine solche Vorrichtung billiger und platzsparender wäre»

Aufgabe der Erfindung ist es_s ©in Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Materieteilchen aus einem Gas und zum Kühlen des Gases anzugeben, bei denen eine geringe Abnutzung von Teilen der Einrichtung durch scheuernde Materieteilchen gewährleistet ist und die Teile, die einer

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Abnutzung unterworfen werden wurden, entfernt sind. Das Verfahren und die Vorrichtung sollen insbesondere zum Entfernen von Materieteilchen geeignet sein, die ein höheres spezifisches Gewicht als die verwendete Flüssigkeit, nämlich in der Regel Wasser, haben.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man das Gas vor dem Hindurchleiten durch die Packung auf den Sumpf aufprallen lässt und dann im wesentlichen waagrecht über die Oberfläche des Flüssigkeitssumpfes hinwegleitet.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass sich in einem im allgemeinen senkrecht erstreckenden Gehäuse im oberen Bereich ein Flüssigkeitseinlass und im unteren Bereich ein Sammelraum für die Flüssigkeit mit einem Flüssigkeitsauslass und dazwischen ein Flüssigkeitsverteiler befinden, ferner mittels einer Regeleinrichtung der Flüssigkeitsstrom so einstellbar ist, dass im Sammelraum ein Flüssigkeit ssumpf aufrechterhalten bleibt und dass das die riaterieteilchen enthaltende Gas so zugeführt wird, dass es auf die Oberfläche des Flüssigkeitssumpfes aufprallt und nach dem Aufprall horizontal über den Flüssigkeitssumpf strömt.

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Die Kühlwascheinriclitung gemäss dieser Erfindung ist insbesondere zum Entfernen von Eisenoxydstaub,von Mineral- oder Metallstaub, der schwerer als Wasser ist, aus Luft oder Abgasen geeignet. Bei der erfindungsgemässen Kühlwascheinrichtung wird sowohl das Prinzip des Gasaufprallfi auf eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, und das Prinzip eines mit einer Packung versehenen BerieselungSturmes angewandt. Die hierdurch erzielten Vorteile sind aus der folgenden Be-Schreibung, durch die die Erfindung erläutert wird, ersichtlich. Die Beschreibung erfolgt anhand einer Zeichnung, welche eine Schnittansicht einer erfindungsgemässen Gaswaseheinrichtung zeigt.

Der im allgemeinen zylindrische Turm bzw* Wäscher 10 gemäss der Figur besitzt eine zylindrische Wand. bzw. ein zylindrisches Gehäuse 11, einen im wesentlichen konischen Sammelraum 12 und eine ringförmige Deckplatte 13? die sich oberhalb der Wand befindet. Der konische Sammelratiia 12 besitzt am unteren Ende ein Auslassrolir 14. Ein Gaseinlassrohr 15, das mit einer Quelle eines mit Staub behafteten Gases wie dem Auslass eines Hochofens verbunden ist, erstreckt sich durch die Deckplatte 13 und vorläuft in einer im v/es entliehen konzentrischen Anordnung innerhalb des Turmes 10 nach unten. Durch eine in der Deckplatte 13 vorgesehene öffnung 18 wird ein Gasauslassrohr 17 aufgenommen. lieben dem unteren Ende

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des Einlassrohres 15 befindet sich ein Haltegitter 19 für eine Packung, das sich ringförmig von der Aussenflache des Einlassrohres zur Innenfläche der Wand 11 erstreckt. Auf dem Gitter 19 stützt sich ein Bett aus einer Packung 21 ab, die Stoffe wie Marmor, Keramikringe oder dergleichen enthält. Heben dem Einlassrohr 15 und der Wand des Turms 11 sind Wandschichten einer Packung 23 vorgesehen, deren Teilchengrösse wesentlich kleiner als die des Betts der Packung 21 ist.

Iiir die Verteilung von Wasser über die Packungen 21 und 23 ist eine Wasserverteilungsschale 25 vorgesehen. Die Schale 25 "besitzt einen durchlöchex'ten Boden und ist mit einer Vielzahl von Rühren 27 ausgerüstet, die es den Gasen erlauben, durch die Schale hindurchzuströmen. Zum Halten der Schale 25 ist ein Gitter 29 vorgesehen. Der Durchmesser der Schale ist vorzugsweise etwas kleiner als der Durchmesser der Wand 11. Durch eine oder mehrere variable Wasser einlas sr öhre 3I₁ ä.±e sich im oberen Teil des Turms 10 befinden, wird in die Schale reines Wasser eingeleitet.

Der Sammelraum 12 ist mit einem Bodenabzugsrohr 33 ausgerüstet, dessen Grosse im Vergleich zum Wassereinlass so gewählt ist, dass nur der kleinere Teil des durch die Rohre 31 einleitbaren Wassers abzuziehen ist, wenn das Bodenabzugsrohr mit einem Wassersaum H beaufschlagt wird. Der Sammelraum 12 besitzt ausserdem ein Überlaufabzugsrohr 35» um in dem Sammelraum den ge-

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wünschten Wasserpegel 37 aufrechtzuerhalten. Das Überlaufabzugsrohr 35 ist so bemessen, dass es den Hauptteil des durch die Rohre 31 eingeleiteten Wassers abzieht. Das Überlaufabzugsrohr 35 kann, wie in der Zeichnung dargestellt, U-förmig ausgebildet werden, um gleichzeitig als Gasverschluss zu wirken.

In der Zeichnung ist die allgemeine Strömung des Gases durch Strömungslinien mit grosser Pfeilspitze und die allgemeine Strömung des Wassers durch Strömungslinien mit kleinerer Pfeilspitze angedeutet.

Der Wäscher 10 arbeitet in der folgenden Weise, um den Staub aus den Gasen zu entfernen. Ein primäres Reinigen erfolgt direkt in dem ifeastr des Bsuamelraumes durch direkten Aufprall des Staubes, der in den aus dem Rohr 15 austretenden Gasen enthalten ist, auf den Wassersumpf. Wenn die Gase das V/asser berühren, werden die Staubpartikel nass und aus dem Gas entfernt. Die Aufprall geschwindigkeit der aus dem Rohr 15 ausliegen/ tretenden Gase sollte vorzugsweise oberhalb 40 m/s% so dass ein hohes Mass an Bewegung auftritt, am eine völlige Mischung von Gas und Wasser zu gewährleisten. Es wurde festgestellt, dass bei Anwendung dieser hohen Gasgeschwindigkeit die Aussichten, dass die Teilchen mit dem Wasser in Berührung kommen und hierdurch entfernt werden statt dass sie mit dem Gasstrom

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mitgenommen werden, wesentlich vergrössert werden. Nach dem Aufprall strömen die Gase waagrecht längs der Oberfläche des Wassersumpfes radial in allen Eichtungen nach aussen zur Wand 11 des Turmes hin. Während des radialen Strömens nach aussen verlieren die Gase an Geschwindigkeit und die Staubpartikel, die durch den Aufprall auf den Wassersumpf nicht entfernt worden sind, fallen zufolge ihrer Schwerkraft aus den Gasen in den Wassersumpf. Das Kühlen der Gase geschieht in der Packung 21, wo Wasser und Gase gegensiimig zueinander strömen. Die Wandschicht der Packung 23 sollte vorzugsweise aus einer Partikelgrösse hergestellt sein, die nicht grosser als die Hälfte der Partikelgrösse des Bettes der Packung 21 ist, damit verhindert wird, dass die Gase an den Wänden abziehen, wie es bei Packungen der Fall ist, die nur eine einzige gleichmässige Partikelgrösse or«tJm1 \;en.

Es hat sich experimentell gezeigt, dass beim Waschen von Gasen,die Eisenoxydstaub enthalten, tatsächlich der gesamte Staub in den Wassersumpf ausgeschieden wird, der über das Abzugsrohr 33 abgelassen wird und dass das Wasser, welches über das Überlaufabzugsrohr 35 abläuft, im wesentlichen sauber ist. Das überlaufabzugsrohr 35 ist vorzugsweise in der Nähe der Wand 11 des Turmes angebracht, so dass sich die in den Wassersumpf fallenden Staubpartikel im Sumpf absetzen können, bevor sie zum Überlaufabzugerohr gelangen. Bei der in der Zeichnung dargestellten Einheit können nahezu 90 % des

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Wassers durch das tJberlaufabzugsrohr 35 entfernt werden. Da das Wasser relativ sauber ist, kann es gekühlt und zurückgeführt werden. Das aus dem Auslassrohr 14 kommende Wasser ist schwer mit Staubpartikeln beladen und kann zu einem Anreicherungsapparat geleitet werden, so dass, falls erwünscht, die Partikel entfernt werden können.

10 Ansprüche
1 Figur

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Claims

Ansprüche

.} Verfahren zum Entfernen von Materieteilchen, insbesondere Staub, aus einem Gas, bei dem eine Flüssigkeit, insbesondere Wasser, durch eine Packung in einen Flüssigkeitssumpf läuft und das Gas im Gegenstrom hierzu durch die Packung durchgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gas vor dem Hindurchleiten durch die Packung auf den Sumpf aufprallen lässt und dann im wesentlichen waagrecht über die Oberfläche des Flüssigkeitssumpfes hinwegleitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Flüssigkeitsstrom nach abwärts gerichtet ist und das Wasser beim Herabfliessen verteilt wird, dass wenigstens ein Teil der Flüssigkeit in einem Sammelraum für die Flüssigkeit zu einem Flüssigkeitssumpf gesammelt wird und dass das Gas von oben gegen den Flüssigkeitssumpf geleitet und nach dem waagrechten Abströmen über die Oberfläche des Flüssigkeitssumpfes nach oben durch das herabrieselnde Wasser hindurchgeleitet wird.

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3. Verfahren nach. Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Aufprallgeschwindigkeit auf die Oberfläche des Flüssigkeitssumpfes wenigstens 40 m/s beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet , dass man das Gas etwa in der Mitte des Flüssigkeitssumpfes aufprallen lässt und der Hauptteil der im Flüssigkeitssumpf angesammelten Flüssigkeit am Umfang entfernt wird.
5« Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich in einem im allgemeinen senkrecht erstreckenden Gehäuse (11, 12) im oberen Bereich ein Flüssigkeitseinlass (31) und im unteren Bereich ein Sammelraum (12) für die Flüssigkeit mit einem Flüssigkeitsauslass (14) und dazwischen ein Flüssigkeitsverteiler (25) befinden, ferner mittels einer Segeleinrichtung der Flüssigkeitsstrom so einstellbar ist, dass im Sammelraum (12) ein Flüssigkeitssumpf aufrechterhalten bleibt und dass das die Materieteilchen enthaltende Gas so zugeführt wird, dass es auf die Oberfläche des Flüssigkeitssumpfes aufprallt und nach dem Aufprall horizontal über den Flüssigkeitssumpf strömt.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , dass die Zuführleitung (15) für das Gas im wesentlichen senkrecht innerhalb des Gehäuses verläuft und unmittelbar oberhalb des Flüssigkeit ssumpfes endet,
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , dass innerhalb des Gehäuses eine sich von dem Gaseinlass (15) bis zur Gehäusewand erstreckende Halteeinrichtung (19) für eine Packung (21, 23) vorgesehen ist, dass auf der Halteeinrichtung die Substanz der Packung lagert und zwischen dem Flüssigkeitseinlass (31) und der Packung (21, 23) ein Flüssigkeitsverteiler (25) vorgesehen ist, oberhalb dessen sich der Gasauslass (17) befindet.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7» dadurch gekennzeichnet, dass sich im oberen Bereich des Flüssigkeitssumpfes benachbart zur Peripherie des Gehäuses eine Überlaufeinrichtung (35) für die Flüssigkeit befindet.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse durch eine ringförmige Deckplatte (13) verschlossen ist und sich der Flüssigkeitssumpf im unteren

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Bereich des Gehäuses befindet , dass vom oberen Teil des Gehäuses wenigstens ein Flüssigkeitsrohr (Jl) aufgenommen wird, dass das Gasrohr (15) von der öffnung der Deckplatte (15) aufgenommen wird und dieses unmittelbar oberhalb des Flüssigkeitssumpfes endet und dass die Halteeinrichtung für die Packung aus einem Gitter (19) besteht, dass zwischen der Packung und dem Flüssigkeitsrohr eine Schale mit einer Vielzahl von öffnungen vorgesehen ist ^ und oberhalb dieser Schale das Gasauslassrohr (17) von dem Gehäuse aufgenommen wird.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dass die benachbart zur Peripherie des Gehäuses angeordneten Teilchen der Packung (23) kleiner als der Eest der Teilchen der übrigen Packung (21) ist.

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