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Verfahren und Vorrichtung zum Naßentstauben von Gasen Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung #um Naßentstauben von Gasen,
beispielsweise der Abgase des Trockenofens einer Asphaltfabrik. Der Wirkungsgrad
solcher Entstaubungssysteme wird nunmehr jedoch zu einem Problem, da aus GrUnden
des Umweltschutzes die Bestimmungen hinsichtlich der Staubbeseitigung ständig verschärft
werden.
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Bei den üblichen Naßentstaubungsanlagen wird Waschwasser in das Abgas
gesprüht, wobei die feinen Wassertröpfchen sich an den Staubpartikeln im Abgas kondensieren
und mit diesen abtropfen. Das sich daraus ergebende schlammige Wasser wird in einen
Absetzbehälter geführt, in welchem sich die Staubpartikel absetzen können und entfernt
werden, wobei das im Behälter verbleibende Wasser als Waschwasser wieder verwendet
wird.
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Bei den konventionellen Naßentstaubungsanlagen läßt es sich nicht
vermeiden,
daß in dem Sprühwasser enthaltene Staubpartikel sich zumindest nach einigen Betriebsstunden
nicht vollständig in dem Absetzbehälter sammeln, sondern zum Teil in dem Waschwasser
verbleiben. Demzufolge befinden sich auch Staubpartikel in den feinen Tröpfchen
des Waschwassers, welches aus der Düse versprüht wird, wodurch die Staubabscheidefähigkeit
verringert wird verglichen mit dem Fall, in welchem vollkommen sauberes Waschwasser
versprüht wird.
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Wenn die Temperatur des Abgases hoch ist, wird das Waschwasser teilweise
in Dampf verwandelt und zusammen mit dem Abgas in die Luft ausgestoßen, wobei die
Staubpartikel in diesem Dampf den Anteil von Staub erhöhen, der in die Atmosphäre
ausgestoßen wird.
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Zusätzlich verursachen die Staubpartikel, die in dem wieder verwendeten
Waschwasser enthalten sind, eine Abnutzung in der Pumpe des Rezirkulationssystems
und/oder in der Sprühdüse, oder sie bleiben im Inneren der Pumpe oder der Düse oder
in der Waschwasser-Zuflußleitung hängen, wodurch der Strömungsquerschnitt verringert
und das Abscheiden von Staub beeinträchtigt wird mit der Folge, daß die in die Atmosphäre
ausgestoßene Staubmenge erhöht wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorher beschriebenen
Nachteile der konventionellen Naßentstaubungsanlagen zu vermeiden und ein Naßentstaubungsverfahren
zu schaffen, bei welchem die Menge des in die Atmosphäre ausgestoßenen Staubes dadurch
verringert wird, daß sich die in dem Staubschlammwasser enthaltenen Staubpartikel
wirksam in dem Absetzbehälter absetzen können, wodurch verhindert wird, daß Staubpartikel
in dem zurückgeführten Wasser verbleiben und die Wirksamkeit und Lebensdauer der
Pumpe und der Düse beeinträchtigen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in das die
Staubpartikel enthaltenden Schlammwasser ein koagulierendes Reagenz eingeführt wird,
welches bewirkt, daß die Staubpartikel in dem
Schlammwasser koagulieren
und sich praktisch vollständig in dem Absatzbehälter absetzen, während das in dem
Absetzbehälter verbleibende saubere Wasser durch ein Rezirkulationssystem der Düse
wieder zugeführt wird, um wieder als Waschwasser in den Gasstrom eingesprüht zu
werden.
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Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden
im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Es zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform
der Erfindung, und Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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Es sei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, in welcher mit 1 die Naßentstaubungsanlage
bezeichnet ist, die eine Kammer 4 aufweist, in welche ein Anschluß 3 mündet, durch
den mit Staub versetztes Abgas in die Kammer 4 eingeführt wird. In der Kammer 4
sind eine oder mehrere Düsen 3 in einer Ebene oder in mehreren Ebenen angeordnet,
durch welche das Waschwasser in das Abgas eingesprüht wird.
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Von der Kammer 4 geht ein Schornstein 5 aus, durch welchen das gereinigte
Abgas in die Atmosphäre entweichen kann. Durch einen Auslaß 6 kann das Schlammwasser
in einen Absetzbehälter 7 ablaufen, der durch einen überlauf mit einem Vorratsbehälter
8 verbunden ist, in den das Waschwasser nach dem Absetzen der Staubpartikel im Behälter
7 überlaufen kann. Das Waschwasser-Rückführsystem 9 weist eine Leitung 10 auf zur
Verbindung des Vorratsbehälters 8 mit der Düse 3 und eine Pumpe 11 in der Leitung
10. Mit 12 ist ein Zuführsystem für ein koagulierendes Reagenz bezeichnet, das einen
Behälter 13 für das Reagenz aufweist, das durch eine Pumpe 14 einer
Düse
15 zugeführt wird. Die Pumpe 14 ist vorzugsweise in der Lage, eine feststehende
Menge von koagulierendem Reagenz zu fördern.
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Die Düse 15 ist vorzugsweise so angeordnet, daß sie das koagulierende
Reagenz in das Schlammwasser zwischen dem Auslad 6 und dem Absetzbehälter 7 einsprüht,
wie in Fig. 1 dargestellt, oder direkt in die Kammer 4 oder auch direkt in den Absetzbehälter
7.
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Durch das Koagulationsreagenz, das in das mit den Staubpartikeln beladene
Schlammwasser eingesprüht wird, wird in später noch zu beschreibender Weise erreicht,
daß sich die Staubpartikel zu größeren Flocken zusammenballen, die in dem Absetzbehälter
7 zu Boden sinken und auf einfache Weise abgepumpt werden können.
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In Fig. 2 ist dagegen ein eigenes Gefäß 16 vorgesehen, in welches
koagulierendes Reagenz aus dem Behälter 13 über die Pumpe 14 durch die Düse 15 eingesprüht
wird und das zwischen einem weiteren Mischtank 17 und dem Absetzgefäß 7 angeordnet
ist. In dem Tank 17 wird der pH-Wert des Schlammwassers entsprechend dem verwendeten
Koagulations-Reagenz eingestellt, und zwar durch Zuführung einer entsprechenden
Reagenzie aus dem Tank 18 über die Düse 19. In dem Tank 17 und in dem Behälter 16
sind Rührwerke 20 vorgesehen. Eine Schlammpumpe 21 im Absetzbehälter 7 pumpt den
Schlamm 8 ab und befördert ihn nach außen.
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Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt: Der Staub,
der in einem Trockenofen einer Asphaltfabrik erzeugt wird, wird mit dem Abgas durch
das Trocknungssystem eines Zyklons und mittels eines Abgasgebläses in die Staubwasch-
und Sammelkammer 4 eingeführt. Innerhalb der Kammer 4 wird Waschwasser aus den Düsen
3 abgesprüht und das mit Staub beladene Abgas wird mit den feinen Wassertröpfchen
vermischt, wobei sich die feinen Wassertröpfchen an den Staubpartikeln zu Tropfen
kondensieren oder die Staubpartikel
und die Wassertröpfchen zusammenstoßen
und Tropfen bilden, welche auf den Boden der Kammer 4 fallen, während das von Staub
befreite Abgas durch den Kamin 5 in die Atmosphäre entweichen kann. Das sich am
Boden der Kammer 4 sammelnde Schlammwasser wird durch den Auslaß 6 in den Tank 17
geführt und dort mit einer ausreichenden Menge eines Neuralisierungsreagenz aus
dem Tank 18 und der Düse 19 versetzt und mit Hilfe des Rührwerks 20 verrührt, wodurch
der pH-Wert des Schlammwassers auf den gewünschten Wert gebracht wird.
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Dieser Netralisierungsprozeß dient dazu, die Koagulationswirkung des
Koagulationsreagenz zu verbessern und gleichzeitig zu verhindern, daß Korrosion
in dem Waschwasser-Rezirkulationssystem 9 und der gesamten Staubwasch- und Sammelanlage
1 eintritt, da in vielen Fällen das Abgas, das durch Verbrennung von Schweröl in
dem Trockenofen der Asphaltfabrik erzeugt wurde, große Mengen beispielsweise von
Schwefeloxiden (SOx) enthält, die mit den feinen Wassertröpfchen in der Kammer 4
gemischt werden und eine Ansäuerung des Schlammwassers bewirken. In anderen Fällen
ist das Schlammwasser basisch, beispielsweise bei Kalkstein. Der einzustellende
pH-Wert variiert entsprechend der Art des verwendeten Koagulationsreagenz, er liegt
jedoch normalerweise zwischen 6,0 und 8,0. Nach Einstellung des pH-Wertes wird das
Schlammwasser, beispielsweise durch einen Überlauf, von dem Neutralisationstank
17 in den Koagulationsmischtank 16 überführt, in welchen eine passende Menge von
Koagulationsreagenz aus dem Tank 13 durch die Düse 15 mittels der Pumpe 14 eingeführt
wird und in welcher dieses Reagenz durch das Rührwerk 20 eingehend mit dem Schlammwasser
gemischt wird.
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Jedes brauchbare Koagulationsreagenz, beispielsweise anorganischer
Art, kann verwendet werden, jedoch werden besonders wirksame wirkungsvolle Ergebnisse
durch hochmolekulare Koagulationsreagenzien erzielt. Die Staubpartikel in dem Schlammwasser
sind mit einem Minus-Ion geladen, und sie haften an der Oberfläche der H20-Moleküle
mit einem Plus-Ion im Wasser. Ohne sich durch direkten Kontakt
zu
Flocken zusammenzuballen, bleiben diese feinen Staubteilchen in Form von kolloidalen
Partikeln bestehen, und sie setzen sich nicht vollständig ab. Durch die Verwendung
des Koagulationsreagenz wird das negative Ion der Staubpartikel neuralisiert, wodurch
die Staubpartikel in direkten Kontakt miteinander kommen und Flocken bilden können,
welche sich sehr schnell absetzen. Bei einem hochmolekularen Koagulationsreagenz
wird zusätzlich die Wirkung erzielt, daß es auch größere Abstände zwischen Staubpartikeln
überbrückt und dadurch bewirkt, daß die Flocken größer werden. Nach gleichförmiger
Mischung mit dem Koagulationsreagenz wird das Schlammwasser beispielsweise durch
einen überlauf von dem Mischtank 16 in den Absetzbehälter 7 überführt, in welchem
sich die Staubpartikel sofort abzusetzen beginnen. Dabei findet eine Ablagerung
sogar der feinsten Staubpartikel statt, deren natürliche Sedimentation bisher schwierig
war. Die abgesetzten Partikel können zu größeren Gebilden koagulieren.
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Das aufgrund der Sedimentation der Staubpartikel erzeugte saubere
Wasser fließt in den Vorratstank 8 über und wird von dort durch das Rezirkulationssystem
9 mittels der Pumpe 11 wieder den Düsen 3 in der Staubwasch- und Sammelkammer 4
zugeführt. Die abgesetzten Staubpartikel in Form von Flocken werden durch die Schlammpumpe
21 aus dem Absetzbehälter 7 entfernt.
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Durch die Erfindung werden die Staubpartikel in dem Schlammwasser
gezwungen, zu koagulieren und sich abzusetzen, wie dies beschrieben wurde, so daß
nicht nur die feinen Staubpartikel, die sich bisher nicht von selbst absetzten,
sondern auch alle anderen Staubpartikel in dem Schlammwasser sich absetzen, was
zur Folge hat, daß ein sehr hoher Wirkungsgrad beim Staubabscheiden erreicht werden
kann.
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Ein besonderer Vorzug der Erfindung liegt darin, daß das Waschwasser,
das von dem Absetzbehälter der Düse wieder zugeführt wird,
keine
Staubpartikel enthält, was dadurch bewiesen wird, daß keine Staubpartikel in dem
Teil des Waschwassers zu finden sind, der aufgrund der hohen Temperaturen des in
die Kammer 4 eingeführten Abgases verdampft und zusammen mit dem gereinigten Abgas
in die Atmosphäre entlassen wird.
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Da keine Staubpartikel in dem Waschwasser enthalten sind, das von
dem Absetzbehälter der Sprühdüse zugeführt wird, wird die Abnutzung bzw. der Abrieb
in der Umwälzpumpe und der Sprühdüse verringert.
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Aufgrund der Neuralisierung des elektrischen Potentials der Staubpartikel
werden diese auch daran gehindert, sich an der Innenfläche der Pumpe, der Düse und
der Rohrleitung anzulegen, im Gegensatz zu üblichen Staubabscheidesystemen, wodurch
die Umwälzpumpe mit hohem Wirkungsgrad arbeiten und die besten Sprühbedingungen
für das Waschwasser aufrechterhalten kann. Gleichzeitig können die Kosten für Ersatz
oder Reparatur der Sprühdüse, der Pumpe und der Rohrleitung auf ein Minimum reduziert
werden.
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Da sich die Staubpartikel in dem Absetzbehälter aufgrund der Verwendung
des Koagulationsreagenz in Form von Flocken absetzen, können die Staubpartikel sehr
leicht mittels einer Schlammpumpe abgepumpt werden, während die Staubabscheidung
vonstatten geht, während es bei den üblichen Staubabscheidesystemen notwendig war,
die Anlage abzustellen, das in dem Absetzbehälter enthaltene Wasser abzulassen und
die Ablagerungen der Staubpartikel mittels eines Schöpfgefäßes und/oder dergleichen
zu entfernen.
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Wie vorher erwähnt, können organische und anorganische Koagulierungsmittel
verwendet werden, und zwar auch nichtionisierende sowie Kation-Koagulierungsmittel.
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- Patentansprüche -