DE102004039182B4

DE102004039182B4 - Verfahren zum Abscheiden von Schadstoffpartikeln aus Industriegasen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102004039182B4
Application number: DE200410039182
Authority: DE
Inventors: Hilarius Drzisga
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-12
Filing date: 2004-08-12
Publication date: 2010-07-15
Anticipated expiration: 2024-08-13
Also published as: DE102004039182A1

Abstract

Verfahren zum Abscheiden von Schadstoffpartikeln aus Industriegasen wie beispielsweise aus Kraft- und Zementwerken, bei welchem das Rohgas tangential in einen Zyklon eingeleitet und spiralförmig umgewirbelt wird und die gröberen Staubpartikel durch die Fliehkraft an die konisch verlaufende Zyklonwand geschleudert und nach unten transportiert werden, und das gereinigte Gas den Zyklon zentral am oberen Ende verlässt, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohgas vor dem Einleiten in den Zyklon (2) in vertikaler Strömung in ein im Querschnitt kegelförmiges und spiralgewendeltes Abscheiderohr (1) einströmt, dessen Querschnitt sich bis zum tangentialen Eintritt in den Zyklon (2) verjüngt und das auf der dem Zentrum der Spirale zugewandten Rohroberseite im Abstand zum Zyklon (2) mindestens eine Gaswirbelkammer (4) aufweist, über welche das feinere Staubpartikel beinhaltende Rohgas einem mit einem Sauggebläse (6) ausgestatteten Gewebefilter (7) zugeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Schadstoffpartikeln aus Industriegasen wie beispielsweise aus Kraft- und Zementwerken, bei welchem das Rohgas tangential in einen Zyklon eingeleitet und spiralförmig umgewirbelt wird und die gröberen Staubpartikel durch die Fliehkraft an die konisch verlaufende Zyklonwand geschleudert und nach unten transportiert werden, und das gereinigte Gas den Zyklon zentral am oberen Ende verlässt, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Ein großer Anteil der von der Industrie ausgestoßenen Luftverunreinigungen entsteht durch Staubentwicklung und Absonderung von Gasprodukten chemischer Reaktionen. Ein wesentlicher Staubanteil dieser Abgase wird in Absauganlagen abgesondert. Die Wahl der entsprechenden Anlagen hängt ab von den chemischen und physikalischen Eigenschaften der Staubpartikel und des Trägergases. Die Staubpartikel werden nach trockenen, nassen oder kombinierten Verfahren abgeschieden. Die giftigen Anteile entfernt man beispielsweise durch Absorption (Aktivkohlefilter), Absorption in sogenannten Waschanlagen oder auch chemischen Umsatz in ungiftige Gase oder feste Stoffe. Die einfachste Methode der Staubabscheidung erfolgt in sogenannten Staubkammern. Das staubhaltige Gas durchströmt einen solchen Apparat, wobei dessen feste Teilchen von Trenn- und Luftwänden abgefangen und durch Schwerkraft in Abscheideräume geführt wird.
Zur Intensivierung der Staubtrennung verwendet man sogenannte Zyklone. Das sind konische Staubabscheider, in denen der tangential eintretende Gasstrom spiralförmig umgewirbelt wird, und die Staubteilchen durch die Fliehkraft an die Wand geschleudert und nach unten transportiert werden, während das gereinigte Gas den Zyklon nach oben verlässt. Der Nachteil von Zyklonen besteht darin, dass kleinere Staubteilchen, etwa unter 50 μm nicht mehr allein durch die Schwer- bzw. Fliehkraft abgeschieden werden können. Hierfür verwendet man große Filter oder Nassabscheideverfahren, bei denen hohe Druckabfälle hinzunehmen sind.
Ein weiteres sehr gängiges und allgemein bekanntes Abscheideverfahren besteht aus dem Einsatz von Elektrofiltern, mit denen allerdings nur bestimmte Stäube abgeschieden werden können. Darüber hinaus ist ein solches Verfahren konstruktiv und kostenmäßig ungeheuer aufwendig.
So ist in der DE 30 35 828 A1 eine Abscheidevorrichtung, insbesondere für von Schmelz- oder Verbrennungsöfen kommende Rauchgase, beschrieben, die einen sogenannten Horizontalzyklon aufweist. Dieser Zyklon weist eine einzige Krümmung auf, an deren Ende eine Gasstromteilung zur Abführung des Grobstaubes über einen nach unten gerichteten Staubsammelkanal und ein aufwärts geführter Schenkel mit anschließendem horizontalen Stutzen vorgesehen ist, der wiederum in einen Staubsammeltrichter mündet, dem ein Filter nachgeschaltet ist. Die besagte einzige Krümmung in einem solchen Zyklon erzeugt in keinem Fall die erforderliche Zentrifugalkraft im Gasstrom, dass eine ausreichende Abscheidung des Grobstaubes im entsprechenden Staubsammelkanal stattfinden kann und andererseits auch im weitergeführten Gasstrom eine genügende Feinstaubabscheidung erzielbar ist.
Darüber hinaus ist nach der DE 22 33 437 C3 rein Verfahren zum Abscheiden des spezifisch leichteren Anteils auf einem Strom eines mit suspendierten Stoffen beladenen Mediums mittels Fliehkraft bekannt, bei welchem der Gasstrom mittels eines gekrümmten Stromkanals und einer der Krümmung gegenüberliegenden Wirbelkammer in einen Haupt- und einen Teilstrom unterteilt wird. Dabei hat die Wirbelkammer teilweise die Aufgabe und Wirkung eines Zyklons. Der Gasstrom strömt tangential ein und aus der Wirbelkammer, wobei Feinstaubpartikel unter 10 μm aufgrund geringer Zentrifugalkraft nicht ausgeschieden werden können. Es wird nur eine Teilfraktion abgeschieden und der übrige mit Staub beladene Gasstrom wird nur verdünnt. Das Verfahren ist unabhängig von der Effizienz, allein durch die Konstruktion der Wirbelkammer mit zusätzlichen Sammelkammern und entsprechenden Auslässen, konstruktiv sehr aufwendig.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie die entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Abscheiden von Schadstoffpartikeln aus Industriegasen, wie sie beispielsweise in Kraft- und Zementwerken oder Gießereien und Mühlen entstehen, zu schaffen, das konstruktiv eine einfache Bauweise erfordert, das einen wirtschaftlichen Betrieb erlaubt und das darüber hinaus, neben der Abscheidung von größeren Partikeln, das Abscheiden von Feinstaub gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Rohgas vor dem Einleiten in einen Zyklon in vertikaler Strömung in ein im Querschnitt kegelförmiges und spiralgewendeltes Abscheiderohr einströmt, dessen Querschnitt sich bis zum tangentialen Eintritt in den Zyklon verjüngt und das auf der dem Zentrum der Spirale zugewandten Rohroberseite im Abstand zum Zyklon mindestens eine Gaswirbelkammer aufweist, über welche das feinere Staubpartikel beinhaltende Rohgas einem mit einem Sauggebläse ausgestatteten Gewebefilter zugeführt wird.
Als besonders vorteilhaft erweist sich im Rahmen des Verfahrens bzw. der entsprechenden Vorrichtung, dass durch die Gestaltung und den Verlauf des Abscheiderohres es ermöglicht wird, auf der durch die Schwerkraft in der Gasströmung wirkenden entgegengesetzten Seite des Rohres Gaswirbelkammern anzuordnen, über welche der aufgewirbelte Feinstaub abgesaugt und einem Gewebefilter zugeleitet wird. Es wird nur ein Teil der gesamten Gasmenge, die den Feinstaub beinhaltet, abgesaugt und einem für eine geringe Menge ausgelegten Gewebefilter zugeleitet. Für die durch die Schwerkraft auf die Gasströmung wirkende Abscheidung erweist es sich weiterhin als besonders vorteilhaft, dass der Querschnitt des sich verjüngenden und im Schnitt kegelförmig verlaufenden Abscheiderohres beispielsweise oval ausgeführt ist und somit zur Abscheidung der gröberen Staubpartikel eine größere Fläche vorgesehen ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im nachfolgenden näher erläutert. Es zeigen:
1 – ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematisierter Form und im Schnitt,
2 – eine Seitenansicht des nicht gewendelten Abscheiderohres und
3 – eine schematisierte Darstellung eines Abschnitts des gewendelten Abscheiderohres mit einer Gaswirbelkammer
Wie aus der schematisierten Darstellung nach 1 zu entnehmen ist, strömt das mit Staubpartikeln behaftete Rohgas, wie der Pfeil A andeutet, vertikal in die Öffnung des spiralförmig gewendelten Abscheiderohres 1. Der Querschnitt des nicht gewendelten Abscheiderohres 1 ist in 2 wiedergegeben, so dass man genau die vorgesehene Querschnittsverjüngung des Abscheiderohres 1 nachempfinden kann. Das Abscheiderohr 1 weist des weiteren in Verbindung mit der Wendelung 3 einen kegelförmigen Querschnitt auf. Um für die Abscheidung der gröberen Staubpartikel entsprechende Anlageflächen zu schaffen, und eine eventuell quer zur Gasströmung auftretende Rotation zu vermeiden, weist das Abscheiderohr 1 einen ovalen Querschnitt auf.
In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Wendelung 3 auf der dem Zentrum der Spirale zugewandten Rohroberseite zwei Gaswirbelkammern 4, 5 zur Aufnahme des aufgewirbelten Feinstaubes auf, wie dies in schematisierter Darstellung auch in 3 wiedergegeben ist. Auf der wiederum der oder den Gaswirbelkammern 4, 5 gegenüberlegenden Seite der Wendel 3 des Abscheiderohres 1 scheidet sich, bedingt durch Strömung und Schwerkraft, der gröbere Staub 10 ab. Der in den Gaswirbelkammern 4, 5 aufgewirbelte und eingefangene Feinstaub wird mittels eines Sauggebläses 6 über die Leitungen 8, 9 einem Gewebefilter 7 zugeführt.
Das Ende des gewendelten Abscheiderohres 1 ist an den Zyklon 2 derart angeschlossen, dass der Gasstrom bis auf den durch die Gaswirbelkammern 4 und 5 entzogenen Feinstaub tangential in den Zyklon eingeleitet wird. Der Grobstaub auf dem Zyklon 2 wird in Richtung des Pfeils B abgeschieden, während das von Staubpartikeln gereinigte Gas in Richtung des Pfeils C dem Zyklon 2 entweicht. Die im Gewebefilter 7 aufgefangenen Feinstäube werden unterhalb des Gewebefilters 7 in Richtung des Pfeils B' abgeschieden, während das gereinigte Gas in Richtung des Pfeils C' entweicht.

Claims

Verfahren zum Abscheiden von Schadstoffpartikeln aus Industriegasen wie beispielsweise aus Kraft- und Zementwerken, bei welchem das Rohgas tangential in einen Zyklon eingeleitet und spiralförmig umgewirbelt wird und die gröberen Staubpartikel durch die Fliehkraft an die konisch verlaufende Zyklonwand geschleudert und nach unten transportiert werden, und das gereinigte Gas den Zyklon zentral am oberen Ende verlässt, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohgas vor dem Einleiten in den Zyklon (2) in vertikaler Strömung in ein im Querschnitt kegelförmiges und spiralgewendeltes Abscheiderohr (1) einströmt, dessen Querschnitt sich bis zum tangentialen Eintritt in den Zyklon (2) verjüngt und das auf der dem Zentrum der Spirale zugewandten Rohroberseite im Abstand zum Zyklon (2) mindestens eine Gaswirbelkammer (4) aufweist, über welche das feinere Staubpartikel beinhaltende Rohgas einem mit einem Sauggebläse (6) ausgestatteten Gewebefilter (7) zugeführt wird.
Vorrichtung zum Abscheiden von Schadstoffpartikeln aus Industriebabgasen wie beispielsweise aus Kraft- und Zementwerken, die im Wesentlichen aus einem Zyklon besteht, in dem der tangential eintretende Gasstrom spiralförmig umgewirbelt wird, wobei die gröberen Staubpartikel durch die Fliehkraft an die konisch verlaufende Zyklonwand geschleudert und nach unten transportiert werden, und das gereinigte Gas den Zyklon zentral am oberen Ende verlässt, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zyklon (2) vorgeschaltet ein das Rohgas in vertikaler Strömung aufnehmendes, im Querschnitt kegelförmiges und spiralgewendeltes Abscheiderohr (1) vorgesehen ist, dessen Querschnitt sich bis zum tangentialen Eintritt in den Zyklon (2) verjüngt, und das auf der dem Zentrum der Spirale zugewandten Rohroberseite im Abstand zum Zyklon (2) mindestens eine Gaswirbelkammer (4) aufweist, die mit einem Gewebefilter (7) und diesem nachgeschaltet mit einem Sauggebläse (6) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscheiderohr (1) im Verlauf der Spiralwendelung (3) einen der Gasströmung flächenmäßig angepassten großen Querschnitt, beispielsweise in ovaler Form, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das auf der dem Zentrum der Spirale zugewendeten Rohroberseite in der Wendelung (3) zwei Gaswirbelkammern (4, 5) vorgesehen sind, die mit einem Gewebefilter (7) und einem diesem nachgeschalteten Sauggebläse (6) verbunden sind.