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DE1671413B1 - VENTURI WASHERS FOR WET CLEANING OF GASES - Google Patents

VENTURI WASHERS FOR WET CLEANING OF GASES

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Publication number
DE1671413B1
DE1671413B1 DE19671671413 DE1671413A DE1671413B1 DE 1671413 B1 DE1671413 B1 DE 1671413B1 DE 19671671413 DE19671671413 DE 19671671413 DE 1671413 A DE1671413 A DE 1671413A DE 1671413 B1 DE1671413 B1 DE 1671413B1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
gas
cross
neck
rotor
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19671671413
Other languages
German (de)
Inventor
Akiyoshi Ueda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Publication of DE1671413B1 publication Critical patent/DE1671413B1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/10—Venturi scrubbers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S261/00—Gas and liquid contact apparatus
    • Y10S261/54—Venturi scrubbers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Separation Of Particles Using Liquids (AREA)

Description

sie sind jedoch vorzugsweise keilförmig ausgebildet. Vorzugsweise hat die Führungsplatte 6 eine Länge von etwa dem 5- bis 7fachen der Breite des Halsteiles B. Ihr Scheitelwinkel kann 6 bis 13° betragen.however, they are preferably wedge-shaped. The guide plate 6 preferably has a length of approximately 5 to 7 times the width of the neck part B. Its apex angle can be 6 to 13 °.

Im Betrieb wird staubaufnehmendes Wasser, das mit Hilfe einer anderen Einrichtung unter Druck gesetzt wird, durch Sprühdüsen 8 eines Behälters 9 in die Halsteile B und Q eingespritzt. Muß eine große Menge an durchströmendem Gas gereinigt werden, kann auch zusätzlich eine Sprüheinrichtung beispielsweise innerhalb des Rotors vorgesehen sein, um die Sprühstrahlen in den gesamten Halsteil einzuspritzen. In den Diffusorteilen C und R vermischen sich das Rohgas und die in die Halsteile B und Q eingespritzten Tröpfchen, so daß der Staub in dem Rohgas durch Berührung, Kollision und Diffusion absorbiert wird. Danach werden in einem nicht gezeigten, hinter dem Venturiwäscher vorgesehenen Umlenkteil für den Gasstrom die Staub enthaltenden Wassertröpfchen von dem Gas getrennt, und das Rohgas ist somit gereinigt. Gleichzeitig nimmt im Diffusorteil die Gasgeschwindigkeit allmählich ab, und der dynamische Druck infolge der hohen Geschwindigkeit des Gases an der engsten Stelle wird effektiv als statischer Druck zurückgewonnen. Zur Veränderung der durchströmenden Gasmenge, die zu behandeln ist, werden die Gasdurchtrittsflächen in den engsten Stellen der Halsteile B und Q des Venturiwäschers entsprechend den durchströmenden Gasmengen variiert. Auf diese Weise kann die Gasgeschwindigkeit an der engsten Stelle konstant gehalten werden, so daß auch der Druckverlust und der Wirkungsgrad der Staubabscheidung konstant gehalten werden.In operation, dust-absorbing water, which is pressurized with the aid of another device, is injected into the neck parts B and Q through spray nozzles 8 of a container 9. If a large amount of gas flowing through has to be cleaned, a spray device can also be provided, for example inside the rotor, in order to inject the spray jets into the entire neck part. In the diffuser parts C and R , the raw gas and the droplets injected into the neck parts B and Q mix, so that the dust in the raw gas is absorbed by contact, collision and diffusion. Thereafter, the water droplets containing dust are separated from the gas in a deflection part, not shown, provided behind the venturi scrubber for the gas flow, and the raw gas is thus cleaned. At the same time, the gas velocity gradually decreases in the diffuser part, and the dynamic pressure due to the high velocity of the gas at the narrowest point is effectively recovered as the static pressure. To change the amount of gas flowing through which is to be treated, the gas passage areas in the narrowest points of the neck parts B and Q of the Venturi scrubber are varied according to the amount of gas flowing through. In this way, the gas velocity can be kept constant at the narrowest point, so that the pressure loss and the efficiency of the dust separation are also kept constant.

Bei diesem Durchströmen des Gases durch den Venturiwäscher bewirkt die Führungsplatte 1 vor dem Rotor 3, daß die Gasgeschwindigkeit kontinuierlich zunimmt, wobei der statische Druck des Gases kontinuierlich abnimmt. Da die Führungsplatte 1 den Rotor zum größten Teil überdeckt, prallt die Gasströmung nicht unter einem größeren Auftreffwinkel auf die Rotorfläche, wie dies bei den bekannten Vorrichtungen der Fall ist. Auf diese Weise bleibt während des ganzen Einschnürens der Gasströmung eine laminare Strömung erhalten, so daß praktisch nichts von der Energie verlorengeht, die der Gasströmung z. B. durch ein Gebläse erteilt wird. Die stromab von dem Rotor 3 vorgesehene Führungsplatte 6 hat den Vorteil, daß sich die Diffusorteile C und R allmählich erweitern, so daß die Geschwindigkeit hinter dem Halsteil nur allmählich abnimmt. Auf diese Weise wird eine Wirbelbildung und ein Ablösen der Wirbel an der Grenzschicht hinter dem Rotor vermieden. Da die Strömung durch die erfindungsgemäße Führungsplatte 6 auch hinter dem Rotor laminar bleibt, kann der dynamische Gasdruck praktisch wieder vollständig als statischer Druck zurückgewonnen werden, was bedeutet, daß durch die Verengung des Venturirohres kein wesentlicher Energieverlust in der Gasströmung auftritt. Auf diese Weise kann durch die erfindungsgemäße Vorrichtung der Druckverlust in dem Venturiwäscher minimal gehalten werden, d. h., der Leistungsverbrauch der gesamten Anlage wird erheblich reduziert, und die Betriebskosten werden verringert. Außerdem kann beim Bau der Anlage das erforderliche Gebläse wesentlich kleiner dimensioniert sein, um den erforderlichen Druck hinter dem Venturiwäscher zu erreichen, was die Baukosten für die Anlage verringert. When the gas flows through the venturi scrubber, the guide plate 1 in front of the rotor 3 causes the gas velocity to increase continuously, the static pressure of the gas continuously decreasing. Since the guide plate 1 largely covers the rotor, the gas flow does not impinge on the rotor surface at a larger angle of incidence, as is the case with the known devices. In this way, a laminar flow is maintained throughout the constriction of the gas flow, so that practically nothing of the energy is lost that the gas flow z. B. is issued by a fan. The guide plate 6 provided downstream of the rotor 3 has the advantage that the diffuser parts C and R gradually widen so that the speed behind the neck part only decreases gradually. In this way, vortex formation and separation of the vortices at the boundary layer behind the rotor is avoided. Since the flow through the guide plate 6 according to the invention also remains laminar behind the rotor, the dynamic gas pressure can almost completely be recovered as static pressure, which means that no significant energy loss occurs in the gas flow due to the narrowing of the Venturi tube. In this way, the device according to the invention can keep the pressure loss in the Venturi scrubber to a minimum, ie the power consumption of the entire system is considerably reduced and the operating costs are reduced. In addition, when the system is being built, the fan required can be made much smaller in order to achieve the required pressure downstream of the venturi scrubber, which reduces the construction costs for the system.

Im folgenden wird die Verwendung des erfindungsgemäßen Venturiwäschers zur Naßreinigung von Gasen bei einer kleinen Anlage zur Rückgewinnung von Abgas aus einem Konverter in unverbranntem Zustand erläutert.In the following the use of the invention Venturi scrubber for wet cleaning of gases in a small recovery plant of exhaust gas from a converter in the unburned state explained.

Zur Reinigung des Abgases, dessen anfallende Menge zwischen Null und 1700 Nm3/Std. schwankte und das eine Temperatur von 40° C hatte, wurde der Innendruck des Gaskühlers auf einem bestimmten Wert gehalten, während die anzusaugende Menge mit HiKe der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingestellt wurde. Bei einer günstigen Einstellung des Innendrucks des Gaskühlers wurden durch Messungen die in der folgenden Tabelle angegebenen sehr günstigen Ergebnisse erhalten:For cleaning the exhaust gas, the amount of which is between zero and 1700 Nm 3 / hour. fluctuated and which had a temperature of 40 ° C., the internal pressure of the gas cooler was kept at a certain value while the amount to be sucked in was adjusted with HiKe of the device according to the invention. With a favorable setting of the internal pressure of the gas cooler, the very favorable results given in the following table were obtained through measurements:

Maximale Abgasmenge in
Nm3/Std Maximum exhaust gas quantity in
Nm 3 / h

Mittlerer Druckverlust in
mm Wassersäule Mean pressure drop in
mm water column

Druckverlust in mm Wassersäule bei maximaler
AbgasströmungsmengePressure loss in mm of water column at maximum
Exhaust gas flow rate

Eingespritzte Wassermenge
in 1/Nm3 bei maximaler
AbgasströmungsmengeInjected amount of water
in 1 / Nm 3 at maximum
Exhaust gas flow rate

StaubsammelwirkungsgradDust collection efficiency

in % in %

Eingeblasene Sauerstoffmenge in Nm3/Std Amount of oxygen blown in in Nm 3 / hour

Versuchs-Nr.Trial no.

11 22 15001500 14251425 939939 963963 720720 780780 0,70.7 1,41.4 98,498.4 99,299.2 428428 436436

1250 11751250 1175

10501050

2,4 99,2 4312.4 99.2 431

Nachdem die Anlage mehr als 8 Monate in Betrieb war, ohne daß die entsprechenden Teile gereinigt wurden, war der Verschmutzungsgrad dieser erfindungsgemäßen Teile mit abgelagertem Staub so gering, daß er keinen nachteiligen Einfluß auf die Wirkungsweise dieser Teile hatte.After the system has been in operation for more than 8 months without the corresponding parts being cleaned the degree of soiling of these parts of the present invention with deposited dust was as follows little that it had no adverse effect on the operation of these parts.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY 1 sheet of COPY drawings

Claims (1)

1 21 2 der Staubabscheidung erreicht wird und bei dem diethe dust separation is achieved and in which the Patentanspruch: Querschnittsfläche des Halsteiles des VenturiwäschersClaim: cross-sectional area of the neck part of the venturi scrubber in Abhängigkeit von der durchströmenden Gasmengedepending on the amount of gas flowing through Venturiwäscher zur Naßreinigung von Gasen, in einfacher Weise durch das Verstellelement ge-Venturi scrubber for wet cleaning of gases, easily done by the adjusting element der zur kontinuierlichen Veränderung des Hals- 5 steuert werden kann, indem z. B. eine lineare Ab-which can be controlled for the continuous change of the neck 5 by z. B. a linear querschnittes ein um eine senkrecht zur Gas- hängigkeit von der Verschwenkung des Verstell-cross-section by one perpendicular to the gas dependence on the pivoting of the adjustment strömungsrichtung angeordnete, mittig den Hals- elementes erhalten wird.Direction of flow arranged, is obtained in the middle of the neck element. teil durchsetzende Längsachse schwenkbares Ver- Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, Stellelement aufweist, dadurch gekenn- daß das Verstellelement ein Rotor mit beliebiger zeichnet, daß das Verstellelement ein Rotor io Querschnittsform ist und daß in Anstromrichtung des (3) mit beliebiger Querschnittsform ist und daß Gases zur Teilung des Gasweges und in Abstromin Anstromrichtung des Gases zur Teilung des richtung des Gases zur Verhinderung von Wirbel-Gasweges und in Abstromrichtung des Gases zur bildung in der Gasströmung ober- und unterhalb des Verhinderung von Wirbelbildung in der Gas- Halsteiles angeordnete Führungsplatten, die den Rotor strömung ober- und unterhalb des Halsteiles 15 zum größeren Teil überdecken, vorgesehen sind,
angeordnete Führungsplatten (1, 6), die den Rotor Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden zum größeren Teil überdecken, vorgesehen sind. ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel an Hand derAccording to the invention, this aim is achieved by having the adjusting element, characterized in that the adjusting element has a rotor with any desired cross-sectional shape, that the adjusting element is a rotor with any cross-sectional shape and that in the inflow direction the (3) has any cross-sectional shape and that Gas to divide the gas path and in the downstream direction of the gas to divide the direction of the gas to prevent vortex gas path and in the downstream direction of the gas to form in the gas flow above and below the prevention of vortex formation in the gas neck part arranged guide plates, which cover the rotor flow above and below the neck part 15 for the greater part, are provided,
arranged guide plates (1, 6) which cover the rotor to a greater extent to explain the invention in the following. a preferred embodiment on the basis of Zeichnung beschrieben.
F i g. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt eines erfin-Drawing described.
F i g. 1 shows a vertical section of an invented 20 dungsgemäßen Venturiwäschers;20 venturi scrubber according to the invention; F i g. 2 ist ein Schnitt längs der Linie I-I der F i g. 1. Der in der Zeichnung gezeigte erfindungsgemäßeF i g. Figure 2 is a section along line I-I of Figure 2. 1. The inventive shown in the drawing Die Erfindung betrifft einen Venturiwäscher zur Venturiwäscher besitzt einen Rotor als schwenkbares Naßreinigung von Gasen, der zur kontinuierlichen Verstellelement zur Veränderung des Querschnitts Veränderung des Halsquerschnittes ein um eine 25 des Halsteiles. Die Innenseite einer Außenwand 2 senkrecht zur Gasströmungsrichtung angeordnete, und die Außenfläche einer keilförmigen Führungsmittig den Halsteil durchsetzende Längsachse schwenk- platte 1 bilden zwei geteilte Einschnürungsteile A bares Verstellelement aufweist. und P als Zuführung des Rohgases in den Venturi-Bei Gasreinigern des Venturityps sind verschiedene wäscher. Die Innenseite einer Außenwand 5 und die Verfahren bekannt, um den Querschnitt des Kehlen- 30 Außenseite eines Rotors 3 bilden die Halsteile B teils entsprechend den Betriebsbedingungen zu vari- und Q. Die Innenseite einer Außenwand? und die ieren. Dabei ist im Kehlenteil des Venturiwäschers Außenseite einer keilförmigen Führungsplatte 6 bilden eine Einrichtung vorgesehen, die die Querschnitts- daran anschließend zwei geteilte Diffusorteile C und R. fläche verändern und dadurch die den Kehlenteil Die Geschwindigkeit des Rohgases erhöht sich alldurchströmende Gasmenge verändern kann. Bei 35 mählich, während es durch die Einschnürungsteile A diesen bekannten Verfahren tritt jedoch eine Wirbel- und P und weiter zu den Halsteilen B und Q strömt, bildung und Wirbelablösung an der Grenzschicht im Wenn das Gas durch die engsten Stellen zwischen Gasstrom nach dem Kehlenteil auf, und die Druck- den vorstehenden Endteilen des Rotors 3 und der rückgewinnung im Diffusor, d. h. die Wiederum- Innenseite der Außenwand 5 in den Halsteilen B und Q Wandlung des dynamischen Drucks in statischen 4° strömt, erreicht die Gasgeschwindigkeit ihren maxi-Druck, wird stark reduziert oder fällt sogar voll- malen Wert.The invention relates to a venturi scrubber for the venturi scrubber has a rotor as a swiveling wet cleaning of gases, which is used for the continuous adjustment element to change the cross-section, changing the neck cross-section by a 25 of the neck part. The inner side of an outer wall 2 arranged perpendicular to the gas flow direction and the outer surface of a wedge-shaped guide center penetrating the neck part of the longitudinal axis pivot plate 1 form two divided constriction parts A having a bares adjusting element. and P as the feed of the raw gas into the Venturi-Bei gas cleaners of the Venturop are different scrubbers. The inside of an outer wall 5 and the methods known to vary the cross-section of the throat 30 outside of a rotor 3 form the neck parts B partly according to the operating conditions and Q. The inside of an outer wall? and the ieren. In the throat part of the venturi scrubber outside a wedge-shaped guide plate 6 is provided to form a device that changes the cross-sectional area then two divided diffuser parts C and R and thereby the throat part The speed of the raw gas increases the amount of gas flowing through it can change. At 35 gradually, while it occurs through the constriction parts A of these known processes, a vortex and P and flows further to the neck parts B and Q , formation and vortex shedding at the boundary layer when the gas flows through the narrowest points between gas flow after the throat part , and the pressure of the protruding end parts of the rotor 3 and the recovery in the diffuser, ie the inside of the outer wall 5 flows in the neck parts B and Q converting the dynamic pressure into static 4 °, the gas velocity reaches its maximum pressure, is greatly reduced or even falls by the full value. kommen weg. Da die Abhängigkeit der Gasströ- Als Rotor 3 wird in dieser Ausführungsform, wie mungsmenge von der Steuerveränderlichen, das heißt sie in F i g. 2 gezeigt ist, beispielsweise eine im Längsz. B. von dem Schwenkwinkel des Verstellelementes, schnitt rechteckige Säule verwendet, deren Querkeine lineare Funktion ist, kann die Steuerung der 45 schnitt eine durch irgendeine geschlossene Kurve Gasströmungsmenge mit Hilfe einer herkömmlichen umschriebene Fläche dargestellt, deren Durchmesser Steuereinrichtung nicht den gesamten Bereich um- in zueinander senkrechten Richtungen verschieden fassen, sondern sie kann nur in jeweils einem be- ist. Durch Drehen der Rotorachse 4, die die Längsgrenzten Bereich durchgeführt werden, so daß der richtung der Gasströmung rechtwinklig schneidet, gesamte Steuerbereich in mehrere solche schmale 50 wird daher der Querschnitt des Halses des Venturi-Bereiche unterteilt werden muß. Wäschers verändert, wodurch der Strömungswider-Die bekannten Einrichtungen zum Ändern des stand verändert wird, wobei die Beziehung zwischen Halsquerschnittes eines Venturiwäschers haben also der Steuervariablen, in diesem Fall der Drehwinkel die Nachteile, daß ein hoher Druckverlust des durch- der Rotorachse, und der durchströmenden Gasmenge strömenden Gases auftritt, was einen erhöhten 55 zu einer linearen Funktion gemacht werden kann. Leistungsverbrauch und daher eine Vergrößerung An Stelle der obengenannten Säule mit rechteckigem des Gebläses oder eine Reduzierung des Gasdruckes Längsschnitt kann auch ein Vollkörper verwendet nach dem Durchströmen des Kehlenteils des Wäschers werden, der eine geschlossene und gekrümmte Oberzur Folge hat. Dies erhöht die Bau- und Betriebs- fläche besitzt.come away. Since the dependence of the gas flow As rotor 3 is in this embodiment, how amount of the tax variable, that is, it is shown in FIG. 2 is shown, for example a longitudinal z. B. from the pivot angle of the adjusting element, cut rectangular column used, the cross none is linear function, the controller of the 45 can cut a through any closed curve Amount of gas flow represented by means of a conventional circumscribed area, its diameter Control device does not differ in the entire area in mutually perpendicular directions rather, it can only exist in one at a time. By turning the rotor axis 4, which bordered the longitudinal Area so that the direction of gas flow intersects at right angles, entire control area in several such narrow 50 is therefore the cross-section of the neck of the venturi areas must be divided. Washer changed, whereby the flow impedance-The known devices for changing the stand is changed, the relationship between Neck cross-section of a Venturi scrubber have the control variable, in this case the angle of rotation the disadvantages that a high pressure loss of the rotor axis, and the amount of gas flowing through flowing gas occurs, which an increased 55 can be made a linear function. Power consumption and therefore an increase in size Instead of the above-mentioned column with a rectangular one of the fan or a reduction in the gas pressure longitudinal section, a solid body can also be used after flowing through the throat part of the scrubber, the one closed and curved upper surface Consequence. This increases the building and operating area. kosten für die Naßreinigungsanlage. Weiter ist 60 Stromauf von dem Verstellelement oder demcosts for the wet cleaning system. Next is 60 upstream of the adjustment element or the selbst bei einer teilweisen Linearisierung der nicht- Rotor 3 ist eine Führungsplatte 1 vorgesehen, um deneven with a partial linearization of the non-rotor 3, a guide plate 1 is provided to the linearen Größen der Steuereinrichtung eine Steuerung Gasstrom in zwei Teile zu teilen, so daß das Gaslinear sizes of the control device divide a control gas flow into two parts, so that the gas der durchströmenden Gasmenge schwierig. nicht direkt auf den Mechanismus zur Veränderungdifficult due to the amount of gas flowing through. not directly on the mechanism of change Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, des Querschnitts trifft, und es ist stromab eine Füh-The object of the invention is therefore to meet the cross-section, and there is a guide downstream diese Nachteile der bekannten Einrichtungen auszu- 65 rungsplatte 6 vorgesehen, um die im Halsteil erreichteThese disadvantages of the known devices training plate 6 are provided in order to achieve that in the neck part schalten und einen Venturiwäscher zur Naßreinigung Geschwindigkeit als statischen Druck zurückzugewin-switch on and use a venturi scrubber for wet cleaning to regain speed as static pressure von Gasen zu schaffen, bei welchem die Druck- nen, so daß der Druckverlust verringert wird. Dieof gases at which the pressures so that the pressure loss is reduced. the Verluste gering sind und ein hoher Wirkungsgrad bei Führungsplatten 1 und 6 haben keine spezielle Form,Losses are low and high efficiency. Guide plates 1 and 6 do not have a special shape,
DE19671671413 1966-08-15 1967-08-14 VENTURI WASHERS FOR WET CLEANING OF GASES Withdrawn DE1671413B1 (en)

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