DE1940642A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen aus einem Gasstrom - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen aus einem Gasstrom Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen von Verunreinigungen aus einem Gasstrom.
• Für die Luftverschmutzungskontrolle sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt, beispielsweise Zyklone, Gaswäscher und Wäscher mit Sprühkammern, Deflektionswäscher, mechanische Gaswäscher und Sprühdüsen. Ferner gibt es für diese Zwecke Gewebefilter. Bekannt sind auch elektrostatische Niederschlagselektroden, Schallniederschläger und Absetzkammern, katalytisch wirkende Einrichtungen usw.
• Eine Trennung von Feststoffpartikeln und etwa unerwünschten Komponenten aus einem Gasstrom unter Benutzung eines Flüssig-#eitsfilters hat sich bisher nicht eingeführt und zwar mit Rücksicht auf den dabei erforderlichen hohen Einpressdruck für das Gas.
• Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabenstellung zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine wirksame und intensive Gasreinigung in einer Flüssigkeit ermöglittytt, ozone @@@ dabei was san unter Druck gesetzt werden muß.
• Diese Auf gabe ist mit einem Verfahren gelöst, das nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß im Bodenbereich einer Flüssigkeitssäule eine flüssigkeitsfreie Zone mit Unterdruck erzeugt und in diese das Gas gesaugt wird, das danach unter Aufbringung von Zentrifugalkräften in Einzeibläschen aufgelöst in die Flüssigkeit gedrückt wird.
• Die Verrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einem mit einer Gasstromzuführung versehenen und mit einer Reinigungsflüssigkeit gefüllten Behälter, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Behälter in hochstrebender Sä,lenfortZ.
• in seinem Bodenbereich einen mit Flügeln besetzten angetriebenen Rotor mit flügelfreiem Zentrumbereich aufweist, in welchem Zentrumbereich die Gaszufuhrleitung mündet.
• Dieses Verfahren und Vorrichtung ermöglichen in einfacher Weise die Reinigung von Gasströmen, die unerwünschte Verunreinigungen enthalten, wie Staubpartikel und/oder unerwünschte Gaskomponenten, wie Kohlendioxyd, Schwefeldioxyd, Stckoxyde od. dgl.
• Für das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorr@@@tung ist es wicntig, daß das verunreinigte Gas, das zu reinigen ist, in Wasser oder in anderen F#lüssigkeiten unlöslich oder im wesentlichten unlöslich ist. Neben diesem Gesichtsp@nkt, bestehen keine anders Begrenzungen. Die Erfindung @om@t insbesondere für die Reinigung der Luft von Rauch, Staub und g@@tigen Gasen, wie S@@wefeltrioxyd od. dgl. in Frage, aber es liegt a. der Hand, daß die Erfindung ebenso zur Anwendung kommen kann bei der Abtrennung von Ammoniak aus Synthesegas oder bei der Entfernung von Staubteilchen bei Ofenblasgasen, die für die Aufbereitung zur Weiterverbrennuny bestimmt sind.
• Obgleich es f~ur die meisten Fälle ausreichend sein mag, Wasser als Füllung für den behälter zu benutzen, können selbstverstündlich je nach den Erfordernissen saure oder basische S-ubstanzen in der Flüssigkeit gelöst sein, um die Reinigung von basischen oder saure Gasen zu unterstützen. Wenn beispielsweise das verunreinigte Gas Scnwefeldioxyd oder andere Verunreinigungen enthält, die wenn in Wasserhydrolisiert, zur Bildung voll Sa#uren neigen, so ist es vorteilhaft, dem Wasser eine entsprechende Menge geeigneter basisciier Substanzen zuzusetzen, wie Kaliumdyroxyd oder ein Salz, das basiscii @ydrolisiert, wie Anteile Natriumbikarbonat. Wenn andererseits das verunreinigte Gas von Natriumdanipf oder Ammoniak enthält, so ist vorzuziehen, dem Wasser eine Substanz beizufügen, die sauer ist oder die sauer hydrolisiert, wie Schwefelsäure oder Eisenellorid. Es sind ebenso Gegenbenheiten vorstellbar, bei denen die Flüssigkeit etwas anderes als Wasser ist. Beispielsweise kann Yonoaethanolamin benutzt werden, um Kohlendioxyd aus einem Reduktionagasstrom zu entfernen, der aus einer Mischung von CO und H2 besteht.
• (siehe USA-Patent 2752 234).
• Weitere Einzelheiten werden nachfolgend an Hand der zeichnet rischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
• In dieser Darstellung zeigt sohernatisoh Fig. 1 die erfindungagemässe Vorrichtung, teilweise im Schnitt und Fig. 2 einen Schnitt durch einen Vorrichtungsteil längs Linie II-II gern. Fig. 1.
• Verunreinigtes Gas gelangt aus einem Raum 1 durch eine Leitung 2 in den zentrischen flügelfreien Bereich 3 eines gefächerten Rotor. 4, der im Bodenberetoh eines Behälters 5 angeordnet ist, welcher eine ausreichend hohe Wassersäule oder dergl. enthält. Ein Motor 6 treibt über eine Welle 7 den Rotor 4 an, wdbei die Welle 7 und die Leitung 2-die Behälterwandung mit richtungen 8, 9 abgedichtet durchgreifen.
• Gemäss Fig. 2 ist der Rotor 4 mit um seinen flügelfreien Zentrumsbereich 3 angeordneten Flügeln 10 besetzt, die an ihren äusseren Enden abgebogene Kanten 11 haben können, aber nicht haben müssen, wobei die abgebogenen Kanten 11 in in Drenrichtung 12 des Rotors weisen.
• Im Behälter 5 sina eine Vielzahl von UmlenSflåchen 13 vorgesehen, die die Kontaktzeit zwischen dem zu reinigenden Gas und dem Wasser verlängerne Vorzugsweise sind die Flächen 15 etwas schräg nach oben gestellt damit sich das Gas nicht unter ihnen fangen kann0 Vorzugsweise ist die Vorrichtung ferner mit einer Leitung 14 versehen, durch die die Flüssigkeit vom Boden des Behälters 5 aus zu einem Filter 15 abgezogen wird, von dem aus die Flüssigkeit durch eine Leitung 16 zu einem Neutralisator 17 fliesst. Die Pumpe 18 saugt die Flüssigkeit- durch die Leitung 19 und drückt es, falls erforderlich, durch einen Wärmeaustauscher 200 in den Behälter 5 zurück.
• Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Der Motor 6 versetzt den Rotor 4 in Drehung mit Drehzahlen von beispielsweise 600 U/min oder mehr. Wesentlich ist dabei, dass der Rotor 4 so schnell gedreht wird, dass Flüssigkeit nicht zwischen die Flügel 10 eintreten kann. Die Drehung des Rotor 4 bewirkt einen Ansaugeffekt auf das verschmutzte Gas in der Leitung 2, das dadurch in den Innenbereich 3 des Rotors 4 gesogen wird und von da aus durch die Flügel 10 in die Flüssigkeit 21 gedrückt wird, die es in Form kleiner Bläschen durchströmt Alle Schmutzpartikel, die sich in dem verunreinigten Gas befinden, das aus der Leitung 2 kommt, werden natürlich ebenfalls vom Rotor 4 mit angesaugt und in die Flllssigkeitp gedrückt.
• Der Kraftbedraf für die Drehung des Rotors 3 in der Flüssigkeit 21 ist im wesentlichen der gleiche wie der für eine Drehung in Luft, deho er liegt etwa 4% höher. Darüber hinaus wird, ohne das Gas mit Druck beaufschlagen zu müssen - was sonst notwendig ist, um gegen den Flüssigkeitsdruck ansukommen - erreicht, dass das zu reinigende Gas durch die Leitung 2 in den Bereich 3 gesaugt wird und dann durch die Flügel 10 aus dem Rotor 4 austritts Die kleinen Gasblasen, die vom Rotor 4 abgeschleudert werden, steigen dann durch den Behälter 5 auf, wobei die Kontaktzeit zwischen Gasblasen und Flüssigkeit auf das notwendige Mass durch die Anordnung von Umlenkflächen 13 beeinflusst werden kann.
• Die Reinigungsflüssigkeit 21 kann nach einer gewissen Betriebsdauer ausgewechselt werden, was jedoch zur zeitweisen Ausserbetriebsetzung der Vorrichtung führt0 Vorzugsweise wird deshalb die Flüssigkeit kontinuierlich gereinigt, in dem die Flüssigkeit 21 durch zusätzliche Einrichtungen zirkuliert, von denen einige in Figo 1 dargestellt sind0 Die Flüssigkeit wird dabei durch eine Leitung 14 abgezogen und von Feststoff~ verunreinigungen in einem geeigneten Filter 15 oder anderen geeigneten Feststoffentfernungselementen befreit, wie beii spielsweise in einem Absetzbehälter. Das Filtrat wird vorzugsweise in einem Neutralisator 17 neutralisiert, ehe es durch die Leitung 19 zu einer Pumpe 18 gelangt. Es- ist dabei wichtig, dass sich die Pumpe 18 hinter dem Filter 15 und Neutralisator 17 befindet, um Korrosion und Verschleiss der Pulpe 18 auf eine Minimum zu halten.
• In vielen Anwendungsbeispielen wird es nicht notwendig sein, einen Wärmeaustausoher 20 vorzusehen, aber in manchen Anwendungsfällen wird es notwendig sein, die Temperatur anzuheben oder abzusenken, ehe die Flüssigkeit bei 20 wieder in den Behälter 5 zurückgegeben wird0 Obgleich der Pil Wert der Flüssigkeit zufriedenstellend im Neutralisator eingestellt werden kann, wenn eine saure oder basicho Lösung im Behälter 5 benutzt wird, so wird es in den meisten Betriebefällen vorzuziehen sein, den Neutralisator 17 so einzustellen, dass er die Flüssigkeit angenähert neutralisiert, d.h. auf einen PH Wert von ca. 7 bringt. Zugabe von entsprechenden Substanzen bei 40 in den Tank 10 um Korrosionen an der Pulpe 36 zu vermeiden, die normalerweise auftreten würden, wenn die Flüssigkeit sauer oder basOch wäre.
• Als Ergebnis der Arbeitsweise der Torrichtung, wird ein gereinigter Gasstrom gezeugt, der bei 22 den Behälter 5 verlässt. Der Rotor mus selbst notwendig nicht total in der -Flüssigkeit, wie in Fig. 1 dargestellt, eingetaucht sein, er kann s.B. auch seitlich as Behälter 5 in einer Behälterausbuchtung angeordnet sein, wobei seine Flügel lediglich mit einem schmalen Teilbereich mit der Flüssigkeit 21 in Berührung kommen. Die einzustellende Drehzahl hängt vom rotierenden Element selbst und der Viscosität der Flüssigkeit 21 ab. Mit nur wenigen Flügeln auf dem Rotor 4 und mit einem nur kleinen Durchmesser oder bei einer Flüssigkeit 21 mit niedriger Viscosität, mag es notwendig sein, eine Drehzahl auszuwählen, die wesentlich grösser ist als 600 U/min, während bei einer grösseren Zahl von Flügeln oder bei einem Rotor mit grösserem Durchmesser oder bei einer Flüssigkeit mit höherer Visooeität, geringere Drehzahlen eingestellt werden können.

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Verfahren zum Entfernen von Verunreinigungen aus einem Gasstrom, wobei das verunreinigte Gas durch eine PlüsZ sigkeit geleitet wird, zu der sich das Gas im wesentlichen unlösbar und inert verhält, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , dass im Bodenbereich einer Flüssigkeitssäule eine flüssigkeitsfreie Zone mit Unterdruck erzeugt und in diese das Gas gesaugt wird, das danach unter Aufbringung von Zentrifugalkräften in Einzelbläschen aufgelöst in die Flüssigkeit gedrückt wird, 20 Verfahren nach A. 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t w dass die aufsteigenden Gasbläschen in der Flüssigkeitssäule mehrfach umgelenkt werden.

   30 Verfahren nach A. 1 und/oder 29 d a d u r c h g e p k e n n z e i c h n e t , dass als Reinigungsflüssigkeit eine im wesentlichen neutrale Flüssigkeit verwendet wird, 40 Verfähren nach A 1 und/oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t 2 dass als Reinigungsflüssigkeit Je nach Art und Zusammensetzung des zu reinigenden Gases eine basische oder saure Flüssigkeit verwendet wird.

   50 Verfahren nach Jedem der Ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Reinigungsflüssigkeit in an sich bekannter Weise kontinuierlich umgewälzt und während der Umwälzung von Feststoffen bei freit wird.

   6. Verfahren nach A 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , dass nach der Feststoffentfernung die Flüssigkeit vor Passage des die Umwälzung bewirkenden Elementes neutralisiert wird.

   7o Vorrichtung zur Durchf~uhrung des Verfahrens nach A 1, bestehend aus einem mit einer Gasstromzuführung versehenen und mit Reinigungsflüssigkeit gefülltem Behälter, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Behälter (5) in hochstehender Säulenform in seinem Bodenbereich einen mit Flügeln (10) besetzten angetriebenen Rotor (4) mit flügelfreiem Zentrumsbereich (3) aufweist, in welchem Zentrumsbereich (3) die Gaszufuhrleitung (2) mündet.

   So Vorrichtung nach A 79 d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , dass im Irinern des Behälters (5) Strömungsumlenkflächen (13) angeordnet sindo 9. Vorrichtung nach A 89 d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , dass die Strömungsumlenkflächen (13) Jeweils abwechselnd an der einen und an der anderen Seite des Behälterinnenraumes angeordnet sind.

   10. Vorrichtung nach A 8 und/oder 9, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dass die Strömungsumlenkflächen (13) in Strömungarichtung der Gasblasen leicht ansteir gend angeordnet sind0 11. Vorrichtung nach jeden der A 7 - 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Behälter (5) it einer Flüssigkeitumwälzleitung (14, 16, 19) einer Pumpe (18) und vorgeschalteten Flüssigkeitsbehandlungselementen (15, 17) versehen ist.

   12. Vorrichtung nsch A 11 d a d u r c h g e k e n n -s e i c h n e t , dass als Flüssigkeitsbehandlungselemente ein Filter (15) und/oder eine Neutralisationseinrichtung (17) vorgesehen sind.

   13. Vorrichtung nach A 11 und/oder 12, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , dass in der Umwälzleitung ein der Pumpe (18) nachgeschalteter Wärmtauscher (20) angeordnet ist.

   L e e r s e i t e