DE2131657A1 - Method and device for removing matter particles, in particular dust, from a gas - Google Patents
Method and device for removing matter particles, in particular dust, from a gasInfo
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Description
Dipl. - Ing. Reinhold Kramer 2131657Dipl. - Ing.Reinhold Kramer 2131 657
7I/O7OI7I / O7OI
Midland-Ross Corporation, Cleveland/USAMidland-Ross Corporation, Cleveland / USA
Verfahren und Vorrichtung zum Entfernen von Materieteilchen, insbesondere Staub, aus einem Gas.Method and device for removing matter particles, especially dust, from a gas.
(Beanspruchte Priorität: 25. Juni 1970 USA 49.667)(Claimed Priority: June 25, 1970 U.S. 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.The invention relates to a method and a device for removing matter particles, in particular dust, from a gas in which a liquid, in particular water, runs through a packing into a liquid sump and that Gas is passed through the packing in countercurrent to this.
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 bekanntenThere has long been a need to remove exhaust gases To remove matter particles such as dust particles and to cool the gas. This need has in terms of the recent efforts to eliminate air pollution are of great importance attained. The known dedusting and cooling devices have two major disadvantages. First, put the familiar
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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»Washer and dust extractors one jet higher Speed, nozzle baffles and the like to mix the dust particles with water, which to carry the matter particles out of the gas. The one that occurs in some processes, such as in blast furnace operation Dust, has a high abrasive effect and this causes a high level of wear and tear on the parts of the dust collectors result. The other major disadvantage of known fe facilities is that they are designed for removal smallest dust particles, i.e. particles with a size below a mesh size of 325 (325 openings per 25.4- nim) are not effective. In addition, the Majority of the known methods for treating reusable exhaust gases, in which the gas is both cooled as If cleaning is also to be carried out, the dust is removed first and a separate device is used to cool the gas intended. Of course, it is more desirable to have a single device that cools both the gases as well as removing the particles from the gases, since such a device would be cheaper and more space-saving »
Aufgabe der Erfindung ist ess ©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 einerThe object of the invention is s © in method and apparatus provide for cooling of the gas, in which a low wear of parts is ensured by means of the abrasive material particles, and the parts, on the one for removing particles of matter from a gas, and
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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.Subject to wear and tear are removed. That The method and the device should in particular be suitable for removing matter particles that have a have a higher specific weight than the liquid used, namely usually water.
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. The method according to the invention is characterized in that the gas is passed through the packing before it is passed through can impact the sump and then guide it essentially horizontally over the surface of the liquid sump.
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.The inventive device for performing the method is characterized in that in one generally vertically extending housing in the upper area a liquid inlet and in the lower area a collecting space for the liquid with a liquid outlet and a liquid distributor in between, furthermore, the liquid flow can be adjusted by means of a control device in such a way that a liquid is present in the collecting space sump is maintained and that the gas containing the riaterieteilchen is supplied so that it impacts the surface of the liquid sump and after the impact horizontally over the liquid sump flows.
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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.The refrigerated washing arrangement according to this invention is particularly for removing iron oxide dust, mineral or Metal dust heavier than water from air or exhaust gases is suitable. With the cooling washing device according to the invention becomes both the principle of gas impingement on a liquid, especially water, and the principle of one with a pack of sprinkling provided by the storm. the The advantages achieved in this way are evident from the following description, which explains the invention. The description is based on a drawing which shows a sectional view of a gas washing device according to the invention shows.
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 EndeThe generally cylindrical tower or * washer 10 according to the figure has a cylindrical wall. or a cylindrical housing 11, a substantially conical collecting space 12 and an annular cover plate 13? which is located above the wall. The conical collecting area 12 has at the bottom End of an outlet roller 14. A gas inlet tube 15, which is connected to a source of a dusty gas such as the outlet of a blast furnace extends through the Cover plate 13 and runs downwards in a concentric arrangement borrowed in the v / es within the tower 10. A gas outlet pipe 17 is received through an opening 18 provided in the cover plate 13. love the lower end
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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.of the inlet pipe 15 there is a holding grid 19 for a pack, which extends annularly from the outer surface of the inlet pipe extends to the inner surface of the wall 11. A bed made of a pack 21 is supported on the grid 19, the substances such as Contains marble, ceramic rings or the like. Lift the inlet pipe 15 and the wall of the tower 11 are wall layers one Pack 23 is provided, the particle size of which is significantly smaller than that of the bed of the pack 21.
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.A water distribution tray 25 is provided for the distribution of water via the packs 21 and 23. The bowl 25 ″ has a bottom with a perforated surface and is equipped with a plurality of stirrers 27 which allow the gases to flow through the bowl. A grid 29 is provided to hold the bowl 25. The diameter of the bowl is preferably somewhat smaller than the diameter of the wall 11. Through one or more variable water inlet tubes 3I 1 ä. ± e located in the upper part of the tower 10, pure water is introduced into the bowl.
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-The collecting space 12 is equipped with a bottom exhaust pipe 33, the size of which is selected in comparison to the water inlet so that that only the smaller part of the water that can be introduced through the pipes 31 is to be drawn off if the bottom drainage pipe is connected to a Water border H is applied. The collecting space 12 also has an overflow outlet pipe 35 »in order to
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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.wished to maintain water level 37. The overflow flue pipe 35 is dimensioned in such a way that it draws off most of the water introduced through the pipes 31. The overflow flue pipe 35 can, as shown in the drawing, be U-shaped in order to act as a gas seal at the same time to act.
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.In the drawing, the general flow of the gas is shown by flow lines with a large arrowhead and the general Flow of water indicated by flow lines with a smaller arrowhead.
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 GasstromThe scrubber 10 operates in the following manner to remove the dust from the gases. Primary cleaning takes place directly in the ifeastr of the Bsuamel room through direct impact of the dust contained in the gases emerging from the pipe 15 on the water sump. When the gases enter the water touch, the dust particles get wet and removed from the gas. The impact speed from the tube 15 exposed / Emerging gases should preferably be above 40 m / s% so that a high degree of movement occurs and complete mixing of gas and water. It has been found that using this high gas velocity, the prospects that the particles come into contact with the water and are thereby removed instead of being with the gas flow
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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. be taken along, be significantly enlarged. After the impact, the gases flow horizontally along the surface of the water sump, radially in all directions outward towards the wall 11 of the tower. During the radial outward flow, the gases lose speed and the dust particles, which have not been removed by the impact on the water sump, fall from the gases into the water sump due to their gravity. The cooling of the gases takes place in the packing 21, where water and gases flow in opposite directions to one another. The wall layer of the packing 23 should preferably be made of a particle size that is no larger than half the particle size of the bed of the packing 21, so that the gases are prevented from being drawn off the walls, as is the case with packs that only a single uniform particle size 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 % desIt has been shown experimentally that when gases containing iron oxide dust are scrubbed, in fact all of the Dust is excreted in the water sump, which is drained via the exhaust pipe 33 and that the water, which runs through the overflow discharge pipe 35, essentially is clean. The overflow drain pipe 35 is preferably in attached near the wall 11 of the tower, so that the dust particles falling into the water sump settle in the sump before they reach the overflow outlet pipe. With the unit shown in the drawing, almost 90% of the
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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.Water can be removed through the overflow drain pipe 35. There the water is relatively clean, it can be cooled and recycled. The water coming out of the outlet pipe 14 is heavily laden with dust particles and can be directed to an enrichment apparatus so that, if desired, the particles can be removed.
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