DE2301469C3 - Gaswäscher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gaswäscher der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art.

Aus der südafrikanischen Patentschrift 66/7061 ist ein Gaswäscher ersichtlich, bei dem eine im oberen Teil eines Behälters angeordnete einzelne Düse, sowie ein unterhalb derselben in dem Behälter enthaltenes Flüssigkeitsbad Verwendung findet Ein zunächst dem unteren Ende der Düse an dieser befestigter ringförmiger Prallteller erstreckt sich in einigem Abstand oberhalb des Flüssigkeitsspiegel. Das zu waschende Gas wird abwärts durch die Düsen ausgeblasen, so daß es die Oberfläche der Flüssigkeit beaufschlagt Dadurch bildet sich in der Oberfläche der Flüssigkeit eine Einsenkung, aus deren Bereich das Gas zusammen mit darin mitgerissener Flüssigkeit den unterhalb des Pralltellers liegenden Raum radial auswärts durchströmt. Gegebenenfalls ist sin vom P.and des Pralltellers herabhängendes Aufschlaggitter · argesehen. Der Spiegel des Flüssigkeitsbades wird mittels geeigneter Einrichtungen, etwa eines Überlaufwehrs, auf im wesentlichen konstanter Höhe gehalten.

Das Waschen des Gases bzw. das Entfernen von Feststoffteilchen daraus erfolgt durch das Auftreffen des Gases auf der Oberfläche des Flüssigkeitsbades und insbesondere auf den Oberflächen der in dem Bad gebildeten Einsenkung. Eine zusätzliche Waschwirkung ergibt sich aus der Durchmischung des Gases mit der mitgerissenen Flüssigkeit in dem unter dem Prallteller liegenden begrenzten Raum.

Ein Gaswäscher der vorstehend beschriebenen Art eignet sich zum Durchführen von verschiedenen Arten einer Gaswäsche, beispielsweise zum Entfernen von in Rauchgasen mitgeführten Feststoffteilchen. Für größere Durchflußmengen ausgelegte Gaswäscher dieser Art sind jedoch relativ teuer zu bauen und bedürfen eines beträchtlich großen Raumes für ihren Einbau. Auch nimmt die Wirksamkeit der Gaswäsche mit der Vergrößerung der Vorrichtung ab, wenngleich sie auch im Vergleich zu anderen Gaswäschern noch immer recht gut ist.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, diesen bekannten Gaswäscher so zu verbessern, daß er bei einer vorgegebenen Durchströmungsmenge wesentlich gedrängter Und wirtschaftlicher gebaut werden kann, daß er eine verbesserte Waschwirkung zeigt, und daß er bei vorgegebener Durchströmungsmenge weniger Energie verbraucht.

Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches gelöst.

Durch Verwendung mehrerer Düsen, über die die mittels Verteilereinrichtung in Teilströme aufgeteilte Gasströmung abwärts auf die Oberfläche des Flüssigkeitsbades gerichtet wird, wobei jede Düse ihre eigene Leiteinrichtung, etwa in Form eines Prallte||ers hat, wird ■> eine wirksamere Gaswäsche erzielt Diese Verbesserung der Wirksamkeit ergibt sich beim erfindungsgemäßen Gaswäscher aus der Tats&che, daß mehrere Gasdüsen mit einer vorgegebenen Gesamtquerschnittsfläche zusammen eine erheblich größere Umfangslänge

ίο haben als eine einzelne Düse mit der gleichen Querschnittsfläche. Damit ist jedoch auch die kombinierte Oberfläche der von der durch die Düsen ausströmenden Gasmenge erzeugten Einsenkungen an der Oberfläche der Flüssigkeit beträchtlich größer als die einer durch die gleiche, aus einer einzigen Düse mit dem gleichen Austrittsquerschnitt ausströmenden Gasmenge hervorgerufenen einzigen Einsenkung.

Die größere Umfangslänge und Oberfläche der bei Verwendung von mehreren Düsen entstehenden Ein-Senkungen erbringt im Vergleich zu einer Anordnung mit nur einer Düse selbst bei der gleichen Austritts- und Auftreffgeschwindigkeit des Gases eine Verbesserung der Waschwirkung.

Die durch die Verwendung von mehreren Gasdüsen erzielte verbesserte Waschwirkung macht es möglich, eine Waschvorrichtung für eine bestimmte Durchströmungsmenge in relativ gedrängter und wirtschaftlicher Bauweise zu erstellen, anstatt mehrere Einzelwäscher zu verwenden, wobei die Waschwirkung noch immer

JO verbessert ist. Ferner ist beim erfindungsgemäßen Gaswäscher mit mehreren Gasdüsen der Druckabfall über die Vorrichtung bei einer gegebenen Durchströmungsmenge relativ klein. Der Betrieb eines solchen Gaswäschers mit einer gegebenen Durchströmungs-

Jj menge geht also bei einer beträchtlich geringeren Antriebsleistung vor sich als der des aus dem Stand der Technik bekannten Gaswäschers gleicher Kapazität.

Im Hinblick auf eine Einsparung von Herstellungskosten ist zu bemerken, daß die Prallteller ohne Verwendung besonderer Halteeiurichtungen direkt an den Düsen befestigt werden können, was durch ihren geringen Durchmesser ermöglicht ist.

Beispiele des erfindungsgemäßen Gaswäschers werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fi g. 1 eine schematisierte Ansicht des erfindungsgemäßen Gaswäschers in senkrechtem Schnitt,

F i g. 2 eine Ansicht im Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

to F i g. 3 eine Teitansicht des Gaswäschers bei Verwendung von zusätzlichen Aufschlaggittern,

Fig.4 eine schematisierte Querschnittsansicht einer Ausführungsform des Gaswäschers für größere Durchströmungsmengen, mit einer größeren Anzahl von Gasdüsen, und

Fig.5 eine Seitenansicht der in Fig.4 gezeigten Ausführungsform.

Der in Fig. 1 gezeigte Gaswäscher hat einen Behaltet· 10 mit einem trichterförmigen Unterteil 11

bo zum Absetzen und Austragen von Feststoffteilchen. Das untere Ende des Behälters 10 ist über ein Absperrorgan 12 mit einer Abläßleitung 13 Verbunden. Während des Betriebes ist im Behälter 10 ein Flüssigkeitsbad 14 enthalten. Dazu wird vorwiegend Wasser verwendet, unter bestimmten Bedingungen jedoch auch andere Flüssigkeiten oder Lösungen.

Der Spiegel der Flüssigkeit wird mittels dafür vorgesehener Einrichtungen im wesentlichen auf

konstanter Höhe gehalten. So kann dem Bad 14 Flüssigkeit über ein Sehwimmerventil zugeführt werden, wenn der Spiegel absinkt. Ferner kann der Behälter zu diesem Zweck mit einem Überlaufkasten 16 und einem daran angeschlossenen Ablaufrohr 17 versehen sein, wobei der Überlauf der Flüssigkeit in den Kasten 16 mittels eines verstellbaren Wehrs 18 steuerbar ist.

Die Strömung eines zu waschenden Gases wird in einen Verteiler 21 geleitet, welcher mit im Oberteil des Behälters angeordneten, abwärts gerichteten Gasdüsen ι ο 22 strömungsverbunden ist Die Gasdüsen 22 sind vorzugsweise konisch konvergierend ausgebildet. Die unteren offenen Enden der Düsen befinden sich in geringem Abstand über dem Spiegel des Flüssigkeitsbades 14. Nahe oberhalb dar unteren Enden 23 der Düsen tragen diese jeweils einen ringförmigen Prallteller 24. Die gewölbten Prallteller 24 kehren ihre Konkavseite aufwärts und bilden jeweils eine obere Begrenzung für einen darunter liegenden Raum.

Am oberen Teil des Behälters 10 ist eine Gasaustrittsleitung 26 angeschlossen. Darin kann ein Flüssigkeitsabscheider 27 zum Abscheiden von in der Gasströmung mitgerissener Flüssigkeit angeordnet sein. Die damit abgeschiedene Flüssigkeit wird über eine Leitung 28 wieder in den Behälter 10 zurückgeleitet

Die Gasdüsen 22 sind vorzugsweise in der Art eines Bündels angeordnet F i g. 2 zeigt ein solches Bündel aus vier Düsen, welche unter Einhaltung eines bestimmten Abstandes 29 zwischen den Pralltellern 24 mit senkrechten und zueinander parallelen Achsen an- m geordnet sind. Der Abstand 29 zwischen den Pralltellern 24 ist vorzugsweise wesentlich kleiner als die Hälfte oder ein Viertel des Durchmessers. Für bestimmte Zwecke können auch Gaswäscher mit nur zwei Gasdüsen erforderlich sein, für andere Zwecke wieder ss solche mit drei, vier oder noch größeren Anzahlen von nach Art eines Bündels angeordneten Düsen. Allgemein sind Anordnungen mit drei oder mehr Düsen bevorzugt.

Die Wirkungsweise des Gaswäschers gemäß der Erfindung läßt sich am besten anhand von F i g. I und 2 erklären. »Sollen beispielsweise aus einer Strömung von Rauch- oder Schornsteingasen Feststoffteilchen ausgeschieden werden, so wird die Strömung in den Verteiler 21 eingeleitet und dort in mehrere Teilströme unterteilt, welche dann abwärts aus den unteren Enden 23 der Düsen 22 austreten. Die Strömungsgeschwindigkeit des aus den einzelnen Düsen austretenden Gases beträgt vorzugsweise etwa 3000 m/min oder noch mehr. Die austretenden Teilströme des Gases beaufschlagen die Oberfläche des Flüssigkeitsbades 14, so daß sich direkt w unterhalb der einzelne;; Düsen jeweils eine ausgeprägte Einsenkung des Flüssigkeitsspiegels bildet. Beim Auftreffen «if die Flüssigkeit ist das Gas einer Waschwirkung unterworfen, wobei Feststoffteilchen ausgeschieden und in der Flüssigkeit gebunden werden. Darüber « hinaus nimmt das anschließend aufwärts aus den Einsenkungen ausströmende Gas Flüssigkeit auf und nimmt sie mit. Die durch die Räume 31 unter den Pralltellern 24 auswärts verlaufenden Ströme setzen sich also aus dem Gas und mitgerissener Flüssigkeit, bo mithin einem Gas-Flüssigkeitsgemisch zusammen. Die Flüssigkeit ist in der Strömung zum Teil in Form dünner Schichten und zum Teil in Form von verschieden großen Tröpfchen vorhanden. In den die Einsenkungen ringförmig umgebenden Bereichen 32 tritt ferner eine gewisse Turbulenz auf, wobei das Gas verstärkt mit den Oberflächen der mitgerissenen Flüssigkeit in Berührung kommt, so daß noch dirin vorhandene Feststoffteilchen benetzt und in der Flüssigkeit aufgenommen werden. Die von den unteren Enden der Düsen auswärts verlaufenden Strömungen sind also jeweils radial gerichtete Strömungen mit beträchtlicher Turbulenz, wobei die Radialgeschwindigkeit init der Vergrößerung der Strömungsfläche laufend abnimmt. Die gewölbte Form der Prallteller 24 erlaubt auch eine Ausdehnung der Strömung in senkrechter Richtung, wodurch die radiale Geschwindigkeit weiter abnimmt

In F i g. 1 ist die an den unteren Enden der Gasdüsen 22 auswärts mitgerissene Flüssigkeit durch gestrichelte Pfeile dargestellt, während die Gasströmungen durch die ausgezogen gezeichneten Pfeile wiedergegeben sind. Man erkennt, daß die mitgerissene Flüssigkeit sich jeweils von dem Bereich unterhalb der einzelnen Prallteller 24 um eine gewisse Strecke über die Umfangslinie des betreffenden Tellers hinaus bewegt. Die von mitgeführter Flüssigkeit weitgehend freie Gasströmung verläuft dann aufwärts und tritt über die Leitung 16 aus. Das radial aus den einzelnen Einsenkürigen ausströmende Gas-Flüssigkeitsgemisch stößt bei seinem Vordringen übet üe Umfangslinie des der betreffenden Gasdüse zugeordneten Pralltellers in einem Bereich 34 mit der entsprechenden Strömung einer benachbarten Düse zusammen und vermischt sich mit dieser. Da sich die Gase und die darin mitgeführten Stoffe in entgegengesetzten Richtungen und mit beträchtlich hohen Geschwindigkeiten im Bereich 34 aufeinander zu bewegen, tritt beim Aufeinandertreffen der Ströme eine zusätzliche Turbulenz auf, welche den Waschvorgang weiter unterstützt.

Wie bereits anfangs angedeutet, ist die durch das Auftreffen der Gasströmung auf die Oberflächen der Einsenkungen 31 zustandekommende Wasch wirkung in einigem Maße abhängig vom Auftreffen des Gases an den Steilen seitlichen Rächen 31a der Einsenkungen. Ferner ist sie teilweise von der Umfangslänge der Öffnung, durch die das Gas austritt, abhängig. Es läßt sich nun rechnerisch beweisen, daß beispielsweise vier Düsen mit einer Gesamtfläche des Austrittsquerschnitts von bestimmter Größe eine längere kombinierte Umfangslinie haben als eine einzige Düse mit gleich großer Austritts-Querschnittsfläche. Ferner läßt sich beweisen, daß die durch den Gasaustritt aus vier Düsen hervorgerufenen Einsenkungen zusammen eine größere Oberfläche haben als eine bei Verwendung einer einzelnen Düse mit der gleichen Querschnittsfläche gebildete einzelne Einsenkung. Aufgrund der längeren Umfangslinie und der größeren Oberfläche der bei Verwendung von mehreren Düsen entstehenden Einsenkungen gelangt demnach ein höherer Anteil des austretenden Gases an die geneigten seitlichen Flächen 31a der Einsenkungen, wo die Waschwirkung aufgrund des spitzen Winkels zwischen der Strömungsrichtung des Gases und den Flächen 31 a besonders gut ist.

Zuweilen kann es zweckmäßig sein, jeweils ein das untere Ende der einzelnen Düsen umgebendes und am zugeordneten Prallteller 24 aufgehängtes Aufschlaggitter zu verwenden. Ein solches in F i g. 3 gezeigtes und entlang dem Umfang des Pralltellers 24 befestigtes Aufschlaggitter 36 hat eine solche Länge, daß es mit seinem Unterteil in das Flüssigkeitsbad eintaucht. Das Gitter kann etwa aus Maschendraht oder aus in Abständen entlang dem Umfang verteilten senkrechten Stäben gebildet sein. Beim Aufschlag an dem Gitter wird dann die in der Gasströmung mitgerissene Flüssigkeit in kleinere Tröpfchen zerlegt.

Der in F i κ. 4 und 5 gezeigte Gaswäscher für größere

Durchslrömungsmengen hat einen Behälter 37 von langgestreckter Form, welcher sich unterhalb einer Verteilerkammer 38 erstreckt. In seinem unteren Teil bilden geneigte Wände 39 und 40 ein Paar Absetztröge, an welchen AbfluBleitungen 41 angeschlossen sind. Ferner können ein oder mehrere jeweils mit einem einstellbaren Wehr 44 kombinierte Übcrlaufkästen 43 am Behälter vorgesehen sein. Die Verteilerkammer 38 ist über abwärts verlaufende Leitungsstutzcn 46 mit konischen Gasdüsen 47 strömungsverbunden. Die Düsen 47 tragen jeweils einen dem in Fig.) mit 24 bezeichneten entsprechenden Prallteller 48. Die Düsen 47 sind in zwei nebeneinander über die Länge des Behälters verlaufenden Reihen angeordnet. Zum Abführen des Gases aus dem oberen Teil des Behälters 37 dient bzw. dienen eine oder mehrere Leitungen 51, welche jeweils mit einem Flüssigkeitsabscheider 52 versehen sein können. In den oberen Teilen der einzelnen Düsen 47 kann jeweils wenigstens ein Rohr 53 zum tangcntialen Einführen eines Flüssigkeitsstrahles vorgesehen sein. Durch das Einbringen einer Flüssigkeit, beispielsweise einer der im Behälter 37 enthaltenen gleichen Flüssigkeit, an dieser Stelle läßt sich das Festsetzen von Feststoffen an den Innenflächen der Düsen verhindern und die Waschleistung zusätzlich verbessern.

In der in F i g. 4 und 5 gezeigten Ausführungsform hai ί die Vorrichtung im wesentlichen die gleiche Wirkungsweise wie in der zuerst beschriebenen Ausführung.

In der vorstehenden Beschreibung wurde insbesondere auf das Abscheiden von Feststoffteilchen aus Gasen Bezug genommen. Der erfindungsgemäße Gaswäscher

in ist jedoch auch zum Entfernen von gasförmigen Schadstoffen .ins Industrieabgasen durch Waschen mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit zu verwenden. In bestimmten ("allen können sowohl Feststoffteilchen abgeschieden als auch gleichzeitig Gase absorbieri

Ii werden. Ferner eignet sich der erfindungsgemäße Gaswäscher zum Belüften einer Flüssigkeit, beispielsweise zum Einführen von atmosphärischer Luft oder Sauerstoff in Wasser. Ferner kann die Vorrichtung für die Durchführung von chemischen Reaktionen /wischen Flüssigkeiten und Gasen verwendet werden. Bei allen der vorstehend angeführten Verwendungsarten sind die Vorgange im wesentlichen die gleichen wie bei der Gaswäsche.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gaswäscher zum Waschen eines Gasstromes mit einer Waschflüssigkeit, bestehend aus einem Behälter zur Aufnahme der Waschflüssigkeit mit einer innerhalb des Behälters senkrocht angeordneten Gasdüse, deren unteres Austrittsende über dem Flüssigkeitsspiegel liegt, und mit einem um die Gasdüse in der Nähe ihres unteren Austrittsendes angebrachten kreisförmigen Prallteller, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle einer Gasdüse mehrere Gasdüsen (22, 47), auf die der Gasstrom mittels einer Verteilereinrichtung (21,38) aufteilbar ist, vorgesehen sind.