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Gaswäscher
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Die Erfindung betrifft einen Gaswäscher mit einem Gasführungskanal,
der eine Befeuchtungsvorrichtung enthält, einem in der Nähe des Gasauslasses des
Gasführungskanals angeordneten Flüssigkeitssumpf und mit einem in Strömungsweg des
Gases hinter dem Gasführungskanal angeordneten Tropfenabscheider zum Entfernen von
Flüssigkeitstropfen aus dem Gasstrom.
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Bei Gaswäschern wird ein strömendes Gas mit Flüssigkeit in Berührung
gebracht, damit die Flüssigkeit im Gasstrom entha]tene Festkörper, Schadgase
und andere Stoffe aufnimmt, um das Gas zu reinigen. Ein wesentlicher Teil der in
dem Gasstrom verteilten Flüssigkeit kann mit einem Flüssigkeitssumpf aufgefangen
werden. Die restliche Flüssigkeit wird mit einem Tropfenabscheider abgeschieden.
Derartige Tropfenabscheider bestehen beispielsweise aus Paketen wellenförmig gebogener
Lamellen, zwischen denen das Gas hindurchströmt. An den Lamellen bilden sich infolge
der Umlenkung der einzelnen Gasströme
Tropfen, die unter dem Einfluß
der Schwerkraft absinken und in eine Sammelwanne fallen.
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Überlicherweise führt vom Gasauslaß des Gaswäschers eine Leitung zu
dem separat angeordneten Tropfenabscheider. Die Tropfenabscheidung erfolgt beispielsweise
in mehreren Abscheiderpaketen oder in einem liegenden Behälter. Nachteilig ist in
jedem Fall der große Platzbedarf, der durch die separate Anordnung eines Tropfenabscheiders
erforderlich ist, sowie der entsprechende Aufwand an Rohrleitungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gaswäscher der eingangs
genannten Art zu schaffen, der einen geringen Platz- und Raumbedarf hat und zusammen
mit dem Tropfenabscheider eine kompakte Einheit bildet.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß der Tropfenabscheider
ringförmig ausgebildet und koaxial zum Gasführungskanal an dessem Gasauslaß angeordnet
ist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Gaswäscher ist das Tropfenabscheidesystem
unmittelbar um den Gasauslaß herum angeordnet. Das Gas muß den ringförmigen Tropfenabscheider
radial durchströmen, um in einen Sammelraum und in das Auslaßrohr zu gelangen. Der
Tropfenabscheider ist also gewissermaßen baulich in den Gas-
wäscher
integriert, obwohl er sich nicht im Innern des Gasführungskanals befindet, so daß
das Herabfallen grösserer Tropfen in den Flüssigkeitssumpf durch den Tropfenabscheider
nicht behindert wird. Der Tropfenabscheider nimmt nur diejenige Flüssigkeit auf
und separiert sie, die nicht auf direktem Wege aus dem Gasführungskanal in den Flüssigkeitssumpf
hineinfällt.
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Bei einem Gleichstromwäscher ist zweckmäßigerweise der Tropfenabscheider
zwischen dem unteren Ende des Gasführungskanals und dem einzigen Sumpf angeordnet.
Sowohl der Gasstrom als auch die durch die Befeuchtungsvorrichtung zugeführte Flüssigkeit
bewegen sich in dem Gasführungskanal nach unten. Der überwiegende Teil der Flüssigkeit
fällt direkt in den Sumpf hinein, während die noch im Gasstrom verbliebene Flüssigkeit
von dem Tropfenabscheider separiert und anschließend in denselben Sumpf eingeleitet
wird.
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Das Prinzip des integrierten ringförmigen Tropfenabscheiders ist nicht
auf Gleichstromwäscher beschränkt.
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Gemäß einer Variante der Erfindung ist bei einem Gegenstromwäscher,
bei dem der Gasstrom aufwärts und der Flüssigkeitstransport abwärts gerichtet ist
und bei dem unter dem Gasführungskanal ein erster Sumpf angeordnet
ist,vorgesehen,
daß der Tropfenabscheider am oberen Ende des Gasführungskanals angeordnet ist und
daß sich unter dem Tropfenabscheider ein das Ende des Gasführungskanals umgebender
zweiter Sumpf in Form einer ringförmigen Wanne befindet. Hierbei fallen die großen
Tropfen entgegen der Gasströmung in den unten angeordneten ersten Sumpf, während
die feinen Tröpfchen von der Gasströmung mitgerissen werden. Da die Gasströmung
den am oberen Ende des Gasführungskanals angeordneten ringförmigen Tropfenabscheider
passieren muß, um den Gaswäscher verlassen zu können, werden die Tröpfchen von dem
Gas abgetrennt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in dem von
dem Tropfenabscheider umschlossenen Raum ein Strömungsleitkörper angeordnet, der
die axial ankommende Strömung wenigstens annähernd radial ableitet. Der Strömungsleitkörper
dient der Aufrechterhaltung einer weitgehend turbulenz freien Strömung bei der radialen
Ablenkung des Gasstromes. Auf diese Weise wird der Strömungswiderstand des Wäschers
gering gehalten.
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Für die Wirksamkeit eines Tropfenabscheiders, der zahlreiche wellenförmige
Strömungskanäle aufweist, ist die Einhaltung eines bestimmten Geschwindigkeitsbereichs
der Gasströmung wichtig. Ein derartiger Tropfenabscheider wird nämlich unwirksam,
wenn er mit zu hoher oder zu niedriger Geschwindigkeit durchströmt wird.
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Um die Tropfenabscheidevorrichtung an die jeweilige
Gasmenge
anpassen zu können, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen,
daß mehrere ringförmige Tropfenabscheider vorhanden sind, von denen mindestens einer
durch eine Sperrvorrichtung absperrbar ist. Durch Verstellen der Sperrvorrichtung
können unterschiedliche Querschnitte der Abscheidevorrichtung freigegeben werden,
um einen bestimmten Bereich von Strömungsgeschwindigkeiten einzuhalten.
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Dabei besteht die Möglichkeit, den wirksamen Querschnittsbereich eines
einzigen Tropfenabscheiders zu verändern oder zusätzlich zu einem Tropfenabscheider,
der immer wirksam ist, noch weitere absperrbare Tropfenabscheider vorzusehen.
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Der Tropfenabscheider kann aus in Stirnansicht wellenförmigen radialen
Lamellen bestehen. Ein solcher Tropfenabscheider hat den Vorteil eines geringen
Druckverlusts.
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Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Gleichstromwäschers, teilweise
geschnitten, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1,
Fig.
3 einen Gleichstromwäscher mit mehreren Tropfenabscheidern, von denen einige absperrbar
sind, Fig. 4 einen Gleichstromwäscher mit langsamer Gasströmung und Fig. 5 einen
Gegenstromwäscher.
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Der in Fig. 1 dargestellte Gaswäscher arbeitet nach dem Gleichstromprinzip,
d. h. der rohrförmige Gasführungskanal 10 wird von dem zu reinigenden Gas in gleicher
Richtung durchströmt wie von der Flüssigkeit, die von der Befeuchtungsvorrichtung
11 in den Gasführungskanal 10 eingesprüht wird. Gas und Flüssigkeit strömen in dem
Gasführungskanal 10, der als Waschturm ausgebildet ist, in vertikaler Richtung von
oben nach unten. Der Gasführungskanal 10 ist mit einer Haltevorrichtung 12 an einer
Stützstruktur 13 hängend befestigt. Er besteht aus einem Rohr von im wesentlichen
konstantem Querschnitt und ist mit Ausnahme der Befeuchtungsvorrichtung leer, d.
h. er enthält sonst keine inneren Einbauten.
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Der untere Auslaß 14 des Gasführungskanals 10 befindet sich in einer
Kammer 15, die mehrere Tropfenabscheidersysteme 16 und 17 enthält. Die Kammer 15
ist am unteren Ende offen und sie mündet dort in den Flüssigkeitssumpf 18, der die
aus dem Gasführungskanal 10 herabfallende Flüssigkeit aufnimmt. Aus der Kammer 15
führt seitlich ein mit dem Auslaß 19 verbundenes Rohr 20 heraus.
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Der Tropfenabscheider 16 ist ein ringförmiger Lamellen-Tropfenabscheider,
dessen Lamellen 21 auf einem Tnnenflansch 22 stehen, der an der Umfangswand des
Sumpfes 18 befestigt ist. Die aufrechtstehenden Lamellen 21 sind - in Draufsicht
- wellenförmig gebogen und zwischen den Lamellen sind wellenförmige Strömungswege
23 gebildet (Fig.2). Die Lamellen 21 haben Ablaufrinnen 24, welche in die einzelnen
Strömungswege 23 hinein vorstehen und als Tropfenfänger wirken. Tropfen sammeln
sich außerdem hinter jeder Umbiegung eines Strömungsweges an. Die Lamellen 21 bestehen
aus Kunststoff oder Blechprofilen.
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Sie haben über ihre Höhe konstante Querschnittsabmessungen. Da die
Lamellen 21 radial ausgerichtet sind, sind ihre äußeren Abstände größer als ihre
inneren Abstände. Die Wellenform ist so ausgeprägt, daß die Strömungswege auch in
der Nähe des äußeren Umfangs des Tropfenabscheiders zwischen den Lamellen wellenförmig
verlaufen, d. h. die Wellenberge und Wellentäler greifen ineinander, so daß keine
gradlinige Durchtrittsmöglichkeit für das Gas besteht.
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Der von den Tropfenabscheidern 16 und 17 umschlossene Raum kann von
dem Gas nur durch diese Tropfenabscheider hindurch verlassen werden. Der Tropfenabscheider
17 schließt die obere Stirnwand dieses Raumes ab. Die durch diesen Tropfenabscheider
17 vom Gas abgetrennte Flüssigkeit fällt ebenfalls in den Sumpf 18.
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Im Sammelkanal 22, auf dem die Lamellen 21 des Tropfenabscheiders
16 stehen, sind eine Anzahl
Tauchglocken vorgesehen, durch die
die Flüssigkeit über einen bD#eriauf (Siphonsystem) in c### ###-pf ^,° fallen kann.
Der Tropfenabscheider 16 wird also in horizontaler Richtung durchströmt, während
die Flüssigkeit an den Lamellen 21 in vertikaler Richtung absinkt.
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Die Gefahr, daß Flüssigkeit von der Gasströmung mitgerissen wird,
ist durch die spezielle Ausbildung der Ablaufrinne 24 gering.
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In dem von dem Tropfenabscheider 16 umschlossenen Raum befindet sich
ein Strömungsleitkörper 25 in Form eines Kegels. Die Achse des Strömungsleitkörpers
25 liegt auf der Verlängerung der Achse des Gasführungskanals 10 und die Spitze
weist zum Gasführungskanal hin.
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Der Strömungsleitkörper 25 dient dazu, die axial auftreffende Gasströmung
radial umzuleiten und Druckstaus und Verwirbelungen zu verringern.
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Das Ausführungsbeispiel von Fig. 3 unterscheidet sich von demjenigen
der Fig. 2 nur dadurch, daß zusätzlich ein dritter Tropfenabscheider 27 vorgesehen
ist, der das obere Ende des den Flüssigkeitssumpf 18 enthaltenden Raumes mit dem
Inneren der Kammer 15 verbindet, und daß die beiden Tropfenabscheider 17 und 27
durch je eine Sperrvorrichtung 28 bzw. 29 absperrbar sind. Die Sperrvorrichtungen
28 und 29 bestehen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus Klappen, die gegen
den Durchlaß des jeweiligen Tropfenabscheiders geklappt werden können. Bei großen
Gasmengen sind alle drei Tropfenabscheider 16, 17 und 27 in Betrieb, während bei
niedrigen Gasmengen die Tropfenabscheider 17 und 27 einzeln oder gemeinsam versperrt
werden können, damit die
Gasgeschwindigkeit durch den Tropfenabscheider
16 hinreichend groß ist, um eine wirksame Tropfenabscheidung zu erreichen. Auch
die Tropfenabscheider 17 und 27 sind ringförmig und sie begrenzen zusammen mit dem
Tropfenabscheider 16 denjenigen Raum, in den der Gasauslaß 14 hineinführt und der
nach unten durch den Sumpf 18 abgeschlossen ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 wird der Gasführungskanal 10
von dem Gas langsam durchströmt. Der Gasführungskanal 10 mündet auch hier in den
umfangsmäßig vom Tropfenabscheider 16 umschlossenen Raum hinein, der nach unten
zum Sumpf 18 entwässert wird. Der Tropfenabscheider 16 hat einen geringeren Durchmesser
als der Gasführungskanal 10, um.höhere Gasgeschwindigkeiten bei der Tropfenabscheidung
zu erreichen. Der den Auslaß des Tropfenabscheiders 16 umschließende Raum 15 hat
keine direkte Verbindung zum Inneren des Gasführungskanals 10, sondern lediglich
über ein Siphonsystem zum Sumpf 18. Vom Tropfenabscheider 16 fallen die Tropfen
in den darunter angeordneten Sumpf 15.
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In Fig. 5 ist ein Gegenstrom-Gaswäscher dargestellt, bei dem der Gasstrom
in den Einlaß 30 am unteren Ende des senkrechten Gasführungskanals 10 eingeleitet
wird. Die Befeuchtungsvorrichtung 11 sprüht Flüssigkeit im Inneren des Gasführungskanals
10 nach unten, also in Gegenrichtung zum Gasstrom. Am unteren Ende befindet sich
der Sumpf 18, in den der Hauptteil der Flüssigkeit fällt.
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Die vom Gasstrom mitgerissenen Flüssigkeitsteile werden von dem Tropfenabscheider
16, der sich über dem Gasauslaß 14 am oberen Ende des Gasführungskanals 10 befindet,
abgeschieden. Unter dem ringförmigen Tropfenabscheider 16, der koaxial zum Gasführungskanal
angeordnet ist, befindet sich ein zweiter Sumpf 31 in Form einer ringförmigen Wanne.
Dieser Sumpf 31 bildet die untere Begrenzung des Raumes 15,der den Tropfenabscheider
16 umschließt. Der in den von dem Tropfenabscheider 16 umschlossenen Raum eindringende
Gasstrom wird von dem Strömungsleitkörper 25 in radialer Richtung abgelenkt, um
den ringförmigen Tropfenabscheider 16 radial zu durchströmen. Der Tropfenabscheider
16 ist direkt an der oberen Wand 32 des Raumes 15 befestigt.
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