DE4338177C2 - Device for separating solids from gas streams and their use - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine neuartige Vorrichtung zum Abtrennen von Feststoffen aus Gasströmen.The present invention relates to a novel device for separating solids from gas flows.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 40 24 236 ist ein Staubsauger bekannt, der mit einer Vorrichtung zur Abtrennung von Feststoffteilen aus der Luft versehen ist. Diese Vorrichtung besteht aus einem mit Flüssigkeit gefüllten Behälter. Die Luft wird über eine Leitung in die Flüssigkeit eingeführt. An dem Ende der Leitung ist eine Vorrichtung mit lamellenartigen Streifen vorgesehen, durch die die in die Flüssigkeit gelangenden Luftblasen in möglichst kleine Teile zerlegt werden sollen. Die durch die Flüssigkeit aufsteigende Luft soll bis zum Aufsteigen an die Oberfläche der Flüssigkeit von Staubpartikeln gereinigt sein. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist die relativ kurze Verweilzeit der Gasteile in der Flüssigkeit. Dies führt zu einem ungenügenden Reinigungseffekt. Gleichzeitig besteht die Gefahr, daß die lamellenartigen Streifen am Ende der Zuführleitung für das Gas sich im Laufe der Zeit zusetzen und so die Wirkung der Anlage sich verschlechtert. Weiterhin nachteilig ist, daß bei der Vorrichtung relativ viel Flüssigkeit mitgerissen wird. D.h., die Luft ist relativ feucht. Zudem können die mitgerissenen Flüssigkeitspartikel noch Staubbestandteile enthalten.From German published application 40 24 236 is a Vacuum cleaner known with a device for separation of solid parts from the air. These Device consists of a liquid filled Container. The air is piped into the liquid introduced. At the end of the line is a device with lamellar strips provided through which the in the Air bubbles flowing into the smallest possible parts to be disassembled. The rising through the liquid Air is said to rise to the surface of the liquid be cleaned of dust particles. A disadvantage of this Device is the relatively short dwell time of the gas parts in the liquid. This leads to an insufficient Cleaning effect. At the same time, there is a risk that the lamellar strips at the end of the gas supply line build up over time and so the effect of the system worsens. Another disadvantage is that the Device is entrained relatively much liquid. That is, the air is relatively humid. In addition, the carried away Liquid particles still contain dust components.
Ähnliche Nachteile sind bei dem Gegenstand der deutschen Offenlegungsschrift 37 12 007 zu verzeichnen. Hier wird über eine Zuführleitung das Gas ebenfalls in eine Flüssigkeit gegeben. Am Ende der Zuführleitung befindet sich ein Siebvorsatz. Dieser Siebvorsatz kann sich jedoch leicht zusetzen, so daß für gröbere Stäube die Anlage nicht geeignet ist. Zudem ist an dem Ende der Zuführleitung in Höhe des Siebvorsatzes eine Erweiterung vorgesehen. Dies bewirkt eine Herabminderung der Strömungsgeschwindigkeit mit der Folge, daß die Dispergierung in der Flüssigkeit nicht ausreichend ist. Zudem bewirkt die Anlage des Austrittssiebes unmittelbar unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche, daß die Gasteilchen nur eine relativ kurze Verweildauer in der Flüssigkeit aufweisen. Zudem ist auch hier nicht gewährleistet, daß Flüssigkeitspartikel in größeren Mengen in die Abgasleitung gelangen. Insgesamt ist demgemäß auch diesem System die Reinigungsleistung nicht zufriedenstellend.Similar disadvantages are in the subject of the German Laid-open patent application 37 12 007. Here is about a feed line also converts the gas into a liquid given. There is a at the end of the feed line Screen attachment. However, this screen attachment can easily add so that the system is not suitable for coarse dusts is. In addition, at the end of the feed line in the amount of An extension is provided. This causes one Decrease in flow velocity with the result that the dispersion in the liquid is not sufficient. In addition, the installation of the outlet sieve has a direct effect below the liquid surface that the gas particles only have a relatively short residence time in the liquid. In addition, there is also no guarantee that Large quantities of liquid particles in the exhaust pipe reach. Overall, this system is accordingly the Cleaning performance unsatisfactory.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 29 07 395 ist ein weiteres System zur Abtrennung von Feststoffen aus Gasströmen bekannt. Hierbei wird die Abluft über eine Leitung in eine Flüssigkeit gegeben. Das aufsteigende Gas wird oberhalb der Flüssigkeitsoberfläche umgelenkt und nochmals in einen Behälter mit Flüssigkeit geleitet. Auch hier ist die Reinigungsleistung als nicht zufriedenstellend anzusehen. Die Gasteilchen haben nur einen relativ kurzen Weg in der Flüssigkeit zurückzulegen. Außerdem ist nach Eintritt in die zweite Reinigungskammer die Strömungsgeschwindigkeit so gering, daß ein geringer Reinigungseffekt zu verzeichnen ist.Another is from German laid-open specification 29 07 395 System for separating solids from gas streams known. Here, the exhaust air is piped into a liquid given. The rising gas is above the Redirected liquid surface and again into one Containers with liquid passed. Here too is the Cleaning performance to be regarded as unsatisfactory. The gas particles have cover only a relatively short distance in the liquid. Besides, is after Entering the second cleaning chamber the flow rate so low that there is little cleaning effect.
Die deutsche Offenlegungsschrift 30 08 240 beschreibt einen recht aufwendigen Zentrifugal-Saugwäscher. Dieser ist vorwiegend zum Absaugen von Dämpfen, Gasen und Medien bei gleichzeitiger Auswaschung gebaut worden. Bei dieser Anlage wird ein Lüfterrad von einem Elektromotor in einem allseitig geschlossenen Behälter angetrieben. Der Behälter ist bis zum Überlaufstutzen mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit gefüllt. Durch die Drehung des Lüfterrades entstehen Zentrifugalkräfte, die zu einem Unterdruck führen, der bewirkt, daß über das Saugrohr Medium angesaugt wird. Das angesaugte Medium wird vom Lüfterrad in die Waschflüssigkeit geschleudert. Durch diese Anordnung kommt es jedoch dazu, daß die feinverteilten Gasblasen relativ schnell Richtung Oberfläche steigen. Die Verweilzeit für die Gasteilchen ist somit sehr kurz und die Reinigungswirkung äußerst unbefriedigend. Hinzu kommt, daß Flüssigkeitspartikel in die Abströmleitung gelangen. Auch aus diesem Grunde ist daher die Reinigungsleistung nicht zufriedenstellend.The German patent application 30 08 240 describes a very complex Centrifugal suction washer. This is mainly for extracting vapors, Gases and media were built while washing out. At this A fan wheel is closed on all sides by an electric motor Container driven. The container is up to the overflow nozzle with water or filled with another liquid. The rotation of the fan wheel creates Centrifugal forces that lead to a vacuum that causes the Intake pipe medium is sucked in. The medium drawn in is drawn in by the fan wheel the washing liquid spun. With this arrangement, however, that the finely divided gas bubbles rise relatively quickly towards the surface. The Residence time for the gas particles is therefore very short and the cleaning effect extremely unsatisfactory. In addition, liquid particles in the Outflow pipe. For this reason too Cleaning performance unsatisfactory.
Die deutsche Patentschrift 41 07 535 beschreibt einen Staubsauger, der sich zur Befreiung von Feststoffpartikeln aus dem Gasstrom des Prinzips der deutschen Offenlegungsschrift 29 07 395 bedient. D. h., die anströmende Luft wird über zwei oder mehrere Kammern geleitet. Die Nachteile dieses Systems entsprechen naturgemäß denen, die bereits bezüglich der deutschen Offenlegungsschrift 29 07 395 beschrieben worden sind.The German patent specification 41 07 535 describes a vacuum cleaner which is used for Liberation of solid particles from the gas flow of the principle of the German Laid-open specification 29 07 395. That is, the incoming air is over two or several chambers. The disadvantages of this system correspond of course, those that already exist with regard to the German published application 29 07 395 have been described.
Eine Entfernung von Feststoffpartikeln aus Gasströmen läßt sich darüber hinaus mit der Vorrichtung gemäß der europäischen Patentanmeldung 0484894 erreichen. Bei diesem System wird jedoch der Gasstrom über eine Zuleitung mit einem weiten Austrittsbereich in eine Flüssigkeit gegeben. D.h., es kommt naturgemäß zu einer erheblichen Strömungsverlangsamung. Zudem fließt das Gas im breiten Bereich in die Flüssigkeit. Es kommt zu keiner innigen Vermischung mit der Flüssigkeit. Die Verwirbelungsleistung ist ungenügend, so daß beim Aufsteigen der Gasblasen an die Flüssigkeitsoberfläche nur wenig Feststoffpartikel von der Flüssigkeit aufgenommen werden. Dieses System weist somit die bereits bei den anderen Druckschriften beschriebenen Nachteile auf.It is also possible to remove solid particles from gas streams achieve with the device according to European patent application 0484894. In this system, however, the gas flow through a supply line with a wide Outlet area placed in a liquid. This means that there is naturally one considerable flow slowdown. In addition, the gas flows in a wide range the liquid. There is no intimate mixing with the liquid. The Swirling performance is insufficient, so that when the gas bubbles rise the liquid surface contains only a few solid particles from the liquid be included. This system therefore already shows the others Disclosures described disadvantages.
Die europäische Patentschrift 0014200 entspricht im Prinzip dem vorgenannten System. Sie weist daher ebenfalls die dort beschriebenen Nachteile auf.The European patent specification 0014200 corresponds in principle to the above System. It therefore also has the disadvantages described there.
In dem US-Patent US 36 76 982 wird eine Vorrichtung zur Gaswäsche beschrieben, bei der das Gas senkrecht zur Oberfläche in die Flüssigkeit geleitet wird. Am Ende der Zuleitung prallt es auf eine eingetauchte flache Prallplatte. Durch das Eindrücken in die Flüssigkeit und das Aufsteigen der Gasblasen soll die notwendige Vermischung und Reinigung erzielt werden. Über den optimalen Abstand zwischen Umlenkelement und Zuleitung wird keine Angabe gemacht.In the US patent US 36 76 982 a device for gas scrubbing in which the gas is directed into the liquid perpendicular to the surface becomes. At the end of the supply line, it hits an immersed flat baffle plate. By pressing into the liquid and the gas bubbles rising, the necessary mixing and cleaning can be achieved. About the optimal No distance is specified between the deflection element and the feed line.
Nachteilig an dieser Anordnung ist die Notwendigkeit, das Gas gegen den hydrostatischen Druck zu pressen. Außerdem ist die Form der Prallplatte strömungstechnisch ungünstig und führt zu Energieverlusten durch Turbulenzen.A disadvantage of this arrangement is the need to counter the gas press hydrostatic pressure. In addition, the shape of the baffle fluidically unfavorable and leads to energy losses due to turbulence.
Die vorliegende Erfindung hat sich nunmehr die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zum Abtrennen von Feststoffen aus Gasströmen, bestehend aus einem mit flüssigem Adsorbens gefüllten Behälter, an den mindestens eine Zuströmleitung für das feststoffhaltige Gas und mindestens eine Abströmleitung für das gereinigte Gas angeordnet sind, zur Verfügung zu stellen, der eine Rückhaltewirkung für die Staubpartikel aufweist, die aus den bisher bekannten Anlagen nicht bekannt war.The object of the present invention is now a device for separating solids from gas streams, consisting of a with liquid adsorbent filled container to which at least one inflow line for the gas containing solids and at least one outflow line for the cleaned gas are arranged to provide a restraint for the Dust particles has, which is not known from the previously known systems was.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. In der Vorrichtung ist unterhalb der Einmündung der Zuströmleitung in den Behälter ein Umlenkelement angeordnet.This object is achieved by a device with the features of claim 1 solved. In the device is below the Confluence of the inflow line in the container Deflection element arranged.
Die Zuströmleitung ist erfindungsgemäß vorzugsweise zylinderförmig ausgestaltet. Der Durchmesser des Zylinders ist im Idealfall konstant, damit Strömungsbeschleunigungen oder -verminderungen möglichst vermieden werden.The inflow line is preferred according to the invention designed cylindrical. The diameter of the cylinder is ideally constant, so that flow accelerations or - Avoid reductions if possible.
Das Umlenkelement ist mit einem Abstand zur Einmündung angeordnet, der in der Regel dem halben Durchmesser des Zylinders der Zuströmleitung entspricht. Wahlweise können auch andere Abstände eingehalten werden. Zur Veränderung des Strömungsverhaltens kann darüberhinaus das Umlenkelement mit Vorrichtungen vergehen sein, die eine Höhenverstellung erlauben.The deflection element is at a distance from the junction arranged, which is usually half the diameter of Cylinder corresponds to the inflow line. Optionally, too other distances are observed. To change the The deflection element can also flow behavior Devices will pass that have a height adjustment allow.
Das Umlenkelement besitzt erfindungsgemäß eine kegelförmige Ausgestaltung. Hierbei ist die Kegelspitze vorzugsweise in der Achse der Zuströmleitung ausgerichtet. D. h., die Kegelspitze befindet sich mittig unterhalb der Einmündung der Zuströmleitung. According to the invention, the deflection element has a conical shape Design. Here, the cone tip is preferably in the Inlet line axis aligned. That is, the cone tip is located in the middle below the confluence of the Inflow line.
Bei der Ausgestaltung des Kegels sind beliebige Varianten denkbar. So kann es sich auch um einen Kegel mit konkav ausgestalteten Flanken handeln. Ebenso ist es möglich, eine Prallplatte nur mit einem spitzen Dorn zu versehen, der sich mittig unterhalb der Einmündung der Zuströmleitung befindet.Any variants are conceivable in the configuration of the cone. It can are also a cone with concave flanks. Likewise it is possible to provide a baffle plate only with a pointed mandrel that is centered is located below the mouth of the inflow line.
Die Abströmleitung ist so an dem Reinigungsbehälter angeordnet, daß sie sich in einer horizontalen Ebene mit der Einmündung der Zuströmleitung befindet. Hierbei wird darauf geachtet, daß der seitliche Abstand zur Einmündung der Zuströmleitung möglichst groß ist. D.h., die Einmündung befindet sich in der Regel in der Mitte der oberen Abdeckung des Behälters mit der Reinigungsflüssigkeit, während die in der Regel vorhandenen beiden Abströmleitungen sich am äußersten Rand des oberen Deckels des Behälters befinden.The discharge line is arranged on the cleaning container so that it is in is located on a horizontal plane with the confluence of the inflow line. It is ensured that the lateral distance to the confluence of the Inflow line is as large as possible. That is, the confluence is in the Usually in the middle of the top cover of the container with the Cleaning fluid while the two usually present Drain lines are located at the very edge of the top lid of the container are located.
In der Abströmleitung sind vorzugsweise Schikanen angeordnet, durch die das abströmende Gas ein- oder mehrmals umgelenkt wird. Hierdurch wird eine optimale Abscheidung von Flüssigkeitstropfen erreicht. Ziel dieser Maßnahme ist es nicht nur, eine möglichst trockene Luft zu erhalten, sondern auch zu verhindern, daß staub- bzw. feststoffpartikelbelastete Flüssigkeitstropfen in die Abluft gelangen.Baffles are preferably arranged in the outflow line, through which the outflowing gas is deflected one or more times. This will create a optimal separation of liquid drops achieved. The aim of this measure is not only to keep the air as dry as possible, but also to prevent that drops of dust or solid particles in the exhaust air reach.
Für die Reinigungsflüssigkeit kommen alle handelsüblichen Materialien in Betracht. Im einfachsten Falle kann es sich hierbei um Wasser handeln. Dies trifft insbesondere beim Einsatz für Klimageräte oder Staubsauger zu.All commercially available materials can be used for the cleaning liquid. In the simplest case, this can be water. This is true especially when used for air conditioners or vacuum cleaners.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figur näher erläutert.In the following the invention with reference to the figure explained in more detail.
Die zu reinigende staubhaltige Luft 3 wird über die Leitung 4 in den Behälter 2 gesogen. Über die Einmündung 15 gelangt die Luft in die Flüssigkeit 1 des Behälters 2. Im Beispielsfalle handelt es sich um Wasser.The dust-containing air 3 to be cleaned is drawn into the container 2 via the line 4 . The air enters the liquid 1 of the container 2 via the mouth 15 . In the example, it is water.
Unmittelbar nach Eintritt in die Flüssigkeit wird durch das Umlenkelement 6 der Gasstrom in zwei Teile geteilt. Das Umlenkelement 6 enthält einen Dorn 17. Dieser ist mittig unterhalb der zylinderförmigen Zuströmleitung 4 angeordnet.Immediately after entering the liquid, the gas flow is divided into two parts by the deflecting element 6 . The deflection element 6 contains a mandrel 17 . This is arranged in the center below the cylindrical inflow line 4 .
Die Wasseroberfläche liegt etwa in Höhe der Spitze 17 und kann bis etwa 10 mm über diesen Punkt ansteigen. In dem Beispiel beträgt der Abstand zwischen der Spitze 17 und der Einmündung 15 der Zuströmleitung 4 die Hälfte des Durchmessers 16 des Zuströmungsleitungszylinders.The water surface lies approximately at the height of the tip 17 and can rise up to approximately 10 mm above this point. In the example, the distance between the tip 17 and the mouth 15 of the inflow line 4 is half the diameter 16 of the inflow line cylinder.
Nach dem Austritt durch die Öffnung 15 prallt die Luft mit hoher Geschwindigkeit auf die Spitze 17. Aufgrund der Kegelform des Umlenkelementes teilt sich die Flüssigkeit radial mit relativ hoher Geschwindigkeit sternförmig auf. Sobald der staubhaltige Gasstrom mit dem Wasser in Berührung kommt, bildet sich aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeit ein Sog aus, der die amorphe, also unförmige Wasseroberfläche anhebt (gemäß des Effektes einer angehobenen Platte beim hydrodynamischen und aerodynamischen Paradoxon). Bei dieser Einströmung ins Wasser, die sehr schlagartig erfolgt, werden Wassertropfen mitgerissen, die sich im weiteren Verlauf der Radialströmung wegen der Oberflächenspannung des Wassers und wegen der Druckverhältnisse innerhalb der Strömung mit der Staubluft zu feinen Blasen entwickeln. Dabei ist die mit der Ziffer 7 angedeutete kreisförmige Strömung des Wassers zu beobachten. Das Wasser wird ständig umgewälzt, so daß keine Verklumpung bzw. keine Konzentrationsunterschiede innerhalb des Wassers auftreten können. Dadurch wird somit eine relativ lange Standzeit des Wassers bei gleichbleibender Reinigungswirkung erreicht.After exiting through the opening 15, the air strikes the tip 17 at high speed. Due to the conical shape of the deflecting element, the liquid divides radially at a relatively high speed in a star shape. As soon as the dust-containing gas stream comes into contact with the water, a suction is formed due to the high flow velocity, which raises the amorphous, i.e. shapeless water surface (according to the effect of a raised plate in the hydrodynamic and aerodynamic paradox). During this inflow into the water, which occurs very suddenly, water droplets are entrained, which develop into fine bubbles in the further course of the radial flow due to the surface tension of the water and because of the pressure conditions within the flow with the dust air. The circular flow of water indicated by the number 7 can be observed. The water is constantly circulated so that no clumping or concentration differences within the water can occur. This results in a relatively long service life of the water with the same cleaning effect.
Am Plattenende 5 strömt die gereinigte Luft aus, dem Wasser. D.h., der Durchmesser dieser Platte ist ausschlaggebend für die Verweilzeit des Gases im Wasser. Erhöht wird die Verweilzeit noch zusätzlich dadurch, daß die Gaspartikel infolge der Strömung 7 gleichmäßig im Wasser verteilt werden. Beides bewirkt eine optimale Reinigung.At the end of the plate 5 , the cleaned air flows out, the water. This means that the diameter of this plate is decisive for the gas's residence time in water. The residence time is further increased by the fact that the gas particles are distributed evenly in the water as a result of the flow 7 . Both result in optimal cleaning.
Das Ausströmen der Luft aus dem Wasser geschieht natürlich nicht ohne ständiges Aufspritzen, aber auch nicht ohne Schaumbildung. Mit dem Spritzschutz 8 und den Umlenkplatten 9 und 10 kann man dem Nachteil des Aufspritzens wirkungsvoll begegnen. Durch die labyrinthförmige Strömungsführung wird eine Tropfenabscheidung erreicht. So ist gewährleistet, daß die Abluft relativ trocken über die Abströmleitung 13 aus dem Behälter gelangt. Insbesondere ist aber gewährleistet, daß keine staubhaltigen Flüssigkeitspartikel nach außen gelangen.Of course, the air does not flow out of the water without constant spraying, but also not without foaming. With the splash guard 8 and the deflection plates 9 and 10 , the disadvantage of spraying can be effectively countered. A droplet separation is achieved through the labyrinthine flow. This ensures that the exhaust air leaves the container relatively dry via the discharge line 13 . In particular, however, it is ensured that no dust-containing liquid particles get outside.
Die ggfs. auftretende Schaumbildung kann mit herkömmlichen Mitteln bekämpft werden. D. h., man kann beispielsweise mit chemischen Mitteln den Schaum bekämpfen.The possible foam formation can be with conventional Means to be combated. That is, you can, for example, with chemical agents fight the foam.
Claims (8)
- a) das Umlenkelement (6) in einem Abstand (20) von der Einmündung (15) angeordnet ist, der höchstens dem halben Durchmesser (16) der Zuströmleitung (4) entspricht,
- b) das Umlenkelement (6) als ein Kegel mit konkaven Mantel flächen ausgestattet ist,
- c) die Flüssigkeitsoberfläche etwa in Höhe der Kegelspitze (17) des Umlenkelements (6) liegt.
- a) the deflection element ( 6 ) is arranged at a distance ( 20 ) from the junction ( 15 ) which corresponds to at most half the diameter ( 16 ) of the inflow line ( 4 ),
- b) the deflecting element ( 6 ) is equipped as a cone with concave outer surfaces,
- c) the liquid surface is approximately at the level of the cone tip ( 17 ) of the deflecting element ( 6 ).
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