DE69617808T2

DE69617808T2 - Wäscher für Gas- und Dampfströme aus Industrieprozessen

Info

Publication number: DE69617808T2
Application number: DE69617808T
Authority: DE
Inventors: Corrado Vezzani
Original assignee: Vomm Impianti e Processi SRL
Current assignee: Vomm Impianti e Processi SRL
Priority date: 1995-06-20
Filing date: 1996-06-08
Publication date: 2002-06-20
Anticipated expiration: 2016-06-09
Also published as: BR9602839A; EP0749772B1; DE69617808D1; CA2179126C; SI0749772T1; EP0749772A1; ITMI951323A1; ITMI951323A0; CA2179126A1; IT1275767B1; ES2168435T3; US5902520A; AR002522A1

Description

In ihrem allgemeineren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung für die Reinigung von Gas- und Dampfströmen von industriellen Prozessen durch die Entfernung von festen, flüssigen oder gasförmigen bzw. luftförmigen, verschmutzenden Substanzen.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, die diese zuvor erwähnte Reinigung unter dynamischen Bedingungen bewirkt.
Verschiedene Typen von Vorrichtungen sind im Stand der Technik bekannt, die die Reinigung von Gasen durch die Entfernung von verunreinigenden Substanzen bewirken, indem mit einer geeigneten Flüssigkeit gereinigt wird. Zu diesen zählen z. B. Reinungssäulen, Zyklon-Reiniger und Venturi-Reiniger.
Die zuletzt genannten Vorrichtungen haben ein Venturi-Rohr, durch das ein Gas hindurchgehen kann und in dessen Hals die reinigende Flüssigkeit eingesprüht wird. Durch die Wirkung der hohen Gasgeschwindigkeit wird die Flüssigkeit schließlich atomisiert und der erreichte, innige Kontakt ermöglicht eine gute Lösung der lösbaren Verunreinigungen und ein gutes Einfangen der unlöslichen Verunreinigungen. Das Venturi-Rohr ist mit einem Zyklon bzw. Zyklonwascher verbunden, in dem flüssige Tropfen zusammen mit mitgenommenen Verunreinigungen beseitigt werden.
Der Wirkungsgrad der Venturi-Reiniger fällt jedoch ab, wenn die Abmessungen der Teilchen der Verunreinigungen auf einen Mikrometerwert abfallen, da diese die Neigung haben, in der Form eines Aerosols ausgestoßen zu werden.
Das Problem, das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, eine Vorrichtung für die Reinigung von Gasen oder Dämpfen von industriellen Prozessen durch die Entfernung von festen, flüssigen oder gasförmigen verunreinigenden Substanzen bereitzustellen, die einen hohen Wirkungsgrad hat und es insbesondere ermöglicht, die kondensierbaren, gasförmigen bzw. luftförmigen Verunreinigungen, die in den zuvor erwähnten Gasen enthalten sind, im maximalen Umfang zu beseitigen.
Dieses Problem wird gemäß der Erfindung durch eine Vorrichtung für die Reinigung eines Gases oder eines Gas- oder Dampfstromes durch die Entfernung von festen, flüssigen oder luftförmigen bzw. gasförmigen, verunreinigenden bzw. verschmutzenden Substanzen gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie aufweist:
- einen rohrförmigen Körper mit einer zylindrischen Innenwand, wobei der rohrförmige Körper mit einem Kühlmantel versehen ist und an gegenüberliegenden Enden durch Endplatten geschlossen ist und mit mindestens einer Einlassöffnung für den Eintritt eines Gas- oder Dampfstromes, der feste, flüssige oder gasförmige Verunreinigungen enthält, und mit mindestens einer Entladeöffnung bzw. Auslassöffnung versehen ist,
- eine koaxiale Welle, die sich längsseits innerhalb des rohrförmigen Körpers erstreckt und drehbar innerhalb des rohrförmigen Körpers gelagert ist,
- mindestens eine Gruppe von Blättern, die radial an der Welle angebracht sind,
- mindestens einen Drehkörper mit einer rein konischen Form, der an der Welle angebracht ist und zu dieser koaxial ist, dessen Grundfläche der Entladeöffnung zugekehrt ist und einen Durchmesser hat, der fast gleich dem Durchmesser der Innenwand des rohrförmigen Körpers ist, mit der er einen ringförmigen Durchlass bildet, und
- eine Einrichtung für den Eintritt von Flüssigkeit in den rohrförmigen Körper stromaufwärts des mindestens einen Drehkörpers mit einer rein konischen Form.
Die zuvor erwähnte Welle ist bevorzugt hohl und eine oder mehrere Öffnungen, die in ihr ausgebildet sind, stellen die zuvor erwähnte Einrichtung für den Einlass von Flüssigkeit in den rohrförmigen Körper dar.
Die zuvor erwähnten Öffnungen sind bevorzugt neben dem Scheitel bzw. der Spitze des mindestens einen rotierenden Körpers mit einer rein konischen Form ausgebildet.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist weiterhin zweckdienlich eine oder mehrere Flüssigkeitseinsprüheintrittsdüsen an der Innenwand des rohrförmigen Körpers an ihrer lateralen Oberfläche auf.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Vorrichtung eine Vielzahl von Gruppen von Blättern und eine Vielzahl von konischen Körpern.
Die Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden aus der Beschreibung einer Vorrichtung über die Reinigung von Gasen oder Dämpfen von industriellen Prozessen durch die Entfernung von festen, flüssigen oder gasförmigen verschmutzenden Substanzen ersichtlich, die weiter unten mit Bezug auf die angehängte Zeichnung erläutert werden.
Mit Bezug auf die zuvor erwähnte Figur hat eine Vorrichtung gemäß der Erfindung einen rohrförmigen Körper 1 mit einer zylindrischen Innenwand 1a, wobei der rohrförmige Körper 1 mit seiner Achse horizontal angeordnet ist und an den gegenüberliegenden Enden durch Enden 2, 3 geschlossen ist und koaxial mit einem Kühlmantel 4 versehen ist, wobei vorgesehen ist, dass Wasser oder eine andere kühlende Flüssigkeit durch ihn hindurchgeht, um die Innenwand des Körpers 1 auf einer vorgegebenen Temperatur zu halten.
Der rohrförmige Körper 1 ist mit einer Einlassöffnung 5 für das Gas oder den Dampf, das bzw. der der Reinigung unterzogen werden soll, und mit einer Entladeöffnung 6 versehen.
Drehbar innerhalb des rohrförmigen Körpers 1 ist eine koaxiale, hohle Welle 7 gelagert, die mit Blättern 8 versehen ist, welche schraubenförmig angeordnet sind und derart ausgerichtet sind, dass das Gas oder der Dampf, das bzw. der der Behandlung unterzogen wird, zentrifugiert wird und in Richtung der Entladeöffnung 6 befördert wird.
Zudem sind an der Welle 7 Drehkörper mit einer rein konischen Form 9 befestigt, deren Grundfläche bzw. Basis der Entladeöffnung 6 zugekehrt ist und einen Durchmesser hat, der fast gleich dem Durchmesser des rohrförmigen Körpers 1 ist.
An dem Scheitel bzw. der Spitze jedes Drehkörpers mit einer rein konischen Form 9 hat die Welle 7 Öffnungen 10 für den Einlass einer Flüssigkeit.
Die Innenwand des rohrförmigen Körpers 1 hat Öffnungen 11 für den Sprüheinlass einer Flüssigkeit.
Gemäß einer nicht beschränkenden Auslegung, kann der Betrieb der Vorrichtung wie folgt sein.
Der Gas- oder Dampfstrom, der durch das Entfernen von festen, flüssigen oder gasförmigen Verunreinigungen gereinigt werden soll, wird in den rohrförmigen Körper 1 durch die Einlassöffnung 5 eingelassen und dort wird er einer extrem starken, mechanischen Wirkung durch das Blatt 8 der Welle 7 ausgesetzt, die sich mit einer Geschwindigkeit zwischen 200 und 1000 Umdrehungen pro Minute dreht.
Als Folge der starken mechanischen Einwirkung wird ein erheblicher Vorwärtsschub und eine extrem turbulente Bewegung auf das Gas ausgeübt.
Das Gas tritt, wenn es die seitliche Oberfläche des Drehkörpers mit der rein konischen Form 9 erreicht, in Berührung mit der Flüssigkeit, die in den rohrförmigen Körper 1 durch die Öffnungen 10 eingelassen wird, und wird dann gezwungen, unter der durch die Blätter 8 ausgeübten Kraft, durch den extrem engen Spalt zwischen der Grundfläche des drehenden Körpers mit einer rein konischen Form 9 und der Innenwand des Körpers 1 hindurchzugehen.
An diesem Punkt bzw. an dieser Stelle steigt die Geschwindigkeit des Gases enorm an und die bereits hohe Turbulenz des Gases wird weiter erhöht, während dessen Druck gleichzeitig abnimmt. Gleichzeitig wird die Flüssigkeit sehr fein atomisiert, während die Temperatur der Innenwand 1a des rohrförmigen Körpers 1 auf niedrigen Werten mittels des Kühlmantels 4 gehalten wird.
Diese Bedingungen erzeugen zusammengenommen eine sehr enge Berührung zwischen den Wassertröpfchen der Flüssigkeit und den festen und flüssigen Verunreinigungen, die in dem Gas enthalten sind, und erzeugen die Kondensation aller kondensierbarer, gasförmiger Verunreinigungen. All dies wird mit einem größeren Wirkungsgrad als in den Vorrichtungen des Standes der Technik durchgeführt.
Die Wirkungen der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden vergrößert, wenn mehrere Bänke aus radialen Elementen mit verschiedener Auslegung bzw. Form vorgesehen werden, zum Beispiel Blätter, Koni und Schraubflügel, und insbesondere, wenn Gruppen aus Blättern 8 und rotierenden Körpern mit einer rein konischen Form 9 abwechselnd angeordnet sind. Dies kann in Fällen nützlich sein, in denen die Verunreinigungen, die in dem Gas enthalten sind, das behandelt werden soll, sehr kleine Abmessungen haben oder nur schwierig zum Kondensieren zu bringen sind.
Der Reinigungsbetrieb der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann weiter verbessert werden, wenn zusätzlich zu der Flüssigkeit, die in den Körper 1 durch die Öffnungen 10 eingeführt wird, eine weitere Flüssigkeit als Spray in den zuvor erwähnten Körper 1 durch die Öffnungen 11 eingelassen wird.
Die Flüssigkeit, die in den Körper 1 eingelassen wird, besteht in den meisten Fällen aus Wasser. Wenn jedoch das Gas, das behandelt werden soll, flüssige oder gasförmige Verunreinigungen von hydrophober Natur (zum Beispiel aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe) enthält, kann mit Vorteil ein Lösungsmittel aus der Familie der Polyalkylenglykole, zum Beispiel "Cellosolve" verwendet werden.
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ermöglicht es, unterschiedliche Gas- und Dampfflussraten in Abhängigkeit von der Wirbelbildung bzw. Turbulenz, die gewünscht wird, und in Abhängigkeit von der Flüssigkeitsmenge zu reinigen, die eingelassen wird.
Mit der Vorrichtung der Erfindung ist es möglich, Teilchen mit Abmessungen, die kleiner als ein Mikrometer sind, aus den behandelten Gasen oder Dämpfen zu beseitigen bzw. zu entfernen.
Ein Hauptvorteil der Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, dass sie eine Steuerung bzw. Regelung des Wirkungsgrads des Reinigungsprozesses auf der Basis der Eigenschaften des gasförmigen Materials, das behandelt werden soll, ermöglicht, indem die Drehgeschwindigkeit der angetriebenen Welle und die Temperatur der Flüssigkeit, die in dem kühlenden Mantel enthalten ist, geändert werden.
Ein weiterer Vorteil entsprechend einem unverzichtbaren, industriellen Pluspunkt der Vorrichtung gemäß der Erfindung besteht in dem Merkmal bzw. der Tatsache, dass es keine Ausbildung von Ablagerungen gibt und dass sie de facto selbstreinigend ist.
Aus technischen und technologischen Gründen kann die Vorrichtung der Erfindung mit einem Kühlmantel oder mehreren Kühlmänteln derart versehen sein, dass ein Temperaturgradient entlang der Vorrichtung ausgebildet wird und dass somit ein Wärmeaustausch bewirkt wird, der an bestimmte Arbeitsbedingungen angepasst ist.

Claims

1. Vorrichtung zur Reinigung von Gas- oder Dampfströmen durch Entfernen von festen, flüssigen oder gasförmigen, verschmutzenden Substanzen, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist:

einen rohrförmigen Körper (1) mit einer zylindrischen Innenwand (1a), wobei der rohrförmige Körper (1) mit einem Kühlmantel (4) versehen ist und an gegenüberliegenden Enden durch Endplatten (2, 3) geschlossen ist und mit mindestens einer Einlassöffnung (5) für den Eintritt eines Gas- oder Dampfstroms, der feste, flüssige oder gasförmige Verunreinigungen enthält, und mit mindestens einer Entladeöffnung (6) versehen ist,

eine koaxiale Welle (7), die sich längsseits innerhalb des rohrförmigen Körpers (1) erstreckt und drehbar innerhalb des rohrförmigen Körpers (1) gelagert ist,

mindestens eine Gruppe von Blättern (8), die radial an der Welle (7) angebracht sind,

mindestens einen Drehkörper mit einer rein konischen Form (9), der an der Welle (7) angebracht ist und zu dieser koaxial ist, dessen Grundfläche der Entladeöffnung zugekehrt ist und einen Durchmesser hat, der fast gleich dem Durchmesser der Innenwand (1a) des rohrförmigen Körpers (1) ist, mit der er einen ringförmigen Durchlass bildet, und

eine Einrichtung (10) für den Eintritt von Flüssigkeit in den rohrförmigen Körper (1) stromaufwärts des mindestens einen Drehkörpers mit einer rein konischen Form (9).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (7) hohl ist und dass sie an dem Scheitel des mindestens einen Drehkörpers mit einer rein konischen Form Öffnungen (10) hat, die die Einrichtung für den Eintritt von Flüssigkeit in den rohrförmigen Körper (1) bilden.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Vielzahl von Gruppen von Blättern (8) und eine Vielzahl von Drehkörpern mit einer rein konischen Form (9) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine oder mehrere Flüssigkeitssprüheintrittsdüsen (11) an der Innenwand des rohrförmigen Körpers (1) an ihrer seitlichen Oberfläche aufweist.