DE2627661A1 - Energierueckgewinnungsanlage und deren stroemungskoerper fuer luft-, gas- und nasswaescher, vorzugsweise aus kunststoff - Google Patents

Description

• Betreff: Patentanmeldung mit Hilfsgebrauchsmusteranmeldung
• Energierückgewinnungsanlage und deren Stromungskörper für Luft-, Gas- und Naßwäscher, vorzugsweise aus Kunststoff Gegenstand der Anmeldung sind Profile für Energierückgewinnungsanlagen zum Einsatz in Luft-, Gas- und Naßwäschern, vorzugsweise aus Kunststoff mit Ibhlräumen zur Durchführung der energierückgewinnungs- und kondensationspunktbestimmenden Medien, mit aerodynamisch ausgebildeten Wirbelräumen und Induzionswiderstand erzeugendem Gasabströmaschluß.
• Es ist bekannt, Luftwäscher für die Auswaschung von Säuren, Laugen, Metallsalzen und Netallstaub etc. aus geschwängerten Luftströmen zur Neutralisierung einzusetzen, bevor die gereinigten Luftstroms in die Atmosphäre treten.
• Zwei Grundsysteme haben sich auf dem Markt durchgesetzt, wobei der Wirkungsgrad beider noch nicht befriedigend ist: 1. der Venduriwäscher 2. der Stauscheibenwäscher Bei beiden Typen wird das Abgas beschleunigt und durch Wirbelerzeugung und Umlenkung auf der Oberfläche der Profile nach Abriß der Laminarströmung die Metallsalze aus dem Luftstrom entzogen.
• Der gereinigte Gasstrom ist noch mit Restspuren von Metallen und Salzen behaftet und wird zur grndlichen Reinigung durch eine Filteranlage hindurchgeschickt.
• Die im Filter verbleibenden Restrohstoffe können nicht mehr oder nur mit großem Aufwand zurückgewonnen werden.
• Beim Naßabscheider, der ebenfalls auf den beiden vorgenannten Grundsystemen beruht, wird Wasser verdampft und dem heißen Luftstrom mittels Düsen und hohem Druck beigegeben.
• Der Metallstaub wird gebunden und nach dem vorgenannten System an der Oberfläche durch Verwirbelung ausgeschieden.
• Auch hierbei ist die Auswaschung der Metallsalze nicht befriedigend. Hinzu kommt, daß große Wassermengen nicht zurückgewnnnen werden, da sie durch die Verdunstung in die AtmotphSre entweichen.
• Die aggressiven Abgase erfordern korrosionabeständige Materialien; Kunststoffe, insbesondere Polyolepiine, die von der chemischen Beständigkeit her weitgehendst geeignet wären, können nicht eingesetzt werden, da die Temperaturen über 1100 bei vielen Abgasen liegen.
• Auch bei legierten Edelstählen ergeben sich Schwierigkeiten an den Schweiß-und Verbindungsnähten, an denen die Wirbelerzeuger auf dem Profil aufgesetzt sind. Die Lebensdauer der legierten Edelstähle wird in diesen Bereichen stark gemindert.
• Bis zur Stunde ist noch nicht bekannt, daß in Abscheidern der Kondensationspunkt exakt bestimmt wurde.
• Die Bestimmung des Kondensationspunktes ermöglicht eine beträchtliche Erhöhung des Wirkungsgrades.
• Nach den neuesten Erkenntnissen entspricht der derzeitige Energieaufwand nicht den gewünschten Pückgewinnungsergehnissen für hochwertige Rohstoffe.
• Darüber hinaus wird durch die bei der Verhüttung aufgewandte und vorhandene Energie vernichtet, aber nicht genutzt.
• Gegenstand der Erfindung sind Profile für den Einsatz in Luft-, Gas- und Naßwäschern, vorzugsweise aus trernoplastischem oder duroplastischem Kunststoff, mit Hohlräumen zur Durchführung des energierückgewinnungs- und kondensationspunktbestimmenden Mediums, mit aerodynamisch ausgebildeten Wirbelräunen und Induzionswiderstand erzeugenden Gasabströmabschluß.
• Die bisher bekannten Profile haben a) den Nachteil, daß eine Kondensationspunktbestimmung nicht moglich ist, b) keine Möglichkeit zur Rückgewinnung der Energie, c) keine Einsatzööglichkeit von thernoplastischen oder duroplastischen Kunststoffen, sofern der Temperaturbereich zwischen 100 und 2200 C liegt, d) einen zu geringen Wirkungsgrad an Rückgewinnung von Rohstoffen, e) eine zu kurze Lebensdauer an den Schweißstellen beim Einsatz von Edelstählen.
• Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß sie die vorgenannten Nachteile vermeidet.
• Durch die Hohlräume 2 der Strömungsprofile 1 wird ein Kühl- bzw. Energierückgewinnungsmedium hindurchgeführt. Dadurch werden folgende Vorteile erzielt: 1. Der als bekannt vorauszusetzende Kondensationspunkt des zu reinigenden Gasstrcms kann durch das Medium gesteuert werden. Dadurch wird der Gasstrom und das im Gasstrom befindliche auszufällende Rohmaterial (Säuren, Laugen, Basen, Metalle etc.) bereits im Temperaturbereich beeinflußt und in den Wirbelräunen nach abgerissener laminarstrcmung ausgefällt. Die Restspuren werden nach Austritt aus den Profilen aufgrund der verschiedenen Gasabströrebschltsse und der damit verbundenen Induzionswiderstand erzeugenden Wirbel gereinigt.
• 2. Durch die IbhIräune und das durch diese hindurchgeführte Energierückgewinnungseediurn liegt der Temperaturbereich vorwiegend unter 1000 C. Diese Tatsache ermöglicht es, vorzugsweise therrroplastische Kunststoffe als Profile zu verwenden, da der E-Modul nicht die nötige stabilitätserforderliche Grenze unterschreitet. Durch diese Tatsache können preisgünstige Profile eingesetzt werden, auch für Beißluftwäscher.
• 3. Die normal aufzuwendenden Energiemengen, speziell bei Naß- und Gegenstromwäschern, sind enorm hock, da das Wasser verdampf werden muß, um es dem zu reinigenden Luftstrom zuzusetzen.
• Durch die Verdampfung geht sehr viel Brauchwasser verloren und wird in die Atmosphäre abgeführt. Die dadurch auftretende Umweltverschmutzung zellen wir unberücksichtigt lassen. Als Beispiel sei angegeben, welche Energiegewinnung durch das neue System gegenüber. dem herkatrn1ichen System erzielt wird.
• Um Wasserdampf zu erzeugen, muß man Nounalwasser in einem Temperaturbereich von ca. 200 auf 120 bis 1600 C erhitzen, um es in den Gegenstrom einblasen zu können. Bei der Verwendung der neuen Profile wird Wasser in den Profilen durch Entnahme der Warmeenergie im Durchfluß auf ca. 80 bis 900 C, entsprechend dem Kondensationspunkt, erwärmt. Dieses aus den Profilen austretende Wasser wird der Dampferzeugungsanlage zugeführt, so daß bei einer Gegenüberstellung zwischen dem herkömmlichen System Temperaturen von 100 bis 1400 C aufzuwenden sind, bei der neuen Methode 20 bis 600 C.
• Sofern keine Dampferzeugung notwendig ist, kann dieses erwrmte Wasser zu Heiz- oder anderen Zwecken, z.B. Wasseraufbereitung und dergleichen,verwendet werden.
• 4. Durch die genaue Steuerbarkeit der Temperatur in den Profilen und die aerodynamisch ausgebildeten Wirbelräume wird das zu reinigende Medium durch Einsatz von Luftströnen in bestimmter Richtung vertikal oder horizontal gegen den Abgasstran eine zusätzliche Querbeschleunigung und bessere Abscheidung mit höherem Wirkungsgrad erzielen.
• Die Profile sind so ausgebildet, daß entsprechend dem zu reinigenden Abflußstrom die in der Zeichnung dargestellten Profile zu Batterien zusammengeschlossen in horizontaler oder vertikaler Bauweise in die Luftwäscher eingebaut werden, wobei entsprechend dem individuellen Fall eine zusätzliche Luftdurehfffhrung eingebaut werden kann.
• Ferner sind Kombinationen der Profile entsprechend der Beschreibung auch untereinander möglich.
• Beim Einbau der Profile in horizontale Wäschersysteme ist ein Neigungswinkel von 10 bis 450 möglich, sofern nicht zusätzliche Querluftströme eingebaut sind.
• Die kompletten Montage- und Umlaufsysteme sind in dieser Anmeldung nicht schutzrechtlich begehrt und Geaenstand einer gesonderten Anmeldung.
• Wie in Figur 8 dargestellt, wird durch die struuungserhöhenden Profile 11 ein kurzer Abriss im Wirbelraum Ib mit einer Entspannung des Gasstroms erzielt, wobei die unterschiedliche Temperaturführung innerhalb des Profils den Abriß der Strömung untersttitzt. Die Länge des Profils und die Aneinanderreihung der Wirbelräume Ib hängt von dem zu reinigenden Gasstrom ab.
• Die auf der Zeichnung dargestellten Profile veranschaulichen lediglich den Aufbau und die Variationsmöglichkeiten, sind jedoch nicht bindend für die Funktion bei verschiedenen Gasströmen.
• Der Gasstromabschluß mit seinen verschiedenen Ausführungen hat die Aufgabe, wiederum entsprechend den verschiedenen Gasströmen den induzierten Widerstand zu erhöhen und die Wirbelzopfausbildung noch außerhalb des Wäschers fortzusetzen, wodurch eine Pestausfällung gewwwrleistet ist.
• Die unterschiedlichen Medienausführungen 2 gestatten es, im Mittelbereich des Profils bzw. am Anfang oder Ende andere Temperaturführungen zu wählen zur Erzielung des höchsten Wirkungsgrades.
• Wie in Figur 8 demanstriert, läßt sich bei asymetrischen Profilen die Temperaturführung sehr extrem gestalten und durch die hohe Temperaturdifferenz eine zusätzliche Verwirbelung, bedingt durch die Gasstromverzögerung, erreichen.
• Die in Figur 9 dargestellten Profile eignen sich vorwiegend zur Rückgewinnung von Energiewrme ohne Reinigungseffekt, z.B. in Hotels, Krankenhäusern und dergleichen, überall dort, wo durch zentrale Abluftsysteme warme, geheizte Raume be- und entlüftet werden. Die rückgewonnene Energie wird dem Energiehaushalt zugeführt.
• Zeichnungsbeschreibung: Fig. I zeigt den Querschnitt durch das Strömungsprofil 1 des Abscheiders mit durchlaufendem Hohlraum 2 für das energierückgewinnende und kcndensationspunk*bestimmende Medium.
• Fig. Ia zeigt den Querschnitt durch das Strömungsprofil 1 des Abscheiders mit symetrischem Gasabströmabschluß.
• Fig. II zeigt den Querschnitt durch das Strömungsprofil 1 des Abscheiders mit im Bereich der ersten drei Wirbelräume 1b durchlaufendem Hohlraum 2 in den ubrigen Wirbelkammern, das Zwischenstück 4a und die vergrßerte Kühl zone 4.
• Fig. IIa zeigt den Querschnitt durch das Ströungsprofil 1 des Abscheiders mit symetrischem widerhakenförmigem Gasabströmabschluß 5.
• Fig. III stellt den Querschnitt des Strömungsprofils 1 des Abscheiders mit durchlaufendem Hohlraum 2 im Bereich der ersten beiden Wirbelräume 1b und den separaten Hohlräumen 2 in den übrigen Wirheiräumen dar.
• Fig. lila zeigt den Querschnitt durch das Strömungsprofil des Abscheiders mit asymetrischem widerhakenförmigem Gasabströmabschluß 6 in der Ebene des Strömungsprofils 1.
• Fig. IV zeigt den Querschnitt durch das Stramungsprofil 1 des Abscheiders mit unterbrochenem Durchlauf 2 und massiv ausgebildeten Zwischenstücken 4a.
• Fig. IVa zeigt den Querschnitt durch das Strömungsprofil des Abscheiders mit asymetrischem widerhakenförmigem Gasabströmabschluß 8, der die Strömungsebene überragt.
• Fig. V zeigt den Querschnitt durch das Strömungsprofil 1 des Abscheiders mit den erweiterten Kühlzonen 4.
• Fig. Va zeigt den Querschnitt durch das Strömungsprofil des Abscheiders mit dem symetrischen stauscheiberartigen Gasabströmabschluß 9.
• Fig. VI zeigt den Querschnitt durch das Ströungsprofil des Abscheiders mit nicht gekühlten Stauscheiben 10.
• Fig. VIa zeigt den Querschnitt durch das Strömungsprofil 1 des Abscheiders mit symetrischem Gasabstromabschluß.
• Fig. VII zeigt den Querschnitt durch das Strömungsprofil des Abscheiders mit gek(ililten Stauscheiben 11.
• Fig. VIIa zeigt den Querschnitt durch das Strömungsprofil des Abscheiders mit dem Gasströmabschluß 12 mit hohen induzierenden Widerstand erzeugenden Merkmalen.
• Fig. VIII zeigt den Querschnitt durch das Stromungsprofil 1 des Abscheiders in asymetrischer Ausführung und gekühlten Stauscheiben mit unterschiedlichem Durchströmungshohlraum 2.
• Fig. VIIIa zeigt den Querschnitt durch das Strömungsprofil des Abscheiders mit dem Gasströmabschluß 12 mit hohen induzierenden Widerstand erzeugenden Merkmalen.
• Fig. lx zeigt den Querschnitt des Strömungsprofils 1 nur zur Energierückgewinnung.
• L e e r s e i t e

Claims (1)

1. Patentanspruch 1 ) Stromungsprofil für Luft-, Gas- und Naßwäscher dadurch gekennzeichnet, daß ein energierückgewinnungs- und kondensationpunktbestimmendes Medium durch den Hohl- bzw.

   Innenraum 2 des Profils 1 geleitet wird und das Profil auf seiner Oberfläche Wirbelräume 1b und Stauscheiben 10 und 11 aufweist, die gekühlt oder massiv sind, und einen Gasabstromanschluß hat mit Strömungsausbildungen, die hohen Induzionswiderstand erzeugen. Die Profile sind vorzugsweise aus Kunststoff oder aus für den geeigneten Zweck gewählten Werkstoffen.

   Patentanspruch 2 nach Anspruch 1 Strömungsprofil für Luft-, Gas- und Naßwäscher, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum 2 zur Durchführung des energierückgewinnungs- und kondensationspunktbestimmenden Mediums ganz oder teilweise innerhalb des Profils ausgebildet ist.

   Patentanspruch 3 nach Anspruch 1 Strömungsprofil für Luft-, Gas- und Naßwäscher, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum 2 zur Durchführung des energierückgewinnungs- und kondensationsbestimmenden Mediums in einzelne Durchführungszonen unterteilt ist.

   Patentanspruch 4 nach Anspruch 1, 2 + 3 Strömungsprofil für Luft-, Gas- und Naßwäscher, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum 2 für die Durchfuhrung der energier(ckgewnnungs - und kondensationspunktbestimmenden Mediums mit Kühlzonen in vergroßerter Ausfuhrung 4 ausgeführt ist.

   Patentanspruch 5 nach Anspruch 1 - 4 Stromungsprofil für Luft-, Gas- und Naßwäscher, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsprofile 1 aerodynamisch ausgebildete Wirbelräume 1 b aufweisen.

   Patentanspruch 6 nach Anspruch 1 - 5 Strömungsprofil für Luft-, Gas-und Naßwäscher dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsprofile 1 zusätzliche Stauscheiben 10 innerhalb der Wirbelräume 1b aufweisen.

   Patentanspruch 7 nach Anspruch 1 + 2 Strömungsprofil für Luft-, Gas- und Naßwäscher dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsprofile 1 mit hohen turbulenzbildenden, vollgekühlten Strömungsabreißkanten 11 ausgebildet sind.

   Patentanspruch 8 nach Anspruch 1 Strömungsprofil für Luft-, Gas- und Naßwäscher dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsprofile 1 asymetrisch ausgebildet sind.

   Patentanspruch 9 nach Anspruch 1 - 8 Stromungsprofil für Luft-, Gas- und Naßwäscher dadurch gekennzeichnet, daß die Stromungsprofile 1 mit Gasabströmanschlüssen in syrretrischer Form 3 ausgeführt sind.

   Patentanspruch 10 nach Anspruch 1 - 8 Strömungsprofil für Luft-, Gas- und Naßwäscher dadurch gekennzeichnet, daß die Stromungsprofile 1 mit Gasabströmanschluß in symmetrisch ausgebildeten Widerhaken 5 gefertigt sind.

   Patentanspruch 11 nach Anspruch 1 - 8 Strömungsprofil für Luft-, Gas- und Naßwäscher dadurch gekennzeichnet, daß die Strämingsprofile 1 mit Gasabstromm anschluß in asymetrisch ausgebildeten Widerhaken 6 gefertigt sind, die in der Stränungsebene enden.

   Patentanspruch 12 nach Anspruch 1 - 8 Strömungsprofil für Luft-, Gas- und Naßwäscher dadurch gekennzeichnet, daß die Strcmungsprofile 1 mit Gasabströmanschluß mit widerhakenförmiger Ausbildung 8 versehen sind, wobei der Widerhaken über die Strömungsbene hinausragt.

   Patentanspruch 13 nach Anspruch 1 - 8 Strömungsprofil für Luft-, Gas- und Naßwäscher dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsprofile 1 einen Gasab, strömanschluß mit einer induzierenden Widerstand erzeugenden Ausbildung 12 haben.

   Patentanspruch 14 nach Anspruch 1 - 13 Strömungsprofile für Luft-, Gas- und Naßwäscher dadurch gekennzeichnet, daß sie batterieförmig zu Abscheiderkolonnen zusammengebaut und bei horizontalem Einbau mit einem Neigungswinkel von 10 - 450 eingesetzt werden.

   Patentanspruch 15 nach Anspruch 1 - 14 Stromungsprofile für Luft-, Gas- und Naßwäscher dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise Kunststoffprofile, auch für Temperaturbereiche über 100 - 2200, eingesetzt werden.

   Patentanspruch 16 nach Anspruch 1 Stromungsprofil für Energierückgewinnung dadurch gekennzeichnet, daß symetrische Profile mit Energierückgewinnungsmedium in 1 oder 2 Durchgangsräumen aus der vorbeistreichenden Abluft die Wärmeenergie entziehen und dem Energiehaushalt zugeführt wird.