Die Erfindung betrifft einen Venturiwascher für staubbe¬ ladene, strömende Gase mit einem Einlaufteil, dessen vom Gas durchströmter Kanal einen sich in Strömungsrichtung stetig verringernden Querschnitt aufweist, und einem nahe dem Ende größten Durchmesser des E ^' inlau teils angeordneten Ringkanal für eine Flüssigkeit, der über seinen gesamten Umfang mit dem vom Gas durchströmten Kanal des Einlaufteils verbunden ist, wobei in den Ringkanal wenigstens eine Zuleitung für die Flüssigkeit derart mündet, daß letztere mit einer tangentialen Komponente in den Ringkanal ein¬ strömt.

Derartige Venturiwascher bestehen im allgemeinen aus drei Teilen, nämlich Einlaufteil, Mittelteil sowie Diffusor. Aufgrund des in Strömungsrichtung abnehmenden Querschnitts des Einlaufteiles erhöht sich die Geschwindigkeit des anströmenden Gases. Die Wandung dieses Einlaufteils ist einem Venturirohr nachgebildet oder der Einfachheit halber innen kegelförmig begrenzt. Das an das Einlaufateil an¬ schließende Mittelteil weist den engsten Querschnitt auf, so daß hier die Gasgeschwindigkeit am größten ist. An dieser Stelle wird in den freien Querschnitt des Mittelteils eine Flüssigkeit, normalerweise Wasser, eingespritzt, welches von dem schnell strömenden Gasstrom in feinste Tröpfchen zerteilt und mitgerissen wird. Insbesondere aufgrund des Geschwindigkeitsunterschiedes zwischen den Füssigkeitströpf- chen und den zu entfernenden Feststoffteilchen im Gasstrom schlagen sich die Feststoffteilchen an den Wassertröpfchen

nieder. In der diffusorförmigen Erweiterung hinter dem Mittelteil verlangsamt sich die Strömung des Gases wieder. Der beim Durchströmen der engsten Stelle auftretende Druckabfall wird dabei zu einem Teil wiedergewonnen. Das Gas-Wasser-Feststoff-Gemisch wird anschließend durch einen geeigneten Apparat, z. B. einen Zyklon, geführt, innerhalb dessen die mit Staub beladenen Wassertröpfchen aus dem Gasstrom abgeschieden werden, so daß man ein Gas mit der gewünschten Reinheit erhält. Das zum Niederschlagen des Staubes benutzte Wasser kann mehrmals im Kreislauf geführt werden. Die Abtrennung des Staubes vom Wasser erfolgt zweckmäßig in einem Sedimentationsbecken.

Das Einspritzen des für das Abscheiden der Feststoffteilchen erforderlichen Wassers erfolgt - in Strömungsrichtung gesehen - im allgemeinen am Beginn des im Mittelteil vorhandenen engsten Querschnittes. Hier ist die Gasgeschwin¬ digkeit am höchsten, so daß das zugeführte Wasser dement¬ sprechend in besonders feine Tröpfchen zerteilt wird.

Schwierigkeiten entstehen häufig dadurch, daß sich in Strömungsrichtung vor der Stelle, an welcher das Wasser eingespritzt wird, Feststoffteilchen an der Innenwandung des Venturiwaschers, insbesondere im Einlaufteil, ablagern. Die daraus resultierenden Ablagerungen wachsen entgegen der Strömungsrichtung des Gases, wobei sie eine Größe und einen Umfang erreichen können, daß die Strömungsverhältnisse im gesamten System verändert werden. In Extremfällen kann es zu einer völligen Verstopfung des Venturiwaschers kommen. Zur Vermeidung der Ablagerungen und der sich daraus ergebenden Schwierigkeiten ist es bereits aus der US-PS 2,684,836 bekannt, an einem vertikal angeordneten Venturiwascher im Bereich des größten Durchmessers des Einlaufteiles einen Ringkanal vorzusehen, von dem mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Rohrabschnitte abgehen, aus denen eine Flüssig-

O PI

keit, üblicherweise Wasser, unter einem gewissen Druck derart in das Einlaufteil eintreten, daß dessen innere Wandung mit einer Flüssigkeitsschichtbeaufschlagt wird,, die Ablagerungen von Feststoffteilchen verhindern soll. Bei dieser Vorrichtung ist jedoch keine Gewähr dafür gegeben, daß- die Flüssigkeit gleichmäßig über die Innenfläche des Einlaufteiles verteilt wird. Vielmehr sind nähme dem Ende des größten Durchmessers des Einlaufteiles Bereiche vorhan¬ den, die von der Flüssigkeit nicht benetzt werden. Ein die gesamte Wandung, überziehender Flüssigkeitsfilm stellt sich erst im unteren Bereich des Einlaufteiles ein, wobei jedoch keine Gewähr dafür besteht, daß dieser Flüssigkeitsfilm mindestens hinsichtlich seiner Dicke und Strömungsgeschwin¬ digkeit einigermaßen gleichmäßig ist. Aus diesem Grunde ist das Zuführungsrohr für das zu waschende Gas bis weit' in den Einlaufteil hinein geführt um zu vermeiden, daß das ankom¬ mende Gas auf nicht ausreichend benetzte Teile der Wandung des Einlaufteiles trifft. Dadurch wird die axiale Baulänge des Venturiwaschers erheblich vergrößert. Ein anderer wesentlicher Nachteil besteht darin, daß die Flüssigkeit nur eine geringe kinetische Energie aufweist und somit nur einen geringen Spüleffekt hat. Dies ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß die Flüssigkeit an wenigen Stellen konzentriert in das Innere des Einlaufteiles eintritt. Dabei muß ein zu hoher Druck vermieden werden, da sonst die Gefahr besteht, daß sich Turbulenzen bilden und Teilchen vom Flüssigkeitsstrom lösen, die in den freien Querschnitt des Einlaufteiles gelangen und dort Anbackungen am Zufuhrrohr bewirken. Bei geringem Überdruck jedoch ist die Spülwirkung nicht ausreichend, da die Flüssigkeit nach verhältnismäßig kurzem Weg an der Innenwandung des Einlauf¬ teiles ihren Drall verliert und lediglich unter der Einwirkung der Schwerkraft nach unten fließt. Diesich dabei einstellende Strömungsgeschwindigkeit ist zu gering, als daß Ablagerungen mit Sicherheit vermieden werden könnten. Im

übrigen dürfte die bekannte Vorrichtung auf eine vertikale Anordnung des Venturiwaschers beschränkt sein, da im anderen Fall die vorerwähnten Nachteile sich noch stärker auswirken.

Die US-PS 3,601,374 offenbart einen ebenfalls vertikal angeordneten Venturiwascher, dessen Einlaufteil am Ende des größten Durchmessers mit einem Ringkanal für eine Flüssig¬ keit versehen ist, der über seinen gesamten Umfang mit dem vom Gas durchströmten Kanal des Einlaufteiles verbunden ist. Zwei Zuleitungen für die Flüssigkeit münden tangential in den-Ringkanal. Letzterer stellt lediglich eine Erweiterung des Einlaufteiles dar. Er ist an seiner dem Inneren des Einlaufteiles zugekehrten Seite völlig offen, so daß die im Ringkanal in Umfangsrichtung sich bewegende Flüssigkeit unter der Einwirkung der Schwerkraft über eine Kante, die den Ringkanal von der Innenwandung des Einlaufteiles trennt, in letzteres hinüberfließt. Auch hier gilt, daß die im wesentlichen nur unter der Einwirkung der Schwerkraft zustande kommende Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit nicht ausreicht. Anbackungen zu vermeiden. Eine bessere Spülwirkung könnte lediglich durch eine Vergrößerung der Spülwassermenge und somit einer dickeren Wasserschicht an der Innenwandung des Einlaufteiles erreicht werden. Dies führt jedoch zu einem höheren Wasserverbrauch. Tatsächlich soll die über de Ringkanal dieser bekannten Vorrichtung zugeführte Flüssigkeit in fein verteilter Form vom Gasstrom aufgenommen werden, um die darin befindlichen Feststoffpar¬ tikel zu binden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Venturi¬ wascher der einleitend beschriebenen Art so auszugestalten, daß die Nachteile bekannter Vorrichtungen nicht auftreten. Insbesondere sollen bei sparsamem Flüssigkeitsverbrauch bleibende Anlagerungen sicher vermieden werden, und zwar auch bei schwankenden Gasmengen und schwankenden Mengen an

darin befindlichen Feststoff artikeln. Ferner soll der Venturiwascher unabhängig davon verwendbar sein, ob er vertikal oder horizontal oder in irgendeiner Zwischenposi¬ tion angeordnet ist. Auch wird eine möglichst kurze Baulänge angestrebt. Der Aufbau des Venturiwaschers soll einfach und übersichtlich sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, d'aß der unter Überdruck stehende Ringkanal über einen Durchtritts¬ spalt mit dem vom Gas durchströmten Kanal verbunden und der Durchtrittsspalt auf das Ende geringsten Durchmessers des Einlaufteils gerichtet ist. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß die Flüssigkeit über die gesamte Umfangsfläche des innerhalb des Einlaufteils befindlichen Strömungskanals für das zu reinigende Gas in den Kanal austritt und aufgrund der tangentialen Zuführung in den Ringkanal hinein auch einen gewissen Drall, also eine in Umfangsrichtung der Innenwand des Einlaufteiles gerichtete Geschwindigkeitskom¬ ponente, zugleich aber auch eine axiale Komponente erhält, wobei die Geschwindigkeit, insbesondere auch die in axialer Richtung, durch die Druckverhältnisse innerhalb des Ringka¬ nals einstellbar ist. Aus dem Durchtrittsspalt tritt ein über den gesamten Umfang zusammenhängendergleichmäßiger Flüssigkeitsfilm aus, der sich über die gesamte Länge des Einlaufteiles über sämtliche Bereiche der Wandung des vom Gas durchströmten Kanals erstreckt. Das Wegspülen von an der Innenwandung des Einlaufteiles anhaftenden Festststoffteil- chen erfolgt dabei durch die Strömungsenergie der Flüssig¬ keit, so daß mit einem dünnen Flussi'gkeitsfilm gearbeitet werden kann, der zudem, da er bereits aus dem Durchtritts¬ spalt in Strömungsrichtung des Gases austritt, keinerlei Turbulenzen und Unregelmäßigen aufweist. Letzteres wird in besonders vorteilhafter Weise dann erreicht, wenn der Durchtrittsspalt im wesentlichen parallel zum angrenzenden Bereich der Innenwandung des Einlaufteils gerichtet angeord-

net ist. Dabei ist vorteilhaft die Anordnung so getroffen, daß der Durchtrittsspalt außenseitig von der Innenwandung des Einlaufteils begrenzt ist, so daß der Flüssigkeitsfilm bereits innerhalb des Durchtrittsspaltes mit der den Kanal begrenzenden Innenwandung, entlang welcher er in Richtung auf das Ende kleinsten Durchmessers des Einlaufteiles fließen soll, eng in Berührung ist.

Zur Erzielung einer einfachen und betriebssicheren Konstruk¬ tion sind Ringkanal und Durchtrittsspalt vorteilhaft durch einen axial in das Einlaufteil einschraubbaren Ring be¬ grenzt. Diese Art der Ausgestaltung gibt zudem die Möglich¬ keit, den Durchtrittsspalt auf einfache Weise hinsichtlich seiner Breite einzustellen. Dazu wird der Ring entsprechend den jeweiligen Betriebsbedingungen mehr oder weniger tief in das Gewinde am Einlaufteil eingeschraubt. Unterschied¬ liche Betriebsbedingungen liegen beispielsweise vor bei unterschiedlichen Gasmengen sowie bei unterschiedlichen Stäuben sowohl hinsichtli.ch der Korngröße als auch hinsicht¬ lich der Art der Stäube und auch bezüglich der jeweiligen Zustände des Gases hinsichtlich Druck, Temperatur und Strömungsgeschwindigkeit. Für das Waschen von beispielsweise in einem Winkler-Vergaser mittels Vergasen von Braunkohle erzeugtem Gas hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Durchtrittsspalt auf eine Breite zwischen 0,1 und 1 mm, vorzugsweise auf etwa 0,5 mm einzustellen.

Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausgestaltung erwiesen, bei welcher der Durchtrittsspalt von dem Bereich kleinsten Außendurchmessers des Ringes sowie dem Bereich größten Innendurchmessers des Einlaufteiles begrenzt ist. Dabei ist es ohne weiteres möglich, daß die beiden den Durchtrittsspalt an dessen Austrittsseite begrenzenden Wandbereiche des Ringes einerseits und des Einlaufteiles andererseits zueinander im wesentlichen parallel verlaufen.

Dies trägt ebenfalls dazu bei, die Flüssigkeit gleichmäßig und ohne wesentliche Turbulenzen aus dem Durchtrittsspalt austreten zu lassen, so daß der die Innenwandung des vom Gas durchströmten Kanals bedeckende Flüssigkeitsfilm ebenfalls gleichmäßig ist und somit dünn sein kann, dabei aber die gesamte Innenwandung des Kanals bedeckt.

Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann der kleinste Durchmesser des vom Gas durchströmten Innenquer¬ schnittes des Ringes etwas kleiner sein als der größte Durchmesser der Wandung des vom Gas durchströmten Kanals irji Einlaufteil. Dabei ist es zweckmäßig, daß der vom- Gas durchströmte Innenquerschnitt des Ringes einen in Strömungs¬ richtung stetig abnehmenden Durchmesser aufweist. Bei dieser Anordnung strömt das Gas durch den Ring in den Kanal des eigentlichen Einlaufteils hinein. Durch den in Strömungs¬ richtung sich verengenden Innendurchmesser des Ringes erfährt der Gasstrom eine erste, örtlich begrenzte Beschleu¬ nigung. Dadurch wird das Strömungsprofil des Gasstromes derart beeinflußt, daß die sonst bei Strömungen in Wandnähe sich einstellende Grenzschicht, die ggf. sich entgegen der eigentlichen Strömungsrichtung bewegt, unterbrochen wird. Da die übliche, im allgemeinen laminare Grenzschicht auch das Ablagern von Feststoffteilchen und somit das Entstehen von Anbackungen begünstigt, trägt die erfindungsgemäße Ausge¬ staltung dazu bei, in Strömungsrichtung vor dem Durchtritts¬ spalt Ablagerungen zu verhindern.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestelt. Es zeigen:

Fig. 1 im Längsschnitt einen Venturiwascher, Fig. 2 in größerem Maßstab das Einlaufteil des Venturiwaschers im Längsschnitt,

Fig. 3 eine Vorderansicht des Einlaufteiles in

Strömungsrichtung gesehen, Fig. 4 im Längsschnitt den den Durchtrittsspalt begrenzenden Ring in größerem Maßstab.

Der in der Zeichnung dargestellte Venturiwascher besteht aus einem Einlaufteil 1, einem Mittelteil 2 und einem Diffusor 3. Diese Reihenfolge der Teile entspricht ^* der Strömungsrich¬ tung des Gases, welches in den Wascher in Richtung des Pfeiles 5 einströmt und diesen in Richtung des Pfeiles 6 wieder verläßt.

Die Innenwandung 7 des Einlaufteiles 1 begrenzt einen sich in Strömungsrichtung 5, 6 stetig verjüngenden Kanal 8. Das Mittelteil 2 weist den kleinsten Strömungsquerschnitt auf. Unmittelbar vor diesem sind radiale Bohrungen 9 angebracht, über die ein flüssiges Waschmittel, im allg'emeinen Wasser, in den vom Gas durchströmten Querschnitt des Mittelteiles 2 eingeführt wird. Das Wasser wird über einen Rohranschluß 10 zugeführt.

In Strömungsrichtung hinter dem Mittelteil 2 schließt sich der Diffusor 3 an, dessen Wandung 11 sich in Strömungsrich¬ tung stetig erweitert. In der engsten Stelle des Mittelteils 2 erreicht das Gas seine größte Strömungsgeschwindigkeit, die sich im Diffusor 3 entsprechend der Querschnittsver¬ größerung desselben wiederauf einen Wert, der etwa der Geschwindigkeit entspricht, mit welcher das Gas in das Einlaufteil eintritt, verringert.

Die zu vermeidenden Ablagerungen und Anbackungen entstehen, falls keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden ^' , in Strömungsrichtung 5, 6 kurz vor dem Bereich, an welchem durch die Bohrungen 9 die Waschflüssigkeit in den Innen¬ querschnitt des Mittelteiles 2 eintritt. Diese Ablagerungen

OMPI

wachsen dabei entlang der Wandung 7 des Kanals 8 entgegen der Strömungsrichtung 5, 6 auch in das Einlaufteil 1 hinein, wodurch die Strömungsverhältnisse verändert und zumindest die Wirkungsweise des Venturiwaschers stark beeinträchtigt werden.

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten ist nahe dem Ende 12 des größten Querschnittes des Einlaufteils 1 ein Ringkanal 13 vorgesehen, der sich mit seinem äußeren Umfang bis in den Befestigungsflansch 14 erstreckt. Innenseitig wird der Ringkanal 13 durch einen Ring 15 begrenzt, der über ein Feingewinde 16 in das Einlaufteil 1 bzw. den Flansch 14 axial eingeschraubt ist. Am äußeren Umfang des Ringkanales münden wenigstens zwei Zufuhrkanäle 17 für eine Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, etwa tangential in diesen, so daß die Flüssigkeit innerhalb des Ringkanales einegroße Bewegungs¬ komponente in Umfangsrichtung desselben aufweist.

Der den Ringkanal innenseitig begrenzende Ring 15 besteht aus einem Ringkörper, der auf seinem äußeren Umfang ein Feingewinde 16 trägt. Ferner sind kleine Bohrungen 20 für den Eingriff eines Werkzeuges vorgesehen, mit dem der Ring 15 in das Einlaufteil 1 eingeschraubt werden kann. Die entgegen der Strömungsrichtung 5, 6 vordere Stirnseite 21 geht über einen mit großem Radius 23 abgerundeten Bereich 22 in eine Kegelmantelfläche 24 über, deren Neigungswinkel z. B. 15° beträgt und vorteilhaft dem Neigungswinkel zumindest des daran anschließenden Bereiches der Wandung 7 des Kanals 8 enspricht. Durch diese Anpassung der Einströmquerschnitte über Kegelflächen gleicher Neigung werden im Einlaufteil 1 Strömungsverhältnisse für das Gas erreicht, die frei oder doch nahezu frei von Turbulenzen sind.

'SJRTä

_ OMPI

An seinem dem Mittelteil 2 zugekehrten Bereich ist die äußere Mantelfläche 25 des Ringes 15 derart mit einem in Strömungsrichtung sich verringernden Durchmesser versehen, daß sie im Längsschnitt über einen großen Radius 26 konvex abgerundet ist. Der dem zylindrischen bzw. mit Gewinde 16 versehenen Teil des Ringes 15 zugekehrte Bereich der Mantelfläche 25 dient als innenseitige Begrenzung des Ringkanals 13, der an seinem der hinteren Stirnfläche bzw. -kante 19 des Ringes 15 zugekehrten Bereich in einen Durchtrittsspalt 27 übergeht. Letzterer wird äußenseitig durch den Bereich größten Durchmessers der Wandung 7 des Kanals 8 begrenzt. Durch diesen Eintrittsspalt 27 tritt die Flüssigkeit in den Kanal 8 des Einlaufteiles 1 ein, und zwar in Form eines dünnen Flüssigkeitsfilmes, der die Wandun ^' g 7 des Kanals 8 bedeckt. Der der Stirnseite 19 zugekehrte Bereich der Mantelfläche 25 verläuft dabei etwa parallel zum gegenüberliegenden Bereich der Wandung 7 des Kanals 8, so daß die aus dem Durchtrittsspalt 27austretende Flüssigkeit eine etwa parallel zum Längsverlauf der Wandung 7 verlaufen¬ de Bewegungskomponente aufweist, die zu einer gleichmäßigen Strömung und Verteilung des resultierenden Flüssigkeitsfil¬ mes führt, der entlang der Wandung 8 umläuft und sich zugleich in Richtung auf das Mittelteil 2 bewegt.

Das unter einem gewissen Überdruck und mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit aus dem Durchtrittsspalt 27 austre¬ tende Wasser spült Feststoffteilchen, die sich an der Wandung 7 des Kanals 8 abgelagert haben, weg, so daß Anbackungen mit Sicherheit vermieden werden.

Die Breite αes Ringspaltes kann beispielsweise 0,5 mm bei einem Durchmesser von 70 mm betragen. Hierbei werdsen 100 1/min. Wasser zur Bildung des entlang der Wandung 7 des Kanals 8.strömenden Flüssigkeitsfilmes benötigt, wobei etwa 300 1/min. zum Waschen des Gases in das Mittelteil 2 gegeben

werden. Das Einlaufteil hat z. B. eine axiale Länge von 110 mm und einen größten und einen kleinsten Querschnitt von 70 bzw. 23 mm. Die gewaschene Gasmenge kann im Durchschnitt z.

3 B. in der Größenodnung von 5 m /min. liegen.

Die Wandung 7 weist einen Kegelwinkel in der Größenordnung von 10° auf. Das Einlaufteil 1 kann auch so ausgebildet sein, daß der seinem Ende größten Durchmessers 12 zugekehrte Bereich einen Winkel von etwa 15° aufweist. Diese Möglich¬ keit ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt.

Aufgrund der Tatsache, daß der Flüssigkeitsfilm auf der Wandung 7 sehr dünn und gleichmäßig ist, wird er weder durch das im Kanal 8 strömende Gas noch durch die mitgeführten Staubteilchen zerrissen. Er trägt vielmehr dazu bei, die Reibung zwischen Gas und Wandung 7 merklich zu verringern, so daß ein niedrigerer Druckverlust des Gases eintritt.