Entstaubung von Industriegasen - Olles Chemie Seite

Gasreinigung und Gasgemischtrennung
Bei vielen Herstellungs- und Verarbeitungsvorgängen im Chemiebetrieb entstehen
Gas/Feststoff-Gemische, wie z.B. beim Sieben, beim Verbrennen usw. Diese
feinverteilten Gas/Feststoff-Gemische allgemein Staub oder Rauch. Ebenso entstehen bei
zahlreichen Herstellugsverfahren Gasgemische oder verunreinigte Gase mit einem
geringen Fremdgasanteil.
Die Reinigung verunreinigter Gase sowie die Gasgemischtrennung sind wichtige verfahrenstechnische
Aufgaben der Produktionstechnik und des Umweltschutzes.
Bei der Gasreinigung werden feinverteilte, feste, flüssige oder gasförmige
Frendbestandteile aus dem zu reinigenden Gas entfernt.
Die Gasgemischtrennung trennt ein Gasgemisch in seine einzelnen Gasbestandteile.
Gasreinigung und Gasgemischtrennung dienen vielfältigen Zwecken:
1. Der Reinigung von Industrieabgasen oder Rauchgasen zur Erhaltung einer reinen
Umwelt, z.B. Entstaubung der Abgase bei der Stahlherstellung.
2. Der Rückgewinnung der im Abgas enthaltenen Stoffe, z.B. bei der
Schwefelsäureherstellung aus SO2-haltigen Raffinerieabgasen.
3. Der Erzeugung reiner Prozeßgase, z.B. bei der Wasserstoffabtrennung aus Wassergas
(H2/CO-Gemisch) zur Ammoniaksynthese (NH3).
Die Rückgewinnung der im Abgase enthaltenen Stoffe wird nicht aus wirtschaftlich
Standpunkt, sondern aus Umweltschutzgründen durchgeführt. Aber in vielen Fällen kann
die Reinigung der Abgase aber durch den Erlös der rückgewonnen Stoffe finanziert
werden. Dies nennt man Recycling.
Entstaubung
Entstaubung ist die Abscheidung feinverteilter, fester Fremdbestandteile aus einem Gas.
Je grobkörniger der Staub ist, läßt er sich leichter abscheiden. Aber je feiner der Staub
wird, um so schwieriger wird es den Staub abzuscheiden.
Sollen Staubteilchen mit Hilfe der Schwerkraft abgeschieden werden, so muß das
staubhaltige Gas so geführt werden, daß die Teilchen ausreichend Zeit zum Absinken
haben. Das wird im sogenannten Absetzgaszug erreicht.
Das ist ein großvolumiger Behälter, in den das Gas reinströmt. Dabei vergrößert sich
der Strömungsquerschnitt und die Strömungsgeschwindigkeit sinkt stark ab, so daß ads
Gas einige Zeit im Absetzgaszug verweilt. Während dieser Zeit können die Staubpartikel
aus der Strömungsbeahn in den Staubsammelbehälter herab sinken kann. Dort
sammelt sich der Staub und nach bedarf kann er dort abgelassen werden. Teilchen, die
während des Strömungsweges vom Eintritt bis zum Austritt des Absetzgaszuges nicht
aus der Strömungsbahn absinken, werden nicht abgeschieden.
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Absetzgaszug
Die Partikelgröße von Staubteilchen, die gerade noch abgeschieden werden, nennt man
Trennkorngröße. Sie ist um so kleiner, je kleiner die Strömungsgeschwindigkeit und um
so niedriger die Höhe der Strömungsbahn ist.
Fliehkraftabscheidung
Die Fliehkraftabscheidung von Stäuben wird im Zyklon durchgeführt.
Der Zyklon ist ein zylinderförmiger Apparat, der sich im unteren Bereich verjüngt. Das
zu entstaubende Rohgas strömt oben tangential in den Zyklon ein und wird durch die
Zyklonwand auf eine Kreisbahn gezwungen. Es entsteht ein rotierender Gaswirbel
(Primärwirbel). Die mitrotierenden Staubteilchen werden von der Fliehkraft an die
Wand geschleudert, flocken zu Agglomeratentzusammen und fallen an der Wand nach
unten. Dort werden sie mit einem Zellenrad aus dem Zyklon genommen.
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Der Gaswirbel bewegt sich rotierend an der Apparatewand nach unten in den sich
verengenden Teil und vermindert dabei seinen Kreisbahndurchmesser. Da er nach unten
nicht aus dem Apparat austreten kann, wird er am Apparateboden umgelenkt und steigt

otierend mit vermindertem Durchmesser (Sekundärwirbel) nach oben, wo er den
Zyklon durch das Tauchrohr verläßt.
Zyklone eignen sich zur Grobentstaubung großer Gasmengen. Feinstäube werden im
Zyklon nicht abgeschieden. Zum Betreib des Zyklons ist außer der Strömungsenergie
des Gases keine Fremdenergie erforderlich.
Nassentstaubung
Bei der Naßentstaubung werden die Staubpartikel an feinversprühte Wassertröpfchen
gebunden und mit diesen vom Gas getrennt.
Das Rohgas mit den Staubpartikeln strömt gegen einen Strom fein verteilter Wassertröpfchen.
Während das Gas um die Tröpfchen strömt, folgen die Staubpartikel wegen
ihrerTrägheit den Richtungsänderungen nicht und prallen auf die Tröpfchen. Sie bleiben
an ihnen haften, werden benetzt und mit den Tröpfchen in einer nachgeschalteten Vorrichtung
als Schlamm abgeschieden.
Je feiner die Wassertröpfchen sind und je schneller sie den Staubpartikel zuströmen,
umso besser ist die Naßentstaubung.
Die Geräte, die dafür verwendet werden, nennt man Naßentstauber oder Gaswäscher
und sie gibt es vielfältiger Ausführung.
Ein einfacher Gaswäscher ist der Waschturm, ein senkrecht angeordnetes Rohr, in dem
ein oben eingesprühter Wassertröpfchennebel gegen das langsam nach oben strömende
Rohgas herabfällt.
Beim Rotationswäscher wird der Waschflüssigkeitsnebel durch eine Düse und
rotierende Scheiben erzeugt.
Der Rohgasstrom muß den Nebel passieren, wobei die Staubpartikel an die
Wassertropfen gebunden werden. Die staubpartikelbeladenen Tropfen werden in einer
Drahtgeflechtpackung abgeschieden.
Der Venturiwäscher ist ein weiterentwickelter Stahlwäscher mit einem angeflanschten
Zyklon zur Wassertröpfchenabscheidung.
Das Rohgas wird im Einlauf in das Venturirohr eingespeist. An der engsten Stelle
wird die Waschflüssigkeit eingedüst. Im Diffusorohr kommt es zu turbulenter Strömung
der Aerodispersion (wassertröpfchenbeladenes Gas) und damit zu starker verwirbelung
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und Durchmischung. Dabei werden rund 98% der Staubpartikel an Wassertröpfchen
gebunden.

Die Aerodispersion strömt dann in den Zyklonenteil des Wäschers. An einer
Umlenkplatte und in einem Leitschaufelkranz wird sie auf eine Rotationsbahn umgelenkt.
Die partikelbeladenen Wassertröpfchen werden durch die Fliehkraft an die
Zyklonwand geschleudert und abgeschieden. Das Waschwasser mit den Staubpartikeln
verläßt den Waschapparat als Dünnschlamm, das gereinigte Gas strömt durch das
Tauchrohr aus.
Die Vorteile des Venturiwäschers sind seine platzsparende Baugröße, der hohe Abscheidegrad,
der relativ niedrige Wasserverbrauch und die geringen Energiekosten.
Entstaubungsanlage
Die in der Chemieindustrie anfalllenden Stäube und Rauche sind äußerst unterschiedlich,
was in der Partikelgröße und Konsistenz angeht.
Stäube, die eine geringe Partikelgröße erreichen, wie Farbstoffnebel, können mit einer
Entstaubungsapparate abgeschieden werden. Die Mehrzahl der Stäube enthalten ein
breites Spektrum an Staubpartikelgrößen, wie z.B. Flugasche aus Verbrennungsprozessen
(1 μm bis 100μm). Die Abstaubung solcher Stäube ist nur in einer Entstaubungsanlage
möglich. In so einer Entstaubunsanlage sind mehere Entstaubungsapparte hintereinander
geschaltet, wobei jeder einzelne Apparat nur eine bestimmte Größe von Partikel
abscheiden kann.
Quellen : Chemie Technik für Schule und Beruf / 6.Auflage / Europa-Lehrmittel Verlag
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