VDI 3679 Blatt 1-2014 Wet separators - Fundamentals waste gas cleaning of particle collections.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEURENassabscheiderGrundlagen, Abgasreinigung vonpartikelfrmigen StoffenWet separatorsFundamentals, waste gas cleaning ofparticle collectionsVDI 3679Blatt 1 / Part 1Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Handbuch Reinhaltung der Luft, Band 6: Abgasreinigung StaubtechnikVD

2、I-RICHTLINIENICS 13.040.40 Juli 2014 July 2014Inhalt SeiteVorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Anwendungsbereich . . . . . . . . . . . . . . 32 Begriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 Formelzeichen . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Physikalische Grundlagen . . . . .

3、 . . . . . . 84.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . 84.2 Grundlegende Mechanismen fr den Transport von Partikeln aus der Gasphase an die Flssigphase . . . . . . . . . . . . . 94.3 Bindung der Partikel an die Waschflssigkeit (Tropfen) . . . . . . . . . 134.4 Abscheidung partikelbeladener

4、Waschflssigkeit, Tropfenabscheider . . . . 134.5 Partikelvergrerungsphnomene. . . . . . 134.6 Aerosolbildung bei Nassabscheidern . . . . 144.7 Abscheideprinzipien in Nassabscheidern . . 144.8 Abscheidegrad und Energiebedarf . . . . . 195 Funktionszonen. . . . . . . . . . . . . . . . . 215.1 Konditio

5、nierungs- und Befeuchtungszone . 235.2 Kontaktzone . . . . . . . . . . . . . . . . . 235.3 Tropfenabscheidezone . . . . . . . . . . . 235.4 Wschersumpf und Aufarbeitung der Waschflssigkeit . . . . . . . . . . . . . . 245.5 Gasfrderorgane. . . . . . . . . . . . . . . 256 Einflussgren fr die Auslegung

6、. . . . . . . 256.1 Emissionen . . . . . . . . . . . . . . . . . 276.2 Werkstoffauswahl . . . . . . . . . . . . . . 27Der Entwurf dieser Richtlinie wurde mit Ankndigung im Bundes-anzeiger einem ffentlichen Einspruchsverfahren unterworfen.Die deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.The dra

7、ft of this standard has been subject to public scrutiny after announcement in the Bundesanzeiger (Federal Gazette).The German version of this standard shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation.Contents PagePreliminary note . . . . . . . . .

8、. . . . . . . . . 21 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Terms and definitions . . . . . . . . . . . . . 33 Symbols. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 Physical principles . . . . . . . . . . . . . . . 84.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84.2 Basic mechanisms

9、underlying particle transport from the gas phase to the liquid phase . . . . . . . . . . . . . . . . . 94.3 Particle adhesion to the scrubbing liquid (droplets) . . . . . . . . . 134.4 Collection of particle-laden scrubbing liquid, mist eliminators . . . . . 134.5 Particle growth phenomena. . . . .

10、. . . . 134.6 Aerosol formation in wet separators . . . . 144.7 Collection principles in wet separators . . . 144.8 Collection efficiency and energy input . . . 195 Functional zones . . . . . . . . . . . . . . . . 215.1 Conditioning and humidifying zone . . . . 235.2 Contact zone . . . . . . . . . .

11、 . . . . . . 235.3 Droplet separation zone. . . . . . . . . . . 235.4 Scrubber sump and treatment of the scrubbing liquid. . . . . . . . . . . . . . . 245.5 Gas conveyance equipment. . . . . . . . . 256 Factors influencing wet separator design . . 256.1 Emissions . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12、276.2 Material selection. . . . . . . . . . . . . . 27Kommission Reinhaltung der Luft im VDI und DIN Normenausschuss KRdLFachbereich UmweltschutztechnikFrhereAusgaben: 12.98; 07.13 Entwurf, deutsch Former editions: 12/98; 07/13Draft, in German onlyZubeziehen durch /Available at BeuthVerlag GmbH,1077

13、2 Berlin AlleRechtevorbehalten /All rights reserved Verein Deutscher Ingenieuree.V.,Dsseldorf 2014Vervielfltigung auchfr innerbetrieblicheZwecke nichtgestattet / Reproduction evenfor internal use not permittedB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF89D9NormCD - Stand 2014-07 2 VDI 3679 Blatt 1 / P

14、art 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014Seite7 Bauarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287.1 Blasensule, Tauchwscher. . . . . . . . . 317.2 Sprhwscher . . . . . . . . . . . . . . . . 327.3 Fllkrper-/Bodenkolonnen . . . . . . . . 337.4 Strahlwscher . . .

15、 . . . . . . . . . . . . . 337.5 Wirbelwscher . . . . . . . . . . . . . . . 347.6 Rotationswscher . . . . . . . . . . . . . . 357.7 Venturiwscher . . . . . . . . . . . . . . . 377.8 Sonderbauformen . . . . . . . . . . . . . . 418 Waschflssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . 439 Emissionen von Bioae

16、rosolen. . . . . . . . . 479.1 Bioaerosole . . . . . . . . . . . . . . . . . 479.2 Manahmen zur Minderung der Emissionen . . . . . . . . . . . . . . . . . 5010 Technische Gewhrleistungen. . . . . . . . 5811 Allgemeine Sicherheitsanforderungen . . . 6012 Betrieb und Instandhaltung . . . . . . . . . 6

17、012.1 Betrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6012.2 Instandhaltung . . . . . . . . . . . . . . 6113 Messtechnische Anleitung . . . . . . . . . . 6113.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . 6113.2 Messstrecken. . . . . . . . . . . . . . . 62Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

18、 . 65VorbemerkungDer Inhalt dieser Richtlinie ist entstanden unter Be-achtung der Vorgaben und Empfehlungen der Richt-linie VDI 1000.Alle Rechte, insbesondere die des Nachdrucks, der Fotokopie, der elektronischen Verwendung und der bersetzung, jeweils auszugsweise oder vollstndig, sind vorbehalten.D

19、ie Nutzung dieser VDI-Richtlinie ist unter Wahrung des Urheberrechts und unter Beachtung der Lizenz-bedingungen (www.vdi.de/richtlinien), die in den VDI-Merkblttern geregelt sind, mglich.Allen, die ehrenamtlich an der Erarbeitung dieser VDI-Richtlinie mitgewirkt haben, sei gedankt.Eine Liste der akt

20、uell verfgbaren Bltter dieser Richtlinienreihe ist im Internet abrufbar unter www.vdi.de/3679.Page7 Separator types . . . . . . . . . . . . . . . . 287.1 Bubble columns, submerged scrubbers . . 317.2 Spray scrubbers . . . . . . . . . . . . . . 327.3 Packed-bed columns/tray columns . . . . . 337.4 Je

21、t scrubbers . . . . . . . . . . . . . . . . 337.5 Impingement and entrainment scrubbers. . 347.6 Disintegrator scrubbers. . . . . . . . . . . 357.7 Venturi scrubbers. . . . . . . . . . . . . . 377.8 Special wet separator types . . . . . . . . 418 Scrubbing liquids . . . . . . . . . . . . . . . 439 E

22、missions from bioaerosols . . . . . . . . . 479.1 Bioaerosols . . . . . . . . . . . . . . . . . 479.2 Measures to control emissions . . . . . . . 50 10 Technische Gewhrleistungen . . . . . . . 5811 Technical warranties . . . . . . . . . . . . . 6012 Allgemeine Sicherheitsanforderungen . . . 6012.1 O

23、peration . . . . . . . . . . . . . . . . 6012.2 Maintenance . . . . . . . . . . . . . . . 6113 Measurement guidelines. . . . . . . . . . . 6113.1 General . . . . . . . . . . . . . . . . . 6113.2 Measurement sections . . . . . . . . . . 62Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65Prelimi

24、nary noteThe content of this standard has been developed in strict accordance with the requirements and recom-mendations of the standard VDI 1000.All rights are reserved, including those of reprinting, reproduction (photocopying, micro copying), storage in data processing systems and translation, ei

25、ther of the full text or of extracts.The use of this standard without infringement of copy-right is permitted subject to the licensing conditions specified in the VDI Notices (www.vdi.de/richtlinien). We wish to express our gratitude to all honorary con-tributors to this standard.A catalogue of all

26、available parts of this series of standards can be accessed on the Internet at www.vdi.de/3679.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF89D9NormCD - Stand 2014-07VDI 3679 Blatt 1 / Part 1 3 All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 20141 AnwendungsbereichDiese Richtlinie besch

27、reibt die Nassabscheidung als ein Verfahren zur Abgasreinigung. Nassabscheider dienen der Entfernung fester, flssiger oder gasfrmi-ger Verunreinigungen aus einem Gas. Dabei werden die Verunreinigungen an die in die Abgasstrmung eingebrachte Waschflssigkeit gebunden und mit die-ser zusammen abgeschie

28、den. Die Abscheidemecha-nismen fr Partikel und Gasmolekle unterscheiden sich allerdings wesentlich.Blatt 1 dieser Richtlinienreihe umfasst die Verfahren zur Abscheidung von Partikeln. Die Abscheidung gasfrmiger Verunreinigungen in Nassabscheidern wird in Blatt 2 der Richtlinienreihe VDI 3679 behan-d

29、elt. Neben dem Transport der Partikel zur und der Anlagerung an die Waschflssigkeit mssen die Par-tikel anschlieend gemeinsam mit der Flssigkeit in sogenannten Tropfenabscheidern aus dem Rohgas-strom entfernt werden. Dieser Vorgang wird in der Richtlinie VDI 3679 Blatt 3 behandelt, die auch die Absc

30、heidung flssiger Verunreinigungen einschliet.Abschnitt 9 bis Abschnitt 13 dieser Richtlinie gelten ebenfalls fr die Folgebltter der Richtlinienreihe. Die Messtechnik fr Tropfenabscheider ist in Blatt 3 gesondert aufgefhrt.Auf die geltenden Gesetze und Vorschriften wird hin-gewiesen.2 BegriffeFr die

31、Anwendung dieser Richtlinie gelten die fol-genden Begriffe:Aerodispersion (Gas-Partikel-Suspension)System, in dem ein Gas feste oder flssige Partikel suspendiert.Anmerkung: Ein mit fachsprachlicher Tradition belegter Begriff ist Aerosol, der einen Teilbereich der Aerodispersion abdecktAerodynamische

32、r DurchmesserDurchmesser einer Kugel mit der Dichte Q = 1000 kg/m3, deren Sinkgeschwindigkeit gleich der der betrachteten Partikel ist.AerosolDisperses System, dessen disperse Phase fest oder flssig und dessen umgebendes Medium gasfrmig ist.Anmerkung: Fr Aerosole spielt der Sedimentationseffekt der

33、dis-persen Phase bei den in technischen Anlagen blichen Verweilzei-ten keine wesentliche Rolle.quivalentdurchmesserDurchmesser eines sphrischen Partikels, das das gleiche geometrische, optische oder aerodynamische Verhalten wie das untersuchte Partikel zeigt.1 ScopeThis standard describes wet separa

34、tion as a process for cleaning waste gases. Wet separators are used for the removal of solid, liquid and gaseous pollutants from gas streams. This is achieved by collecting the pollutants on a scrubbing liquid injected into the gas stream and separating them from the gas stream to-gether with the sc

35、rubbing liquid. The removal mech-anisms for the capture of particulates and gas mole-cules differ significantly.Part 1 of this series of standards focuses on processes for removing particulate matter. The removal of gas-eous pollutants in wet separators is covered by Part 2 of the series of standard

36、s VDI 3679. The particles en-trained in the gas must be transferred to the scrubbing liquid, and then separated from the raw gas stream to-gether with the scrubbing liquid in mist eliminators. This process is dealt with by standard VDI 3679 Part 3, which also covers the removal of liquid pollut-ants

37、. Section 9 to Section 13 of this standard also apply to subsequent parts of this standard series. Instrumenta-tion and measurement equipment for mist eliminators is listed separately in Part 3.Reference is made to applicable acts and regulations. 2 Terms and definitionsFor the purposes of this stan

38、dard, the following terms and definitions apply:Aerodispersion (gas-particle suspension)System characterised by solid or liquid particles sus-pended in a gas.Note: Another term frequently found in the literature is aerosol, which covers a subsection of aerodispersions.Aerodynamic diameterDiameter of

39、 a sphere with density Q = 1000 kg/m3that has a settling velocity identical to that of the par-ticle in question.AerosolDispersive system whose dispersal phase is either solid or liquid and whose surrounding medium is gas-eous.Note: For aerosols, the sedimentation effect of the dispersal phase is ne

40、gligible during the retention times commonly encountered in commercial plants.Equivalent diameterDiameter of a spherical particle that exhibits identical behaviour (geometric, optical or aerodynamic) to that of the investigated non-spherical particle.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCAB7EF89D9Nor

41、mCD - Stand 2014-07 4 VDI 3679 Blatt 1 / Part 1 Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure e.V., Dsseldorf 2014Anmerkung: Bei der Partikelabscheidung wird als quivalent-durchmesser fr ein Partikel beliebiger Form und Dichte der aero-dynamische Durchmesser verwendet.BetriebszustandZustand ei

42、nes Gases, der durch den Gasvolumen-strom mit den momentanen Betriebswerten wie Tem-peratur, Druck, Feuchte, Sauerstoffanteil und Gas- bzw. Staubkonzentration angezeigt wird.BioaerosolIm Luftraum befindliche Ansammlung von Partikeln, denen Pilze (Sporen, Konidien, Hyphenbruchstcke), Bakterien, Viren

43、 und/oder Pollen sowie deren Zell-wandbestandteile und Stoffwechselprodukte (z. B. Endotoxine, Mykotoxine) anhaften bzw. diese bein-halten oder bilden. in Anlehnung an VDI 4252 Blatt 2 und VDI 4253 Blatt 2Disperses SystemPartikeldispersion in Gas (Aerodispersion, Aerosol) mit Zwei- oder Mehrphasensy

44、stem, bei dem die kon-tinuierliche Phase das Gas ist und Partikel die diskret disperse Phase bilden.Anmerkung: Die Partikel knnen dabei fest (Staub) oder flssig (Trpfchen) sein. Beschreibungsgren hinsichtlich des diskret dis-persen Zustands sind Konzentration (z. B. Partikelanzahl pro Volu-meneinhei

45、t), Hufigkeitsverteilung des Dispersittsmerkmals so-wie die rumliche Verteilung der Konzentration. In Bild 1 wird ein Ordnungsschema fr die dispersen Phasen der Abscheidetech-nik angegeben. In diesem Schema sind auch Gasmischungen ent-halten.GesamtabscheidegradGrobgutmengenanteil eines Abscheiders (

46、siehe Bild 2): G = mG/mA.Anmerkung: Der Gesamtabscheidegrad kann fr eine gegebene Aufgabegut-(Rohgas-)Verteilung und die bekannte Trennkurve des Abscheiders berechnet werden. Grundstzlich ist zur Beurteilung von Abscheidern mittels Gesamtabscheidegrad oder Gesamtdurch-lassgrad jedoch zu bemerken, da

47、ss bei dieser Betrachtung durch Verwendung entsprechender Aufgabegutverteilungen nahezu belie-bige Zahlenwerte produziert“ werden knnen, die im Grunde keine allgemeine Aussage ber die Eigenschaften des Abscheiders bieten. Eine aufschlussreiche Information erhlt man nur, wenn man die Trenneigenschaft

48、en als Funktion der Partikelgre be-trachtet.Note: In particle separation the aerodynamic diameter is used as the equivalent diameter of an irregular shaped particle. Operating conditionCondition of a gas, which is determined by the actual operating values such as temperature, pressure, mois-ture, ox

49、ygen concentration, dust and/or gas concen-tration and volume which the gas occupies.BioaerosolAirborne accumulation of particles to which fungi (spores, conidia, hyphal fragments), bacteria, viruses and/or pollen and their cell wall components and met-abolic products (e. g. endotoxins, mycotoxins) ad-here, or containing these components or which are composed of these components. adapted from VDI 4252 Part 2 and VDI 4253 Part 2Disperse systemParticle dis