Venturiwasser

Synoniemen, afkortingen en/of procesnamen

—  Venturi scrubber
—  Wervelwasser
—  Cyclone scrubber

Verwijderde componenten

—  Stof, deeltjes: fijn, kleverig, hygroscopisch
—  Anorganische gasvormige componenten

Principeschema

Procesbeschrijving

Een venturiwasser bestaat uit een zich vernauwende intree, de hals (het nauwste deel van de venturibuis) en de diffusor. Het stof/gasmensel stroomt door de venturibuis en bereikt in de hals de hoogste snelheid. Daarna komt het mengsel in de diffusor waarin de gassnelheid weer vermindert. De vloeistof wordt in of voor de hals aan de gasstroom toegevoegd. In de hals van de venturibuis vindt dan een intensieve menging plaats tussen gas en vloeistof. Door de hoge snelheid van gas en vloeistof valt het water in fijne waterdruppels uiteen.

De venturiwasser zelf heeft een klein volume. De totale afmeting van de installatie wordt vooral bepaald door de druppelafscheider, die enkele malen groter kan zijn dan de wasser.

Venturiwassers kunnen worden toegepast voor het verwijderen van kleine deeltjes (< l µm) uit een gasstroom. Ze kunnen echter ook voor grotere deeltjes worden gebruikt, hoewel het energieverbruik dan relatief hoog is. Zelfs bij zeer hoge drukval zijn sommige stofsoorten niet af te scheiden. Sommige venturi's hebben het voordeel dat de hals in doorsnee kan worden gevarieerd en dat op deze wijze de afscheider bij een variërend debiet kan worden aangepast om een hoog rendement te blijven behouden.

Een L/G verhouding van 5 à 13 m³ per 1 000 Nm³ kan als richtinggevend worden beschouwd.

Varianten  

Bij de “Wervelwasser” wordt het gas tangentiaal in de ontstoffingskamer geleid, die onderin gevuld is met water. De grove deeltjes worden middels de centrifugaalkracht afgescheiden. De voorgereinigde gassen gaan dan door een venturi, waar de fijne deeltjes door het intensieve contact met water worden uitgewassen. De deeltjes zullen in de vloeistof achter blijven en bezinken in het onderste deel van de ontstoffer. Middels een schraper of een ander mechanisme kan het slib uit deze ontstoffer worden verwijderd. De gereinigde gassen verlaten via een druppelvanger de ontstoffer.

Werkingsgraad

Venturiwassers hebben een hoog rendement (70 tot 99 %) afhankelijk van de deeltjesgrootteverdeling.

Randvoorwaarden

—  Debiet:                                720 – 100 000 Nm3/h
—  Temperatuur:                    4 - 1 000 °C
—  Inkomend stofgehalte:    1 - 115 g/Nm3

Hulpstoffen

 Water

 Milieu-aspecten

Afvalwater dat moet worden behandeld of geloosd op het rioolnet.

Reststoffen die na ontwatering moeten worden afgevoerd.

Energieverbruik

Het energieverbruik varieert van 0,7 tot 7 kWh per 1 000 m3 [1, 2]

Kostprijs

  • Investering
    —
      De investeringskost voor een te behandelen gasstroom van 10 000 Nm3/h bedraagt 5 000 – 7 000 EUR per
          1000 Nm3/h. Voor andere capaciteiten moet deze vermenigvuldigd worden met een opschaalfactor tot de
          macht 0,3 [1, 2, 5]
  • Werkingskosten
    — 
    Personeelskosten:         ca. 0,25 mu/dag [6]
    —  Operationele kosten:      0,4 – 0,5 EUR per 1 000 Nm³ [5]
    —  Hulp & reststoffen:          het afgescheiden stof moet worden ontwaterd en afgevoerd. Het water dient te worden
          behandeld alvorens het wordt geloosd. De transportkost van het afgescheiden stof is afhankelijk van de aard
          van de reststof.

                                           * Inert: ca. 75 EUR/ton
                                           * Chemisch: 150 – 250 EUR/ton

Gevalstudie 1: wassen van stof en organische componenten in de chemische sector (1994)

—  Debiet: 10 000 Nm³/h
—  Temperatuur gassen: kamertemperatuur tot max. 60 °C
—  Investeringskost:          51 500 EUR voor pomp, venturi, afscheidingsvat
                                               7 900 EUR voor ventilator
—  Werkingskosten: 9 440 EUR/jaar elektriciteitskosten

Gevalstudie 2: chemische sector (2003)

—  Debiet: 7 000 Nm³/h
—  Temperatuur gassen: kamertemperatuur tot max. 110 °C
—  Investeringskost:  63 400 EUR voor pomp, venturi, afscheidingsvat en ventilator
—  Werkingskosten: 4 046 EUR/jaar elektriciteitskosten

Voor- en nadelen

  • Voordelen
    —
      Relatief weinig onderhoud
    —  Hoge verwijderingsrendementen
    —  Eenvoudige en compacte constructie
    —  Geen mechanische onderdelen
    —  Gasvormige componenten worden geabsorbeerd
    —  Ongevoelig voor fluctuerende gasdebieten
    —  Geen ventilator vereist
  • Nadelen
    — 
    Grote drukvallen
    —  Erosieverschijnselen bij wassing van abrasief medium

Toepassingen

De venturiwasser wordt ook als koeler gebruikt om hete afgassen (tot 1 000 °C) te “quenchen”.

Venturiwassers worden op allerlei plaatsen toegepast, onder andere in:

—  de chemische industrie voor de afscheiding van stof en aërosolen;
—  de metaalindustrie voor diverse soorten afgassen;
—  afvalverbrandingsinstallaties;
—  vergassingsprocessen;
—  aardappelverwerkende industrie voor de verwijdering van zetmeel;
—  glasindustrie;
—  smeltprocessen in de metallurgie;
—  gieterijen;
—  sinterprocessen;
—  droogprocessen;
—  kunstmestproductie;
—  farmaceutische industrie;
—  kunststofindustrie.

Referenties

  1. Factsheets luchtemissie beperkende technieken, www.infomil.nl, Infomil
  2. Common waste water and waste gas treatment and management systems in the chemical sector. BREF document, European IPPC Bureau, http://eippcb.jrc.es
  3. Elslander H., De Fré R., Geuzens P., Wevers M. (1993). Vergelijkende evaluatie van mogelijke gasreinigingssystemen voor huisvuilverbranding. In: Energie & Milieu, 9
  4. Werkboek milieumaatregelen: “Metaal- en elektrotechnische industrie” (1998 ). VNG uitgeverij
  5. Leveranciersinfo
  6. Gebruikersinfo
  7. VDI 3679, Nassabscheider für Partikelförmige Stoffe