BE901542A

BE901542A - Inrichting om rookgassen te behandelen.

Info

Publication number: BE901542A
Application number: BE2/60595A
Authority: BE
Original assignee: Fenaux Lucien
Priority date: 1985-01-22
Filing date: 1985-01-22
Publication date: 1985-05-17
Also published as: WO1986004257A1; EP0211016A1; US4734030A; DE3663887D1; EP0211016B1

Abstract

Inrichting om rookgassen te behandelen, met het kenmerk dat zij hoofdzakelijk bestaat in de kombinatie van een ketel (1) voorzien van een inlaatopening (5) vor de rookgassen, een uitlaatopening (15) voor de rookgassen, enn gekoelde wand, middelen om deze laatste te koelen, middelen, om de intredende rookgassen in kontakt te brengen met deze gekoelde wand, en een uitlaat om het restprodukt uit de te behandelen rookgassen af te voeren.

Description

BESCHRIJVING neergelegd tot staving van een aanvraag voor
BELGISCH OCTROOI geformuleerd door
Lucien FENAUX voor
EMI1.1
"Inrichting om rookgassen te behandelen" als UITVINDINGSOCTROOI.

"Inrichting om rookgassen te behandelen".

Deze uitvinding betreft een inrichting om rookgassen te behandelen, en meer speciaal een inrichting om industriële rookgassen te ontstoffen.

In een speciale uitvoeringsvorm is de inrichting volgens de uitvinding in het bijzonder geschikt om als rookfilter bij de verbranding van bijvoorbeeld bruinkool aangewend te worden, waarbij in de eerste plaats voorzien wordt in de ontstoffing van de rookgassen, en op de tweede plaats tevens de zwavel grotendeels uit deze gassen ontnomen wordt.

Een bekende inrichting om rookgassen te behandelen die het dichtst bij de inrichting volgens de uitvinding aanleunt is de klassieke ontstoffingscycloon. Hierbij worden de rookgassen hoofdzakelijk tangentiëel in een rechtop staande cylindervormige ketel geleid, waarbij zij vooreerst een spiraalvormige beweging beschrijven langs de cilindervormige wand, en tenslotte in de ketel terug opstijgen om langs een centraal gelegen afvoeropening te verdwijnen.

Door de spiraalvormige beweging van de rookgassen worden de grootste stofdeeltjes die erin vervat zitten door de middelpuntvliedende kracht tegen de cilindervormige zijwand gedrukt, waarna deze naar beneden vallen om onderaan in de ketel in een trechtervormige ruimte of in een filter opgevangen te worden.

Zulke bekende ontstoffingscycloon vertoont het nadeel dat alleen de zwaardere stofdeeltjes tegen de zijwand van de ketel geslingerd en vervolgens afgevoerd worden.

De lichtere stofdeeltjes worden echter gemakkelijk met de rookgassen mee afgevoerd langs de afvoeropening, en belanden hierdoor in de atmosfeer, waardoor een ernstige vervuiling van het milieu kan ontstaan.

Ten einde aan dit nadeel een oplossing te bieden voorziet de uitvinding in een inrichting om rookgassen te behandelen waarbij enerzijds zowel grote als kleine stofdeeltjes aan deze rookgassen ontrokken worden, en anderzijds tevens kan voorzien worden in de ontzwaveling van de rookgassen, indien dit laatste noodzakelijk mocht blijken.

Deze ontzwaveling gebeurt eigenlijk indirekt door de met het zwavel gevormde zuren te neutraliseren. Dit laatste heeft tot gevolg dat de inrichting niet zal aangetast worden door deze zuren, en dat er tevens geen milieuvervuiling met zuren ontstaat.

De inrichting volgens de uitvinding die voornoemde voordelen vertoont, bestaat hoofdzakelijk in de kombinatie van een ketel voorzien van een inlaatopening voor de rookgassen ; een uitlaatopening voor de rookgassen ; een gekoelde wand ; middelen om deze laatste te koelen ; middelen om de intredende rookgassen geforceerd in kontakt te brengen met deze gekoelde wand ; en een uitlaat om het restprodukt uit de te behandelen rookgassen af te voeren.

Verder is de toevoerbuis van de inrichting nog voorzien van een inlaat langswaar middelen kunnen toegevoegd worden om de uit de zwavel gevormde zuren te neutraliseren.

Met het inzicht de kenmerken volgens de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend

karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 een zicht weergeeft in gedeeltelijke doorsnede van de inrichting volgens de uitvinding ; figuur 2 een doorsnede weergeeft volgens lijn 11-11 in figuur 1.

Zoals weergegeven in de figuren bestaat de inrichting volgens de uitvinding hoofdzakelijk uit een rechtopstaande cilindrische ketel 1 die bij voorkeur onderaan voorzien is van een trechtervormig uiteinde 2.

Aan de vlakke bovenzijde 3 van de ketel 1 is in de symmetrieas 4 een inlaatopening 5 voorzien, langswaar via een toevoerbuis 6 de rookgassen binnen de ketel 1 gebracht worden.

De toevoerbuis 6 vertoont juist buiten de ketel 1 een bocht 7, waarin doorgang geboden wordt aan een as 8, die zich enerzijds buiten het inwendige van de inrichting uitstrekt en aldaar aangedreven wordt door middel van een riem 9 en een riemschijfje 10, en anderzijds, aan zijn andere uiteinde, dat zich tot in de ketel 1 uitstrekt, een ventilator 11 draagt die zich juist onder de inlaatopening 5 bevindt.

De rotatie-as van de as 8 valt samen met de symmetrie-as van de ketel 1.

De ventilator 11 bestaat hoofdzakelijk uit twee zich horizontaal uitstrekkende cirkelvormige platen 12 waartussen een aantal vertikaal gerichte schoepen 13 aangebracht zijn, waarbij de bovenste plaat voorzien is van een centrale opening die nauw aansluit tegen de inlaatopening 5 voor de rookgassen.

Volgens de in de figuren weergegeven utvoeringsvorm strekken de schoepen 13 zich radiaal uit ten opzichte van de voornoemde as 8. Tevens lopen de schoepen 13 niet door tot onder de inlaatopening 5.

In de toevoerbuis 6 is nog een inlaat 14 aangebracht, waarvan het doel verder in de tekst uit de beschrijving van de werking zal blijken.

Om de behandelde rookgassen uit de ketel l te laten ontsnappen is er voorzien in een centraal gelegen uitlaatopening 15, waarlangs de gassen via een afvoerbuis 16 door de zijwand 17 van de ketel 1 naar buiten kunnen afgevoerd worden.

De inrichting is volgens de uitvinding voorzien van middelen om de zijwand 17 van de ketel l te koelen. Deze middelen bestaan in de in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm uit twee afzonderlijke koelcircuits 18-19 en een aantal koelribben 20.

Beide koelcircuits 18-19 worden hoofdzakelijk gevormd door de zijwand 17 die dubbelwandig uitgevoerd is, en die voor elk koelcircuit voorzien is van een inlaat, respektievelijk 21 en 22, en een uitlaat, respektievelijk 23 en 24, langswaar het mogelijk is een koelmedium, bijvoorbeeld water, te laten cirkuleren door de dubbelwandige zijwand 17.

De twee koelcircuits 18-19 bevinden zich boven elkaar. Het onderste koelcircuit 18 verzorgt de koeling van het grootste gedeelte van de zijwand 17, terwijl het bovenste koelcircuit 19 slechts instaat voor de koeling van een relatief klein gedeelte van de zijwand 17, waardoor verkregen wordt dat de koeling hier intensief gebeurt. Om de zijwand 17 van het bovenste gedeelte 1, of dus van het gedeelte waar de hete gassen binnenstromen in de inrichting, nog intensiever te koelen, zijn aldaar de voornoemde koelribben 20 voorzien.

De koelribben 20 worden doorlopen door het koelmedium van het bovenste koelcircuit 19. Hiertoe bestaat dit laatste uit twee boven elkaar gelegen ringvormige kamers 25-26, die door de ribben 20, die hol uitgevoerd zijn, verbonden worden. De onderste ringvormige kamer 25 is hierbij verbonden met de inlaat 22, terwijl de bovenste ringvormige kamer 26 voorzien

is van de uitlaat 24.

De voornoemde koelribben 20 vormen via de openingen 27 en 28 de enige verbinding tussen de onderste en bovenste ringvormige kamer 25, respektievelijk 26.

De holle ribben 20 verlopen bij voorkeur schuin naar beneden volgens een relatief sterk hellende schroeflijn, die naar onder toe dezelfde draaizin vertoont als die van de ventilator.

Ten slotte is er onderaan aan het trechtervormig uiteinde 2 van de ketel l een filter 29 aangebracht, om vaste deeltjes uit een vloeistof te filteren. De gefiltreerde vloeistof verlaat via leiding 30 de filter, terwijl het resterende produkt eventueel via een afvoerpijp 31 kan afgevoerd worden.

Uiteraard kan er van een willekeurig, doch geschikt, opzichzelf bekend, type van filter gebruikt gemaakt worden. Zo kan er onder andere ook gebruik gemaakt worden van een filter 29 waarin het resterende produkt zich kan opstapelen, en waarbij na welbepaalde tijdintervals deze filter dient gereinigt te worden.

De werking van de inrichting volgens de uitvinding is als volgt.

De hete rookgassen stromen via de toevoerbuis 6 en de inlaatopening 5 in de ketel 1. Deze gassen bedragen hierbij minstens 120 C, dit om te vermijden dat in het aan deze inrichting voorafgaande gedeelte van één of andere installatie aantasting door zwavel en kondensatie zich zouden voordoen.

De rookgassen komen dan op de cirkelvormige plaat 12 van de aldan draaiende ventilator 11 terecht en worden door de schoepen 13 naar de zijwanden 17 geforceerd. Door de geforceerde beweging die aan de rookgassen opgelegd wordt, worden

zowel de grote stofdeeltjes als de kleinste stofdeeltjes die in de rookgassen aanwezig zijn tot tegen de zijwand 17 gedreven.

Gelijktijdig hiermee ontstaat er, doordat de rookgassen in kontakt komen met de gekoelde zijwand 17, kondensatievocht op de zijwand 17, dat afkomstig is van de kondensatie van dampen die in de rookgassen vervat zijn. Dit kondensatievocht, dat hoofdzakelijk bestaat uit water, zorgt voor de permanente aanwezigheid van een waterfilm op de zijwand 17.

Dit heeft een zeer voordelig effekt, namelijk dat, naast het feit dat de grote stofdeeltjes door hun eigen gewicht langs de zijwand 17 naar beneden rijzen, ook de kleine stofdeeltjes afgevoerd worden, doordat zij meegevoerd worden door het naar beneden lopende kondensatiewater.

Alle stofdeeltjes evenals het kondensatiewater belanden in de filter 29 waar deze terug van elkaar gescheiden worden.

Ondertussen beschrijven de rookgassen een naar beneden lopende spiraalbeweging langs de zijwand 17 en keren centraal in de ketel 1 terug omhoog om in de uitlaatopening 15 te verdwijnen en afgevoerd te worden langs de geïsoleerde afvoerbuis 16.

Verder voorziet de uitvinding ook in de ontzwaveling, of eigenlijk meer speciaal in de neutralisatie van de zuren die ontstaan uit de zwavel die in de rookgassen vervat zit.

Hiertoe wordt langs de inlaat 14 in de toevoerbuis 6 een base, bijvoorbeeld ammoniak, in een waterige oplossing toegevoegd aan de rookgassen. Deze base reageert met de zuren die in de rookgassen aanwezig zijn tot de vorming van een onschadelijk neutraal produkt. Belangrijk hierbij is dat de inrichting volgens de uitvinding bijgevolg niet aangetast wordt door de voornoemde zuren.

De werking van de koelcircuits is zonder meer duidelijk uit de figuren.

Uiteraard wordt hierbij het tegenstroomprincipe gerespekteerd. Zoals reeds hiervoor uiteengezet wordt er bij voorkeur gebruikt gemaakt van twee koelcircuits 18-19, ten einde de koeling zo efficiënt mogelijk te maken. Verder dient hierbij nog opgemerkt te worden dat het gebruik van helicoïdale koelribben voordeliger is dan het gebruik van vertikaal gerichte ribben, doordat bij deze eerste, die gedeeltelijk in de stroomrichting van de gassen gebogen staan, nadelige turbulentie van de rookgassen vermeden wordt.

Het is duidelijk dat men op deze wijze een inrichting om rookgassen te behandelen verkrijgt die zeer universeel is, en waarbij niet enkel zware stofdeeltjes uit de rookgassen onttrokken worden, doch waarbij ook lichte stofdeeltjes ontnomen worden en tevens voorzien wordt in de neutralisatie van milieuhinderlijke zuren.

Uiteraard kan de uitvinding in vele gewijzigde vormen uitgevoerd worden, zonder buiten het kader der uitvinding te treden. Zo zouden eventueel de inlaatopening 5 en de uitlaatopening 15 op andere plaatsen kunnen voorzien worden ; de schoepen 13 van de ventilator 11 gekromd kunnen zijn ; er koelribben 20 met een andere vorm, of helemaal geen koelribben aanwezig kunnen zijn ; en er een andere filter of helemaal geen filter 29 gebruikt kunnen worden.

Uiteraard kunnen de middelen die er voor zorgen dat de rookgassen naar de zijwand 17 toe geforceerd worden ook andere middelen dan een ventilator 11 of dergelijke kunnen zijn.

Bij voorkeur worden de koelribben 20 nog voorzien van schuine vinnen 32 die zich tot zeer dicht bij de ventilator 11 uitstrekken, teneinde nog een betere geleiding van de rookgassen te bekomen en deze onvermijdelijk tot tegen de gekoelde delen te leiden. Duidelijkheidshalve worden de vinnen 32 alleen in figuur 2 weergegeven.

Het is ook duidelijk dat de koeling van de zijwand 17 op allerlei manieren kan gebeuren. Zo zou er bijvoorbeeld eenvoudigheidshalve slechts in één koelcircuit in plaats van twee kunnen voorzien worden. Anderzijds zou de waterkoeling ook door een luchtkoeling kunnen vervangen worden.

Eventueel kan er nog in een watertoevoer voorzien worden voor het geval de rookgassen niet voldoende damp bevatten om tegen de zijwand 17 een film water door condensatie te doen ontstaan. Deze toevoer kan bijvoorbeeld langs een supplementaire inlaat in de toevoerbuis 6 geschieden.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de bijgaande tekeningen weergegeven uitvoering, doch zulke inrichting om rookgassen te behandelen kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader der uitvinding te treden.

Claims

Eisen.

1. - Inrichting om rookgassen te behandelen, met het kenmerk dat zij hoofdzakelijk bestaat in de kombinatie van een ketel (1) voorzien van een inlaatopening (5) voor de rookgassen ; een uitlaatopening (15) voor de rookgassen ; een gekoelde wand ; middelen om deze laatste te koelen ; middelen om de intredende rookgassen geforceerd in kontakt te brengen met deze gekoelde wand ; en een uitlaat om het restprodukt uit de te behandelen rookgassen af te voeren.

2.-Inrichting volgens eis 1, met het kenmerk dat de ketel (1) rechtopstaand en cilindervormig is.

3.-Inrichting volgens eisen 1 of 2, met het kenmerk dat de middelen om de rookgassen geforceerd in kontakt te brengen met de gekoelde wand bestaan uit een ventilator (11).

4.-Inrichting volgens één der voorgaande eisen, met het kenmerk dat de gekoelde wand van de ketel (1) gevormd wordt door de zijwand (17).

5.-Inrichting volgens één der voorgaande eisen, met het kenmerk dat de gekoelde wand gevormd wordt door een dubbelwandige zijwand (17) waartussen een koelvloeistof kan vloeien.

6.-Inrichting volgens één der voorgaande eisen, met het kenmerk dat de uitlaat om de restprodukten van de behandelde rookgassen af te voeren gevormd wordt door een filter (29) om vloeistoffen en stofdeeltjes van elkaar te scheiden.

7.-Inrichting volgens één der eisen 2 tot 6, met het kenmerk dat de inlaatopening (5) zich centraal in de bovenzijde (3) van de rechtopstaande cilindervormige ketel (1) bevindt, dat onmiddellijk hieronder de ventilator (11) voorzien is ; en dat op een korte afstand onder deze ventilator (11), eveneens centraal gelegen, de uitlaatopening (15) voor de rookas- <Desc/Clms Page number 11> sen voorzien is.

8.-Inrichting volgens één der eisen 3 tot 7, met het kenmerk dat de ventilator gevormd wordt door twee cirkelvormige platen (12) waartussen een aantal radiaal gerichte schoepen (13) loodrecht ten opzichte van de platen (12) aangebracht zijn.

9.-Inrichting volgens één der voorgaande eisen, met het kenmerk dat de koeling van de zijwand (17) gebeurt door twee afzonderlijke koelcircuits (18-19).

10.-Inrichting volgens één der eisen 7 tot 9, met het kenmerk dat de koelcircuits (18-19) zich boven elkaar bevinden.

11.-Inrichting volgens één der voorgaande eisen, met het kenmerk dat de gekoelde wand voorzien is van een aantal koelribben (20).

12.-Inrichting volgens eis 11, met het kenmerk dat de koelribben (20) hol uitgevoerd zijn en doorlopen worden door een koelmedium.

13.-Inrichting volgens eisen 9 tot 12, met het kenmerk dat het bovenste koelcircuit (19) bestaat uit twee ringvormige kamers (25-26), waarbij op de onderste kamer een inlaat voorhet koelmedium voorzien is en aan de bovenste kamer (26) een uitlaat (24) voor het koelmedium voorzien is, en dat beide ringvormige kamers (25,26) inwendig uitsluitend verbonden zijn door de holle koelribben (20).

14.-Inrichting volgens één der eisen 11 tot 13, met het kenmerk dat de ribben helicoïdaal verlopen, en dat naar onder toe de draaizin van de schroeflijn hiervan overeenstemt met de draaizin van voornoemde ventilator (11).

15.-Inrichting volgens één der voorgaande eisen, met het kenmerk dat het onderste deel van de ketel (1) gevormd wordt <Desc/Clms Page number 12> door een trechtervormige uiteinde (2) dat uitmondt in voornoemde filter (29).

16.-Inrichting volgens één der voorgaande eisen, met het kenmerk dat op de toevoerbuis (6) die in verbinding staat met de inlaatopening (5) tevens een inlaat (14) voorzien is langswaar een base in waterige oplossing aan de rookgassen kan toegevoerd worden.

17.-Inrichting voor de behandeling van rookgassen, hoofdzakelijk zoals voorafgaand beschreven en weergegeven in de bijgaande tekeningen.