FI81024B - Foerfarande foer oeverfoering av gasformiga spaoraemnespartiklar fraon stroemmande het gas till damm med hjaelp av vatten. - Google Patents

Foerfarande foer oeverfoering av gasformiga spaoraemnespartiklar fraon stroemmande het gas till damm med hjaelp av vatten. Download PDF

Info

Publication number
FI81024B
FI81024B FI872072A FI872072A FI81024B FI 81024 B FI81024 B FI 81024B FI 872072 A FI872072 A FI 872072A FI 872072 A FI872072 A FI 872072A FI 81024 B FI81024 B FI 81024B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
flow
gas
water
water droplets
droplets
Prior art date
Application number
FI872072A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI872072A (fi
FI872072A0 (fi
Inventor
Jouko Laine
Kari Kokkonen
Timo Kenakkala
Sirpa Haemaelae
Matti Heikkilae
Original Assignee
Tampella Oy Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tampella Oy Ab filed Critical Tampella Oy Ab
Publication of FI872072A0 publication Critical patent/FI872072A0/fi
Priority to FI872072A priority Critical patent/FI81024B/fi
Priority to AU15387/88A priority patent/AU607992B2/en
Priority to EP19880304041 priority patent/EP0291225A3/en
Priority to HU882312A priority patent/HUT51927A/hu
Priority to CA000566357A priority patent/CA1298693C/en
Priority to DK256288A priority patent/DK256288A/da
Priority to DD88315676A priority patent/DD270015A5/de
Priority to CN88102880.0A priority patent/CN1010748B/zh
Priority to CS883179A priority patent/CS317988A2/cs
Priority to PL27239188A priority patent/PL272391A1/xx
Publication of FI872072A publication Critical patent/FI872072A/fi
Priority to US07/418,818 priority patent/US4927613A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI81024B publication Critical patent/FI81024B/fi

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • B01D53/501Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B01D53/504Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound characterised by a specific device

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Separation Of Particles Using Liquids (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Description

1 81024
Menetelmä kaasumaisten hivenaineosasten siirtämiseksi virtaa-vasta kuumasta kaasusta pölyyn veden avulla Tämä keksintö kohdistuu menetelmään kaasumaisten hivenaine-osasten, tavallisesti epäpuhtauksien siirtämiseksi virtaavasta kuumasta kaasusta, kuten teollisuuden poistokaasuista, pölyyn veden avulla.
Teollisuuden kaasut ja erityisesti ns. poistokaasut sisältävät usein kaasumaisia hivenainesosasia, jotka syystä tai toisesta ja tavallisesti ympäristönsuojelullisista syistä joudutaan poistamaan kaasuista. Epäpuhtaudet voidaan poistaa tällaisista kaasuista useilla eri menetelmillä ja laitteilla, joita on kuvattu alan kirjallisuudessa. Menetelmät perustuvat kyseisten hivenainesosasten fysikaaliseen tai kemialliseen absorbointiin ja adsorbointiin johonkin nesteeseen, kiintoaineeseen tai lietteeseen. Tyypillisiä esimerkkejä tällaisista menetelmistä ovat mm. savukaasujen sisältämän kloorivedyn, rikkidioksidin, rikkitri oksi di n ja typpioksidien absorbointi aikalisiin kalsium-, magnesium-, natrium- tai ammoniumyhdis-teisiin sekä 1iuotinhöyryjen adsorbointi esim. aktiivihiileen. Vaikka ilmiöiden mekanismeja on teoreettisesti tutkittu hyvin seikkaperäisesti, ovat käsiteltävät suuret kaasumäärät ja usein pienen konsentraation aiheuttama heikko ajava voima vaikeuttaneet käytännön laite- ja menetelmäsuunnittelua. Tämä on johtanut useisiin erilaisiin tunnettuihin käytännön ratkaisuihin.
Tunnetuissa laitteissa, joissa kaasua absorboidaan suoraan kiintoaineeseen, on absorption kemiallinen hyötysuhde yleensä melko alhainen. Kun esim. rikkidioksidia absorboidaan jauhemaiseen kaisiumoksidiin voimalaitoksen savukaasuista on ab-sorptioaste yleensä noin 30 Ϊ. Tämä johtuu siitä, että diffuusio faasien välisellä reagoivalla rajapinnalla on olomuodoista 2 81 024 johtuen hidasta. Absorption parantaminen taas lisäisi nopeasti laitteiden kokoa tai painehäviöitä kohtuuttomiksi tai vaatisi muutoin epäkäytännöllisiä olosuhteita.
Laitteissa, joissa absorptio tapahtuu nestefaasin läsnäollessa muodostuu herkästi erilaisia kerrostumia tai sitten laitteista poistuvien nesteiden käsittely varsinaisen absorptioi ait-teen ulkopuolella vaatii monimutkaisia järjestelmiä tai edellyttää sopivaa valmiina olevaa integroitua prosessia. Käy myös helposti niin, että nesteet virtaavat absorptioi aittees-ta hallitsemattomalla tavalla aiheuttaen erilaisia käyttöhäi-riöitä. Jos nesteen lisäys on runsasta tai nestefaasi on jatkuva, alenee kuumien kaasujen lämpötila märkälämpöti1 aan tai sen alapuolelle, jolloin absorption jälkeisten kaasunkäsitte-lylaitteiden korroosion'ski n tai tukkeumien eliminoimiseksi on kaasua uudestaan lämmitettävä. Tämä merkitsee joko energiahäviöitä tai jos se toteutetaan kuumalla hi venai nepi toi -sella kaasulla sitä, että absorption kokonaisaste alenee.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on näin ollen aikaansaada menetelmä kaasumaisten hivenainesosasten siirtämiseksi virtaavasta kuumasta kaasusta pölyyn veden avulla, jossa menetelmässä edellä mainitut haitat on eliminoitu ja jossa absorpti oaste silti on erittäin korkea.
On yleisesti tunnettua, että epäorgaaniset ionireaktiot ovat si1mänräpäyksel1isiä ja että juuri reaktionopeus yhdessä diffuusion kanssa on hivenainesosasten absorptiota rajoittava tekijä. Näin ollen on selvää, että ionireaktion ja nopean diffuusion avulla voidaan monet absorption ongelmat ratkaista. Itsestään selvää ei kuitenkaan ole, miten operointi voidaan toteuttaa, koska aikaa voidaan käyttää ainoastaan noin pari sekuntia suuren ainevirran saattamiseksi sellaiseen tilaan, joka mahdollistaa edellä mainitut ionireaktiot. Tämä siksi, että laitekoko kuumien kaasujen suurista virtauksista johtuen kasvaisi muutoin kohtuuttoman suureksi. Itse reaktioiden ja diffuusion toteuttamiseen jää aikaa vain noin 2-4 sekuntia.
Il 3 81024
Nyt on yllättäen havaittu, että on mahdollista aikaansaada menetelmä, jossa absorptiota säätelevät ilmiöt ovat hyvin nopeita käyttämällä hienojakoista vettä ainoastaan prosessin välivaiheessa ja ohjaamalla virtaukset tietyllä tavalla. Tämä aikaansaadaan esillä olevan keksinnön mukaisesti saattamalla kuuman kaasun ja vesipisaroiden seos virtaamaan olennaisesti ylöspäin sellaisella nopeudella, että vesipisarat pysyvät kaasuvirrassa ja niin kauan, että vesipisaroiden massasta pääosa haihtuu kaasun jäähdyttämiseksi ja sen suhteellisen kosteuden nostamiseksi. Tämän jälkeen virtaus saatetaan pyör-teilevään liikkeeseen pölypartikkelien ja haihtumalla pienentyneiden vesipisaroiden saattamiseksi törmäämään toisiinsa kaasumaisten veteen liukenevien hivenainesosasten ja pölyparti kkeli en välisen eksotermisen ioni reaktion aikaansaamiseksi pölypartikkeleja peittävässä vesi fΐ1 missä. Sitten seos saatetaan virtaamaan edelleen jäljellä olevan veden haihduttamiseksi reaktioiämmön avulla. Tällä tavoin saadaan kuiva lopputuote, josta vettä ei enää tarvitse haihduttaa.
Esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän vaikutusta voidaan tehostaa saattamalla virtaus useita kertoja pyörteile-vään liikkeeseen ja saattamalla vesipisarat ja pölypartikke-lit uudestaan olennaisesti 1 aminaariseen pystysuoraan virtaukseen. Lisää kaasua voidaan syöttää erikseen kaasun ja vesipisaroiden olennaisesti ylöspäin suunnattuun virtaukseen.
Kuuman kaasun ja vesipisaroiden olennaisesti ylöspäin suunnattua virtausta kuristetaan edullisesti alussa virtausnopeuden nostamiseksi reaktiovyöhykkeen alkuosassa niin suureksi, että sitä kohti takaisin putoavat mahdolliset suuret pisarat hajoavat pienemmiksi pisaroiksi, jotka kykenevät seuraamaan vi rtausta.
4 81024
Pyörteilevä virtaus voidaan aikaansaada joko virtausta kuristamalla kiinteällä tai liikuteltavalla pystysuoral1 a levyllä, infra- tai ultraäänellä tai vaihtoehtoisesti virtauksen suuntaa äkillisesti muuttamalla. Vaikutusta voidaan edelleen tehostaa shokkijäähdyttämäl1ä pyörteilevää virtausta.
Käsiteltävien kuumien kaasujen lämpötila on reaktiovyöhykkee- o o seen syötettäessä edullisesti 80-250 C, esim. 125-180 C. Kuumien kaasujen virtausnopeutta säätämällä pidetään vesipisaroiden halkaisija alueella noin 30-200 um, edullisesti korkeintaan 70^um. Tässä tarkoituksessa fcuumaa kaasua syötetään reaktiovyöhykkeeseen nopeudella 10-20 m/s, edullisesti 12-16 m/s. Vesipisaroiden massan pääosan haihduttamiseksi, kuumien kaasujen jäähdyttämiseksi ja niiden suhteellisen kosteuden nostamiseksi pidetään kuuman kaasun ja vesipisaroiden seoksen virtausnopeus reaktiovyöhykkeessä alueella noin 3-30 m/s, edullisesti 4-15 m/s. Tällöin kuumiin kaasuihin syöte- 3 tään edullisesti noin 20-100 g vettä/m kuumia kaasuja.
Syöttövirran lämpötila ei ole kriittinen, mutta on edullises- o o ti korkeintaan noin 40 C, esim. korkeintaan noin 15 C.
Keksintöä selostetaan alla lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa o kuvio 1 esittää kaasun lämpötilan ( C) riippuvuutta lisätystä suhteellisesta vesimäärästä (g/g). Alempi kuvaaja on puhtaalle kaasu-vesi-systeemi 11 e ja ylempi kuvaaja kaasu-vesi-kalk k i-systeemi 11 e, jolloin kuvaajien poikkeamat aiheutuvat absorpti oreakti oi sta, kuvio 2 esittää pisaran haihtumismatkan (m) riippuvuuden sen halkaisijasta (mm). Parametrinä syöttökaasun lämpötila Celsius-asteissa. Kaasun tyhjäputkinopeus ja veden lämpötila ovat vakioita ruiskutuskohdassa. Kuvaaja ei huomioi veden pisarakoon hajontaa, kuvio 3 esittää osittain leikattua pystykuvantoa eräästä edullisesta laitteistosta keksinnön mukaisen menetelmän to- 5 81024 teuttamiseksi ja kuvio 4 puoliksi leikattua yläkuvantoa samasta laitteesta.
Absorptioaineena käytettävä pölymäinen aine, joka voi olla esim. kaisiumkarbonaattia, syötetään kuivana kuumien kaasujen joukkoon. Tällöin se saattaa hajota termisesti, esim. kal-siumkarbonaatti hajoaa kaisiumoksidiksi, ja osittain absorboida kaasun hivenainesosia, esim. rikki di oksi di a tunnetulla tavalla.
Kuumia pölypitoisia kaasuja johdetaan olennaisesti pystysuoran reaktiovyöhykkeen alaosaan, minkä jälkeen reaktiovyöhyk-keeseen syötetään vettä hienojakoisessa muodossa. Veden syöttö tapahtuu yhdestä tai useammasta suuttimesta siten, että kol-mifaasi systeemi muodostaa mahdollisimman nopeasti pseudohomo-geenisen systeemin. Kuumia kaasuja syötetään reaktiovyöhyk-keeseen sellaisella nopeudella, 10-20 m/s, esim. 12-16 m/s, että vesipisarat eivät kykene putoamaan alaspäin reaktiovyö-hykkeessä ja että mahdollisen agglomeraation kautta muodostuneet suuret alaspäin putoavat vesipisarat repeävät, jolloin näin muodostuneet pienemmät pisarat seuraavat kaasuvirtausta ylöspäin. Tällä varmistetaan, että reaktiovyöhykkeen alaosa ei pääse kastumaan.
Kuumat kaasut höyrystävät vettä ja samalla kaasujen lämpötila alenee lähelle märkälämpöti1 aa (kuvio 1). Koska kaasut ja vesipisarat virtaavat yhdensuuntaisesti ja sekä lämpötilaero faasien välillä että aineensiirron ajava voima ovat hyvin pieniä märkä!ämpöti1 an läheisyydessä, voi tehokas haihtuminen tapahtua ainoastaan, jos pisarat ovat hyvin pieniä ja niiden koon jakautuma on pieni. Vesipisaroiden halkaisija reaktio-vyöhykkeessä pidetään edullisesti alueella 30-200 um, esim. korkeintaan 70^um. Kaasujen nopeus reaktiovyöhykkeessä pidetään edullisesti alueella 3-30 m/s, esim. 4-15 m/s.
6 81024
On selvää, että kuumia kaasuja ja vettä voidaan syöttää reak-tiovyöhykkeeseen useammasta kuin yhdestä kohdasta, mutta kuumien kaasujen syöttökohtien lukumäärä on kuitenkin vähintään yhtä suuri kuin vedensyöttökohtien lukumäärä.
Esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä on olennaista, että pääosa reaktiovyöhykkeeseen syötettyjen vesipisaroiden massasta haihdutetaan ennen kuin virtaus saatetaan pyörteile-vään liikkeeseen esim. virtauksen suuntaa muuttamalla tai sitä kuristamalla, koska kaasujen sisältämä pöly ja neste helposti tarttuvat reaktiovyöhykkeen seinämärakenteisiin, jos nämä poikkeavat vertikaalisesta suunnasta.
Kun kaasu lähestyy märkälämpöti1 aa, muodostuu pölypartikkelien pinnalle ohut nestefilmi, johon sekä kiintoaine että kaasun hivenainesosat ainakin jossain määrin liukenevat, jolloin io-nireaktiot käynnistyvät välittömästi ja ajavan voiman taas kasvaessa liukeneminen jatkuu ja näin absorptio etenee nopeasti, esim. siten että kaisiumoksidi ja rikkidioksidi muodostavat kai siumsulfiittia.
Vesifilmin muodostuminen pölypartikkelien pinnalla riippuu olennaisesti kaasun kosteudesta, lämpötilasta ja hiukkastör-mäyksiä aiheuttavasta mi kroturbul enssista. Keksinnön mukaisessa menetelmässä turbulenssi saadaan aikaan kaasun virtausta kääntämällä, kaasua kuristamalla tai infra- tai ultraäänellä ja nimenomaan siinä reaktiovyöhykkeen kohdassa, jossa kaasun lämpötila on sen märkälämpöti1 an lähellä. Turbulenssia voidaan aiheuttaa yhdessä kohdassa tai jaksoittain useamman kerran peräkkäin, edullisesti korkeintaan v11 s 1 kertaa, esim. neljä tai kaksi kertaa.
Kuvioissa 3 ja 4 on esitetty eräs erityisen edullinen lieriömäinen, vertikaalinen, olennaisesti halkaisijaansa korkeampi, sisärakenteeltaan yksinkertainen kolmivaiheinen reaktori esillä olevan keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi.
Il 7 81 024
Kaasumaisia hivenainesosia, tavallisesti epäpuhtauksia, si-sältävä pölypitoinen virtaava kuuma kaasu tulee sisään reaktoriin edullisesti sen alaosaan konstruoidun tuloyhteen 1 kautta. Tuleva kaasuvirtaus jakautuu jakokartion 2 vaikutuksesta tasaisesti reaktorin uloimpaan pystysuoraan rengasvyö-hykkeeseen 3, jonka korkeus H on 4-40 m, edullisesti 3-30 m, ja sen 1äpikuljettuaan kääntyy äkillisesti turbulenssin aikaansaamiseksi ja palaa takaisin reaktorin sisempää rengas-vyöhykettä 4 ja viimeksi virtauksen taas käännyttyä joutuu reak tori n keski putkeen 5, jota pitkin virtaava kaasu poistuu laitteen poistoyhteen 6 kautta. Tämä yhde 6 sijaitsee edullisimmin tuloyhteen 1 vastakkaisella puolella ja siten reaktorin yläosassa.
Itsestään selvää on, että laitteen vaiheiden lukumäärä voi olla muukin kuin kolme, edullisimmin pariton lukumäärä ja vähintään kaksi.
Laitteen tuloyhteen lähellä on veden syöttökohta 7, jolloin eri faasit (kaasu, pöly, vesipisarat) ehtivät muodostaa pseu-dohomogeenisen seoksen ennen kaasun jakokartiota 2.
Laitteelle on myös tyypillistä, että alemman jakokartion 2 ja sen yläpuolella olevan katkaistun välikartion 8 välillä on rengasuran tapainen kapea aukko, josta mahdollisesti laitteen toisen 4 ja kolmannen 5 reaktiovaiheen välillä kaasuvirrasta erottuneet vesipisarat pääsevät poistumaan tukkimatta itse laitteen reaktio-osaa. Näiden erottuneiden pisaroiden talteenotto toteutetaan tämän keksinnön kohteena olevan laitteen jakokartion 2 alaosaan yhdistetyllä ja reaktorin ulkopuolelle ulottuvalla poistoputkel1 a 10. Edelleen välikartion 8 alaosan halkaisija on pienempi kuin jakokartion 2 yläosan halkaisija ja kartion 8 alapinta on kartion 2 yläpinnan alapuolella. Tämä konstruktiivinen rakenne estää lähes täysin kaasun virtauksen ensimmäisen 3 tai toisen 4 reaktiovaiheen ohi.
8 81024
Nykyisin tunnetuissa absorptioi aitteissa on tavallista, että laitteen halkaisija on koko reaktioputken matkalla vakio. Tällöin virtausten turbulenssiti 1 an olennaisia muutoksia ei tapahtu ja absorptiotehokkuus heikkenee voimakkaasti systeemissä tasapainotilaa lähestyttäessä. Turbulenssi pyrkii jopa alenemaan reaktorissa, kun kuuman kaasun epäpuhtauksia absorboivana aineena on vesipitoinen neste, joka höyrystyessään sitoo kaasun energiaa alentaen sen lämpötilaa sekä myös li-neaaria virtausnopeutta, koska lämpötilan aiheuttama tilavuuden alenema on suurempi kuin höyrystyneen veden aiheuttama tilavuuden lisäys.
Keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseksi kehitetyn laitteen tekninen tehokkuus perustuu ideaan, että kaasun keskimääräistä lineaarista virtausnopeutta v kasvatetaan aina s reaktorin vaiheesta toiseen siirryttäessä. Tämä nopeuden lisäys on äkillinen ja tapahtuu aina reaktorin päätyjen läheisyydessä kaasun joutuessa samalla kääntymään paluusuuntaan virtauksessaan. Äkillinen nopeuden lisäys toteutettuna yhtaikaisesti virtauksen suunnan käännön yhteydessä aiheuttaa voimakkaan turbulenssiti 1 an muutoksen ja pseudohomogeenisen aineen uudelleen sekoittumisen, jolloin ns. mikrotason filmi-pinnat absorptiovyöhykkeessä uusiutuvat poikkeuksellisen nopeasti ja tehostavat absorptiota.
Nopeuden portaittainen lisäys reaktorin loppupäätä kohti lisää virtaavan kaasun mi kroturbulenssia Reynolds'in luvun Re noustessa. Tämä tapahtuu, kun lineaarisen nopeuden lisäyksen vaikutus on suurempi kuin putki halkaisi jän pienenemisen vaikutus Re-lukuun. Tästä aiheutuu tunnetusti aineensiirtoker-toimen paraneminen reaktorin lopussa, jossa absorption loppuvaiheessa alenevan konsentraatioeron aiheuttama tehokkuuden heikkeneminen saadaan osittain kompensoitua ja siten keksinnön mukaisen laitteen tehokkuus on parempi kuin tunnetun tekniikan mukaisilla laitteilla.
Il 9 81024
Vaikka tämän keksinnön suoritusmuodon esimerkkinä on ollut absorptio, on itsestään selvää, että keksinnön kohteena olevaa menetelmää voidaan yhtä hyvin soveltaa muiden vastaavien yksikköoperaatioiden toteuttamiseen, kuten esim. adsorptioon ja jopa desorptioon.
Samoin aineensiirtoon osallistuvat kemikaalit voivat olla mitä erilaisimmat. Ainoana ehtona on kiintoaineen ja kaasun ainakin osittainen liukeneminen veteen, joka muodostaa filmi-kalvon.
Lai tteen eri reakti ovai hei ssa kaasun keski määräi sen lineaarisen vi rtausnopeuden tulee lai tteen läpi kulkiessaan vaiheittain kasvaa. Tämä nopeuden lisäys on edullista suorittaa geometrisessa sarjassa.
Esimerkiksi kuvatussa suoritusmuodossa kun lineaarinen virtausnopeus kasvaa ensimmäisen 3 ja kolmannen 5 reaktiovyöhyk-keen välillä R-kertaiseksi ja jos nopeuden lisäys noudattaa täsmälleen geometrista sarjaa, niin reaktioputkien halkaisijat D ovat suhteellisina arvoina eksaktisti seuraavat: D2 / D1 = l/(l + VR) / ( 1 + VR + R) D / D - VT'/ (1 + Λ/R + R)
Jos laitteen päähalkaisija ja nopeuden kokonaislisäyssuhde R
valitaan siten, että kaasun virtausnopeus v reaktorissa on -1 s 3 < v <30 m/s sekä, että laitteen lieriöosan korkeus on 1,§-kertainen halkaisijaltaan verrattuna, niin ei laitteessa muodostuva kaasun painehäviö ole suunnittelua rajoittava tekijä, vaikka sallittu painehäviö olisikin vähäinen. Tämä johtuu reaktorin avarasta rakenteesta. Tällä seikalla on tärkeä merkitys monien teollisuuden poistokaasujen käsittelyssä. Painehäviö reaktorissa on yleensä 200-1200 Pa, edullisesti 300-600 Pa.
10 81 024
Reaktorin u1 o i mma n halkaisijan D ^ ja kaasun virtausnopeus-suhteen muutoksen R valinnassa on jossain määrin liikkumavapautta. Näiden arvojen eksakti valinta suoritetaan paikallisten olosuhteiden mukaan.
Keksintöä selostetaan vielä lähemmin alla olevien esimerkkien a vul 1 a .
Esimerkki 1. Veden lisäyksen vaikutus
Kun voimalaitoskatti1 an savukaasuissa oli 900 ppm SO ja käytetty CaO/SO^-suhde oli 2,0, niin ilman vesilisäystä rikin absorptioaste oli 30 %. Kun muutoin vastaavissa olosuhteissa lisättiin vettä 90 % tämän menetelmän kuvauksen yhteydessä mainitusta teoreettisesta määrästä, nousi rikin kokona i sabsorpti oa ste 70 %:iin. Kun veden lisäys nostettiin 98 % teoreettisesta määrästä oli absorptioaste rikkidioksidille jo o 83 %. Lisätyn veden lämpötila oli 15 C.
Esimerkki 2. Haihdutusvaiheen korkeus ja pisaran halkaisija
Kun systeemissä kaasun nousunopeus oli 4 m/s ja sen tulo-o lämpötila 140 C, havaittiin tarpeellisen haihdutusmatkan olevan halkaisijaltaan 70^um pisaroilla 4 m ja vastaavissa olosuhteissa 200^um pisaroilla peräti 40 m, jotta märkäläm-pötila saavutettiin. Molemmissa tapauksissa haihtunut suhteellinen vesimäärä oli sama.
Esimerkki 3. Reakti oiämmön vaikutus
Kun reaktoriin syötettiin täysin SO -vapaata kaasua ja se jäähdytettiin puhtaalla vedellä, jolloin reaktiolämpöjä ei o ollut, niin kaasun märkä 1ämpöti1 a osoittautui 57 C:k s i. Kun vastaavissa olosuhteissa kaasuissa oli rikkidioksidia 2100 ppm li 11 81024 ja sen absorptioon lisättiin CaO:a siten, että CaO/SO^-moo- lisuhde oli 2,0, niin saman vesimäärän syötön jälkeen lämpö-o tila oli 84 C prosessin jälkeen. Ennen reaktioiden päävai- o hetta lämpötilan minimi oli 70 C.
Esimerkki 4. Painehäviö
Kahdessa rakenteeltaan erilaisessa reaktorissa painehäviömuu-tos saatiin aikaiseksi erilaisilla rakenteilla. Kun rakenne oli sellainen, että painehäviötä ei merkittävästi muodostunut, saatiin 1000 ppm SO -pitoisesta kaasusta apsorpoitumaan 5 % kun painehäviö oli §0 Pa. Toisessa reaktorissa, jossa olosuhteet ja viipymä olivat samat, mutta painehäviö nostettiin turbulenssia aiheuttavien kuristusten ja mutkien avulla arvoon 340 Pa nousi rikin absorptioaste 70 i:iin. Tällöin reaktorissa oli kaksi erillistä sarjassa olevaa äkillistä kuristusta, joissa samanaikaisesti virtauksen suuntaa vaihdettiin siten, että virtausnopeus nousi reaktorin lopussa 4-kertai-seksi alkuun verrattuna.
Esi merkki 5. Sisääntuloaukon kavennuksesta
Reaktoriin, jossa aukkoa^oli kavennettu, syötettiin kaasua virtausnopeudel1 a 9 m/s , jolloin seinämillä agglomeroitu-neet pisarat valuivat alas ja pääsivät poistumaan reaktorin kaasuntuloputkeen. Kun virtausnopeus nostettiin arvoon 14 m/s , niin reaktorin alaosa pysyi täysin kuivana pitkän ajojakson aikana.

Claims (15)

1. Menetelmä kaasumaisten hivenaineosasten siirtämiseksi virtaavasta kuumasta kaasusta pölyyn veden avulla, tunnettu siitä, että kuuman kaasun ja vesipisaroiden seos saatetaan virtaamaan olennaisesti ylöspäin sellaisella nopeudella, että vesipisarat pysyvät kaasuvirrassa ja niin kauan, että vesipisaroiden massasta pääosa haihtuu kaasun jäähdyttämiseksi ja sen suhteellisen kosteuden nostamiseksi, minkä jälkeen virtaus saatetaan pyörtei1 evään liikkeeseen pölypartikkelien ja haihtumalla pienentyneiden vesipisaroiden saattamiseksi törmäämään toisiinsa kaasumaisten veteen liukenevien hivenainesosasten ja pölypartikkelien välisen eksotermisen ioni reaktion aikaansaamiseksi pölypartikkeleja peittävässä vesifilmissä ja sitten seos saatetaan virtaamaan edelleen jäljellä olevan veden haihduttamiseksi reaktioiämmön avulla.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että virtaus saatetaan useita kertoja pyörtei1 evään liikkeeseen, ja välillä vesipisarat ja pölypartikkelit saatetaan uudestaan olennaisesti 1 aminaariseen pystysuoraan virtaukseen .
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisää kaasua syötetään erikseen kaasun ja vesipisaroiden olennaisesti ylöspäin suunnattuun virtaukseen .
4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuuman kaasun ja vesipisaroiden olennaisesti ylöspäin suunnattua virtausta kuristetaan alussa virtausnopeuden nostamiseksi tässä alkuosassa niin suureksi, että siihen takaisin putoavat mahdolliset suuret pisarat hajoavat pienemmiksi pisaroiksi, jotka seuraavat virtausta. 13 81 024
5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyörteilevä virtaus aikaansaadaan virtausta kuristamalla, kiinteällä tai liikuteltavalla pystysuoralla levyllä.
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyörteilevä virtaus aikaansaadaan infra- tai ultraäänellä.
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyörteilevä virtaus aikaansaadaan virtauksen suuntaa äkillisesti muuttamalla.
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pyörteilevää virtausta jäähdytetään äkkiä.
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumien kaasujen lämpötila on alussa 80-250°C, edullisesti 125-180°C.
10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipisaroiden halkaisija on 30-200^um, edullisesti korkeintaan 70^um.
11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuumaa kaasua syötetään reak- tiovyöhykkeeseen nopeudella 10-20 m/s, edullisesti 12-16 m/s.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuuman kaasun ja vesipisaroiden seoksen virtausnopeus reaktiovyöhykkeessä on noin 3-30 m/s, edullisesti 4-15 m/s. 14 81 024
12 81 024
13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu |iitä, että kuumiin kaasuihin syötetään 20-100 g vettä/m kaasua.
14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu o_ siitä, että syöttöveden lämpötila on korkeintaan noin 40 C, edullisesti korkeintaan noin
15°C. Il is 81024
FI872072A 1987-05-11 1987-05-11 Foerfarande foer oeverfoering av gasformiga spaoraemnespartiklar fraon stroemmande het gas till damm med hjaelp av vatten. FI81024B (fi)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI872072A FI81024B (fi) 1987-05-11 1987-05-11 Foerfarande foer oeverfoering av gasformiga spaoraemnespartiklar fraon stroemmande het gas till damm med hjaelp av vatten.
AU15387/88A AU607992B2 (en) 1987-05-11 1988-05-02 A process for causing gaseous trace element particles to pass from a flowing hot gas into dust by means of water
EP19880304041 EP0291225A3 (en) 1987-05-11 1988-05-05 A process for causing gaseous trace element particles to pass form a flowing hot gas into a dust by means of water
HU882312A HUT51927A (en) 1987-05-11 1988-05-06 Method for transmitting gaseous trace element particles from flowing hot gas into powdered matter
CA000566357A CA1298693C (en) 1987-05-11 1988-05-10 Process for causing gaseous trace element particles to pass from a flowing hot gas into a dust by means of water
DK256288A DK256288A (da) 1987-05-11 1988-05-10 Fremgangsmaade til overfoering af sporstoffer fra en stroemmende varm gas til stoev ved hjaelp af vand
DD88315676A DD270015A5 (de) 1987-05-11 1988-05-11 Verfahren zum uebertragen gasfoermiger spurenstoffe aus stroemendem heissem gas auf staub mit hilfe von wasser
CN88102880.0A CN1010748B (zh) 1987-05-11 1988-05-11 应用水将热气流中的气态痕量元素颗粒吸收到粉尘中的方法
CS883179A CS317988A2 (en) 1987-05-11 1988-05-11 Method of trace elements' gaseous particles conversion
PL27239188A PL272391A1 (en) 1987-05-11 1988-05-11 Method for causing gaseous particles of trace elements to pass from a hot flowing gas to dust using water
US07/418,818 US4927613A (en) 1987-05-11 1989-10-04 Process for removing a constituent from a hot gas stream by exothermic ionic reaction of the constituent with a reactant provided in fine particulate form

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI872072 1987-05-11
FI872072A FI81024B (fi) 1987-05-11 1987-05-11 Foerfarande foer oeverfoering av gasformiga spaoraemnespartiklar fraon stroemmande het gas till damm med hjaelp av vatten.

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI872072A0 FI872072A0 (fi) 1987-05-11
FI872072A FI872072A (fi) 1988-11-12
FI81024B true FI81024B (fi) 1990-05-31

Family

ID=8524464

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI872072A FI81024B (fi) 1987-05-11 1987-05-11 Foerfarande foer oeverfoering av gasformiga spaoraemnespartiklar fraon stroemmande het gas till damm med hjaelp av vatten.

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4927613A (fi)
EP (1) EP0291225A3 (fi)
CN (1) CN1010748B (fi)
AU (1) AU607992B2 (fi)
CA (1) CA1298693C (fi)
CS (1) CS317988A2 (fi)
DD (1) DD270015A5 (fi)
DK (1) DK256288A (fi)
FI (1) FI81024B (fi)
HU (1) HUT51927A (fi)
PL (1) PL272391A1 (fi)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE464686B (sv) * 1988-11-30 1991-06-03 Boliden Contech Ab Foerfarande foer avskiljning av dioxiner och liknande ytterst toxiska organiska foeroreningar fraan en gas
CN100417432C (zh) * 2003-07-02 2008-09-10 蒋迪 多相反应的混合方法及采用该方法的超强湍流传质塔

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3520662A (en) * 1968-10-02 1970-07-14 Alvin M Marks Smokestack aerosol gas purifier
US3906078A (en) * 1971-11-11 1975-09-16 Bischoff Gasreinigung Process for removing sulfur oxides from industrial waste gas
US3864485A (en) * 1972-06-30 1975-02-04 Braxton Corp Scrubber
US3969482A (en) * 1974-04-25 1976-07-13 Teller Environmental Systems, Inc. Abatement of high concentrations of acid gas emissions
US4197278B1 (en) * 1978-02-24 1996-04-02 Abb Flakt Inc Sequential removal of sulfur oxides from hot gases
US4345916A (en) * 1980-05-19 1982-08-24 Richards Clyde N Means and method for removing airborne particulates from an aerosol stream
FI67030B (fi) * 1981-06-26 1984-09-28 Outokumpu Oy Foerfarande och anordning foer rening av gaser innehaollandefasta och gasformiga foeroreningar
US4416861A (en) * 1982-04-29 1983-11-22 Quad Environmental Technologies Corp. Two stage odor control system
DE3235341A1 (de) * 1982-09-24 1984-03-29 Deutsche Babcock Anlagen Ag, 4200 Oberhausen Verfahren zur reinigung von abgasen
DE3431835A1 (de) * 1984-08-30 1986-03-06 Dr. C. Otto & Co Gmbh, 4630 Bochum Verfahren zur reinigung von rauchgasen und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
FI78401B (fi) * 1985-04-24 1989-04-28 Tampella Oy Ab Foerfarande och anordning foer att bringa roekgasernas gasformiga svavelfoereningar saosom svaveldioxid att reagera till fasta foereningar som separeras fraon roekgaserna.

Also Published As

Publication number Publication date
HUT51927A (en) 1990-06-28
DD270015A5 (de) 1989-07-19
CS317988A2 (en) 1991-10-15
FI872072A (fi) 1988-11-12
EP0291225A2 (en) 1988-11-17
US4927613A (en) 1990-05-22
DK256288A (da) 1988-11-12
DK256288D0 (da) 1988-05-10
FI872072A0 (fi) 1987-05-11
AU607992B2 (en) 1991-03-21
PL272391A1 (en) 1989-07-24
AU1538788A (en) 1988-11-17
CA1298693C (en) 1992-04-14
CN88102880A (zh) 1988-12-14
CN1010748B (zh) 1990-12-12
EP0291225A3 (en) 1991-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2469321C (en) Nox, hg, and so2 removal using ammonia
EP2326403B1 (en) Method for removing hydrogen sulfide from a natural gas stream
AU2004220725B8 (en) Improved process for the removal of contaminants from gas
US7488461B2 (en) Exhaust gas treatment system and exhaust gas treatment method
EP1421986B1 (en) Apparatus for use in regenerating adsorbent
US10946335B2 (en) Catalytic oxidation of NOx/SOx in flue gases with atmospheric oxygen as the oxidation reagent
CA2780240C (en) Process for removing contaminants from gas streams
KR920002062B1 (ko) 배기가스처리를 위한 습식 탈황방법.
US4293524A (en) Method and apparatus for cooling and neutralizing acid gases
CN102772990A (zh) 一种气相氧化结合湿法吸收的脱硝工艺及装置
CN100534583C (zh) 以氨为原料回收烟气中so2的方法和装置
KR102036295B1 (ko) 가스 내의 개별 성분을 흡수하기 위한 플랜트 및 방법
US20030059352A1 (en) Process and apparatus for scrubbing sulfur dioxide from flue gas and conversion to fertilizer
NZ554881A (en) Ozone production processes and its use in industrial processes
CA1097891A (en) Methods and apparatus for treating a gas flow
FI81024B (fi) Foerfarande foer oeverfoering av gasformiga spaoraemnespartiklar fraon stroemmande het gas till damm med hjaelp av vatten.
US20130259786A1 (en) Apparatus and method for the removal of nitrogen dioxide from a flue gas stream
JPH05212247A (ja) 窒素酸化物の酸化物による清浄化方法
CA1056127A (en) Removal of sulfur compounds from gas streams
US4375455A (en) Method and apparatus for cooling and neutralizing acid gases
JPH03154611A (ja) ガス洗浄法
GB2030469A (en) Cooling and neutralising acid gases
CA2484727C (en) Improved process for the removal of contaminants from gas streams
CA2053571C (en) Gas reacting apparatus and method
Andersen et al. Gas absorption and oxidation in dispersed media

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: OY TAMPELLA AB