HU194067B - Method and apparatus for purifying gases containing solid and gaseous contaminations - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás ás berendezés szilárd és gáznemű szennyeződéseket tartalmazó gázok, főleg ipari füstgázok tisztítására.

Ipari füstgázok tisztítására jelenleg többnyire Venturi-csöves gázmosót, vagy különböző típusú szűrőágyakat alkalmaznak. A Venturi-csöves berendezésnél a tisztítási hatás javítása érdekében nagynyomású vizes mosást, vagy nagynyomású légáramot alkalmaznak, ezeknél a gázok mosása előnedvesítés nélkül történik,

A 4 145 193 sz. USA-beli szabadalmi leírásból ismert olyan gáztiszító berendezés is, amelynél ugyan nem Venturi-csöves gázmosót alkalmaznak, de a gázmosás több fokozatban történik. A mosóegységek egyikéből a gáz turbinához, majd onnan cseppleválasztóba kerül, a másik mosóegységből viszont a gáz közvetlenül a cseppleválasztóba jut. A turbinán keresztülhaladó gáz a teljes gázmennyiségnek legalább 80%-a. A turbinában a gáz nyomásesése kb. 1,5 bar amelyből származó munkát a turbina villamos energiává alakítja. A cseppleválasztóban a gáz felüről lefelé áramlik, így a cseppek könnyen követik a gázt, leválasztásuk meglehetősen nehézkes, továbbá a gáztisztítás hatásfoka sem mindig kielégítő.

Az 1 805 230 sz. NSZK-beli szabadalmi irat olyan gáztisztító berendezést ír le, amelynél a gázmosás különböző fokozatai ugyanabban a függőleges Venturicsöves irányban zajlanak le. Az első fokozat az előnedvesítés amelynek során a torony tetejéről egyenáramban mosófolyadékot permeteznek. A Venturicső legszűkebb részén a vizet, vagy mosófolyadékot permeteznek a gázba a mosási fokozatban. Hiányossága a fenti megoldásnak, hogy az előnedvesítő szakaszból származó és a gázból leválasztott, illetve oldott anyagokat is tartalmazó, lefelé áramló mosófolyadék igen erős korróziót okoz a Venturi-csőben.

Végül a 361 447 sz. osztrák szabadalmi leírásból ismert olyan Venturi-csöves gáztisztító berendezés, amely ajelen találmány tárgyához legközelebbinek tekitnheto. Ennél a gázokat folyadékpermettel nedvesítik elő, a gázmosás maga a Venturi-csöves mosóegységben történik, amelyben a gázokba vizet és mosófolyadékot permeteznek. A cseppleválasztás ciklonban történik. Mivel itt a Venturi-cső vízszintes elrendezésű, ezzel az a hátrány jár, hogy annak alsó palástfelületén a szilárd szennyezőanyagok felhalmozódnak, és torlódást okoznak, ami a tisztítás hatékonyságának rovására megy. Továbbá, a gázáramba a gázáramlással egyirányban permetezik a vizet és a mosófolyadékot.

A találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz szilárd és gáznemű szennyeződéseket tartalmazó gázok, főleg ipari füstgázok tisztítására olyan tökéletesített berendezés létrehozása, amellyel viszonylag kis ráfordítás mellett a tisztítás hatékonysága lényegesen növelhető, és egyúttal a Venturi-cső élettartama növelhető.

A kitűzött feladat megoldásához az utolsóként említett osztrák szabadalmi leírás szerinti eljárásból indultunk ki, amelynél először a gázokba előnedvesí- tésként mosófolyadékot permetezünk, majd Venturicsőben végzett gázmosás során a gázáramba vizet és mosófolyadékot permetezünk, végül pedig a gázáramból a foíyadékcseppeket leválasztjuk. Ezt a találmány szerint azzal fejlesztettük tovább, hogy az előnedvesítésnél a felfelé áramoltatott meleg gázokat - előnyösen a mosás után összegyűjtött - mosófolyadék lefelé irányított permetével nedvesítjük, továbbá a gázmosásnál a függőleges gázáramba keresztirányból befecskendezett vízpermettel a Venturi-cső belső palástján összefüggő szennyeződéseltávolftó vlzfilmet hozunk létre, továbbá a gázmosási művelet után és a oseppelválasztás előtt a gázáramra keresztirányú moiófolyadékpermettel utómosást végzünk.

Célszerű, ha az előnedvesítés és a mosás után öszszegyűjtött mosófolyadékot regeneráljuk és az utómosást a friss mosófolyadékkal végezzük. A regenerálás közben a mosófolyadék hőtartalma célszerűen visszanyerhető.

A találmány szerinti eljárás olyan berendezéssel foganatosítható, amelynek gázáramirányban egymás után elrendezett elő nedvesítő, gázmosó és cseppleválasztó egységei vannak. Ennél az előnedvesítő egységnek mosófolyadékporlasztó fúvókája van, a gázmosó egység Venturi-csőként van kiképezve, amely mosófolyadékpermetező fúvókával és vízpermetező további fúvókákkal van ellátva. A találmány szerinti berendezés lényege, hogy az előnedvesítő egységnek a mosófolyadékporlasztó fúvókája a felfelé haladó gázárammal szembe van irányítva, továbbá a gázmosó egységnek a vízpermetező fúvókái a függőleges helyzetű Venturi-csőben lefelé haladó gázáramlásirányra keresztirányban vannak elrendezve, továbbá a gázmosó és a cseppleválasztó egységek közötti összekötőcsatornája van, amely a gázáramra keresztirányban mosófolyadékot felülről lefelé permetező fúvókákkal van ellátva a gáz utómosásához.

A találmány szerinti előnedvesítés során a gázáram felfelé halad, a mosófolyadékot pedig lefelé permetezzük, vagy is ellenáramú közegáramlást hozunk létre. Mivel a belépő gázok hőmérséklete nagy, a mosófolyadék egy része elpárolog, és a mosószakaszon áthaladó gázok szinte telítetté válnak gőzzel.

A nedvesítés után a gázáram a mosószakaszba, azaz a jelen esetben Venturi-csőbe ju t. Itt a gázokat a körfolyamból nyert mosófolyadékkal és vízzel mossuk. A mosó-folyadékot lefelé permetezzük, a gázárammal párhuzamosan. A vízpermet viszont a gázáramhoz képest keresztirányú, továbbá egyúttal a vízpermet állandóan öblíti a Venturi-cső belső felületét és azon vékony vízfilmet hoz létre, ezáltal a belső palástfelületet állandóan tisztítja.

Ha a gázok szilárd részecskéket tartalmaznak, az előnedvesítés sorén elpárologtatott mosófolyadék a Ver· túri-csőben a befecskendezett mosófolyadék hatására kondenzálódik a szilárd részecskék felületén, ami megkönnyíti a szilárd részecskék leválasztását; Ha gázok nem tartalmaznak szilárd részecskéket, csupán gáznemű szennyeződéseket, akkor az előnedvesítés során elpárologtatott mosófolyadék a mosási szakaszban finom köddé kondenzálódik, azáltal a mosó felület többszöröse az Ismert gázmosóknak. Az előnedvesítés során elpárologtatott mosófolyadéknak a mosószakaszban történő kondenzálódása a tisztítandó gáz térfogatának jelentős csökkenését eredményezi, ezzel pedig a gázmosás hatékonysága nő. Ehhez járul a nyomás csökkenése és a gázsebesség növekedése. A mosófolyadéknak ezek az állapotváltozásai a gázmosórendszerben azt eredményezik, hogy nincs szükség szívó ventilátorra ahhoz, hogy a gázt a mosóberendezésbe juttassuk. A gáznemű és szilárd szennyeződéseket a mosófolyadék adszorbeálja a mosási szakaszban, amelyet azután a mosószakasz alatt elhelyezkedő tartályban gyűjtjük össze, a gázok pedig tovább haladnak az összekötőcsatomába.

Az összekötőcsatomába érkező {gázok be- és kiömlése tangenciális. Ebben az összekötőcsatomában a

194.067 gázok második gázmosási szakaszát friss mosófolyadékkal végezzük, Ez a második szakasz igen hatásos, mivel a fúvókákon át befecskendezett mosófolyadék összefüggő folyadékfüggényt képez, amelyen átáramoltatjuk a gázt.

A gázok hőmérséklete a másos során és különösképpen az összekötőcsatornában jelentősen csökken, az utóbbiban ugyanis friss mosófolyadékot permetezünk a gázokhoz. Ez azzal az eredménnyel jár, hogy cseppek képződnek, amelyeket a gázokból el kell távolítani. Az összekötőcsatorna nem csupán mosóegységként szolgál, hanem mint előzetes cseppleválasztó fokozat is. A folyadékcseppeknek az első leválasztása akkor történik, amikor a gázok az összekötőcsatomából tangenciálisan kilépve tényleges cseppleválasztó fokozatba jutnak.

Az összekötőcsatomából a gázok a cseppleválasztó toronyba vízfilmen át jutnak. A torony felső részében több cseppleválasztó henger van elrendezve, amelyeken a gázok keresztülhaladnak. A gázokban lévő folyadékcseppek lecsapódnak a hengerek felületére és a gázokban még meglévő vízgőz kondenzálódik a hengerekben. A cseppek a hengerek alatt elrendezett tartályba esnek. A hengereket tiszta vízzel folyamatosan öblítjük, így a szilárd szennyeződések nem képesek megtapadni a hengerek palástján. A cseppleválasztás után a gázokat elvezetjük.

A találmány szerinti berendezés különösen olyan gázok tisztításánál bizonyult hatásosnak, amelyek SOj és Zn gőzöket és szilárd szennyeződéseket tartalmaztak.

A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti berendezés példakénti kiviteli alakjának elvi működési vázlatát tüntettük fel.

Amint a rajzon látható, a szennyezett gázok 1 csövön keresztül jutnak a berendezés előnedvesítő 2 egységébe, amely a jelen esetben csőként van kialakítva. Az előnedvesítő 2 egység felső részében 11 fúvók a van elrendezve, amelyen át a gázáramba mosófolyadékot permetezünk. A mosőfolyadék egy része elpárolog, a másik része pedig 9 tartályba jut. A 9 tartályból a mosófolyadék mennyiségétől függően a mosófolyadékot vagy közvetlenül, vagy pedig 8 tartályon keresztül 10 hőcserélőbe vezetiük, onnan pe- _ dig további regeneráláshoz továbbítjuk. A gázok tényleges mosása Venturi-csőként kialakított gázmosó ·3 egységben történik. A gázokat ebben a legszűkebb keresztmetszetű hely felé irányítjuk, ahol a már egyszer használt mosófolyadékot megfelelő nyomással 12 főfúvókán át permetezzük a gázokba. A gázokkal egyirányban bepermetezett folyadék sebességének legalább akkorának kell lenni, mint a gázok sebességének, sőt előnyösen nagyobbnak, mivel ebben az esetben a folyadékáram (jpermetáram) maga is előreviszi a gázokat. A Venturi-cső érintőirányban elrendezett vízpermetező 13 fúvókákkal is el van látva felső részén. Az ezeken át befecskendezett víz vékony filmet képez a Venturi-cső teljes belső palástján, amely egyúttal tisztítja is azt. A 12 főfúvóka és a 13 fúvókák folyadékai a 7 tartályban gyűlnek össze, ahonnak azokat 14 szivattyú továbbítja a külön nem ábrázolt tisztítóegységhez. A gázok a gázmósó 3 egységből 4 öszszekötőcsatomába jutnak, amelyben másodlagos mosást végzünk, mégpedig 15 fúvókákon át bepermetezett frissmosófolyadékkal.

A 4 összekötőcsatornából a gázok érintőlegesen jutnak a cseppleválasztó 5 egységbe, és felfelé áramlanak cseppleválasztó 16 hengereken keresztül. A gázokban lévő folyadékcseppek a 16 hengerek falán lecsapódnak, ahonnan azután a 8 tartályba jutnak. A 16 hengereket 17 hengerpalást veszi körül, amely keresztirányú 18 fúvókákkal van ellátva. Ezek a 18 fúvókák a 17 hengerpalást belső felületére, valamint a 16 hengerek külső felületére vizet permeteznek és ezáltal azokat tisztán tartják. A 17 hengerpaláston lefelé csorgó víz folyamatos filmet képez, amelyen a 4 összekötő csatornából érkező gázok áthaladnak. A gázokkal egyszer már kapcsolatba került mosófolyadékot a 8 tartályból nagynyomású 19 szivattyú szállítja a 12 főfúvókához. A tisztított és hűtött gázoka berendezést 6 csövön át hagyják el.

Példa:

Olvasztókohóból elektronszűrőkön it kikerülő gáz hőmérséklete közelítőleg 200 °C, amely 14% koncentrációjú SO₂-t tartalmaz. A gázmosás a· találmány szerinti módon háromszakaszból áll, nevezetesen előnedvesítésből, mosásból, és cseppleválasztásból, mégpedig mindezt ellenáramban végezzük, A gázokat közelítőleg 5%-os szódalúggal mostuk. A SO₂ nátriumszulfátot képez. A nátriumszulfát oldatot mésszel regeneráljuk, ezáltal kalciumszulfát és nátriumhidroxid képződik. A regenerált oldatot visszavezetjük a rendszerbe. A kísérleti tapasztalataink szerint a gázok 100%-os SO₂ tartalma a találmány szerinti megoldással leválasztható.

Claims (4)

1. Eljárás szilárd és gáznemű szennyeződéseket tartalmazó gázok, főleg ipari füstgázok tisztítására, amelynél a tisztítandó gázáramba elő nedvesítésként mosófolyadékot permetezünk, majd Venturi-csőben végzett gázmosás során a gázáramba vizet és mosófolyadékot permetezünk, végül pedig a gázból a folyadékcseppeket leválasztjuk, azzal jellemezv e , hogy az előnedvesítési műveletnél a felfelé áramoltatott gázokat — előnyösen a mosás után összegyűjtött - mosófolyadék lefelé irányított permetével nedvesítjük, továbbá a gázmosásnál a függőleges gázáramba keresztirányú vízpermetet juttatva a Venturicső belső palástján összefüggő, szennyeződéseltávolitó vízfilmet hozunk létre, továbbá a gázmosási művelet után és a cseppleválasztás előtt a gázáramra keresztirányú mosófolyadékpermettel.utómosást végzünk.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az előnedvesítés és a gázmosás után összegyűjtött -mosófolyadékot regeneráltatjuk, az utómosást pedig friss mosófolyadékkal végezzük.

3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a regenerálás során a mosófolyadék hőtartalmát visszanyerjük.

4. Berendezés az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítására, amelynek gázáramirányban egymás után elrendezett előnedvesftő egysége, gázmosó egysége és cseppleválasztó egysége van, ahol az előnedvesítő egységnek mosófolyadékporlasztó fúvókája van, a gázmosó egység Venturi-csőként van leképezve, amely mosófolyadékpermetező fofúvókával és vízpermetező további fúvókával van ellátva, az zjl jellemezve, hogy az előnedvesftő egységnek (2) a mosófolyadékporlasztó fúvókája (11) az alulról felfelé haladó gázárammal szembe-van irányítva, továbbá a gázmosó egységnek (3) a viz perme-3194.067 tezfl fúvókéi (13) a függőleges elrendezésű Venturlcsőben lefelé haladó gázáramlásirányra keresztirányban vannak elrendezve, továbbá a gázmosó egység (3) és a cseppleválasztó egység (5) között összekötőcsatorna (4) van elrendezve, amely a gázáram Irányra keresztirányban mosófolyadékot permetező fúvókákkal (15) van ellátva.