SE500478C2 - Förfarande och anordning för rening av gas - Google Patents

Description

(H CD CD .fia *J CI) 2 sig i viss mån automatiskt till variationer i det inkommande flödet, genom att gasen vid ökande flöde successivt bringas att passera genom ett ökat antal utloppsöppningar. Därigenom kommer flödet genom varje utloppsöppning att bli relativt oberoende av det totala flödet.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett för- bättrat gasreningsförfarande av ovannämnt slag, som ger en in- tim kontakt mellan gas och reningsvätska samt hög reningsverk- ningsgrad, och som har en hög kapacitet inom en liten apparat- volym. Ett ytterligare syfte med uppfinningen är att åstadkomma en gasreningsanordning för genomförande av förfarandet.

För att uppnå detta syfte kännetecknas förfarandet enligt upp- finningen framför allt av de i den kännetecknande delen av pa- tentkravet l angivna särdragen.

En anordning för genomförande av förfarandet enligt uppfinnin- gen kännetecknas framför allt av de särdrag, som anges i den kännetecknande delen av det första anordningskravet.

Uppfinningen skall nu förklaras närmare med hjälp av icke begränsande utföringsexempel och med hänvisning till bifogad ritning. I ritningen visar delvis i schematisk form: Fig. 1 en schematisk vertikalsektion genom en gasreningsan- ordning enligt uppfinningen, " 2 en planvy av ett i gasreningsanordníngen i fig. 1 in- gående fördelarsegment med venturimunstycken, " en sidovy av fördelarsegmentet i fig. 2, " 4 en detalj av en alternativ utföringsform av fördelar- segmentet i fig. 2 och 3, " 5 en skuren detaljvy av två intill varandra liggande venturimunstycken med olika inloppsdjup, " 6 en detalj i större skala av ett venturimunstycke en- ligt uppfinningen., " 7 ett diagram visande tryckförhållandena i ett venturi- munstycke och omgivande vätska, och Q n CD CD .|>. -.1 cm 3 Fig. 8 en alternativ utföringsform innefattande ett spridar- organ framför venturimunstyckets mynning. figurerna visar i delvis grovt schematiserad form en gasre- ningsanordníng enligt uppfinningen. Som framgår av fig. l, be- företrädesvis ett botten ll och lock 13 med ett inlopp 12 och en fördelare 14 för inkommande förorenad gas står gasreningsanordningen av ett kärl, tryckkärl l med yttervägg 10, och ett utlopp 16 för renad gas. Fördelaren är uppdelad i ett antal sektioner, i exemplet sex med från inloppet radiellt utgående horisontella huvudfördelarrör 18. Rören 18 uppvisar nedåtriktade anslutningsrör 23 med vardera två snett nedåtrik- tade,ungefärligen tvärgående distributions- eller sidorör 26.

Sidorören 26 uppvisar i sina fria ändar en nedåtriktad, verti- kal rörsektion 20 med en fri öppning 22. Genom öppningarna 22 kan eventuell kondens rinna ut och tvätt- eller reningsvätska tränga upp i fördelaren 14 vid minskande gasflöde. På dis- tributionsrören 26 är på ungefär jämt inbördes avstånd anordnat ett antal vertikalt uppåtriktade venturimunstycken 28 med inloppsöppningar 64 mot distributionsrören. Venturimunstyckena 28 uppvisar i sin nedre del insugningsöppningar 29 för tvätt- vätska och upptill utloppsöppningar 31 för behandlad gas.

Venturimunstyckenas utformning kommer att beskrivas närmare i detalj nedan.

Fördelaren 14 är nedsänkt i ett vätskebad 32 på ett visst djup under dess yta 3A. Huvuddelen av venturimunstyckenas 28 ut- loppsöppningar 31 befinner sig företrädesvis alla på samma nivå och har företrädesvis ett avstånd till vätskeytan av minst ungefär 0,5 m, företrädesvis ca 2 m. I andra utföringsformer kan det dock vara lämpligt att låta utloppsöppningarna vara Det kan t.o.m. utloppsöppningarna ligger nära behållarens 1 tak 13 och belägna över vätskeytan. vara fördelaktigt att att utloppet 16 är neddraget nära intill ytan 34. lnloppsöpp- ningarna 64 för förorenad gas för respektive venturimunstycke 28 befinner sig i sin tur ungefär l m eller mera under utlopps- öppningarna 31. Genom denna höjdskillnad erhålls alltid en CW C) CD e-“JJ (hf) 4 tillfredsställande reningseffekt hos venturimunstycket, så snart som förorenad gas tränger in genom dess nedtill be- lägna inloppsöppning 64. Föroreningarna avskiljs vid passa- gen genom venturiröret med hjälp av genom insugningsöpp- ningarna 29 insugen vätska som i form av droppar rycks med av gasen. Dessa föroreningsbemängda vätskedroppar avskiljs i sin tur från gasen dels som en vätskefilm på rörets 69 inneryta och dels under passagen mellan utloppsöppningarna 31 och vätskeytan 34. Vid droppavskiljning under passage genom vätska erfordras en viss minsta höjdskillnad för att ge tillfredsställande avskiljning. En ytterligare avskilj- ning kan ske ovanför eller i vissa fall över ytan 36 och/ eller i en nedan beskriven efterkopplad, ej visad dropp- avskiljare.

För att i början på ett utsläpp genom gasreningsanordningen få lugna startbetingelser utan någon chockbelastning upp- visar varje sektion två högt belägna, korta sidorör 26' med högre upp belägna venturimunstycken 28', som mynnar nedåtrik- ovanför de övriga munstyckena. Sidorörens 26', tade rörsektioner 20' sträcker sig emellertid ned till samma nivå som övriga rörsektioner 20. Fördelaren är vidare utformad efter principen att öppningarna 64 till venturi- anordningen 28 ligger på succesivt tilltagande djup och därmed växer antalet aktiva avskiljare kontinuerligt vid ökande gasflöde.

Ovanför vätskeytan 34 finns utrymme 35 för gas, som står i förbindelse med utloppet 16. Utrymmet 35 är dimensionerat för att kunna ta upp den volymökning badet får p.g.a. bubblorna i badet då gasen strömmar genom samt den konden- sation som blir följden, om den förorenade gasen är varm och fuktig. Utloppet 16 står i förbindelse med atmosfären via en avskiljningsanordning för i gasen kvarvarande vätske- eller dimdroppar. Denna avskiljningsanordning kan vara av godtyckligt slag, t ex cykloner eller en med grus och sten fylld kammare. Anskiljningsanordning kan även vara en kombination av flera olika sådana kända anordningar. l0 m c.) c» 4:» -.1 o - Reningsanordningens funktion är följande. I obelastat till- stånd tränger tvättvätska in genom venturimunstyckenas 28 öpp- ningar 29, 3l och de undre öppningarna 22, så att en inre vät- skeyta 46 i fördelaren 14 och inloppsröret 12 intar samma läge som den yttre vätskeytan 34. Gasrenaren har nu en vattenlås- funktion. Vid en driftstörning med gasutsläpp ökas trycket till dess att den kom- mer under en tröskel 65 vid den eller de högst belägna in- och den inre vätskeytan 46 pressas ned, loppsöppningarna 64 till venturimunstyckena 28. Gasen tränger då ut genom dessa venturimunstycken, varvid den vid passagen förbi inloppsöppningarna 29 suger in finfördelade vätskedrop- par. Fasta och vätskeformade föroreningar såväl som förorenande gaser absorberas av de insugna vätskedropparna. I ett andra av- skiljningssteg vid gasens passage mellan venturimunstyckenas öppningar 31 och vätskeytan 34 renas gasen vidare genom en tvättflaskeeffekt, parna, varvid de nu föroreningsbemängda vätskedrop- stoftpartiklar och gasformiga föroreningar upptas av tvättvätskan. En viss avskiljning av droppar sker redan i röret 49 som en film på innerytan. Ett tredje reningssteg före- ligger i den ovannämnda, icke visade efteravskiljningsanord- ningen.

Avskiljning av gasformiga föroreningar kan kraftigt förstärkas genom att tvättvätskan ges en sammansättning som medför att kemiska reaktioner snabbt förbrukar, d.v.s. reagerar med, i vätskan lösta joner (s.k. kemisk förstärkning). T ex kan av- skiljningen av sura gasformiga komponenter förbättras av i vätskan lösta alkaliska komponenter. Absorption av gasformigt jod kan underlättas genom inblandning av natriumtiosulfat i tvättvätskan.

Mellan de olika sektionerna kan vara anordnat radiella mellan- väggar. Dessa kan vara utformade som radiella mellanväggar 61, vid vilka ändarna på sidorören 26 är fästa. Detta ger ökad stabilitet åt konstruktionen. Eventuellt kan en sådan radiell mellanvägg 61 vara ihålig och öppen nedåt respektive mot dis- tributionsrören 26. Den tjänar därvid som undre inloppsöppning 22 för tvättvätska. (fl C i) C 'Ö *il CO 6 Fig. 4 visar en modifierad utföringsform av uppfinningen. I denna utgår distributions- eller sidorören 26 direkt från hu- vudrören 18 utan något mellanliggande vertikalt anslutnings- rör 23.

Fig. 8 visar ytterligare en utföringsform av uppfinningen. I denna är huvudrören 18 snett nedåtriktade och uppvisar ett an- tal uppåtriktade stigrör 24 med från dessa utgående väsentli- gen horisontella distr butionsrör 26. På distributionsrören 26 är anordnat venturimunstycken 28. Ovanför venturimunstyckenas 28 utloppsöppningar 31 är spridarorgan 30 anordnade. Då den utströmmande gasen slår emot spridarorganen, kommer den att sönderdelas i mindre gasbubblor, och därmed erhålls bättre av- skiljning av föroreningar under passagen genom vätskebadet.

Vid denna utföringsform måste den inre vätskeytan 46 i huvud- rören lB komma ned under en tröskelkant 65 i stigrörens 24 nedre öppning 64, för att den förorenade gasen skall kunna strömma ut genom venturimunstyckena 28. Härvid kommer samtli- ga munstycken på samma stigrör att börja arbeta i huvudsak samtidigt. Lämpligen kan stigrören 24 på olika huvudrör 18 placeras på sinsemellan förskjutna nivåer, så att inte alla stigrör i samma rörkrans börjar arbeta samtidigt.

En föredragen utföringsform av ett venturimunstycke för en re- visas i fig. 6. 41, en avsmalnande stryp- koniskt utvidgad del 47 och ett lock 51, och under detta är anordnat sidoriktade utlopps- ningsanordning enligt uppfinningen Venturi- munstycket består av en inloppsdel ning 43, en cylindrisk hals 45, en öppningar 31. Venturimunstycket uppvisar nedtill en gänganslut- ning 53 för montering på från sidorören 26 uppskjutande anslut- ningsrör 55. Mellan strypningen 43 och halsen 45 är anordnat ett ringformigt spår 57 med en skarp kant 59 mot halsen 45. In- sugningsöppningarna 29 mynnar i nämnda spår 57, varvid den in- sugna vätskan kan fördela sig runt spårets omkrets.

Spåret 57 har lämpligen en axiell utsträckning på 2-4 mm, och dess spårkant 63 mot strypningen 43 har en radie, som är m c) ca .I . sn O.) 7 0,5-l mm större än radien hos spårkanten 59. Tangenten hos strypningens vägg intill spårkanten 63 passerar därvid utan- för spårkanten 59. Då gas passerar genom venturimunstycket, sugs vätska in i spåret 57 och slits loss före eller vid den skarpa kanten 59 i form av fina vätskedroppar. Under passagen genom halsen &5, den koniska utvidgningen 67 och den övre delen 49 upptas föroreningarna i gasen av dessa vätskedroppar. An- ordningen är således en självsugande venturiavskiljare. Enligt t ex uppfinningen skall minst 0,5 företrädesvis 2-3 kg vätska, vatten, per m3 behandlad gas sugas in genom insugningsöppning- arna 29 i venturimunstyckena 30. Dimensioneringen av insugnings- öppningarna 29 och spåren 57 görs därför så, att den önskade vätskemängden sugs in vid det givna tryckfallet. Tryckfallet bestäms därvid av nivåskillnaden mellan de nedre öppningarna 64 och utloppsöppningarna 31. För tillfredsställande rening er- fordras i de flesta fall ett tryckfall av l m vattenpelare eller mera.

Vid det givna exemplet har halsen med en diameter på 10 mm och den övre delen 69 en diameter på 26 mm. Det har visat sig, att halsens diameter inte bör överstiga ca 30 mm för att ge en höggradig rening.

Fig. 7 visar ett schematiskt diagram över, hur trycket beror av djupet i vätskan respektive inuti venturimunstycket. Den raka kurvan A representerar härvid det hydrostatiska trycket i vätskan och den oregelbundna kurvan B trycket i olika delar av gaskanalen. Tryckfallet i venturianordningens konvergenta del A3 bestämmer väsentligen hur stort gasflödet genom venturin blir. Mängden insugen vätska beror bl a på tryckfallet i venturin nedströms insugningsöppningarna 29. Ur figuren ses att tryckfallet i gaskanalen mellan fördelaröppningarna 64 och insugningsöppningarna 29 måste något överstiga det hydrostatiska tryckfallet i vätskan (höjden hl), om vätskan skall suqas in, och att tryckfallet nedströms insugningsöppningarna 29 i ka- nalen måste understiga motsvarande hydrostatiska tryckfall i 01 (I) CD $> *J 03 8 vätskebadet (högden hz). Av detta anses att ökad längd på rören 49 ger mer vätska per gasvolym om venturin inte ändras och kortare rör ger mindre vätska. Erfarenhetsmässigt bör rören 49 ha en längd överstigande den höjd insugningsöppning- arna 29 har över fördelaröppningarna 64.

Uppfinningen är inte begränsad till de i utföringsexemplen visade utföringsexempel, utan godtyckliga i ritningen och/ eller i beskrivningen visade särdrag kan kombineras på god- tyckligt sätt inom ramen för uppfinningstanken så som den framgår av de efterföljande patentkraven. Det ska framhållas, att begreppet venturianordning eller venturimunstycke (hän- visnings siffra 28) i detta sammanhang skall tolkas i sin vidast möjliga mening, nämligen innefattande även före och efter den egentliga venturidelen anordnade medel för bil- dande av flödesvägar eller gaskanaler mellan inloppsöppning- arna 64 och utloppsöppningarna 31.

Claims (9)

-Q (fl (f) (I) m *UI Ü) P A T E N T K R A V

1. Förfarande för rening av gas från fasta, flytande och/eller gasformiga föroreningar genom att gasen införes under ytan (34) på ett bad (32) med tvätt- eller reningsvätska och bringas att passera upp genom badet, varvid den förorenade gasen bringas att passera i vätskebadet (32) placerade venturianordningar (28) och vätska från vätskebadet suges in i den strömmande gasen, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v, a t t sagda vätska från vätskebadet suges in i venturianordningarna (28) genom öppningar i deras hals (45) och/eller deras konvergerande del (43) med utnyttjande resp. som följd av trycksänkningen vid hastighetsökningen i venturianordningarna, och att i fall av variationer i det inkommande gasflödet för åstadkommande av en jämn drift gasen bringas att passera genom till venturianord- ningarna ledande öppningar (64) på successivt tilltagande resp. mins- kande djup för att aktivera ett flödesberoende antal avskiljare.

2. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t d ä r_a v, a t t den insugna vätskan bringas att helt, före- trädesvis ringformigt, omsluta den genom resp. venturianordning passerande gasdelströmmen.

3. Förfarande enligt patentkravet 1 eller 2, kä n n e t e c k - n a t d ä r a v, a t t mer än ett, företrädesvis två till tre, kg vätska per kubikmeter förorenad gas sugs in i och blandas med gasen.

4. Förfarande enligt något av patentkraven 1 - 3, k ä n n e - t e c k n a t d ä r a v, a t t gasen bringas att i form av bubblor stiga upp genom vätskan, nämligen under den övre, företrädesvis mindre än halva sträckan mellan ytan (34) och den punkt (insugningsöppningar 29) där vätskan inblandas.

5. Anordning för genomförande av förfarandet enligt något av patentkraven 1 - 4, innefattande ett kärl (1) delvis fyllt med ett bad (32) av tvätt- eller reningsvätska, ett inlopp (12) för förorenad gas och ett utlopp (16) för renad gas, varvid inloppet (12) är anslutet till en fördelare (14) med ett fler- tal öppningar (64), vilka samverkar med venturianordningar (28), /0 m c; co r s l (_, ) som är belägna under badets (32) yta (34) och uppvisar mot vätskebadet (32) öppna insugningsöppningar (29), k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v, a t t insugningsöppningarna (29) är belägna i venturianordningarnas (28) hals (45) och/eller i deras konvergenta del (43), företrädesvis omedelbart upp- ströms venturianordningarnas (28) hals (45) Och att, i fall av variationer i det inkommande gasflödet för åstadkommande av en jämn drift,öppningarna (64) till venturianordningarna (28) är belägna på successivt tilltagande resp. minskande djup för aktivering av ett flödesberoende antal avskiljare.

6. Anordning enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, a t t varje venturianordning (28) har ett flertal insugningsöppningar (29), företrädesvis symmetriskt anordnade i ett plan vinkelrätt mot venturianordningens symmetriaxel, vilka insugningsöppningar mynnar i ett ring- formigt spår (57) i venturianordningens (28) innervägg, varvid företrädesvis det ringformiga spåret (57) nedströms avgrän- sas av en skarp kant (59) vars diameter är mindre än diametern hos spårets uppströms belägna kant (63).

7. Anordning enligt patentkravet 5 eller 6, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v, a t t venturianordningarna (28) innefattar i nedströmsänden belägna rör (49) uppvisande sidoriktade utloppsöppningar (31), och att det vertikala avståndet från nämnda utloppsöppningar (31) till insugningsöppningarna (29) är större än det vertikala avståndet från insugningsöppningarna (29) till motsvarande öppningar (64) i fördelaren (14).

8. Anordning enligt patentkravet 7, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, a t t de i nedströmsänden anordnade rören (49) axiellt är avslutade med lock (51), och att utloppsöppningarna (31) är anordnade i rörens (49) mantelytor, samt att rören (49) är orienterade vertikalt eller väsentligen vertikalt.

9. Anordning enligt något av patentkraven 5 - 8, k ä n n n e - t e c k n a d d ä r a v, a t t venturianordningens (28) hals (45) har en diameter understigande 30 mm, företrädesvis mindre än 15 mm, och en längd som är en till sju gånger dess diameter.