SK279613B6 - Spôsob oddeľovania nežiadúcich zložiek z tekutiny - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu oddeľovania nežiaducich zložiek z tekutiny, najmä zo spalín, adsorpcií na kusovom alebo zrnitom adsorbente, pri ktorom spaliny prúdia najmenej jedným reakčným priestorom naplneným adsorbentom a vedú sa aspoň jednou adsorpčnou vrstvou. Vynález sa ďalej týka zariadenia na vykonávanie tohto spôsobu.

Doterajší stav techniky

V nemeckom spise DE-OS 26 26 939 sa opisuje spôsob uvedeného druhu, pri ktorom sa plyn vedie vnútri reakčného priestoru dvoma paralelne vzájomne pohyblivými vrstvami a adsorbent vo výstupnej vrstve sa pohybuje väčšou rýchlosťou a obsahuje menej adsorbovaných látok ako vo vrstve na nábežnej strane. Týmto známym spôsobom sa má docieliť čo najdokonalejšie vyčistenie spalín, na ktoré je na odvádzacej strane ešte dostatočné množstvo adsorbentu. Oproti tomu sa však musí v pomerne silnej vrstve na odvádzacej strane neustále adsorbent odoberať a regenerovať, pričom je veľmi málo využitý. Reakčná komora je rozdelená vertikálnymi priehradkami. Do jednotlivých oddielov sa privádza adsorbent stredovým plniacim otvorom a oddiely majú odťahovacie otvory a lieviky, priradené jednotlivým vrstvám.

Z nemeckého patentového spisu 34 27 905 je známe, že prúdenie častíc adsorbenta sa dá rovnako usmerniť vstavbami rozmiestenými po priereze pohyblivého lôžka.

V zvyčajných adsorbéroch nemôže plyn prúdiaci naprieč vôbec alebo môže iba nedostatočne prechádzať veľkými časťami adsorbenta, najmä sypným kužeľom v hornej časti a odťahovacím kužeľom v dolnej časti reaktora. Dôsledkom tohto sú miesta s vysokou koncentráciou tepla až ohniska horenia v hornej časti a vrstvy kondenzátu spojené so spečením častíc v dolnej časti reaktora.

Úlohou vynálezu je zaistiť lepšie prúdenie plynu určeného na čistenie lôžkom adsorbenta a odstránenie prevádzkových porúch, najmä v kritickej hornej a dolnej časti adsorbetna.

Podstata vynálezu

Túto úlohu spĺňa spôsob oddeľovania nežiaducich zložiek z tekutiny, najmä zo spalín, adsorpciou na kusovom alebo zrnitom adsorbente, pri ktorom spaliny prúdia najmenej jedným reakčným priestorom naplneným adsorbentom a vedú sa aspoň jednou adsorpčnou vrstvou, podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že adsorbent sa zavádza do reakčného priestoru rastrovite rozložené v jednotlivých násypných dávkach a odvádza sa z neho, pričom tekutina sa zavádza sčasti zo strany kolmo do vrstvy adsorbenta a sčasti zhora sypným kužeľom vzniknutým pri zavádzaní adsorbenta a vedie sa reakčným priestorom.

Túto úlohu ďalej spĺňa zariadenie na vykonávanie uvedeného spôsobu s reaktorom obmedzujúcim najmenej jednu reakčnú komoru, ktorá má na hornej strane privádzací mechanizmus a na dolnej strane lievikovitý odvádzací mechanizmus na prívod a odvádzanie kusového alebo zrnitého adsorbentu, podľa vynálezu, ktorého podstatou, že privádzací mechanizmus sa skladá z rastra z vedľa seba a za sebou umiestnených prívodných lievikov a odvádzací mechanizmus sa skladá z ďalšieho rastra z vedľa seba a za sebou umiestnených odvádzacich lievikov, pričom aspoň tak na jednej strane, ako aj v hornej časti reakčnej komory sú usporiadané priechody pre plyn.

Rozdelením vstupného a výstupného úseku adsorbenta do veľkého počtu kužcľových čiastkových oblastí sa zmenšia na minimálnu mieru kapsy materiálu v dolnej a hornej časti reaktora, do ktoiých môže ťažko prúdiť čistený plyn. Okrem tohto sa prúdenie častic a mechanika sypkého materiálu vnútri priestoru tak pri privádzaní, ako aj pri odvádzaní adsorbenta zlepší rozdelením na čiastkové prúdy. Aj keď hlavný prúd spalín smeruje naprieč k stĺpcu adsorbenta, podieľa sa čerstvý adsorbent v hornej časti reaktora zvýšene na reakcii so spalinami, ktoré sú privádzané do reakčného priestoru a odvádzané z reakčného priestoru.

Je známe, že rôzne škodliviny a nečistoty, napríklad oxid siričitý a oxidy dusíka majú rôzne reakčné rýchlosti s adsorbentmi na báze aktívneho uhlia. Ľahkú nastaviteľnosť adsorpčných frontov, ktorá sa dá dosiahnuť rozdelením prívodného a odvádzacieho kužeľa, sa dá využiť podľa výhodného uskutočnenia vynálezu účelne tak, že jednotlivé nežiaduce zložky spalín, napríklad ortuť, oxid siričitý, kyselina chlorovodíková a oxidy dusíka, sa odvádzajú vo vzájomne odlišných zvislých adsorpčných vrstvách a v oddelených prúdoch z reakčného priestoru. Adsorbent, odťahovaný v oddelených prúdoch, sa potom môže podrobiť ďalším, podľa škodlivín odlišným pochodom ďalšieho spracovania. Prúdy adsorbenta nasýteného rýchlo reagujúcimi ťažkými kovmi, napríklad ortuťou, sa čistia oddelene, a to isté platí pre adsorbenty, ktoré obsahujú kyselinu chlorovodíkovú a oxid siričitý·. Ako adsorbent stačí v obidvoch prípadoch tak nazývaný nistejový koks, čo je hnedouhoľný aktívny koks, ktorého regenerácia by bola neekonomická. Pri redukcii oxidov dusíka sa oproti tomu dáva prednosť peletovanému čiernouhoľnému aktívnemu koksu ako adsorbentu. Jeho cena spôsobuje, že jeho regenerácia a opätovné použitie v redukčnom stupni má z ekonomického hľadiska zmysel.

Podľa výhodného znaku podľa vynálezu sa plynu pri prúdení rôznymi adsorpčnými vrstvami určuje rôzna rýchlosť prúdenia. Takéto rozdielne rýchlosti prúdenia majú zmysel najmä vtedy, ak sa v sériovom zapojení použijú vo väčšom počte adsorpčné vrstvy alebo reakčné priestory rôznych adsorbentov, napríklad hnedouhoľného a čiernouhoľného aktívneho koksu. Hnedouhoľným koksom, ktorý je zvyčajne tvorený jemnozmnou zmesou frakcií s veľkosťou častíc 1 až 4 mm, má prúdiť plyn podstatne pomalšie ako čiernouhoľným aktívnym koksom, ten je spravidla peletovaný jednotne na peletky s veľkosťou 4 mm. Ak sa ten istý prúd spalín vedie postupne niekoľkými adsorpčnými vrstvami, dá sa rýchlosť prúdenia v týchto vrstvách nastaviť vhodnou voľbou nábežných plôch, priradených týmto adsorpčným vrstvám.

Vynález je nezávislý od typu použitého lôžka adsorbenta. V protiklade k zvyčajným postupom s pohyblivým lôžkom sa podľa vynálezu výhodne použije pevné lôžko, ktoré sa nevymieňa spojito, ale cyklicky, to znamená po veľkej adsorpcií škodlivých látok. Použitie pevných lôžok s veľmi jednoduchou mechanikou sypkého materiálu s ľahkou manipuláciou je možné preto, že vynález umožňuje presné nastavenie adsorpčnej fronty pre jednotlivé škodliviny a lepšie prúdenie spalín celým stĺpcom adsorbentov.

Tvorba kondenzátu v dolnej časti reaktora sa podľa vynálezu veľmi spoľahlivo znemožní tým, že odvádzacie lieviky alebo na tieto naväzujúce odvádzacie rúrky sú omývané spalinami a súčasne zohrievané. Spaliny vchádzajúce z prvého reakčného stupňa a zbavené aspoň niektorých nečistôt sa vedú pod rozvádzacím poschodím späť a zohric vajú odvádzacie lieviky, naplnené adsorbentom, a príslušné odvádzacie rúrky.

Časť spalín sa však dá zavádzať do reakčného priestoru zdola odvádzacími lievikmi adsorbcnta. Pôsobenie čisteného plynu, ktorý prechádza v protiprúde zdola, zodpovedá pôsobeniu čiastkového prúdu, privádzaného alebo odvádzaného z hornej časti reaktora. To znamená, že adsorbent, ktorý sa nachádza v lievikoch na odvádzacej strane, sa podieľa priamo na adsorpcii, takže aj nebadateľné množstvo zostávajúcich zŕn, ktoré ešte neadsorbovali nečistoty, sa pred odohraním z reaktora celkom využije.

Pretože pri spôsobe podľa vynálezu je možné separátne oddeľovanie rôznych škodlivých látok v jednotlivých zvislých adsorpčných vrstvách alebo v sériovo zapojených reakčných stupňoch, hodí sa spôsob podľa vynálezu najmä na komplexné čistenie spalín v spaľovniach odpadkov, v ktorých sú typicky najrôznejšie škodlivé látky. Vynález umožňuje oddelenie vzájomne rôznych zložiek podstatne jednotným spôsobom.

Najmä výhodná konštrukcia zariadenia podľa vynálezu, ktorá spája výhody kompaktného vyhotovenia a optimálnej nastaviteľnosti nábežných plôch a rýchlostí plynu v jednotlivých adsorpčných vrstvách, je vykonaná tak, že vo valcovitom telese reaktora sú usporiadané sústredne v sebe aspoň dve prstencové reakčné komory, ktoré sú pre prúdenie plynu zapojené do série, a nábežná plocha prstencovej komory, ktorá je pre prúdiaci plyn prvá, je väčšia ako nábežná plocha druhej prstencovej komory. Zostavenie najmenej dvoch prstencových komôr do seba prináša kompaktnú konštrukciu a tiež umožňuje krátke dráhy prúdenia. Veľkosť prevažne valcovitých nábežných plôch sa dá jednoducho nastaviť vhodnou voľbou ich polomerov. Rovnomerné prúdenie v obidvoch prstencových komorách sa dá docieliť radiálnym priechodom plynu prstencovými komorami a prstencovými lôžkami adsorbenta.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude vysvetlený v súvislosti s príkladmi uskutočnenia, znázornenými na výkresoch, kde obr. 1 znázorňuje zvislý rez príkladom vyhotovenia adsorbéra podľa vynálezu, vedený rovinou I -1 na obr. 2, obr. 2 vodorovný rez vedený rovinou II - II na obr. 1, obr. 3 rez zodpovedajúci obr. 1, no obmeneným uskutočnením vynálezu, obr. 4 zvislý rez ďalším vyhotovením adsorbéru a obr. 5 vodorovný rez adsorbérom, vedený rovinou V - V na obr. 4.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Adsorbér 1, znázornený na obr. 1 v zvislom a na obr. 2 vo vodorovnom reze, má vstup 2 surového plynu a výpust 3 čistého plynu. Medzi vstupom 2 a výpustom 3 prúdi plyn prvým reakčným stupňom 4 a druhým reakčným stupňom, ktorý’ je rozdelený na dve paralelné reakčné komory 5a, 5b (obr. 2).

Prvý reakčný stupeň 4 má v priereze obdĺžnikovú reakčnú komoru 14, ktorá je pri prevádzke naplnená lôžkom kusového alebo zrnitého adsorbenta. Zo vstupnej strany je reakčná komora 14 obmedzená žalúziou 15, ktorá siaha po jej celej výške, a na výstupnej strane žalúziou 16, ktorá siaha iba do istej výšky. Adsorbent sa privádza zo zásobníka 7, ktorý je nasadený na reakčnej komore 14, cez rozvádzacie poschodie 8. Rozvádzacie poschodie 8 sa skladá v zná zornenom uskutočnení zo rovnonomemého rastra za sebou a vedľa seba ležiacich prívodných lievikov 18, ktoré sú usporiadané do radov a stĺpcov a na ktoré naväzujú prívodné rúrky 19, ústiace do reakčnej komory 14.

Asi v polovici výšky reakčnej komory 14 je vstavené vložené poschodie 8a. Slúži na zníženie tlakového namáhania pri príliš vysokom lôžku adsorbenta a má v znázornenom príklade rovnaký tvar a usporiadanie ako rozvádzacie poschodie 8, to znamená, že je tvorené rastrom z prírodných lievikov 18a, prívodných rúrok 19a a plnou stenou 30a. Vedenie plynu sypnými kužeľmi pod vloženým poschodím 8a zodpovedá pomerom v hornej časti adsorbétu 1. Vstavanie jedného alebo niekoľkých vložených poschodí 8a do reakčnej komory 14 nie je nevyhnutné, ale spravidla účelné.

Odvádzacie poschodie 9 sa skladá podobne ako rozvádzacie poschodie 8 z rastra odvádzacích lievikov 20, usporiadaných vedľa seba a za sebou. Na odvádzacie lieviky 20 nadväzujú odvádzacie rúrky 21, 22. Odvádzacie rúrky 21 sú uzavreté závemými elementmi 23, napríklad klapkami alebo posúvačmi, a odvádzacie rúrky 22 závemými elementmi 24. Pri odoberaní sypkého materiálu z reakčnej komory 14 sa tieto závemé elementy 23, 24 otvoria. Odvádzacie rúrky 21, 22 ústia do oddelených zberných nádob 25, 26, z ktorých sa môže adsorbent, nasýtený rôznymi škodlivými látkami, dopravovať k ďalšiemu spracovaniu pomocou vhodných dopravných mechanizmov, znázornených v tvare priepustov 27, 28 s komôrkovým kolesom.

Vrstva sypkého materiálu, ktorá zodpovedá prvému radu 18’ prívodných lievikov 18, a teda aj odvádzacích lievikov 20, je oddelená od stĺpca adsorbenta výhodne žalúziou 17 alebo inými vhodnými elementmi (obr. 3), takže vrstva 40 adsorbenta medzi vstupnou žalúziou 15 a oddeľovacou žalúziou 17 sa dá dopravovať oddelene cez odvádzacie lieviky 20, odvádzacie rúrky 21, zbernú nádobu 25 a priepust

27. Analogicky to platí aj pre vrstvy 41 adsorbenta na výstupnej strane oddeľovacej žalúzie 17.

Vstup 2 surového plynu sa rozširuje cez celú výšku reakčnej komory 14 až k prívodným lievikom 18 a prívodným rúrkam 19. Plyn teda môže vnikať do lôžka adsorbenta tak zo strany vstupnej žalúzie 15, ako aj medzi prívodnými rúrkami 19 zhora sypnými kužeľmi 37, ako znázorňujú na obr. 1 šípky A. Plyn sa teda môže nielen v pohyblivom lôžku, ale aj v pevnom lôžku dostať do všetkých zón lôžka adsorbenta. Následkom tohto sa prakticky všetky častice adsorbentu zúčastnia reakcie.

Na výstupnej strane jc medzi najvrchnejšou vrstvou, teda medzi sypným kužeľom 37 a horným koncom výstupnej žalúzie 16, uzáver v tvare plnej steny 30, ktorá bráni skratovému prúdeniu plynu zhora priamo do výstupného kanála 31.

Výstupný kanál 31 prechádza dole vo vodorovný kanálový úsek 32, ktorý prebieha pod odvádzacim poschodím

9. Predbežne vyčistený plyn, opúšťajúci reakčnú komoru 14 výstupným kanálom 31, prúdi v kanálovom úseku 32 pozdĺžne odvádzacích lievikov 20 a odvádzacích rúrok 21, 22 a zohrieva pritom adsorbent, ktorý je vnútri do tej miery, že sa spoľahlivo zabráni kondenzácii. Potom je plyn z kanálového úseku 32 vedený nahor vstupnou sekciou 35a, 35b obidvoch komôr 5a, 5b druhého reakčného stupňa 5 (obr. 2). Rozdelenie plynu v obidvoch vstupných sekciách 35a, 35b a reakčných komorách 5a, 5b zodpovedá principiálne opísanému rozdeleniu pri vstupnej žalúzii 15 a horných sypných kužeľoch 37 prvého reakčného stupňa. V obidvoch reakčných komorách 5a, 5b sú prívodné lieviky a odvádzacie lieviky usporiadané do rastra, aby sa zaistila čo najrovnomernejšia účasť adsorbenta na reakcii v

SK 279613 Β6 celom vnútornom priestore reakčných komôr 5a, 5b. Adsorbent, ktorý zachytil škodlivé látky, sa však spravidla odvádza súčasne všetkými odvádzacimi lievikmi a odvádzacími rúrkami druhého reakčného stupňa 5. Tiež výstupné kanály 36a, 36b majú pri výstupnej žalúzii 16 usporiadanie zodpovedajúce výstupnému kanálu 31, takže aj v reakčných komorách 5a, 5b prúdi plyn adsorbentom naprieč po veľkej ploche. Obidva výstupné kanály 36a, 36b sa spájajú podľa obr. 2 vo výpuste 3 čistého plynu.

Obidva reakčné stupne 4, 5 sú umiestnené vedľa seba a druhý reakčný stupeň je rozdelený na dve čiastkové reakčné komory 5a, 5b. Táto kombinácia spája výhody kompaktnej konštrukcie, dobrého využitia a adsorpčnej účinnosti adsorbenta a jednoduchú možnosť ovládania adsorpčných frontov.

Kanálový úsek 32 môže mať podľa potreby takú šírku, aby siahal cez celú šírku všetkých troch vedľa seba usporiadaných reakčných komôr 5a, 5b a reakčnej komory prvého stupňa 4, takže sa v tomto zohrievajú aj odvádzacie rúrky reakčných komôr 5a, 5b.

Redukčné médium NH₃ sa dúcha do adsorbéra v mieste medzi výstupným kanálom 31 a vodorovným kanálovým úsekom 32, ako ukazujú obr. 1 a 3. Je samozrejmé, že miesta prívodu redukčného činidla môžu ležať aj inde alebo že sa môže do komôr 5a, 5b zavádzať aktívny kamennouhoľný koks.

Ak ide o tvar a rozmer jednotlivých lievikov 18, 20, tieto nepodliehajú žiadnym zvláštnym výnimočným podmienkam. Znázornený štvorcový alebo obdĺžnikový prierez zaisťuje využitie veľkej plochy na rozdelenie sypkého materiálu aj priaznivú mechaniku sypkej látky. Pri rovnakých výhodách vynálezu sú však možné aj iné tvary lievikov 18, 20.

Veľmi často sú účelné nerovnako veľké nábežné plochy obidvoch reakčných stupňov, najmä väčšia nábežná plocha prvého reakčného stupňa 4 oproti druhému reakčnému stupňu 5, aby sa rýchlosť prúdenia plynu prispôsobila sypkému adsorbentu a jeho účinnosti. Najmä na zväčšenie nábežných plôch môže byť prvý reakčný stupeň 4 rozdelený do dvoch paralelných čiastkových komôr, namiesto aby sa z nich skladal druhý reakčný stupeň. Vedenie plynu je potom opačné, ako ukazuje obr. 2.

V zásobníkoch 7, ktoré sú oddelené pre jednotlivé reakčné komory 5a, 4, 5b sa nachádza nový sypký adsorbent ako náhrada za spotrebovaný. Je dôležité, aby pri adsorpcii veľmi jedovatých látok a menej agresívnych médií dochádzalo k oddeleniu adsorbentov, ktoré zachytili škodlivé látky. Vykonáva sa to v opísanom zariadení jednoducho tým, že vrstvy adsorbenta, zodpovedajúce rozdielnym adsorpčným frontom, sa odvádzajú do oddelených zberných nádob 25, 26 prípadne do zberných nádob reakčných komôr 5a, 5b a odtiaľ sa dopravujú ďalej. Na obr. 3 sú znázornené dve oddelené adsorpčné vrstvy 40, 41. V adsorpčnej vrstve 40 na vstupnej strane môže byť napríklad zachytené väčšie množstvo ťažkých kovov, najmä ortuti, ktoré sa odvádza odvádzacimi rúrkami 21 do zbernej nádoby 25.

Príklad zariadenia podľa obr. 3 sa líši od uskutočnenia obr. 1 ďalej tým, že rozvádzacie poschodie 8’ má od vstupnej k výstupnej strane adsorbéra ľ vzostupný sklon. Následkom tohto sa predĺži plná stena 30 pri ináč rovnakej konštrukcii adsorbéra 1. Priečny rez je na obr. 2 a platí aj pre uskutočnenie podľa obr. 3.

Vstup 2 surového plynu však môže siahať až pod odvádzacie poschodie 9. Potom musia byť v odvádzacích lievikoch 20 vytvorené otvory do vnútorného priestoru reakčnej komory 14, ktorými môže vstupovať plyn do reakčnej komory 14, ktorými však nemôže vypadávať zrnitý adsorbent do rozvádzacieho poschodia 8. Takéto nábežné poschodia sú známe napríklad z nemeckého úžitkového vzoru DE-GM 87 06 839.8. Pri vytvorení odvádzacieho poschodia 9 ako nábežného poschodia musí byť uzáver zodpovedajúci plnej stene 30 usporiadaný aj na zadnej strane priamo nad odvádzacím poschodím 9, aby sa znemožnilo skratové prúdenie plynu do výstupného kanálu 31.

So spojovacím potrubím medzi väčšou zbernou nádobou 26 a kanálovým úsekom 32 je spojené dúchadlo 38, ktoré pri začiatku odvádzania adsorbenta prípadne rozbíja spečené usadeniny v jednotlivých lievikoch alebo odvádzacích rúrkach umelo vyvolaných prúdením pri odsávaní plynu.

Na obr. 4 a 5 je znázornené výhodné vyhotovenie dvojstupňového reaktora 40, ktorého podstatné funkčné súčasti sú umiestnené vo valcovitom telese 41. V telese 41 sú umiestnené dve sústredné reakčné komoty 44, 45 prstencového tvaru, uložené v sebe. Prstencové reakčné priestory 45, 44 sú v znázornenom uskutočnení vyplnené rozdielnymi adsorbentmi: vonkajší prstencový priestor 44 je napríklad naplnený hnedouhoľným aktívnym koksom a vnútorný prstencový priestor 45 peletovaným čiemouhoľným aktívnym kosom. Vonkajší prstencový priestor 44 slúži teda na odlúčenie škodlivých látok, ktoré sa ľahšie adsorbujú, a zodpovedá teda prvému reakčnému stupňu 4 predchádzajúceho príkladu, zatiaľ kým vnútorný prstencový priestor 45 slúži na redukciu oxidov dusíka ako reakčné komory 5a, 5b druhého reakčného stupňa 5 predchádzajúceho uskutočnenia. Každý z obidvoch prstencových priestorov je obkolesený prstencovým výstupným kanálom 43, 47 na plyn. Vstup 48 surového plynu je rovnako tvorený prstencovým kanálom, umiestneným na radiálne vnútornej strane prstencového reakčného priestoru 44. Vstup plynu do vnútorného druhého reakčného stupňa 45 je tvorený centrálnym kanálom 49, ktorý prechádza v smere osi 50 reaktora 40. Prstencový vstup 48 plynu do prvého reakčného stupňa 44 a rovnako prstencový výstupný kanál 47 druhého reakčného stupňa 45 sú oddelené valcovitou priehradkou 51. Vstupný kanál 51 v tvare skrutkovice je usporiadaný v hornej časti telesa 41 reaktora 40 okolo osi 50 a je spojený so vstupom 48 surového plynu do prvého reakčného stupňa 44. V dôsledku skrutkovicového tvaru vstupného kanálu 52 dostáva plyn určený na čistenie a obsahujúci niekedy pevné častice alebo kvapky vody skrutkovicový pohyb, ktorý vytlačuje častice alebo kvapky s vyššou hmotnosťou smerom von do oblasti nad sypnými kužeľmi 37 a medzi prívodné lieviky 18,a prívodné rúrky 19 prvého reakčného stupňa. Vytvorenie a usporiadanie prívodných lievikov 18 a odvádzacích lievikov, a zavádzanie plynu do obidvoch reakčných stupňov 44, 45 zodpovedá pomerom, ktoré boli vysvetlené v súvislosti s obrázkami 1 až 3. V dôsledku kruhového usporiadania a rozdelenia rozvádzacieho poschodia 8 a odvádzacieho poschodia 9 majú prívodné lieviky 18 a odvádzacie lieviky 20 lichobežníkový prierez, ako je badateľné z ľavej polovice obr. 5.

Tiež vytvorenie žalúzií alebo iných oddeľovacích elementov, obmedzujúcich reakčné komory 44, 45 môže zodpovedať predchádzajúcemu príkladu, pričom však priehradky 56, 55 prípadne 65, 66 na nábežných a výstupných stranách majú podľa prierezu reakčných komôr približne kruhový tvar dosiahnutý tým, že sú zložené z väčšieho počtu segmentov.

Ako bolo uvedené, vstupuje surový plyn vstupným kanálom 52, ktoiý mu udeľuje skrutkovicový pohyb, do telesa 41 reaktora 40, prichádza na prevažne valcové nábežné plochy priehradiek 55, prejde naprieč prvým prstencovým stupňom 44, prejde na jeho výstupnej strane cez priehradky do vonkajšieho prstencového kanálu 46, obráti sa dole do kruhovej prúdovej komory 58 a prúdi v nej radiálne dovnútra v smere do centrálneho kanálu 49 druhého reakčného stupňa 45. V prúdovej komore 58, ktorá má kruhový tvar, obmýva plyn podobne ako v predchádzajúcom príklade odvádzacie lieviky 20 a odvádzacie rúrky 22.

V centrálnom kanáli 49 sa plyn, ktorý bol zbavený rýchlo adsorbujúcich škodlivých látok a je teda čiastočne vyčistený, rozdeľuje najprv axiálne a odtiaľ prúdi v smere šípok v priečnom prúde, prípadne medzi prívodnými rúrkami 19 zhora do prstencovej vrstvy adsorbenta v druhom reakčnom stupni 45. Priehradky 65 oddeľujú adsorbent v druhom reakčnom stupni 45 na vstupnej strane a priehradky 66 na výstupnej strane od susedných kanálov 49 a 47. Výstupný kanál 47 na plyn ústi v hornej časti reaktora 40 do odťahového lievika 59, odkiaľ sa môže viesť čistý plyn do stredovo umiestneného komína 60.

Nábežné plochy zodpovedajúce priehradkám 55 prvého reakčného stupňa 44 majú väčší polomer ako nábežné plochy priehradiek 65 druhého reakčného stupňa 45. Príslušne menšia je teda rýchlosť prúdenia plynu v prvom prstencovom priestore v porovnaní s druhým prstencovým priestorom 45. Táto nerovnosť je žiaduca, najmä pri použití rôznych adsorbentov v obidvoch reakčných komorách 44, 45.

Nad prstencovými rozvádzacími poschodiami 8 sú usporiadané vnútorné zásobné komory 61, 62. Nad vnútornou zásobnou komorou 62 je umiestnený motorom poháňaný rozvádzači mechanizmus vo forme rotujúcej hrabky 63. Hrabky 63 urovnávajú sypký adsorbent, ktorý sa nachádza v zásobnej komore 62, aj pri privádzaní adsorbenta jediným prívodným hrdlom 64.

Zásobná komora 61 priradená prvému reakčnému stupňu 44 sa plní pomocou koľajového vozíka 67 cez plniace otvory 68, ktoré sú usporiadané do kruhu okolo osi 50 reaktora 40. Koľajový vozík 67 podíde po koľajovom okruhu 69, ktorý má takisto stred v osi 50. Účelne je koľajový vozík 67 vybavený prostriedkami na vzduchotesné spojenie s plniacimi otvormi 68, vzduchotesne uzatvárateľným ložným priestorom a dúchadlom na zvyšovanie tlaku v tomto priestore. Pri takomto vytvorení sa dá kompenzovať pretlak, nachádzajúci sa v reakčnom priestore 44 a teda aj v zásobnej komore 61, v priestore koľajového vozíka 67, takže do vozíka 67 a odtiaľ do atmosféry nemôže unikať ani časť spalín.

Vynález nie je obmedzený na znázornené príklady uskutočnenia. V rámci vynálezu sa dá napríklad pracovať s jedinou adsorpčnou vrstvou. Smer prúdenia plynu podľa obrázku 1 sa dá napríklad obrátiť, takže surový plyn vstupuje do adsorbéra 1 výpustom 3 a opúšťa ho vstupom 2. Výstup surového plynu z adsorpčnej vrstvy je potom na hornej strane adsorbéra 1.

Claims (30)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob oddeľovania nežiaducich zložiek z tekutiny, najmä zo spalín, adsorpcií na kusovom alebo zrnitom adsorbente, pri ktorom spaliny prúdia najmenej jedným reakčným priestorom naplneným adsorbentom a prechádzajú aspoň jednou adsorpčnou vrstvou, vyznačujúci sa t ý m , že adsorbent sa zavádza do reakčného priestoru rastrovite rozložené v jednotlivých násypných dávkach a odvádza sa z neho, pričom tekutina sa zavádza sčasti zo strany kolmo do vrstvy adsorbenta a sčasti zhora sypným kužeľom vzniknutým pri zavádzaní adsorbenta a vedie sa reakčným priestorom.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že vzájomne odlišné nežiaduce zložky tekutiny, napríklad ortuť, oxid siričitý, kyselina chlorovodíková a oxidy dusíka, sa oddeľujú v odlišných adsorpčných vrstvách a odvádzajú sa z reakčného priestoru v oddelených prúdoch.
3. 3. Spôsob podľa nároku 2, vyznačujúci sa t ý m , že aspoň v dvoch odlišných adsorpčných vrstvách sa uložia vzájomne odlišné adsorbenty, napríklad nistejový koks a kamennouhoľný aktívny koks.
4. 4. Spôsob podľa nároku 3, vyznačujúci sa tým, že tekutina prúdi najmenej dvoma odlišnými adsorpčnými vrstvami rôznou rýchlosťou.
5. 5. Spôsob podľa nároku 4, vyznačujúci sa t ý m , že ten istý prúd tekutiny sa vedie postupne adsorpčnými vrstvami rôznymi rýchlosťami, ktoré sú závislé od veľkosti nábežných plôch adsorpčných vrstiev.
6. 6. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 5. vyzná í u j ú c i sa tým, že adsorbetny, odvádzané z odlišných vrstiev, sa podrobia ďalšiemu spracovaniu.
7. 7. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že reakčný priestor sa plní po dávkach, vyprázdňuje sa po dávkach a spracovanie tekutiny sa vykonáva v aspoň jednom pevnom lôžku.
8. 8. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa tým, že v prvej adsorpčnej vrstve sa oddelia ťažké kovy, v druhej adsorpčnej vrstve ľahko adsorbujúce plynné zložky, ako sú oxid siričitý a kyselina chlorovodíková, a plyn sa potom podrobí v ďalšom reakčnom stupni redukcii oxidov dusíka.
9. 9. Spôsob podľa jedného z nárokov l až 8, vyzná č u j ú c i sa tým,že časť plynu sa zavádza do reakčného priestoru zdola odvádzacím lievikom pre adsorbent.
10. 10. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 9 s reaktorom obmedzujúcim najmenej jednu reakčnú komoru (14), ktorá má na hornej strane privádzací mechanizmus a na dolnej strane lievikovitý odvádzací mechanizmus na prívod a odvádzanie kusového alebo zrnitého adsorbentu, vyznačujúci sa tým, že privádzací mechanizmus sa skladá z rastra z vedľa seba a za sebou umiestnených prívodných lievikov (18) a odvádzací mechanizmus sa skladá z ďalšieho rastra z vedľa seba a za sebou umiestnených odvádzacích lievikov (20), pričom aspoň tak na jednej strane, ako aj v hornej časti reakčnej komory (14) sú usporiadané priechody pre plyn.
11. 11. Zariadenie podľa nároku 10, vyznačujúce sa t ý m , že reakčná komora (14) je rozdelená najmenej jedným radom oddeľovacích stien najmenej na dva v podstate zvislé oddiely, obsahujúce vždy jednu vrstvu (40, 41) adsorbenta a usporiadané kolmo na prúdenie plynu, pričom každý z oddielov je vybavený prívodnými lievikmi (18) a odvádzacími lievikmi (20) s jednotlivo ovládacími dávkovacími elementmi (23, 24) alebo závemými elementmi (27, 28).
12. 12. Zariadenie podľa nároku 11,vyznačujúce sa t ý m , že oddeľovacie steny sú vytvorené ako jednoduché žalúzie (16) alebo dvojité žalúzie (17).
13. 13. Zariadenie podľa jedného z nárokov 10 až 12, vyznačujúce sa tým, že v adsorbérí sú usporiadané najmenej dve oddelené reakčné komory, ktoré sú plniteľné a vyprázdňovateľné vzájomne nezávisle, sú umiestnené priestorovo vedľa seba a zapojené za sebou na prúdenie plynu.
14. 14. Zariadenie podľa jedného z nárokov 10 až 13, vyznačujúce sa tým, že odvádzacie lieviky (20) alebo na tieto naväzujúce odvádzacie rúrky (21, 22) sú

    SK 279613 Β6 usporiadané v kanálovom úseku (32) na vedenie čisteného plynu.
15. 15. Zariadenie podľa nároku 10, vyznačujúce sa t ý m , že kanálový úsek (32) vedúci čistený plyn je zaradený za výstupný kanál (31) prvého reakčného stupňa (4) a pod jeho odvádzacím spodkom (9) je usporiadaný tak, že odvádzací lievik (20) a odvádzacie rúrky (21, 22) sú obmývané tekutinou a zohrievajú sa.
16. 16. Zariadenie podľa jedného znárokov 10 až 15, vyznačujúce sa tým, že raster odvádzacích lievikov (20) je vybavený otvormi pre priechod čisteného plynu, ktoré sú spojené so vstupom (2) surového plynu.
17. 17. Zariadenie podľa jedného znárokov 10 až 16, vyznačujúce sa tým, že vstup (2) surového plynu sa rozkladá po celej výške reakčného priestoru, zatiaľ kým výstupný kanál (31) čistého plynu sa rozkladá na obmedzenej výške výstupnej strany reaktoru na zamedzenie skratového prúdenia plynu v hornej časti reakčného priestoru.
18. 18. Zariadenie podľa nároku 15. vyznačujúce sa t ý m , že reakčná komora (14) prvého reakčného stupňa (4) je z obidvoch strán obkolesená dvoma reakčnými komorami (5a, 5b) druhého reakčného stupňa, pričom prúd tekutiny, vedený späť pod odvádzacím poschodím (9) prvého reakčného stupňa (4), je rozdelený najmenej do dvoch paralelných čiastkových prúdov a vedený do obidvoch reakčných komôr (5a, 5b) obkolesujúcich prvú reakčnú komoru (14).
19. 19. Zariadenie podľa jedného znárokov 10 až 18, vyznačujúce sa tým, že od vstupu (2) surového plynu sú usporiadané za sebou rady (18’) prívodných lievikov (18) v odstupňovaných výškach.
20. 20. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa aspoň jedného z nárokov 1 až 9 s reaktorom ohraničujúcim najmenej jednu reakčnú komoru, pričom táto komora je vyrobená podľa nárokov lOaž 17, vyznačujúce sa t ý m , že vo valcovom telese (41 ’) sú sústredne usporiadané najmenej dve prstencové reakčné komory (44, 45), pretekané plynom v podstate radiálne a zapojené pre prúd plynu do série, a nábežné plochy prstencovej reakčnej komory (44), ktorá leží prvá v dráhe prúdu plynu, sú väčšie ako nábežné plochy druhej reakčnej komory (45).
21. 21. Zariadenie podľa nároku 20, vyznačujúce sa t ý m , že nábežné a odvádzacie plochy obidvoch prstencových reakčných komôr (44, 45) sú umiestnené tak, žc reakčné komory (44, 45) sú pretekané prúdom plynu v podstate radiálne zvnútra smerom von.
22. 22. Zariadenie podľa nároku 21,vyznačujúce sa t ý m , že prvá prstencová reakčná komora (44) a druhá prstencová reakčná komora (45) sú obkolesené prstencovými výstupnými kanálmi (46, 47) pre plyn, pričom vstup (48) surového plynu do prvej reakčnej komory (44) je rovnako vytvorený ako prstencový kanál a tento vstup (48) surového plynu a výstupný kanál (47) druhej prstencovej reakčnej komory (45) sú od seba oddelené valcovou priehradkou (51).
23. 23. Zariadenie podľa nároku 22, vyznačujúce sa t ý m , že výstup plynu z prvej prstencovej reakčnej komory (44), je vytvorený ako prstencový výstupný kanál (46), ktorý je obmedzený vonkajšou stenou reaktora (40).
24. 24. Zariadenie podľa jedného z nárokov 20 až 23, vyznačujúce sa tým, že prstencová prúdová komora (58), ktorá spája výstupný kanál (46) plynu prvej reakčnej komory (44) so vstupom druhej reakčnej komory (45), je umiestnená pod odvádzacími poschodiami (9) tak, že odvádzacie lieviky (20) alebo odvádzacie rúrky (22) sú obmývané a zohrievané radiálne z vonkajška dovnútra prúdiacim, čiastočne vyčisteným, plynom.
25. 25. Zariadenie podľa jedného z nárokov 20 až 24, vyznačujúce sa tým, že v hornej časti telesa (41) reaktora (40) je sústredne s jeho centrálnou osou (50) usporiadaný skrutkovicový vstupný kanál (52) plynu, spojený so vstupom (48) surového plynu do prvej reakčnej komory (44).
26. 26. Zariadenie podľa jedného z nárokov 20 až 25, vyznačujúce sa tým, že rozvádzacie poschodie (8) a odvádzacie poschodie (9) sú prstencové a ich lieviky (18, 20) majú lichobežníkový prierez.
27. 27. Zariadenie podľa jedného znárokov 20 až 26, vyznačujúce sa tým, že nad prstencovými rozvádzacími poschodiami (8) sú umiestnené prstencové zásobné komory (62, 61).
28. 28. Zariadenie podľa nároku 27, vyznačujúce sa t ý m , že v prstencovej zásobnej komore (62) je uložené motorom poháňané rotačné rozdeľovacie zariadenie, ktorého os otáčania leží na zvislej osi (50) telesa (41).
29. 29. Zariadenie podľa nároku 27 alebo 28, vyznačujúce sa tým, že v krycej stene prstencovej zásobnej komory (61) sú usporiadané v rovnakej vzdialenosti od osi (50) telesa (41) plniace otvory (68) a v zodpovedajúcom radiálnom odstupe nad krycou stenou je usporiadaný koľajový okruh (69).
30. 30. Zariadenie podľa nároku 29, vyznačujúce sa t ý m , že koľajový vozík (67), pojazdný po koľajovom okruhu (69), je vybavený prostriedkami na vzduchotesné pripojenie k plniacim otvorom (68), vzduchotesne uzatvárateľným ložným priestorom a dúchadlom na zvyšovanie tlaku v ložnom priestore.