CS204475B1 - Vícestupňový proudový skrubr - Google Patents

Description

Vynález se týká vícestupňového tryskového zařízení pro kontaktování plynných fází kapalinami.

Plyn v kontaktu s kapalinou se může chovat různými způsoby. Při pomalejších chemických reakcích nebo při fyzikálním rozpouštění plynů v kapalině jsou vždy lepší výsledky při velkých reakčních objemech, tedy s velkou zádrží kapaliny a prodlouženou dobou vzájemného styku obou fází; mimořádný vliv může v takových případech uplatňovat i změna teploty a tlaku. V pr.axi se proto uplatňují kontaktory s vyšší vrstvou kapaliny probublávané plynem.

Jinou skupinou jsou velmi rychlé reakce, při nichž veškerý plyn absorbovaný v kapalině zreaguje s kapalinou v blízkosti mezifázového rozhraní. Takovým způsobem reagují absorpcí např. kyselé plyny jako kysličník, uhličitý, kysličník siřičitý, kysličník dusičitý, sirovodík, kysličník sírový, chlorovodík, chlor, apod., v roztocích zásaditých absorbentů; v takových procesech je nejdůležitější fyzikální absorpce a na chemickou reakci ae pohlíží jen jako na faktor, který absorpci urychluje. Až na výjimky jde zpravidla o izolované reakce a selektivita reakcí, jež bývá jindy nej závažnějším problémem, nehraje zde roli. Pro tyto procesy vyhovují nejlépe zařízení s malou zádrží kapaliny. Do stejné skupiny jako rychlé reakce je však možno zařadit i rychlé smáčení nebo rozpouštění prachů a aerosolů suspendovaných v nosném plynu, jež pro řadu látek a jisté rozmezí velikosti

204 475

204 47S částic může být v některých kapalinách až neobyčejně rychlé.

Zařízení pro zmíněné operace se v praxi nazývají nej častěji absorbéry nebo obecněji skrubry. Jejich typů je celá řada a podle jejich funkce a zpracovávaných materiálů řídí se jejich volba a uplatnění. Tak např.· k suěení plynů se užívá nejčaatěji patrových typů kolon; patrové kolony jsou však vhodné i k zachycování spalin nebo i exhalaci např. z hutí. Kolony s výplní se pro absorpci exhalací používají jen velice zřídka. Skrubrů 3 různými typy sprch se užívá nejvíce k fixaci plynů; používají se nejčastěji v hutích, kalcinačních provozech, dále vždy ve spojení se spalovacími nebo sušícími procesy, nebo se soustřeáují na záchyt kapalinového rozprachu i pevných prachů a aerosolů. Velmi podobné použití nacházejí i skrubry s kapalinou, jež je atomizována průchozím plynem. Odstředivé skrubry jsou velmi často spojovány se sušícím procesem; často bývají napojeny i na zachycování úletu z jnletí a jen zřídka jsou používány k řízení jiných druhů emisí. Skrubry s pohyblivým sorpčním ložem používají se běžně zvláště při sušících procesech; jejich aplikace v metalurgických provozech a při omezování plynných emisí a úletu, např. popílku při spalovacích procesech nebo při záchytu emisí z chemického průmyslu nebo úletu z různých mlecích operací, je rovněž velmi časté.

Pro rychle probíhající operace nacháhejí dnes však nejširšího uplatnění proudové skrubry, jež byly nasazeny jak při odstraňováéí emisí z kalcinací, chemické výroby i při likvidaci exhalací vznikajících při mechanickém zpracování různých materiálů mletím.

Hlavní součástí proudových skrubrů je vždy Venturiho ejektor. Zařízení pracuje v zásadě na dvou rozličných principech. Kontaktované fáze kapalina-plyn vstupují do směšovacího l

prostoru tak, že prostřednictvím tlakového plynu je přisávéna kapalina, nebo prostřednictvím tlakové kapaliny je přisáván plyn a k vlastnímu kontaktu obou fází dochází v části zařízení obvykle nazývaném difuzor. Proudová zařízeni pracují jak ve vertikální poloze směrem shora dolů nebo sdola nahoru, stejně jako v poloze horizontální. Při tom zdroj energie, kompresor nebo Čerpadlo, jsou zařazeny v okruhu vždy mimo vlastni prostor skrubru. Vícestupňová zařízení jsou vždy souborem obdobných jednostupňových zařízeni, řazených za sebou, se stejným počtem čerpadel nebo kompresorů.

Venturiho principu proudových skrubrů využívá celá řada patentních spisů. Tak např. podle patentu USA č. 3,339,344 se čistí plyny, znečištěné prachem, smísením s vodním rozprachem při průchodu Venturiho trubicí. Čs. vynález č. 133,248 popisuje rovněž skrubr, využívající ejektorového efektu: proud plynu zdvíhá kapalinu z mělkého zásobníku a dosahuje vysokým stupněm jejího rozptýlení v plynu čistícího efektu. Podle zveřejněné holandské přihlášky patentu 7610,686 bylo sestaveno skrubrovací zařízení z několika Venturiho trubic, směrovaných kolmo dolů, kolmé odprašovací komory, obklopující vyprazdňovací sekci Venturiho trubice a zúžené zarážky mezi separátorem prachu a výstupem plynu. Japonský patent 7732,355 popisuje zařízení, sestávající z několika Venturiho trubic, jež jsou v aparatuře instalovány vedle sebe, přičemž zařízení využívá oboustranného mechanického pohybu k vyprazdňování odpadu. Podle zveřejněné přihlášky patentu NSR č. 2,016,864 je popisován skrubr, skládající se z několika koliqých, za sebou v ose řazených jednotek, nad nimiž je umístěna zvlhčovači komora, načež následuje sestupná část Venturiho skrubru, ústící vodním

204 473 rozprachem do difuzní komory, spojené se separátorem kapaliny, ohřívače, jednoho nebo více dmychadel a rozptylovacího komínu. Podle patentu NSR δ. 2,144,382 se uvádí surový plyn v zařízení až nad hladinu kapaliny, odkud protlačuje kapalinu Venturiho trubicí. Stržená kapalina se pak odděluje v separótoru a plyn odchází do sběrného komína. Kapalina se recykluje uváděním pod hladinu ve sběrné nádobě skrubru. Patent NSR ě. 1,240,041 popisuje zneškodňování exhalací z kalcinace, rezultujících s proměnlivým tlakem; zařízení se skládá z Venturiho trubice se zpětným ventilem a s rozprašovacími tryskami, jež zprostředkují kontaktující prostředí.

Všechna popisovaná zařízení pracují vždy na principu trysky s proudem kapaliny nebo plynu pod tlakem. Tím se v zúžené části trubice - difuzoru - vytvoří ssací efekt a může dojít k odtahu mlhy, plynů, par nebo prašných směsí z kritického místa, jejich intimnímu kontaktu s kapalinou a k vyčištění. Vícestupňové zařízení je vždy soustavou několika jednostupňových zařízení, řazených za sebou, přičemž každý stupeň má vždy své vlastní recirkulační čerpadlo.

Výše zmíněný nedostatek odstraňuje vícestupňový skrubr podle vynálezu, jehož podstatou je takové provedení, že centrální zásobník sorpční kapaliny je opatřen jediným recirkúlačním čerpadlem a sérií směšovacích a dělících článků systému ejektor-separátor, umístěných za sebou, přičemž jednotlivé ejektory, s výhodou tečně směrované, ústí do separótorů, jež těsně přiléhají svou horní částí k víku centrálního zásobníku a jejich dolní část je uzavřena pouze kapalinovým závěrem zásobní náplně recirkulovaného sorpčního media v centrální nádobě.

Zařízení je konstrukčně velmi jednoduché, nebot dovoluje umístit celou soustavu v jediné centrální nádobě a použít jediného recirkulačního čerpadla. S výjimkou tohoto čerpadla není v celém mnohostupňovém zařízení žádných pohyblivých součástí nebo ucpávek, jež by vyžadovaly náročnější údržbu nebo např. mazání. Proto jsou investiční náklady, operační nároky i údržba zařízení minimální a možnost havarie lokalizována.

Zařízení podle vynálezu může pracovat i kontinuálně a odebírat část využitého roztoku k jeho případné regeneraci nebo jej nahrazovat čerstvým roztokem.

Na připojeném výkrese je znázorněn příklad provedení vícestupňového proudového skrubru podle vynálezu, kde na obr. 1 je jeho půdorys a na obr. 2 je zařízení v pohledu.

Podle obr. 1 jsou v konické centrální nádobě X, naplněné zásobním sorpčním roztokem,) umístěny separátory 11. 22. 33 až 66 s válcovitým tvarem trubky, jež jsou svým horním ¹ koncem spojeny těsně s víkem nádoby X, zatímco jejich spodní část ústí pod hladinou sorpční ho roztoku a je v nádobě X, uzavřena pouze kapalinovým závěrem. Do vnitřku separátorů lij až 66 ústí série ejektorů 1, 2, 2 až 6, jež jsou napájeny tlakovým recirkulačním čerpadlem XX pomocí potrubí 93. 91 a 2 aorpčním roztokem. Jednotlivé ejektory a separátory jsou řazeny za sebou tak, že skrubrovaný plyn vstupuje potrubím £ do ejektoru 1, vstupuje po oddělení od kapaliny v separátorů 11 do ejtektoru 2, po oddělení v separátorů 22 je dmychá^i do třetího stupně - ejektoru atd., až po kontaktu v ejektoru 6 odchází desorbovaný a oddělený plyn ze separátorů 66 potrubím 8 do volné atmosféry.

Pro obr. 2 platí tentýž popis, nebot se jedná o totožné zařízení, avšak znázorněné v po4

204 47S hledu; u centrální konické nádoby X jsou na obrázku v částečném řezu ze strany zřejmé jen separátory 11. 22 a 33 a ejektory 1, 2 a J, zatímco separátory 44. 55 a 66 a ejektory £, a 6 jsou s první trojicí v zákrytu. Z obr. 2 je zřejmé, že výkon ejektorů 1 až 6 je možno řídit obtokem sorpční kapaliny 92 a kontrolovat manometrem 10. Schematicky je znázorněna možnost doplňovat sorpční kapalinu v průběhu skrubrování potrubím 12, zatímco sekcí 15, případně 14 odchází kapalina k regeneraci nebo do odpadu.

Claims (1)

1. Vícestupňový proudový akrubr, sestávající z centrální nádoby sorpční kapaliny, recirkulačního čerpadla a rozvodu sorpční kapaliny do série směšovacích elementů ve formě ejektorů a separátorů, vyznačený tím, že jednotlivé, za sebou řazené ejektory (1 až 6), spojené s rozvodem sorpční kapaliny, který je napájen jediným tlakovým zdrojem, tzn. čerpadlem (XX), ústi do komor separátorů (11 až 66), jež svou horní částí přiléhají těsně k víku centrální nádoby (X), přičemž jejich spodní část je uzavřena pouze kapalinovým závěrem v zásobní náplni sorpčního média v centrální nádobě (X).