CZ227394A3 - Process and apparatus for for purification or cooling of gas - Google Patents

Description

Způsob a zařízení pro čištění nebo chlazení plynu__

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu čištění znečištěného plynu a/nebo chlazení horkého plynu, při kterém se plyn přivádí do kontaktu s jemně rozptýlenou kapalinou pro oddělení částic nebo pro pohlcení plynných znečišťujících látek, popřípadě pro ochlazení plynu. Jemně rozptýlená kapalina se přivádí ve formě deštníkovitě tvarovaných clon nebo _v podstatě lineárních clon v pravidelném uspořádání a rozmístění v nejméně dvou rovinách, v podstatě kolmých na hlavní směr proudu plynu. Vynález se také týká zařízení k provádění tohoto způsobu, obsahujícího vstup pro znečištěný a/nebo horký plyn, výstup pro vyčištěný a/nebo ochlazený plyn a kontaktní oblast uspořádanou mezi vstupem a výstupem. Kontaktní oblast je opatřena přívodními ústrojími upravenými pro vstřikování jemně rozptýlené kapaliny a uspořádanými v ne jíněné dvou rovinách, které jsou v podstatě kolmé na hlavní směr proudění plynu.

Řešení technického problému podle vynálezu je zvláště vhodné pro čisticí zařízení pro čištění plynu, zejména pro pračky plynu, a pro chladicí zařízení, například pro chladicí a klimatizační věže a tepelná rekuperátorová zařízení nej různějších velikostí. Největší uplatnění může toto řešení nalézt v těžkém průmyslu, kde jsou na taková zařízení kladeny největší nároky, ve velkých elektrárnách a spalovnách. V dalším popisu se tedy předpokládá, že zařízení má měřítko běžné v průmyslu, kde mohou mít věžové pračky plynu průměr od asi 1 metru do 20 metrů a výšku zpravidla od 1 metru do 40 metrů. Pro lepší srozumitelnost následujícího popisu je třeba připomenout , že pod pojmem propírání se rozumí jak čištění, tak také chlazení plynu.

Způsob podle vynálezu je použitelný jen pro otevřené propírací věže. Tak zvané náplňové pračky plynu nebo kolony t

£

nejsou pro postup podle vynálezu vhodné, protože nemají kontaktní oblast. Avšak v kaskádovitě propojeném uspořádání je možno takové kolony s náplní použít v kombinaci se zařízeními podle vynálezu.

Způsob je zvláště vhodný pro taková zařízení, u kterých má být prováděn v kombinaci s rekuperaci tepla ze znečištěných^ Hořkých plynů, protože zajišťuje velmi dobrý kontakt mezi kapalinou a plynem, který je důležitý pro podporu předávání tepla.

Dosavadní stav technikv

Čištění znečištěného plynu, při které se odstraňují z proudu částice nebo plynné složky nečistot, je velmi důležitým a rozšířeným procesem v současné industrializované společnosti. Byl již vyřešen velký počet různých technologií a v současnosti je již možno si vybrat z několika druhů čisticích postupů ten nejvhodnější i pro velmi specifické druhy nečistot.

ČásticoVé nečistoty jsou často odstraňovány pomocí dynamických separátorů jako jsou cyklóny, elektrostatické odprašovače nebo přepážkové filtry, pytlové filtry nebo kazetové filtry.

Plynné nečistoty se u dosud běžně používaných technik odstraňují pomocí některých přísad pro přeměnu plynných ne-člstot- na-částicové nečistoty/Huď~tím, že se _ plynné nečistoty vážou na povrch částic, přiváděných v mokrém nebo suchém stavu, nebo vyvoláním reakce mezi přiváděnými látkami, které mohou být v plynném nebo kapalném stavu, aby se vytvořil částicový produkt. Tento částicový produkt se potom oddělí v částicovém odlučovači. _ —_____- Chlazení plynu pro' snížení jeho teploty na potřebnou úroveň nebo rekuperaci tepla z horkého plynu nabývá v současl né době rovněž na významu a je velmi důležitým a obecně používaným postupem. K převodu tepla dochází bud pomocí výměníků tepla rekuperačního nebo regeneračního typu nebo přímým kontaktem mezi horkým a chladným médiem. Protože se vynález týká přenosu tepla přímým kontaktem mezi plynem a kapalinou, nebudou ostatní technologie blíže popisovány.

Jeden ze známých způsobů, který je z mnoha ohledů výhodný, spočívá ve vedení plynu deštěm jemně rozptýlených kapiček kapaliny nebo podél povrchu, po kterém stéká kapalina. Tyto metody jednak umožňují chlazení plynu a jednak zachycují částice v přiváděné kapaliny a současně rozpouštějí plynné nečistoty obsažené ve znečištěném plynu. Kapalina může kromě toho obsahovat látky, které jsou schopny převést rozpuštěné nečistoty do pevné formy, aby se daly snáze z kapaliny od—stranit.__,_,________._______________________'_____

Kapalina se u těchto známých postupů recykluje v propíracím zařízení, ale část kapaliny se odstraňuje zejména plynule, aby se mohlo využít tepla v ní obsaženého k jiným účelům nebo aby mohla být popřípadě dále zpracovávána a aby se oddělily nečistoty bud v plynné nebo tuhé formě a popřípadě se mohly odebrat, přičemž takto ochlazená nebo jiným způsobem zpracovaná kapalina se může opět přivádět do propíracích zařízení a znovu se využít.

Tato propírací zařízení k propírání plynu je možno zhruba rozdělit na otevřené věže, ve kterých se plyn pouze střetává s jemně rozptýlenou kapalinou, a na pračky vzduchu s náplní nebo kolony s náplní, ve kterých vzduch proudí -věží naplněnou malými částicemi a tělísky ve tvaru trojhranů nebo “ válečků, na které se rozprašuje kapalina, aby se vytvořil kapalinový film, který stéká věží dolů po prakticky všech jejích vnitřních plochách.

Protože tato konstrukční podstata náplňových praček

vzduchu není použitelná pro řešení podle vynálezu, nebude již dále popisována.

Příkladem otevřené věže například pro zachycování oxidu siřičitého a pro ochlazování plynu a rekuperaci tepla může být věž podle US-PS 3 532 595, který popisuje jak svislé věže, tak také pračky vzduchu s vodorovným vedením plynu, přičemž dó“⁼ věží“jě'přiváděna v několika úrovních nebo polohách kapalina. US-PS 4 164 399 popisuje věž s méně složitou konstrukcí, do které je kapalina přiváděna jen v jedné úrovni, ale rozptyluje se po zachycení v několika úrovních.

US-PS 2 523 441 popisuje kombinaci otevřené věže s náplňovou sekcí.

Všechny tyto techniky v podstatě vyžadují, aby kapalina použitá v těchto pračkách v převážné části dráhy svého pohybu věží padala nebo stékala dolu působením gravitace. Jsou však také známy pračky vzduchu, ve kterých se vytváří více nebo méně vodorovná kapalinová clona, kterou prochází plyn. Jeden příklad takového provedení je uveden ve velmi složité konstrukčním řešení popsaném v SE-103 474, u které se předpokládá klesající pohyb plynu podél svislých stěn. Dva další příklady takového řešení jsou popsány v US-PS 2 589 956 a US-PS 3 691 731.

Kompromisní návrh je obsažen v US-PS 4 583 999, kde je propírací kapalina přiváděna ve vodorovném směru, ale po ur č i.tém—z-pcma-1 en £ vodor ovnéŤro pohybu“ kap i cký k les áj'í ve” formě jemné sprchy.

U propíracích věží, jejichž konstrukční princip je nejbližší předmětu vynálezu a představuje pro něj nejbližší stav techniky^^₌které^jsou^_Ropsány₌_například=-V=DE^Al-3 3 41 318· a US-PS 3 532 595, je kapalina přiváděna obecně ve čtyřech až šesti úrovních. V každé úrovni je umístěno několik trysek, které rozprašují malé kapičky do vybrané oblasti ve tvaru kuželovitých clon bud s dutým vnitřním prostorem nebo v celém kuželovitém prostoru. Vrcholový úhel těchto kuželových clon je 90° až 120°.

Každá úroveň obsahuje trysky vzdálené od sebe v odstupu 0,5 až 1 metr a uspořádané do pravidelné mřížky. Vzdálenost mezi jednotlivými úrovněmi je 1 až 2 metry, přičemž nejméně jedna úroveň je umístěna vysoko nade dnem věže. Účelem tohoto řešení ' je umožnit vytvoření velmi dobře rozptýlené spršky jemných kapiček, které klesají ve formě rovnoměrného deště značnou částí výšky věže.

Účinnost této věžové pračky vzduchu je ve značné míře závislá na relativním pohybu mezi kapičkami a plynem. Je proto zvláště vhodné, aby plyn proudil nahoru proti směru padání kapiček___to—-znamená-ahy se obě tyto složky pohybovaly proti sobě, ovšem z různých důvodů byla také vytvořena propírací zařízení, ve kterých plyn klesá stejným směrem jako padající kapičky, takže jejich pohyb je souproudý.

Jestliže je třeba zvýšit účinnost propírání při použití tohoto způsobu, je nutno buď zvýšit výšku věže nebo zvýšit průtok propírací kapaliny. U obou těchto alternativ je však důsledkem těchto opatření nutnost zvýšení čerpacího výkonu pro stejné množství zpracovávaného plynu.

Otevřené propírací věže pro propírání plynu mají hlavní nevýhodu spočívající v tom, že potřebují příliš velký prostor, což má za následek vysoké stavební náklady.

’£)_a]_ší nevýhodou dosud známých věží je jejich nutná velká . výška, která znamená, že kapalina, která má klesat věží ve formě deště jemných kapiček, musí být čerpána do značné výšky. Potřebný čerpací výkon výrazně zvyšuje provozní náklady.

o

Čištění plynu a chlazení plynu v mokrých pračkách vzduchu bylo po mnoho let považováno za velmi vhodnou techniku ve zpracovatelském průmyslu, u elektráren a spaloven. Tato technologie je dostatečně propracovaná a je považována za účinnou a spolehlivou. Jejím hlavním nedostatkem, který také vyplývá z předchozího popisu, je potřeba velkého prostoru pro vytvoření nezbytných zařízení, takže se..stává nákladnou a ná- . ..

ropnou na spotřebu energie, kterou vyžaduje zejména čerpání kapaliny do velkých výšek.

Proto je základním úkolem vynálezu vyřešit zdokonalený způsob čištění a chlazení plynu, pro jehož provádění by bylo třeba zajistit méně nákladné propírací zařízení při zachování spolehlivosti a účinnosti jako u známých metod.

Dalším úkolem je vytvoření takového zařízení k provádění tohoto způsobu, které by. vyžadovalo méně energie pro čištění a chlazení plynu.

Podstata vynálezu

Tyto úkoly jsou vyřešeny způsoben čištění znečištěného plynu a/nebo chlazení horkého plynu podle vynálezu, při kterém se plyn přivádí do kontaktu s jemně rozptýlenou kapalinou pro oddělování částic nebo pohlcování plynných znečišťujících látek) popřípadě pró 'chlazení plynu. Jemně rozptýlená kapalina se přivádí ve formě deštníkovitě tvarovaných clon nebo v podstatě lineárních clon v pravidelném uspořádání a rozmístění, v nejméně dvou rovinách, v podstatě kolmých na hlavní směr proudu plynu; podstata vynálezu spočívá v tom, že jemně rozptýlená kapalina se přivádí tak, že plyn se střídavě koncentruje a rozpíná impulzním působením rozptýlené kapaliny na plyn ve směru kolmém na hlavní směr proudu znečištěného plynu.

Ortogonální odstup mezi sousedními rovinami, ve kterých / se přivádí jemně rozptýlená kapalina, se nastaví tak, že nedochází k podstatnému vyrovnávání proudu plynu mezi rovinami.

Přívod kapaliny v sousedních rovinách je upraven tak, že v rovině umístěné po proudu ve směru proudění plynu se proudící plyn koncentruje impulzním působením kapaliny přiváděné v bezprostředně vedlejší rovině nacházející se proti proudu plynu.

V následujícím popisu má pojem věž stejný význam jako propírací věž a pojem kapalina je synonymem pro propírací kapalinu. Pojem plyn zahrnuje jak přiváděný plyn, to znamena znečistěný plyn nebo horký plyn, tak také plyn čištěný nebo chlazený v kontaktní části zařízení.

Při provádění způsobu podle vynálezu je do proudu plynu přiváděna jemně rozptýlená kapalina z rovnoměrně rozmístěných β

přívodních ústrojí. Tato ústrojí jsou v příkladných provedení nazývána tryskami a mohou mít různá konstrukční vytvoření. Nejobecnějším typem takového přívodního ústrojí jsou ústrojí, která přivádějí kolem v podstatě válcového tělesa jemně rozprášenou kapalinu, jejíž kapičky vyletují ve tvaru dutého kuželového pláště a vytvářejí potom v podstatě deštníkovitě tvarovanou clonu. V jiném výhodném provedení je přívodní ústrojí přímočaré a vytváří clonu z jemných kapiček, která je vytvořena myšleným pohybem přímky po dráze ovlivňované výstupní rychlostí a gravitací.

- Trysky jsou uspořádány tak, že jemně rozptýlená kapalina uvádí po svém výstupu z trysek plyn do pohybu směrem do stran, to znamená ve směru příčném k hlavnímu směru proudění plynu, a tím produkuje v plynu koncentrační účinek. Trysky obecně přivádějí kapalinu ve směru pohybu, jejíž největší složka je kolmá na směr hlavního proudu plynu při jeho průchodu pračkou. Trysky mohou být orientovány . tak, že rozprašují kapalinu v jednom směru v celé jedné rovině a v opačném směru v druhé rovině, avšak za výhodnější se pokládá takové řešení, kdy jsou ve všech rovinách umístěny trysky rozprašující kapalinu do tvaru deštníkových kapalinových clon

nebo lineární trysky, ze kterých jsou rozstřikovány kapičky kapaliny v nejméně dvou směrech.

Při uspořádání trysek do mřížkové soustavy a při přivádění kapaliny ve směru v podstatě kolmém na hlavní směr proudění plynu dochází k přemísřování a koncentraci plynu tak, že v podstatě celý objem . zpracovávaného plynu prochází každou rovinou v místech, které nesousedí přímo s kteroukoliv z trysek. Při stejnoměrném rozmístění trysek se tato místa umístěna kolem těžiště plochy definované spojnicemi mezi sousedními tryskami.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu jsou trysky v druhé rovině, nacházející se ve směru proudění plynu za první rovinou, umístěny proti těmto těžištím. Roviny by měly být umístěny tak blízko u sebe, že nebude dostatek prostoru nebo dostatek času k vyrovnání hustoty proudu plynu alespoň v hlavním rozsahu ještě před přivedením plynu do kontaktu s jemně rozptýlenou kapalinou, vystupující z trysek umístěných v druhé rovině, nacházející se ve směru proudu plynu za první rovinou.

Za druhou rovinou je ve směru proudění plynu umístěna třetí rovina a čtvrtá rovina, které mají podobné uspořádání. Tím je proud plynu usměrňován do klikaté dráhy a po této dráze je veden kontaktním úsekem věže.

Vzdálenosti mezi jednotlivými rovinami by měly být přizpůsobeny konstrukčnímu řešení trysek v tom smyslu, aby kapalina rozstřikovaná v jedné rovině nepůsobila ve větší míře proti opačnému proudu kapiček rozprášené kapaliny, vycházejí... .čímu ze Sousední trysky v-sousední- rovině.' Ta to'vzdálenost” bý však na druhé straně měla být tak malá, aby podle možnosti byly odstraněny oblasti, ve kterých by se neobjevovaly žádné kapičky. Tato vzdálenost by měla být menší než 1 metr, zejména menší než 0,6 metru.

Za měřítko vzájemného opačného působení může být považována ta část kapiček vystupujících z trysek v určité rovině, která ohraničuje větší koncentraci kapiček nebo větší hustotu proudu kapiček ze sousední trysky v sousední rovině. V těchto místech prostoru má hustota kapiček v proudu rozptýlené kapaliny, sledovaná z hlediska rozptýlení v prostoru kolmo na proud kapiček, poklesnout na nejméně 10% maximální hodnoty ve sledované vzdálenosti od trysky.

Protože účinnost je závislá na intenzitě kontaktu mezi plynem a kapalinou, je třeba nastavit vzájemnou vzdálenost mezi rovinami a rozstřikování kapiček tryskami tak, aby docházhelo k co nejmenšímu střetávání kapiček.· Proto má rpřičKazet~j'ěň veTmT“maTé^mnOŽství~kapiček—z—jedné—trysky—do vzájemného kontaktu z kapičkami rozstřikovanými z druhé sousední trysky. U řešení podle vynálezu se má v oblasti myšleného rozhraní mezi proudy vyskytovat nejméně 0,01%, zejména nejméně 0,1% maximální hustoty proudu kapiček.

Jestliže zařízení podle vynálezu obsahuje jen dvě roviny s tryskami, je možno pro první rovinu- zvolit vrcholový úhel trysky, vytvářející deštníkovitou clonu, v podstatě libovolně, zatímco pro druhou rovinu je již tento úhel stanoven tím, že deštníkovité clony rozstřikované v obou rovinách mají být vůči sobě tangenciální. Jestliže je vyžadováno umístění trysek do několika dalších výškových úrovní v jednotlivých rovinách, je výhodné přivádět kapalinu v jedné rovině, to znamená s vrcholovým úhlem clony 180°.

Trysky jsou rozmístěny v každé rovině s výhodou do pravidelného mřížkového útvaru. Jestliže mají být všechny roviny vybaveny rovnoměrně tryskami, je nejvýhodnější čtvercové rozmístění. Ani použití mřížky tvořené rovnostrannými trojúhel10 niky nemusí být nevýhodné, i když potom musí být uspořádání těchto trojúhelníků v sousedních rovinách různé. Kromě toho je možno trysky uspořádat do kosočtvercové soustavy a výhodně je také možno použít vzájemně rovnoběžných přímých trysek.

Pro dosažení proklamovaných výhod vynálezu je nutné, aby počet mřížkových bodů, ve kterých jsou..umístěny, jednotlivé trysky, byl poměrně velký, to znamená větší než 16 a zejména větší než 25, přičemž u přímých trysek je nutno v každé rovině použít nejméně 5 trysek.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde znázorňují obr. 1 svislý řez propírací věží známého provedení, obr. 2 svislý řez. propírací věží podle vynálezu, obr. 3a, 3b půdorysný pohled na navržené rozmístění trysek v propírací věži s kruhovým příčným průřezem, obr. 4 půdorysný pohled na alternativní rozmístění trysek v propírací věži s kruhovým příčným průřezem, obr. 5 boční pohled ve zvětšeném měřítku na rozložení kapiček kolem některých trysek, obr. 6 grafické zobrazení' rozložení hus.toty kapiček v jejich . .. proudu jako funkce prostorových souřadnic pro trysku z obr. 5, obr. 7a, 7b půdorysný pohled na rozmístění trysek v propírací ’ ’ věži šě-čtvercovým-příčným průřezem, - — - obr. 8 schematické zobrazení proudění plynu propírací věží podle vynálezu a obr. 9a a 9b pohled na rozložení kapiček kapaliny kolem některých trysek v alternativním provedení.

Příklady provedení vynálezu

Obr. la zobrazuje schematicky známou propírací věž la. opatřenou vstupem 2 znečistěného plynu, výstupem 3. pro odvádění vyčištěného plynu a mezi nimi umístěnou kontaktní oblastí 4. Propírací kapalina 6 se shromažďuje ve spodní části 5 propírací věže la a odtud se čerpá čerpadlem 7 do rozváděčích potrubí 8., která jsou opatřena tryskami 9a umístěnými v horní části kontaktní oblasti 4.. Odstup mezi rovinami 81, 82, 83, 84, ve kterých jsou uloženy trysky 9a, je přibližně 2 metry. Trysky 9a, které jsou zobrazeny zcela schematicky, mají tvar dutého kuželu, to znamená rozstřikují jemně rozprášenou propírací kapalinu uvnitř kuželového pláště s vrcholovým úhlem 120°. Propírací kapalina 6 potom klesá ve formě deště jemných kapiček kontaktní oblastí 4 a shromažďuje se ve spodní části 5 propírací věže la. Nad rozváděcími potrubími 8. a tryskami 9a je umístěn odlučovač 10 kapiček. Čerstvá propírací kapalina může být přiváděna prvním potrubím 18 a použitá znečištěná kapalina může být odváděna druhým potrubím 19♦

Obr. 2 zobrazuje rovněž schematicky propírací věž i podle vynálezu. Tato propírací věž 1 se liší od známého provedení podle obr. 1 především podstatně redukovanou výškou a kromě toho je její kontaktní oblast 4 opatřena tryskami 9, které rozprašují jemně rozptýlenou kapalinu v podstatě vodorovně, to znamená jsou vytvořeny ve formě dutých kuželových trysek s vrcholovým úhlem' 180°. V tomto příkladu je vertikální odstup mezi rovinami 81, 82, 83, 84, ve kterých jsou uloženy trysky 9., jen 20 až 60 cm. Pro větší názornost zobrazeného příkladného provedení nejsou na výkresu kresleny všechny součásti ve stejném měřítku, takže skutečné rozdíly výšek u propírací věže la z obr. 1 a u propírací věže 1 podle vynálezu z obr. 2 jsou větší než je to schematicky zobrazeno. Analogické součásti propírací věže 1 na obr. 2 mají stejné vztahové“ značky ’jáko odpovídáj ící součásti známého ' provedení ”z ^_ obr. 1.

Obr. 3 zobrazuje praktické rozmístění trysek 9 po celém příčném průřezu věže mající kruhový tvar svého příčného průřezu. Věž má průměr kolem 12 metrů a ve svém vnitřním prosto12 ru obsahuje kolem 100 trysek 9, které jsou uspořádány ve vrcholech čtvercové mřížky s roztečí kolem 1 metru. Rozmístění trysek je vyznačeno kroužky 31 zobrazujícími, jak jsou jemně rozprášené částice postřikovači kapaliny 6 rozstřikovány ve všech průsečících' čtvercové mřížky. Na obr. 3a je znázorněno rozmístění trysek 9 v rovinách 81, 83 z obr. 2 a na obr. 3 b je znázorněno odpovídájicí.rozmístění trysek 9 v dalších dvou rovinách 82, 84.Aby se zamezilo možnosti průchodu malé části plynu po přímé dráze celou.výškou věže podél její obvodové stěny, může být’ využito rozmístění trysek 9, znázorněného na obr. 4. V tomto příkladu je celý obvod věže opatřen tryskami 9, které jsou orientovány směrem dovnitř a rozstřikují kapalinu proudem s půlkruhovým průřezem, přičemž rozmístění dalších trysek 9 uvnitř průřezu věže je přizpůsobeno polohám těchto okrajových trysek 9. Jak je z tohoto příkladu patrno, obrazec není zcela pravidelný a rozmístění trysek 9 v následující rovině musí být mírně upraveno způsobem, který potom odlišuje skutečné rozmístění od teoretického uspořádání.

Obr. 5 znázorňuje ve zvětšeném měřítku a v imaginárním svislém řezu, vedeném diagonálně mřížkovým obrazcem z obr. 3, jak jsou trysky 9 ve dvou sousedních rovinách uspořádány do vzájemného vztahu a jak je v této oblasti vedena jemně rozprášená kapalina. Pro lepší srozumitelngst__tphoto..příkladu byla měřítka redukována, aby se zvětšily vzdálenosti ve svislém směru oproti vzdálenostem ve vodorovném směru.

Z první trysky 51 ležící v první rovině 81 vystupuje první proud 61 kapiček jemné rozprášené kapaliny a z druhé trysky—52-v-druhé‘rovÍhě°^Ía8‘2^:^vvsťupůjě~ druhý proud” 61 kapiček jemně rozprášené kapaliny. Oba proudy 61, 62 nejsou na svém obvodu přesně ohraničeny okrajovými proudovými čarami 511, 512, 521, 522, které označují jen hranice, ve kterých se pohybují hlavní části proudů 61, 62 kapiček kapaliny. Tyto proudy 61, 62 kapiček se vzájemně částečně protínají a mezi nimi vzniká rozhraní 66, vyznačující hranici stejně velkých proudů. V této okrajové části je však hustota rozprášených kapiček v proudech 61, 62 rozprášené kapaliny podstatně menší než v jejich středních částech.

Na obr. 6 je zobrazeno graficky rozložení hustoty kapiček v proudech 61, -62 rozprášené kapaliny, zobrazených na obr. 5, v oblasti příčné průřezové roviny 65. Pod pojmem hustota kapiček v proudu se v tomto případě rozumí hmotnost kapiček proudící jednotkou průřezové plochy proudu. Z tohoto grafického zobrazení je zřejmé postupné zmenšování proudu se zvětšující se vzdálenosti od příslušné roviny. Jak již bylo řečeno, rozhraní 66 označuje styčnou hranici dvou oblastí, ve kterých převažuje proud kapiček vždy v jednom směru. __r__________

U řešení podle vynálezu by měla být vzdálenost mezi rovinami 81, 8 2 při způsobena rozložení jemně rozptýlené kapaliny tak, aby hustoty kapiček v proudech 61, 62 poklesly v místě rozhraní 66 pod 10% maximální hodnoty, která se vyskytuje v blízkosti příslušných rovin 81, 82. . Pro optimální využití výhod vynálezu _Se vsak předpokládá, že vzdálenost mezi rovinami 81, 82 by se neměla stávat příliš velkou. Hustoty kapiček v proudech 61, 62 by proto měly být v oblasti rozhraní 66 větší než 0,01% maximální hodnoty, zejména by měly být větší než 0,1% maximální hodnoty.

Obr. 7 znázorňuje praktickou aplikaci rozložení trysek £ po celé průřezové ploše věže mající čtvercový průřez. Strany^-’ čtvěřceMmág i”'”déIkú^pribTižně' 12,4 métrů^a“ uvnitř je cbsa- — * ženo přibližně 100 trysek 9 v každé rovině, rozmístěných ve vrcholech čtvercového mřížkového obrazce v roztečích kolem 1,2 metru. Rozmístění trysek 9 je vyznačeno kroužky 71 zobrazujícími směry rozptylování jemně rozprášených kapiček propí14 raci kapaliny 6 z jednotlivých průsečíků mřížkového obrazce. Na obr. 7a je znázorněno rozmístění trysek 9 v rovinách 81, 83 z obr. 2 a obr. 7b znázorňuje rozmístění trysek 9 v rovinách 82, 34 z obr. 2. Z těchto obr. 7a a 7b je zřejmé, že čtvercový průřez věže nevyžaduje žádné odchylky od teoreticky předepsané pravidelné mřížky.

Na.obr. ,8 je znázorněno, jak proudí čištěný plyn kontaktní oblastí 4, přičemž z tohoto příkladu je patrno, že průtokové čáry 11 meandrují kolem trysek 9.

Obr. 9 znázorňuje schematicky rozložení kapiček kapaliny kolem některých trysek 9d, 9a. majících vrcholový úhel postřikovacího kuželu 120°. Na obr. 9a jsou zobrazeno několik lineárních postřikovačích trysek 9d, které vytvářejí dvě lineární clony, svírající spolu úhel 120°. Jak je také z tohoto příkladu patrno, roviny 81 až 84 mohou být umístěny ve dvojicích ve stejných nebo v téměř stejných úrovních, takže procházející plyn může nejprve střetnout s rozprášenou kapalinou vystupující z poslední roviny. Na obr. 9b je zobrazen v podstatě stejný obrazec rozstřikované kapaliny, ovšem vznikající při použití trysek 9 vytvořených ve formě dutých kuželových trysek. Při tomto návrhu je výhodné přijmout dvojicový rozdíl vzdáleností mezi proudy rozprášených kapiček, aby se dosáhlo odchylky od úplné souměrnosti uspořádání.

Zařízení podle obr.- 2 pracuje' následuj íčím” způsobem:“ Plyn vstupuje do propírací věže 1 vstupem 2. a přichází do kontaktní oblasti 4, kterou stoupá svislým směrem, dokud se nedostane do blízkosti první roviny 81 s tryskami 9.

-----—.Z~,^.trysek—e~vystřikována*”’a*“'rΌž(přSsovaria““kápa'Tíha 6' v podstatě vodorovným směrem do proudu plynu rychlostí přibližně 10 až 125 m/sec. Plyn je ovlivňován jemně rozprášenou kapalinou 6 a je tak strháván do směru’, který je v podstatě vodorovný a ve kterém je unášen, dokud se v podstatě uprostřed mezi tryskami 9 nestřetne s druhým proudem plynu, pohybujícím se v opačném směru a ve stejné rovině 81.

Protože v těchto místech je podstatně menší hustota kapiček v rozprášeném proudu kapaliny než v blízkosti trysek 9, protože se kapičky pochopitelně rozptylují s přibývající vzdáleností od trysek 9 do stále většího prostoru, prochází plyn mezi kapičkami kapaliny 6 nahoru směrem k další rovině 82 a přímo proti trysce 9. v této druhé rovině 82. Proud plynu je ták účinkem propírací kapaliny 6 v první rovině 81 koncentrován a je potom znovu rozptylován účinkem kapalných kapiček, vstřikovaných do proudu plynu tryskami 9. Plyn potom proudí v tomto místě v podstatě vodorovně, dokud nenarazí na plyn unášený kapalinovými kapičkami z protilehlé trysky 9..

Tento proces se potom opakuje při průchodu plynu úrovní třetí roviny 83 a tak dále. Opakovaným odkláněním proudu plynu a jeho zrychlováním a zpomalováním se dosahuje intenzivní a účinné interakce mezi plynem a kapalinou.

Kapalina, která je unášena ve formě jemných rozptýlených kapiček proudem plynu, se zachycuje v odlučovači 10 kapiček.

Druhým potrubím 19 je část shromážděné kapaliny odváděna pro následující zpracování a čerstvá nebo regenerovaná kapalina se přivádí prvním potrubím 18 podle konkrétních požadavků.

Způsob podle vynálezu není pochopitelně omezen jen na zobrazená a popsaná příkladná provedení·, ale může být obměňován a modifikován dalšími provedeními, špádajícími do rozsahu vynálezu.

Jak již bylo naznačeno v předchozím popisu, zařízení může být opatřeno různými typy trysek a trysky mohou mít

několik dalších prostorových uspořádání. Za výhodné se pokládá jejich rozmístění v průsečících pravidelných mřížkových obrazců,’ale odchylky od této konstrukční zásady jsou rovněž vhodné, protože například trojúhelníkové nebo kosočtverečné mřížky mohou zajišťovat velmi dobré podmínky. Výhodnou alternativou je také rozmístění trysek v jedné rovině v trojúhelníkovémřižcea v druhé rovině v šestiúheníkové mřížce

Způsob podle vynálezu může být pochopitelně využit také pro jiné účely než pro čištění znečištěných plynů nebo pro chlazení horkých plynů. Jeho využití je možné i v řadě dalších případů, kde je třeba přivádět plyn do kontaktu s jemně rozptýlenými částicemi kapaliny.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁ R~O^CK Y £/i

   Ů. I

   I,

   1. Způsob čištění znečištěného plynu a/nebo chlazení horkého plynu, při kterém se plyn přivádí do kontaktu s jemně rozptýlenou kapalinou pro oddělení částic nebo pro pohlcení plynných znečišťujících látek, popřípadě pro ochlazení plynu, jemně rozptýlená kapalina se přivádí ve formě deštníkovitě tvarovaných clon nebo v podstatě lineárních clon v pravidelném uspořádání a rozmístění v nejméně dvou rovinách,, v podstatě kolmých na hlavní směr proudu plynu, a převážná část jemně rozptýlené kapaliny se přivádí tak, že její rychlostní složka v rovině kolmé na směr hlavního proudu plynu je větší než její rychlostní složka rovnoběžná se směrem hlavního proudu plynu nebo k tomuto směru opačná, vyznačuj í e—i-—s—e-----t--í— m ,— že— jemně rozptýlená—kapalina se—př-i-v-ád-ítak, že plyn se střídavě koncentruje a rozpíná impulzním působením rozptýlené kapaliny na plyn ve směru kolmém na hlavní směr proudu znečištěného plynu, dosaženým nastavením ortogonálního odstupu mezi sousedními rovinami, ve kterých se přivádí jemně rozptýlená kapalina, tak, že nedochází k podstatnému vyrovnávání proudu plynu mezi rovinami, přičemž přívod kapaliny v sousedních rovinách se nastaví tak, že v rovině umístěné po proudu ve směru proudění plynu se proudící plyn koncentruje impulzním působením kapaliny přiváděné v bezprostředně vedlejší rovině nacházející se proti proudu plynu.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se nastaví ortogonální vzdálenost mezi sousedními rovinami, ve kterých se přivádí jemněrozptýlená kapalina tak, že nedochází k výraznější interakci mezi kapičkami přiváděnými v různých rovinách a proudících v opačných směrech.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující s e t i m , že se nastaví ortogonální vzdálenost mezi sousedními rovinami, ve kterých se přivádí jemně rozptýlená kapalina tak, že překrývání mezi sousedními opačnými proudy kapiček kapaliny, přiváděnými v různých rovinách, zajišťuje >

   rovnoměrnou hustotu ve dvou proudech kapiček v bodě, ve kterém je hustota proudu jemně rozptýlené kapaliny v ^ř př í s 1 uš n ém proudu mezi 0,01% a 10 %, zej ména mez i ’ 0,1' a 10 % maximální hustoty proudu v odstupu od přívodního bodu.
4. 4. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t í m , že se nastaví ortogonální vzdálenost mezi sousedními rovinami, ve kterých se přivádí jemně rozptýlená kapalina tak, že k interakci mezi sousedními opačnými proudy kapiček kapaliny, přiváděnými v různých rovinách, nedochází mezi hlavními částmi těchto proudů kapiček v oblasti nacházející se bezprostředně mezi přívodními body.
5. 5. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že hlavní část jemně rozptýlené kapaliny se přivádí ve směru obsaženém uvnitř úhlu 20°, zejména uvnitř úhlu 10°, souměrně k rovině kolmé na směr hlavního proudu plynu.
6. 6. Způsob podle nejméně jednoho z nároků 1 až 4, vyznačuj í c í s e tím, že hlavní část jemně rozptýlené kapaliny se přivádí ve; formě .dutéhQ.J<už.elu s vrchoiovým·;“ uhlem od- 90° do 180° ‘á s'osou souměrnosti v podstatě rovnoběžnou se směrem hlavního proudu plynu, přičemž trysky se v sousedních rovinách uspořádají pro antiparalelní vstřikování.

   ........—
7. 7-r“-‘Zařízení'^k*“prbvá3ění způsobu podle nejméně jednoho z nároků 1 až 6, obsahující vstup (2) pro znečištěný a/nebo horký plyn, výstup (3) pro vyčištěný a/nebo ochlazený plyn a kontaktní oblast (4) uspořádanou mezi vstupem (2) a výstupem (3), kterou proudí plyn a která je opatřena přívodními ústrojími (9, 9a, 9d) pro vstřikování jemné rozptýlené kapaliny ve formě v podstatě deštníkovitě tvarovaných clon nebo v podstatě lineárních clon, upravenými pro přívod podstatné části jemně rozptýlené kapaliny tak, že složka rychlosti pohybu částic kapaliny je v rovině kolmé na směr (41) pohybu hlavního proudu plynu větší než složka rychlosti pohybu, která je rovnoběžná se směrem (41) pohybu hlavního proudu plynu nebo je k němu opačná, přičemž přívodní ústrojí (9, 9a, 9d) jsou upravena pro přívod jemně rozptýlené kapaliny, při kterém je plyn střídavě koncentrován a uvolňován impulzním působením vyvozovaným kapalinou na plyn ve směru kolmém na směr (41) hlavního proudu plynu, a jsou uspořádána v podstatě v pravidelném mřížkovém obrazci v nejméně dvou rovinách (81, 82, 83, 84), v podstatě kolmých ke směru (41) hlavního proudu plynu,—vyznačující-------s e-----t-._í__m__,. že____ortogonální vzdálenost mezi sousedními rovinami (81, 82) s přívodními ústrojími (9, 9a, 9d) je tak malá, že nedochází k výraznějšímu vyrovnávání proudu plynu mezi rovinami (81 až 84) a přívodní ústrojí (9, 9a, 9d) v sousedních rovinách (81, 82) jsou uspořádána tak, že jsou v rovině (82) umístěné po proudu ve směru (41) proudění plynu uloženy v místech, kde byl proudící plyn koncentrován impulzním působením kapaliny přiváděné v první rovině (81), umístěné bezpróstředně vedle druhé roviny (82) proti proudu plynu.
8. 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím , že ortogonální vzdálenost mezi sousedními rovinami (81, 82) je podstatně menší než vzdálenost mezi dvěma mřížkovými body nebo sousedními přímkami v příslušných rovinách (81 až 84), přičemž tato ortogonální vzdálenost mezi sousedními rovinami (81, 82) s přívodními ústrojími (9, 9a, 9d) je menší než 1 metr, zejména menší než 0,6 metru.
9. 9. Zařízení podle nároku 7 nebo 8, vyznačuj ící se t i m , že přívodními ústrojími jsou v podstatě kruhové postřikovači trysky (9, 9a) uspořádané do mřížkových obrazců, které jsou v podstatě trojúhelníkové, čtyřúhelníkové nebo šestiúhelníkové a jsou sestaveny zejména z rovnoramenných obrazců, přičemž mřížkové obrazce v sousedních rovinách (81, 82) jsou uspořádány tak, že průsečíky mřížky v druhé rovině (82), umístěné ve směru (41) .hlavního proudění plynu po proudu, jsou v podstatě „přímo proti, těžištím mnohoúhelníků vymezených přímkami spojujícími sousední průsečíky v první rovině (81), umístěné bezprostředně před druhou rovinou (82) proti proudu plynu.
10. 10. Zařízení podle nároku 7 nebo 8, vyznačuj ící se t í m , že přívodními ústrojími jsou lineární trysky (9d) s přímými osami, které jsou vzájemně rovnoběžně a jsou zejména rovnoměrně rozloženy po průřezové ploše kontaktní části (4), přičemž osy trysek (9d) uložených v sousedních rovinách (81, 82) jsou vůči sobě přesazeny a jsou umístěny tak, že v druhé rovině (82), umístěné ve směru (41) hlavního proudu plynu za první rovinou (81), jsou trysky (Sd) umístěny přímo proti myšlené střední přímce nacházející se uprostřed mezi podélnými osami sousedních trysek (9d) v první rovině (81), umístěné proti proudu plynu.