CZ288510B6 - Zařízení k čištění plynů, jako jsou odpadní plyny a/nebo syntézní plyny - Google Patents

Abstract

Za° zen je um st no v tlakov n dr i (1), kter sest v z v lcov ho pl Üt s revizn mi otvory (8) a vydut²ch den (1') se vtokem (2) a v²tokem (3). Za° zen d le sest v z prac ch stup (A, B, B', C, D, E) s ponorn²mi p°ep kami (5) a z v sn²mi p°ep kami (6), kter jsou od sebe odd leny st l²mi p°ep kami (4). Druh² prac stupe (B) a t°et prac stupe (B') je odd len zkr cenou st lou p°ep kou (4'), nad n je um st na zkr cen z v sn p°ep ka (6') s odd lova em (6''). Ve st l p°ep ce (4) mezi tvrt²m prac m stupn m (C) a p t²m prac m stupn m (D) je um st n kapkov² odlu ova (9). V Üest m prac m stupni (E) je um st n topn² registr (10). Mezi vÜemi soused c mi p°ep kami (4, 5, 6, 6') je um st na v dy alespo jedna kolona l tkov²ch v²m n k (11), nad nimi je um st na v dy jedna rozpraÜovac trubka (7). Jednotliv prac stupn (A, B, B',C, D, E) jsou od sebe odd leny svisl²mi kotou ov²mi st l²mi p°ep kami (4), mezi nimi a pl Üt m tlakov n dr e (1) je vytvo°en pr choz prostor\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zařízení k čištění plynů, jako jsou odpadní plyny a/nebo syntézní plyny, které jsou získávány zplynováním odpadů všeho druhu, například domovních a průmyslových odpadků, pracími procesy při různých teplotách a s různými pracími kapalinami.

Dosavadní stav techniky

K čištění kontaminovaných průmyslových plynů všeho druhu, ale také ke zlepšování kvality užitkových plynů, se používají pračky, které jsou uspořádány za sebou, a které jsou určeny pro různě předem stanovené cíle, přičemž teplota a hodnota pH pracích kapalin se mohou značně měnit. Pračky odstraňují z proudu plynu škodlivé látky, jako jsou například CO₂, CO, NO_X, ale také pevné nečistoty, jako jsou prachové částice všeho druhu.

Tradiční pračky plynů jsou postaveny tak, že každý zjednotlivých, mezi sebou odděleně uspořádaných pracích stupňů, které jsou spolu spojeny potrubími, obsahuje příslušný specificky působící roztok, který zpravidla fyzikálně a/nebo chemicky váže jen jednu určitou škodlivou látku, popřípadě ji absorbuje nebo adsorbuje. Látkové výměníky přiřazené pracím stupňům, tak zvaným kolonám, se zkrápěcími zařízeními, se starají o to, aby mohla být dotyčná prací kapalina dále vedena v okruhu, a aby se kontakt plyn/kapalina uskutečňoval na co možná největší ploše. Úplný prací stupeň v bateriovém nebo kaskádovém uspořádání má úplně zavřené nebo uzavřené nádrže s postačující tlakuvzdomostí as vtokovými avýtokovými otvory a alespoň jedním revizním otvorem a jedním kalojemem s možností odběru. Protože prací kapaliny musí přes zkrápěcí zařízení promočit plynnou složku, tzn. kapalná složka padá dolů, zatímco proud plynu určený k vyčištění proudí zespoda nahoru, jsou přednostně používány prací věže, tj. kolmo stojící válcové nádrže. Více těchto nádrží je spojeno za sebou pomocí potrubí a vytvářejí tak vertikální baterii nádrží. Každá vertikální nádrž tak představuje nezávislý prací stupeň. Do potrubí, kterými jsou takové prací stupně spolu spojeny, jsou často vloženy kompenzátoiy, aby mohly zachytit různé zpracovatelské teploty mezi nádržemi, což rovněž přiměřeně platí pro tlakové ventily pro rozdílné tlaky v nádržích.

Tato známá prací zařízení s kolonami mají řadu nevýhod, které spočívají v jejich značné nákladnosti, která udržuje výrobní a provozní náklady mimořádně vysoké. Každá zjednotlivých pracích nádrží je spojena pomocí potrubí, kompenzátorů a podobných zařízení, sjedním nebo několika dalšími pracími stupni, tzn., že každá prací nádrž vyžaduje vlastní montážní náklady s oddělenými základy, průběžnou kontrolou potrubí a podobně. Pro každý jednotlivý prací stupeň je nutná tlaková nádrž s dvěma vydutými dny, což je obzvláště pro prací procesy, které probíhají při vyšších tlacích, spojeno s dodatečnými náklady a samostatnou výrobou. Trubková spojení se svými ventily, kompenzátoiy a podobnými zařízeními působí na tok plynu pracím zařízením jako snižovače tlaku, což způsobuje značnou ztrátu tlaku přes velký počet pracích stupňů. Obzvláště pro pračky plynů s jen malým tlakovým spádem v průtoku tím vznikají značné nevýhody.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje zařízení k čištění plynů, jako jsou odpadní plyny a/nebo syntézní plyny, které jsou získávány zplynováním odpadů všeho druhu, například domovních a průmyslových odpadků, v pracích procesech při různých teplotách a s různými pracími kapalinami, jehož podstata spočívá v tom, že v podstatě vodorovně uspořádané tlakové nádrži jsou umístěny prostorově za sebou uspořádané prací stupně. Jednotlivé prací stupně jsou

-1 CZ 288510 B6 od sebe odděleny svislými kotoučovými stálými přepážkami, mezi nimiž a tlakovou nádrží je vytvořen průchozí prostor pro průchod plynu. Ke každému pracímu stupni je přiřazen vlastní kalojem a revizní otvor a v jednotlivých pracích stupních jsou umístěny látkové výměníky.

Podle výhodného provedení jsou uvnitř alespoň jednoho z pracích stupňů umístěny závěsné přepážky a ponorné přepážky pro obracení proudu plynu.

Podle dalšího výhodného provedení je v tlakové nádrži umístěn kapkový odlučovač a topný agregát pro temperování plynů a/nebo pracích kapalin.

Podle dalšího výhodného provedení sestává tlaková nádrž z válcového pláště, který je na každém čelu uzavřen vydutým dnem, a je vytvořena jako kompaktní vodorovně uspořádaná pračka plynů pro umožnění přepravy po železnici a/nebo silnici.

Výhoda zařízení k čištění plynů, jako jsou odpadní plyny a/nebo syntézní plyny, spočívá v tom, že jsou konstrukční, montážní a údržbářské práce, jakož i provozní bezpečnost a spolehlivost, značně výhodnější než u známých obdobných zařízení.

Další výhodou je to, že všechny prací stupně jsou umístěny v jedné společné, vodorovně 20 uspořádané tlakové nádrži, čímž je možná velmi hospodárná modulová prefabrikace celé vícestupňové pračky plynů, přičemž zejména mohou bez náhrady odpadnout jednotlivé montážní práce na místě. Výrobní náklady pro celkové zařízení jsou vesměs značně zmenšeny, protože pro tlakovou nádrž jsou potřebná jen dvě vydutá dna. Zejména vodorovně ležící konstrukce jediné tlakové nádrže a její vnitřní rozdělení na jednotlivé prací stupně pomocí svisle umístěných 25 kotoučových stálých přepážek umožňuje bezproblémové řazení jednotlivých praček plynu s rozdílnými cíli, aniž by každý jednotlivý prací stupeň jako celek musel být opatřen revizním otvorem pro příslušný kalojem.

Protože stálé přepážky umožňují průchody plynu přes průchozí prostory s velmi velkým průře30 zem, je tlaková ztráta proudu plynu při přechodu zjednoho pracího stupně do následujícího zanedbatelně malá.

Uspořádáním zařízení k čištění plynů je možné nechat prací reakce probíhat za optimálních podmínek parametrů, jako je teplota, tlak a/nebo hodnota pH.

Toto uspořádání zařízení k čištění plynů tak vytváří kompaktní kombinovanou pračku plynů, jejíž další výhodou je to, že její vnější dimenzování je přibližně přizpůsobeno evropské normě pro přepravní nádrže, a proto vyhovuje obvyklým požadavkům pro přepravu po železnici i silnici.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže osvětlen pomocí výkresů, na kterých znázorňuje obr. 1 podélný řez zařízením 45 k čištění plynů a obr. 2 příčný řez zařízením k čištění plynů.

Příklady provedení vynálezu

Zařízení k čištění plynů, jako jsou odpadní plyny a/nebo syntézní plyny, je umístěno v tlakové nádrži 1, která je vytvořena jako kompaktní vodorovně uspořádaná pračka plynů, která sestává z válcového pláště, který je na každém čelu uzavřen vydutým dnem Γ. Tlaková nádrž 1 má takové rozměry, aby vyhovovala předepsaným normám, které umožňují takto vytvořené tlakové nádrže 1 přepravovat po železnici a/nebo po silnici. V jednom vydutém dnu Γ je vytvořen vtok 2

-2CZ 288510 B6 pro vstup nevypraného plynu a v dalším vydutém dnu Γ výtok 3 pro výstup vyčištěného plynu.

V horní části válcového pláště jsou vytvořeny revizní otvory 8 s uzavíratelnými poklopy.

Zařízení k čištění plynů je tedy umístěno uvnitř kombinované pračky plynů a sestává z prvního pracího stupně A umístěného v oblasti vtoku 2, druhého pracího stupně B, třetího pracího stupně B', čtvrtého pracího stupně C, pátého pracího stupně D a šestého pracího stupně E umístěného v oblasti výtoku 3. Jednotlivé prací stupně A, B, B', C, D, E jsou prostorově uspořádány za sebou a jsou od sebe odděleny stálými přepážkami 4, přičemž druhý prací stupeň B a třetí prací stupeň B'je místo stálé přepážky 4 oddělen zkrácenou stálou přepážkou 4', nad níž je umístěna zkrácená závěsná přepážka 6', která je na svém konci přivráceném ke zkrácené stálé přepážce 4' opatřena oddělovačem 6 ve tvaru stříšky.

V prvním pracím stupni A jsou mezi vydutým dnem Γ a stálou přepážkou 4 umístěny dvě závěsné přepážky 6, mezi nimiž je umístěna ponorná přepážka 5.

V druhém pracím stupni B a třetím pracím stupni B' je mezi každou stálou přepážkou 4 a zkrácenou závěsnou přepážkou 6' umístěna závěsná přepážka 6. Mezi zkrácenou závěsnou přepážkou 6' a každou závěsnou přepážkou 6 je umístěna ponorná přepážka 5.

Stálá přepážka 4 mezi čtvrtým pracím stupněm C a pátým pracím stupněm D je tvořena speciální stálou přepážkou, v níž je umístěn kapkový odlučovač 9. Ve čtvrtém pracím stupni C je umístěna závěsná přepážka 6, mezi níž a speciální stálou přepážkou je umístěna ponorná přepážka 5.

V šestém pracím stupni E je umístěna jedna závěsná přepážka 6, mezi níž a vydutým dnem Γ je umístěn topný registr JO.

Mezi všemi sousedícími přepážkami 4, 5, 6, 6'je umístěna vždy alespoň jedna kolona látkových výměníků 11, nad nimiž je umístěna vždy jedna rozprašovací trubka 7. Látkové výměníky 11 mohou být tedy připevněny k příslušným přepážkám 4, 5, 6, 6'. Na obr. 1 jsou však pro přehlednost popsány jen čtyři látkové výměníky 11. Všechny látkové výměníky 11 mohou být vytvořeny ze známých konstrukcí. V praktickém provozu může být použito více kolon za sebou s odpovídajícím počtem rozprašovacích rovin, avšak musí být dbáno na to, aby byly vytvořeny co možná velké povrchy prací kapaliny. Každý prací stupeň A, B. B', C, D, E je opatřen kalojemem, který je vytvořen ve spodní části válcového pláště. Každý kalojem je přes oběhové čerpadlo P spojen s příslušnou rozprašovací trubkou 7. Na obr. 1 jsou rovněž pro přehlednost popsány jen tři rozprašovací trubky 7.

Přepážky 4, 5, 6 mají tvar kotouče, takže mezi každou přepážkou 4, 5, 6 a válcovým pláštěm je vytvořen průchozí prostor s velmi velkým průřezem pro průchod plynu. Tento průchozí prostor je vytvořen i mezi zkrácenou stálou přepážkou 4' a zkrácenou závěsnou přepážkou 6’.

Zařízení podle vynálezu slouží k čištění plynů, jako jsou odpadní plyny a/nebo syntézní plyny, které jsou získávány zplynováním odpadů všeho druhu, například domovních a průmyslových odpadků, přičemž tyto plyny jsou podrobeny více pracím procesům s různými pracími kapalinami při případně různých teplotách.

Závěsné přepážky 6, 6' a ponorné přepážky 5 umožňují, aby se proud plynu uvnitř příslušného pracího stupně A, B, B', C, E vícekrát obrátil. Prací stupně A, B. B', C, D, E podle požadavku obsahují prací kapaliny různých vlastností a různých teplot. V druhém pracím stupni B a třetím pracím stupni B' je například použita příslušná stejná prací kapalina, přičemž teploty obou pracích kapalin jsou různé. Pro oddělení obou pracích kapalin mezi druhým pracím stupněm B a třetím pracím stupněm B'je použita zkrácená stálá přepážka 4' a zkrácená závěsná přepážka 6'. Přes rozprašovací trubky 7 je prací kapalina vedena ke kolonám látkových výměníků Π_.

-3i l

Uvnitř každého pracího stupně A, Β, B', C, E může být proud plynu veden skrz závěsné přepážky

6, které přes prací kapalinu uvolňují větší průchod pro plyn, a skrz ponorné přepážky 5, které proud plynu dole utěsňují a uvolňují průchod plynu nahoru, vzestupně a sestupně, popřípadě v průřezu meandrovitě. Cesta proudění plynu uvnitř každého pracího stupně A, Β, B', C, E tak 5 může být prodlužována podle požadované prodlevy, čímž lze umístit větší počet látkových výměníků 11 v každém pracím stupni A, Β, B', C, D, E variabilně.

Jednotlivé prací stupně A, Β, B', C, D, E jsou přístupné revizními otvory 8.

ío Chlazení plynu se provádí výhodně pomocí kapkového odlučovače 9. Místo tepelného výměníku může být také výhodné použití rozprašovacího chlazení. Topný registr 10 umožňuje syntézní plyn určený k vyčištění opět ohřát, například proto, aby se zlepšila účinnost dále uspořádaného filtru z aktivního uhlí. Kapkový odlučovač 9 a topný registr 10 tak slouží k temperování plynů a/nebo pracích kapalin.

Na obr. 2 jsou znázorněny velkoplošné průchozí prostory pro plyn mezi válcovým pláštěm a závěsnými přepážkami 6, které umožňují optimální protékání plynu kombinovanou pračkou plynu při minimalizovaném poklesu tlaku. Prací kapalina je pomocí oběhového čerpadla P udržována v oběhu ve směru šipky, tj. od kalojemů k rozprašovacím trubkám 7.

Počet pracích stupňů A, Β, B', C, D, E a počet obratů pro syntézní plyn uvnitř jednoho příslušného stupně A, Β, B', C, D, E mohou být rovněž variabilně přizpůsobeny požadavkům, jakož i počet prvků látkových výměníků 11 a znázorněných rozprašovacích rovin.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení k čištění plynů, jako jsou odpadní plyny a/nebo syntézní plyny, které jsou 30 získávány zplynováním odpadů všeho druhu, například domovních a průmyslových odpadků, pracími procesy při různých teplotách a s různými pracími kapalinami, vyznačující se tím, že ve v podstatě vodorovně uspořádané tlakové nádrži (1) jsou umístěny prostorově za sebou uspořádané prací stupně (A, Β, B', C, D, E), přičemž jednotlivé prací stupně (A, Β, B', C, D, E) jsou od sebe odděleny svislými kotoučovými stálými přepážkami (4), přičemž mezi každou 35 stálou přepážkou (4) a válcovým pláštěm tlakové nádrže (1) je vytvořen průchozí otvor pro průchod plynu, a ke každému pracímu stupni (A, Β, B', C, D, E) je přiřazen vlastní kalojem a revizní otvor (8), přičemž v jednotlivých pracích stupních (A, Β, B', C, D, E) jsou umístěny látkové výměníky (11).

   40
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvnitř alespoň jednoho z pracích stupňů (A, Β, B', C, D, E) jsou umístěny závěsné přepážky (6) a ponorné přepážky (5) pro obracení proudu plynu.
3. 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že v tlakové nádrži (1) je umístěn 45 kapkový odlučovač (9) a topný agregát (10) pro temperování plynů a/nebo pracích kapalin.
4. 4. Zařízení podle některého z nároků 1 a 3, vyznačující se tím, že tlaková nádrž (1), sestávající z válcového pláště, který je na každém čelu uzavřen vydutým dnem (Γ), je vytvořena jako kompaktní vodorovně uspořádaná pračka plynů, upravená pro přepravu po

   50 železnici a/nebo silnici.