DE1442836A1

DE1442836A1 - Behandlung sich bewegender Gase durch Fluessigkeiten

Info

Publication number: DE1442836A1
Application number: DE19621442836
Authority: DE
Inventors: Michel Comte; Louis Grulet; Nicolas Hvostoff; Gerard Thareau
Original assignee: Societe Nationale des Petroles dAquitaine SA
Current assignee: Societe Nationale des Petroles dAquitaine SA
Priority date: 1961-07-05
Filing date: 1962-07-04
Publication date: 1968-12-12
Also published as: GB1015246A; US3237381A; OA01278A; BE619761A; FR1331915A

Description

Behandlung sich bewegender Gase durch Flüssigkeiten Die Erfindung bezieht sich auf das Inberührung bringen von sich bewegenden Gasen mit Flüssigkeiten, insbesondere zum Zwecke eines Massen- und/oder Wärmeaustausches. Sie bezieht sich sowohl auf Gase und Flüssigkeiten allein, als auch auf die Suspensionen von Peststoffen in den einen und/oder den anderen0 Die Erfindung umfasst ein neuartiges Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung, Es gibt eine große Anzahl verschiedener Vorrichtungen, bei denen ein Gas mit einer @lüssigkeit in Berührung gebracht wird, auf die es physikalisch und chemisch einwirken muss. Ein klassisches Syatem wird durch einen Berieselungs- oder Füllturm dargestellt. die bekannten Vorrichtungen werden sehr platzraubend, sowie versucht wird, eine gegenseitig starke Einwirkung des Gases auf die Flüssigkeit zu erreichen. Ausserdem weisen diese Vorrichtungen häufig starke Einsatzverluste aufO Die Erfindung ges:tattet es jedoch, einen hohen Behandlungswirkungsgrad eines Gases durch eine Flüssigkeit zu erreichen, oder umgekehrt, mit einer sehr gedrängten Einrichtung, wobei der Eingabeverlust des Ges, das diese Vorrichtung durchströmt, beträchtlich gegentiber der be kannten Technik verringert werden kann. Die Erfindung gestattet es, die gewünschte Behandlung zu erreichen, selbst wenn das interessierende element in der keit und/oder im Gas in geringer Konzentration vorhanden ist. Anders ausgedrückt, es können Flüssigkeiten und verdünnte Gase nach der Erfindung noch wirksam behandelt werden, während sie mit bekannten Methoden schwierig zu behandeln wären.
Die Erfindung gestattet as, auch getrennt in einem gleichen Gerät mehrere Reaktionen oder Behandlungen durchzuführen mit Trennungen der erhaltenen Erzeugnisse.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, in Innern eines Behälters ein oder mehrere Volumen feiner Flüssigkeitströpfchen su erzeugen, das Gas durch die Volumen zu leiten, wobei die Tröpfchen mitgerissen werden, um sie anschliessend vollständig Oder teilweise auf physikalischem Wege niederzuschlagen und die so niedergeschlagene Flüsaigkeit abzutrennen0 Die Volumen an feinen Tröpfchen stellen gemäss der Rrfindung Wolken dar, die sich über den gesamten Querschnitt des Raumes erstrecken, der vom Gas durchströmt wird und Uber eine gewisse Länge, die ausserdem eingestellt werden kann.
Das Verfahren kann die Wiederverwendung der bereits abgetrennten Flüssigkeit vorsehen, um das oder die Volumen feiner Tröpfchen oder Wolken herzustellen. Es können yersohiedene Fl2ssigkiten verwendet werden, um aufeinanderfolgende Wolken bei die Behandlung des gleichen Gases su erzeugen.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung werden die Wolken dadurch erzeugt, daß sich eine Vielzahl von Flüssigkeitsstrahlen schneidet, die hunter bestimmten Winkeln in der Strömungarichtung des Gases oder in entgegengesetzter Richtung ausgespritzt werden0 Das Niederschlagen der Wolken @@@@ einer Baim von gewünschter Länge kann sich übe@ lie Ges@@theit der Tröpfchen oder auch nur einen Tei@ @@r@@lben @@@trecken, d.h. auf die größten. Das Niederschlage@ kann auf irgendeinen bekannten physikalischen Wege erreicht werden, wie etwa durch Beaufschlagen einer starren. Fläche, durch elektrostatische Felder usw. Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, die Tröpfchen auf feste Hindernisse aufschlagen zu lassen, Die Vorrichtung nach ; der Erfindung umfasat in erster Linie eine Kammer, Mittel um das oder die zu behandelnden Qase dort umlaufen zu lassen, mindestens eine Abstrahlvorrichtung oder eine Serie von Abstrahlvorrichtungen feiner Fl2ssigkeitströpfchen, um ein Volumen an Tröpfchen oder eine Wolke zu achaffen, Mittel zum Nieder schlagen dieser Wolke stromab gegenüber der Abgabeiror richtung und in der Richtung der Bewegung des Gases, sowie Mittel, um die niedergeschlagene Flüssigkeit zu sammeln und gegebenenfalls wieder in den Kreislsuf einzubringen.
Eine verbesserte Ausführungsform der Vorrichtung umfasst in der gleichen Kammer eine Folge von mehreren Abgabe-Vorrichtungen oder Reihen ron Abgabevorrichtungenm und Nieder schlagsmittel, die mehrere "Kontaktstufen" des Gases mit den Tröpfchnvolumen der po Flüssigkeit darstellen.
Die Kammer besteht Je nach Bedarf aus einem behalter, einem Tuni, einer Ummantelung einer Leitung oder einem Rohr, deren Querschnitte und Profile von Fall zu Fall verschieden sein können. Die Querschnitte können insbesondere kreisförmig , elliptisch, vieleckig usw. sein. Obwohl die gerade Porm in der Längsrichtung die einfachste ist, kann es auch günstig sein der Kammer, insbesondere dann, wenn sie aus einer Leitung besteht, eine gebogene Linienführung su geben, insbesondere spiralförmig oder eine gebrochene Linie0 Die Länge der Kammer, d.h. die Abmessung, längs der das Gas umlaufen muss, kann waagerecht, senkrecht, schräg oder nach mehreren Winkeln oder Kurven gleichzeitig gelagert seine Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform iat die Kammer gegenüber der Waagrechten. geneigt und zwar vorzugesweise unter einem Winkel von etwa 45°.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht jede Abgabevon1ichtung für die Tröpfchen aus einer gansen Reihe von Düsen, die in einer gleichen Querebene der Kammer liegen. Die Öffnungen der Düsen sind nach der stromab gelegenen Seite des Gasstromes gerichtet. Mehrere Reihen von Abgabeeinrichtungen, die in mehreren Querebenen der Kammer stromauf der Niederschlagsmittel liegen, gestatten es so große und dichte Tröpfchenvolumen zu erzielen als erwünscht ist.
Da@ Verfahren und Gerä@ with der Erfindung Können au sehr verschiedenen Zwecken verwendet werden: Chemische Reaktionen zwischen Gas und Flüssigkeiten oder Suspensionen, Entstauben von Ges, Sanieren von gas oder Rauch vor Abgabe in die Aussenluft, Wiedergewinnung flüchtiger Lösungsmittel mit Hilfe schwererer Flüssigkeiten, Wärmeaustausch zwischen Gas und Flüssigkeit, Trockung eines Gasea durch ein flüssiges Dehydriermittel und alle anderen Behandlungen, die eine innige Berührung zwischen einem Ges und einer Suspension von Feststoffen in der Flüssigkeit andererseits erfordern.
Weiters Merkamls und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in der bei gefügten schematischen zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels.
-Fig0 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Teil der Vorrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 zeigt abenfalls in schematischer Ansicht einen.
Längsschnitt durch eine vollständige Vorrichtung.
In der Kammer 1 i*n Fig. 1 ist die Flüssigkeitszuleitung 2 gezeigt, die es Düsen 9 speisen. Diese letzteren, von denen vier nebaneinander in Fig. 1 gezeigt sind, sind in Wirklichkeit in genügender Anzahl über den gesamten Querschnitt senkrecht zur Ebene der Zeichnung angeordnet.
Die Düsen 3 geben Flüssigkeitsstrahlen in konischen Oberflachen 4 ab, die sich bei 5 schneiden, um die dichte Wolke von Tröpfchen 6 zu bilden, Die Stlirge der dichten Wolke geht von 5 bis 70 Sie kann durch die ibgabemenge der Düsen verstellt werden und auch durch die der zu behandelnden Gase, die in Richtung des Pfeiles herangeführt werden, der links in der Figur gezeigt ist. Die Särke der Wolke kann ich bis zu 8 erstrecken.
Bei 8 ist ein 8ystem von Prallblschen gezeigt, die ein kontinuierliches Hindernis silber den gesamten Querschnitt der Katmer 1 bilden, Diese Prallbleche bestahen aus schrägen Klingen, Gittern oder anderen bekannten Elementen0 Sishalten die mitgerissenen Tröpfchen auf und lassen das Gas hindurchtreten.
Die aus den auf den Prallblechen 8 niedergeschlagenen Tröpfchen bestehend FlUssigkeit läuft durch nichtgezeigte Rinnen oder Kanäle zu einem Sammler 9, von dem aus die Flssigkeit wieder abgenommen wird.
Es ist gezeigt, daß das die Wolke 6 durchströmende und mit sich reißende Gas sich in äusserst inniger Berührung mit der sehr fein verteilten Flüssigkeit befindet.
Die Erfindung stellt in der Tat eine beträchtliche Be zührungs-Oberfläche herO Die Wirkung zwischen Gas und Flüssigkeitswolke tritt in dem Haum zwischen den Düsen 3 und den Prallblechen 8 ein und hauptsächlich zwischen der Ebene der Schaffung der Wolke 5 und den Prallblechen 84 Wegen des parallelen Strömens zwischen dem Gas und den Flüssigkeitsstrahlen wird der Eingabeverlust in dem Gerät sehr verringert.
Es ist klar, daß die Mengen, die Geschwindigkeiten des Gases und der Flüssigkeit, der Winkel am Scheitelpunkt der Strahlen, die Stärke der Wolke, der Abstand zwischen Düsen und Prallblechen usw. je nach der durchzuführenden Behandlung veränderlich sein können. Es kann jedoch für den Fall der Reinigung von Rauchgasen durch Ammoniakwasser klargestellt werden, daß die folgenden Bedingungen vorzuziehen sind: Druck in den Düsen 1-3kg/cm2; Durchlaufgeschwindigkeit des Gases 1 1 lo m/see und am meisten 2 1 6 m/sec. ; Höhe der Kegel 4 in der Größenordnung von 2o cm; Abstand zwischen den Düsen und den Prallblechen 2G bis 200 cm, vorzugsweise 30 - 70 cmO Es ist im allgemeinen vorteilhaft, daß der Winkel am Scheitelpunkt der Flüssigkeitskegel 4 in der Größenordnung von 90° liegt, aber er kann innerhalb weiter Grenzen verschienen sein.
Die Einzelheiten eines vollständigen Gerätes sind als nicht beschränkendes Beispiel in Fig. 2 angegebene Die Kammer 1 der Fig. 2 ist um 450 geneigt. Sie wird von dem. Gasstrom durchflossen, der bei lo ankommt und durch Berieselung mit Wasser bei 11 gekühlt wird, Der untere Teil 12 der Einrichtung dient als hydraulische Absperrung.
Die Berieselung bei 13 stellt eine Vorbehandlung des Gases mit der Flüssigkeit 14 dar, die von der eigentlichen Behandlung kommt und ausserdem bei 15 abgeleitet wird. Die Bezugszeichen 16, 16' und 16" bezeichnen die Pumpen fUr den Unlauf der Flüssigkeiten.
Eine Einspritzung von Reaktionsteilnehmern - beispielsweiße A-noniak - findet bei 17 statt und zwar mit, Hilfe einer Reihe von Düsen, wie diejenigen, die bezüglich Fig. 1 beschrieben sind oder anderer Düsen.
Eine Rinne 18 auf den Innenwandungen der Kammer 1 dient dasu die Ablaufflüssigkeit zu sammeln, um sie in die Wann. 19 zu leiten0 Zwischen 3 und 8 ist die heihe der Düsen der Fig. 1 gezeigt, die die Wolle 6 erzeugen, warauf eine zweite Reihe von Düssen 3' folgt, um eine neue Wolke 6' zu schaffen.
Die Düsen 3 und 3' werden durch die. Leitung 2 mit Hilfe der Pumpe 16' gespeist und zwar mit der Fl2ssigkeit aus der Wanne 19, die bereits die Flüssigkeit enthält, die als Ablaufflüssigkeit von 18 kommt.
Die Tröpfchen der. wolken 6 und 6', die von dem Gas mitgerissen werden, werden auf die Prallblsche 8 niedergeschlagen9 von wo sie durch 9 in die Wanne 19 fliessen.
Die Flüssigkeit, die sie bilden, sird demgemäß teilweise in den gleichen Düsen 2 - 3' wieder verwendet, wd-hrend der Überschuß durch den Überlauf 22 in die Endwane 14 läuft.
Eine zweite Behandlungsstufe besteht aus den beiden Serien von Düsen 103 und 103' stromab der Pralllatten 8.
Auf diese Art und Weise werden zwei weitere aufeinanderfolgende Wolken 106 und 106' geschaffen, deren vom Gas mitgerissene Tröpfchen auf die Endprallplatten 108 geschleudert werden und durch den Sammler 1o9 in die Wanne 20 fliessen.
Die Düssen. der Serien 103 und 103' werden über die Leitung 120 mit der Flüssigkeit gupeist, die aus der Wanne 20 entnommen wird. Diese Wanne wird ausserdem mit frischer Behandlungsflüssigkeit gespeist, die von 21 her kommt.
Der Überschuß an Flüssigkeit flie@st durch den Überlauf 23 in die Wanne 19. Auf diese Art und Weise wird ein methodisches Inberührungbringen zwischen dem Gas und der Behandlungsflüssigkeit in den drei Niveaus des Gerätes erreicht, denen die Wannen 14, 19 und 20 entsprechen0 Das behandelte Gas verlässt die Kammer 1 durch einen niedrigen gewdlbten .il 24, der als hydraulische Dichtung dient0 Die Vorrichtung kann selbstverständlich mit Flussigkeiten verschiedener Art in den Wannen 14, 19 und ?o arbeiten, in welchem Falle die Überläufe 22 und 23 in andere Behälter geleitet werden0

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e lo Verfahren zum Inberährungbringen von sich bewegendem Gas mit Flssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren eines geschlossenen Raumes ein oder mehrere Volumen feiner Flüssigkeitströpfchen erzeugt werden1 das Gas durch die Volumen geleitet wird, wobei es die Tröpfchen mit sich reisst, um sie anschliessend gas oder teiivieise auf physikalischem Wege niederzuschlagen und die so niedergeschlagene Flllssigkeit abzutrennen.
20 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennte Flüssigkeit wiederverwendet Wird, um ein Volumen feiner Tröpfchen zu erzeugen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die feinen Tröpfchen durch Überschneidung einer Vielzahl von Flüssigkeitsstrahlen gebuildet werden.
40 Verfahren nach Anspruch in dadurch gekennzeichnet, daß -aas Niederschlagen der Tröpfchen durch Beaufschlagung starrer Flächen bewirkt wird.
50 Vorrichtung für die Behandlung von sich bewegenden Gasen durch Flüssigkeitne, gekennzeichnet durch eine Kammer, Mittel für den Umlauf eines Gases in dieser, ein oder mehrere Aussendevorrichtungen oder Reihen von Aussendevorriohtungen von feinen PlUssigkeitströpfchen in das Innere der Kammer, die in Ebenen quer zum Strömungsweg der Gase liegen, Niederschlagseinrichtungen für die Tröpfchen, die stromab gegenüber den genannten Abstrahlvorrichtungen liegen, so wie Sammler, um die von den genannten Niedersenlage einri richtungen angehaltenen Flüssigkeitströpfchen zu sammeln.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer aus einem Kasten, einem Turm oder einer Deitung von kreisförmigen, elliptischen, vieleckigen oder anderem Querschnitt besteht, wobei die Länge der Kammer gerade, geknickt oder gewellt sein kann.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Kammer wasgrecht, senkrecht oder gegenüber der Waagrechten geneigt ist, vorzugsweise unter einem Winkel in der Größenordnung von 45°.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprtlche 5, 6 oder 7 7, dadurch gekennseichnet, daß nehrere Reihen von Abgabevorrichtungen für die Tröpfchen und von Niederschlagseinrichtungen Je nach der Länge der Ksiirner vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche von 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Abgabevorrichtungen Je aus einer Vielzahl von Düsen bestehen, die in einer gleichen Quereben der Kammer angeordnet und so beschatten sind, daß sie kegelförmige Strahlen' erzeugen, die sich miteinander schneiden. loo Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 @ 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Reihen von Abgabe-Vorrichtungen in verschiedenen Querebenen der Kammer stromauf von den Niederschlagsmitteln vorgesehen sind0 llo Vorrichtungen nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis lo, dadurch gekennzeichnet, daß die genahnte@ Niederschlagseinrichtungen aus Prallplatten bestehen, die- in einem Querschnitt der Kammer angeordnet sind und diesen Querschnitt vollstpndig einnehmen.

12. Vorrichtung nach einem oder mebreren der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Kanäle, Wannen und Pumpen vorgesehen sind, um die Fltlssigkeit oder Flüssigkeiten, die aus den Niederschlagsvorrichtungen gesamnelt wurden, wieder su den Tröpfchenabgabevorrichtungen zu führen.

130 Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel für das Einspritzen von Reaktionsteilnehmern in die Kammer an geeigneten Stellen angeordnet sind0 144 Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer mit Heiz- und/oder K2hleinrichtungen $versehen ist, sowie mit hydraulischen sperren am Einlaß und am Auslaß.