DK150785B - Apparat til behandling af stoffer i en flydende fase med en varm gas - Google Patents

Description

150785

Opfindelsen omhandler et apparat til behandling af stoffer i en flydende fase med en varm gas og omfattende konstruktionsdele af den i krav l's indledning angivne art.

Fra tysk fremlæggelsesskrift nr. 2 528 559 kendes et 5 apparat til forbrænding af et flydende brændstof, der indsprøjtes i et af en perforeret cylinderflade afgrænset rum, mens luften til forbrændingen indføres fra en skruelinieformet strøm omkring den perforerede cylinderflade, og fra norsk fremlæggelsesskrift nr.

10 145 296 er det kendt via et "hoved" at tvinge en sådan skruelinieformet luftstrøm gennem en åbning med et mindre tværsnitsareal til en større behandlingsbeholder og at indføre en væske, der ønskes varmebehandlet, aksialt ved denne åbning, idet luftstrømmen har en meget stør-15 re bevægelsesmængde end væskestrømmen og medriver væsken i dette "hoved".

Det har i praksis vist sig, at opvarmningen af dette "hoved" indvirker skadeligt på symmetrien af den hvirvel-brøndsagtige strømning, hvilket nedsætter apparatets 20 tilsigtede ydelse.

Opfindelsen har til formål at afhjælpe denne ulempe ved at undvære det pågældende "hoved" og anvende de varme generatorgasser til en direkte dannelse af hvirvelbrønden til spredning af væskepartiklerne.

25 Forsøg har overraskende vist, at dette kan lade sig gøre, selv om der ud for indsnævringen opstår meget store temperaturgradienter, af størrelsesordenen op til flere hundrede °C pr. cm.

150785 2

Apparatet ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved den i krav l's kendetegnende del angivne konstruktion.

Den indvendige skillevæg er fortrinsvis aftagelig og perforeret med cirkulære huller langs en strækning, der er 5 en funktion af varmeafgivelsen og af gastemperaturen. I det mindste ved den øvre, lukkede ende af apparatet skal forholdet imellem huldiameteren og vægtykkelsen overstige 5, og der bør være mindst seks huller fordelt langs mindst én cirkel, men fortrinsvis langs flere cirkler 10 på vægfladen. De fleste huller anbringes på skillevæggens øvre del for at fremme blandingen af de stoffer, der skal bringes i berøring med hinanden, og for at kunne forvarme en del af disse stoffer uden at beskadige inder-væggene som følge af den udviklede reaktionsvarme. Den 15 samlede overflade af hullerne på skillevæggens nedre del kan være meget lille, eksempelvis mellem 0,1 og 0,01 af hullernes samlede overflade.

Betegnes den indvendige middeldiameter af den ydre kappe med og diameteren af den perforerede skil- 20 levæg med Do, er ^1 “ D2 fortrinsvis beliggende ^ 2 imellem 1 og 10 cm alt efter mængden af den skrue-linieformede strøm. Diameteren D2 bestemmes som funktion af den samlede varmefrigørelse fra reaktionen og ligger fortrinsvis imellem 0,4 og 0,5 Æ mm, hvor 25 k er det antal kilokalorier, som brændstoffet afgiver pr. time ved forbrændingen, eller i almindelighed den fremkaldte reaktion. D2 bør ikke være under 500 mm, når der i den retliniede strøm indføres et viskost reagerende middel, eksempelvis svær brænd-30 selsolie, der skal dispergeres fint og homogent.

Bevægelsesmængden i den hvirvelbrøndsformede strøm skal være stor i forhold til væskernes, mindst 100 og fortrinsvis 1.000-10.000 gange større. Væskernes hastighed 150785' 3 nedsættes i øvrigt til det for deres kontinuerlige strømning minimalt krævede, medens gassernes hastighed kan forblive temmelig lille for ikke at kræve kraftige tryk.

5 Det hvirvelomstrømmende stof er i almindelighed en gas, som eventuelt medfører opslæmmede faststoffer eller væsker, der skal bringes i berøring med de ak-sialt indførte stoffer. Et tryk på 200-500 g/cm^ over det i åpparatets bageste del herskende tryk er 10 tilstrækkeligt til at sikre en god drift af apparatet.

Den af strømmen fremkaldte hvirvelbevægelse fremkalder et let undertryk i den aksiale del, så at der kan opstå en væskestrømning i det indvendige rør uden at skulle udøve et tryk på denne væske.

15 Opfindelsen forklares nærmere nedenfor i forbindelse med tegningen, hvor: fig. 1 viser et apparat ifølge opfindels.en til almindelig behandling af en væske med en varm gas, fig. 2 viser apparatet med et ved udløbet fra behand-20 lingszonen anbragt efterbehandlingsapparat, især til støvudskilning, og fig. 3 viser apparatet med et tilsluttet afkølingsapparat .

Som vist på fig. 1 omfatter apparatet ifølge opfin-25 delsen et forbrændingskammer 1 og et behandlingskammer 2.

Forbrændingskammeret 1 omfatter en kappe 3, som ved sit øverste parti er aflukket med en dækplade 4, i hvilken der er udsparet en åbning til anbringelse af 4 150785 et forstøvningsorgan 5.

Forbrændingskammeret 1 omfatter et ringformet rum 6, som indadtil afgrænses af en cylinder 7, som er perforeret i den øvre del.

5 En gas indføres tangentialt igennem et rør 8, der udmunder i det ringformede rum 6.

Kappen 3 udløber i et konisk konvergerende område 9 med en indsnævring 10, i hvilket der i kammeret l's symmetriakse udmunder et bøjet rør 11 i det væsentlige 10 i højde med indsnævringen.

Behandlingskammeret 2 består af en dobbeltkegle, hvis forparti divergerer i forlængelse af indsnævringen 10.

På fig. 2 er der ved udløbet fra apparatets dobbeltkegle 2 anbragt et støvudskilningsapparat 12, der 15 omfatter en kappe 13, i hvilken der er anbragt en opfangningskegle 14 lige under dobbeltkeglen 2 og eventuelt også en væsketilgangsledning 15. Keglen 13 er selv forlænget med en cylinder 16, som muliggør en bevarelse af omdrejningsbevægelsen, og som 20 fører stofferne til en centrifugalseparator 17.

De faste stoffer udløber ved 18 og gassen ved 19.

På fig. 3 er der ved udløbet fra apparatets dobbeltkegle 2 anbragt et afkølingsapparat med et hoved 20, omfattende en perforeret væg 21, et tangentialrør 22, • . 25 et bøjet rør 23 og en cyklon 24.

Behandlingskammeret 2 behøver ikke at være udført som en dobbeltkegle, men kan frembyde et cylindrisk midterparti .

5 150785"

EKSEMPEL

Med det på fig. 2 viste apparat behandledes spildevand med et vægtindhold på 20% NaCl, 3-4% Na£S0^ og ca. 5% organiske stoffer omfattende polysulfider.

5 Den samlede højde af forbrændingskammeret 1 var 193 mm, hvoraf de 43 mm for det konisk konvergerende område 9. Diametrene af kappen 3 var 120 mm og af den perforerede væg 7 82 mm. Diameteren af indsnævringen 10 var 18 mm, den udvendige diameter af røret 11 ud for indsnæv-10 ringen 10 var 12 mm, hvilket er 2/3 i forhold til diameteren af indsnævringen 10, og den indvendige diameter af røret 11 var 4 mm. Topvinkelen af dobbeltkeglen 2 var 90°.

Luftgennemstrømningen til forbrændingskammeret 1 igennem 15 røret 8 var 60 Nm^/h og trykket 0,4 bar=4xlO^Pa. Det igennem forstøvningsorganet 5 indsprøjtede brændstof bestod af propan, hvis indsprøjtning reguleredes således, at der opnåedes en temperatur på ca. 1.000°C ud for indsnævringen 10, og en igennem røret 11 tilført 20 spiIdevandsmængde reguleredes til opretholdelse af en temperatur af størrelsesordenen 500°C ved udløbet fra dobbeltkeglen 2.

Det faste stof rummede for 30 kg behandlet spildevand 3 kg NaCl og 3 kg Na2S04. Det bemærkedes særligt, at 25 afgangsgassen ikke indeholdt fingods, og at den i det væsentlige bestod af vanddamp med spor af S02-

Claims (4)

150785 - Patentkrav :

1. Apparat til behandling af stoffer i form af en flydende, halvflydende eller dejagtig fase ved hjælp af en varm gas, omfattende et forbrændingskammer (1) og 5 et behandlingskammer (2) med en mellemliggende indsnævring (10), hvilket forbrændingskammer (1) er omgivet af en kappe (3), der foroven er aflukket ved en dækplade (4) og omslutter et ringformet rum (6), der indadtil er afgrænset af en perforeret skillevæg (7), og som 10 står i forbindelse med mindst én tangential indløbskanal (8) for en gas, og omfattende en igennem dækpladen (4) indragende aksial indløbskanal (5) for et brændstof, kendetegnet ved, at kappen (3) udløber i et konisk konvergerende område (9), i hvilket der langs 15 forbrændingskammerets (1) rotationsakse og ud for indsnævringen (10) udmunder en indsprøjtningskanal (11) for den flydende fase, og at behandlingskammeret (2) er anbragt koaksialt med og under forbrændingskammeret (1).

2. Apparat ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den inderste skillevæg (7) består af et aftageligt element.

3. Apparat ifølge krav 1-2, kendetegnet ved, at det ringformede mellemrum (6) er cylinderringfor- 2. met.

4. Apparat ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at forholdet imellem yderdiameteren af røret (11) for tilførselen af den flydende fase, og diameteren af indsnævringen (10) er mindst 1/4, fortrinsvis 2/3.