DK164024B - Medieblandende dyse - Google Patents

Description

DK 164024 B

Opfindelsen angår en medieblandende dyse af den i krav l's indledning angivne art.

Dyser af denne art tilhører således den kategori af dyser, 5 der er således udformede, at et første medium, i form af luft, og et andet medium, i form af vand opslæmmet absorptionsmateriale, under tryk kan tilføres et til dysen hørende blandekam- mer.

10 Medieblandende dyser kendes i forskellige former.

Som eksempel på teknikkens nuværende stade kan nævnes sådanne dyser, der er udformet med henblik på at frembringe en yderst finfordelt væsketåge, der bæres af en luftstråle, hvilke dyser 15 betegnes som to-medie-dyser, eftersom der i disse dyser foregår en blanding af to medier, nemlig vand og luft. For at blande to medier i sådanne dyser anvendes i reglen et gasformigt medium (luft) under tryk. Til opnåelse af finfordelingen af væsken skal det gasformige medium, hvis hastighed forøges 20 under ekspansionen, have lejlighed til at påvirke en væskeoverflade. Denne væskeoverflade skal have en hastighed, der afviger væsentligt fra det gasformige mediums hastighed, og som normalt er betydeligt mindre end denne.

25 Dyser af den ovenfor angivne art kan i princippet inddeles i to forskellige kategorier, afhængigt af deres virkemåde. Disse to kategorier adskiller sig fra hinanden med hensyn til, hvorvidt de to medier, der skal blandes, mødes i eller i hovedsagen uden for dysen. I overensstemmelse hermed betegnes den første 30 kategori som "dyser med indre blanding" og den anden kategori som "dyser med ydre blanding".

Nærværende opfindelse angår som nævnt en dyse med indre blanding. Et eksempel på en sådan er vist og beskrevet i den euro-35 pæiske patentansøgning nr. 82.110320.7 med publiceringsnummer A2 79.081.

2

DK 164024 B

I den nævnte patentansøgning beskrives en indretning med flere blandedyser med indre blanding, som hver omfatter et rotationssymmetrisk finfordelingskammer, som på den ene side står i 5 forbindelse med en væskeledning, og som på den anden side har en udløbsåbning.

Opstrøms for udløbsåbningen findes et rørformet gastilførselsmundstykke .

10 Når en væske tilføres finfordelingskammeres, danner gasstrømmen en centralt beliggende kanal i væskemassen, og denne sønderdeles til en finfordelt væsketåge, der strømmer ud gennem udløbsåbningen og uden for dysen danner en væsketågestråle 15 med en høj, stærkt entydigt rettet hastighed.

Gennem udløbsåbningen passerer således en væsketåge, som på finfordelt måde er dannet med en gas med høj hastighed og med et tryk i udløbsåbningen på ca. 3,5 bar.

20

Yderligere eksempler på dyser med en divergerende blandekanal kendes fra US-patentskrifterne nr. 4.098.851 og nr. 4.272.499.

På baggrund af den kendte teknik og især europæisk offentlig-25 gørelsesskrift nr. 79.081 er det opfindelsens formål at anvise udformningen af en medieblandende dyse, der kan anvendes i en kontaktreaktor, og hvori de første og andre medier, der skal blandes, har et højt tryk under indføringen i dysen, men hvori blandingen, når den forlader dysens udløbsåbning, har et tryk, 30 der helt eller delvis svarer til trykket omkring dysens udløbsåbning, samtidigt med, at der opnås en effektiv blanding og en effektiv trykreduktion til trykket omkring dysens udløbsåbning, idet trykreduktionen i den afgivne blanding opnås med små energitab inden for en forholdsvis kort kanal, f.eks. med 35 en længde på mindre end 100 mm, og idet det helt eller delvis undgås, at der opbygges en belægning af indtørret absorptions- 3

DK 164024 B

materiale på dysen og/eller dennes fastgørelsesorganer.

Det ovenfor angivne formål opnås ifølge opfindelsen ved en dyse af den i krav l*s indledning angivne art, som ifølge 5 opfindelsen tillige udviser de i krav l's kendetegnende del angivne træk.

Herved opnås, at blandingen forlader dysens udløbsåbning med et tryk, der fuldstændigt eller hovedsageligt svarer til tryk-10 ket omkring udløbsåbningen, hvorved en aflejring af absorptionsmateriale på dysen eller dens fastgørelsesorganer forhindres helt eller næsten helt og en effektiv blanding af det omgivende forurenede medium med det blandede medium begynder umiddelbart ved kanalens udløbsåbning.

15

Hensigtmæssige udførelsesformer for dysen ifølge opfindelsen, hvis virkninger fremgår af den efterfølgende specielle del af nærværende beskrivelse, er angivet i krav 2-11.

20 Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 skematisk og set fra siden i snit viser et anlæg til tør rensning af røggasser af i princippet kendt udformning, 25 fig. 2 fra siden og delvis i snit viser en kendt medieblandende dyse med indre blanding, og fig. 3 er et snit gennem en medieblandende dyse med indre 30 blanding ifølge opfindelsen.

Fig. 1 viser en kedelcentral 1 og en varmeudveksler 2, hvoraf sidstnævnte overfører varme fra de afgående røggasser til forbrændingsluften, som indføres til kedlen gennem en blæser 35 3.

4

DK 164024B

Røggasserne passerer gennem en kanal 4 til en elektrostatisk støvudskiller 5, der gennem en kanal 5a er forbundet med en kontaktreaktor 6. Gennem kanalen 5a passerer et forurenet medium 5a1 til kontaktreaktoren 6. For-5 ureningerne kan være partikler, hydrogenchlorid, svovldioxid m.v.

I den øverste del af kontaktreaktoren 6 findes et antal blandedyser 10', der er indrettet til at blande et første medium i form af luft, der tilføres gennem en kanal 10 10a, med et andet medium i form af kalkpartikler suspen deret i vand, der tilføres gennem en ledning 10b fra en kalk- og vandblander 10c.

Gennem dysen 10' tilføres til kontaktreaktoren 6 og til det forurenede medium 5a' de i dysen sammenblandede to 15 medier, hvoraf det ene indeholder et absorptionsmateriale, der kan reagere med forureningerne i form af kalk.

Fra kontaktreaktoren 6 passerer renset medium gennem en kanal til et slangefilter 7. Det i slangefilteret 7 rensede medium passerer gennem en kanal 7a til en blæ-20 ser 8, der gennem en kanal 8a fører det rensede medium ud gennem en skorsten 9.

Således transporteres røggasserne, der er blevet renset i flere særskilte trin, ved hjælp af blæseren 8 ud gennem en skorsten 9.

25 Opfindelsen angår blandedysen 10', og denne dyse er specielt indrettet til brug i kontaktreaktoren 6 med henblik på at effektivisere rensningen af det gennem kanalen 5a passerende forurenede medium 5a'. Tilførslen til dysen 10' sker dels gennem ledningen 10b for den nævnte suspension 5

DK 164024 B

af absorptionsmateriale i vand, dels gennem ledningen 10a for gas eller gasblanding, fortrinsvis luft, således at disse to medier kan blandes effektivt i et dertil indrettet rum og gennem en munding eller udløb sprøjtes ud over 5 det indre 6' af kontaktreaktoren 6.

Figur'2 viser én kendt blandedyse 10, der er udformet i overensstemmelse med det interne blandeprincip. Den i figur 2 viste dyse 10 består af et symmetrisk udformet centrallegeme 15, hvori der er udformet et hulrum 12, 10 hvori en central væskestamledning 18 udmunder. I den viste udformning er dysen 10 forsynet med tre symmetrisk anbragte tågemundstykker 16, hvoraf to er synlige i figuren. Antallet af tågemundstykker afhænger imidlertid af anvendelsen, og kan variere mellem tre og ti. Hvert tåge-15 mundstykke 16 består af et rørformet hus 16a, i hvis yderende der er udformet en cirkelrund udløbsåbning 14 med en diameter mellem 1 og 10 mm. Indeni tågemundstyk-ket 16 er der udformet et rotationssymmetrisk finfordelingskammer 13. Opstrøms fra udløbsåbningen 14 er der 20 anbragt et rørformet gasmundstykke 17, der er forbundet med en lufttilførselsledning 11.

Når der gennem ledningen 18 til dysen 10 tilføres væske (vand med deri opslemmet kalk), fyldes både finfordelingskammeret 13 og hulrummet 12 med væske. Væsken til-25 føres under et tryk på mellem 2 og 12 bar.· Når der til gasmundstykket 17 med et tilstrækkeligt højt tryk, d.v.s. højere end væsketrykket, tilføres gasformet medium, der er bestemt til finfordeling af væsken, fremkommer der en gasstråle gennem finfordelingskammeret 13.

30 I den snævreste del af tågemundstykket 16, d.v.s. ved dettes udløbsåbning 14, vil der således optræde en tofase-strømning, og gasstrømmen vil sønderrive væskepartikler til dannelse af en finfordelt tågestråle 19.

6

DK 164024 B

Et problem med en dyse af den i figur 2 viste art består i, at der i åbningen 14 vil optræde et tryk på ca. 3,5 bar, hvad der medfører, at der i området 16b omkring udløbsåbningen 14 optræder "bagblandingshvirvler", hvad der i prak-5 sis vil medføre, at partikler, der er opslæmmet eller opløst i væsken, vil samle sig på dysen tæt ved udløbsåbningen 14.- Denne ansamling af partikler medfører en væsentlig ændring af de aerodynamiske betingelser omkring dysen, og forringer derved også dysernes virkning. Desuden er det 10 besværligt med visse tidsmellemrum at skulle træffe foranstaltninger til rensning og rengøring af dyserne for sådanne ansamlinger.

Ifølge opfindelsen anvises nu en i figur 3 i snit vist blandedyse 10', som løser det nævnte problem og er spe-15 cielt indrettet til anvendelse i en kontaktreaktor med henblik på at blande et første medium med et andet medium, hvori medieblandingen skal anvendes til rensning af et forurenet medium, der tilføres kontaktreaktoren, ved at den nævnte medieblanding, der indeholder et absorptions-20 materiale, sædvanligvis kalk, der reagerer med forureninger til det forurenede medium. Det første og det andet medium kan under overtryk tilføres et fælles, til dysen 10' hørende blandekammer 13*. Det første medium, i form af luft, ledes gennem en lufttilførselsledning 11', mens 25 det andet medium, i form af befugtede eller i vand opstemmede kalkpartikler, tilføres dysen 10' gennem en væsketilførselskanal 12'. På denne måde tilføres begge de nævnte medier blandekammeret 13'.

Ifølge opfindelsen står blandekammeret 13' i forbindelse 30 med en nedstrøms beliggende blandekanal 20. Blandekanalen 20 divergerer fra blandekammeret 13' på en sådan måde, at trykket i kanalens munding 20a i hovedsagen eller helt svarer til det tryk, der optræder i omgivelserne 21 i nærheden af kanalens munding. En vægdel 20b i blandekana-

DK 164024 B

7 len 20 har således cirkelrundt tværsnit og divergerer mod mundingen 20a. Kanalen 20 omfatter imidlertid nærmest blandekammeret 13' en fra dette kammer konvergerende vægdel 20c med cirkelrundt tværsnit.

5 Blandekanalen 20 bør, navnlig hvad angår den divergerende vægdel 20b, have en længde, der er større end 10 mm men mindre end 100 mm, fortrinsvis fra 15 til 30 mm.

Et første medium "A", i form af en gas eller en gasblanding, 10 sædvanligvis luft, bringes til at strømme gennem de centrale dele af blandekanalen 20 i form af en luftstråle 22. Det andet medium "B" i form af en væske, med heri op-slæmmede partikler, bringes til at strømme langs med kanalens konisk divergerende vægdel 20b i form af en i hoved-15 sagen konisk hul stråle 23.

Den hule stråle 23 flyder under forholdsvis høj friktion langs med vægdelene 20c henholdsvis 20b, men sønderdeles / ved sin centrale del af luftstrålen 22, der har en betydelig højere hastighed end strålen 23, og efterhånden som 20 strålerne 22 og 23 vandrer henimod mundingen 20a vil der, forudsat at væskeandelen ikke er ubetydelig, under en irreversibel medietransport dels ske en trykformindskelse, eventuelt i form af trykstød, dels en hastighedsformindskelse. Ved mundingen 20a har blandingen "C" et tryk, som 25 helt eller i alt væsentligt stemmer overens med trykket i omgivelserne 21 omkring mundingen 20a på blandekanalen 20.

Blandingsforholdet i medieblandingen "C" kan reguleres ved $ hjælp af en på tegningen ikke vist regulering af overtryk- 30 ket i det første og/eller det andet medium.

8

DK 164024 B

Opfindelsen beskæftiger sig med en kontaktreaktor, hvori det første medium "AM består af luft og det andet medium "B" af kalk, der er opslæmmet eller delvis opløst i vand, en såkaldt vælling. Luftstrålen 22 i blandekanalen 20 sønder-5 deler vællingen til dannelse af fine vanddråber med kalkpartikler, bl.a. takket være den friktion, som den hule væskestråle 23 danner med blandekanalens divergerende vægdel 20b, især i nærheden af kanalens snævreste del.

Væggen i blandekanalen 20 har en langsomt aftagende tyk-10 kelse, og ender i en ringformet æg 24, der danner kanalens munding 20a, med henblik på at eliminere eventuelt optrædende mindre "bagblandingshvirvler". Denne udformning medfører endvidere den fordel, at gasformigt forurenet medium, der befinder sig omkring mundingen 20a,ved denne munding 15 sammen med blandingen "C" vil strømme ind i reaktorrummet.

En effektiv iblanding af det forurenede medium i strålen med blandingen "C" begynder derfor allerede ved mundingen 2 0a ·

Ved at blandekanalen 20 har en fra blandekammeret 13' di-20 vergerende vægdel 20b med cirkelrundt tværsnit, opnås en udformning, som med hensyn til de rådende trykforhold og på grund af irreversible processer medfører en formindskelse af hastigheden og en sænkning af trykket, efterhånden som blandingen passerer gennem kanalen.

25 I det i figur 3 viste udførelseseksempel kan lufttrykket i lufttilførselsledningen 11' være op til 12 bar, mens væsketrykket i væsketilførselskanalen 12' kan være op til 8 bar, dog således, at lufttrykket altid vælges højere end væsketrykket. Endvidere er diameteren "dl" af mundingen på 30 lufttilførselsledningen 11* noget mindre end diameteren "d2" i den snævreste del af blandekanalen 20, og diameteren "d2" er igen betydeligt mindre end diameteren "d3" ved kanalens munding 20a. I det viste eksempel er diameteren "dl" 3 mm, mens diameteren "d2" er 5 mm og diameteren "d3" 35 10 mm.

Claims (10)

1. Medieblandende dyse (10') til i forbindelse med en kontaktreaktor (6) at blande et første medium "A", fortrinsvis 5. form af luft, med et andet medium "B", fortrinsvis i form af fugtige eller i vand som en vælling suspenderede kalkpartikler, ·idet medieblandingen "C" anvendes til rensning af et til kontaktreaktoren (6) tilført forurenet medium (5a1) ved hertil at tilsætte medieblandingen "C", der indeholder et 10 med det forurenede mediums forureninger reagerende absorptionsmateriale, og idet det nævnte første medium "A" og det nævnte andet medium "B" under overtryk tilføres et til dysen (10') hørende kammer (13'), der står i forbindelse med en til blanding af det første medium "A" og det andet medium "B" bestemt 15 kanal (20), kendetegnet ved, at blandekanalen (20) har et sådant fra kammeret (13·) divergerende tværsnit (20b), at trykket i kanalens (20) munding (20a) i alt væsentligt vil stemme overens med trykket i kanalmundingens (20a) omgivelser (21). 20

2. Dyse ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kanalen (20) i sin nærmest kammeret (13') beliggende ende har en del (20c) med i strømningsretningen konvergerende form.

3. Dyse ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at kanalens (20) længde er større end 10 mm og mindre end 100 mm, og fortrinsvis er mellem 15 og 30 mm.

4. Dyse ifølge et eller flere af kravene 1-3, k e n-30 detegnet ved en sådan indretning, at et første medium "A" i form af en gas eller gasblanding strømmer gennem kanalens (20) centrale dele, og at et andet medium "B" i form af en med partikler blandet gas og/eller væskeblanding strømmer langs kanalens (20) indadvendende vægdele (20b). 35

5. Dyse ifølge et eller flere af kravene 1-4, k e n- DK 164024B detegnet ved en sådan indretning, at de forhold, i hvilke medierne er til stede i medieblandingen, kan reguleres ved regulering af overtrykket af det første og/eller andet medium. 5

6. Dyse ifølge et eller flere af kravene 1-5, k e n-dete.gnet .ved, at det første medium "A" består af luft, og det andet medium "B" består af i vand opslæmmet eller delvis opløst kalk (vælling), idet en luftstråle (22), der er centre- 10 ret i kanalen (20), sønderdeler blandingen af kalk og vand.

7. Dyse ifølge et eller flere af kravene 1-4, kendetegnet ved, at kanalens (20) vægtykkelse aftager langsomt for i hovedsagen at ende i en ringformet æg (24). 15

8. Dyse ifølge krav 6, kendetegnet ved kanalens (20) fra kammeret (13') divergerende del (20b) er således udformet, at den med hensyn til de rådende trykforhold og på grund af irreversible effekter medfører en formindskelse 20 af både hastighed og tryk, medens blandingen passerer kanalen, når vægtforholdet mellem væske- og luftstrøm er større end 1:10.

9. Dyse ifølge krav 4, 5, 6 og/eller 8, kende- 25 tegnet ved, at det første medium "A" tilføres kammeret (13') gennem et mundstykke, hvis strømningstværsnitsareal (dl) er mindre end kanalens (20) mindste strømningstværsnitsareal (d2) .

10. Dyse ifølge krav 6, kendetegnet ved, at kanalens (20) fra kammeret (13') divergerende del (20b) er således udformet, at den med hensyn til de rådende trykforhold medfører en overlydshastighed i udløbet, når i hovedsagen kun luft strømmer ud, men en hastighed under lydhastigheden på 35 grund af irreversible effekter under normal væsketilførsel. DK 164024 B net ved en sådan indretning, at trykket i kanalens divergerende del reduceres til i det væsentlige at falde sammen med trykket i omgivelserne ved mundingen.