DK170764B1 - Apparatur til ved hjælp af en gas-væskeberøring at behandle en opslæmning - Google Patents

Description

DK 170764 B1 i

Opfindelsen angår et apparat til at behandle en opslæmning ved hjælp af gas-væskeberøringsmetoden eller ved at blæse en gas ind i opslæmningen. Apparaturet ifølge opfindelsen kan anvendes til oxidering af sulfitter i et apparatur til på basis af den våde kalk-gipsproces at afsvovle forbrændingsgasser.

5

Anlægget til våd afsvovling af forbrændingsgasser består af et apparatur til oxidering af de under reaktionen dannede sulfitter. Luften indblæses gennem et indblæsnings-rør med et stort antal indblæsningshuller, som er place-ret ved bunden af den absorberende væsketank, og omrøringen tilvejebringes af roterende omrøringsblade, som er anbragt oven over indblæsningsrøret. Ved den anden metode indblæses der ligeledes gas, og de dannede gasbobler splittes op i mindre bobler. Dette opnås ved hjælp af ro-15 terende omrøringsblade og et stort antal i disse indrettede gasindblæsningshuller.

Førstnævnte metode lider imidlertid af den ulempe, at indblæsningshullerne må have en lille diameter, og antal-2Ω let af indblæsningshullerne må være stort, da det meste af den gas, der blæses ud af hullerne, danner bobler med en forholdsvis stor diameter, og sådanne bobler lader sig ikke let splitte op i mindre bobler ved hjælp af de roterende omrøringsblade.

25 I modsætning hertil er sidstnævnte metode indrettet til at blæse gas ud gennem de i omrøreren indrettede åbninger med henblik på at dispergere gassen jævnt i væsken. I forhold til førstnævnte metode er fordelen ved denne me-30 tode, at den arbejder med et enkelt apparatur, og der opnås en god gas-væskeberøringseffektivitet.

Det til sidstnævnte metode anvendte apparatur er skematisk vist i fig. 4, som refererer EP-A-0 246 180 33 (DK ans. nr. 2373/87). I fig. 4 ses en væskelagertank 6, 2 DK 170764 B1 som indeholder en væske 10, der skal behandles. Yderligere ses en hul, roterbar aksel 3, som er forsynet med en hul omrøringsstang 21 med et stort antal gasindblæsnings-huller 20. Omrøringsstangen 21 bringes til at rotere af 5 en elektrisk motor 9. En gas 11 føres ind gennem den hule, roterbare aksel 3 og den hule omrøringsstang 21 for slutteligt at blive blæst ud gennem dennes udblæsning 20.

I dette apparatur kan der dannes meget små bobler, da gassen tilføres gennem omrøringsstangen 21, medens denne 10 bevæger sig, således at der bag stangen dannes en zone, som gradvist spredes i små bobler.

Ved hjælp af det i fig. 4 viste konventionelle apparatur kan der opnås en forbedret gas-væskeberøringseffektivi-15 tet, fordi apparaturet producerer meget små bobler ved hjælp af den hule omrøringsstang, som under rotationen danner en gaszone bag sig, der gradvist spredes i små bobler.

20 Dette apparatur fungerer imidlertid ikke tilfredsstillende, når det anvendes til at behandle en opslæmning ved hjælp af gas-væskeberøring, da det ikke kan undgås, at der sprøjter opslæmning ind i den hule omrøringsstang gennem indblæsningshullerne. Den således Indsprøjtede op-25 slæmning bygger sig op som en skal omkring de enkelte indblæsningshuller og lukker dem til sidst helt til. Dette apparatur har yderligere den ulempe, at der kan trænge opslæmning ind i den hule omrøringsstang og danne en skal i denne, når gastilførslen ophører. Dette kan medfører, 30 at udstrømningshastigheden af den gas, der blæses ud af de enkelte omrøringsstænger, varierer fra den ene omrøringsstang til den anden. Denne variation af udstrømningshastigheden får omrøringsstangen til at vibrere og forstyrre omdrejningerne.

I fig. 5 ses skematisk, hvorledes skallen er bygget op inde i omrøringsstangen. Som vist, findes der en hård 35 3 DK 170764 B1 skal 22, som er bygget op på omrøringsstangen 21’s inderside på den modsatte side af gasindblæsningshullet 20. Denne skal er for hård til at kunne blive vasket ud af vand. En hård skal har desuden lukket sig om nogle af 5 indblæsningshullerne 20'. Desuden ses en ophobning 23, som består af en blanding af hård skal og blød skal, og som sidder på omrøringsstangens inderside mellem indblæsningshullerne 20 og omrøringsstangens ende.

10 Det er formålet med opfindelsen at anvise et apparat af den indledningsvis nævnte art, som er fri for ovennævnte ulemper og kan behandle en opslæmning ved hjælp af gas-væskeberøring med høj effektivitet over en lang tidsperiode, uden at der opstår problemer som følge af en 15 skal, der hober sig op inde i omrøringsstangen.

Dette opnås, idet apparatet ifølge krav l's indledning til ved hjælp af gas-væskeberøring at behandle en opslæmning er ejendommeligt ved, at gastilførselsrørene er ind-20 rettet til at føre gas til den negative trykzone, som dannes bag omrøringsstængerne under disses rotation, hvorved gastilførselsrørenes udmundinger er placeret bag ved omrøringsstængerne, og disse stænger er ved oversiden forsynet med en plade, som tjener til at stabilisere det 25 negative tryk og strækker sig i modsat retning af omrøringsstængernes rotationsretning, samt med en stænkeskærmplade, som er monteret under hver af gastilførselsrørenes udmundinger.

30 Ved hjælp af apparatet ifølge opfindelsen opnås en høj gas-væskeberøringseffektivitet i forbindelse med behandlingen af en opslæmning som følge af den negative trykstabiliseringsplade, som er fastgjort på omrøringsstangens overside og strækker sig i modsat retning af omrø-35 ringsstangens rotationsretning. Denne plade bidrager til at danne en negativ trykzone bagved omrøringsstangen under dennes rotation. Den negative trykzone tiltrækker 4 DK 170764 B1 gassen, der bliver til meget små bobler, som spredes i opslæmningen. Hertil kommer, at apparatet ifølge opfindelsen er i stand til stabilt over en lang tidsperiode at behandle en opslæmning, da apparatet ikke har omrørings-5 stænger og indblæsningshuller som er tilbøjelige til at lukke til som følge af tilbagestrømning af væske.

Apparatet ifølge opfindelsen er forsynet med en stænkeskærmplade under hver gastilførselsrørs udmunding. Denne 10 skærmplade forhindrer, at opslæmningssprøjt trænger ind gennem gastilførselrørenes åbninger og hober sig op som en skal i rørene.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor under henvisning 15 til tegningen, hvor fig. 1 viser skematisk en udførelsesform for et apparat ifølge opfindelsen til behandling af en opslæmning ved hjælp af gas-væskeberøringsmetoden, 20 fig. 2 set i perspektiv de vigtigste af de til det i fig.

1 viste apparat hørende dele, fig. 3 et snit i pilenes retning efter linien A-A i fig.

25 2, fig. 4 skematisk et konventionelt gas-væskeberøringsappa-rat, og 30 fig. 5 en skematisk illustration af, hvorledes der ophobes skal i den hule omrøringsstang, når det i fig. 4 viste apparat anvendes.

Fig. 1-3 viser et apparat til behandling af en opslæmning 35 ved hjælp af gas-væskeberøring. Dette apparat omfatter en væskelagertank 6, som indeholder en opslæmning 7, en vertikal, hul, roterbar aksel 3 med en gastilgang for oven, 5 DK 170764 B1 og et antal horisontale omrøringsstænger 1, som er fastgjort på den roterbare aksel 3's nedre endedel. Den horisontale omrøringsstang har et halvcirkulært tværsnit, hvis bue vender fremad i rotationsretningen. Ved over-5 siden er omrøringsstangen 1 forsynet med en negativ tryk-zone-stabiliseringsplade 13, som strækker sig i modsat retning af omrøringsstangen l's rotationsretning og desuden fra omrøringsstangen l's forreste ende og til rotationens centrum.

10

Den hule, roterbare aksel 3 er forsynet med forbindelsesrøret 4, som hælder skråt nedefter. Hver af gastilførselsrørene 4's nedre ender er forbundet med et gastilførselsrør 2, som er ført gennem stabiliseringspladen 13.

15 Ved hjælp af dette arrangement kan en gas 11 føres ind gennem gastilgangen 8, passere gennem den hule, roterbare aksel 3 og forbindelsesrørene 4 og slutteligt blæse ud af gastilførselsrørene 2's udmundinger 2'.

20 Den hule, roterbare aksel 3 bringes til at rotere af en over væskelagertanken 6 monteret elektrisk motor 9, hvorved omrøringsstængerne 1 bringes til at dreje rundt af den hule roterbare aksel 3. Omrøringsstangen 1 er forneden forsynet med en stænkskærmplade 14, som er placeret 25 under gastilførselsrøret 2's udmunding 2' og strækker sig i modsat retning af omrøringsstangen 1' s rotationsretning. Yderligere er væskelagertanken 6 foroven forsynet med en tilgang 5 til at tilføre opslæmningen 10.

30 Når apparatet er i drift, opstår der bag omrøringsstangen 1 et negativt tryk under rotationen, og som følge af dette negative tryk dannes der i opslæmningen et hulrum, som opfyldes af den gas 11, som blæses ud gennem gastilførselsrørene 2's udmundinger 2'. Ved hulrummets bageste 35 ende spredes gassen 11 op i meget små bobler, der disper-geres i opslæmningen. Stænkeskærmpladen 14, som er monteret under gastilførselsrørene 2's udmundinger 2', for- 6 DK 170764 B1 hindrer, at opslæmningen sprøjtes op af gassen 11, som blæses ud i retning nedefter fra gastilførselsrørene 2's udmundinger 2'.

5 Fig. 2 og 3 viser, hvorledes der ved den viste udførelsesform for apparatet ifølge opfindelsen dannes små bitte bobler. Når omrøringsstangen 1 drejer rundt i pilen a's retning med en hastighed på 50-150 omdrejninger per minut, medens gassen 11 blæses ud gennem gastilførselsrø-10 rene 2's nedre udmundinger 2', danner omrøringsstangen 1 et hulrum 15 (negativ trykzone) bag sig. Dette hulrum strækker sig i næsten hele omrøringsstangen l's længde. Dette hulrum stabiliseres i form af en hale 16 som følge af stabiliseringspladen 13, som er anbragt foroven på 15 omrøringsstangen 1. Ved hulrummet 15's hale 16 spredes gassen 11 op i små bitte bobler 17, som dispergeres i opslæmningen. Halen 16 bliver kortere (kommer tættere på omrøringsstangen 1), når den kommer nærmere omdrejningscentret. Hulrummet 15, som i fig. 3 er vist i snit efter 20 linien A-A i fig. 2, bliver med andre ord kortere, efterhånden som det nærmer sig omdrejningscentret. Af denne grund skal gasforsyningsrøret 2 fastgøres til stabiliseringspladen 13 i en position, som har en vis afstand fra rotationsakslen.

25 Når omrøringsstangen 1 roterer, rammer den gas 11, som blæses ud gennem gastilførselsrøret 2's udmunding 2', stænkeskærmpladen 14 og spredes dernæst udover hulrummet 15. Dette arrangement forhindrer, at der trænger opsprøj-30 tet opslæmning ind i gasforsyningsrøret 2. Når apparatet er ude af drift, forhindres tilbagestrømning til forbindelsesrøret 4 og den roterende, hule aksel 3 gennem gastilførselsrøret 2's udmunding 2', fordi forbindelsesrøret 4 hælder skråt nedefter. Forbindelsesrøret 4's hældnings-35 vinkel (o) skal til dette formål fortrinsvis være ca.

15°. Når driften genoptages, renses den roterbare, hule aksel 3 og forbindelsesrørene 4 let for faste stoffer ved 7 DK 170764 B1 sammen med gassen 11 at tilføre vaskevand 12.

Med henblik på at danne et jævnt hulrum 15 er omrøringsstangen 1, som nævnt ovenfor, foroven forsynet med stabi-5 liseringspladen 13, der strækker sig fra enden af omrøringsstangen 1 til dennes omdrejningscenter. Det er imidlertid ikke altid nødvendigt, at stabiliseringspladen 13 strækker sig over omrøringsstangen l's samlede længde, da det er vanskeligt at montere stabiliseringspladen 13 10 tæt op ad den roterbare, hule aksel 3, hvor hulrummet 15 bag omrøringsstangen 1 er forholdsvist smalt, og virkningen af stabiliseringspladen 13 er alligevel ikke særlig stor på dette sted.

15 Ved hjælp af ovennævnte udformning opnås følgende virkninger. Omrøringsstangen 1 danner bag sig og i hele sin længdeudstrækning et stabilt hulrum 15, når den roterer, da den foroven er forsynet med den negative trykstabiliseringsplade 13, der strækker sig i modsat retning af 20 omrøringsstangen l's rotationsretning.

Den gas, som føres ind i hulrummet 15 gennem gastilførselsrøret 2, fordeles over hulrummet i omrøringsstangen 1's samlede længdeudstrækning og spredes dernæst op i små 25 bitte bobler 17 ved hulrummets hale 16. Disse små bitte bobler 17 dispergeres i opslæmningen.

Ved hjælp af ovennævnte udformning opnås yderligere følgende virkning. Stænkeskærmpladen 14, som er fastgjort på 30 omrøringsstangen 1 under gastilførselsrøret 2's udmunding 2', forhindrer, at opslæmningen bliver sprøjtet op af den gas, der blæses ud af gasforsyningsrøret 2.

Omrøringsstangen 1 har endvidere ved ovennævnte udførel-35 sesform et halvcirkulært tværsnit, hvis bue vender fremefter i rotationsretningen, som vist i fig. 3. Omrøringsstangen l's tværsnit er dog ifølge opfindelsen ikke be- 8 DK 170764 B1 grænset til denne specifikke udførelsesform. Omrøringsstangen 1 kan således have et tværsnit af hvilken som helst form, sålænge stangen bag sig danner et hulrum 15, når den roterer, som nævnt ovenfor.

5

Arbejdsforsøg:

Et apparat, som vist i fig. 1, blev fremstillet med en væskelagertank 6, der målte 6 meter i bredde og 4 meter i 10 dybde og havde et indhold af opslæmning, som stod i en højde af 4 meter. Med dette apparat blev der udført eksperimenter, hvor der blæstes luft ind i den absorberende væske, som indeholdt calciumsulfit, der var dannet i et vådafsvovlingsanlæg, hvorved calciumsulfitten oxideredes 15 til gips.

Omrøringsstangen 1 dannedes ved på langs at skære halvdelen af et rør, som var 1150 mm lang og havde en 60,5 mm yderdiameter, hvornæst snitfladen og enderne blev lukket 20 med en flad plade. Fire af disse omrøringsstænger 1 blev fastgjort på den nedre ende af den roterbare, hule aksel 3, der havde en diameter på 150 mm. Stabiliseringspladen 13, der strakte sig fra stangen l’s ende ind mod dens rotationscenter var 1000 mm lang, 120 mm bred og havde en 25 tykkelse på 3 mm. Hver omrøringsstang 1 var forsynet med et gastilførselsrør 2, som havde en diameter på 22,7 mm. Gastilførselsrøret 2 var ført gennem stabiliseringspladen 13 således, at dets udmunding 2' lå 10 mm under stabiliseringspladen 13, idet den gennemførte del var svejset 30 fast på denne. Stænkeskærmpladen 14 var kvadratisk med en sidelinie på 80 mm og en tykkelse på 3 mm, og den var fastgjort forneden på omrøringsstangen 1 umiddelbart under gastilførselsrøret 2's udmunding.

35 Apparaturet blev holdt kontinuerligt igang i ca. 1 måned, medens opslæmningens temperatur holdtes på ca. 50 °C og opslæmningens koncentration på 17 vægt-% (som gips), idet 9 DK 170764 B1 der tilførtes sulfit i et omfang af 3,5 kg-mol/time og luft i et omfang af 400 Nm3/time, og omdrejningsstængerne roterede med en omdrejningshastighed på 60 omdrejninger per minut. Sulfitten blev under driften oxideret 100%.

5 Efter 1 måneds drift blev væskelagertanken tømt for inspektion. Der blev ikke fundet nogen skal i gasindblæs-ningsrøret.

Sammenlignende forsøg: 10

Et til ovennævnte arbejdsforsøg svarende forsøg blev udført med det i fig. 4 viste apparat. Dette apparat havde omrørings stænger, som var runde rør, der var 1150 mm lange, og havde en udvendig diameter på 60,5 mm og en 15 indvendig diameter på 52,7 mm. Hver omrøringsstang havde 8 indblæsningshuller, som hver havde en diameter på 8 mm og vendte nedefter.

Efter at have været i drift i ca. 50 timer blev apparatet 20 standset pga. vibrationer. I denne periode var oxidationen af sulfitten 100%. Væskelagertanken blev tømt for inspektion. Herunder blev der fundet de i fig. 5 viste hårde skaller i omrøringsstangen. To til fire indblæsningshuller i hver omrøringsstang blev fundet tilstoppet 25 med hård skal, og desuden blev der fundet en ophobning af blød skal på indersiden over udblæsningshullerne. Det må antages, at dette har fundet sted som følge af den sprøjtning, som den indblæste luft har forårsaget.

30 Ovennævnte eksempler godtgør, at apparatet ifølge opfindelsen forhindrer ophobning af skal og muliggør behandling af en opslæmning ved hjælp af en gas-væskeberøring på en stabil måde over en lang tidsperiode.

35 Ved hjælp af opfindelsen opnås følgende virkninger. Omrøringsstængerne danner bag sig et stabilt hulrum (negativ trykzone) under deres rotation som følge af stabili- 10 DK 170764 B1 seringspladen. Dette hulrum bidrager til, at gassen dis-pergeres i opslæmningen. Hertil kommer, at stænkeskærmpladen forhindrer, at opslæmningen sprøjtes op af den luft, som blæses ind gennem gastilførselsrøret. Denne 5 konstruktion muliggør en effektiv og stabil gas-væskebe-røringsbehandling over en lang tidsperiode.

10 15 20 25 30 35

Claims (1)

1. DK 170764 B1 Patentkrav : Apparat til ved hjælp af en gas-væskeberøring at behandle 5 en opslæmning, som omfatter en hul, roterbar aksel (3) med et antal omrøringsstænger (1) fastgjort på dens (3) nedre endedel, samt gastilførselsrør (2) med udmundinger (2'), der er rettet nedad, kendetegnet ved, at gastilførselsrørene er indrettet til at føre gas til den 10 negative trykzone (15), som dannes bag omrøringsstængerne (1) under disses rotation, hvorved gastilførselsrørenes (2) udmundinger (2' ) er placeret bag ved omrøringsstængerne (1), og disse stænger (1) er ved oversiden forsynet med en plade (13), som tjener til at stabilisere det ne- 15 gative tryk og strækker sig i modsat retning af omrøringsstængernes omdrejningsretning, samt med en stænkeskærmplade (14), som er monteret under hver af gastilførselsrørenes (2) udmundinger (2'). 20 25 30 35