FI120787B - Förfarande och anordning för att effektivera avgasning - Google Patents

Description

FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR ATT EFFEKTIVERA AVGASNING

MENETELMÄ JA JÄRJESTELY KAASUNPOISTON TEHOSTAMISEKSI

5 Uppfinningen avser ett förfarande enligt ingressen till patentkravet 1 för att effektivera avgasningen vid ett kari där en gashaltig processvätska leds in i ett vertikalt väsentligen cylindriskt kärl tangentiellt längs kärlets vägg sä att vätskan bringas i rotation för att sedan ledas ut vid kärlets botten, varvid man med hjälp av centrifugalkraftema bringar gas att anrikas i en del av vätskan, att man avlänkar denna del av vätskan med anrikad 10 gashalt tili minst ett centralt i det vertikala väsentligen cylindriska kärlet anordnat vertikalt don, och att man separat avleder den avlänkade delen av vätskan med anrikad gashalt frän det vertikala väsentligen cylindriska kärlet.

Uppfinningen avser även en anordning enligt ingressen tili patentkravet 2 vid avgasning i 15 ett arrangemang omfattande ett vertikalt väsentligen cylindriskt kärl, vilket kärl omfattar ett eller flere inlopp för gashaltig vätska, vilka inlopp är tangentiellt anordnade i för-hlllande tili kärlets inneryta sä att nämnda gashaltiga vätska bringas i rotation, samt minst ett i kärlets nedre del anordnat utlopp för avgasad vätska, varvid kärlet innefattar centralt anordnade vertikala don med ingängar för vätska med anrikad gashalt, samt vid dessa 20 vertikala don anordnade ett eller flera separata utlopp för denna del av vätskan med anrikad gashalt.

• · * • *,ί I sökandens tidigare finska patentansökan nr 2003 0627 är angivet ett förfarande och ϊ :*: arrangemang för att effektivera avgasning särskilt av processvätskor innefattande luft.

tt· t 25 Föreliggande ansökan avser effektivering av nämnda förfarande och arrangemang i vissa · sammanhang, och det som anges i nämnda patentansökan inbegrips härmed som en del • · #:> av föreliggande ansökan.

* • · · · • · * • · ***** Allmänt anger nämnda patentansökan ett vertikalt cylindriskt kärl i vilket man bringar en 30 gashaltig vätska att med hög utgängshastighet röra sig i form av en skarpt avgränsad ··· *.· * stride längs kärlets vägg. Därvid uppkommer i kärlet en virvel vid vars krökta vätskeyta ·♦* *...* gas avgär som en följd av centrifugalkraftens inverkan, varefter avgasad vätska avgär via .···, ett utlopp som anordnats nedanom vätskeytan. Arrangemanget finner användning särskilt • · "*. vid avlägsnande av luft ur processvatten vid pappers- eller cellulosaframställning.

• · . 35 • · • · • · · • ·* • · 2

Normalt kan kärlet dimensioneras sä att vätskans hastighet i axiell riktning är lägre än gasens stighastighet. I vissa fall kan en sädan dimensionering inte tillaäpas och dä uppstär svärigheter eftersom gasavgängen bromsas av vätskeflödet. Genom att utnyttja före-liggande uppfinmng kan man undvika dessa problem och sälunda oka arrangemangets 5 funktionsomräde, i vissa fall till och med sä längt att gasavgängen vid den krökta vätske-ytan blir av underordnad betydelse. Detta uppnäs sä som anges i den kännetecknande delen tili de bifogade självständiga patentkraven.

Föreliggande uppfmning baserar sig pä den överraskande insikten ora att man i ett 10 arrangemang enligt den tidigare patentansökan även kan utnyttja vissa fysikaliska egen-skaper pä ett alldeles annat sätt. Sälunda utnyttjar man det faktum att gasen i den vätska som befinner sig i virvelmassans centrum t.ex. vid en vortexfinnare eller ett centralt rör under inverkan av centrifugalkraftema i praktiken kommer att anrikas i en relativt begränsad delvolym. Sälunda kan 90...99% av ali luft samlas i en delvolym om ca 10% 15 av den totala vattenmängden, varvid lufthalten i denna delvolym kan uppgä till 10...20 volym-% eller mera. Genom att med speciella medel avlägsna just denna delvolym kan man drastiskt minska den luftmängd som strävar upp motströms i förhällande tili den vätska som kommer in i kärlet för att avgasas.

20 Uppfinningen kännetecknas av det som anges i de bifogade självständiga patentkraven. Sälunda kännetecknas förfarandet enligt uppfinningen av att man använder ett roterande eller roterbart centralt don omfattande ett ilertal parallellt anordnade vertikala rör eller M · : .* rörsegment, varefter man medelst centrifugalkraften vidare anrikar vätskan med anrikad • · ·,· · gashalt i en central kanal mellan nämnda rör eller rörsegment. Anordningen enligt :***: 25 uppfinningen kännetecknas äter av att nämnda vertikala don omfattar ett flertal rör eller •j··· rörsegment och att nämnda vertikala don anordnat att rotera eller roteras i förhällande tili kärlet, lämpligen sä att mellan rören eller rörsegmenten bildas spalter respektive .···, ätminstone en central kanal för vätska med anrikad gashalt.

• * ··· ... 30 Nedan beskrivs nägra utföringsformer av uppfinningen mera i detalj i form av exempel • · · *·* med hänvisning tili bifogade figurer, varvid • · • * • · · ·*“. figur 1 allmänt visar hur ett arrangemang enligt uppfinningen ansluter sig till arrange- ·*· manget enligt nämnda tidigare ansökan, * 35 • · • · • · · • ·· • · 3 figur 2 i tvärsnitt uppifrän visar hur ett centralt rör med spalter samlar in anrikad gashaltig vätska att som sädan ledas bon för vidare behandling eller ett motsvarande andra steg i processen, och 5 Figur 3 i tvärsnitt uppifrän visar en altemativ utföringsform.

Allmänt omfattar arrangemanget enligt den tidigare patentansökan ett kärl l tili vilket en gashaltig vätska 2 tillförs via ett tillopp 3 omfattande en spalt 4 som utsträcker sig tan-gentiellt längs kärlets l vägg. Genom att vätskan tillförs tangentiellt längs väggen kom-10 mer den i rotation, varigenom det i kärlet l bildas en virvel 5 vid vars yta gas kan avgä och ledas bort ur kärlet. Ett avlopp 6 är anordnat i kärlets l nedre del och sälunda kan man i kärlet l upprätthälla en väsentligen stabil genomströmning.

Pä grund av rotationsrörelsen kommer centrifugalkraften emellertid att ästadkomma en 15 separering i vätskan 2, sä att vätska med mindre gasinnehäll söker sig mot kärlets l väggar medan de i sig lättare gasema ansamlas i den del 2a av vätskan som befinner sig närmare kärlets l centrumaxel X-X. Enligt uppfinningen är ett separat arrangemang nu anordnat vid eller kring denna centrumaxel X-X för att ge möjlighet för den pä detta sätt anrikade gasen att avlänkas pä en eller flera niväer som ligger under virvelns 5 krökta 20 vätskeyta. I figur l är detta arrangemang grovt angivet i form av ett centralt rör 7 omfattande öppningar, exempelvis väsentligen vertikala slitsar 8 genom vilka den mycket gashaltiga delen 2a vätskan kan avgä in i centralröret 7 där centrifugeringen kan fortsätta.

• · « • · · • · • · i j’; Figur 2 visar ett tvärsnitt av ett fördelaktigt arrangemang vid en nivä motsvarande E-E i • V. 25 figur l, varvid vätskan 2 i kärlet l innehäller gas, som i figuren schematiskt angivits som • * bubblor 2d. I detta tvärsnitt är centralröret 7 lämpligen uppskuret sä att ur en utgängs- • · position nägot vridna eller utböjda rörsegment 7a bildar dysor eller blad med öppningar 8 vars avgränsning lämpligen är utformade sä att öppningamas 8 frontyta 9 öppnar sig mot '···' vätskeströmmen, med fördel sä att frontytan är ätminstone nägot vinkelställd i förhäl- 30 lande tili rörets 7 radie, varvid den med gas 2d kraftigt anrikade vätskan 2a som genom

«M

V · öppningama 8 tränger in i röret 7 fortsätter att rotera. l mitten av röret 7 samlas dä den • · · mest gashaltiga delen 2b av vätskan 2a, i vissa fall till och med en mer eller mindre ren ,···. gaspelare2c.

• · *·« , 35 Den gashaltiga vätskan 2a, 2b kan avledas genom att i bottnen av centralröret 7 avleda en vätskeström som lämpligen motsvarar 5...20 % av hela vätskemängden. Samtidigt avleds • · • · · • ·· • · 4 mer eller mindre hela gasmängden. Alteraativt kan vätskan 2a, 2b respektive gaspelaren 2c bringas att röra sig uppät i röret 7 med hjälp av lyftkraften hos gasen 2d i vätskan och/eller under inverkan av ett undertryck, som man i sig kan ästadkomma med yttre medel eller med hjälp av ejektordysor eller ett spaltarrangemang i rörets 7 övre ände (se 5 även figur 3 a).

Figur 3 visar äter schematiskt en särskild utforingsform av uppfinningen. Denna ut-föringsform omfattar en lämpligen centralt i kärlet 1 befintlig roterande vortexfinnare 11, som kan vara fritt driven av vätskeströmningen eller anordnad sä att den ätminstone 10 delvis drivs med yttre hjälp. I den utforingsform som visas i figur 3 omfattar denna roterande vortexfinnare en bunt med i tvärsnitt cirkulära rör 12 eller rörsegment (ej visat) omfattande krökta mantelytor. Denna krökning hos mantelytoroa förstärker centrifugal-verkan i vätskan och leder till att gas eller gashaltigt vatten effektivt leds mot springan 13 mellan rören 12 och in i den kanal 14 som bildas i centrum runt rotationsaxeln.

15

Uppfinningen firmer användning inom ett flertal omräden inom industrin. Säsom tidigare nämnts utgör pappers- och cellulosaindustrin ett centralt tillämpningsomräde. Utöver de exempel som angivits i nämnda tidigare patentansökan FI-20030627 kan konstateras, att exempelvis bakvatten som dränerats frän en pappersmaskin innehäller Stora mängder luft. 20 För att avlägsna sä mycket luft att vattnet kan pumpas i vanliga centrifugalpumpar leder man vattnet tili bakvattenkar där luftbubbloma kan stiga tili vattenytan och avledas. För att detta skall ske dimensioneras karen i allmänhet sä att vattenströmmens vertikala

M

; 1.·’ hastighet skall vara mindre än 0,15 m/s, heist mindre än 0,10 m/s. Härigenom blir be- # t j hällama mycket Stora och förutom att de upptar stort utrymme ger de plats för storskalig 25 turbulens som kan ästadkomma konsistens- och lufthaltsvariationer vilka stör processen.

En altemativ lösning som tillämpats under senare tid är att leda vattnet längs kanaler med stor öppen yta. Dessa kanaler upptar ett mycket stort utrymme, som kan uppgä tili hundra "X kvadratmeter eller mera.

• · • · ·« · 30 Den föreliggande uppfinningen ästadkommer en lika eller mera effektiv avluftning än V · dessa traditionella lösningar och detta pä ett golvutrymme som är cirka en tiondedel av ϊ.,.· det som krävs för ett bakvattenkar eller mellan en femtionde- och en hundradedel av en ,··«, avluftningskanal.

• · ··· • · · 1 • · » • 1· • ·

Ovan har som exempel angivits ett antal fördelaktiga utföringsformer av och använd- ningsomräden for uppfinningen, men för den sakkunnige är det klart att uppfinningen även kan implementeras pä mänga andra sätt inom ramen för de bifogade patentkraven.

5 · · • 1 · • t f · • · • · · • · · *·· · ·· · t · · • · • · • · • 1 · ···· ·1· • · • · • · · ··· • I · • · · * ·«· • · • »

It1 • · · • · • ··· • · * » • · • · · • ·· • ·

Claims (2)

1. 2. Anordning vid avgasning i ett arrangemang omfattande ett vertikalt väsentligen cylindriskt käri (1), vilket kärl (1) omfattar ett eller flere inlopp (4) för gashaltig vätska, vilka inlopp (4) är tangentiellt anordnade i förhällande tili käriets (1) inneryta sä att nämnda gashaltiga vätska bringas i rotation, samt minst ett i käriets (1) nedre del anordnat 20 utlopp (6) för avgasad vätska, varvid kärlet (1) innefattar centralt anordnade vertikala don (7, 11) med ingängar (8, 13) för vätska med anrikad gashalt, samt vid dessa vertikala don (7, 11) anordnade ett eller flera separata utlopp för denna del av vätskan med anrikad ·· « ; ’.·* gashalt, kännetecknad därav, att nämnda vertikala don (7,11) omfattar ett flertal rör (12) • · j Ϊ eller rörsegment (7a) och att nämnda vertikala don (7, 11) anordnat att rotera eller roteras ;*·*: 25 i förhällande tili kärlet (1), lämpligen sä att mellan rören (12) eller rörsegmenten (7a) bildas spalter (13) respektive ätminstone en central kanal (14) för vätska med anrikad gashalt. ··« • ·· • · • · • f· • ti • t · • · · m ··· • • · • f» • · · f · • · • · · • · ♦ · • ♦ • · · ♦ ·· • ♦