FI95661C

FI95661C - Process for cleaning gaseous substances and apparatus for use in the process

Info

Publication number: FI95661C
Application number: FI943518A
Authority: FI
Inventors: Ilkka Heinonen; Vesa Haemaelaeinen; Markku Pikkarainen
Original assignee: Valtion Teknillinen; Rautaruukki Oy
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1994-07-27
Publication date: 1996-03-11
Also published as: FI943518A0; DE19527555A1; FI95661B

Description

i 95661i 95661

Menetelmä kaasumaisten aineiden puhdistuksessa ja menetelmässä käytettävä laitteistoMethod Equipment used for purification and process of gaseous substances

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdannon 5 mukaiseen menetelmään kaasumaisten aineiden puhdistuksessa .The invention relates to a method according to the preamble 5 of claim 1 for purifying gaseous substances.

Teollisissa prosesseissa esiintyy usein tarvetta puhdistaa prosessikaasuja, varsinkin siinä tapauksessa, 10 kun halutaan analysoida kaasusta jotain tiettyä osaa. Tunnetaan nestemäisiin puhdistusaineisiin perustuvia järjestelmiä. Eräs puhdistava neste, jota käytetään, on öljy. Nykyisin tunnettujen menetelmien huonoina puolina on se, että ne vaativat suuren määrän puhdista-15 vaa nestettä ja myös se, että puhdistamisesta aiheutuu viivettä. Tämä vaikeuttaa mm. kaasun reaaliaikaista analysointia. Koska puhdistettavasta kaasusta epäpuhtaudet siirtyvät puhdistavaan nesteeseen, aiheutuu tästä tarve vaihtaa puhdistava neste aika-ajoin, 20 jolloin puhdistavan nesteen vaihtamiseen kuluu runsaasti aikaa ja kaasun puhdistaminen keskeytyy täksi ajaksi.In industrial processes, there is often a need to purify process gases, especially when it is desired to analyze a particular portion of the gas. Systems based on liquid detergents are known. One cleaning fluid used is oil. The disadvantages of the currently known methods are that they require a large amount of cleaning liquid and also that there is a delay in cleaning. This makes it difficult to e.g. real-time analysis of gas. Since the impurities are transferred from the gas to be cleaned to the cleaning liquid, there is a need to change the cleaning liquid from time to time, so that it takes a long time to change the cleaning liquid and the cleaning of the gas is interrupted for this time.

Tämän keksinnön tarkoituksena on esittää yksinkertainen 25 ja kompakti menetelmä prosessikaasujen puhdistamiseksi ·· siten, että käyttämällä menetelmän mukaista laitteistoa yhdistettynä esipuhdistusvaiheeksi johonkin muuhun kaasumaisten aineiden puhdistuslaitteistoon saadaan kokonaispuhdistusvaikutusta parannettua. Menetelmän 30 mukainen laitteisto on hyvin yksinkertainen, jolloin laitteiston huoltotarve on vähäinen.The object of the present invention is to provide a simple and compact method for purifying process gases, so that by using the apparatus according to the process in combination with a pre-purification step to another gaseous purification plant, the overall purification effect can be improved. The apparatus according to method 30 is very simple, so that the need for maintenance of the apparatus is minimal.

Näiden tavoitteiden saavuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiassa tunnusomaista se, mikä 35 on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.In order to achieve these objects, the method according to the invention is mainly characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1.

Menetelmän mukaisesti johdetaan puhdistettava proses-sikaasu puhdistusnesteen, sopivimmin kivihiilipohjaisen 2 95661 öljyn läpi siten, että johdetaan kaasu puhdistusnesteen ensimmäiseen pintaan, jolloin kaasu johdetaan ulos puhdistusnesteen toisesta pinnasta. Menetelmän mukainen laitteisto on järjestetty siten, että puhdistettavan 5 prosessikaasun virratessa puhdistusnesteen läpi puhdistusneste muodostaa tulpan, jolloin puhdistusneste liikkuu ylös alas puhdistuslaitteistossa tehostaen kaasun puhdistusta. Puhdistuslaitteiston kanavisto on edullisesti järjestetty tilavuudeltaan pieneksi, 10 jolloin tarvittavan puhdistusnesteen määrä on vähäinen. Puhdistusnesteen pienestä tilavuudesta johtuen kaasun puhdistumiseen kuluva aika on pieni ja puhdistusnesteen vaihtamiseen tarvittava aika lyhyt. Tästä saavutetaan se etu, että puhdistustapahtuma ei aiheuta 15 merkittävää viivettä prosessikaasun virtaukseen.According to the method, the process gas to be purified is passed through a cleaning liquid, preferably a coal-based 2 95661 oil, by passing the gas to the first surface of the cleaning liquid, whereby the gas is led out from the second surface of the cleaning liquid. The apparatus according to the method is arranged so that when the process gas to be cleaned 5 flows through the cleaning liquid, the cleaning liquid forms a plug, whereby the cleaning liquid moves up and down in the cleaning apparatus, enhancing the cleaning of the gas. The ductwork of the cleaning apparatus is preferably arranged in a small volume, whereby the amount of cleaning liquid required is small. Due to the small volume of cleaning fluid, the time required to purge the gas is small and the time required to change the cleaning fluid is short. This has the advantage that the purification event does not cause 15 significant delays in the process gas flow.

Puhdistuslaitteisto käsittää myös puhdistusväliaine-jär jestelyn, jolla puhdistuskanavistossa olevat epäpuhtaudet sekä puhdistusneste voidaan poistaa väliajoin.The cleaning equipment also comprises a cleaning medium arrangement with which the contaminants in the cleaning duct and the cleaning liquid can be removed at intervals.

20 Puhdistusväliainejärjestely voi olla yhteinen tämän menetelmän mukaisen laitteiston yhteydessä käytettävän muun kaasumaisten aineiden puhdistuslaitteiston kanssa.20 The cleaning medium arrangement may be common to other gaseous cleaning equipment used in connection with the apparatus of this method.

25 Menetelmää voidaan soveltaa myös siten, että käytetään kahta tai useampaa erillistä puhdistuslaitteistoa rinnakkain ja/tai peräkkäin, jotka yhdistetään sopivasti virtaus- ja säätöelimillä. Etuna tällaisella sovelluksella on mm. se, että puhdistus voi olla 30 lähes jatkuvaa, jolloin näytteitä otetaan erityisesti rinnakkaissovelluksessa vuorotellen ja se, että tietyn puhdistuslaitteiston huollon aikana ja vikatilanteissa voidaan käyttää jotain muuta yhteenasennetuista puhdistuslaitteistoista.The method can also be applied by using two or more separate cleaning devices in parallel and / or in succession, suitably connected by flow and control means. The advantage of such an application is e.g. the fact that the cleaning can be almost continuous, in which case samples are taken alternately, especially in a parallel application, and the fact that during the maintenance of a certain cleaning equipment and in the event of faults, something else can be used from the assembled cleaning equipment.

Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin oheisten piirustusten avulla. Piirustuksissa 35 3 95661 kuva 1 esittää kaaviollisesti puhdistusprosessia, jossa menetelmää ja laitteistoa sovelletaan, ja 5 kuva 2 esittää erästä keksinnön sovellusta pituussuuntaisena halkileikkauksena sivulta katsottuna.The invention is described in more detail below with the aid of the accompanying drawings. In the drawings 35 3 95661, Figure 1 schematically shows a cleaning process in which the method and apparatus are applied, and Figure 2 shows an embodiment of the invention in longitudinal cross-section when viewed from the side.

Kuvassa 1 on esitetty eräs menetelmän ja laitteiston 10 sovellus. Puhdistettava prosessikaasu virtaa prosessi-kaasun kanavointielimessä 1 virtaussuuntaan v, erityisesti useissa käytännön sovelluksissa kohti suodatus-ja puhdistusvaiheita. Kanavointielimestä 1 prosessi-kaasu johdetaan puhdistuselimelle 2, jossa tapahtuu 15 prosessikaasun esipuhdistus. Puhdistuselimessä 2 prosessikaasusta puhdistetaan erityisesti naftaleenia, bentseeniä, ammoniakkia sekä rikkivetyä. Puhdistuseli-meltä 2 esipuhdistettu prosessikaasu johdetaan puhdis-tuskanavistoa 3 pitkin puhdistuslaitteistoon 4, jossa 20 suurin osa prosessikaasussa jäljellä olevista epäpuhtauksista poistetaan. Puhdistettu prosessikaasu johdetaan puhdistetun prosessikaasun kanavointielimen 5 kautta jatkokäsittelyyn, esimerkiksi analysoitavaksi analysaattoriin 6.Figure 1 shows an application of the method and apparatus 10. The process gas to be purified flows in the process gas channeling element 1 in the flow direction v, especially in several practical applications towards the filtration and purification steps. From the ducting element 1, the process gas is led to the purification element 2, where 15 process gases are pre-purified. In the cleaning member 2, naphthalene, benzene, ammonia and hydrogen sulfide are especially purified from the process gas. The process gas pre-cleaned from the cleaning member 2 is led along the cleaning duct 3 to the cleaning equipment 4, where most of the impurities remaining in the process gas are removed. The purified process gas is passed through the purified process gas channeling element 5 to further processing, for example to be analyzed in an analyzer 6.

25 ·· Kuvan 1 mukaiseen sovellukseen kuuluu lisäksi puhdis-tusväliainejärjestely, jonka avulla puhdistuslaitteistoon 4 ja puhdistuselimeen 2 jääneet epäpuhtaudet voidaan poistaa sekä vaihtaa puhdistuselimen 2 puhdis-30 tusneste 7 (kuva 2). Puhdistusväliainejärjestely koostuu: - puhdistusväliaineen säätöelimestä 8, joka säätää puhdistusväliainevirtausta puhdistuslaitteistoon 4, 35 - puhdistusnesteen säätöelimestä 9, joka säätää puhdistusnesteen virtausta puhdistuselimeen 2, 4 95661 nestesäiliöstä 10, josta uusi puhdistusneste 11 johdetaan puhdistuselimeen 2 sen jälkeen, kun puhdistuselimessä 2 oleva käytetty puhdistusneste 5 on poistettu, ja ajastimesta 12, jolla ohjataan puhdistusväliaineen säätöelimen 8 sekä puhdistusnesteen säätöelimen 9 toimintaa. Lisäksi laitteistoon kuuluu jäähdytyseIin 13 puhdistuslaitteiston 4 jäähdyttämiseksi.The application according to Figure 1 further comprises a cleaning medium arrangement by means of which the impurities left in the cleaning device 4 and the cleaning member 2 can be removed and the cleaning liquid 7 of the cleaning member 2 can be changed (Figure 2). The cleaning medium arrangement consists of: - a cleaning medium control member 8 which regulates the cleaning medium flow to the cleaning device 4, 35 - a cleaning liquid control member 9 removed, and a timer 12 for controlling the operation of the cleaning medium control member 8 and the cleaning fluid control member 9. In addition, the apparatus includes a cooling section 13 for cooling the cleaning apparatus 4.

1010

Kuvassa 2 on esitetty eräs puhdistuselimen 2 sovellus. Puhdistettava prosessikaasu virtaa prosessikaasun tuloyhteen 14 kautta puhdistuskanavistoon 15. Puhdis-tuskanavistoon 15 on muodostettu alaspäin oleva mutka 15 siten, että puhdistusneste 7 pysyy painovoiman vaikutuksesta puhdistuskanavistossa 15 muodostaen tulpan. Prosessikaasu johdetaan puhdistuskanavistossa 15 olevan puhdistusnesteen 7, sopivimmin kivihiilipoh-jaisen öljyn läpi prosessikaasun lähtöyhteeseen 16 20 siten, että kaasu tulee puhdistusnesteen 7 ensim mäiseen pintaan 17 ja poistuu puhdistusnesteen 7 toisesta pinnasta 18. Puhdistuskanavistossa virtaava kaasu saa aikaan puhdistusnesteen 7 liikkumisen puhdistuskanavistossa 15 ylös alas, jolloin kaasun 25 puhdistuminen tehostuu. Puhdistuskanavisto 15 on järjestetty siten, että puhdistusneste 7 pysyy puhdistuskanavistossa 15, mutta ainakin osa prosessikaasusta puhdistetuista epäpuhtauksista virtaa prosessikaasun tuloyhteen 14 kautta pois puhdistuskanavistosta.Figure 2 shows an application of the cleaning member 2. The process gas to be cleaned flows through the process gas inlet 14 to the cleaning duct 15. A downward bend 15 is formed in the cleaning duct 15 so that the cleaning liquid 7 remains in the cleaning duct 15 under gravity to form a plug. The process gas is passed through a cleaning liquid 7 in the cleaning duct 15, preferably coal-based oil, to the process gas outlet 16 20 so that the gas enters the first surface 17 of the cleaning liquid 7 and exits the second surface 18 of the cleaning liquid 7. The gas flowing in the cleaning duct whereby the purification of the gas 25 is enhanced. The purge duct 15 is arranged so that the purge liquid 7 remains in the purge duct 15, but at least some of the impurities purified from the process gas flow out of the purge duct through the process gas inlet 14.

3030

Eräässä edullisessa sovelluksessa on menetelmään järjestetty puhdistuskanaviston pesu sekä puhdistus-nesteen vaihto määrävälein sopivimmin typpikaasulla. Puhdistuskanaviston puhdistaminen tapahtuu siten, 35 että prosessikaasun lähtöyhteen kautta johdetaan puhdistuskanavistoon 15 puhdistava aine paineella, jolloin puhdistusneste 7 ja puhdistuskanavistossa 15 olevat epäpuhtaudet poistuvat prosessikaasun tuloyhteen 5 95661 14 kautta. Tämän jälkeen uusi puhdistusneste 7 johdetaan puhdistusnesteen täyttöyhteen 19 kautta puhdistus-kanavistoon 15.In a preferred embodiment, the method is provided with a cleaning of the cleaning duct and a change of the cleaning liquid at regular intervals, preferably with nitrogen gas. The purification of the purification duct takes place in such a way that the cleaning substance is introduced into the purification duct 15 via the process gas outlet pressure, whereby the purge liquid 7 and the impurities in the purge duct 15 are discharged through the process gas inlet 5 95661 14. The new cleaning liquid 7 is then led through the cleaning liquid filling connection 19 to the cleaning duct system 15.

5 Tällä menetelmällä saavutetaan mm. se etu, että yhdistettynä tehokkaaseen prosessikaasujen puhdistus-laitteistoon saadaan koko järjestelmän huoltoväliä kasvatettua ja toiminta-aikaa lisättyä.5 This method achieves e.g. the advantage that, combined with efficient process gas cleaning equipment, the service interval of the entire system can be increased and the operating time increased.

Claims

A process for cleaning gaseous substances for analysis or the like, wherein the gas sample to be treated is passed from the process gas stream to a sampling tube for the cooling and filtration stage for processing the gas sample with the intention of being cleaned to be suitable for analysis or the like in its composition; characterized in that the gaseous substance to be cleaned is passed through a liquid, preferably oil, for carrying out a pre-cleaning before the gaseous substance to be cleaned is led to said cooling and filtration stage. 15

2. A process according to claim 1, characterized in that as the cleaning liquid (7), at least as a constituent, a coal-based oil is used, in particular with a view to removing naphthalene and benzene. 20

3. A method according to claim 1, characterized in that the cleaning fluid (7) is changed at certain intervals by removing it in an opposite direction to the flow direction (X) of the gas to be cleaned. 25

4. A method according to claim 1, characterized in that the cleaning in the pre-cleaning stage is simultaneously and with the same means as the cleaning in said cooling and filtration stage. 30

5. A method according to claim 1, characterized in that the cleaning liquid (7) brings in a reciprocating motion. 35

A treatment device for cleaning gaseous substances comprising a body (20) with a cleaning duct system (15), an inlet (14) for process gas and an outlet (16) for process gas, the flow path Il m * Hiili IM - 9 95661 is so deformed that the process gas to be cleaned is arranged to cool the first surface (17) of the cleaning liquid and to remove from the second surface (18) of the cleaning liquid, characterized in that connection to the device is provided a flow system for a detergent, the detergent being arranged to be removed via the process gas inlet (14).

Device according to claim 6, characterized in that the cleaning liquid (7) is a coal-based oil.

8. Device according to claim 6, characterized in that the cleaning liquid (7) is dichloromethane. 15

Device according to claim 6, characterized in that the cleaning liquid (7) is water. *