FI98052B - Menetelmä ja laite kaasun tai nesteen puhdistamiseksi - Google Patents

Description

98052

MENETELMÄ JA LAITE KAASUN TAI NESTEEN PUHDISTAMISEKSI -FÖRFARANDE OCH ANORDNING FÖR RENING AV EN GAS ELLER VÄTSKA

Keksinnön kohteena on menetelmä kaasun tai nesteen puhdistamiseksi ns. tappimyllyperiaatteella toimivalla laitteella. Keksintö koskee kaasun tai nesteen puhdistamiseksi soveltuvaa, tappimyllyperiaatteella 5 toimivaa laitetta.

Kaasujen, kuten savukaasujen ja myrkyllisten poistokaasujen puhdistuksessa käytetään mitä erilaisimpia kaasumaisia, nestemäisiä tai kiinteitä lisäaineita, joiden tarkoituksena on absorboida, adsorboida tai kemiallisesti tai muuten 10 reagoida kaasuissa esiintyvien poistettavien komponenttien kanssa. Jotkut lisäaineet reagoivat herkästi ja nopeasti kaasussa olevien aineiden kanssa. Toiset lisäaineet vaativat erittäin läheiseen kontaktin kaasussa oleviin komponentteihin ennenkuin toivottu reaktio tapahtuu, 15 jolloin on pyrittävä mikrohomogeenisuuteen lisäaineita ja kaasuja sekoitettaessa.

Tappimylly on sinänsä tunnettu laite, jota tavallisesti käytetään dispergointiin tai sekoitukseen. Laite käsittää lieriömäisen kotelon, koteloon sovitetun törmäyspinnoilla 20 tai siivillä varustetun ensimmäisen roottorin, sekä ensimmäisen roottorin kanssa samankeskisen, niinikään törmäyspinnoilla varustetun toisen roottorin, joka on järjestetty pyörimään vastakkaiseen suuntaan ensimmäiseen roottoriin nähden. Vaihtoehtoisesti toinen roottori voi 25 olla liikkumaton, ensimmäisen roottorin kanssa samankeskinen, niinikään törmäyspinnoilla varustettu staattori. Erään suositeltavan suoritusmuodon mukaan roottorit (tai roottori ja staattori) on sijoitettu vertikaalisen akselin varaan. Molempien roottoreiden (tai 30 roottorin ja staattorin) törmäyspinnat on järjestetty samankeskisiin kehiin siten, että ensimmäisen roottorin kehät ja toisen roottorin (tai staattorin) kehät on sijoitettu lomittain. Kotelon päätyyn on tehty roottoreiden 2 98052 (tai roottorin ja staattorin) keskiöön avautuva materiaalin syöttöaukko. Kotelon seinämään on tehty uloimman roottorin tai staattorin kehälle avautuva materiaalin poistoaukko. Uloin roottorikehä kutsutaan myös linkokehäksi. Roottorin 5 tai roottoreiden pyörimisestä aiheutuva keskipakovoima sinkoaa materiaalin kotelon periferiaan. Matkalla periferiaan materiaali dispergoituu/sekoittuu tehokkaasti törmäyspintojen kanssa tapahtuvien törmäysten johdosta.

Tappimyllytyyppisessä laitteessa on hyvät edellytykset 10 suorittaa kaasun tai nesteen puhdistusta, koska laitteeseen syötetään lisäainetta ja kaasua tai nestettä oikeassa suhteessa ja tämä sisääntulossa syntyvä kaasususpensio jaetaan roottoreiden (tai roottorin ja staattorin) törmäyspintojen (tappien tai siipien) avulla yhä 15 pieneneviin kaasu- tai nestesuspensio-osiin, joissa lisäaineen ja kaasun tai nesteen suhde koko ajan pysyy oikeana.

Aikaisemmin on esim. suomalaisessa patentissa FI 88879 ehdotettu kaasujen puhdistamista e.m. tappimylly-20 periaatteella toimivassa laitteessa. Tällöin laite sovitetaan savukaasukanavaan siten, että savukaasu virtaa laitteen läpi. Laitteeseen syötetään samalla kalkkipartikkeleita, joihin laitteen jauhatusvaikutuksesta syntyy puhdas reaktiivinen pinta, "in statu nascendi".

25 Reaktiivinen kalkki ja savukaasujen sisältämä rikkidioksidi tulevat näin tehokkaasti reagoimaan toistensa kanssa savukaasuvirrassa.

Edellä kuvatun kaasunpuhdistusmenetelmän onnistumisen edellytyksenä on, että kalkkipartikkelien pinta ehtii 30 kalkin virratessa myllyn läpi jauhautua puhtaaksi ja että savukaasut tulevat tehokkaaseen kosketukseen näiden puhtaalla pinnalla varustettujen partikkelien kanssa. Joissakin tapauksissa olisi eduksi voida pidentää kaasususpension viipymäaikaa myllyssä. Suuremmassa 35 laitteessa viipymäaika on tietenkin pidempi, mutta aina ei 3 98052 laitetta voida suurentaa tilanpuute- tai kustannussyistä.

Kaasun- tai nesteenpuhdistuksessa voidaan kiinteitä tai nestemäisiä partikkeleita poistaa yhdistämällä, "kirnuamalla yhteen", nämä pienet partikkelit suuremmiksi S agglomeraateiksi, jotka ovat poistettavissa kaasusta mekaanisin keinoin. Tässä ei välttämättä tarvitakaan mitään väliainetta. Kaasujen puhdistuksessa voidaan väliaineena käyttää esim. vettä tai muuta nestettä, joka edesauttaa partikkelien tarttumista toinen toisiinsa. Edellytyksenä 10 "kirauamisen" onnistumiselle on, että mahdollisimman suuri määrä pienistä partikkeleista saatetaan törmäämään toinen toistensa kanssa. Kaasujen puhdistuksessa kaasumaisista epäpuhtauksista voidaan myös käyttää kiinteitä aineita, kuten esimerkiksi aktiivihiiltä.

15 Tappimyllyllä aikaansaadaan erittäin tehokas sekoittuminen ja pienten partikkelien törmääminen toinen toisiinsa.

Kaasu- tai nestemäärästä ja partikkelimääristä riippuen ja laitteen törmäyspintakehien määrästä riippuen saattaa joskus kuitenkin olla toivottavaa voida lisätä kaasu- tai 20 nestesuspension viipymäaikaa laitteessa, jotta kaikki partikkelit ehtivät agglomeroitua tai päästä kosketukseen toistensa kanssa.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin aikaansaada parempi menetelmä ja laite kaasujen tai nesteiden 25 puhdistamiseksi tappimyllyperiaatteella. Tarkoituksena on erikoisesti aikaansaada menetelmä ja laite, joiden avulla voidaan maksimoida kaasu- tai nestesuspension eri komponenttien väliset törmäykset, toivottujen effektien saavuttamiseksi.

30 Edellä esitettyjen tarkoitusperien saavuttamiseksi on keksinnön mukainen menetelmä ja laite tunnettu siitä, mitä on määritelty jäljempänä esitettyjen itsenäisten patenttivaatimusten tunnusmerkkiosassa.

l-η f af, Mi-m ... .............................

4 98052

Keksintöä selostetaan tarkemmin seuraavassa viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuvio 1 esittää pystyleikkauksena keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettyä tappimyllyä, jossa 5 puhdistettava kaasu tai neste johdetaan laitteen läpi tavanomaiseen suuntaan

Kuvio 2 esittää kuvion 1 tappimyllyä, jossa puhdistettava kaasu tai neste johdetaan päinvastaiseen suuntaan laitteen läpi 10 Kuvio 3 esittää kuvion 1 laitteen toista suoritusmuotoa Kuvio 4 esittää kuvion 1 laitetta vaakatasossa leikattuna

Kuvio 5 esittää kuvion 2 laitetta vaakatasossa leikattuna

Kuvio 6 esittää kuvion 1 laitetta yhdistettynä puhaltimeen

Kuvio 7 esittää kuvion 2 laitetta yhdistettynä puhaltimeen 15 Kuvio 8 esittää kuvion 1 laitetta, jossa suositeltavat mitat on merkitty

Kuvio 9 esittää kuvion 4 laitetta toisen suoritusmuodon mukaan, ja

Kuvio 10 esittää kuvion 5 laitetta toisen suoritusmuodon 20 mukaan.

Kuviossa 1 nähdään pystyleikkauksena keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetty tappimylly, joka käsittää kotelon 10, jonka sisään on sovitettu roottori 11, joka on varustettu törmäyspinnoilla la,Ib..., 3a,3b... jne (yksittäiset 25 törmäyspinnat näkyvät tarkemmin esim. kuvioissa 4 ja 5). Kuvion 1 ratkaisussa kotelon 10 yläkansi muodostaa liikkumattoman staattorin 13, joka on samankeskinen roottorin 11 kanssa ja joka on myös varustettu törmäyspinnoilla 2a,2b..., 4a,4b... jne. Roottorin 11 ja staattorin 30 13 törmäyspinnat la,Ib..., 2a,2b..., 3a,3b... on järjestetty samankeskisiin kehiin 1, 2, 3... siten, että roottorin 11 kehät 1, 3, 5... ja staattorin kehät 2, 4, 6... on sijoitettu lomittain. Tällöin staattori 13 törmäys-pintoineen sallii roottorin 11 pyörimisen pystyakselinsa 35 ympäri. Kotelon päätyyn on järjestetty roottorin 11 ja staattorin 13 keskiöön avautuva aukko 14, joka voi toimia puhdistettavan kaasun tai nesteen syöttö- tai 98052 5 poistoaukkona. Kotelon seinämään on järjestetty uloimmalle törmäyspintakehälle avautuva aukko 15, joka vaihtoehtoisesti toimii puhdistettavan kaasun tai nesteen syöttö- tai poistoaukkona. Kuviossa 3 on esitetty 5 vaihtoehtoinen tappimyllyrakenne, jossa kuvion 1 staattori 13 on korvattu toisella roottorilla 12, joka on samankeskinen ensimmäisen roottorin 11 kanssa. Toinen roottori 12 en myös varustettu törmäyspinnoilla 2a,2b..., 4a,4b... jne. Ensimmäisen roottorin 11 ja toisen roottorin 12 10 törmäyspinnat la,Ib..., 2a,2b..., 3a,3b... on järjestetty samankeskisiin kehiin 1, 2, 3... siten, että ensimmäisen roottorin 11 kehät 1, 3, 5 ja toisen roottorin 12 kehät 2, 4 on sijoitettu lomittain. Tällöin roottorit 11 ja 12 törmäyspintoineen voivat vapaasti pyöriä eri suuntiin.

15 Kuvion 1 ratkaisussa puhdistettava kaasu tai neste yhdessä mahdollisen lisäaineen kanssa syötetään nuolen suuntaan sisään keskiöaukosta 14 ja ulos kehäaukosta 15. Kuviossa 4, joka esittää kuvion 1 laitetta vaakatason leikkauksena, nähdään keksinnön mukainen laitteen ajotapa. Kaasu- tai .*·* 20 nestesuspensiovirran partikkeleiden törmäyksiä laitteen *·.. törmäyspintojen kanssa lisätään pyörittämällä roottori 11 ·;· (tai roottorit 11 ja 12) nuolien suuntaan siten, että uloin * · · .·. roottorikehä eli linkokehä 7 ohittaessaan kehäaukkoa 15 * · • · · .·. liikkuu vastakkaiseen suuntaan kehäaukossa 15 vallitsevaan • · -V 25 kaasu- tai nestevirtauksen suuntaan nähden. Tällä • · • · * ajotavalla lisätään tuntuvasti laitteen läpi virtaavan kaasu- tai nestesuspension partikkeleiden törmäyksiä laitteen törmäyspintojen kanssa verrattuna tavanomaiseen ajotapaan, jossa ajetaan roottori/roottorit päinvastaiseen » · ;.· ; 30 suuntaan niin, että uloin roottorikehä eli linkokehä » · » : : * ohittaessaan kehäaukkoa liikkuu samaan suuntaan kuin • kehäaukossa virtaava materiaali. Lisätty virtausvastus vaatii luonnollisesti suuremman puhallin- tai pumpputehon • · . . kuin laitteen tavanomaisessa ajotavassa, mutta vastaavasti 35 aikaansaadaan myös huomattavasti parempi puhdistustulos.

Laitetta voidaan myös ajaa kuvion 2 mukaan siten, että 7 98052 sijaitsevien törmäyspintojen la,lb,... korkeuden h muodostaman vaipan pinta-ala A2.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön erilaiset sovellutusrauodot voivat vaihdella jäljempänä esitettävien 5 patenttivaatimusten puitteissa.

• · * « >

Claims (12)

1. 98052
2. 1. Menetelmä kaasun tai nesteen puhdistamiseksi ns. tappimyllyperiaatteella toimivalla laitteella, joka käsittää - kotelon (10), 5. koteloon sovitetun törmäyspinnoilla (la,Ib... 3a,3b...) varustetun ensimmäisen roottorin (11), - koteloon sovitetun - ensimmäisen roottorin kanssa samankeskisen, törmäyspinnoilla (2a,2b... 4a,4b...) varustetun toisen 10 roottorin (12), joka on järjestetty pyörimään vastakkaiseen suuntaan ensimmäiseen roottoriin nähden, tai - ensimmäisen roottorin kanssa samankeskisen, törmäyspinnoilla (2a,2b... 4a,4b...) varustetun staattorin (13), jolloin törmäyspinnat (la,Ib..., 15 2a,2b..., 3a,3b...) on järjestetty samankeskisiin kehiin (1, 2, 3...) siten, että ensimmäisen roottorin (11) kehät (1, 3, 5...) ja toisen roottorin tai staattorin i;’ kehät (2, 4, 6...) on sijoitettu lomittain, - kotelon päätyyn roottoreiden (11, 12) tai roottorin (11) ·;· 20 ja staattorin (13) keskiöön avautuvan aukon (14) ja • · - kotelon seinämään uloimman roottorin tai staattorin • · .·. kehälle avautuvan aukon (15), [· ja jossa - puhdistettava kaasu tai neste ja kaasun tai nesteen 25 puhdistuksessa mahdollisesti käytettävä lisäaine johdetaan syöttöaukosta laitteeseen ja saatetaan kaasu- tai nestesuspensiovirtauksena virtaamaan sisäkkäin sovitettujen • roottorien tai sisäkkäin sovitetun roottorin ja staattorin m * - törmäyspintojen kautta poistovirtauksena poistoaukon kautta [ · 30 ulos kotelosta, . tunnettu siitä, että • * . . kaasu- tai nestesuspensiovirran partikkeleiden törmäyksiä laitteen törmäyspintojen kanssa lisätään pyörittämällä roottoria tai roottoreita siten, että uloin roottorikehä 35 eli linkokehä (7) ohittaessaan kehäaukkoa (15) liikkuu riTil8miriarfcW.-ii*inr.ii>*·r^-rrY-- -r—, - . ---—·· 98052 vastakkaiseen suuntaan kehäaukossa (15) vallitsevaan kaasutat nestevirtauksen suuntaan nähden.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että uloimman roottori- tai staattorikehän levymäiset 5 törmäyspinnat käännetään pystyakselinsa ympäri siten, että ne aiheuttavat mahdollisimman suuren virtausvastuksen kehäaukossa vallitsevalle kaasu- tai nestevirtaukselle.
4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että lisätään roottoreiden (11, 12) tai roottorin 10 (11) ja staattorin (13) kehien lukumäärä.
5. 4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä tunnettu siitä, että kaasu- tai ne3tevirran viipymää laitteessa pidennetään suurentamalla kotelon volyymia 15 suhteessa tiettyyn kaasu- tai nestevuohon.
6. 5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä , tunnettu siitä, että puhdistettava kaasu tai neste ja ··« ♦ ·*·* kaasun tai nesteen puhdistuksessa mahdollisesti käytettävä t · ’* * lisäaine johdetaan sisään laitteeseen keskiöaukon (14) ··* ...: 20 kautta ja ulos kehäaukon (15) kautta. » · • » • · • «« • » «.·. 6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen menetelmä :y tunnettu siitä, että puhdistettava kaa3u tai neste ja kaasun tai nesteen puhdistuksessa mahdollisesti käytettävä lisäaine johdetaan sisään laitteeseen kehäaukon (15) kautta 25 ja ulos keskiöaukon (14) kautta. « » • · • ·
7. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä tunnettu siitä, * * • * . että puhdistettava kaasu tai neste ja kaasun tai nesteen puhdistuksessa mahdollisesti käytettävä lisäaine johdetaan *:* sisään laitteeseen, joka on käännetty niin, että keskiö- 30 aukko (14) avautuu alaspäin. * ·*· ·»»
8. 8. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen 98052 menetelmä tunnettu siitä, että puhdistettava kaasu sisältää kiinteitä ja/tai kaasumaisia epäpuhtauksia ja että lisäaine on neste, nestemäinen Jiuos, kiinteä aine, kaasu tai niiden seos.
9. 9. Jonkin edellisistä patenttivaatimuksista mukainen menetelmä tunnettu siitä, että puhdistettava kaasu kuljetetaan laitteen läpi puhaltimen (30) avulla, joka on asennettu kaasuvirtauksen poistoaukon jälkeen.
10. 10. Kaasun tai nesteen puhdistamiseksi soveltuva, 10 tappimyllyperiaatteella toimiva laite, joka käsittää - kotelon (10), - koteloon sovitetun törmäyspinnoilla (la,Ib... 3a,3b...) varustetun ensimmäisen roottorin (11), - koteloon sovitetun 15. ensimmäisen roottorin kanssa samankeskisen, törmäyspinnoilla (2a,2b... 4a,4b...) varustetun toisen roottorin (12), joka on järjestetty pyörimään vastakkaiseen suuntaan ensimmäiseen roottoriin nähden, tai - ensimmäisen roottorin kanssa samankeskisen, 20 törmäyspinnoilla (2a,2b... 4a,4b...) varustetun staattorin (13), jolloin törmäyspinnat (la,Ib..., 2a,2b..., 3a,3b...) on järjestetty samankeskisiin kehiin : (1, 2, 3...) siten, että ensimmäisen roottorin (11) : kehät (1, 3, 5...) ja toisen roottorin tai staattorin 25 kehät (2, 4, 6...) on sijoitettu lomittain, - kotelon päätyyn roottoreiden (11, 12) tai roottorin (11) ja staattorin (13) keskiöön avautuvan aukon (14) ja - kotelon seinämään uloimman roottorin tai staattorin kehälle avautuvan aukon (15), : 30 tunnettu siitä, että roottori tai roottorit on järjestetty pyörimään siten, että uloin roottorikehä eli linkokenä (7) ohittaessaan : kehäaukkoa (15) liikkuu vastakkaiseen suuntaan kehäaukossa (15) vallitsevaan kaasu- tai nestevirtauksen suuntaan 35 nähden. 98052
11. 11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite tunnettu siitä, että uioimman roottori- tai staattorikehän levymäiset törmäyspinnat on käännetty pystyakselinsa ympäri siten, että ne aiheuttavat mahdollisimman suuren virtausvastuksen 5 kehäaukossa vallitsevalle kaasu- tai nestevirtaukelle.
12. 12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen laite tunnettu siitä, että keskiöaukon pinta-ala (AI) on pienempi kuin sisimmän törmäyspintakehän (1) sisäkehän (20) ja siinä sijaitsevien törmäyspintojen (la,Ib,...) korkeuden (h) 10 muodostaman vaipan pinta-ala (A2). * • · · « • · * • 1 » · · 98052