HU182620B - Szabadalmi leírás szolgálati találmány - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya kombinált ellenáramú gázmosó torony, amely ipari véggázok vagy egyéb gázok szeny- nveződíornponenseinek az eltávolítására alkalmas. A toronyba három különböző konstrukciójú ellenáramú tányér van beépítve, amelyek közül az alsó ré- 5 selt, a középső perforált és a legfelső szelepes tányér, ez utóbbi alaplemezének nyílásai fölött csövek vannak elhelyezve, és ezekhez mosófolyadékot bevezető csonkok összekötő csöveken át csatlakoznak, a torony felső részére pedig cseppleválasztó van felszerelve.

Description

Szabadalmas:

Dr. MÉSZÁROS PÁL oki. vegyészmérnök, Veszprém 20%, dr. FÖLDES Péter vkl. vegyészmérnök, Budapest 15%, dr. KÁLDI Pál oki. vegyészmérnök, Veszprém 10%, dr. PUSKÁS Kázmér, oki. gépészmérnök, Budapest 10%, PÉTER Tibor oki. gépészmérnök, Budapest, 10%, dr. FÁBRY György, oki. gépészmérnök, Budapest, 5%, dr. KOVÁCS Béla oki. vegyészmérnök, Veszprém, 5%, dr. DE JONGB János oki. vegyészmérnök, Veszprém, 5%, JELINKÓNÉ TASNÁDY Katalin oki. vegyészmérnök, Veszprém, 5%, PÁLFFY Géza oki. gépészmérnök, üzemmérnök, Veszprém, 5%, HOGYÉSZI János, oki. vegyészmérnök, Veszprém, 5%, ARTAY Balázs oki. gépészmérnök, Budapest, 5%.

Veszprémi Vegyipari Egyetem, Veszprém, 50%, Szellőző Művek, Budapest, 30%, Budapesti Műszaki Egyetem, Budapest, 20%

Kombinált ellenáramú tányéros mosótorony gázabszorpcióra és/vagy porleválasztásra

A találmány tárgya kombinált ellenáramú gázmosó torony, amely ipari véggázok vagy egyéb gázok szenynveződíornponenseinek az eltávolítására alkalmas.

A toronyba három különböző konstrukciójú ellenáramú tányér van beépítve, amelyek közül az alsó ré- 5 selt, a középső perforált és a legfelső szelepes tányér, ez utóbbi alaplemezének nyílásai fölött csövek vannak elhelyezve, és ezekhez mosófolyadékot bevezető csonkok összekötő csöveken át csatlakoznak, a torony felső részére pedig cseppleválasztó van felszerelve. 10

I82Ö2O

-1182620

A találmány tárgya kombinált ellenáramú tánvéros gázmosó torony, amely ipari véggázok vagy egyéb gázok szennyező komponenseinek az eltávolítására alkalmas.

Az ipari termelő tevékenységgel együtt jár az, hogy gázok és szilárd anyagok kerülnek a munkahely légterébe és az ott dolgozók egészségvédelme érdekében ezek elszívásáról gondoskodni kell. Az elszívott gázokat a légkörbe való kibocsátás előtt meg kell tisztítani a szennyezőktől. Egy másik esetben a termelő technológia véggázainak a tisztítása szükséges még mielőtt a légtérbe kibocsátanánk azokat. Ilyenek a vegyipari üzemek véggázai, szárítókemencék, tüzelőberendezések füstgázai és számos más gyártási folyamatnál keletkező olyan véggázok, amelyek környezetet szennyező gázokat, gőzöket és porokat hordoznak magukkal. Ma már szigorú előírások szabályozzák a természetbe kiengedhető anyagok koncentrációját és mennyiségét, ez pedig megköveteli a gáztisztító eljárások és berendezések fejlesztését.

A véggázok tisztítására nagyon sok eljárás és berendezés ismert. Csak szilárd porok leválasztására alkalmasak a száraz gáztisztítók különféle megoldásai, a szűrők és az elektrofilterek. A mai szigorú környezetvédelmi előírásokat már nem mindig elégítik ki a száraz porleválasztók, vagy sok esetben fokozottan tűzvagy robbanásveszélyes porok leválasztása a feladat. Abban az esetben pedig, ha nemcsak por, hanem gázvagy gőzhalmazállapotú szennyezők leválasztása is szükséges, akkor egy lépésben csak a nedves gáztisztító eljárásokkal lehet a műveletet megvalósítani.

A műszaki fejlesztés során nagyon sokféle nedves gázleválasztó berendezést dolgoztak ki, ilyenek például a töltetes tornyok, a porlasztásos és rotációs mosók, a tányéros mosótornyok és a Venturi mosók.

Az elmúlt években is számos szabadalom született tányéros gázmosókra és azok különböző töltetekkel való kombinációira. Ilyenek a 360.960, 396.118, 411.872, 412.901, 415.022, 415.023 számú szovjet, a 67.408 és a 72.240 számú NDK, az 1,642.940 számú NSZK és a 3,302.372 és 3,860.402 számú USA, valamint az 1,350.909 számú angol szabadalmakban leírt módszerek és készülékek. Ezekben a szabadalmakban leírt berendezések azonban részben bonyolultak és nagy az energiaigényük, és a legnagyobb hátrányuk az, hogy a teljes ellenáramot nem tudják biztosítani és poros gázoknál fennáll az eltömődés veszélye.

A töltetes tornyok poros gázok tisztítására csak korlátozottan alkalmazhatók, mert a kiváló por könnyen eltörni a kis szabad-keresztmetszetű töltetet. A porlasztásos és rotációs mosók különböző variációi porleválasztásra ugyan elérik a 85—90% leválasztás! hatásfokot, de a gázabszorpciónál legtöbbjük csak az egyszeres fázisérintkeztetést tudja megvalósítani, emiatt az anyagátadási hatékonyságuk kisebb.

A különböző konstrukciójú Venturi mosók porleválasztási hatékonysága hasonló a találmány szerinti berendezés hatékonyságához és közel azonos gázelnyeletést biztosít, de az áramló gázban bekövetkező nyomásveszteség sokkal nagyobb, 4000—6000 Pa, ami többszöröse a találmány tárgyát képező mosótorony nyomásveszteségének és energiafelvételének nagysága miatt költségesebb.

Szükségessé vált tehát egy olyan berendezés kidolgozása, amely az említett hiányosságokat kiküszöböli, továbbá a gázok tisztítását kielégítően és gazdaságosan végzi el.

A találmány tárgya gázmosó torony, célszerűen hengeres oszlop, amelynek alsó részén lép be a tisztítandó gáz és a készülék felső részén távozik, majd előnyösen ventillátor segítségével a szabadba jut. A készülék középső részén három tányér van elhelyezve, ezek felett pedig egy cseppleválasztó van beépítve és az alsó részéből folyadékelvezető cső nyúlik ki egy folyadéktartályba. A folyadék szállítására szivattyú szolgál.

A készüléket részletesen a következő rajzok kapcsán ismertetjük.

Az 1. ábra mutatja a mosótornyot a cseppleválasztóval és az ülepítő tartállyal, valamint a folyadékcirkulációt biztosító szivattyúval.

A 2. ábrán a szelepes tányér felülnézete látható.

A 3. ábrán a 2. ábra A-A nézeti metszetében a gyűrűszelepek felfüggesztését és a tányér szintezését ábrázolja.

A 4. ábra a tartócsövek és gyűrűszelep helyzetét, a

2. ábra B-B részletének kinagyításában mutatja.

Az 5. ábrán a tényér C-C részletének nagyítása látható, a folyadék kilépését biztosító nyílásokkal.

Ahogy az 1. ábrán látható a készülékbe A csövön lép be a tisztítandó gáz és a készülék felső részén B csövön távozik. Ez a cső előnyösen ventillátorhoz kapcsolódik, amely a gáz szállítását végzi véggázkiirtőn át a szabadba. A készülék középső részében 1, 2, 3 tányérok vannak felszerelve, amelyek fölött 4 cseppleválasztó helyezkedik el. Az alsó részen egy folyadékelvezető 6 cső van elhelyezve, amely kúpos 7 tartályba r.yúlik. A tartályhoz 9 szivattyú csatlakozik, amely a folyadékot szállítja a 3 legfelső tányérra a 10 folyadékbevezető csövön át.

A készülékben három különböző konstrukciójú tányér van felszerelve. Az alsó réseit 1 tányér 27%,-os szabad felületű, a rések számát és szélességét az irodalomból jól ismert összefüggésekkel lehet kiszámítani.

A középső 2 tányér perforált, a kör alakú furatok átmérője a készülék átmérőjétől függően célszerűen 8— 12 mm és szabad felülete 26%,. A legfelső 3 tányér egy új szelepes tányér, amelyet felülnézetben a 2. ábra szemléltet. A találmány szerinti toronyba épített szelepes tányér gáztisztításra kifejlesztett, amelynél a folyadékbevezető és elosztó 15 csövek tartják a 13 rések fölött függő állapotban a szelepként működő 18 gyűrűket. A tányér 14 alaplemezének a 30%, szabad keresztmetszetű hosszanti 13 rései fölött a kétoldali 17 folyadékbevezető csonkok és 16 összekötő csövek között helyezkednek el a 18 gyűrűket tartó perforált folyadékelosztó 15 csövek, amelyek több funkcióval rendelkeznek. A szelepek felfüggesztését a 2. ábra részleteinek kinagyításával mutatjuk be. A 2. ábra a gyűrűk felfüggesztését, a 3. ábra A-A nézetének, a 4. ábra 3

-2182620 a 2. ábra B-B részletének, az 5. ábra pedig a folyadékbevezető cső és gyűrűszelep, valamint mosófolyadékkilépő furatok C-C részletben látható kinagyítását mutatják.

A gyűrűszerkezet tartásán túl a tányér síkjával párhuzamos vagy a függőleges felé növekvő 0—45° közötti szögben d átmérőjű 19 lyukak vannak, amelyeken a mosófolyadékot a gyűrűk belsejébe vezetjük. Ezáltal a tányér felületén egyenletes folyadékeloszlást biztosítunk és a gyűrűket állandóan mossuk azért, hogy poros gáz esetében se következhessék be semmiféle eltömődés. Nagy előny az, hogy nem szükséges kiAön folyadékelosztó tányér vagy más szerkezet beépítése a tányér fölé, mert a találmány szerinti megoldás ezt kiküszöböli.

A tányérok fölött iitközéses 4 cseppleválasztó van elhelyezve, amelynél 45°-os 4a, 4b lemezkúpokkal a gázt iránj-változtatásra kényszerítjük úgy, hogy annak lineáris sebessége a leválasztóban is azonos lesz a D_t átmérő által meghatározottal. Ez azt jelenti, hogy a D.₂-D₃ által meghatározott körgyűrű, valamint a C nyílás által meghatározott körgyűrűk felülete azonos és egyenlő a torony belső keresztmetszetével. A leválasztott folyadék az 5 gyűjtővályúból túlfolyással visszajut a legfelső 3 tányérra. A mosótoronv átmérőjét a tisztítandó gáz mennyisége határozza meg úgy, hogy a belső keresztmetszetben 2,0—2,2 m/s lineáris gázáramlási sebesség biztosítható legyen. Szívás vagy nyomás alatt egyaránt üzemeltethető. A tányér keresztmetszetére vonatkoztatva 3—15 m³/m³h folyadékterhelési határok között a megadott sebességnél a felfelé áramló gáz minden tányéron 7—10 cm magas tökéletesen kevert gáz—folyadék diszperziót-alakit ki, ahol nagyok az érintkezési felületek (600—900 rn²/m³), amelyeken az anyagátadás és/vagy a porleválasztás a kívánt mértékig lejátszódik. A folyadék a mosótoronyból a 6 csövön át a 7 tartályba jut, amely egyben ülepítőként, is szolgál. A tartály méretei a leválasztott por fizikai tulajdonságaitól függenek és a tartályt úgy kell méretezni, hogy a felső részén szilárd szemcsétől mentes tiszta folyadék legyen. Amennyiben ez nem lehetséges ülepítéssel, akkor más módon kell a cirkuláltatott folyadékot a szilárd anyagtól elválasztani.

A 7 tartályból 9 szivattyú szállítja a folyadékot a 10 folyadékbevezető csövön át a már leírt módon a legfelső 3 tányérra. A gáz és a folyadék tisztán ellenáramban halad tányérról tányérra miközben a kívánt gáztisztítás megvalósul. A folyadék a készüléket elhagyva a 7 tartályba kerül, ahonnan a 8 szelepen és a 12 vezetéken át elvezetjük regenerálásra vagy más feldolgozásra, illetve a szilárd anyagtól való elválasztásra. A regenerált, illetőleg friss folyadék a rendszerbe vezethető all csövön át, ily módon folyadékcirkuláció vagy egyszeres átbocsátású üzemmód egyaránt megvalósítható. Az abszorpciós folyadék víz vagy különböző reagenseket tartalmazó oldat lehet, amelyeket mindig az elnyeletni kívánt gáz tulajdonságaitól függően kell kiválasztani.

A találmány szerinti berendezés számos előnnyel rendelkezik az ismert gázmosókkal szemben, ezek közül a legfontosabbak a következők:

— az adott tányérszerkezetek kombinációjánál még rendkívül nagy porterhelésnél sem léphet fel eldugulás, — üzembiztosán működtethető, egyszerűen tisztítható, — hatékonyabb az anyagátadás, mint más berendezéseknél, nincs szükség folyadékelosztó szerkezetre a tányérok fölött, — a gáz nvomásvesztesége 1000—1500 Pa, ami normál ventillátorokkal való gázszállítást tesz lehetővé, — a három kombinált tányéron 1—5 μπι közötti szemcseméretű porok 99,,-a, de 0,5 μηι átmérőjű frakciónak is 60—80,,-a leválasztható.

A három ellenáramú tányért tartalmazó mosótorony előnyösen kiküszöböli a más típusok hátrányait. Nagyon magasfokú porleválasztás mellett a többszörös fázísérintkeztetés következtében nagyon intenzív anyagátadást biztosít és mindezt kis nvomásvesztesége miatt kis energiafelhasználással éri el.

A mosótoronv hengeres kivitel mellett szögletes kivitelben is megvalósítható, az üzemi méretű berendezés a cseppfogóval együttes teljes magassága legfeljebb 6 m.

A találmány szerinti mosótorony működését az alábbi példán mutatjuk be.

A mosótoronyban a keresztmetszetre vonatkoztatva 720<>—8000 m³/m²h gáz dolgozható fel, mivel a lineáris sebességnek 2—2,3 m/s nagyságúnak kell lennie. Ez azt jelenti, hogy 2 méter átmérőjű toronynál közel 24 000 m³/h gáz tisztítása válik lehetővé. A folyadékterhelés 3—15 ni³/m²h, ami az adott átmérőnél 10— 50 m³/h-t jelent. Ilyen üzemeltetési körülmények között a három ellenáramú tányéron egy 1000—2000 mg/m³ szilíciumtetrafluoridot tartalmazó gáz szilíciun tetrafluorid koncentrációja 15 mg/m³-re csökken és/vagy a portartalom, amely 5—10 g/m³, 4 μηι körüli átlagos szemcsemé-etnél 30—50 nig/m³ értékre esik vissza és alig függ a por fizikai tulajdonságaitól.

Claims (5)

1. Kéndioxid, hidrogént!uorid vagy más savas jellegű véggázok lúgos vagy nátriumkarbonátos mosásakor hasonló eredményeket érünk el és a porleválasztással egyiit valósíthatjuk meg a gáztisztítást.

   Szabadó hn i igénypon tok:

   1. Ellenáramú tányéros mosótorony portartalmú gázok szilárd szennyezésektől való nedves tisztítására és/vagy gázhalmazállapotú szennyező komponensek folyadék által történő elnyeletésére, azzal jellemezve, hogy a toronyba három különböző konstrukciójú ellenáramú tányér (1,2, 3) van beépítve, amelyek közül az alsó réseit, a középső perforált és a legfelső szelepes, ez utóbbi alaplentezének (14) rései (13) fölött csövek (15) vannak elhelyezve, és ezekhez mosófolyadékot bevezető csonkok (17) összekötő csöveken (16) át csatlakoznak, a torony felső részére pedig cseppleválasztó (4) van felszerelve.

   -3182620

   I
2. 2. Az 1. igénypont szerinti tnosótorony kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a legfelső tányér (3) rései (13) fölötti csövek (15) lyukainak (19) a tengelyei vízszintesek és/vagy felfelé irányulóan ferdék, továbbá a vízszintes síkkal 0—45°-os szöget zárnak be.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti mosótorony kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a legfelső tányér (3) rései (13) fölött lévő csöveken (15) azok külső átmérőjénél nagyobb átmérőjű gyűrűk (18) vannak lazán felfüggesztve.
4. 4. Az 1., 2. vagy 3. igénypont szerinti mosótorony kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a legfelső tányér (3) alaplemeze (14) és csövekre (15) felfüggesztett gyűrűk (18) egymástól való távolsága csavarokkal (20) állítható.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti mosótorony kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a cseppleválasztó (4) falához 45°-os szögben felszerelt lemezkúpok (4a, 4b) csatlakoznak, amelyek a mosótorony üres kereszt nietszeté10 vei azonos áramlási keresztmetszetet biztosítanak.

   rajz, 5 ábra

   A ,kiadásért telel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója

   85.4058'40 — Zrínyi Nyomda, Budapest

   -4182620 Nemzetközi osztályozás:

   NSzO,

   B 1)1 D 47 12

   2/1

   -5182620 Nemzetkczi osztályozás:

   NSzO.

   B 01 Π 47 12

   B~ B részlet

   C-C részlet |222222ZZ22SZZ^__4.

   / /7-7-//7-772-777^7-/7 777,'/ 2 2/Z?/

   Q a

   =sj—-j18

   4. ábra

   5.ábra