HU207236B - Method for moistening granules being in burning gas flows and apparatus for carrying out the method - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás égési gázáramokban lévő szemcsék nedvesítésére, mely eljárás során egy teljes gázáramból (1) egy első gázáramrészt (2) és egy má.sodik gázáramrészt (3) különítenek el, az első gázáramrészt (2) egy nedvesítő egységgel (4) nedvesítik, majd az első gázáramrészt (2) a második gázáramrésszel (3) egyesítik egyesített gázárammá (5) oly módon, hogy a teljes gázáram (1) összes szemcséjének javított nedvesítéséhez az első gázáramrészt (2) és a második gázáramrészt (3) úgy különítik el, hogy az első gázáramrész (2) tartalmazza az egyesített gázáram (5) lényegében összes szemcséjét. A találmány szerinti eljárás kivitelezésére szolgáló berendezés szeparátor egység (7) egy, a teljes gázáram (1) szemcséit az első gázáramrészbe (2) elkülönítő dinamikus szeparátor. HU 207 236 B A leírás terjedelme: 6 oldal (ezen belül 2 lap ábra)

Description

A találmány tárgya eljárás égési gázáramokban lévő szemcsék nedvesítésére, valamint az eljárás megvalósítására alkalmas berendezés.

A szemcsés anyagokat, például port tartalmazó ipari gázokban lévő szemcsés anyagok nedvesítésének számos oka lehet. Ilyen ok lehet például elektromos szűrő alkalmazása esetén a szűrőkapacitás növelése vagy az égési gázok kénmentesítése, különösen abban az esetben, ha a gázáram lúgos szemcséket, például kalcium-oxidot (CaO) tartalmaz.

A jelenleg alkalmazott eljárásokban, így például az US 2826264 sz. szabadalom szerinti eljárásban is, a szemcséket hordozó gázáramhoz valamilyen nedvesítő közeget, például vizet adnak oly módon, hogy a teljes gázáramot érintkeztetik a nedvesítő közeggel. Azonban az olyan esetekben, ha nemkívánatos a gázáram hőmérsékletének harmatpont alá való csökkenése, például égési gázok vagy füstgázok esetében, nem lehet teljesen átnedvesíteni a szemcséket. Ilyen nem teljes nedvesítés különösen a venturi-típusú nedvesítő eljárásban jelent problémát.

Levegő nedvesítésére ismertek olyan eljárások, amelyeknél a nedvesítés előtt a teljes légáramot részáramokra bontják. így az EP 0301 212 számú szabadalomban ismertetett légnedvesítő berendezés alkalmazásánál az áramló levegőt két részre osztják, az első részt nedvesítő fúvókéval nedvesítik, majd egyesítik a külső áramló résszel és átvezetik egy leválasztóegységen. Hasonlóképpen működtetik az US 4508551 számú szabadalmi leírás szerinti légnedvesítő berendezést is.

A DE 3610780 számú szabadalmi leírásban ismertetett, homokfúvókához is jól alkalmazható, légtisztító berendezésnél is a beáramló levegőt szétválasztják, szűrik, majd a légáramokat egyesítik és a szemcséket leválasztják.

Az égési gázok tisztításánál, különösen kénmentesítésénél, fontos lépés az égési gázáramokban lévő szemcsék hatásos nedvesítése. Mivel az égési gázok és a levegő tulajdonságai jelentősen eltérnek, ezek az ismert légnedvesítő berendezések, illetve eljárások nem adaptálhatók egyszerűen az égési gázok tisztítási folyamatához.

Fentiek ismeretében célul tűztük ki, hogy égési gázáramokban lévő összes szemcsék javított nedvesítését úgy valósítsuk meg, hogy az eljárást befolyásoló egyéb tényezőket, mint például a gázáram harmapontjának megfelelő hőmérsékletet megfelelő értéken tarthassuk.

A fenti cél elérésére kidolgozott, találmányunk szerinti eljárásban a teljes gázáramot a nedvesítés előtt egy első és egy második gázáramrészre különítjük. Az első gázáramrész tartalmazza a nedvesítő műveletben nedvesítésre kerülő teljes gázáram összes szemcsetömegének legalább 95-99 tömeg%-át, vagyis lényegében összes szilárd szemcséjét, és ezt a gázáramrészt a nedvesítés után a második gázáramrésszel újraegyesítjük.

A javított nedvesítés azon a tényen alapszik, hogy az első gázáramrész szemcsesűrűsége a teljes és az egyesített gázáraméhoz képest nagy. A teljes gázáramból egy olyan részáramot különítünk el, amely a teljes gázáram lényegében összes szemcséjét tartalmazza, és így benne a szemcsesűrűség a teljes és az egyesített gázáramhoz képest nagy. Ehhez a részáramhoz sokkal több nedvesítő közeget adhatunk, mint amennyi az első gázáramrész hőmérsékletét harmatpontja alá csökkentené. így az első gázáramban lévő szemcséket hatásosan tudjuk nedvesíteni. Ha a szemcsék alkáli-oxidokat, például kalcium-oxidot tartalmaznak, a fémoxidok hidroxidokká, például kalciumhidroxiddá alakulnak át. A kalcium-hidroxid hatásosan reagál a gáz kén-dioxid tartalmával. A nedvesítés után az első gázáramrész! és a nedvesítés előtt elkülönített és mechanikusan külön úton vezetett, második gázáramrészt és egyesítjük. Amikor a nedvesített első gázáramrészt és a gyakorlatilag szemcsementes második gázáramrészt egyesítjük vagy aggreagáljuk, az egyesített gáz hőmérsékletét és minden egyéb, az eljárást befolyásoló jellemzőjét kedvező értéken tarthatjuk. Különösen ha az egyesített gázáram hőmérséklete magasabb, mint a gázáram harmatpontja, a kénvisszatartó reakciók a teljes gázáramban végbemennek.

A találmány szerinti eljárás során egy teljes gázáramból egy első gázáramrészt és egy második gázáramrészt különítünk el, az első gázáramrészt egy nedvesítő egységgel nedvesítjük, majd az első gázáramrészt a második gázáramrésszel egyesítjük egyesített gázárammá oly módon, hogy az első gázáramrésszel az egyesített gázáram lényegében összes szemcséjét elkülönítjük.

A találmány tárgya továbbá a találmány szerinti nedvesítő eljárás kivitelezésére szolgáló berendezés.

A találmány szerinti berendezés a belevezetett teljes gázáram első gázáramrészre és második gázáramrészre történő szétválasztására szolgáló szeparátor egységből, a szeparátorhoz csatlakozó, az első gázáramrész nedvesítésére szolgáló nedvesítő egységből és a szeparátorhoz csatlakozó, a második gázáramrész és az első gázáramrész egyesítésére szolgáló egységből áll, mely szeparátor egység egy, a teljes gázáram szemcséit az első gázáramrészbe elkülönítő dinamikus szeparátor.

A következőkben a találmányunk szerinti eljárást és annak kivitelezésére szolgáló berendezést részletesen ismertetjük az 1. és 2. ábrák segítségével.

Az 1. ábrán egy, a találmányunk szerinti eljárás kivitelezésére szolgáló berendezés vázlatos rajzát, és a 2. ábrán egy másik, a találmányunk szerinti eljárás kivitelezésére szolgáló berendezés vázlatos rajzát mutatjuk be.

A találmány szerinti eljárással égési gázáramokban lévő szemcsék nedvesítését úgy végezzük, hogy egy teljes gázáramból (1) egy első gázáramrészt (2) és egy második gázáramrészt különítünk el, az első gázáramrészt egy nedvesítő egységgel (4) nedvesítjük, majd az első gázáramrészt (2) a második gázáramrésszel (3) egyesítjük egyesített gázárammá (5) oly módon, hogy a teljes gázáram (1) összes szemcséjének javított nedvesítéséhez az első gázáramrészt (2) és a második gázáramrészt (3) úgy különítjük el, hogy

HU 207 236 Β az első gázáramrész (2) tartalmazza az egyesített gázáram (5) lényegében összes szemcséjét.

A találmány szerinti berendezés szemcséket tartalmazó gázáram találmány szerinti nedvesítésére alkalmas. A találmány szerinti berendezés a belevezetett teljes gázáram (1) első gázáramrészre (2) és második gázáramrészre (3) történő szétválasztására szolgáló szeparátor egységből (6, 7), a szeparátorhoz csatlakozó, az első gázáramrész (2) nedvesítésére szolgáló nedvesítő egységből (4) és a szeparátorhoz csatlakozó, a második gázáramrész (3) és az első gázáramrész (2) egyesítésére szolgáló egységből (9, 14) áll, és a szeparátor egység (6, 7) egy, a teljes gázáram (1) szemcséit az első gázáramrészbe (2) elkülönítő dinamikus szeparátor.

Az 1. ábrán egy olyan berendezést mutatunk be, amelynek (6) szeparátor egysége egy ún. rácsos szeparátor, míg a 2. ábrán egy olyan berendezést mutatunk be, amelynek (7) szeparátor egysége egy ciklon szeparátor. Mindkét (6, 7) szeparátor egység dinamikus elven működik. Az elválasztás mértéke 50-95 térfogat%-os lehet. Az első gázáramrész a teljes gázáram 5-50 térfogat%-át képezheti.

Az 1. ábrán bemutatott rácsos (6) szeparátor egység az áramlási csatorna keresztmetszete által meghatározott területen a gázáramlás irányába sorosan felszerelt olyan, (8) terelőlemezzeket vagy egyéb, hasonló elemeket tartalmaz, amelyek előnyösen az áramlási csatorna közepe felé irányítják a szemcséket tartalmazó első gázáramrészt.

A leírásunkban alkalmazott „rácsos szeparátor” kifejezés olyan, a fentiek szerinti terelőlemezes felépítésű, úgynevezett dinamikus szeparátorra vonatkozik, amelynek elválasztó hatása a gázáram elterelésén alapszik.

A (3) második gázáramrész a gázáramlás irányában sorosan felszerelt (8) terelőlemezzek vagy hasonló elemek közötti térben a fő gázárammal szemben haladó részáramok egyesülésével jön létre, ezért lényegében nem tartalmaz szilárd anyagot.

A (2) első gázáramrész nedvesítésére szolgáló (4) nedvesítő egység úgy van elhelyezve az első gázáramrész útjában, hogy a megfelelő nedvesítést biztosítsa. A nedvesítő közeg, például víz befecskendezését egy vagy több fúvóka biztosítja. A nedvesítő közeg szétoszlatását a nedvesítő közeg nyomásának növelésével fokozni lehet. A (2) első gázáramrészt és a (3) második gázáramrészt a szeparátor alján elhelyezkedő áramlási csatornában egyesítjük, miáltal a nedvesített szemcsék az (5) egyesített gázáramban szétoszlanak.

A 2. ábrán bemutatott, szintén dinamikus működési elvű ciklon (7) szeparátor egységben a (2) első gázáramrész elválasztására a (7) szeparátor egység (10) alsó része szolgál, és a (4) nedvesítő egység (10) alsó részhez kapcsolódó (11) áramlási csatornában van elhelyezve. A ciklon (7) szeparátor egység középső részén elhelyezkedő (12) központi cső a (3) második gázáramrész elvezetésére a ciklonból és a (13) áramlási csatornába történő továbbítására szolgál.

A (2) gázáramrész és (3) gázáramrész a ciklon (7) szeparátor egység (10) alsó részén elhelyezkedő csatlakozási helyen egyesül, ahonnan a további feldolgozási helyekre vezethető.

A találmány szerinti berendezésben a teljes gázáram szétválasztásával létrehozott (2) első gázáramrész és (3) második gázáramrész egymástól elkülönítve áramlik az (5) egyesített gázáram létrehozási helyéhez, így a rácsos (6) szeparátor egységben az áramlási csatorna és a (8) terelőlemezek közötti térben a (3) második gázáramrész, míg a (8) terelőlemezzek között a (4) nedvesítő egységet is érintve a (2) első gázáramrész halad.

A ciklon (7) szeparátor egységben a (3) második gázáramrész a (12) központi csövön és a (13) áramlási csatornán át, míg a (2) első gázáramrész a ciklon (7) szeparátor egység alsó részéről halad a csatlakozási helyhez.

A találmány szerinti eljárást az alábbi példával illusztráljuk.

/. példa

Kísérletsorozatot végeztünk üzemi méretű körülmények között légköri nyomáson, 100 m³/s mennyiségű égési gázzal. A kísérletekben az első gázáramrész mennyiségét az egyesített gázáram 5-50 térfogat%-a között változtattuk, az egyesített gázáram 5-10 térfogat%-nak megfelelő léptékekben. A kísérletekben az első gázáramrész minden egyes választott mennyiségénél mind az eljárás, mind a berendezés megfelelően működött, miután nedvesítő víz mennyiségét az első gázáramrész mennyiségével azonos mennyiségre állítottuk be.

Claims (6)

1. Eljárás égési gázáramokban lévő szemcsék nedvesítésére, mely eljárás során egy teljes gázáramból (1) egy első gázáramrészt (2) és egy második gázáramrészt (3) különítünk el, az első gázáramrészt (2) egy nedvesítő egységgel (4) nedvesítjük, majd az első gázáramrész (2) a második gázáramrészzel (3) egyesítjük egyesített gázárammá (5), azzal jellemezve, hogy a teljes gázáram (1) összes szemcséjének nedvesítéséhez az első gázáramrészt (2) és a második gázáramrészt (3) úgy különítjük el, hogy az első gázáramrész (2) tartalmazza az egyesített gázáram (5) lényegében összes szemcséjét.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az első gázáramrészt (2) a nedvesítő egységgel (4) nedvesítjük az első gázáramrész (2) hőmérsékletének a harmatpontja alá csökkentéséhez megfelelő vízmennyiségnél nagyobb mennyiségű vízzel, és a második gázáramrész (3) térfogatáramát, valamint hőmérsékletét az egyesített gázáram (5) harmatpontjánál magasabb hőmérsékletet biztosító értékekre választjuk meg.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az első gázáramrész (2) mennyiségét az egyesített gázáram (5) 5-50 térfogat%-ának megfelelő mennyiségre választjuk meg.

HU 207 236 B

4. Berendezés szemcséket tartalmazó gázáramnak az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárással történő nedvesítésére, mely berendezés a belevezetett teljes gázáram (1) első gázáramrészre (2) és második gázáramrészre (3) történő szétválasztására szolgáló szeparátor egységből (6, 7), a szeparátor egységhez (6, 7) csatlakozó, az első gázáramrész (2) nedvesítésére szolgáló nedvesítő egységből (4) és a szeparátor egységhez (6, 7) csatlakozó, a második gázáramrész (3) és az első gázáramrész (2) egyesítésére szolgáló egységből (9, 14) áll, azzal jellemezve, hogy a szeparátor egység (6, 7) egy, a teljes gázáram (1) szemcséit az első gázáramrészbe (2) elkülönítő dinamikus szeparátor.

5 5. A 4. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a dinamikus szeparátor egy irányított áramlásit rácsos szeparátos egység (6).

6. A 4. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy a dinamikus szeparátor egy ciklon szepa10 rátör egység (7).