NL8303499A

NL8303499A - Installatie voor het inspuiten van een poedervormige stof, in het bijzonder een absorberende stof, in een contactkolom.

Info

Publication number: NL8303499A
Application number: NL8303499A
Authority: NL
Original assignee: Air Ind
Priority date: 1982-10-25
Filing date: 1983-10-12
Publication date: 1984-05-16
Also published as: US4534778A; ZA837790B; FR2534831A1; ES526692A0; BR8305866A; DE3338716A1; ES8405642A1; AU2052783A; FR2534831B1; CA1220433A; AU560613B2; CH656074A5

Description

Installatie voor het inspuiten van een poedervormige stof, in het bijzonder een adsorberende stof, in een contactkolcm.

De onderhavige uitvinding betreft een installatie voor het inspuiten van een poedervormige stof, in het bijzonder van een adsorberende stof, in een contactkolcm -in principe vertikaal-, waardoor een gas stroomt, in het bijzonder een gas beladen met ver-5 antreinigd effluent, dat op de genoemde stof moet worden gefixeerd, welke installatie is voorzien van middelen die in de kolen uitmonden, voor het inspuiten van verse stof en het inspuiten van gezuiverde, teruggeleide stof, te weten stof die reeds voor hetzelfde doel is gebruikt.

10 De genoemde stof kan bijvoorbeeld bestaan uit aluminiumdeeltj es, en de genoemde gasstroem kan bestaan uit verbrandingsgassen die zijn beladen met fluorhoudende verbindingen of andere schadelijke produkten, zoals teerdampen, en die bijvoorbeeld zijn geproduceerd bij het vervaardigingsproces van aluminium.

15 Men gaat· dan over .tot het zuiveren van de genoemde verbrandingsgassen, voordat zij in de buitenlucht worden af gevoerd, door het aluminium in te spuiten in een contactkolcm, waardoor deze verbrandingsgassen stranen, zodat de genoemde schadelijke produkten door adsorptie qp het aluminium kunnen worden gefixeerd.

20 Cftdat het aluminium (of een andere adsorberende stof) nog gedeeltelijk werkzaam blijft aan de uitgang van deze kolom, zuivert en geleid men dit gewoonlijk gedeeltelijk terug aan de ingang van de kolcm, door dit tegelijk met een zékere (kleinere) hoeveelheid verse adsorberende stof in te spuiten, cm het nuttigeffect van de 25 adsorptie te vergroten.

Dergelijke werkwijzen zijn bekend, en in het bijzonder uit het Franse octrooischrift Nb. 2 139 648 van 28 mei 1971, dat juist betrekking heeft op de adsorptie van fluorhoudende verbindingen op aluminium.

30 Volgens de uitvoeringsvoorbeelden, die in dit octrooi schrift zijn beschreven, wordt het aluminium dat reeds voor de adsorptie

830349S

« * - 2 - heeft gediend, gezuiverd en teruggeleid in de contactkolcm door een leiding, die zijdelings daarin uitmondt en die bovendien tegelijkertijd dient voor het inbrengen van vers aluminium, waarbij de menging van het verse aluminium met het gezuiverde en teruggeleide aluminium 5 stroomopwaarts tot stand wordt gebracht.

Deze uitvoeringsvorm is niet de meest gunstige, want dan wordt de "dichtheid van de werkzaamheid" van het aluminium niet homogeen verdeeld over het gehele dwarsdoorsnedeoppervlak van de can-tactkolcm, hetgeen vanzelfsprekend schadelijk is voor het nuttigt 10 effect van de zuivering.

De onderhavige uitvinding heeft ten doel, dit bezwaar van de bekende techniek op te heffen en het nuttigpffect van de zuivering in de installaties van het boven beschreven type aanzienlijk te vergroten, zelfs ingeval van andere produkten, en dit door de 15 homogeniteit van de verdeling en van de werkzaamheid van de poedervormige stof over het gehele dwarsdoorsnedeoppervlak van de contact-kolcm te vergroten.

CSn dit doel te bereiken is een installatie van het type, dat in het algemeen aan het begin is beschreven, volgens de 20 uitvinding gekenmerkt, doordat de genoemde middelen bestaan uit een bepaald aantal buizen voor het inspuiten van gezuiverde en teruggeleide stof, die zijn verdeeld rondom tenminste één buis voor het inspuiten van verse stof, welke buizen in de kolom zijn opgesteld.

Door in elke inspuitbuis voor gezuiverde en terugge-25 leide stof te zorgen voor een voldoende groot debiet, dat in het algemeen aanzienlijk groter zal zijn dan het debiet dat uit de inspuitbuis of inspuitbuizen voor verse stof stroomt, zal men de verdeling van de werkzaamheid van de poedervormige stof over de gehele kolom gelijkmatig kunnen maken en zodoende het nuttigpffect van de zuive-30 ring aanzienlijk kunnen vergroten.

Dit door de uitvinding bereikte voordeel zal bijzonder belangrijk zijn, wanneer men contactkolanmen met een grote diameter gebruikt, waardoor een te zuiveren gas met een groot debiet stroomt.

35 Door het aantal inspuitbuizen voor gezuiverde en terug-

83 ö 3 4 3 S

- 3 - geleide stof in geschikte mate te vermenigvuldigen als functie van de dwarsdoorsnede van de kolcm, ziet men inderdaad, dat men de werkzaamheid van de poedervormige stof over deze gehele dwarsdoorsnede, hoe groot deze ook is, gelijkmatig kan maken.

5 Binnen het kader van de algemene definitie van de uitvinding, die hierboven is gegeven, zal men de verdeling van de verschillende buizen volgens gevarieerde opstellingen kunnen realiseren.

In het bijzonder kan men volgens de uitvinding zo-10 danig te werk gaan, dat de inspuitbuis voor verse stof centraal of in hoofdzaak centraal in de kolcm is cpgesteld, en dat de inspuit-buizen voor gezuiverde en teruggeleide stof regelmatig rondom deze zijn verdeeld, en daarbij bij voorkeur zijn qpgesteld qp gelijke of in hoofdzaak gelijke afstanden van elkaar enerzijds en ten opzichte 15 van de zijwand van de kolcm anderzijds.

Het is duidelijk, dat deze verdeling van de verschillende buizen het mogelijk maakt, de poedervormige stof nagenoeg de gehele dwarsdoorsnede van de contactkolcm te laten bestrijken, waarbij de vorming van dode zone's nagenoeg geheel wordt vermeden of tot 20 een minimum wordt teruggebracht. Deze opstelling verzekert in het bijzonder een homogene verdeling van de poedervormige stof in de gas stroom vanaf de eerste meters, die door deze stroom in de kolcm worden af gelegd.

In het -dikwijls- voorkomende geval van een kolom 25 met een ronde dwarsdoorsnede zijn de inspuitbuizen voor gezuiverde en teruggeleide stof zodoende alle cpgesteld op gelijteof nagenoeg gelijke afstanden van de centrale inspuitbuis voor verse stof.

Bovendien is het bij een convergerende -divergerende kolcm nog voordelig er voor te zorgen, dat het samenstel van de 30 genoemde buizen is cpgesteld ter hoogte van of nagenoeg ter hoogte van de hals van de convergerende-divergerende kolcm, of in het divergerende gedeelte daarvan, cm de homogeniteit van de verdeling van de poedervormige stof te perfectioneren.

In elk geval is bekend, dat dit convergerende-diver-35 gerende gedeelte of venturi in het algemeen ten doel heeft te ver-

83C34SS

* 'j - 4 - hinderen, dat de in de kolom ingespoten poedervormige stof niet onder invloed van de zwaartekracht valt, en dus zodanig te werk te gaan, dat de stof goed wordt meegenomen door de in de kolom opstijgende, te zuiveren gasstrocm, zelfs wanneer deze een grote diameter heeft.

5 Dit convergerende-divergerende gedeelte of venturi is daarentegen niet noodzakelijk, wanneer de stijgsnelheid van het gas voldoende groot is, cm het meenemen van de poedervormige stof naar boven te verzekeren.

Volgens nog een ander kenmerk van de onderhavige 10 uitvinding mondei de genoemde buizen in de kolcm in tegenstroom uit ten opzichte van de genoemde strcmingsrichting van het gas in de kolcm.

Zodoende zal de poedervormige stof, voordat hij zijn stijgende traject volgt, in de kolom een richtingsverandering over 15 180° ondergaan, hetgeen nog de homogeniteit van zijn verdeling in de kolom zal begunstigen.

Bovendien kan men aan elke buis een verspreidings-inrichting aanbrengen, die de daaruit stromende stof in een radiale laag kan omzetten.

20 Deze inrichting heeft als effect, dat het gevaar voor de vorming van dode zone's inde kolom nog wordt verminderd, door het door elke buis bestreken oppervlak aanzienlijk te vergroten.

Deze verspreidingsinrichtingen van de stralen kunnen elk zeer eenvoudig worden gevormd door een plaat, die cp kleine af-25 stand van de opening van de betreffende buis is vastgezet.

De straal van poedervormige stof zal dan onder invloed van de botsing worden verspreid in de vorm van een laag, die vervolgens door de opstijgende gasstrocm zal worden omgezet in een wolk van deeltjes.

30 De betreffende plaat kan vlak zijn en loodrecht op de hartlijn van de kolom staan, in welk geval de laag van de stof zich horizontaal verspreidt, waarbij wordt aangenomen, dat de kolcm in hoofdzaak vertikaal staat, of bij een uitvoeringsvariant kan men ook zodanig te werk gaan, dat de genoemde plaat bestaat uit een kegel waar-35 van de hartlijn evenwijdig is aan die van de kolom en waarvan de top 8*s Λ 1! : λ

V V' ) H’ V -J

- 5 - naar boven is gericht.

In dit geval volgt de laag van behandelingsmateriaal eerst een weg die naar beneden is gericht, alvorens op te stijgen onder de meenanende invloed van de opstijgende strocar, van behandeld 5 gas, hetgeen zijn verspreiding daarin nog meer begunstigt.

Twee uitvoeringsvormen van de uitvinding zullen nu bij wijze van voorbeeld en niet in beperkende zin worden beschreven aan de hand van de figuren van de bijgaande tekening, waarin: fig. 1 een schematisch perspectivisch aanzicht met 10 weggelaten delen is van een ccnvergerend-divergerend gedeelte van een contactkolan, die volgens de uitvinding is uitgerust; fig. 2 een soortgelijk aanzicht is van een cilindrische contactkolan; en fig. 3 een dwarsdoorsnede is van een volgens de uit-15 vinding uitgeruste kolan, die een voordelige verdeling van de buizen beter toont.

In de verschillende figuren is een inspuitbuis voor verse stof (bijvoorbeeld aluminium) aangeduid met 1 en verschillende inspuitbuizen voor gezuiverde en teruggeleide stof met 2, te weten 20 in dit geval aluminium, dat reeds heeft gediend voor de adsorptie van verontreinigd effluent, zoals fluor- of teerhoudende verbindingen, die het te behandelen gas bevat, waarbij alle buizen naar beneden uitmonden.

Deze gassen kunnen, zoals hierboven reeds is opge-25 merkt, bijvoorbeeld bestaan uit verbrandingsgassen, die ontsnappen uit ovens die worden gebruikt bij de vervaardigingsprocessen van aluminium; deze verbrandingsgassen moeten natuurlijk worden ontdaan van het genoemde verontreinigende effluent, voordat zij in de buitenlucht worden af gevoerd.

30 Volgens fig. 1 zijn de verschillende buizen opgesteld in een convergerend-divergerend gedeelte 3 met vertlkale hartlijn, waardoor in stijgende richting, zoals aangegeven met de pijl F, de genoemde verbrandingsgassen stromen, waarbij het bovenste uiteinde van dit convergerend-divergerende gedeelte 3 is verbonden met een 35 eigeilijke contactkolan, waarvan de hoogte een functie zal zijn van de o /. ' 0

• V

- 6 - gewenste contacttijd tassen het door de buizen 1 en 2 ingespoten aluminium en de genoemde verbrandingsgassen, waarbij vanzelfsprekend rekening moet worden gehouden met de stijgsnelheid daarvan.

Volgens fig. 2 zijn de verschillende buizen 1 en 2 5 opgesteld binnen een cilindrische contactkolcm 4, waardoor eveneens in stijgende richting (pijl F) de te behandelen verbrandingsgassen stromen.

Zoals viit de verschillende figuren blijkt, is de buis 1 voor het inspuiten van verse stof opgesteld in het midden van het 10 convergerend-divergerende gedeelte of in het midden van de kolom, en zijn de buizen 2 voor het inspuiten van gezuiverde en teruggeleide stof verdeeld rondom de buis 1, zodanig, dat zij alle op gelijke afstand van elkaar staan en alle op gelijke afstand van de zijwand van het convergerend-divergerende gedeelte of van de kolom. Als de dwars-15 doorsnede van de leiding ter hoogte van de genoemde buizen rond is, zullen de buizen 2 zich dientengevolge alle cp gelijke afstand bevinden van de centrale buis 1 voor het inspuiten van verse stof, wanneer één buis 1 is aangébracht.

Volgens de figuren 1 en 2 is met elke buis een toe-20 voer leiding voor de stof verbonden, namelijk de toevoer leiding 1a voor de buis 1 en de toevoerleidingen 2a voor de verschillende buizen 2, waarbij al deze leidingen door de zijwand van het convergerend-divergerende gedeelte of van de kolom gaan en aan de buitenzijde uitmonden.

Man zou deze opstelling van toevoerleidingen kunnen 25 vervangen door een andere opstelling, wanneer de obstructie van de leiding door deze verschillende toevoerleidingen hinderlijk zou zijn.

Tot dit doel zou men bijvoorbeeld een rondlopende horizontale verzamelleiding kunnen aanbrengen, die alle buizen 2 verbindt en met de buitenzijde is verbonden door een enkele leiding, die 30 zijdelings uitmondt qp het convergerend-divergerende gedeelte of de contactkolom, waarbij het aantal leidingen dat door de genosnde zijwand heengaat, zodoende is teruggebracht tot twee.

In fig. 1 zijn verspreidingsinrichtingen getekend in de vorm van vlakken en horizontale platen 5, waarbij de ene is beves-r 35 tigd onder de buis 1 voor het inspuiten van verse stof en de anderen 33 C I' 4 9 8 .· * .................... a - 7 - onder elk der buizen 2 voor het inspuiten van gezuiverde en teruggeleide stof. Deze verspreidingsinrichtingen zijn mechanisch met de verschillende buizen verbonden door stangen 6. Zodoende wordt de uit de buizen 1 en 2 kanende stof geworpen op deze platen 5 en wordt 5 verspreid in de vorm van radiale lagen, die zodoende een grote richtingsverandering ondergaan, voordat de poedervormige stof, die deze lagen vormt, uiteindelijk naar boven wordt meegenomen door de te behandelen opstijgende gasstroan, die door het convergerend-divergerende gedeelte 3 stroont. Men verkrijgt zodoende een uitste-10 kende verspreiding van de uit de buizen 1 en 2 komende stof.

Men kan deze verspreiding nog versterken, door de vlakke en horizontale platen 5 van fig. 1 te vervangen door kegels 7, zoals die bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 2 op de buizen 1 en 2 zijn aangebracht. Deze kegels zijn op soortgelijke wijze door 15 bevestigingsstangen 8 verbonden met de betreffende buizen. In dit geval legt de stof een dalende weg af over een bepaalde hoogte vanaf de buizen 1 en 2, voordat zij uiteindelijk naar boven wordt meegenomen door de opstijgende gasstrocm, die door de kolom 4 stroomt.

Uit fig. 3 blijkt goed, hoe de verschillende 20 radiale lagen, die door elk der buizen 1 en 2 worden geproduceerd, elkaar snijden, cm nagenoeg het gehele dwarsdoorsnedeqppervlak van de kolom te bestrijken, waarbij zodoende de vorming van dode zone's in de kolom praktisch wordt vermeden.

Omdat het verse aluminium, dat uit de centrale buis 25 1 kont, een adsorptiecapaciteit van 100% heeft, terwijl het gezuiver de en teruggeleide aluminium, dat uit de buizen 2 komt, reeds bijna is verzadigd door het verontreinigende effluent, is het duidelijk, dat cm een goede homogeniteit van de werkzaamheid van de stof over de gehele dwarsdoorsnede van het convergerend-divergerende gedeelte 30 of de contactkolan te realiseren, de débieten van de stof als functie van zijn werkzaamheid moeten worden geregeld.

Zodoende zal het debiet van de verse stof, die uit de centrale buis 1 komt, aanzienlijk kleiner zijn dan het debiet van gezuiverde en teruggeleide stof, die uit de buizen 2 kant.

35 Als bijvoorbeeld het gezuiverde en teruggeleide - 8 - aluminium, waarmee de buizen 2 worden gevoed, voor 90% is verzadigd, zal zijn debiet ongeveer tien maal groter zijn in elk der buizen 2, dan het debiet van vers aluminium, dat uit de buis 1 kant.

Als men een installatie uit de békende techniek be-5 schouwd, bijvoorbeeld zoals die in het begin beknopt is beschreven, te weten een installatie, waarin de gezuiverde en teruggeleide stof in de contactkolcm wordt gespoten door een enkele buis, constateert men, dat met een installatie volgens de uitvinding, en dankzij de vermenigvuldiging en de nauwkeurige verdeling van de buizen voor het 10 inspuiten van gezuiverde en teruggeleide stof rondan een buis voor het inspuiten van verse stof, men het gasvormige fluor, dat zou zijn ontsnapt uit de installatie volgens de bekende techniek (die reeds mogelijk maakte, een zeer groot gedeelte van dit fluor te verwijderen), voor 80% kan verwijderen.

15 Cmdat deze techniek wel bekend is, heeft men in de tekeningen niet de wijze weergegeven, waarop het aluminium, dat door adsorptie het verontreinigende effluent heeft gefixeerd, wordt gescheiden van de verbrandingsgassen en gezuiverd en teruggeleid: deze scheiding kan worden uitgevoerd met behulp van elke willekeurig geschikte 20 inrichting, bijvoorbeeld met filters.

Zoals vanzelf spreekt, en zoals bovendien volgt uit het voorafgaande, is de uitvinding in geen enkel opzicht beperkt tot de toepassingen en uitvoeringsvormen, die meer in het bijzonder zijn beoogt; zij omvat in tegendeel alle varianten.

33 0 3 4 9 9

Claims

1. Installatie voor het inspuiten van een poedervormige stof, in het bijzonder een adsorberende stof, in een ccntact-kolom -in principe vertikaal- waardoor een gas stroomt, in het bijzonder gas beladen met verontreinigend effluent, dat op de genoemde 5 stof moet worden gefixeerd, welke installatie is voorzien van in de kolom uitmondende middelen voor het inspuiten van verse stof en het inspuiten van gezuiverde en teruggeleide stof, te weten stof die reeds voor hetzelfde gebruik heeft gediend, met het kenmerk, dat de genoaide middelen bestaan uit een bepaald aantal buizen (2) voor het 10 inspuiten van gezuiverde en teruggeleide stof, die zijn verdeeld random tenminste één buis (1) voor het inspuiten van verse stof, welke buizen in de kolom (3 of 4) zijn cpgesteld.

2. Installatie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de buis (1) voor het inspuiten van verse stof centraal of in 15 hoofdzaak centraal in de kolom (3 of 4) is opgesteld en dat de buizen (2) voor het inspuiten van gezuiverde en teruggeleide stof regelmatig rondom deze zijn verdeeld, doordat zij bij voorkeur op gelijk of in hoofdzaak gelijke afstanden van elkaar enerzijds en ten opzichte van de zijwand van de kolom anderzijds zijn qpgesteld.

3. Installatie volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat wanneer de kolom (3 of 4) tenminste op het niveau, waarop de buizen (1, 2) zijn cpgesteld, een ronde dwarsdoorsnede heeft, de buizen (2) voor het inspuiten van gezuiverde en teruggeleide stof alle zijn opgesteld op gelijke of in hoofdzaak gelijke afstand van 25 de centrale huis (1) voor het inspuiten van verse stof.

4. Installatie volgens één van de voorgaande conclusies, waarin de kolom aan zijn voet een convergerend-divergerend gedeelte (3) heeft, met het kenmerk, dat het samenstel van de buizen (1, 2) is cpgesteld ter hoogte van of in hoofdzaak ter hoogte van de 30 hals van dit convergerend-divergerend gedeelte, of in het divergerende gedeelte.

5. Installatie volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de buizen (1,2) in de kolom (3 of 4) uitmonden in tegenstroom ten opzichte van de richting (F) van de gas- „ ^ V -WW - 10 - »·. V stroon daarin.

6. Installatie volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat aan elke buis (1,2) een verspreidingsinrichting (5 of 7) is gekoppeld, die de daaruit kanende stof in een radiale 5 laag kan omzetten.

7. Installatie volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de verspreidingsinrichting bestaat uit een plaat (5), die qp kleine afstand van de opening van de betreffende buis is bevestigd.

8. Installatie volgens conclusie 7, met het kenmerk, 10 dat de plaat (5) vlak is en loodrecht op de hartlijn van de kolom staat.

9. Installatie volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de plaat een kegel (7) is, waarvan de hartlijn evenwijdig is aan die van de kolom en waarvan de top naar boven is gericht. fi 1 * Λ ;Λ $ O .ï $ j