NL8900993A - Verstuiversysteem en werkwijze voor het behandelen van een rookgas. - Google Patents

Description

Verstuiversysteem en werkwijze voor het behandelen van een rookgas.

De uitvinding heeft betrekking op een verstuiversysteem en werkwijze voor het behandelen van een rookgas.

Het is bekend om rookgassen, bijvoorbeeld afkomstig van verbrandingsinstallaties te behandelen met water voor het verlagen van de temperatuur ervan of voor het verminderen van de hoeveelheid milieubelastende stoffen erin. Daartoe wordt, eventueel na voorafgaande behandeling van de gassen in een gefluïdiseerd bed, water of een waterige oplossing verstoven in de rookgassen. Door de voor de verdamping benodigde warmte treedt een temperatuurdaling van de rookgassen op, zodat de thermische belasting van het milieu minder wordt. Bovendien is het vaak nodig de temperatuur van de rookgassen te verlagen in verband met een eventueel navolgende behandeling van de gassen, zoals een filtratie. De apparatuur voor een dergelijke filtratie is vaak niet bestand tegen de temperatuur waarbij de rookgassen vrijkomen. Er bestaat derhalve behoefte aan een behandeling van de rookgassen.

Bij de gebruikelijke methoden wordt er water of een waterige oplossing verstoven in rookgassen in een daartoe geschikte installatie. De daartoe toegepaste verstuivers kunnen van verschillende typen zijn. Het is bijvoorbeeld bekend dat men twee-fasen verstuivers kan gebruiken, zoals ultrasoon werkende verstuivers. Het is echter ook mogelijk verstuivers toe te passen die berusten op de verstuivende werking van een onder hoge druk toegevoerde vloeistof.

Bij toepassing van diverse typen verstuivers treedt veelal het probleem op, dat de verstuivers snel slijten door corrosie en/of erosie ervan. Bij de toepassing van verstuivers voor het behandelen rookgassen met een temperatuur die dicht ligt bij het zure dauwpunt van de rookgassen treedt gemakkelijk corrosie op van die delen van de verstuiver die in contact komen met de rookgassen onder condities dat er condensatie optreedt. Dit is vooral het geval bij rookgassen met een lage temperatuur. Ook kan er corrosie optreden als er door lage temperatuur van de metalen * delen van de verstuivers condensatie optreedt van zure bestanddelen van de rookgassen op deze metalen delen. Het is mogelijk dit probleem gedeeltelijk op te lossen door de toepassing van dure, corrosieresistente materialen zoals nikkelstaal en dergelijke. De kosten daarvan zijn echter erg hoog, terwijl het probleem toch niet afdoende verholpen wordt.

Bij de behandeling van rookgassen die verontreinigd zijn met vaste stof, bij voorbeeld afkomstig van een voorafgaande behandeling in een bed van vaste deeltjes, zoals een gefluïdiseerd bed, treedt vaak erosie op van de verstuiverkop, doordat er in de nabijheid van de verstuiverkop een onderdruk optreedt, welke tot gevolg heeft, dat er ' vaste stof uit de rookgassen naar de kop gezogen worden. Deze vaste stof kan aanleiding zijn tot zeer ernstige erosie van de verstuiverkop.

Er is derhalve behoefte aan een verstuiversysteem dat minder gevoelig is voor corrosie als gevolg van de zure bestanddelen van de te behandelen rookgassen. Tevens is er behoefte aan een verstuiversysteem dat minder gevoelig is voor erosie van de verstuiverkop.

De onderhavige uitvinding voorziet in een verstuiversysteem voor het verstuiven van een vloeistof, zoals water, in een installatie voor het behandelen van rookgassen, tenminste omvattende een toevoerleiding voor de vloeistof, een verstuiverlichaam en een verstuiverkop, waarbij in elk geval het verstuiverlichaam en de toevoerleiding voorzien zijn van één of meer mantels, die het verstuiverlichaam en de toevoerleidng thermisch isoleert van de omgeving en waarbij het verstuiverlichaam bevestigd is aan de mantel van de toevoerleiding, welke bevestiging zodanig is, dat het warmtetransport vanuit het verstuiverlichaam nnar de mantel gering is, terwijl er verder geen of nagenoeg geen thermisch contact is tussen het verstuiverlichaam en de mantel om het verstuiverlichaam.

Verrassenderwijs is gebleken, dat met het verstuiversysteem volgens de uitvinding geen problemen optreden met betrekking tot de corrosie als gevolg van condensatie van zure bestanddelen uit de rookgassen. Voor het verkrijgen van dit resultaat is het echter van groot belang, dat de aansluiting van het verstuiverlichaam aan de mantel van de toevoerleiding minimaal is, zodat er zo min mogelijk koudetransport optreedt naar deze mantel. Omdat het van belang is dat het verstuiverlichaam voldoende stevig aan de installatie bevestigd is, kan men veelal niet uitsluiten, dat er enig metallisch contact is tussen de mantel van de toevoerleiding en het verstuiverlichaam. Optimaal zou zijn als er in het geheel geen thermisch (metallisch) contact zou zijn. Uit constructieve overwegingen is dat echter moeilijk. Gebleken is, dat het echter mogelijk is dit contact zover te beperken, dat het geen problenen oplevert uit het oogpunt van corrosie, terwijl de constructieve sterkte toch nog voldoende is. In de praktijk kan dit bij voorbeeld vorngegeven worden door als mantel een metalen buis toe te passen waaraan het verstuiverlichaam bevestigd wordt op een tweetal punten, welke zich liefst aan de onder en de bovenzijde van de buis bevinden.

De mantel bestaat in het algemeen uit een tweetal onderling verbonden delen, waarvan één de mantel om de toevoerbuis vormt, terwijl het andere deel de mantel om het verstuiverlichaam vormt. Inwendig kunnen beiden mantels met elkaar verbonden zijn, zodat er één gasruimte ontstaat. De mantel om het verstuiverlichaam behoeft niet in thermisch contact te staan met het verstuiverlichaam. De constructief benodigde contacten voor bevestiging en gasafsluiting, indien nodig, kunnen geleverd worden door toepassing van thermisch isolerende pakkingen.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding past men als verstuiver een tweefasenverstuiver, meer in het bijzonder een ultrasoon werkende tweefasenverstuiver toe. Bij de toepassing van dergelijke verstuivers heeft men uiteraard niet alleen een toevoerleiding voor een vloeistof, zoals water, maar ook voor een gas, zoals lucht. Deze toevoerleiding bevindt zich bij voorkeur in dezelfde mantel als de toevoerleiding voor de vloeistof.

In het geval de rookgassen ook verontreinigd zijn met vaste stof, kan men het daardoor veroorzaakte erosie probleem goed oplossen door toepassing van middelen voor het genereren van een in hoofdzaak cirkelvormige luchtstroom om de verstuiverkop. Bij voorkeur bestaan genoemde middelen tenminste uit een cirkelvormig kanaal voor het genereren van een gasstroom rondom de verstuiverkop, alsmede een geleiding voor de gasstroom welke geleiding zich tenminste uitstrekt tot in de nabijheid van de verstuiverkop. Eventueel kan nog een secundaire geleiding aanwezig zijn welke de gasstroom nauwkeurig rondom de verstuiverkop geleidt. De middelen voor het genereren van de gasstroom bestaan bij voorbeeld uit een spleet voor het gas, welke spleet zich bevindt tussen het verstuiverlichaam en de mantel om het verstuiverlichaam. Deze middelen kunnen ook bestaan uit een poreus materiaal dat zich bevindt in de nabijheid van de verstuiverkop, door welk poreus materiaal een gasstroom geleid wordt. Een dergelijk poreus materiaal kan bijvoorbeeld een gesinterd metaalfilter zijn.

De toevoer van het gas voor het genereren van de beschermende gasstroom geschiedt bij voorkeur door de mantels om de toevoerleiding(en) en het verstuiverlichaam. Het is daarbij niet nodig een aparte toevoerleiding te gebruiken. In een dergelijk geval kan het voordeel hebben een verwarmd gas toe te passen, waardoor de temperatuur van de mantels zo hoog gehouden kan worden, dat er geen condensatie optreedt van vloeistof op de mantels. Door de temperatuur van de mantels namelijk boven het zure dauwpunt van het gas te houden, wordt het gevaar van corrosie op 'cold spots' volledig vermeden.

De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze voor het behandelen van een rookgas, omvattende het verstuiven van water of een waterige vloeistof in het rookgas onder toepassing van een verstuiversysteem volgens de uitvinding.

De uitvinding wordt nu toegelicht aan de hand van de figuren waarin figuur 1 een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding beschrijft en figuur 2 een tweede uitvoeringsvorm beschrijft.

In figuur 1 is een dwarsdoorsnede van een verstuiversysteem aangegeven dat bevestigd is aan een niet getekende wand van een installatie voor de behandeling van rookgassen. Het verstuiversysteem is voorzien van een tweetal mantels (1,2), welke aangebracht zijn om de toevoerleiding en het verstuiverlichaam. Mantel (1) bevindt zich om de toevoerleidingen (3,4) voor resp. verstuivingsgas en water, terwijl mantel (4) zich bevindt om het verstuiverlichaam (5). De mantel (1) is alleen in contact met het verstuiverlichaam (5) ter plekke van de onder en boven getekende aansluitingen in de dwarsdoorsnede.Aan het verstuiverlichaam (5) is een verstuiverkop (6) bevestigd. Aan het uiteinde van deze verstuiverkop zijn middelen (8) bevestigd welke de ultrasone verstuiving bevorderen. Deze middelen vormen slechts een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding. In de onderhavige variant van de uitvinding is een O-ring (9) aangebracht tussen de mantel (2) en het verstuiverlichaam (5), welke 0-ring (9) tot doel heeft de mantel (2) en het verstuiverlichaam (5) aan elkaar te bevestigen, terwijl tevens geen noemenswaardig warmtetransport kan optreden van het lichaam (5) naar de mantel (2).

In figuur 2 wordt op dezelfde wijze als in figuur 1 een dwarsdoorsnede gegeven van een verstuiversysteem volgens de uitvinding. Dit systeem verschilt van dat volgens fig. 1 doordat een geleiding (7) aanwezig is, welke er voor zorg draagt, dat de gasstroom die via de sintermetaalring (9) opgewekt wordt, langs de verstuiverkop (5) geleid wordt op een dusdanige wijze, dat er geen vaste stof bevattende gassen langs de kop (5) gevoerd kunnen worden. Opgemerkt wordt in deze, dat het desgewenst ook mogelijk is de geleiding (7) anders uit te voeren waarbij een nog nauwkeuriger geleiding van de gasstroom langs de kop (5) optreedt. Dit kan bij voorbeeld geschieden door de ruimte tussen de geleiding (7) en de kop (5) gedeeltelijk op te vullen met materiaal, zodat de gasstroom nog sterker gericht wordt. De toevoer van het gas voor de beschermende gasstroom kan geschieden via de ruimte tussen de toevoerleidingen (3,4) en de mantel (1). Via niet getekende aansluitingen kan al dan niet verwarmd gas toegevoerd worden. Via de open verbinding tussen de ruimte binnen mantel (1) en mantel (2) kan het gas stromen naar de poreuze metaalring (9) en vervolgens uitstromen naar de ruimte tussen de geleiding (7) en de verstuiverkop (5).

Claims (10)

1. Verstuiversysteem voor het verstuiven van een vloeistof, zoals water, in een installatie voor het behandelen van rookgassen, tenminste omvattende een toevoerleiding voor de vloeistof, een verstuiverlichaam en een verstuiverkop, waarbij in elk geval het verstuiverlichaam en de toevoerleiding voorzien zijn van één of meer mantels, die het verstuiverlichaam en de toevoerleidng thermisch isoleert van de omgeving en waarbij het verstuiverlichaam bevestigd is aan de mantel van de toevoerleiding, welke bevestiging zodanig is, dat het warmtetransport vanuit het verstuiverlichaam nnar de mantel gering is, terwijl er verder geen of nagenoeg geen thermisch contact is tussen het verstuiverlichaam en de mantel om het verstuiverlichaam.

2. Verstuiversysteem volgens conclusie 1, waarbij de verstuiver een tweefasenverstuiver is.

3. Verstuiversysteem volgens conclusie 2, waarbij de verstuiver een ultrasoon werkende verstuiver is.

4. Verstuiversysteem volgens conclusie 3, waarbij middelen aanwezig zijn voor het genereren van een in .hoofdzaak cirkelvormige luchtstroom om de verstuiverkop.

5. Verstuiversysteem volgens conclusie 4, waarbij genoemde middelen tenminste bestaan uit een cirkelvormig kanaal voor het genereren van een gasstroom rondom de verstuiverkop, alsmede een geleiding voor de gasstroom welke geleiding zich tenminste uitstrekt tot in de nabijheid van de verstuiverkop.

6. Verstuiversysteem volgens conclusie 5, waarbij de toevoer van het schermgas geschiedt door de mantel om de toevoerleiding.

7. Verstuiversysteem volgens conclusie 5 of 6, waarbij middelen aanwezig zijn voor het toevoeren van een verwarmd schermgas.

8. Werkwijze voor het behandelen van een rookgas, omvattende het verstuiven van water of een waterige vloeistof in het rookgas onder toepassing van een verstuiversysteem volgens één of meer der conclusies 1-7.

9. Werkwijze volgens conclusie 8r waarbij een rookgas behandeld wordt dat afkomstig is uit een gefluïdiseerd bed.

10. Werkwijze volgens conclusie 8 of 9, waarbij een verstuiversysteem toegepast wordt volgens conclusie 6 of 7, terwijl de temperatuur van het schermgas zo hoog is, dat de temperatuur van de mantel gelijk is aan of hoger is dan het zure dauwpunt van het rookgas ter plekke van het verstuiversysteem.