NO160243B - Anordning for aa rense gasser. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for rensing av gasser for støv, bestående av en hovedsakelig lukket behandlingsenhet med et gassinnslipp og et gassutslipp , hvor det på gassutslippet er tilsluttet en venturisone for tilførsel av vann og nedenfor denne en første sedimentasjonsbeholder, hvor det mellom den første og en annen sedimentasjonsbeholder er beregnet en gassgjennomstrømning med ekstern vanntilførsel, og hvor det ovenfor den andre sedimentas]onsbeholder er anordnet et gassutlløp med en gassvasker

For ved slike gassrenseanordninger å unngå gjentetnings- og slitasjeproblemene bevirket av den støvbehengte gass og av kondensvanndannelsen hos rørledninger, vifter og annen ut-rustning stilles høye krav til renseutrustningen og kjøle-anordninger for slike prosesser. Disse krav er ytterligere blitt skjerpet ved den siste tids miljølovgivninger, som som kjent sterkt begrenser luftutslipp av slike gasser fra prosessindustrien.

Ved de hittil anvendte rensemetoder utnyttes oftest høye hastigheter i munnstykket og andre anordninger, som har til oppgave å blande støvinnholdet i gasser med vann, hvorved dette tilsatte vann siden skal bortføre støvet fra gassen. Ettersom støvet vanligvis er sterkt slitende medfører disse kjente metoder en kraftig slitasje av komponentene som inngår i kjente renseutrustninger og fører dessuten til høyt energiforbruk. Hittil anvendte metoder er også mindre effektive når det gjelder å rense gass fra submikrone partikler (mindre enn 1/1000 mm), og slike partikler forekommer som bekjent ofte i. disse gasser.

Videre skjer rensning og kjøling av gasser vanligvis i se-parate trinn, noe som medfører et forbruk av store vannmengder som blir tilsmusset ved kontakt med støvet i gassen. Disse store vannmengder fører også til en lav temperatur hos avløpsvannet, hvilket til dels forsvarer en varmegjenvinning og til dels krever en komplisert etterfølgende anordning for rensning av vannet fra det i gassvasken oppfangete støv.

Hensikten med foreliggende oppfinnelse er i en integrert anordning å rense og kjøle slike gasser under anvendelse av minst mulig vann og under utnyttelse av lave gass- og vannhastigheter for å minske ovenfor nevnte slitasje og energiforbruk. Det forminskete vannforbruk fører også til høyere temperatur hos avløpsvannet, hvorved varmegjenvinning muliggjøres eller lettes, og videre til mindre omfang og dermed kostnad for den etterfølgende anordning for rensning av vannet fra støvet.

Dette løses Ifølge oppfinnelse ved at vann-nivået i den andre sedimentasjonsbeholder ligger over vann-nivået til den første sedimentasjonsbeholder, hvorved det er anordnet et overløp mellom begge beholdere slik at vaskevannet for venturisonen og gassvaskeren utelukkende blir tatt fra den andre beholderen, hvorved en nivåregulator i den andre beholderen og en tentperaturregulator i den første beholderen styrer vannsirkula]sonen fra den andre sedimentasJonsbehol-deren og den eksterne vanntilførselen til den andre sedimentas]onsbeholderen.

I henhold til benyttet fremgangsmåte

skjer således en kondisjonering av den hete gass i et før-ste trinn ved tilsetning av vann, hvorved gassen avkjøles til vanligvis ca. 100°C og mettes med den derved genererte vanndamp. Den slik kondisjonerte gass akselereres'deretter, passende i en. venturisone under samtidig belastning med hensyn til gassens støvinnhold ved tilsetning av vann med en temperatur som ligger under gassens temperatur. Denne belastning skjer herved til dels ved kollisjon mellom støv-partikler og vanndråper, noe som oppnås ved en relativ

høy hastighet mellom de aksielt med gassen strømmende støv-partikler og de radielt injiserte vanndråper, delvis ved kon-densering av vanndamp i gassen på de kaldere vanndråper, hvorved submikrone partikler tiltrekkes og opptas av vann-dråpene .

Slik oppnås blant annet en vesentlig

reduksjon av den for rensning og avkjøling nødvendige vannmengde. Dessuten oppnås en høyere temperatur på avløpsvan-net, som tas ut fra den første sedimenteringsbeholder i lik-het med tidligere rensningsfremgangsmåter, hvorigjennom en varmegjenvinning muliggjøres eller forenkles betydelig. Denne effekt kan ytterligere forbedres ved den i henhold til oppfinnelsen foreslåtte resirkulering av vannet fra den andre sedimenteringsbeholder.

I henhold til en egnet utføringsform oppnås

gassens akselerasjon i det første rensningstrinn i en venturisone, hvorved vannet injiseres radielt i venturihalsen.

Passende kan temperaturen hos det fra den første sedimenteringsbeholders overflateavløp tappete vann reguleres over en i den første sedimenteringsbeholders'vannsump anordnet temperaturregulator, hvorved nevnte regulator anordnes for å styre den i den andre sedimenteringsbeholder resirkulerte vannstrøm og den til den andre sedimenteringsbeholder eksternt tilførte vannstrøm.

Ifølge en ytterligere utførelsesform av-

skilles- det støvblandete vann i den første sedimenteringsbeholders sump fra det renere vann i den andre sedimenteringsbeholders sump ved at vannoverflaten hos den andre sedimenteringsbeholder ligger ovenfor vannoverflaten i den første sedimenteringsbeholder.

Passende kan i henhold til oppfinnelsen den andre sedimenteringsbeholder beskyttes mot overfylling ved at en del-strøm av overflatevannet bringes til å strømme fra den andre sedimenteringsbeholder til den første sedimenteringsbeholder, -hvorved også eventuelt på vannoverflatende flytende material overføres til den første sedimenteringsbeholder via et randavløp.

I henhold til en egnet utførelsesform kan den avkjølte og rensete gass til slutt tørkes ved å passere en i den andre sedimenteringsbeholder innesluttet syklon, hvorigjennom det herved avskilte vann direkte tilføres sumpen i den andre sedimenteringsbeholders bunn."

Gassinnslippet er for en akselerasjon av gass-strømmen passende utformet med en venturlsone, hvorved de 1 venturisonen utmunnende, vanntilførselsmunnstykker er anordnet for å injisere vanndråper i gass-strømmen radielt over venturisonens tversnitt.

For å unngå en gjentetning av venturisonen kan dessuten ett eller flere vanntilførselsmunnstykker være anordnet for en hovedsakelig tangensielt, langs venturiinnløpets innerveg-ger rettet vanntilførsel.

I henhold til en egnet utførelsesform utføres både den første og andre sedimenteringsbeholder av konisk avsmalnende beholdere med bunnutslipp.

I henhold til en egnet utførelsesform av oppfinnelsen ligger vann-nivået i den andre sedimenteringsbeholder på et høyere nivå enn vann-nivået i den første sedimenteringsbeholder, og dertil kommer at et kantavløp er anordnet mellom nevnte andre og første sedimenteringsbeholder. Passende er kantavløpet avskilt fra gass-strømmen i gass-strøm-

t

ning.sspalten via en mellomvegg.

Ytterligere gassvaskeanordninger er anordnet i sammenheng med gjennomføring av det andre rensetrinnet ved gassutslippet. Hertil kan man f.eks. anvende et sprøytetårn som har en rekke for vanntilførsel til gass-strømmen beregnete munnstykker eller også et i hovedsak ovenfor den andre sedimenteringsbeholder anordnet kjølesjikt som inneholder faste fyll-legemer, som er anordnet for å samvirke med de ovenfor kjøles]iktet utmunnende vanntilførselsmunnstykker.

Passende går gassutslippets nedre del over i en under vann-nivået i den andre sedimenteringsbeholder utmunnende konfor-met avsmalnende forlengelse for transport av kjølevannet til den andre sedimenteringsbeholder, hvorved denne også som vannlås tjenende forlengelse passende kan oppvise en konisk avskumningsanordning.

Ytterligere særtrekk ved oppfinnelsen fremgår av de i de vedlagte krav angitte kjennetegn.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til et på vedlagte tegning vist utførelseseksem-pel.

Den på tegningen viste anordning innbefatter prinsipielt

en i hovedsak lukket behandlingsenhet A som inneholder minst to hovedsakelig vertikale sylindriske beholdere, dvs. en første sedimenteringsbeholder 1 og en andre sedimenteringsbeholder 2. Beholderne 1 og 2 er forbundet med hverandre ved hjelp av en gass-strømningsspalt 3, og dessuten er beholderne 1, 2 delvis fylt med vann. De to sedimenteringsbehol-

dere 1, 2 er slik anordnet i forhold til hverandre at vannoverflaten i den første sedimenteringsbeholder 1 alltid ligger under vannoverflaten i den andre sedimenteringsbeholder 2 - under normale driftsforhold -/og slik at gass-strømningsspalten 3 ligger på samme nivå som vannoverflaten i den andre sedimenteringsbeholder 2.

I strømningsspalten 3 ovenfor den første sedimenteringsbeholder 1 munner et gassinnslipp 4 ut, som umiddelbart- før det føres inn i strømningsspalten 3 har en venturisone 5. Ovenfor venturisonen munner ett eller flere vanntilførsels-munnstykker ut i gassinnslippet 4, hvorved vanntilførselen reguleres ved hjelp av en temperaturregulator 7. I venturisonen 5 munner ett eller flere vanntilførselsmunnstykker 8 ut, og vanntilførselen skjer her i form av vanndråper, som injiseres radie°lt over venturihalsens tversnitt, slik at størst mulig hastighetsforskjell oppnås mellom de aksielt strømmende, i gassen tilstedeværende støvpartikler og de radielt injiserte vanndråper. Herutover forefinnes ett eller flere vanntilførselsmunnstykker 9 anordnet for å gi en vanntilførsel tangensielt langs venturiinnløpets innervegg.

Såvel den første som den andre sedimenteringsbeholder 1 re-spektiv 2 er konisk avsmalnende og oppviser bunnutslipp 10. Den første sdimenteringsbeholder er dessuten utstyrt med et kantavløp 11.

I strømningsspaltens forlengelse, dvs. ovenfor den andre sedimenteringsbeholderen 2, forefinnes et gassutslipp 18. Før den endelige avkjølte og rensede gass når gassutslippet 18 bringes den å passere et med faste legemer pakket sjikt 12, hvorved kjølevann tilføres nevnte sjikt ovenfra, dvs> i motstrøm til gass-strømmen gjennom ett eller flere

munnstykker 13. Vanntilførslen til sjiktet 12 kan også

skje nedenifra via munnstykket 14 og herved kan passende det vann som tappes ved en pumpe 15 fra bunnen til den andre sedimenteringseholder 2 anvendes. Pumpen samvirker herved med en nivåregulerer 16. Vanntilførselen via munnstykkene 13 og 14 kan med hensyn til temperatur reguleres via en temperaturreguleringsanordning 17 som settes i gang av overflatevannet i den første sedimenteringsbeholders sump.

For en avsluttende tørking av den avkjølte og rensete gass forefinnes en til gassutslippet 18 tilsluttet syklon, i hvilken gassen bibringes en rotasjon gjennom skråstilte skovler 19. Det herved oppfangete vann kan passende føres tilbake til den andre sedimenteringsbeholders 2 vannsump via en konisk avsmalnende i vannoverflaten i nevnte beholder 2 utmunnende konisk forlengelse 20, som for ytterligere å for-bedre dråpeavskilningen kan være utstyrt med en skummer 22. Denne forlengning 20 utgjør også en gass- eller vannlås .

For til slutt å forhindre overrenning fra den andre sedimenteringsbeholder 2 til den lavere liggende første sedimenteringsbeholder 1 forefinnes en beskyttelsesplate 21 før dette kantavløp.

Den på tegningen viste anordning fungerer prinsipielt på følgende måte.

Den for rensning og avkjøling beregnete hete gass føres

inn via gassinnslippet 4 i pilens B retning. Gjennom munnstykkene 6 tilføres vann til den hete gass-strømmen, hvorved en del av vannet fordampes ved kontakt med den hete gass, slik at denne mettes med vanndamp ved den ønskete temperatur, vanligvis under 100°C. Den gjennom munnstykkene 6 tilførte vannmengde styres ved temperaturregulatoren 7, og for denne vanntilførsel kan passende det fra den andre sedimenteringsbeholders 2 bunn tappete vann anvendes. Den slik med vanndamp mettede gass strømmer deretter gjen-

nom venturisonen 5, hvor ytterligere vann tilføres gass-strømmen gjennom ett eller flere munnstykker 8. Vanntilfør-selen skjer ved dette i form av vanndråper, hvilke injiseres radielt over venturihalsens tverrsnitt, slik at størst mulig hastighetsforskjell oppnås mellom de aksielt strøm-mende, i gassen foreliggende støvpartikler og de radielt injiserte vanndråper. Også her kan det fra sedimenteringsbeholderens 2 nedre del tappete vann anvendes.

For å unngå en gjentetning av venturisonen 5 skjer dessuten en ytterligere vanntilførsel tangensielt langs venturi-innløpets innervegg gjennom ett eller flere munnstykker 9 som også kan mates med vann fra den andre sedimenteringsbeholders 2 bunn.

Ved utløpet av gassen fra venturisonen 5 og innførsel av den i strømningsspalten 3 avledes gassen mot vannoverflaten av den i den første sedimenteringsbeholder 1 foreliggende sump og strømmer oppover - sammenlign pilene C - langs den første sedimenteringsbeholders 1 vegger og videre i strømningsspalten 3 mot utslippet 18, mens de i gassen foreliggende tyngre støvpartikler, hvis masse jo ytterligere er økt ved kontakt med vann i venturisonen,treffer vannoverflaten i den første sedimenteringsbeholder 1 og synker for en stor del til sumpens bunn.

Den største del av det i gass-strømmen foreliggende støv forlater således sedimenteringsbeholderen 1 sammen med en mindre del av det i beholderen foreliggende vann gjennom den i beholderens bunn anordnete avløpsledning 10, mens størstedelen av vannet som inneholder en mindre del av støvformige partikler forlater beholderen 1 gjennom den øvre, som kantavløp tjenende rørledning 11. Denne rørled-ning kan ved lavere gasstrykk i beholderen 1 passende ut-formes som en vannlås for å beskytte beholderen 1 mot over-trykk, mens denne beskyttelse ved høyere gasstrykk erhol-des ved passende sikkerhetsventiler, hvorved avtapping skjer eksempelvis via en nivåregulert pumpe. Kantavløpet 11 plasseres med fordel på en slik måte at eventuelle på vannoverflaten flytende materialer tilføres kantavløpet ved gassens strømningsretning.

Den slik i et første trinn rensete gass strømmer nå videre mot et andre renselsestrinn og bringes da til å strømme opp gjennom strømningsspalten gjennom det med faste legemer pakkete sjikt 12, hvor den utsettes for en endelig avkjø-ling og rensning ved direktkontakt med vann, hvorved dette kjølevann hovedsakelig tilføres til sjiktet ovenifra gjennom ett eller flere munnstykker 13.

Eventuelt tilføres ytterligere kjølevann ved resirkulering fra sumpen i bunnen til beholderen 2 ovenifra eller også nedenifra gjennom ett eller flere munnstykker 14.

Det her anvendte kjølevann strømmer sammen med kondensvan-net fra den sluttavkjølte gass ned i sumpen i beholderens 2 bunn, og det slik oppsamlete vann inneholder bare en mindre del støvpartikler og kan derfor ved hjelp av pumpen 15 re-sirkuleres og videreanvendes i prosessen. For at man skal kunne bibeholde et konstant nivå i sumpen i sedimenteringsbeholderen 2 foreligger en nivåregulator anordnet for å samvirke med munnstykkene 14 og/eller 6, 8 og 9.

Vanntemperaturen i sumpen i beholderen 2 kan ved behov for-høyes ved resirkulasjon av vann til det pakkete sjikt.

Ved varmegjenvinning fra overflatevannet fra den første sedimenteringsbeholder kan avløpvannets temperatur passende reguleres ved hjelp av en temperaturregulator 17, som styrer graden av resirkulering i den andre beholder. Temperaturregulatoren 17 plasseres passende i den første beholders 1 sump og forhindrer at den innstilte vanntemperatur over-skrides ved tilsetning av et overskudd av gjennom munnstykkene 13 tilført eksternt kjølevann.

En mindre delstrøm av overflatevannet i sumpen i beholderen 2 strømmer langs spaltens 3 nedre begrensning til beholderen 1, hvorved vannstrømmen passende adskilles fra gass-strømmen ved hjelp av en mellomvegg 21. Denne beskyttelses-anordning beskytter gassvaskeanordningen mot overfylling og fjerner eventuelt på vannoverflaten flytende partikler.

Den kjølte og rensete gass bringes deretter til å strømme ut gjennom utløpet 18, hvorved gassen ved behov ytterligere tørkes f.eks. ved at den bringes til å rotere i en til ut-løpet 18 tilsluttende syklon, i hvilken gassen bibringes en rotasjon ved skråstilte skovler 19. For å forenkle av-skillingen av vann kan syklonens nedre del utstyres med en innvendig konisk formet plate 22 utstyrt med hull eller spalter.

Den utgående, rensete gassens duggpunkt kan ved behov reguleres, vanligvis i området 10-50°C, ved regulering av det gjennom munnstykket 13 injiserte kjølevanns temperatur.

Oppfinnelsen er dog ikke begrenset til det på tegningen viste utførelseseksempel, men kan på mange måter varieres innen rammen for de etterfølgende patentkrav.

Claims (3)

1. Anordning for rensing av gasser for støv, bestående av en hovedsakelig lukket behandlingsenhet med et gassinnslipp og et gassutslipp , hvor det på gassutslippet er tilsluttet en venturisone for tilførsel av vann og nedenfor denne en første sedimentas]onsbeholder, hvor det mellom den første og en annen sedimentas]onsbeholder er beregnet en gassg]ennomstrømning med ekstern vanntilførsel, og hvor det ovenfor den andre sedimentas]onsbeholder er anordnet et gassutlløp med en gassvasker, karakterisert ved at vann-nivået i den andre sedimentas]onsbeholder (2) ligger over vann-nivået til den første sedimentas]onsbeholder (1), hvorved det er anordnet et overløp irfellom begge beholdere (1,2) slik at vaskevannet for venturisonen (4,5) og gassvaskeren (12) utelukkende blir tatt fra den andre beholderen (2), hvorved en nivåregulator (16) i den andre beholderen (2) og en temperaturregulator (17) i den første beholderen (1) styrer vannsirkulas]onen fra den andre sedimentas]onsbeholderen og den eksterne vanntilførselen til den andre sedimenta-sjonsbeholderen (2).

2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert ved en temperaturregulator (7) i gassinnløpet (4) som styrer vanntilførselen til dysene (6) i gassinnløpet (4).

3. Anordning i henhold til krav 1 eller 2, karakterisert ved at overløpet mellom den andre og den første sedimentas]onsbeholderen (2,1) er adskilt fra gassg]ennomstrømningen (3) med en skillevegg (21).