NO167183B - Fremgangsmaate for fremstilling av et utleveringssystem hvor kjernematerialet beskyttes av et matriks-belegg. - Google Patents

Description

Anordning for rensning av røkgasser.

Oppfinnelsen vedrører en anordning for rensning av røkgasser for forskjellige forurensninger, i første rekke S02, men også faste forbrenningsprodukter som sot, koks og aske.

Utslippning av røkgasser fra forskjellige fyringsanlegg, f.eks. oljefyringsanlegg og avgasser fra forskjellige industrielle prosesser har blitt et stadig større problem på grunn av de mengder SOg og sot som derved forurenser luften. Det er derfor fremtrådt

som et stadig mer alminnelig problem på en økonomisk og effektiv måte adskiller nevnte forurensninger fra røkgassene således at de skader som forurensningene forårsaker ved f.eks. korrosjon, for-giftning av vekster, tåkedannelse etc. hindres. Fra økonomisk syns-punkt turde den største skadevirkning tilveiebringes av SC>2-utslipp-

ningen på grunn av ae korros jonsskacter som det medfører.

Svoveldioksyder kan adsorberes på faste stoffer med stor spesifikk overflate, f.eks. aktivt kull eller et annet sterkt ekspanderbart materiale, men slike materialers tilsmussing med sot og adsorpsjon av vanndamp fra forbrenningsgassene reiser store hindringer for en praktisk tilpasning hvis de skulle medføre en omfattende utbytningsservice og vedlikehold med altfor store omkost-ninger.

Det er også mulig å rense olje for svovel i forbindelse med produksjonen, men en sliK rensning ville medføre en så stor økning av oljeprisen at denne mulighet heller ikke kan anses aksep-tabel.

En tredje måte til å fjerne svovelforurensningene går ut fra det kjente forhold at 50^ lett absorberes i alkaliske vann-oppløsninger. Et par problemer her er imidlertid å oppnå en tilstrekkelig kontaktoverflate mellom det alkaliske behandlingsmidlet og de SOg-holdige gasser og en tilstrekkelig kontakttid for at absorpsjonen skulle bli så godt som 100-prosentig.

En stor kontaktoverflate kan oppnås hvis man knuser den alkaliske behandlingsvæske i små dråper. Det ligger derved nær for hånden å anvende dyser som arbeider under trykk. Imidlertid er disse følsomme for tetning, slitasje og korrosjon, spesielt ved slamholdige væsker. I henhold til foreliggende oppfinnelse anvendes derfor en anordning, hvori væskeknusingen tilveiebringes ved å la gassen med høy nastighet slå an mot overflaten av behandlingsvæsken. Gassen får deretter bære med seg væskedråpene opp gjennom en vertikal behandlingskanal hvis neare ende slutter like over væskeoverflaten og hvori absorpsjonen gjennomføres.

Det andre kravet som måtte oppfylles er kravet på tilstrekkelig kontakttid. Dette tilveiebringes ved suksessivt å ned-sette gasshastigheten under strømningen oppad i den vertikale behandlingskanal som er utformet som en diffusør. Herved gjenvinnes også en betraktelig del av den bevegelsesenergi i gassen som ble tilført for å knuse væsken.

Uen diffusorformede behandlingskanal eller kolonne holdes under behandlingen fyUt med dråper av selve behandlingsvæsken eller absorps jons væsken*; Den skiller seg derved fordelaktig fra tidligere anvendte kolonner som for at man skulle kunne oppnå den nødvendige kontaktoverflate ble fyllt med fyll-legemer, som over-beites med væske og ble passert av en langsomt gjennom kolonnen strømmende gass, hvorved meget tunge konstruksjoner ble resultatet og fyll-legemelagringen var følsom for gjentetning med faste gass-forurensninger eller absorpsjonsmiddel.

Gjennom utførte forsøk er det kommet frem til egnede størrelser for væskenivå, gasshastighet ved opptagning og diffusør-kanalens utvidningsvinkel således at det i kanalene blir mulig å

nå en meget god fylling med svevende dråper, som inntar svevehøyder etter sin dråpestørrelse og der absorberer S02 og som også ved ut-felning på vegger og gjensirkulasjon til væskebadet kan bortlede absorbert S02.

Mengden findråper som bæres opp til behandlingskanalens topp, skal for oppnåelse av høy absorpsjonsgrad være betraktelig. Selvsagt får den ikke slippes ut i atmosfæren da dette innebærer et økonomisk tap og ville medføre nye sanitære problemer. En hundre-prosentig oadskillelse av mekanisk vann kan imidlertid lett tilveiebringes av en enkel sentrifugalutskiller, som til og med kan inne-bygges i behandlingskanalen.

Et problem er imidlertid den vanndamp som opptas av gassen, da den er vanskeligere å adskille, og et av formålene med oppfinnelsen er å løse dette problem.

Det er riktignok så at røkgassene avkjøles ganske effektivt ved vannfordampninger i kanalen, men selvsagt bare til nær-heten av kjølegrensen (40-,50°C). Ved denne temperatur, forlater gassen kanalen mettet, og dette innebærer et følbart vanntap selv om en utsiippning av ren vanndamp ikke kan innebære noen sanitære ulemper.

Det har nå vist seg mulig å bringe ned vannfordampningen til det minst mulige ved å tilføre den vannmengde som kreves for å dekke fordampningen i form av kaldt vann, som innsprutes gjennom nedadrettede dyser ved kanalens topp. Herved fåes en nedkjølning av gassen under motstrømsforhold-før den forlater kanalen, og dens vanninnhold kan nedbringes betraktelig. Hvis denne kaldtvanninn-sprøytning dessuten styres ved nivåkjølere i væskebeholdere og dermed kommuniserende kar fåes ikke noe væskeoverskudd i systemet og altså ikke noe smussvannproblem, men sluttavkjølningen blir maksimalt med til rådighetstående resurser og vannforbruket dermed det minst mulige.

Et annet problem som også tilsiktes løst med oppfinnelsen, er behandlingsprosessens følsomhet for variasjoner i avstanden mellom væskenivået i beholderen og kanalens nedre ende, hvilket er en avgjørende faktor for størrelsen på de med gassen nedbrakte væske-dråper, hvorfor ved en gitt volumhastighet en virkelig effektiv virkning bare oppnås innen et meget snevert intervall for nevnte avstand. Prosessen blir derfor vanskelig å styre på ønsket måte. Videre har det vist seg at et apparat med gitte dimensjoner fungerer best innen et ganske lite intervall for gasstilførselen.

For å gjøre absorpsjonsanordningen lettere regulerbar og samtidig bedre egnet for å anvendes for sterkt varierende gass-tilførsel er det derfor ved den diffusorformede behandlingskanals nedre ende anordnet en ringformet spalte i slik høyde over det normale væskenivå at en vesentlig væskefri delgass-strøm trenger inn gjennom spalten. Denne ringformede gasstrøm har til virkning i behandlingskanalen å utsette væskedråpene for en bearbeidning som knuser dem i betraktelig mindre dråper, hvorved den væskemengde som foreligger i dråpeform i behandlingskanalen, vesentlig øker. Apparatet blir herved mindre følsomt for variasjoner i væskenivct og fungerer samtidig godt også for mer varierende gasstilførsel.

En ytterligere forbedring oppnås hvis den nedenfor spalten befinnende del av utløpskanalen utføres som en i høyden bevegelig rørstuss, hvis stilling kan innstilles i høyden. Rørstussen kan derved gjøres fritt bevegelig således at den under innvirkning av gasstrømmen automatisk innstiller spaltens vidde. For ytterligere regulering kan væskenivået være varierbar ved hjelp av innstillbart breddeavløp.

Fra norsk utlegningsskrift nr. U5.468 er det kjent

et apparat for kontakt mellom en væske og en gass innbefattende en beholder anordnet til å romme en væskemengde og forsynt med et gass-innløp således anordnet at gassen bringes til å strømme i hovedsaken vinkelrett ned mot væskeoverflaten i beholderen og en mot væskeflaten vinkelrett rettet behandlingskanal, hvorigjennom gassen strømmer i hovedsaken lineært bort fra væskeoverflaten under medtagelse av væskedråper dra denne, idet dette apparat er karakterisert ved at der i behandlingskanalen nær dens nedre ende inne i beholderen er anordnet en ringformet spalte i sådan høyde over væskenivået at vesentlig væskefri gass strømmer inn gjennom spalten og inn i behandlingskanalen. Fra dette utlegningsskrift er det videre kjent at spaltens bredde er regulerbar og at den under spalten beliggende del av kanalen er fritt bevegelig i vertikalretningen, således at spaltens bredde reguleres automatisk ved varierende gassflom.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for å rense røkgasser for i første rekke S02, omfattende en beholder anordnet til å oppta en mengde alkalisk behandlingsvæske og utstyrt med et gassinnløp anordnet således at gassen bringes til å strømme hovedsakelig vinkelrett ned mot væskeoverflaten i beholderen, og en mot væskeoverflaten hovedsakelig vinkelrett rettet, med oppad økende tverrsnitt utstyrt behandlingskanal, som er forbundet med beholderen og hvorigjennom gassen strømmer hovedsakelig lineært bort fra væskeoverflaten under medføring av væskedråper fra denne, et i kanalens øvre ende plasert separeringsorgan hvori med gassen transporterte væskedråper utskilles og gjennom et med dette forbundet tilbakeløps-rør føres tilbake til beholderen og et i tilknytning til separe-ringsorganet anordnet gassutløp, og anordningen er karakterisert ved en med beholderen forbundet doseringsanoraning for alkali som er styrt av et i tilbakeløpsrøret innsatt pH-regulerende organ, og av vanndyser i kanalens øvre ende, hvilke dyser sprøyter friskt vann i en retning som hovedsakelig er motsatt gasstrømmens og hvis vann-tilførsel styres av et organ som avføler væskenivået i beholderen for å holde dette nivå konstant.

Blant de alkalier som kunne anvendes som behandlings-eller absorpsjonsmiddel kommer det i første rekke på tale natrium-hydroksyd (natronlut) og kalsiumhydroksyd (hydratkalk). Natronlut er selvsagt et bedre absorpsjonsmiddel, men på grunn av omkost-ningene stiller dette seg altfor dyrt hvorfor kalklut vanligvis anvendes.

Dette innebærer ikke noe problem med belegninger og tetninger som ellers er tilfellet med overmettede kalkoppløsninger på grunn av anordningens konstruksjon med relativt store hulroms-dimensjoner uten fyll-legemer, men med rikelig væskesirkulasjon.

Hydratkalken kan doseres direkte i pulverform til væske-beholderen eller til et med denne forbundet tilberedningskar gjennom en liten skruetransportør eller annen mekanisk anordning. Den sterke vannsirkulasjonen sørger for omblanding og oppløsning. En slik kalkdosering kan også styres av instrumentering for pH-kontroll av findråpereturen fra kolonnens topp således at det der opprettholdes en alkalitet på pH 7- 11. Kalkoppløsningen blir da overmettet i øvrige deler av systemet og vanlige jernplatBr kan anvendes som konstruksjonsmateriale uten for 3tore korrosjonsrisikoer.

I den omtalte anordning blir det eneste avfallsprodukt det slam som dannes av den forbrukte hydratkalk og fra røkgassene utvaskede faste bestanddeler og svovelforbindelser. Slammet er lett håndterlig og kan uten vanskelighet transporteres til avfallsut-tipning uten risiko for oppdemning eller sekundære skader forutsatt at det kan uttas vel konsentrert fra væskebadet. Da slammet sedi-menterer, kan det avtappes intermitterende fra en lomme under væskebadet.

En nøyere konsentrasjon enn den som fåes'ved selv-sedimentering er imidlertid ønskelig, og derfor kan det i tilbake-løpskretsen for findråpene innkoples et apparat for slamkonsentrering som arbeider helautomatisk, således at slammet mates ut som en

konsentrert pasta, hvis viskositet kontrolleres ved kontinuerlig eller programstyrt avføling (viskosifetat).

Oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning

til tegninger, hvor

fig. 1 viser i vertikalsnitt en utførelsesform av

anordningen og

fig. 2 i vertikalsnitt en modifisert utførelsesform. Anordningen ifølge fig. 1 omfattar en beholder med

en stort sett sylindrisk øvre del 1 og on konisk underdel 2. En gassinnløpskanal 3 er anordnet ved beholderens øvre del 1, således at gassen strømmer hovedsakelig jevnt fordelt inn i beholderen 1 og vinkelrett ned mot væskemassen 4 heri. Vasken kan innføres i apparatet gjennom et innløp 5» og dens nivå bestemmes av et overløp.

Et nedre utløp 6 tillater uttømning av slam og væske når dette ønskes.

I beholderen 1,2 stikker det ned nedre enden av en

med beholderen koaksielt diffusorformet behanalingskåna1 7 som ut-vider seg konisk fra den nedre ende. Høyden av kanalen 7 er flere ganger større enn dens innløpsdiameter, og diameteren ved dens øvre ende er betydelig større enn innløpsdiameteren. Kanalen avsluttes med en oppad lukket overdel 8.

Innen overdelen 8 er det innsatt dråpeadskiller 9 i form av en med kanalen 8 koaksiell oppad sylindrisk og nedad konisk mantel, hvortil det er tilknyttet én med diffusoren (behandlingskanalen) koaksielt dråpetilbakeløpsrør 10, hvis nedre ende befinner

. seg under væskeoverflaten i beholderen 1,2. Overkanten av dråpe-adskilleren 9 befinner seg i avstand fra den øvre vegg av overdelen 8,for dannelse av en periferien innløpsspalte, hvori det er innsatt

føringsskinner ,11 som bibringer den fra diffusoren til dråpeut-skilleren strømmende gass en roterende bevegelsei Et gassutløp 12 er anordnet inne i mantelen 9« ....... ;.■'■'/■•.. overdeien .8 av kanalen 7 er. dét også anordnet^dyser. ; 13 Vil å sprøyte vann nedad i kanalen 7 og i motstrøm mot den oppad-

strømmenae gass i en hensikt å utskille den i gassen opptatte vanndamp.

Den på alkali utarmede oppløsning i beholderen 1,2

uttas gjennom et overløpsrør I4 og føres til et tilberedningskar 151 hvori oppløsningen oppkonsentreres ved tilførsel av alkali gjennom et doseringsorgan 16. Den således konsentrerte oppløsning tilbakeføres til beholderen 1,2 gjennom innløpsrøret 5.

Fig. 2, der samme deler som på fig. 1 og samme beteg-ning, viser en anordning som i visse henseender er modifisert i forhold til anordningen på fig. 1.

Således er behandlingskanalen 1 nedentil utstyrt med

en skrått innaabøyet flens 17, som danner sete for en utadbøyet flens l8 ved den øvre ende av en kort, hovedsakelig sylindrisk rør-stuss l^, som aanner gassutløpskanalens nederste del. Denne er bevegelig oppad fra den stilling der flensen 18 hviler mot flensen 17.

Når gassen tilføres gjennom innløpet 3» strømmer

den ned mot vannoverflaten og deretter opp gjennom behandlingskanalen 7 unaer medføring av væskedråper som kommer til å sveve i forskjellig høyde i denne, således at kanalen holdes fyllt med en blanding av gass og væske. Samtidig løftes stussen 19 således at en spalte åpnes mellom flensene Yf og l8. Gjennom denne spalte innstrømmer en aelgass-strøm vesentlig fri for væske som på over-nevnte måte effektiviserer apparatets arbeide. Når gasstrømmen øker, løftes stussen ytterligere således at spalten automatisk øker. Således blir apparatet selvregulerende.

På den viste utførelsesform anvendes således en automatisk innstillbar spalte. Spalten kan imidlertid også være fast eller kan være anordnet til å innstilles utenifra med egnede midler.

Videre er dråpetilbakeløpsrøret 10 strukket gjennom' veggen av behandlingskanalen 7 °S utstyrt rned pH-kontrollerende organ 20, som styrer doseringen av alkali således at det tidligere angitte pH-intervall opprettholdes. Dråpetilbakeløpsrøret 10 slutter i> sedimenteringskaret 21, hvori de medførte absorberte forurensninger , avsettes, og den klare væske fjernes gjennom et rør 22 som fører væsken tilbake til beholderen 1,2,

Det sedimenterte materiale, slammet, avtappes gjennom

et i bunnen-av sedimenteringskaret 21 anordnet utløp 23» idet av-tapningen reguleres av en sluse 24 som kan være automatisk styrt avhengig av slammets viskositet.

Også kretsen for oppkonsentrering av behandlingsvæsken

adskiller seg fra den på fig. 1 viste. Overløpsrøret I4 fra be-

holderen 1,2 er"således utstyrt med et innstillbart overløp 25 og det til tilberedningskaret 15 førende doseringsorgan 16 er dannet som en transportskrue, som fra en lomme med absorpsjonsmiddel mater dette ned i tilberedningskaret 15 og som er styrt av det i dråpe-tilbakeløpsledningen 10 innsatte pH-kontrollerende organ 20. Fra tilberedningskaret 15 pumpes den oppkonsentrerte alkalioppløsning ved hjelp av en i innløpsledningen 5 innkoplet pumpe tilbake til

.beholderen 1,2 i bunnen av denne, da slammet ved denne utførelses-

form tas ut gjennom det separate sedimenteringskar 21.

Tilberedningskaret 15 er videre utstyrt med et nivå-

kontrollerende organ 26 som er påvirkende forbundet med en i til-

løpsledningen for vanndysene 13 anordnet ventil 27 for regulering av væskebalansen i anordningen.

Med anordningen ifølge oppfinnelsen er det mulig å

oppnå meget høye renhetsgrader på en økonomisk fordelaktig måte.

Det har således vist seg at ved et totaltrykk i appa-

ratet på 130 mm væskesøyle kan det oppnås en absorpsjonsgrad på

over 9S$ ved et inngående SOg-innhoaxl på 0,1 volumprosent. Ved høyere inngående innhold blir absorpsjonsgraden høyére, ved lavere inngående S02-innhold overstiger S02-utsIipningen ikke 10 ppm.

Praktisk talt kan dette betraktes som en fullstendig sanering av

S02~utslipningen. Hvis totaltrykkfallet senkes til 100 mm væske-

søyle, fåes tilsvarende absorpsjonsgrad 97-98$ ved 0,1 volumprosent inngående SOg-innhold. Som biprodukt ved denne SOg-rensning fåes en mer effektiv sotadskillelse enn den som for tiden kan tilbys med tørt arbeidende sentrifugalutskillere. Ved det høyere ovenfor angitte totaltrykkfall er utskiilingsgraden for oljesot ca. 95%.

Claims (1)

1. Anordning for å rense røkgasser .for.' i første rekke S02, omfattende en beholder (1,2) anordnet til å oppta en mengde

   alkalisk behandlingsvæske og utstyrt med et gassinnløp (3) anordnet således at gassen bringes til å strømme hovedsakelig vinkelrett ned mot væskeoverflaten i beholderen, og en mot•væskeoverflatBn hoved- sakelig vinkelrett rettet, med oppad økende tverrsnitt utstyrt be- handlingskanal (7), som er forbundet med beholderen og hvorigjennom gassen strømmer hovedsakelig lineært bort fra væskeoverflaten under medføring av væskedråper fra denne, et i kanalens øvre ende .plasert separeringsorgan (9)» hvori med gassen transporterte væskedråper utskilles og gjennom et med dette forhunoet tilbak el>:psrY r (10) føres tilbake til beholderen og et i tilknytning til separerings-organet anordnet gassutløp (12), karakterisert ved en med beholderen fcrbunuet coseringsanordning (lb) for alkali som er styrt av et i tilbakeløpsrøret (10*) innsatt pH-regulerenc.e organ (20), og av vanndy ser •'■[ Vj) i kana<l>lens rvvi ch«:c, hvi ]>•••- •;•-;..*• sprøyter friskt vann i en retning som hoven sakelig er mou.at.t gass;-strømmens og hvis vanntilførsel styres av et organ (26) son avføler væskenivået i beholderen for å nolde dette nivå konstant.