NO331912B1 - Nozzle device for pressure relief of material containing eroding compounds - Google Patents
Nozzle device for pressure relief of material containing eroding compounds Download PDFInfo
- Publication number
- NO331912B1 NO331912B1 NO20092646A NO20092646A NO331912B1 NO 331912 B1 NO331912 B1 NO 331912B1 NO 20092646 A NO20092646 A NO 20092646A NO 20092646 A NO20092646 A NO 20092646A NO 331912 B1 NO331912 B1 NO 331912B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- nozzle device
- constriction
- pipe
- flash tank
- nozzle
- Prior art date
Links
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 7
- 229910017107 AlOx Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910004219 SiNi Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 12
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- -1 Si3Ni4 Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical class O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000009283 thermal hydrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/26—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
- B05B1/262—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors
- B05B1/267—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets with fixed deflectors the liquid or other fluent material being deflected in determined directions
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B9/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent material, without essentially mixing with gas or vapour
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/02—Treatment of water, waste water, or sewage by heating
- C02F1/025—Thermal hydrolysis
Landscapes
- Safety Valves (AREA)
- Disintegrating Or Milling (AREA)
Abstract
Utskiftbar dyseinnretning for avlastning av trykk i en blanding av damp og erosive materialer, innbefattende et rør (2) med en flens (3) for fastgjøring på en trykkavlastningstank, hvilket rør (2) er forsynt med en innsnevring (4) og defleksjonsplate (5).Interchangeable nozzle means for relieving pressure in a mixture of steam and erosive materials, including a tube (2) with a flange (3) for attachment to a pressure relief tank, which tube (2) is provided with a constriction (4) and deflection plate (5). ).
Description
Utskiftbar dyseinnretning for trykkavlastning av materialer inneholdende eroderende forbindelser. Replaceable nozzle device for pressure relief of materials containing erosive compounds.
Foreliggende oppfinnelse vedrører en utskiftbar dyseinnretning for avlastning av trykk i en blanding av damp og erosive materialer, innbefattende et rør med en flens for fastgjøring på en trykkavlastningstank The present invention relates to a replaceable nozzle device for relieving pressure in a mixture of steam and erosive materials, including a pipe with a flange for attachment to a pressure relief tank
Fra US patent 4.268.017 er det kjent en dyseinnretning for tilførsel av et brennstoff eller en koks-slurry til en reaktor. Innretningen innbefatter en ytre dysehylse med en uttrekkbar, koaksial matedyse som er omgitt av ildfaste, keramisk fibre, hvilken matedyse er festet til hylsen ved hjelp av flenser på den ytre enden av hylsen og matedysen. Denne publikasjonen beskriver at tidligere kjente løsninger har vært utsatt for erosjon og at utbytting av dyser har ført lengre perioder med driftsavbrudd. Hensikten med løsningen i henhold til denne publikasjonen er å kunne tilveiebringe en utbyttbar dyse for en reaktor. From US patent 4,268,017, a nozzle device for supplying a fuel or a coke slurry to a reactor is known. The device includes an outer nozzle sleeve with a retractable coaxial feed nozzle surrounded by refractory ceramic fibers, which feed nozzle is attached to the sleeve by means of flanges on the outer end of the sleeve and the feed nozzle. This publication describes that previously known solutions have been exposed to erosion and that the replacement of nozzles has led to longer periods of downtime. The purpose of the solution according to this publication is to be able to provide an exchangeable nozzle for a reactor.
I nåværende anlegg for termisk hydrolyse av organisk slam blir det organiske slammet varmet opp til 150-170 °C i en trykksatt reaktor og ført etter en viss tid videre til en tilnærmet trykkløs trykkavspenningstank, en såkalt flashtank. Trykkavlastningen vil forårsake en faseovergang i vannet som vil ekspandere og rive i stykker de cellene og andre fysiske strukturene som vannet befinner seg i. Dette resulterer i en ønsket forbedring av slammets egenskaper med hensyn til redusert viskositet og biotilgjengelighet. Slamblandingen som slippes inn i flashtanken fra en reaktor med høyt trykk, vil akselereres til stor hastighet i røret mellom reaktoren og flashtanken og ved innløpet til flashtanken. De eroderende partiklene i slamblandingen vil dermed forårsake erosjon. For å redusere erosjon i rørene mellom reaktoren og flashtanken har man tidligere benyttet bend med stor radius. I flashtanken har det i tillegg vært vanlig å sette inn slitasjeplater på det stedet hvor innløpsstrålen treffer veggen tangensielt i flashtanken. Ventilen som åpner for slammet fra reaktoren, må stå tett inntil reaktoren for å forhindre at stagnant slam i det eventuelle røret mellom ventilen og reaktoren ikke når den nødvendige hydrolysetemperaturen (ca. 165 °C) og derved ikke oppfyller hygieniseringskravene. Et arrangement av denne typen er kjent fra EP 0784504. In current facilities for the thermal hydrolysis of organic sludge, the organic sludge is heated to 150-170 °C in a pressurized reactor and, after a certain time, passed on to an almost pressureless pressure relief tank, a so-called flash tank. The pressure relief will cause a phase transition in the water which will expand and tear apart the cells and other physical structures in which the water is located. This results in a desired improvement of the sludge's properties with regard to reduced viscosity and bioavailability. The sludge mixture admitted into the flash tank from a high-pressure reactor will be accelerated to a high velocity in the pipe between the reactor and the flash tank and at the inlet to the flash tank. The eroding particles in the sludge mixture will thus cause erosion. To reduce erosion in the pipes between the reactor and the flash tank, bends with a large radius have previously been used. In the flash tank, it has also been common to insert wear plates at the point where the inlet jet hits the wall tangentially in the flash tank. The valve that opens for the sludge from the reactor must be close to the reactor to prevent stagnant sludge in the possible pipe between the valve and the reactor from not reaching the required hydrolysis temperature (approx. 165 °C) and thereby not meeting the hygiene requirements. An arrangement of this type is known from EP 0784504.
For ytterligere å redusere slitasje og dessuten kontrollere dampretur, har man satt inn arealrestriksjoner på strømningstverrsnittet i ventilen. Dette skaper lokalt høye hastigheter som kan medføre erosjon i nedstrøms rør, det vil si i røret eller rørene mellom reaktor og flashtank. To further reduce wear and also control steam return, area restrictions have been introduced on the flow cross-section in the valve. This creates locally high velocities that can lead to erosion in downstream pipes, that is in the pipe or pipes between reactor and flash tank.
Fra publikasjon EP 1198424 er det kjent en fremgangsmåte for kontinuerlig hydrolyse av organisk materiale, hvor alt trykket beskriver denne prosessens gitte begrensninger for behandling av biomasse med fra reaktorene avlastes til flashtanken. EP 1198424 beskriver et høyt innhold av eroderende partikler. From publication EP 1198424, a method for continuous hydrolysis of organic material is known, where all the pressure describes the given limitations of this process for treating biomass with from the reactors being unloaded to the flash tank. EP 1198424 describes a high content of eroding particles.
Begge disse to nevnte publikasjoner beskriver trykkavlastning og overføring av damp og organisk slam til flashtanken, hvor ventilen som styrer overføringen av damp og organisk slam er plassert i røret mellom reaktor og flashtank. Both of these two mentioned publications describe pressure relief and the transfer of steam and organic sludge to the flash tank, where the valve that controls the transfer of steam and organic sludge is located in the pipe between the reactor and the flash tank.
Fra EP 1396286 er det kjent en dyse med innebygget defleksjonsplate for bruk til belegning. From EP 1396286, a nozzle with a built-in deflection plate for use in coating is known.
WO 9613562 beskriver en dyse for prosessering av hydrokarboner hvor det anvendes en dyse sammenbygget med en deflektor. WO 9613562 describes a nozzle for processing hydrocarbons where a nozzle combined with a deflector is used.
US 5813087 beskriver en spraydyse for rengjøring hvor det også benyttes en deflektor for å avbøye strålen. US 5813087 describes a spray nozzle for cleaning where a deflector is also used to deflect the jet.
Ytterligere publikasjoner som beskriver trykkavlastning av denne typen er for eksempel WO 98/55408, WO 2008/115777 og WO 03/043939. Further publications describing pressure relief of this type are for example WO 98/55408, WO 2008/115777 and WO 03/043939.
Nye beregninger og målinger som har blitt foretatt viser at strømningsraten kan være begrenset av lydhastigheten i damp/slam-blandingen et sted i røret mellom reaktor og flashtank, i stedet for av ventilens reduserte areal. Dette kan innebære at strømningsraten er ukjent og at tømmetiden for reaktoren ikke lar seg bestemme. Det er derfor ønskelig å kunne være i stand til å definere strømningsrater og tømmetider på en sikrere måte. New calculations and measurements that have been made show that the flow rate may be limited by the speed of sound in the steam/sludge mixture somewhere in the pipe between the reactor and the flash tank, rather than by the valve's reduced area. This may mean that the flow rate is unknown and that the emptying time for the reactor cannot be determined. It is therefore desirable to be able to define flow rates and emptying times in a more secure way.
En raskest mulig trykkavlastning og dermed raskest mulig dampeksplosjon/volumutvidelse vil gi størst mekanisk degradering av det organiske materialet og dermed størst mulig utbytte ved senere produksjon av for eksempel biogass. Dette vil også innebære at eroderende partikler ikke blir akselerert til høy hastighet før ved utløpet av blåserøret og at slitasjeproblemene i røroverføringen(e) mellom reaktoren(e) og flashtanken dermed blir vesentlig redusert. The fastest possible pressure relief and thus the fastest possible steam explosion/volume expansion will give the greatest mechanical degradation of the organic material and thus the greatest possible yield in the later production of, for example, biogas. This will also mean that eroding particles are not accelerated to a high speed until at the outlet of the blow pipe and that wear problems in the pipe transfer(s) between the reactor(s) and the flash tank are thus significantly reduced.
Slik akselerasjon og trykkavlastning i et lite, kontrollert område, og redusert hastighet i rørforbindelsen(e) mellom reaktoren(e) og flashtanken kan oppnås ved å anbringe en arealrestriksjon i enden av blåserøret fra reaktoren(e), inne i flashtanken. Dette er også nevnt i EP 1198424, men denne publikasjonen verken beskriver eller antyder hvordan dette kan gjøres i praksis. Denne publikasjonen beskriver samtidig at trykkfallet fordeles mellom reguleringsventil i røret og dyse plassert mot slutten av røret og nevner spesielt at mengden av eroderende partikler må være lavt. Such acceleration and pressure relief in a small, controlled area, and reduced velocity in the pipe connection(s) between the reactor(s) and the flash tank can be achieved by placing an area restriction at the end of the blowpipe from the reactor(s), inside the flash tank. This is also mentioned in EP 1198424, but this publication neither describes nor suggests how this can be done in practice. This publication also describes that the pressure drop is distributed between the control valve in the pipe and the nozzle located towards the end of the pipe and specifically mentions that the quantity of eroding particles must be low.
Arealrestriksjonen kan utformes som en dyse av materialer med stor slitasjemotstand, for eksempel keramer. Den geometriske utformingen til dysen, samt plasseringen og utformingen av blåserøret, gjør det mulig å styre strålen mot væskespeilet i flashtanken og derved forhindre slitasje på tankveggen. The area restriction can be designed as a nozzle made of materials with high wear resistance, for example ceramics. The geometric design of the nozzle, as well as the location and design of the blow pipe, make it possible to direct the jet towards the liquid mirror in the flash tank and thereby prevent wear on the tank wall.
En sentral fordel med foreliggende oppfinnelse er at man oppnår en rask dampeksplosjon og derved mer omfattende sprengning av celler og andre fysiske strukturer samt kort tid for partikkelakselerasjon. Mot en defleksjonsplate. Sistnevnte innebærer effektiv knusing av celler og andre, forholdsvis store partikler og relativt mindre problemer med slitasje forårsaket av de mindre eroderende partiklene. A central advantage of the present invention is that a rapid steam explosion is achieved and thereby more extensive bursting of cells and other physical structures as well as a short time for particle acceleration. Towards a deflection plate. The latter involves effective crushing of cells and other relatively large particles and relatively less problems with wear caused by the smaller erosive particles.
Nok en fordel med oppfinnelsen er at problemene med slitasje og erosjon i rør mellom reaktor og flashtank samt i blåseventilen unngås eller reduseres i betydelig grad. Dette innebærer at det kan brukes vanlige bend med standard radius og veggtykkelse i rør mellom reaktor og flashtank. Another advantage of the invention is that the problems with wear and erosion in pipes between reactor and flash tank as well as in the blow valve are avoided or reduced to a significant extent. This means that normal bends with standard radius and wall thickness can be used in the pipe between reactor and flash tank.
En ytterligere fordel med foreliggende oppfinnelse er at dyseinnretningen kan monteres/byttes ut fra utsiden av flashtanken, slik at man slipper å måtte demontere flashtanken ved montering/utbytting av dyseinnretningen. Man slipper derved å vedlikeholde eventuelle slitasjeplater i tanken. A further advantage of the present invention is that the nozzle device can be mounted/replaced from the outside of the flash tank, so that one does not have to dismantle the flash tank when mounting/replacing the nozzle device. This eliminates the need to maintain any wear plates in the tank.
Dyseinnretningen i henhold til foreliggende oppfinnelse gjør at strømningsraten fra reaktor til flashtank kan beregnes mer presist, siden kritisk tverrsnitt i dyseinnretningen og trykkforholdene i dyseinnretningen er kjent. Videre har dyseinnretningen en enkel geometri, hvilket innebærer at det kan anvendes sofistikerte materialer med stor erosjonsmotstand så som keramer, i deler av dyseinnretningen. The nozzle device according to the present invention means that the flow rate from the reactor to the flash tank can be calculated more precisely, since the critical cross-section in the nozzle device and the pressure conditions in the nozzle device are known. Furthermore, the nozzle device has a simple geometry, which means that sophisticated materials with high erosion resistance such as ceramics can be used in parts of the nozzle device.
Disse fordelene oppnås med en utskiftbar dyseinnretning for avlastning av trykk i en blanding av damp og erosive materialer, innbefattende et rør med en flens for fastgjøring på en trykkavlastningstank som er kjennetegnet ved at røret er forsynt med en innsnevring og defleksjonsplate, hvor innsnevringen og defleksjonsplaten er fremstilt av et materiale med høy erosjonsmotstand, fortrinnsvis en keram så som for eksempel SiNi, AlOx, WC eller lignende. These advantages are achieved by a replaceable nozzle device for relieving pressure in a mixture of steam and erosive materials, comprising a pipe with a flange for attachment to a pressure relief tank characterized in that the pipe is provided with a constriction and deflection plate, the constriction and deflection plate being made of a material with high erosion resistance, preferably a ceramic such as for example SiNi, AlOx, WC or the like.
I henhold til en utførelsesform er innsnevringen og defleksjonsplate fremstilt i en integrert enhet. According to one embodiment, the constriction and deflection plate are produced in an integrated unit.
I henhold til en alternativ utførelsesform er innsnevringen og defleksjonsplaten fremstilt to selvstendige deler. According to an alternative embodiment, the narrowing and the deflection plate are produced as two independent parts.
Fortrinnsvis er innsnevringen og defleksjonsplaten utbyttbart fastgjort i røret. Preferably, the constriction and the deflection plate are interchangeably fixed in the pipe.
Fortrinnsvis har innsnevringen en diameter som er 30-70 % av den indre diameteren til røret. Preferably, the constriction has a diameter that is 30-70% of the inner diameter of the tube.
Oppfinnelsen vil nå bli mer detaljert forklart ved hjelp av ikke-begrensende utførelseseksempler med henvisning til de medfølgende tegninger, hvor The invention will now be explained in more detail by means of non-limiting exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings, where
Fig. 1a og 1b viser et snitt av to utførelsesformer av en dyseinnretning i henhold til foreliggende oppfinnelse; Fig. 2 viser en delvis gjennomskåret flashtank og viser alternative plasseringer av dyseinnretningene vist i fig. 1; Fig. 3 er et diagram som viser trykk, lydhastighet og strømningshastigheter i en slam/damp-blanding i et rør mellom reaktor og flashtank i et kjent system; Fig. 4 er et diagram som viser trykk, lydhastighet og strømningshastigheter i en slam/damp-blanding i et rør mellom reaktor og flashtank i et system som anvender en dyseinnretning i henhold til foreliggende oppfinnelse. Fig. 1a and 1b show a section of two embodiments of a nozzle device according to the present invention; Fig. 2 shows a partially cut through flash tank and shows alternative locations of the nozzle devices shown in fig. 1; Fig. 3 is a diagram showing pressure, sound speed and flow rates in a sludge/steam mixture in a pipe between reactor and flash tank in a known system; Fig. 4 is a diagram showing pressure, sound speed and flow rates in a sludge/steam mixture in a pipe between reactor and flash tank in a system using a nozzle device according to the present invention.
I figur 1a og 1 b er det vist et snitt av en dyseinnretning i henhold til to utførelsesformer av dyseinnretningen i henhold til foreliggende oppfinnelse. Dyseinnretningen, generelt betegnet 1, består av et rør 2 med en flens 3 i sin ene ende, en innsnevring 4 og en defleksjonsplate 5 i den andre enden. Figures 1a and 1b show a section of a nozzle device according to two embodiments of the nozzle device according to the present invention. The nozzle device, generally designated 1, consists of a tube 2 with a flange 3 at one end, a constriction 4 and a deflection plate 5 at the other end.
I utførelsesformen vist i fig. 1a, er innsnevringen 4 og defleksjonsplaten 5 utformet som en integrert enhet, mens i utførelsesformen i fig. 1 b er innsnevringen 4 og defleksjonsplaten 5 utformet som to separate enheter. Innsnevringen 4 og defleksjonsplaten 5 er fremstilt av et materiale med høy erosjonsmotstand. Innsnevringen 4 og defleksjonsplaten 5 kan være utformet utbyttbare, slik at det i utførelsesformen i henhold til figur 1a er mulig å bytte ute hele den integrerte enheten, mens det i utførelsesformen i henhold til figur 1b er mulig å bytte ut innsnevringen 4 og/eller defleksjonsplaten 5 etter behov. In the embodiment shown in fig. 1a, the constriction 4 and the deflection plate 5 are designed as an integrated unit, while in the embodiment in fig. 1 b, the constriction 4 and the deflection plate 5 are designed as two separate units. The constriction 4 and the deflection plate 5 are made of a material with high erosion resistance. The constriction 4 and the deflection plate 5 can be designed as interchangeable, so that in the embodiment according to Figure 1a it is possible to replace the entire integrated unit, while in the embodiment according to Figure 1b it is possible to replace the constriction 4 and/or the deflection plate 5 as needed.
Nok en fordel med utførelsesformen i henhold til fig. 1b er at biologiske partikler (cellemasse) med lav tetthet og relativt stor diameter akselereres raskt i dysens innsnevring og knuses mot defleksjonsplaten 5. Eroderende partikler med relativt liten diameter og større tetthet akselereres saktere og når ikke de samme hastigheter ved defleksjonsplaten. Another advantage of the embodiment according to fig. 1b is that biological particles (cell mass) with a low density and relatively large diameter are accelerated quickly in the narrowing of the nozzle and are crushed against the deflection plate 5. Eroding particles with a relatively small diameter and greater density are accelerated more slowly and do not reach the same speeds at the deflection plate.
Dyseinnretningen 1 skal plasseres i en yttervegg til en flashtank, hvor ytterveggen til flashtanken er forsynt med et rør med en indre diameter som er tilnærmet lik den ytre diameteren til røret 2. Videre er det rundt den frie enden til røret anbragt en flens for samvirke med flensen 3 til dyseinnretningen, slik at disse flensene kan festes til hverandre. Denne løsningen gjør det mulig å løsne forbindelsene med dyseinnretningens flens 3 og flensen på flashtanken, slik at hele dyseinnretningen kan trekkes ut av flashtanken for eventuelt vedlikehold eller utbytting. The nozzle device 1 is to be placed in an outer wall of a flash tank, where the outer wall of the flash tank is provided with a tube with an inner diameter that is approximately equal to the outer diameter of the tube 2. Furthermore, a flange is arranged around the free end of the tube for cooperation with the flange 3 to the nozzle device, so that these flanges can be attached to each other. This solution makes it possible to loosen the connections with the nozzle device's flange 3 and the flange on the flash tank, so that the entire nozzle device can be pulled out of the flash tank for possible maintenance or replacement.
Nær den ytre enden av røret 2 er det tilveiebragt en innsnevring 4 som medfører en økning av strømningshastigheten. Etter at væskestrømmen med økt hastighet har kommet gjennom innsnevringen, treffer den en treffplate som har en defleksjonsplate 5sopm har en avskrådd vegg, som medfører at væskestrømmens bevegelsesretning endres tilnærmet 90° i forhold til strømningsretningen i røret 2. Samtidig vil partikulært, degraderbart materiale i væskestrømmen bli revet opp. En kort innsnevring gir trykkavlastning over kort tid, hvilket medfører en rask/intens dampeksplosjon som effektivt river opp det partikulære materialet. Både innsnevringen 3 og treffplaten 4 er fremstilt av meget erosjonsbestandige materialer, spesielt foretrukket et keramisk materiale som for eksempel Si3Ni4 , AI2O3 , W2C etc. Near the outer end of the pipe 2, a constriction 4 is provided which causes an increase in the flow rate. After the liquid flow has passed through the constriction at an increased speed, it hits an impact plate which has a deflection plate 5sopm has a chamfered wall, which causes the direction of movement of the liquid flow to change approximately 90° in relation to the direction of flow in the pipe 2. At the same time, particulate, degradable material in the liquid flow be torn up. A short constriction provides pressure relief over a short period of time, which results in a rapid/intense steam explosion that effectively tears up the particulate material. Both the constriction 3 and the impact plate 4 are made of very erosion-resistant materials, particularly preferably a ceramic material such as Si3Ni4 , AI2O3 , W2C etc.
Utformingen og sammenstillingen av de forskjellige komponentene i dysen tar hensyn til forskjell i de termiske utvidelseskoeffisientene til stål og keram. Stål har en termisk utvidelseskoeffisient som er i størrelsesorden 5 ganger så stor som den til et keram. Dette innebærer at det er fordelaktig med en forspenning av keramen ved lav temperatur for å sikre innspenning også ved høye driftstemperaturer. The design and assembly of the various components in the nozzle takes into account the difference in the thermal expansion coefficients of steel and ceramic. Steel has a coefficient of thermal expansion which is in the order of 5 times that of a ceramic. This means that it is advantageous to prestress the ceramic at a low temperature to ensure clamping even at high operating temperatures.
Fig. 2 viser en delvis gjennomskåret flashtank med flere mulige plasseringer av dyseinnretningen 1. Flashtanken kan være forsynt med en eller flere dyseinnretninger. Dersom det er montert flere dyseinnretninger i en flashtank, må disse være utformet slik at strålene fra dyseinnretningen ikke treffer andre dyseinnretninger og eroderer disse. Dette kan gjøres ved å variere lengden på røret 2 og vinkelen til defleksjonsplatene 5. Utformingen av dyseinnretningene 1 er avgjørende for å oppnå en tilstrekkelig oppriving av partikulært materiale i væskestrømmen. Videre er det viktig å plassere dyseinnretningene 1 slik at den utstrømmende væskestrømmen fra dyseinnretningen, treffer overflaten av væsken som allerede er i flashtanken, slik at det ikke oppstår erosjon på de indre overflatene til flashtanken. Fig. 3 viser et eksempel på strømningshastigheter og trykk i et rør mellom reaktor og flashtank uten dyseinnretningen i henhold til foreliggende oppfinnelse. X-aksen er et uttrykk for lengden av røret mellom utløpet av reaktoren og innløpet i flashtanken. Den venstre delen av x-aksen representerer verdiene ved utløpet av reaktoren, mens den høyre delen av x-aksen angir verdiene ved utløpet av røret inn i flashtanken. Trykkurven (P(bara)) viser at trykket reduseres tilnærmet linjært over hele avstanden og når til slutt samme trykk som er tilstede i flashtanken og at væskestrømmen når lydhastigheten c_m et ubestemt sted i røret. Lydhastigheten gir en begrensning for strømningsraten i røret og det er viktig å kunne bestemme posisjon og trykkforhold ved kritisk tverrsnitt. Fig. 4 viser et eksempel på strømningshastigheter og trykk i et rør mellom reaktor og flashtank med en dyseinnretning i henhold til foreliggende oppfinnelse. Aksene i dette diagrammet tilsvarer aksene i fig. 3. Dette diagrammet viser at trykket synker markant mindre over rørlengden sammenlignet med det viste tilfellet i fig. 3. Trykket reduseres kraftig og brått idet væsken strømmer ut av dyseinnretningen i henhold til oppfinnelsen. Strømningshastighet stiger moderat frem til dysen, hvoretter hastigheten øker markant idet væskestrømmen kommer ut av dysen. I dette tilfellet er kritisk tverrsnitt (choked flow) bestemt i dysen og derved blir strømningsraten bedre definert. Fig. 2 shows a partially cut-through flash tank with several possible locations of the nozzle device 1. The flash tank can be equipped with one or more nozzle devices. If several nozzle devices are installed in a flash tank, these must be designed so that the jets from the nozzle device do not hit other nozzle devices and erode them. This can be done by varying the length of the pipe 2 and the angle of the deflection plates 5. The design of the nozzle devices 1 is crucial to achieve a sufficient upheaval of particulate material in the liquid flow. Furthermore, it is important to place the nozzle devices 1 so that the outflowing liquid stream from the nozzle device hits the surface of the liquid that is already in the flash tank, so that erosion does not occur on the inner surfaces of the flash tank. Fig. 3 shows an example of flow rates and pressure in a pipe between reactor and flash tank without the nozzle device according to the present invention. The X-axis is an expression of the length of the pipe between the outlet of the reactor and the inlet of the flash tank. The left part of the x-axis represents the values at the outlet of the reactor, while the right part of the x-axis indicates the values at the outlet of the tube into the flash tank. The pressure curve (P(bara)) shows that the pressure decreases approximately linearly over the entire distance and finally reaches the same pressure as is present in the flash tank and that the liquid flow reaches the speed of sound c_m at an undetermined location in the pipe. The speed of sound limits the flow rate in the pipe and it is important to be able to determine the position and pressure ratio at the critical cross-section. Fig. 4 shows an example of flow rates and pressure in a pipe between reactor and flash tank with a nozzle device according to the present invention. The axes in this diagram correspond to the axes in fig. 3. This diagram shows that the pressure drops significantly less over the pipe length compared to the case shown in fig. 3. The pressure is sharply and abruptly reduced as the liquid flows out of the nozzle device according to the invention. Flow velocity rises moderately up to the nozzle, after which the velocity increases markedly as the liquid stream exits the nozzle. In this case, the critical cross-section (choked flow) is determined in the nozzle and thereby the flow rate is better defined.
Dersom man forutsetter at nedbrytningen av partikler i væskestrømmen skjer ved en kraftig trykkendring (dampeksplosjon) og at erosjonen i rør og ventiler er en funksjon av strømningshastigheten til de eroderende partiklene, vil det fremgå klart for en fagmann, at partikkelnedbrytningen er mye større i fig. 4 enn i fig. 3 på grunn av det mye raskere trykkfallet i fig. 4 og at erosjonen er mye lavere i fig. 4 enn i fig. 3 på grunn av strømningshastighetene. Av dette følger at det ved hjelp av dyseinnretningen i henhold til foreliggende oppfinnelse, er mulig å oppnå oppfinnelsens hensikter, nemlig redusert erosjon og forbedret partikkelnedbrytning. If it is assumed that the breakdown of particles in the liquid flow occurs by a strong pressure change (steam explosion) and that the erosion in pipes and valves is a function of the flow speed of the eroding particles, it will be clear to a person skilled in the art that the particle breakdown is much greater in fig. 4 than in fig. 3 due to the much faster pressure drop in fig. 4 and that the erosion is much lower in fig. 4 than in fig. 3 due to the flow rates. It follows from this that with the aid of the nozzle device according to the present invention, it is possible to achieve the purposes of the invention, namely reduced erosion and improved particle breakdown.
Claims (5)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20092646A NO331912B1 (en) | 2009-07-13 | 2009-07-13 | Nozzle device for pressure relief of material containing eroding compounds |
| PCT/EP2010/059951 WO2011006853A1 (en) | 2009-07-13 | 2010-07-12 | Exchangeable nozzle device for pressure relief of materials containing erosive compounds |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20092646A NO331912B1 (en) | 2009-07-13 | 2009-07-13 | Nozzle device for pressure relief of material containing eroding compounds |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20092646A1 NO20092646A1 (en) | 2011-01-14 |
| NO331912B1 true NO331912B1 (en) | 2012-04-30 |
Family
ID=42751712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20092646A NO331912B1 (en) | 2009-07-13 | 2009-07-13 | Nozzle device for pressure relief of material containing eroding compounds |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| NO (1) | NO331912B1 (en) |
| WO (1) | WO2011006853A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103406334B (en) * | 2013-08-27 | 2015-05-06 | 天紫环保投资控股有限公司 | Steam ejection type organic waste disposer with discharge guide holes |
| CN114466827B (en) | 2019-08-16 | 2024-06-14 | 坎比科技公司 | Device for controlling thermal hydrolysis depressurization and process equipment comprising same |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4268017A (en) | 1979-12-28 | 1981-05-19 | Exxon Research & Engineering Co. | Reactor with extractable feed nozzle |
| NO300094B1 (en) | 1994-09-28 | 1997-04-07 | Cambi As | Process and apparatus for hydrolysis of organic material under reducing conditions |
| RU2057785C1 (en) | 1994-10-27 | 1996-04-10 | Давид Бенционович Бернштейн | Method of refining of liquid petroleum products and device for its accomplishment (variants) |
| US5813087A (en) | 1995-09-08 | 1998-09-29 | Bissell Inc. | Spray nozzle for use with water extraction cleaning machine |
| DE19723510C1 (en) | 1997-06-05 | 1999-02-18 | Atz Evus | Method and device for the treatment of biogenic residues |
| NO310717B1 (en) | 1999-05-31 | 2001-08-20 | Cambi As | Process and apparatus for continuous hydrolysis of wastewater |
| WO2003043939A2 (en) | 2001-11-16 | 2003-05-30 | Ch2M Hill, Inc. | Method and apparatus for the treatment of particulate biodegradable organic waste |
| EP1396286B1 (en) | 2002-09-06 | 2006-03-22 | Lactec Gesellschaft für moderne Lackiertechnik mbH | Arrangement for liquid coating, especially for a liquid film |
| ITMI20050301A1 (en) * | 2005-02-25 | 2006-08-26 | American Standard Europ Sprl | SHOWER DEVICE |
| WO2008115777A1 (en) | 2007-03-16 | 2008-09-25 | Ch2M Hill, Inc. | Treatment of particulate biodegradable organic waste by thermal hydrolysis using condensate recycle |
-
2009
- 2009-07-13 NO NO20092646A patent/NO331912B1/en unknown
-
2010
- 2010-07-12 WO PCT/EP2010/059951 patent/WO2011006853A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO20092646A1 (en) | 2011-01-14 |
| WO2011006853A1 (en) | 2011-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR0158203B1 (en) | Method of decoking an installation for steam cracking hydrocarbons responding steam-cracking installation | |
| CN102834146A (en) | Full cone spray nozzle for low pressure fire protection system | |
| EP2725134B2 (en) | Piping System from Reactor to Separator and Method to Control Process Flow | |
| BR112019023365B1 (en) | DIRECTED JET IMPULSE SCRAPER PISTON LAUNCHING SYSTEM AND METHOD OF ITS USE | |
| IT8222707A1 (en) | CLEANING METHOD AND APPARATUS, OF THE PULSED LIQUID JET TYPE, OF HIGHLY HEATED SURFACES | |
| NO331912B1 (en) | Nozzle device for pressure relief of material containing eroding compounds | |
| US5056718A (en) | Jetting nozzle | |
| EP2167246B1 (en) | Cyclone cleaning device and method | |
| CN105626004A (en) | Blowout erosion-resistant throttle manifold for oil and gas wells | |
| WO2009124839A3 (en) | Cold gas spraying system | |
| US20020069923A1 (en) | Flash tube device | |
| CN114466827B (en) | Device for controlling thermal hydrolysis depressurization and process equipment comprising same | |
| CN101108385A (en) | Method of rapidly cleaning coking gas tube | |
| CN106288934B (en) | Heat exchanger On Line Foul Removing Technology method and device | |
| CN207879773U (en) | A kind of current-limiting apparatus for nuclear power plant's appearance system anti-cavitation | |
| Huachang et al. | Optimization of nozzle design for pulse cleaning of ceramic filter | |
| CN113369035A (en) | Automatic gasification blockage clearing system | |
| RU2577559C2 (en) | Device for thermal-mechanical drilling of wells | |
| CN207267884U (en) | A kind of furnace cupola produced with red mud during inorfil | |
| Eslamian et al. | Breakup of brittle deposits by supersonic air jet: The effects of varying jet and deposit characteristics | |
| CN220939370U (en) | Back flushing system for filter | |
| US7337991B2 (en) | Accessory for air blast and device equipped with accessory | |
| RU2330732C2 (en) | Device for pipelines cavity cleaning | |
| CN221679596U (en) | Anti-blocking system of coal feeder | |
| WO2010091461A1 (en) | Evaporator/flash vessel arrangements |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: CAMBI TECHNOLOGY AS, NO |