PL1981622T5 - Sposób i urządzenie do zmieszania płynu w postaci gazu z dużym strumieniem gazu, zwłaszcza w celu wprowadzania środka redukującego do gazu spalinowego zawierającego tlenki azotu - Google Patents

Sposób i urządzenie do zmieszania płynu w postaci gazu z dużym strumieniem gazu, zwłaszcza w celu wprowadzania środka redukującego do gazu spalinowego zawierającego tlenki azotu

Info

Publication number
PL1981622T5
PL1981622T5 PL07722772T PL07722772T PL1981622T5 PL 1981622 T5 PL1981622 T5 PL 1981622T5 PL 07722772 T PL07722772 T PL 07722772T PL 07722772 T PL07722772 T PL 07722772T PL 1981622 T5 PL1981622 T5 PL 1981622T5
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
stream
fluid
mixing
swirled
flow
Prior art date
Application number
PL07722772T
Other languages
English (en)
Other versions
PL1981622T3 (pl
Inventor
Gerd Beckmann
Wolfram Engelking
Ulrich Priesmeier
Original Assignee
Fisia Babcock Env Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=38001747&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=PL1981622(T5) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Fisia Babcock Env Gmbh filed Critical Fisia Babcock Env Gmbh
Publication of PL1981622T3 publication Critical patent/PL1981622T3/pl
Publication of PL1981622T5 publication Critical patent/PL1981622T5/pl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/8621Removing nitrogen compounds
    • B01D53/8625Nitrogen oxides
    • B01D53/8631Processes characterised by a specific device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/90Injecting reactants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/10Mixing gases with gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/20Mixing gases with liquids
    • B01F23/21Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media
    • B01F23/213Mixing gases with liquids by introducing liquids into gaseous media by spraying or atomising of the liquids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B01F25/3131Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit with additional mixing means other than injector mixers, e.g. screens, baffles or rotating elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B01F25/3132Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit by using two or more injector devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/30Injector mixers
    • B01F25/31Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows
    • B01F25/313Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit
    • B01F25/3132Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit by using two or more injector devices
    • B01F25/31323Injector mixers in conduits or tubes through which the main component flows wherein additional components are introduced in the centre of the conduit by using two or more injector devices used successively
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40Static mixers
    • B01F25/42Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4316Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor the baffles being flat pieces of material, e.g. intermeshing, fixed to the wall or fixed on a central rod
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/003Arrangements of devices for treating smoke or fumes for supplying chemicals to fumes, e.g. using injection devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/20Reductants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F2025/91Direction of flow or arrangement of feed and discharge openings
    • B01F2025/913Vortex flow, i.e. flow spiraling in a tangential direction and moving in an axial direction

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

Opis [0001] Wynalazek dotyczy sposobu zmieszania przynajmniej jednego strumienia płynu z dużym strumieniem gazu, zwłaszcza w celu wprowadzania środka redukującego do gazu spalinowego, zawierającego tlenki azotu, według części nieznamiennej zastrzeżenia 1 oraz urządzenia do zmieszania przynajmniej jednego strumienia płynu z płynącym w kanale gazowym dużym strumieniem gazu, zwłaszcza w celu wprowadzania środka redukującego do gazu spalinowego, zawierającego tlenki azotu, według części nieznamiennej zastrzeżenia 4.
[0002] Z opisu EP 1 604 742 A1 jest znany taki sposób w związku z elektrofiltrami do odpylania dużych strumieni gazu, w przypadku którego wiry przepływowe, tworzące się na nachylonej tarczy mieszalnikowej określane są mianem wirów krawędzi przedniej. Krawędź korzystnie kolistej tarczy, skierowana do dużego strumienia gazu jest określana mianem krawędzi napływu, a inna krawędź mianem krawędzi odrywającej. Nie chodzi przy tym o krawędzie prostoliniowe, lecz o krawędzie łukowate.
[0003] Przez ściankę pionową kanału gazowego, prowadzącego duży strumień gazu, przechodzi prostopadle króciec rurowy dla domieszania płynu kondycjonującego. Króciec rurowy ma ujście, patrząc w kierunku przepływu dużego strumienia gazu, za krawędzią napływu tarczy mieszalnikowej nie zachodząc na tarczę mieszalnikową. Uwarstwiony strumień środka kondycjonującego, wychodzący z króćca rurowego natrafia na krawędziową powierzchnię częściową strony odpływowej, sąsiadującą z wyjściem króćca pod kątem, odpowiadającym kątowi nachylenia tarczy do kierunku przepływu dużego strumienia gazu .
[0004] W przypadku tego prowadzenia sposobu, środek kondycjonujący nie zostaje wmieszany w optymalny sposób do układu wirów, powstającego na tarczy mieszalnikowej.
[0005] W kolumnie 6, wierszach 5-6 opisu EP 1 604 742 A1 są uznawane za celowe również sposoby postępowania, w przypadku których urządzenie do domieszania jest umieszczone bezpośrednio na urządzeniu wirowym.
[0006] W opisie US 5 356 213 A jest opisany w związku ze sposobem utleniania fazy gazowej w dziedzinie petrochemii, sposób zmieszania małego strumienia gazu, na przykład tlenu, z dużym strumieniem gazowym, na przykład powietrzem, w którym tlen jest wprowadzany w przynajmniej dwóch zawirowanych strumieniach częściowych poprzez przebiegające promieniowo łopatki zawirowujące, umieszczone na końcu odcinka rury, otwierającego się w kierunku przepływu powietrza do strumienia powietrza, płynącego zasadniczo w niezakłócony sposób w kanale, przy czym prędkość tlenu podwyższa się pod prąd łopatek zawirowujących, a z prądem łopatek zawirowujących na końcu wyjściowym odcinka rury jest rozpięta tkanina.
[0007] W przypadku urządzenia mieszającego, ujawnionego w opisie EP 1 166 861 w związku z instalacjami Denox i elektrofiltrami, tarcza mieszalnikowa (powierzchnia wbudowana) ma komorę, do której prowadzi osobny kanał przepływowy dla płynu poddawanego domieszaniu i służącą jako komora rozdzielcza dla strumienia płynu. Komora jest zaopatrzona po stronie tylnej (strona odpływu; strona odwietrzna) tarczy mieszalnikowej, odwróconej od dopływu dużego strumienia gazu w otwory wyjściowe, z których wychodzą warstwowo strumienie częściowe strumienia płynu i jest umieszczona w obszarze krawędzi napływu. Do komory rozdzielczej, w kierunku krawędzi odrywającej przylegają komory, nie mające jednak funkcji rozdzielczej lub funkcji w odniesieniu do techniki przepływu, lecz służą wyłącznie usztywnieniu tarczy mieszalnikowej. Otwory wyjściowe mogą być wykonane w pokrywie komory rozdzielczej lub w jej ściance bocznej. Mogą być one jednak wykonane również w dodatkowym kołpaku, nasadzonym na komorę. Jest jednak również możliwe, aby sama komora nie była wyposażona w pokrywę, równoległą do tarczy mieszalnika, lecz była sama ukształtowana w postaci kołpaka. Kanał przepływowy dla doprowadzania płynu może wchodzić do komory od strony nawietrznej tarczy mieszalnikowej przez tarczę albo może być prowadzony po stronie odwietrznej tarczy mieszalnikowej do komory rozdzielczej. W przypadku sposobu, przedstawionego w opisie EP 1 166 861 jest konieczna dodatkowa komora, a wmieszanie następuje natomiast tylko w pobliżu krawędzi napływu.
[0008] Takie sposoby określane jako sposoby mieszania z mieszalnikiem statycznym, stosuje się na przykład również w przypadku instalacji SCR do odazotowania (Selective Catalytische Reduktion) gazów spalinowych na przykład z palenisk elektrowni za pomocą środka redukującego i katalizatora. Jest przy tym przyjęte, że w przypadku NH3 jako środka redukującego przechowuje się go w postaci NH3, upłynnionego pod wpływem ciśnienia albo wody amoniakalnej (NH40H) i wstępnie odparowany NH3 wtryskuje się ze strumieniem gazu nośnego do strumienia gazu spalinowego i miesza się z nim. W przypadku mocznika jako środka redukującego wytwarza się najpierw wodny roztwór mocznika, który po odpowiednim przygotowaniu wtryskuje się następnie również w postaci gazowej do strumienia gazu spalinowego.
[0009] Ponadto, stosuje się je przykładowo przy zasilaniu kominów przemysłowych, suszarek rozpyłowych (porównaj na przykład EP 0637 726 B1), wymienników ciepła, instalacji do odsiarczania gazów spalinowych i hybrydowych wież chłodniczych.
[0010] z opisu DE-A1-101 29 367 jest znany sposob nawilżania powietrza, w którym nawilżany strumień powietrza napływa na wiele skrzydeł turbulencyjnych, wykonanych tarczowo, umieszczonych pod kątem względem jego kierunku przepływu, po ich stronie napływu, na których tworzą się wiry strumieniowe. Z prądem stopnia zawirowania powietrza, utworzonego przez skrzydła turbulencyjne, we wstępnie określonym odstępie jest umieszczony stopień dyszowy. Ten stopień dyszowy zostaje utworzony przez wiele dysz zawirowujących, z których każda jest przyporządkowana każdorazowo jednemu skrzydłu turbulencyjnemu. Strumień zawirowany, opuszczający dysze, nie natrafia na stronę napływu, ani na stronę odpływu skrzydła turbulencyjnego, lecz jest odwrócony od skrzydła turbulencyjnego. Nie następuje bezpośrednie wmieszanie do wirów, utworzonych na skrzydłach turbulencyjnych.
[0011] Zadaniem wynalazku w przypadku tego rodzaju sposobu i w przypadku tego rodzaju urządzenia jest ulepszenie wmieszania strumienia płynu do dużego strumienia gazu.
[0012] Zadanie to rozwiązuje się przez sposób według zastrzeżenia 1 i urządzenie według zastrzeżenia 4. Kolejne ukształtowania są przedmiotem zastrzeżeń zależnych.
[0013] Jest przy tym szczególne to, że strumień płynu zostaje domieszany jako strumień zawirowany.
[0014] Przez wstępne zawirowanie płynu przed wejściem do układu wirów polepsza się wmieszanie do dużego strumienia gazu.
[0015] Korzystnie, w celu dalszego polepszenia wmieszania jest przewidziane, że zawirowany strumień płynu jest kierowany po stronie odpływu (stronie odwietrznej) elementu mieszalnikowego zasadniczo prostopadle na element mieszalnikowy i zasadniczo na środek elementu mieszalnikowego, a płyn wchodzi od środka wzdłuż strony odpływu do wirów przepływowych.
[0016] Jest jednak również możliwe, że zawirowany strumień płynu jest kierowany po stronie napływu (stronie nawietrznej) zasadniczo prostopadle na element mieszalnikowy i wychodzi przez otwór, przewidziany zasadniczo po środku elementu mieszalnikowego na stronę odpływu (stronę odwietrzną) elementu mieszalnikowego, a płyn wchodzi do wirów przepływowych od środka wzdłuż strony odpływu.
[0017] W przypadku strumienia zawirowanego, siła odśrodkowa wytwarza podciśnienie na osi strumienia i kształtuje strumień pusty, dążący na zewnątrz, który przy odpowiednim wykonaniu ujścia rury doprowadzającej (promień, gładkie przejście) dostosowuje się do zakrzywienia ścianki na wyjściu (efekt Coanda) i otwiera się aż do strumienia płaskiego.
[0018] W przypadku obydwu wariantów powstaje po stronie odwietrznej ze względu na prostopadłe ustawienie strumień płaski z symetrią obrotową, przebiegający równolegle do powierzchni elementu mieszalnikowego i rozszerzający się zasadniczo promieniowo. Przy zawirowanym dopływie, prędkość strumienia płaskiego ma oprócz składowej promieniowej również składową obwodową. Składowa obwodowa jest największa w obrębie wyjścia (dysza) i zmniejsza się wraz ze zwiększającym się promieniowym odstępem od wyjścia.
[0019] Środek znajduje się w przypadku tarczy kolistej w środkowym punkcie koła względnie w przypadku regularnego wielokąta w punkcie ciężkości powierzchni. W przypadku elementu mieszalnikowego z odchyleniami od kształtu regularnego, jak na przykład trójkąta nierównoramiennego, trapezu lub podobnego jest wymagane dopasowanie pozycji wyjścia (pozycji dyszy), aby osiągnąć mimo tego dalece równomierne rozdzielenie płynu na stronie odpływu tarczowego elementu mieszalnikowego.
[0020] W przypadku obydwu prowadzeń sposobu osiąga się to, że płyn zostaje rozdzielony na całej stronie odpływu elementu mieszalnikowego i jest wprowadzany do całego układu wirów, tworzącego się na krawędzi obwodowej.
[0021] W przypadku urządzenia według wynalazku, w celu polepszenia procesu mieszania jest przewidziane, że w urządzeniu do domieszania, przed wyjściem płynu jest przewidziane urządzenie zawirowujące.
[0022] Wykorzystywane urządzenia zawirowujące są znane na przykład w technice spalania.
[0023] Jest przy tym celowo przewidziane, że wykonane jako zaokrąglone wyjście płynu urządzenia do domieszania jest umieszczone po stronie odpływu (stronie odwietrznej) elementu mieszalnikowego i jest skierowane zasadniczo prostopadle i zasadniczo na środek elementu mieszalnikowego.
[0024] Jest jednak również możliwe, aby wykonane jako zaokrąglone wyjście płynu urządzenia do domieszania było przyporządkowane zasadniczo środkowemu otworowi elementu mieszalnikowego, z którego wychodzi w kierunku strony odpływu zawirowany strumień płynu, doprowadzany zasadniczo prostopadle do płyty elementu mieszalnikowego.
[0025] Korzystnie, tarcza mieszalnikowa jest wykonana koliście, eliptycznie, owalnie, w postaci paraboli, w postaci rombu albo w postaci trójkąta, jak to jest znane z opisu DE 37 23 618 C1, kolumna 2, wiersze 40-45. Wielokątne wykonanie, na przykład 8-kątne, jest również możliwe. Szczególnie korzystny jest kształt mającego symetryczną strukturę 8-kąta, bardziej korzystny regularnego 8-kąta. Również wielokąt w kształcie trapezu jest szczególnie odpowiedni.
[0026] Tarcza mieszalnikowa jest korzystnie nachylona pod kątem w zakresie między 30° do 90° do kierunku przepływu strumienia gazu.
[0027] Aby ograniczyć wprowadzanie pyłu przez przepływ wsteczny do urządzenia doprowadzającego, celowo przed albo w otworze w elemencie mieszalnikowym jest umieszczona płyta przeciwpyłowa.
[0028] Korzystnie, urządzenie zawirowujące jest umieszczone w rurze doprowadzającej urządzenia do domieszania albo jest przyłączone przed rurą doprowadzającą.
[0029] Urządzenie zawirowujące jest korzystnie wybrane z grupy: wytwornicy wirów z palisadą promieniową, wytwornicy wirów z palisadą osiową, wytwornicy wirów z dopływem stycznym.
[0030] Wynalazek zostanie następnie przykładowo bliżej wyjaśniony na podstawie figur. Pokazują na nich: fig. 1 widok trójwymiarowy wiru podkowiastego z ciągiem wirów, ustalającego się na kolistej tarczy, na którą napływa strumień gazu i nachylonej względem strumienia pod kątem a, fig.2 widok z boku poprzecznie do linii A - A według fig. 1, fig.3 widok z przodu z rzutem na stronę odwietrzną tarczy poprzecznie do linii B - B w widoku według fig.1, fig.4 przekrój częściowy / widok z boku porównywalny do fig.2 pierwszej postaci wykonania urządzenia według wynalazku z 8-kątną tarczą mieszalnikową, w przypadku której zawirowany strumień płynu jest kierowany na stronę napływu (strona nawietrzna) tarczy mieszalnikowej i wychodzi przez otwór w tarczy mieszalnikowej do strony odpływu, fig.5 widok perspektywiczny urządzenia według fig. 4 z rzutem na stronę odpływu tarczy mieszalnikowej, fig.6 przekrój częściowy / widok z boku porównywalny do fig.4 drugiej postaci wykonania urządzenia według wynalazku, w przypadku której zawirowany strumień płynu jest kierowany środkowo na stronę odpływu tarczy mieszalnikowej, fig.7 przekrój częściowy / widok z boku odpowiadający fig.4 z płytą przeciwpyłową jako element wbudowany blokujący przepływ wsteczny, fig.8 przekrój pionowy przez urządzenie zawirowujące wykonane jako palisada promieniowa, fig.9 przekrój poziomy przez palisadę promieniową według fig.8, fig.10 przekrój pionowy przez urządzenie zawirowują, wykonane jako palisada osiowa, fig.11 przekrój poziomy przez palisadę osiową według fig.10, fig.12 przekrój pionowy przez urządzenie zawirowujące z osłoną spiralną fig. 13 przekrój poziomy przez urządzenie zawirowujące według fig. 12, a fig.14 podzespół urządzenia zawirowującego z wieloma palisadami promieniowymi.
[0031] W przypadku tworzenia się ciągów wirów chodzi o naturalne zjawisko w trójwymiarowych strumieniach na ciele (porównaj Prandtl, Oswatitsch, Wieghardt: Fiihrer durch die Strómungslehre, 9. wydanie 1990; ISBN 3-528-28209-6, str. 229, obraz 4.41 i przynależny opis).
[0032] Powstawanie, kształt i położenie takich ciągów wirów w odpływie tarcz mieszalnikowych ma być najpierw schematycznie przedstawione i opisane na podstawie fig. 1-3.
[0033] Kolista tarcza 1 jest nachylona pod kątem a względem płynącego strumienia gazu 2, pochodzącego na fig. 1 od dołu. Po stronie nawietrznej 1a tarczy odchyla się strumień gazu z jego głównego kierunku przepływu i powstaje obszar nadciśnienia. Strumień częściowy 2a strumienia gazu 2 płynie wzdłużnie z zadanym kątem pod tarczą. Po stronie odwietrznej 1b tarczy tworzy się obszar podciśnienia, napełniany przez strumień częściowy 2b strumienia gazu 2 poprzez brzeg tarczy. Przez zmianę kierunku przepływu na brzegu tarczy tworzy się wir podkowiasty 3 z osią 3a wiru, przedstawioną w sposób kreskowany, rozprzestrzeniający się z prądem tarczy w postaci ciągu wirów z dwoma symetrycznie obracającymi się wirami. Wiry boczne wiru podkowiastego rozprzestrzeniają się jako ciąg wirów, nakładają się ze strumieniem gazu (strumień podstawowy) i rozszerzają się ze strumieniem podstawowym. Stan przepływu wewnątrz ciągu wirów jest wysoko turbulencyjny. Schematycznie przedstawionej granicy 3b wiru podkowiastego i ciągu wirów nie można rozumieć jako ostre rozgraniczenie. Położenie i strukturę oraz przeciwne kierunki obrotu obydwu wirów można określać doświadczalnie za pomocą odpowiedniej techniki pomiarowej.
[0034] W przypadku innych kształtów tarcz, takich jak kształt elipsy, kształt owalu, kształt paraboli, kształt rombu, kształt wielokąta albo kształt trójkąta tworzą się porównywalne wiry z ciągami wirów. Turbulencyjne przemieszanie ciągów wirów i strumienia gazu wykorzystuje się do rozdzielenia niemal punktowo wprowadzanego strumienia gazu równomiernie na bardzo dużym przekroju poprzecznym.
[0035] W przypadku postaci wykonania zgodnego z wynalazkiem urządzenia według fig.4 i 5, rura doprowadzająca 4, służąca do doprowadzania płynu F, który ma zostać wmieszany, przechodzi prostym odcinkiem 4a przez ściankę 5 kanału K, prowadzącego duży strumień gazu 2, w którym jest umieszczona nachylona 8-kątna tarcza mieszalnikowa 1. Do odcinka 4a rury przylega wygięty odcinek 4b rury, który jest skierowany prostopadle na środek M strony nawietrznej 1a tarczy mieszalnikowej 1. Po środku M tarczy jest przewidziany otwór 6.
[0036] Jak zaznaczono schematycznie na fig.4, w odcinku 4a rury jest umieszczone urządzenie zawirowujące DE w postaci palisady osiowej AG, a zatem przyłączone przed wyjściem 4c rury.
[0037] Palisada osiowa AG i kolejne przykłady możliwych urządzeń zawirowujących zostaną opisane od strony 8, 7. akapit.
[0038] Koniec wyjściowy wygiętego odcinka 4b rury jest zaopatrzony w wyjście 4c, które jest zaokrąglone z wstępnie określonym promieniem R, to znaczy jest stale poszerzone i skierowane do otworu 6 i połączone z tarczą. Promień R zaokrąglenia wynosi korzystnie R = D/2 jako średnica rury.
[0039] Zawirowany strumień płynu 7, wychodzący z wyjścia 4c, jest pod wpływem zawirowania rozdzielany na stronę odpływu, jak jest to schematycznie przedstawione przez strzałki 7a na fig.5. W obszarze krawędzi obwodowej tarczy mieszalnikowej odbywa się wmieszanie do wirów strumieniowych 3.
[0040] W przypadku postaci wykonania zgodnego z wynalazkiem urządzenia według fig.6 z 8-kątną tarczą mieszalnikową 8, rura doprowadzająca 9 przechodzi prostym odcinkiem 9a przez ściankę 5 kanału K, prowadzącego duży strumień gazu 2, w którym jest umieszczona nachylona kolista tarcza mieszalnikowa 8. Do odcinka 9a rury przylega wygięty odcinek 9b rury, który jest skierowany prostopadle na środek M strony odwietrznej 8b tarczy mieszalnikowej 8 i ma swym końcu wyjściowym zaokrąglone wyjście 9c. Wyjście 9c jest umieszczone z odstępem od strony odpływu 8b (strony odwietrznej) tarczy mieszalnikowej 8. W odcinku 9a rury jest przewidziane urządzenie zawirowujące DE.
[0041] Włączenie do lub przyporządkowanie urządzenia zawirowującego DE do wygiętego odcinka - jak w postaci wykonania według fig.4 i 5 - jest jednak preferowane, ponieważ wtedy zawirowany strumień może wychodzić z wyjścia bez kolejnej zmiany kierunku w rurze.
[0042] Zawirowany strumień płynu 10, wychodzący z wyjścia 9c, jest rozdzielany na stronę odpływu 8b, jak jest to schematycznie przedstawione odpowiednio dla strumienia płynu 7 przez strzałki la na fig.5. W obszarze krawędzi obwodowej tarczy mieszalnikowej 8 następuje wmieszanie do wirów strumieniowych 3.
[0043] Rury 4 i 10 nie muszą być koniecznie wygięte w kanale K; płyn trzeba tylko doprowadzać prostopadle do tarczy mieszalnikowej, to znaczy byłoby również możliwe skośne przeprowadzenie rury przez ściankę 5 kanału. Jest również możliwe, aby przynajmniej jeden kolejny odcinek rury przebiegał równolegle do ścianki kanału.
[0044] Jak pokazano na fig.7, do otworu 6 może być przyporządkowana płyta przeciwpyłowa 11. Gdy stosuje się strumień zawirowany w otoczeniu zawierającym pył, wówczas pył może dostać się wraz ze strumieniem zwrotnym RS, tworzącym się na osi strumienia z powrotem do rury doprowadzającej 4. Przez siłę odśrodkową pył przemieszcza się być może częściowo do ściany rury i mógłby prowadzić tam do nalotów. Płyta przeciwpyłowa 11 może temu zapobiegać.
[0045] Jest oczywiste, że przy dużych przekrojach poprzecznych kanału mogą być przewidziane rozmieszczone w jednej płaszczyźnie lub spiętrzone liczne tarcze mieszalnikowe z przyporządkowanym doprowadzeniem płynu na przekroju poprzecznym kanału.
[0046] Następnie, mają zostać opisane przykłady możliwych urządzeń zawirowujących: [0047] W przypadku palników nadaje się często strumieniowi powietrza do spalania składową obwodową aby rozszerzać promieniowo płomień. To rozszerzanie można przeprowadzać w takim stopniu, że płomień przylega jako tak zwany płomień płaski do ściany komory palnikowej. Typowy dla zawirowanych strumieni palnikowych jest obszar podciśnienia, wykorzystywany świadomie do stabilizacji płomienia.
[0048] Są znane przykładowo następujące techniki: [0049] Przy wytwarzaniu zawirowania palisadą promieniową RG według fig.8 i 9, w obudowie G są umieszczone liczne powierzchnie kierujące LF stycznie do obwodu wewnętrznego IK. Zawirowany strumień płynu FD jest odciągany po środku.
[0050] Przy wytwarzaniu zawirowania palisadą osiową AG według fig. 10 i 11, strumień płynu F wchodzi do palisady osiowej AG, zbudowanej z wielu skośnie ustawionych i umieszczonych promieniowo w rurze R, łopatek kierujących AG i jest zawirowywany w niej w strumień FD.
[0051] Przy wytwarzaniu zawirowania z dopływem stycznym, według fig. 12 i 13 strumień płynu F, wprowadzany jest do osłony spiralnej S i opuszcza ją po środku jako strumień zawirowany FD. Osłona spiralna służy jako powierzchnia kierująca, tak że nie są potrzebne łopatki kierujące.
[0052] Na fig. 14 jest pokazane, że mogą być skupione liczne urządzenia zawirowujące, takie jak na przykład palisady promieniowe w jednym podzespole, jeśli zawirowany strumień płynu ma być doprowadzany wielu tarczom mieszalnikowym. We wspólnej obudowie GM są umieszczone liczne palisady promieniowe RG i są odciągane liczne zawirowane strumienie częściowe FD1, FD2, FD3.
[0053] Są również możliwe inne urządzenia zawirowujące; odsyła się przykładowo do opisu DE 40 21 817 A1, w którym urządzenia kierujące nie są wykonane łopatkowo, jak w postaci wykonania według fig. 10 i 11, lecz w postaci rowków w ściance rury. Podobne rowki występują w urządzeniu do wtryskiwania paliwa według opisu EP 1 605 204 A2.
Lista oznaczników [0054] 1 okrągła tarcza mieszalnikowa 1a strona nawietrzna tarczy 1 b strona odwietrzna tarczy 2 strumień gazu 2a strumień gazu, strumień częściowy po stronie nawietrznej 1a tarczy 2b strumień gazu, strumień częściowy do strony odwietrznej 1 b tarczy 3 wir podkowiasty i ciąg wirów 3a oś wiru 3b granica zewnętrzna wiru 4 rura doprowadzająca 4a prosty odcinek rury

Claims (12)

  1. 4b wygięty odcinek rury 4c zakrzywione wyjście 5 ścianka kanału gazu spalinowego K 6 otwór 7 zawirowany strumień płynu 7a strzałki przepływu płynu 8 8-kątna tarcza mieszalnikowa 8a strona nawietrzna 8b strona odwietrzna 9 rura doprowadzająca 9a prosty odcinek rury 9b wygięty odcinek rury 9c zakrzywione wyjście 10 zawirowany strumień płynu 11 płyta przeciwpyłowa AG palisada osiowa D średnica rury 4,9 DE urządzenie zawirowujące F strumień płynu FD zawirowany strumień płynu G obudowa GM wspólna obudowa IK obwód wewnętrzny K kanał gazu spalinowego L łopatki kierujące LF powierzchnia kierująca M środek tarcz 1,8 R promień zakrzywienia rozszerzenia RG palisada promieniowa RS przepływ wsteczny S osłona spiralna Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób zmieszania przynajmniej jednego strumienia płynu (F) z dużym strumieniem gazu (2), zwłaszcza dla wprowadzania środka redukującego do gazu spalinowego, zawierającego tlenki azotu, w którym duży strumień gazu napływa na przynajmniej jeden, umieszczony pod kątem do swego kierunku przepływu, wykonany tarczowo element mieszalnikowy (8; 1) po jego stronie napływu (8a; 1a), na którym tworzą się wiry przepływowe (3) i w którym strumień płynu zostaje domieszany w sposób zawirowany do strumienia gazu z prądem elementu mieszalnikowego, znamienny tym, że zawirowany strumień płynu (10; 7) jest kierowany po jednej stronie (8a; 1a / 8b; 1 b) elementu mieszalnikowego zasadniczo prostopadle na element mieszalnikowy i zasadniczo na środek elementu mieszalnikowego, a płyn wchodzi od środka wzdłuż strony odpływu (8b; 1 b) do wirów przepływowych (3).
  2. 2. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że zawirowany strumień płynu (10) jest kierowany na stronę odpływu (8b) elementu mieszalnikowego (8).
  3. 3. Sposób według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że zawirowany strumień płynu (7) jest kierowany na stronę napływu (1a) elementu mieszalnikowego (1) i wychodzi przez otwór (6), przewidziany zasadniczo po środku elementu mieszalnikowego (1) na stronę odpływu (1 b) elementu mieszalnikowego (1).
  4. 4. Urządzenie do zmieszania przynajmniej jednego strumienia płynu (F) z płynącym w kanale gazowym dużym strumieniem gazu (2), zwłaszcza dla wprowadzania środka redukującego do gazu spalinowego, zawierającego tlenki azotu, z przynajmniej jednym utrzymywanym w kanale gazowym, wykonanym tarczowo elementem mieszalnikowym (8; 1) ze stroną napływu (8a; 1a) i stroną odpływu (8b; 1 b), tworzącym kąt z kierunkiem przepływu strumienia gazu i na którym tworzą wiry przepływowe (3) i z rurowym urządzeniem do domieszania (9; 4) dla strumienia płynu z przyporządkowanym urządzeniem zawirowującym (DE; RG; AG; S) znamienne tym, że wyjście płynu (9c; 4c) urządzenia do domieszania (9; 4) jest ustawione zasadniczo prostopadle do jednej strony (8b; 1 b) i zasadniczo na środek elementu mieszalnikowego (8; 1).
  5. 5. Urządzenie według zastrzeżenia 4, znamienne tym, że zaokrąglone wyjście płynu (9c) urządzenia do domieszania (9) jest umieszczone po stronie odpływu (8b) elementu mieszalnikowego (8).
  6. 6. Urządzenie według zastrzeżenia 4, znamienne tym, że zaokrąglone wyjście płynu (4c) urządzenia do domieszania (9) jest przyporządkowane zasadniczo środkowemu otworowi (6) elementu mieszalnikowego (1), z którego wychodzi zawirowany strumień płynu (7) w kierunku strony odpływu (1 b).
  7. 7. Urządzenie według jednego z zastrzeżeń 4 do 6, znamienne tym, że tarcza mieszalnikowa (1; 8) jest wykonana koliście, eliptycznie, owalnie, w postaci paraboli, w postaci rombu, wielokątnie albo w postaci trójkąta.
  8. 8. Urządzenie według zastrzeżenia 7, znamienne tym, że kształt wielokątny stanowi mający symetryczną strukturę kształt 8-kątny, zwłaszcza regularny kształt 8-kątny albo kształt trapezu.
  9. 9. Urządzenie według jednego z zastrzeżeń 4 do 7, znamienne tym, że tarcza mieszalnikowa (1;8) jest nachylona pod kątem (a) w zakresie między 30° do 90° do kierunku przepływu strumienia gazu.
  10. 10. Urządzenie według jednego z zastrzeżeń 4 do 9, znamienne tym, że przed albo w otworze (16) jest umieszczona płyta przeciwpyłowa (11).
  11. 11. Urządzenie według jednego z zastrzeżeń 4 do 10, znamienne tym, że urządzenie zawirowujące jest umieszczone w rurze doprowadzającej urządzenia do domieszania albo jest przyłączone przed rurą doprowadzającą.
  12. 12. Urządzenie według jednego z zastrzeżeń 4 do 10, znamienne tym, że urządzenie zawirowujące jest wybrane z grupy: wytwornicy wirów z palisadą promieniową (RG), wytwornicy wirów z palisadą osiową (AG), wytwornicy wirów z dopływem stycznym (S).
PL07722772T 2006-01-28 2007-01-26 Sposób i urządzenie do zmieszania płynu w postaci gazu z dużym strumieniem gazu, zwłaszcza w celu wprowadzania środka redukującego do gazu spalinowego zawierającego tlenki azotu PL1981622T5 (pl)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006004068A DE102006004068A1 (de) 2006-01-28 2006-01-28 Verfahren und Vorrichtung zum Vermischen eines Fluids mit einem großen Gasmengenstrom
PCT/EP2007/000689 WO2007085472A1 (de) 2006-01-28 2007-01-26 Verfahren und vorrichtung zum vermischen eines gasförmigen fluids mit einem grossen gasmengenstrom, insbesondere zum einbringen eines reduktionsmittels in ein stickoxide enthaltendes rauchgas
EP07722772.6A EP1981622B2 (de) 2006-01-28 2007-01-26 Verfahren und vorrichtung zum vermischen eines gasförmigen fluids mit einem grossen gasmengenstrom, insbesondere zum einbringen eines reduktionsmittels in ein stickoxide enthaltendes rauchgas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL1981622T3 PL1981622T3 (pl) 2010-06-30
PL1981622T5 true PL1981622T5 (pl) 2017-01-31

Family

ID=38001747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL07722772T PL1981622T5 (pl) 2006-01-28 2007-01-26 Sposób i urządzenie do zmieszania płynu w postaci gazu z dużym strumieniem gazu, zwłaszcza w celu wprowadzania środka redukującego do gazu spalinowego zawierającego tlenki azotu

Country Status (10)

Country Link
US (1) US8517599B2 (pl)
EP (1) EP1981622B2 (pl)
CN (1) CN101400431B (pl)
AT (1) ATE452697T1 (pl)
DE (2) DE102006004068A1 (pl)
ES (1) ES2338821T5 (pl)
PL (1) PL1981622T5 (pl)
RU (1) RU2429055C2 (pl)
UA (1) UA92205C2 (pl)
WO (1) WO2007085472A1 (pl)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011084950A1 (de) * 2011-10-21 2013-04-25 Dieter Kutzner Pilotbrenner
US20140150759A1 (en) * 2012-12-04 2014-06-05 GM Global Technology Operations LLC Engine Including External EGR System
CN103990355B (zh) * 2014-05-28 2016-03-02 大连海事大学 一种无旁路引风船舶废气脱硫系统及其引风方法
DE102016003739A1 (de) * 2016-03-31 2017-10-05 Man Diesel & Turbo Se Abgasnachbehandlungssystem und Brennkraftmaschine
JP6792786B2 (ja) * 2016-06-20 2020-12-02 東京エレクトロン株式会社 ガス混合装置および基板処理装置

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL174183C (nl) 1973-04-05 1984-05-01 Holland Heating Bv Luchtconditioneerinrichting.
DE3043239C2 (de) * 1980-11-15 1985-11-28 Balcke-Dürr AG, 4030 Ratingen Verfahren und Vorrichtung zum Vermischen mindestens zweier fluider Teilströme
US4812049A (en) 1984-09-11 1989-03-14 Mccall Floyd Fluid dispersing means
DE3723618C1 (en) * 1987-07-17 1988-12-01 Steinmueller Gmbh L & C Apparatus for mixing two gases
DE3828256A1 (de) * 1988-03-09 1989-09-21 Webasto Ag Fahrzeugtechnik Brenner fuer schwer-entzuendbare gasgemische
DD287320A5 (de) * 1989-08-23 1991-02-21 Veb Loetgeraete Dresden,De Turbine fuer gasbrenner
FR2665088B1 (fr) * 1990-07-27 1992-10-16 Air Liquide Procede et dispositif de melange de deux gaz.
DE4325968C2 (de) * 1993-08-03 1997-04-10 Balcke Duerr Ag Vorrichtung zum Kühlen von Gasen und gegebenenfalls Trocknen von dem Gas zugegebenen Feststoffteilchen
DE9321122U1 (de) * 1993-08-03 1996-02-15 Balcke Duerr Ag Diffusor
NL1006665C2 (nl) * 1997-07-25 1999-01-26 Ursus Bv Luchtbevochtigingsinstallatie met ultrasone verdamper.
DE19820990A1 (de) * 1998-05-11 1999-11-18 Babcock Anlagen Gmbh Vorrichtung in einer Anlage zur Reduktion von Stickoxiden
US6279611B2 (en) * 1999-05-10 2001-08-28 Hideto Uematsu Apparatus for generating microbubbles while mixing an additive fluid with a mainstream liquid
DE19962616A1 (de) * 1999-12-23 2001-06-28 Basf Ag Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines homogenen Gemisches aus einem dampfförmigen aromatischen Kohlenwasserstoff und einem Sauerstoff enthaltenden Gas
ES2192505T3 (es) * 2000-06-19 2003-10-16 Balcke Duerr Energietech Gmbh Mezclador para mezclar por lo menos dos corrientes de gas o de otros fluidos newtonianos.
DE10129367A1 (de) * 2001-06-20 2003-01-09 Klingenburg Gmbh Luftbefeuchtungsvorrichtung
US6601385B2 (en) * 2001-10-17 2003-08-05 Fleetguard, Inc. Impactor for selective catalytic reduction system
US6449947B1 (en) * 2001-10-17 2002-09-17 Fleetguard, Inc. Low pressure injection and turbulent mixing in selective catalytic reduction system
GB2401070B (en) * 2003-04-28 2007-12-05 Dynamic Proc Solutions Plc Mixing device
US7448794B2 (en) * 2004-02-27 2008-11-11 Haldor Topsoe A/S Method for mixing fluid streams
PL1568410T3 (pl) * 2004-02-27 2010-09-30 Haldor Topsoe As Urządzenie do mieszania strumieni płynu
DE502004011737D1 (de) * 2004-06-07 2010-11-18 Balcke Duerr Gmbh Gaszuführung für Elektrofilter und Elektrofiltervorrichtung
US8348180B2 (en) * 2004-06-09 2013-01-08 Delavan Inc Conical swirler for fuel injectors and combustor domes and methods of manufacturing the same

Also Published As

Publication number Publication date
US8517599B2 (en) 2013-08-27
CN101400431A (zh) 2009-04-01
EP1981622A1 (de) 2008-10-22
US20090003127A1 (en) 2009-01-01
EP1981622B2 (de) 2016-08-17
DE102006004068A1 (de) 2007-08-09
PL1981622T3 (pl) 2010-06-30
ATE452697T1 (de) 2010-01-15
UA92205C2 (ru) 2010-10-11
DE502007002407D1 (de) 2010-02-04
RU2429055C2 (ru) 2011-09-20
CN101400431B (zh) 2013-07-24
WO2007085472A1 (de) 2007-08-02
ES2338821T5 (es) 2016-11-21
ES2338821T3 (es) 2010-05-12
RU2008135087A (ru) 2010-03-10
EP1981622B1 (de) 2009-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109414661B (zh) 在后处理系统混合排气和还原剂的系统和方法
JP6514498B2 (ja) Scr装置用の軸対称投与モジュールにおける浄化液体の気化を改良するためのシステム
US11628455B2 (en) Atomizers
KR101140594B1 (ko) 유체흐름을 혼합하기 위한 설비
RU98108885A (ru) Кислородно-нефтяная центробежная форсунка
WO1996018849A1 (en) Combustor liner arrangement
CN102159810A (zh) 排气管中的混合装置
ES2705699T3 (es) Método para mejorar la evaporación de líquido purificador en un módulo de dosificación de un dispositivo de SCR y módulo de dosificación según el método
JP2004069061A (ja) 後流を制御する渦発生器
PL1981622T5 (pl) Sposób i urządzenie do zmieszania płynu w postaci gazu z dużym strumieniem gazu, zwłaszcza w celu wprowadzania środka redukującego do gazu spalinowego zawierającego tlenki azotu
US8096701B2 (en) Method and apparatus for mixing a gaseous fluid with a large gas stream, especially for introducing a reducing agent into a flue gas containing nitrogen oxides
US10508579B2 (en) Mixer device
CN107407184B (zh) 混合装置、排气管以及排气系统
JP6542568B2 (ja) 流体の混合装置及び該流体の混合装置を備えた脱硝装置
CN109184863B (zh) 一种scr混合系统及其scr混合器
CN115405398A (zh) 用于车辆排气系统的混合器组件
CN111188672A (zh) 具有螺旋通道设计的还原剂喷嘴
KR20140107552A (ko) 유동 트리핑 장치를 갖는 캔 환형 연소 설비
US20120023951A1 (en) Fuel nozzle with air admission shroud
JP2019147121A (ja) シャワーノズル
CN101235970A (zh) 具有逆流喷射装置的燃气轮机燃烧器
GB2404436A (en) Nozzle for a ceiling mounted ventilation diffuser
JPWO2019054108A1 (ja) 石炭焚きボイラ用脱硝装置