PL47643B1 - - Google Patents

Description

o Opis wydano djukiem dfja 12 pazdziernika 1983 r. jy £ ano diukiem diii 12 pazdziernika 19 PtynSfa o. U < A Hj, : „dniowego Lskiaj RzBCZYPOspolitej Mml POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 47643 KI.Akademia Górniczo-Hutnicza*) (Katedra Budoiuy Piecóir Hutniczych) Kraków, Polska.KI. 24 g, 6/01 internat. F 23 j Sposób oczyszczania zapylonych gazów z równoczesna segregacja pylów oraz kolumna filtracyjna do stosowania tego sposobu Patent trwa od dnia 22 wrzesnia 1962 r.Przedmiotem wynalazku jest sposób oczysz¬ czania zapylonych gazów z równoczesna segre¬ gacja pylów oraz kolumna filtracyjna do sto¬ sowania tego sposobu, majaca zastosowanie do odpylania gazów przemyslowych, szczególnie hutniczych, w którym to sposobie kolumna fil¬ tracyjna zastepuje drogie i skomplikowane u- rzadzenia odpylajace.Do oczyszczania z pylów gazów przemyslo¬ wych stosuje sie dotychczas elektrofiltry, cy¬ klony, filtry tkaninowe i inne urzadzenia, któ¬ re jednak nie w kazdych warunkach moga sku¬ tecznie oczyszczac zapylone gazy. Na przyklad filtry tkaninowe, czesto stosowane w przemysle maja powierzchnie stracania zgrupowana prak¬ tycznie w jednej plaszczyznie, przez co pow¬ staje duzy opór hydrauliczny. Opór ten zwiek¬ sza sie jeszcze podczas eksploatacji w miare *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wy¬ nalazku jest dr inz. Aleksander Lepiarczyk. wzrostu oblozenia pylem powierzchni stracania przez co zmniejsza sie intensywnosc oczyszcza¬ nia. Znane urzadzenia odpylajace pracuja na róznych zasadach, nie mniej jednak nie moga one praktycznie rozsegregowac czyli oddzielic od siebie pylów zawartych w gazach pod wzgledem ich róznych wlasnosci fizyko-chemi¬ cznych.Aiby uniknac wad jakie posiadaja róznego rodzaju filtry zostala wynaleziona kolumna fil¬ tracyjna do oczyszczania gazów z równoczesna segregacja pylów, skladajaca sie z wielu od¬ powiednio dobranych elementów oporowych, która pozwala praktycznie na blisko stu pro¬ centowe oczyszczenie gazu, zawierajacego drob¬ ne pyly pochodzenia kondensacyjnego z równo¬ czesnym rozsegregowaniem poszczególnych skladników mieszaniny na oddzielne frakcje pylowe.Na rysunku fig. la przedstawia schematycz¬ nie kolumne filtracyjna wedlug wynalazku wy-konana ,z siatek, w widoku z przodu, fig. Ib — ta san^ralumfte w widoku* boku k fig. lc — w widotóklz góryy natomiast fig. 2a przedsta¬ wia schematycznie kolumne wykonana z pre¬ tów lufo wlókien w widoku z przodu, fig. 2b — w widoku z 'boku a fig. 2c — w widoku z góry.Kolumne filtracyjna wedlug wynalazku sta¬ nowi zespól wielu pojedynczych elementów oporowych, którymi sa na przyklad siatki metalowe (fig. la) o dobranej wielkosci oczek lub prety albo wlókna (fig. £a). Ilosc elemen¬ tów oporowych uzytych do zbudowania kolum¬ ny zalezy od wlasciwosci pylu zawartego w ga¬ zach a w szczególnosci od jego ciezaru, ksztal¬ tu i wielkosci a takze od wilgotnosci gazu.Elementy oporowe sa umieszczone w rzedach jeden za drugim, w kanale gazowym na drodze przeplywu gazu w taki sposób, ze pokrywaja sie ze soba wzajemnie albo sa przesuniete wzgledem siebie o pewna wartosc tak, aby mozliwie najmniejsza ilosc tych elementów, tworzac uklad podobny do labiryntu, calkowi¬ cie przeslaniala poprzeczny przekrój kanalu.Srednica poprzeczna elementów oporowych mo¬ ze wahac sie w granicach od 0,1 — 10 mm, co zalezy od wlasnosci fizyko-chemicznych pylów i ich koncentracji w gazie. W przypadku gdy w kolumnie filtracyjnej elementami oporowy¬ mi sa siatki, srednica ich oczek moze wynosic od 0,1 mm do 20 mm a nawet wiecej, przy czym ich uklad moze byc kombinowany. Moz¬ na zbudowac kolumne z wielu siatek o jedna¬ kowych wymiarach oczek, które to siatki usta¬ wia sie w wielu rzedach tak, aby dokladnie pokrywaly sie z soba. Siatki mozna równiez tak ustawic, aby nie pokrywaly sie z soba.Lepiej jest jednak uzyc do tego celu wielu siatek o róznych wymiarach oczek i ustawic je z pewnym przesunieciem wzgledem siebie tak, aby przeslanialy poprzeczny przekrój ka¬ nalu. Powyzsza kombinacje ukladu wyjasniaja przykladowo podane dwa zestawy siatek w ko¬ lumnie filtracyjnej a mianowicie: 1) kolumna skladajaca sie ze 105 siatek ma: 50 siatek o 0 20 siatek o 0 10 siatek o 0 10 siatek o 0 5 siatek o 0 10 siatek o 0 = 10 mm, = 2 mm, = 1 mm, = 4 mm, = 0,5 mm, = 0,5 mm, 2) kolumna skladajaca sie ze 115 siatek ma: 60 siatek o 15 siatek o 10 siatek o 5 siatek o 10 siatek o 10 siatek o 5 siatek o 0 0 0 0 0 0 0 = 15 mm, = 4 mm, = 1 mm, = 0,3 mm, = 8 mm, = 2 mm, = 0,5 mm, W obu przykladowo wymienionych zesta¬ wach siatki tworzace kolumne sa przesuniete wzgledem siebie o pewna wartosc, skutkiem czego tworza labiryntowo ulozona zapore dla pylów zawartych w gazach, przeplywajacych przez kolumne. iW podobny sposób mozna zbudowac kolumne z pojedynczych pretów lub wlókien.Doswiadczenia i badania wykazaly, ze pyly powstale ze spalania wegla a takze wytworzone na drodze mechanicznego rozdrabniania cial stalych stracaja sie dobrze wówczas, gdy ko¬ lumna jest zbudowana z mniejszej ilosci ele¬ mentów oporowych, natomiast pyly bardzo drobne o srednicy ziaren kolo 1—3 ^, pocho¬ dzenia kondensacyjnego, na przyklad w hutach metali niezelaznych, stracaja sie lepiej, gdy ko¬ lumna sklada sie z duzej ilosci tych elemen¬ tów. Siatki, jako elementy oporowe, o duzych oczkach stawiaja maly opór hydrauliczny, siat¬ ki zas o malych oczkach stawiaja wprawdzie wiekszy opór hydrauliczny nie mniej jednak sa konieczne, szczególnie w koncowej czesci kolumny a to dlatego, ze dobrze stracaja pyly bardzo drobne i lekkie.Zapylone gazy przeplywaja kanalem gazo¬ wym poprzez umieszczona w nim kolumne fil¬ tracyjna. Pyly te w gazach, stykajac sie z ele¬ mentami oporowymi kolumny stracaja sie ko¬ lejno i selektywnie w kierunku przeplywu ga¬ zu. Ziarna pylów, stracajac sie, przyczepiaja sie zarazem do powierzchni elementów oporo¬ wych, tworzac na kazdym z nich warstwe py¬ lu. W miare przeplywu zapylonych gazów oblo¬ zenie elementów oporowych ziarnami pylów rosnie, gazy zas nie przeplywaja przez warstwy pylów straconych na elementach oporowych, jak to ma miejsce w filtrach tkaninowych, lecz je omijaja i oczyszczone wyplywaja na zewnatrz kolumny. Grube pyly o srednicy ziar¬ na okolo 0,5 mm nie przyczepiaja sie do po¬ wierzchni elementów oporowych, lecz opadaja na dno kolumny filtracyjnej. Aby nie dopuscic do zatkania kolumny filtracyjnej przez wytra- - 2 -cone pyly sa one okresowo strzasane z elemen¬ tów oporowych jednym ze znanych sposobów.W przypadku gdy pyly maja mala lepkosc korzystne jest zraszac elementy oporowe woda w tym celu, aiby zwiekszyc Ich lepkosc i przez to ulatwic przyczepianie sie pylów do elemen¬ tów oporowych. Przykladowo mozna podac, ze gaz, którego poczatkowe zapylenie wynosilo 10 g/m3 pylów drobnych pochodzenia konden¬ sacyjnego, po przepuszczeniu go przez kolumne filtracyjna zostal oczyszczony tak, ze jego za¬ pylenie po przejscia przez kolumne wynosilo 0,040 g/m3. Oznacza to, ze skutecznosc odpyle¬ nia osiagnela ponad 99%, przy czym opór hy¬ drauliczny okazal sie bardzo maly i przy pred¬ kosci przeplywu wynoszacym 60 m/min. wy¬ niósl zaledwie okolo 15 min H20.Szczególna wlasciwoscia kolumny filtracyjnej wedlug wynalazku jest zdolnosc do oddziela¬ nia czyli segregowania na jej elementach opo¬ rowych poszczególnych ziarn pylów na frakcje pylowe w zaleznosci od wlasciwosci fizyko¬ chemicznych pylów zawartych w gazach oraz od predkosci przeplywu. Ma to szczególne zna¬ czenie dla tych gazów przemyslowych, w któ¬ rych znajduja sie tlenki róznych metali w po¬ staci pylów jak na przyklad tlenki olowiu, cyn¬ ku, kadmu, zelaza i inne. W trakcie przeplywu zapylonego gazu przez kolumne filtracyjna stracaja sie na jej elementach oporowych ko¬ lejno poszczególne frakcje pylów w zaleznosci od wielkosci ziarn i ciezaru wlasciwego.W przypadku odpylania gazów w hutach me¬ tali niezelaznych stracaja sie w poczatkowej czesci kolumny w zasadzie najpierw pyly be¬ dace tlenkami olowiu a nastepnie tlenki cynku, tlenki kadmu oraz inne tlenki. Przykladowo mozna podac, ze podczas przeplywu przez ko¬ lumne 300 m3 zapylonego gazu, zawierajacego 10 g/m3 pylów o srednicy wielkosci ziaren okolo '3 ja i przecietnym skladzie chemicznym wynoszacym 55% tlenku cynku i 11% tlenku olowiu otrzymano w ciagu 60 minut nastepu¬ jace frakcje o skladzie: 1. fr,akcja w ilosci 29% — zawierala 41,00% Zn, 17,79% Pb, 0,38% Cd i 0,0026% Ge, 2. frakcja w ilosci 26% — zawierala 53,55% Zn, 12,54% Pb, 0,48% Cd, 3. frakcja w ilosci 20,8% — zawierala 62,55% Zn, 7,74% Pb, 0,58% Cd, 4. frakcja w ilosci 19,8% — zawierala 61,50% Zn, 7,68% Pb, 0,54% Cd, 5. frakcja w ilosci 4,2% — zawierala 65,06% Zn, 6,14% Pb, 0,J7$% Cd, 0,0050%'Ge.Stracone kolejno tlenki stanowia podstawo¬ we frakcje, z kt6rych kazda frakcja moze byc oddzielnie wzbogacona. W tym celu pojedyn¬ cza frakcje pylu miesza sie z powietrzem two¬ rzac aerozol, który przepuszcza sie przez od¬ dzielna kolumne filtracyjna. W razie potrzeby proces ten mozna powtórzyc kilkakrotnie dla danej pojedynczej frakcji az bedzie ona w wy¬ starczajacym stopniu oczyszczona z innych, tlenków.Stopien czystosci poszczególnych frakcji jest czesto wyzszy niz w przypadku zastosowania destylacji, frakcjonowanej, prowadzonej w ko¬ sztownych urzadzeniach.Kolumna filtracyjna wedlug wynalazku jest prosta w budowie i w obsludze oraz ma wielo¬ krotnie mniejsze wymiary niz znane urzadze¬ nia, oczyszczajace takie same ilosci zapylonych gazów, oczyszczanie zas i segregowanie pylów daje bardzo dobre wyniki, pozwalajac na od¬ zyskanie cennych tlenków metali.Sposobem wedlug wynalazku mozna segre¬ gowac rózne pyly, nie tylko pochodzenia hutni¬ czego, lecz i odpowiednio przygotowane kopa¬ liny uzyteczne. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób oczyszczania zapylonych gazów z równoczesna segregacja pylów, znamienny tym, ze zapylone gazy przeplywaja przez kolumne filtracyjna, skutkiem czego zawar¬ te w nich pyly stracaja sie stopniowo na kolejno napotkanych elementach oporowych kolumny i w zaleznosci od swych wlasnosci fizyko-chemicznych oraz predkosci iprzeply- wu, umieszczaja sie w odpowiednich miej¬ scach kolumny, tworzac frakcje pylowe, przez które gazy nie przeplywaja. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w celu oczyszczenia wydzielonej pojedynczej frakcji pylu, frakcje te miesza sie z powie¬ trzem tworzac aerozol i poddaje ponowne¬ mu procesowi segregacji w oddzielnej ko¬ lumnie filtracyjnej a w razie potrzeby pro¬ ces ten powtarza sie kilkakrotnie. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze w przypadku odpylania i segregowania pylów o malej lepkosci elementy oporowe sa zraszane woda, co zwieksza przyczepnosc pylów do tych elementów. 4. Kolumna filtracyjna do oczyszczania zapy¬ lonych gazów z równoczesna segregacja py¬ lów wedlug zastrz. 1 — 3, znamienne tym. - 3 -Do opisu patentowego nr 47643 Ark.

2. II Wl n1, « Y III —O: (fe (£-' —0 Ó- —$—e—$- —£— -©—(J—c^—^—c— —(b—(£ (fe (j- —6^ -£ $—$ ^-—$- —^ £ 0- —V — -{k—»—(j) ^—.—(£ Ó— ^ ^ £- —9" —<^ — -^- —4 (j)-'' "(j)^ 0— b 1 I fig. 2. 1585. RSW „Prasa", kielce: .-'c ¦' iowego |pol»t!;[ :i;;lpcspiililei lutoujl PL