15 20 25 30 35 449 057 Ändamålet med föreliggande uppfinning är att anvisa en dysa med sådana egen- skaper att ovannämnda nackdelar elimineras.
The object of the present invention is to provide a nozzle with such properties that the above-mentioned disadvantages are eliminated.
Detta realiseras med en dysa som uppvisar de i efterföljande patentkrav an- givna kännetecknen. Det har överraskande visat sig att dysan enligt upp- finningen har sådana egenskaper att fördelningen av under drift genom de olika dimmunstyckena utsprutad vätska är synnerligen jämn, även då åtskilliga enheter försörjes genom parallellkoppling till gemensamma stamledningar för tillförsel av såväl vätska som gasformigt atomiseringsmedium. Detta kan måhända för den i praktiken oerfarne möjligen synas som en tämligen trivial egenskap, vilket emellertid ej är fallet. Det är i allmänhet utomordentligt svårt att medelst parallellkoppling av ett antal dysor erhålla en mycket jämn fördelning av vätska. Vidare har risken för igensättning av dysan minskats, vilket är av synnerligen stor vikt då en suspension av fasta partiklar i en vätska skall atomiseras.This is realized with a nozzle which exhibits the characteristics stated in the following claims. It has surprisingly been found that the nozzle according to the invention has such properties that the distribution of liquid ejected during operation through the various mist nozzles is extremely even, even when several units are supplied by parallel connection to common trunks for supplying both liquid and gaseous atomizing medium. This may perhaps seem to the inexperienced in practice to be a rather trivial trait, which is not the case, however. It is generally extremely difficult to obtain a very even distribution of liquid by means of a parallel connection of a number of nozzles. Furthermore, the risk of clogging of the nozzle has been reduced, which is of extremely great importance when a suspension of solid particles in a liquid is to be atomized.
Uppfinningen skall nu närmare beskrivas i anslutning till bifogade ritnings- figurer, där figur 1 schematiskt och i snitt visar en dysa enligt uppfinningen och figur 2 visar dysan anordnad i en rökgasreningsanläggning.The invention will now be described in more detail in connection with the accompanying drawing figures, in which figure 1 schematically and in section shows a nozzle according to the invention and figure 2 shows the nozzle arranged in a flue gas purification plant.
I figur 1 är 1 en dysa som består av en symmetrisk centralkropp 2 försedd med ett hâlrum 3 till vilket en central vätskestamledning 4 mynnar. Dysan är i det visade utförandet försedd med tre symmetriskt anordnade dimmun- stycken 5 varav två syns på figuren. Antalet dimmunstycken kan dock beroende på tillämpningen variera mellan tre och tio stycken. Varje dimmunstycke består av ett rörformigt hus 6 som vid sin yttre ände är försedd med en utloppsöppning 9, som är cirkulär och uppvisar en diameter av mellan 1 och 10 mm. Inuti dimmunstycket är en atomiseringszon 11 med rotationssymmetrisk form utbildad. Uppströms utloppsöppningen 9 är ett rörformigt gasmunstycke 12 anordnat; Förhållandet mellan utloppsöppningens 9 diameter och gasmun- styckets 12 innerdiameter är mellan 0,1 och 0,5. Dimmunstyckets längdaxel 7 sammanfaller med såväl atomiseringszonens som gasmunstyckets längdaxel, varvid dessa tillsammans bildar en symmetrisk konfiguration. Vidare utgår varje dimmunstyckes tänkta förlängning av längdaxeln från samma punkt på centralkroppens längdaxel 8 och bildar en vinkel v som uppgår till mellan *m 10 15 20 30 35 449 057 3 20 och 90 grader mot sistnämnda axel. Hålrummet 3 bildar med den centrala vätskestamledningen 4 en integrerad volym som omsluter gasmunstyckena 12 och tillhörande atomiseringszoner 11. Gasmunstyckena 12 är vidare anslutna till en gemensam gasdistributionsledning 15 som är koncentriskt anordnad kring vätskestamledningen 4.In Figure 1, 1 is a nozzle consisting of a symmetrical central body 2 provided with a cavity 3 to which a central liquid main line 4 opens. In the embodiment shown, the nozzle is provided with three symmetrically arranged fog nozzles 5, two of which can be seen in the figure. However, the number of fog nozzles may vary between three and ten depending on the application. Each fog nozzle consists of a tubular housing 6 which at its outer end is provided with an outlet opening 9, which is circular and has a diameter of between 1 and 10 mm. Inside the fog nozzle, an atomization zone 11 with a rotationally symmetrical shape is formed. Upstream of the outlet opening 9 a tubular gas nozzle 12 is arranged; The ratio between the diameter of the outlet opening 9 and the inner diameter of the gas nozzle 12 is between 0.1 and 0.5. The longitudinal axis 7 of the mist nozzle coincides with the longitudinal axis of both the atomization zone and the gas nozzle, these together forming a symmetrical configuration. Furthermore, the imaginary extension of the longitudinal axis of each fog nozzle starts from the same point on the longitudinal axis 8 of the central body and forms an angle v which amounts to between * m 10 and 20 degrees to the latter axis. The cavity 3 forms with the central liquid pipe 4 an integrated volume enclosing the gas nozzles 12 and associated atomization zones 11. The gas nozzles 12 are further connected to a common gas distribution line 15 which is concentrically arranged around the liquid pipe 4.
Funktionen hos dysan är i korthet följande: Då vätska tillföres den centrala vätskestamledningen 4, fylles hålrummet 3 inuti centralkroppen 2 liksom hål- rummét hos dimmunstyckena. Vätskan tillföres med ett tryck av mellan 2 och 12 bar. Dä atomiseringsmedium av tillräckligt högt tryck (mellan 2 och 12 bar men dock överstigande trycket hos vätskan) tillföres genom gasmunstyckena 12, utbildas en atomiseringszon 11 framför varje gasmunstycke. I dimmun- styckets trängsta sektion, d v s vid dess utloppsöppning 9, kommer det således att föreligga en tvåfasströmning. Om trycket är tillräckligt högt i dimmun- styckets inre, kommer dessutom strömningen genom denna sektion, d v s i hela atomiseringszonen 11, att vara av kritisk karaktär. Som framgår av ovan- stående beskrivning utmärkes uppfinningen bland annat av att risken för igen- sättningar eliminerats genom att alla passager för vätskan är förhållandevis stora. Den zon vari strömningshastigheten är hög är utformad så att omgivande begränsningsytor bildar en liten vinkel mot strömningsriktningen, vilket bidrager till att förslitningshastigheten blir låg. Det för slitage mest utsatta området har vidare utformats på ett sådant sätt, att en därstädes monterad keramisk insats i form av ett slitskydd 14, som är anordnat på ett säte 13, befinner sig i ett i huvudsak spänningslöst tillstånd, vilket medger användning av material med låg draghållfasthet som slitskydd. Dysan är utformad för atomisering av ett vätskeflöde av mellan 0 och 20000 kg/mzs räknat på utloppsöppningens 9 area och gasflödet uppgår till mellan 500 och 2500 kg/m2s räknat på samma area. rökgasreningsanläggning 20 för rening av rökgaser från För att rena rökgaserna I figur 2 visas en ett (icke visat) koleldat kraft- och/eller värmeverk. leds-dessa först till ett elfilter 21 som avskiljer ca 90% av stoftet som bildats vid förbränningen. De fortfarande varma och svaveldioxidhaltiga rökgaserna leds därefter till en S02-reaktor 22, i vilken en finfördelad kalk- slurry sprutas in i rökgaserna. Detta sker med hjälp av de i reaktorns inlopp anordnade dysorna 1, vilka försörjes med kalkslurry som beretts i en doseringstank 23 och pumpas med högt tryck via en vätskeledning 24 till dysornas 1 centrala vätskestamledningar 4 (figur 1). Kalken reagerar med 10 15 20 25 30 35 449 057 4 svaveldioxiden och binder denna. Vattenmängden och temperaturen avpassas' så att allt vatten avdunstar innan kalkresterna tas ut, vilket ger torra restprodukter och detta underlättar väsentligt hanteringen av dessa. En del svavelhaltig kalk sjunker tili botten där den tas ut medan resten går vidare till ett textílt spärrfiltvr 25, där merparten av de resterande rök- gaspartiklarna fastnar i filtermaterialet. Med jänma mellanrum bläses filter- slangarna rena genom korta tryckluftspulser. Det lossblåsta stoftet faller till botten och matas därefter ut. De från stoft, aska och svaveldioxid renade rökgaserna leds därefter via rökgasfläkten 26 ut i det fria genom skorstenen 27. Vid den beskrivna anläggningen kan - genom denna s k våt-torra renings- för att möjliggöra effektiv Rökgaserna renas så effektivt metod där dysorna enligt uppfinningen nyttjas fördelning av den tillförda absorbentsuspensionen. att den utgående svavelkoncentrationen blir högst 0,1 gram svavel per mega- joule tillfört bränsle, vilket motsvarar en avskiljningsgrad på 70-85% beroende på kolets svavelhalt.The function of the nozzle is briefly as follows: When liquid is supplied to the central liquid main line 4, the cavity 3 inside the central body 2 is filled as well as the cavity of the mist nozzles. The liquid is supplied with a pressure of between 2 and 12 bar. When atomization medium of sufficiently high pressure (between 2 and 12 bar but still exceeding the pressure of the liquid) is supplied through the gas nozzles 12, an atomization zone 11 is formed in front of each gas nozzle. In the narrowest section of the mist nozzle, i.e. at its outlet opening 9, there will thus be a two-phase flow. In addition, if the pressure is high enough in the interior of the mist nozzle, the flow through this section, i.e. in the entire atomization zone 11, will be of a critical nature. As can be seen from the above description, the invention is characterized, among other things, by the fact that the risk of clogging has been eliminated in that all passages for the liquid are relatively large. The zone in which the flow rate is high is designed so that the surrounding boundary surfaces form a small angle to the flow direction, which contributes to the wear rate becoming low. The area most exposed to wear has furthermore been designed in such a way that a ceramic insert mounted there in the form of a wear guard 14, which is arranged on a seat 13, is in a substantially tension-free condition, which allows the use of materials with low tensile strength as wear protection. The nozzle is designed for atomization of a liquid flow of between 0 and 20000 kg / m 2 calculated on the area of the outlet opening 9 and the gas flow amounts to between 500 and 2500 kg / m 2 calculated on the same area. flue gas purification plant 20 for purifying flue gases from To purify the flue gases Figure 2 shows a coal-fired power plant and / or heating plant (not shown). these are first led to an electric filter 21 which separates about 90% of the dust formed during combustion. The still hot and sulfur dioxide-containing flue gases are then led to an SO2 reactor 22, in which a finely divided lime slurry is injected into the flue gases. This is done by means of the nozzles 1 arranged in the inlet of the reactor, which are supplied with lime slurry prepared in a dosing tank 23 and pumped at high pressure via a liquid line 24 to the central liquid main lines 4 of the nozzles 1 (figure 1). The lime reacts with the sulfur dioxide and binds it. The amount of water and the temperature are adjusted so that all the water evaporates before the lime residues are removed, which gives dry residual products and this considerably facilitates the handling of these. Some sulfur-containing lime sinks to the bottom where it is taken out while the rest goes on to a textile barrier filter, where most of the remaining flue gas particles get stuck in the filter material. At regular intervals, the filter hoses are blown clean by short compressed air pulses. The loosened dust falls to the bottom and is then discharged. The flue gases purified from dust, ash and sulfur dioxide are then led via the flue gas fan 26 out into the open through the chimney 27. At the described plant, - through this so-called wet-dry purification - to enable efficient The flue gases are purified so efficiently distribution of the added absorbent suspension. that the outgoing sulfur concentration is a maximum of 0.1 gram of sulfur per mg of added fuel, which corresponds to a degree of separation of 70-85% depending on the sulfur content of the carbon.
Den tekniska effekt som erhålles med en dysa enligt uppfinningen kan ytter- ligare belysas med nedanstående exempel, som har anknytning till den ovan beskrivna våt-torra metoden.The technical effect obtained with a nozzle according to the invention can be further illustrated by the following examples, which are related to the wet-dry method described above.
Fördelningen av vätskeflödet från varje dimmunstycke studerades på följande sätt: Fyra stycken dysor utförda enligt uppfinningen, vardera försedd med fem stycken dimmunstycken med en minsta öppningsdiameter av 4,0 mm, försörjdes med tryckluft från en gemensam kompressor och med en vätskesuspension från en gemensam pump. Den i försöket använda vätskesuspensionen utgjordes av en blandning av 60 viktsprocent vatten, 30 viktsprocent flygaska härrörande från pulvereldníng av stenkol samt 10 viktsprocent av en blandning av kalcium- sulfit och kalciumhydroxid. Vätskeflödet från var och en av dimmunstyckena uppmättes då det sammanlagda vätskeflödet varierades mellan 1500 kg/tim och 12000 kg/tim. Variationsbredden i det utfallsrum, som ges av vid varje total- flöde uppmätt vätskeflöde från var och en av de totalt 20 stycken dimmun- styckena bestämdes, varvid följande resultat erhölls: Totalt vätskeflöde kg/tim Variationsbredd % av medelvärde 1500 1,3 3000 1,9 6000 1,1 12000 0,7 _. ._ ,......._..._...._._... ...___ _The distribution of the liquid flow from each mist nozzle was studied as follows: Four nozzles made according to the invention, each provided with five mist nozzles with a minimum opening diameter of 4.0 mm, were supplied with compressed air from a common compressor and with a liquid suspension from a common pump. The liquid suspension used in the experiment consisted of a mixture of 60% by weight of water, 30% by weight of fly ash resulting from powder firing of coal and 10% by weight of a mixture of calcium sulphite and calcium hydroxide. The liquid flow from each of the mist nozzles was measured as the total liquid flow was varied between 1500 kg / h and 12000 kg / h. The width of variation in the outlet space given by the liquid flow measured at each total flow from each of the total of 20 fog nozzles was determined, whereby the following results were obtained: Total liquid flow kg / h Variation width% of mean 1500 1.3 3000 1, 9 6000 1.1 12000 0.7 _. ._, ......._..._...._._... ...___ _