SE465502B

SE465502B - NOZZLE DEVICE FOR EXHAUSTING A GAS / HYDROGEN MIXTURE INTO A PROCESS GAS

Info

Publication number: SE465502B
Application number: SE9000492A
Authority: SE
Inventors: Sven Johansson
Original assignee: Johansson Sven Halvor
Priority date: 1990-02-12
Filing date: 1990-02-12
Publication date: 1991-09-23
Also published as: SE9000492A; AU7301391A; SE9000492D0; WO1991012084A1

Description

465 502 2 centralt beläget utloppshál. För att åstadkomma en utbredd dusch eller plym uppvisar den kända munstycksanordningen ett koppformigt fördelningsorgan, som medelst stödben är uppburet relativt munstyckskroppen på ett betydande avstånd framför utloppshålet. 465 502 2 centrally located outlet hole. In order to provide a widespread shower or plume, the known nozzle device has a cup-shaped distribution member, which by means of support legs is supported relative to the nozzle body at a considerable distance in front of the outlet hole.

En väsentlig nackdel med den kända munstycksanordningen är ett relativt högt pris, vilket torde vara förorsakat av det kopp- formiga fördelningsorganets komplicerade utförande, och dess- utom en oacceptabelt kort livslängd. Anledningen till den korta livslängden är att de ben som håller fördelningsorganet under drift snabbt avnötes till följd av den förbirusande gas/vätske- blandningen, så att munstycksanordningen helt enkelt havererar och måste utbytas. Avnötningen går i arsenikfallet speciellt snabbt enär också den använda vätskan innehåller viss halt av arsenik. Det är icke någon gángbar väg att kraftigt öka mate- rialinnehàllet i benen eftersom detta väsentligt skulle för- sämra munstycksanordningens spridningskaraktäristika.A significant disadvantage of the known nozzle device is a relatively high price, which is probably caused by the complicated design of the cup-shaped distribution means, and moreover an unacceptably short service life. The reason for the short service life is that the legs that hold the distributor during operation are quickly worn away due to the bubbling gas / liquid mixture, so that the nozzle device simply breaks down and must be replaced. In the case of arsenic, wear is particularly rapid, since the liquid used also contains a certain content of arsenic. There is no viable way to greatly increase the material content of the bones as this would significantly impair the spreading characteristics of the nozzle device.

Vid studier utförda i anslutning till den kända munstycksanord- ningen har även erhållits indicier i den riktningen att den ej heller är någon tillfredsställande lösning vad avser finför- delning och spridning av gas/vätskeblandningen.In studies carried out in connection with the known nozzle device, indications have also been obtained in the direction that it is also not a satisfactory solution with regard to atomization and spreading of the gas / liquid mixture.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att vidareutveckla den inledningsvis angivna munstycksanordningen dithän att den erhåller en längre livslängd och samtidigt förbättrade eller åtminstone bibehållna blandnings-, finfördelnings- och sprid- ningskaraktäristika.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to further develop the initially stated nozzle device so that it obtains a longer service life and at the same time improved or at least maintained mixing, atomizing and spreading characteristics.

Det uppfinningsenliga syftet uppfylles genom att munstycksan- ordningen nedströms om blandningsregionen innefattar en kammare och utloppsinrättningen är táldad av ett flertal hål, vilka sträcker sig från kammaren till munstycksanordningens 465 502 utloppsände och vilkas sammanlagda tvärsnittsarea är mindre än kammarens största tvärsnittsarea.The object according to the invention is fulfilled in that the nozzle device downstream of the mixing region comprises a chamber and the outlet device is filled with a plurality of holes which extend from the chamber to the outlet end of the nozzle device 465 502 and whose total cross-sectional area is smaller than cross-sectional area.

Ytterligare fördelaktiga vidareutvecklingar av den uppfin- ningsenliga munstycksanordningen är föremål för de osjälvstän- diga patentkraven.Further advantageous further developments of the nozzle device according to the invention are subject to the dependent claims.

Vid praktiska experiment har kunnat konstateras att den upp- finningsenliga munstycksanordningen har en väsentligt längre livslängd än den ovan diskuterade, kända munstycksanordningen.In practical experiments, it has been found that the nozzle device according to the invention has a significantly longer service life than the known nozzle device discussed above.

Dessutom låter sig den uppfinningsenliga munstycksanordningen framställas till en lägre kostnad än den tidigare kända, relativt komplicerade munstycksanordningen. Vid dessa försök, som utförts för utvinning av arsenik ur arsenikhaltig gas, har dessutom kunnat konstateras ett väsentligt förbättrat arsenik- utbyte. Den senare omständigheten styrker att den uppfinnings- enliga munstycksanordningen är bättre än den kända vad gäller åtminstone någon av faktorerna blandning, finfördelning och spridning.In addition, the nozzle device according to the invention can be manufactured at a lower cost than the previously known, relatively complicated nozzle device. In these experiments, which have been carried out for the extraction of arsenic from arsenic-containing gas, a significantly improved arsenic yield has also been found. The latter circumstance proves that the nozzle device according to the invention is better than the known one in terms of at least one of the factors mixing, atomization and spreading.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Under hänvisning till bifogade ritningar följer nedan en närmare beskrivning av ett såsom exempel anfört utförande av uppfinningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS With reference to the accompanying drawings, a more detailed description of an exemplary embodiment of the invention follows.

Pâ ritningarna är fig 1 en schematisk, delvis skuren vy illustrerande ett möjligt montage av munstycksanordningen, fig 2 ett principiellt snitt taget utmed linjen II-II i fig 1, fig 3 en förstorad vy av munstycksanordningen anbringad på en så kallad lans, 465 5Û2 4 fig 4 en perspektivisk, sprängd vy av munstycksanordningen, fig 5 ett längdsnitt genom munstycksanordningen i dess samman- satta tillstànd och fig 6 en frontvy av munstycksanordningens utloppsände.In the drawings, Fig. 1 is a schematic, partially cut-away view illustrating a possible assembly of the nozzle device, Fig. 2 a basic section taken along the line II-II in Fig. 1, Fig. 3 an enlarged view of the nozzle device mounted on a so-called lance, 465 5Û2 4 Fig. 4 is an exploded perspective view of the nozzle device, Fig. 5 is a longitudinal section through the nozzle device in its assembled condition, and Fig. 6 is a front view of the outlet end of the nozzle device.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGET UTFÖRANDE I det följande kommer den uppfinningsenliga munstycksanord- ningen att beskrivas för tillämpning vid utvinning av arsenik ur en arsenikhaltig gas. I fig 1 illustreras en processbyggna- tion 1 (i praktiken benämnd kyltorn) definierande ett process- utrymme 2. Den arsenikhaltiga gasen mottages i en inloppsstos 3 på en överdel av byggnationen 1 och leds sedan. nedåt in i processutrymmet 2. I dettas övre omrâde är anordnade uppfin- ningsenliga munstycksanordningar 4 för avgivande av en dusch eller plym av en gas/vätskeblandning in i arsenikgasen. I detta fall utgörs blandningens gas av luft medan vätskan är vatten.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT In the following, the nozzle device according to the invention will be described for application in the extraction of arsenic from an arsenic-containing gas. Fig. 1 illustrates a process building 1 (in practice called a cooling tower) defining a process space 2. The arsenic-containing gas is received in an inlet nozzle 3 on an upper part of the building 1 and is then led. downwards into the process space 2. In its upper area are arranged nozzle devices 4 according to the invention for discharging a shower or plume of a gas / liquid mixture into the arsenic gas. In this case, the gas of the mixture is air while the liquid is water.

Den utsprutade, finfördelade eller närmast dimartade bland- ningen uppfångar eller binder arseniken i arsenikgasen och den erhållna blandningen av arsenik och vatten uppsamlas pà i och för sig känt sätt i processutrymmets 2 undre, här ej närmare visade regioner i och för avskiljning av arseniken, varefter vattnet kan recirkuleras i processen. Av fig 2 framgår att i exemplet tre uppfinningsenliga munstycksanordningar 4 är anordnade vinkelmässigt likformigt åtskilda i ändamål att samverka för att avge duschar eller plymer som så fullständigt som möjligt kontaktar arsenikgasen.The sprayed, atomized or almost misty mixture traps or binds the arsenic in the arsenic gas and the resulting mixture of arsenic and water is collected in a manner known per se in the lower process regions 2, here not shown in more detail for separating the arsenic, after which the water can be recycled in the process. It can be seen from Fig. 2 that in the example three nozzle devices 4 according to the invention are arranged angularly uniformly separated for the purpose of cooperating to emit showers or plumes which contact the arsenic gas as completely as possible.

Av fig 1 framgår att munstycksanordningarna 4 är så orienterade att de utsprutar luft/vattenblandningen i medström relativt arsenikgasen. Av fig 3 framgår hurusom en uppfinningsenlig munstycksanordning 4 är monterad på en så kallad lans 5, vid vars bakre ände antydes tíllförselledningar 6, 7 för luft respektive vatten. Det framgår av fig 3 hurusom vid lansens 5 »- .m1 5 4es_su2 främre ände motsvarande ledningar 6, 7 tillför luften respek- tive vattnet till själva munstycksanordningen 4. Ledningarna 6, 7 kommunicerar med lämpliga luft- och vattenkällor, det vill säga i praktiken pumpaggregat kapabla att avge luften respek- tive vattnet med de erforderliga trycken. I praktiken må nämnas att det befunnits lämpligt att till munstycksanordningen 4 tillföra luften med ett tryck om ca 6 bar och vätskan med ett tryck om ca 16 bar.It can be seen from Fig. 1 that the nozzle devices 4 are oriented so that they spray the air / water mixture in co-current relative to the arsenic gas. Fig. 3 shows how a nozzle device 4 according to the invention is mounted on a so-called lance 5, at the rear end of which supply lines 6, 7 for air and water, respectively, are indicated. It can be seen from Fig. 3 whether at the front end of the lance 5 »- .m1 5 4es_su2 corresponding lines 6, 7 supply the air or water to the nozzle device 4 itself. The lines 6, 7 communicate with suitable air and water sources, i.e. in practice pump units capable of delivering the air or water with the required pressures. In practice it may be mentioned that it has been found suitable to supply the air device with a pressure of about 6 bar and the liquid with a pressure of about 16 bar to the nozzle device 4.

Själva munstycksanordningen 4 kommer nu att beskrivas med ledning av fig 4-6. Munstycksanordningens 4 huvudsakliga beståndsdelar är ett blandningsorgan 8 och ett egentligt munstycksorgan 9. Det är fördelaktigt att dessa båda organ är lösgörbart förbundna med varandra, t ex genom gängförband, enär munstycksorganet 9 är det som slits mest och måste utbytas oftare än blandningsorganet 8. Därutöver inbegriper munstycks- anordníngen 4 medel 10 för anslutning till ledningarna 6, 7.The nozzle device 4 itself will now be described with reference to Figs. 4-6. The main components of the nozzle device 4 are a mixing member 8 and an actual nozzle member 9. It is advantageous that these two members are releasably connected to each other, for example by threaded joints, since the nozzle member 9 is the most worn and must be replaced more often than the mixing member 8. In addition the nozzle device 4 means 10 for connection to the lines 6, 7.

Medlet 10 har här karaktären av adapter eller kopplingsstycke, som är, lämpligen lösgörbart, förbundet med blandningsorganet 8. Kopplingsorganet 10 innefattar kopplingsmedel 11, 12 (fig 5), t ex i form av invändigt gängade hål, för hopkoppling med utvändigt gängade nipplar hos ledningarna 6, 7. Det något excentriskt förlagda kopplingshálet 11 övergår i ett centriskt förlagt överföringshål 13 för luften. Kopplingshâlet 12 för vattentillförseln kommunicerar med ett ringformigt utrymme 14, som omger överföringshålet 13.The means 10 here has the character of an adapter or coupling piece, which is, suitably detachable, connected to the mixing means 8. The coupling means 10 comprises coupling means 11, 12 (Fig. 5), for example in the form of internally threaded holes, for interconnection with externally threaded nipples of the pipes 6, 7. The slightly eccentrically located coupling hole 11 merges into a centrally located transfer hole 13 for the air. The coupling hole 12 for the water supply communicates with an annular space 14, which surrounds the transfer hole 13.

Munstycksanordningen 4 innefattar dessutom en hålförsedd bricka 15, som i munstycksanordningens hopsatta tillstånd blir inklämd mellan blandningsorganet 8 och kopplingsorganet 10. Det senare innefattar ett invändigt gängat ändparti 16 som samverkar förbindande med en utvändig gänga på blandningsorganet 8. I det hopsatta tillståndet enligt fig 5 kommer en periferisk krans av hål 16 i brickan 15 att bli belägen mitt för det ringformiga utrymmet 14 i kopplingsorganet 10, medan ett centralt häl 17 i 465 502 6 brickan blir beläget mitt för kopplingsorganets överföringshâl 13.The nozzle device 4 further comprises a perforated washer 15, which in the assembled condition of the nozzle device is clamped between the mixing means 8 and the coupling means 10. The latter comprises an internally threaded end portion 16 which cooperates connecting with an external thread on the mixing means 8. In the assembled state according to Fig. a peripheral ring of hole 16 in the washer 15 to be located in the middle of the annular space 14 in the coupling member 10, while a central heel 17 in the washer is located in the middle of the transfer hole 13 of the coupling member.

Blandningsorganet 8 innefattar kanaler 18 respektive 19 för ledning av luften och vattnet till en blandningsregion 20, i vilken luften och vattnet förs samman. I praktiken är det ur tillverkningssynpunkt lämpligt att utforma blandningsorganet 8 av två delar, nämligen en yttre mantel och en däri mottagen insats, varvid den utvändigt om luftkanalen 18 belägna vatten- kanalen 19 är bildad av mellanrum mellan manteln och insatsen.The mixing means 8 comprises channels 18 and 19, respectively, for directing the air and the water to a mixing region 20, in which the air and the water are brought together. In practice, from a manufacturing point of view, it is suitable to design the mixing means 8 of two parts, namely an outer jacket and an insert received therein, the water channel 19 located outside the air channel 18 being formed by spaces between the jacket and the insert.

Vattenkanalen 19 är lämpligen kontinuerligt ringformig med undantag för vinkelmässigt åtskilda stöd 21, som lokaliserar manteln och insatsen inbördes och som i exemplet är utformade på insatsen. Mellan inbördes angränsande stöd 21 föreligger således vattenförbiströmning tillåtande mellanrum.The water channel 19 is suitably continuously annular with the exception of angularly spaced supports 21, which locate the jacket and the insert relative to each other and which in the example are formed on the insert. Between mutually adjacent supports 21 there are thus water bypass permitting spaces.

Anordningen inbegriper vidare en utloppsinrättning 22 för avgivande av luft/vattenblandningen i en utbredd dusch eller plym. Vidare innefattar anordningen nedströms om blandningsre- gionen 20 en kammare 23. Utloppsinrättningen 22 är bildad av ett flertal hål 24, vilka sträcker sig från kammaren 23 till munstycksanordningens utloppsände och vilkas sammanlagda minsta tvärsnittsarea är mindre än kammarens 23 största tvärsnitts- area. Med andra ord skall, om hålen 24 har olika areor utmed deras längder, den minsta tvärsnittsarean hos varje enskilt hål nyttjas för att uppnå vad som ovan menas med den sammanlagda tvärsnittsarean. På analogt sätt skall, om kammaren 23 har varierande tvärsnittsarea, endast den största arean beaktas.The device further comprises an outlet device 22 for dispensing the air / water mixture in a widespread shower or plume. Furthermore, the device downstream of the mixing region 20 comprises a chamber 23. The outlet device 22 is formed by a plurality of holes 24, which extend from the chamber 23 to the outlet end of the nozzle device and whose total minimum cross-sectional area is smaller than the largest cross-sectional area of the chamber 23. In other words, if the holes 24 have different areas along their lengths, the smallest cross-sectional area of each individual hole should be used to achieve what is meant above by the total cross-sectional area. In an analogous manner, if the chamber 23 has varying cross-sectional area, only the largest area should be considered.

Med begreppet "tvärsnitt" i detta sammanhang avses dimensionen väsentligen tvärs den huvudsakliga strömningsriktningen genom munstycksanordningen.The term "cross section" in this context means the dimension substantially transverse to the main flow direction through the nozzle device.

Som synes av fig 4 och 5 uppvisar det egentliga munstyckesor- ganet 9 de omnämnda hålen 24. Vidare uppvisar munstycksorganet ett i. exemplet invändigt gängat parti samverkande för fixe- ringsändamål med en utvändig gänga pà blandningsorganet 8. I 465 502 anordningens monterade tillstånd kommer ett ringformigt parti av' munstycksorganet 9 att anligga mot blandningsorganets 8 yttre ändparti. I exemplet definieras kammaren 23 såväl av ytor hos munstycksorganet 10 som av ytor, närmare bestämt radiella sådana, hos blandningsorganet 8. I exemplet uppstår kammaren 23 således vid sammansättning av' munstycksorganet 9 och bland- ningsorganet 8, närmare bestämt till följd av att munstycks- organet 9 uppvisar en försänkning. En vid bildandet av kammaren 23 deltagande försänkning skulle också kunna vara anordnad i blandningsorganet 8.As can be seen from Figs. 4 and 5, the actual nozzle member 9 has the mentioned holes 24. Furthermore, the nozzle member has in the example an internally threaded portion cooperating for fixing purposes with an external thread on the mixing member 8. In the mounted condition of the device a annular portion of the nozzle member 9 to abut against the outer end portion of the mixing member 8. In the example, the chamber 23 is defined both by surfaces of the nozzle member 10 and by surfaces, more specifically radial ones, of the mixing member 8. In the example, the chamber 23 thus arises when assembling the nozzle member 9 and the mixing member 8, more precisely as a result of the nozzle member the member 9 has a recess. A recess involved in the formation of the chamber 23 could also be provided in the mixing means 8.

Kammaren 23 har åtminstone delvis en i blandningens ström- ningsriktning avtagande tvärsnittsarea. Som synes av fig 5 har kammarens nedströmsparti en väsentligen konisk form. Kammaren 23 är således i det föredragna fallet rotationssymmetriskt utformad. Därutöver uppvisar kammaren 23 i riktning mot bland- ningsorganet 8 ett väsentligen cylindriskt parti.The chamber 23 has at least in part a decreasing cross-sectional area in the direction of flow of the mixture. As can be seen from Fig. 5, the downstream portion of the chamber has a substantially conical shape. The chamber 23 is thus in the preferred case rotationally symmetrically designed. In addition, the chamber 23 has a substantially cylindrical portion in the direction of the mixing member 8.

Kanalen 18 i blandningsorganet 8 övergår via en förträngning 26 i blandningsregionen 20, vilken är så disponerad att den där uppstående blandningen närmast omedelbart passerar in i kamma- ren 23. Blandningsregionen 20 är med andra ord disponerad mitt för kammaren 23 och relativt nära denna. I exemplet föreligger omedelbar närhet enär blandningsregionen 20 kan sägas ha en mynning direkt kommunicerande med kammaren 23.The channel 18 in the mixing means 8 passes via a constriction 26 in the mixing region 20, which is so disposed that the mixture emerging there passes almost immediately into the chamber 23. In other words, the mixing region 20 is disposed in the middle of the chamber 23 and relatively close thereto. In the example, there is immediate proximity since the mixing region 20 can be said to have a mouth directly communicating with the chamber 23.

Blandningsregionen 20 har en tvärsnittsarea, som åtminstone vid övergången till kammaren är mindre än kammarens 23 största tvärsnittsarea. Som synes av fig 5 är med andra ord avsikten att i. strömningsriktningen sett skall uppstå en tvärsnitts- areaökning vid övergången mellan blandningsregionen 20 och kammaren 23.The mixing region 20 has a cross-sectional area which, at least at the transition to the chamber, is smaller than the largest cross-sectional area of the chamber 23. As can be seen from Fig. 5, in other words, the intention is that in the direction of flow a cross-sectional area increase should occur at the transition between the mixing region 20 and the chamber 23.

Blandningsregionen 20 är anordnad för sammanförande av luften och vattnet i strömningsriktningar som står i vinkel mot 465 502 8 varandra. Närmare bestämt innefattar blandningsregionen 20 ett utrymme 27, som är anordnat att axiellt genomströmmas av luften, och ett antal i utrymmets vägg anordnade utloppsöpp- ningar 28 för vattnet. Dessa öppningar 28 kommunicerar med tvärgående kanaler 29 i förbindelse med den längsgående vatten- kanalen 19. Som synes av fig 5 är hålen 28 inbördes förskjutet anordnade såväl i omkretsriktningen som i axialriktning. Vidare a framgår att utrymmet 27 lämpligen har en i strömningsriktningen ökande tvärsnittsarea.The mixing region 20 is arranged for bringing the air and the water together in flow directions which are at an angle to each other. More specifically, the mixing region 20 comprises a space 27, which is arranged to be axially flowed through by the air, and a number of outlet openings 28 for the water arranged in the wall of the space. These openings 28 communicate with transverse channels 29 in connection with the longitudinal water channel 19. As can be seen from Fig. 5, the holes 28 are mutually offsetly arranged both in the circumferential direction and in the axial direction. Furthermore, it appears that the space 27 suitably has a cross-sectional area increasing in the flow direction.

Blandningsregionen 20 och kammaren 23 är väsentligen koaxiellt anordnade.The mixing region 20 and the chamber 23 are arranged substantially coaxially.

Hålen 24 i munstycksorganet är lämpligen anordnade i en ring- formig' konfiguration (fig' 6). Vidare uppvisar' hálens 24 ut- loppsändar' utåt sig vidgande mynningspartier 30. Dessa myn- ningspartier är med fördel väsentligen koniska och konvinkeln uppgår lämpligen till 60-120°. Speciellt lämplig är en konvin- kel inom området 80-100°. Ett optimum har visat sig ligga på ca o 90 Hålen 24 divergerar relativt varandra i blandningens utlopps- riktning. Denna divergens har avseende på hálens 24 huvudsak- liga utsträckningsriktning. Ett divergent strömningsmönster hos den utsprutade blandningen uppstår följaktligen dels till följd av' hálens 24 huvudsakliga divergens, dels till följd av de vidgade mynningspartierna 30, som medför en divergens vad gäller den volym som utsprutas ur ett enskilt hål. Resultatet är följaktligen en väl fördelad och mycket enhetlig divergent dusch eller plym ut från munstycksanordningen.The holes 24 in the nozzle member are suitably arranged in an annular configuration (Fig. 6). Furthermore, the 'outlet ends' of the tail 24 have outwardly widening mouth portions 30. These mouth portions are advantageously substantially conical and the cone angle suitably amounts to 60-120 °. Particularly suitable is a cone angle in the range 80-100 °. An optimum has been found to be about 90 holes 24 diverge relative to each other in the outlet direction of the mixture. This divergence relates to the main extent of the tail 24. Consequently, a divergent flow pattern of the ejected mixture arises partly due to the main divergence of the hole 24 and partly due to the widened orifice portions 30, which results in a divergence in the volume ejected from a single hole. The result is consequently a well-distributed and very uniform divergent shower or plume from the nozzle device.

I exemplet har hålen 24 med undantag för de vidgade mynnings- partierna 30, väsentligen rätlinjig utsträckning och cylindrisk form. Längdriktningen hos varje enskilt hål 24 står lämpligen i en vinkel mellan 5° och 45' i förhållande till munstycksan- ordningens längsgående axel. Här föredrages ett vinkelområde f) 465 502 mellan 10 och 30°. Speciellt fördelaktig har en vinkel om ca 15-20° visat sig vara. Detta innebär följaktligen att divergensvinkeln hos hålen är ca 30-40°.In the example, the holes 24, with the exception of the widened mouth portions 30, have a substantially rectilinear extent and a cylindrical shape. The longitudinal direction of each individual hole 24 is suitably at an angle between 5 ° and 45 'in relation to the longitudinal axis of the nozzle device. Here, an angular range f) 465 502 between 10 and 30 ° is preferred. An angle of about 15-20 ° has proven to be particularly advantageous. Consequently, this means that the divergence angle of the holes is about 30-40 °.

Hàlen 24 mynnar i en yttre munstycksyta 31, som bildar ett i utloppsriktningen konvergerande ändparti hos munstycksorganet 9. Det har befunnits lämpligt att hålen 24 sträcker sig vä- sentligen vinkelrätt mot munstycksytan 31, som lämpligen är väsentligen konisk med konspetsen väsentligen sammanfallande med munstycksanordningens längsgående axel. Konvinkeln hos ytan 31 ligger med fördel inom området 100-160°. Lämpligen är konvinkeln 130-150° och mest föredraget är ca 140°.The holes 24 open into an outer nozzle surface 31, which forms an outlet portion converging in the outlet direction of the nozzle member 9. It has been found suitable that the holes 24 extend substantially perpendicular to the nozzle surface 31, which is suitably substantially conical with the tip substantially coinciding with the nozzle arrangement . The cone angle of the surface 31 is advantageously in the range 100-160 °. Preferably the cone angle is 130-150 ° and most preferably is about 140 °.

Hålens 24 inloppsändar ansluter till kammaren 23 vid ställen mellan dess minsta och största tvärsnittsarea. Kammaren 23 har ett av hàlens inloppsändar kringgärdat, centralt parti 32, som bildar en konkav fördjupning i kammaren. Denna fördjupning är anordnad mittemot blandningsregionen 20. Det föredrages att kammarens 23 väsentligen koniska parti har en konvinkel lig- gande mellan 100 och 170°. Speciellt lämplig är en konvinkel liggande mellan 130 och 150°.The inlet ends of the holes 24 connect to the chamber 23 at places between its smallest and largest cross-sectional area. The chamber 23 has one of the inlet ends of the holes enclosed, central portion 32, which forms a concave depression in the chamber. This depression is arranged opposite the mixing region 20. It is preferred that the substantially conical portion of the chamber 23 has a cone angle lying between 100 and 170 °. Particularly suitable is a cone angle lying between 130 and 150 °.

Vid användning av den uppfinningsenliga munstycksanordningen strömmar luft och vatten under högt tryck in i densamma och när via den ovan beskrivna kanaliseringen till blandningsregionen 20, där en blandningsfunktion uppstår i det att vattnet sprutas in sidledes i luftströmmen. Den erhållna blandningen träder sedan in i kammaren 23, där till följd av tvärsnittsökningen och kammarens uppdämmande funktion uppstår en våldsam turbu- lens, som gynnsamt bidrager till att ytterligare finfördela vattnet i luften och åstadkomma likformighet hos blandningen.When using the nozzle device according to the invention, air and water flow under high pressure into it and when via the ducting described above to the mixing region 20, where a mixing function arises in that the water is injected laterally into the air stream. The resulting mixture then enters the chamber 23, where, as a result of the increase in cross-section and the damming function of the chamber, a violent turbulence occurs, which favorably contributes to further atomizing the water in the air and achieving uniformity of the mixture.

Därvid inverkar kammarens 23 koniska form gynnsamt till följd av den ihopträngningsfunktion eller komprimering som uppstår.In this case, the conical shape of the chamber 23 has a favorable effect as a result of the compression function or compression that occurs.

När sedan blandningen strömmar in i hålen 24 uppnås genom tvärsnittsareaminskningen en tryck- och hastighetsökning, som följs av en närmast explosiv effekt när blandningen (eller 465 502 i 10 primärt luften) expanderar i de utàt sig vidgande mynningspar- tierna 30. Resultatet är en förnämligt finfördelad och likfor- mig dusch eller dimma från munstycket.When the mixture then flows into the holes 24, the pressure and velocity increase is achieved by the cross-sectional area, which is followed by an almost explosive effect when the mixture (or 465 502 in the primary air) expands in the outwardly expanding mouth portions 30. The result is a distinguished finely divided and uniform shower or mist from the nozzle.

Det. har 'visat sig att den uppfinningsenliga munstycksanord- ningen tillåter högst varierande proportioner vad gäller mängderna av tillförd luft och tillfört vatten under bibehål- lande av förnämlig finfördelning och likformighet. Därigenom kan således andelen vatten noggrant regleras i beroende av omständigheterna. Varierande omständigheter kan för övrigt nödvändiggöra anpassningar av munstycksanordningen, till exempel vad gäller hålens 24 divergens, diameter och antal.The. It has been found that the nozzle device according to the invention allows highly varying proportions in terms of the amounts of supplied air and supplied water while maintaining excellent atomization and uniformity. Thereby, the proportion of water can thus be carefully regulated depending on the circumstances. Varying circumstances may moreover necessitate adaptations of the nozzle device, for example with regard to the divergence, diameter and number of the holes 24.

Ovan har beskrivits hurusom munstycksanordningen tillämpas för avskiljning av en produkt, nämligen arsenik, ur en produkten innehållande gas. En mängd andra tillämpningar ligger inom uppfinningens ram. Såsom exempel kan nämnas att framgångsrika försök utförts för avskiljande av zink eller zinkhaltiga föreningar ur zink innehållande gaser. Andra processgaser som kan behandlas med hjälp av den uppfinningsenliga munstycksan- ordningen är förbränningsgaser från kraft- och värmeverk, industrianläggningar' etc i och för avskiljande av' bestånds- delar, såsom aska, sot, svaveldioxid mm. Det bör förstås att i alla. diskuterade tillämpningar kan användas andra gaser och vätskor än just luft och vatten. Vid exempelvis rökgasavsvav- ling kan användas en kalk- eller sodahaltig vätska för uppnå- ende av en kemisk reaktion som binder svaveldioxid och frigör koldioxid och vatten.It has been described above how the nozzle device is used for separating a product, namely arsenic, from a gas containing a product. A variety of other applications are within the scope of the invention. As an example, successful attempts have been made to separate zinc or zinc-containing compounds from zinc-containing gases. Other process gases which can be treated with the aid of the nozzle device according to the invention are combustion gases from power and heating plants, industrial plants 'etc. in order to separate' constituents, such as ash, soot, sulfur dioxide etc. It should be understood that in all. discussed applications, gases and liquids other than air and water can be used. In the case of flue gas desulphurisation, a lime- or soda-containing liquid can be used to achieve a chemical reaction that binds sulfur dioxide and releases carbon dioxide and water.

Den uppfinningsenliga munstycksanordningen är givetvis icke blott begränsad till det beskrivna utförandet utan mångahanda modifieringar är möjliga inom ramen för uppfinningstanken.The nozzle device according to the invention is of course not only limited to the described embodiment, but various modifications are possible within the scope of the inventive idea.

Claims

465, 502 ._11 Patent Claims

Nozzle device for discharging a gas / liquid mixture into a process gas to separate from it by means of the mixture at least one component, comprising means (10) for connecting the nozzle device (4) to a gas source and a liquid source, ducts (18, 19) for directing the gas and liquid to a mixing region (20), in which the gas and the liquid are brought together, and an outlet device (22) for dispensing the gas / liquid mixture in a widespread shower or plume, the device downstream of the mixing region (20) comprises a chamber (23), the outlet device (22) being formed by a plurality of holes (24), which extend from the chamber (23) to the outlet end of the nozzle device and whose total minimum cross-sectional area is smaller than the largest cross-sectional area of the chamber , and the chamber (23) has at least partially a cross-sectional area decreasing in the direction of flow of the mixture, characterized in that the inlet ends of the holes (24) connect to the chamber (23) at places between its smallest and largest cross-sectional area and that the chamber (23) has a portion (32) surrounded by the inlet ends of the holes (24), which forms a central recess in the chamber.

Device according to claim 1, characterized in that the mixing region (20) has a cross-sectional area which, at least at the transition to the chamber (23), is smaller than its largest cross-sectional area.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the mixing region (20) is arranged for joining the gas and the liquid in flow directions which are at an angle to each other.

Device according to claim 3, characterized in that the mixing region (20) comprises a space (27), which is arranged to be axially flowed through by the gas, and one or more outlet openings (28) for the liquid arranged in the wall of the space. 465 502 12

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the mixing region (20) and the chamber (23) are arranged substantially coaxially.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the holes (24) of the outlet device are arranged in an annular configuration.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet ends of the holes (24) have outwardly widening mouth portions (30).

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the holes (24) diverge relative to each other in the outlet direction.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the outlet ends of the holes (24) open into an outer nozzle surface (31), which forms an end portion of the nozzle device converging in the outlet direction.

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the process gas is arsenic-containing gas while the constituent to be separated is arsenic.