SE468076B - Vaatbehandlingsfoerfarande foer vaermeaatervinning och avlaegsnande av skadliga aemnen ur roek- och avgaser - Google Patents

Description

468 076 2 närheten av löphjulets nav och som kan leda till en minskning av matningskapaciteten eller till en fullständigt utebliven matningsström. Avgörande negativa särdrag uppkommer emellertid på grund av den ökade bullernivân, det ökade elenergibehovet såväl som de ökade tillverkningskostnaderna för dylika centri- fugalpumpar. Däremot erbjuder en i SU-PS 370 440 föreslagen systemlösning totalt sett mer fördelaktiga energetiska och ekonomiska användningsförhållanden. Härvid inmatas en delström av ett gasformigt kylmedium (medbringat medium), efter dess kontakt med en cirkulationsfluid (drivmedium) som skall kylas i strålapparatens strålrör, i förbindningsledningen mellan strålmunstycket och en konventionell fluidumpunqm Den under tryck finfördelade gas-fluidumblandningen medför visserligen ett förbättrat, men inget optimalt, värme- och materialutbyte såväl som medbringarmedietransport. Såsom ett resultat av detta erhålls bl.a. inte heller någon väsentlig reducering av strålrörslängden respektive materialbehovet (exempelvis ädel- stål eller specialglas).Vidare kan, vid användning av denna behandlingsmetod för små värmepannanläggningar inom husområ- det, de på grund av bygghöjden uppstående placerings- och arrangeringsproblemen inte minskas eller undanröjas på något anmärkningsvärt sätt.

Syftet med uppfinningen är att ange ett effektivt och univer- sellt användbart våtbehandlingsförfarande med direkt värme- och materialutbyte mellan rök- eller avgaser och tvättfluiu, för alla effektområden av förbränningsanläggningar, vilket 1 jämförelse med de kända lösningarna dels utmärks av en optimal utformning av impulsutbytesbetingelserna såväl som renings- och värmeväxlingsprocessen och dels garanterar minimala inves- terings- och driftskostnader.

Uppfinningen syftar till att utforma förfarandet för rökgas- behandling så att impuls-, värme- och materialutbytesbeting- elserna för de våttvättanläggningar vid vilka röken eller avgaserna i synnerhet genom stråltvättare respektive strål- apparater bringas i kontakt med en tvättfluid, intensifieras avsevärt och så att de energetiska driftskostnaderna och/eller t: 468 076 3 byggstorleken för anläggningen för genomförande av förfarandet till följd därav blir märkbart reducerade vid oförändrad avgångsvärme- och avskiljningskapacitet. I första hand skall uppfinningen möjliggöra såväl en sänkning av våttvättanlägg- ningens dimensioner, i synnerhet bygghöjden för strålappara- ter, som även insättning av konventionella fluidumpumpar och gasningselement av enklast möjliga konstruktion.

Enligt uppfinningen uppnås detta syfte genom att antingen en cirkulerande tvättfluid i området mellan fluidumpumpen och strålmunstycket i stråltvätten respektive strålapparaten,eller en utanför våtbehandlingsanläggningen alstrad tvättfluid i området för en till strålmunstycket förd separat tryckledning, tillförs en högtempererad gas eller gasblandning vars tempera- tur ligger över tvättfluidens koktemperatur. Gasen eller gas- blandningen hämtas för detta ändamål ur omgivningsluften, rök- gasströmmen, den renade avgasströmmen, ett separat förbehand- lat eller industriellt uppkommande gasförråd eller framställs ur en valfri blandning av nämnda gaser. Införandet av den hög- tempererade gasen eller gasblandningen i tvättfluiden, vilket genomförs i beroende av den matade tvättfluidmängden, sker därvid antingen direkt eller efter rekuperativ upphettning med hjälp av en högtempererad gas eller gasblandning eller/och efter upphettning med hjälp av extra värmealstringskällor. Den högtempererade gasen eller gasblandningen åstadkommer direkt efter införandet i tvättfluidströmmen, vilken företrädesvis alstras med hjälp av fluidumstrålpumpar, en kolvbubbel-, ring- eller bubbelströmning :kd hög ångkvot i gasfasen och till följd därav ett utomordentligt turbulent strömningstillstånd.

Den termiska bubbelanrikningen reducerar det för optimal sprutstrålalstring erforderliga gasmängdinförandet till ett minimum. Till följd av ångblåsexpansionen äger det rum en överraskande intensiv upplösning eller sönderdelning av strålen fram till dropp- eller sprutmunstycksöppningen eller -mynningen. På överraskande sätt uppstår i jämförelse med de förfaranden vilka innehåller ett inledande av lågtempererade gaser eller gasblandningar i tvättfluidströmmen, så fördelak- tiga värme-, material- och impulsväxlingsbetingelser att man 468 076 4 exempelvis under förutsättning av samma rök- eller avgas- behandlingsmängder och avskiljningskapacitet för skadliga material kan uppnå avsevärt kortare strålrörslängder vid samma totalenergibalans. Detta måste teoretiskt bero på att en intensiv underblåsning av drivstrålsvirvelbildningen med höga vinkelhastigheter såväl som stabila virvelformer noteras i hela strålrörsområdet. De med strålrörslängden periodiskt växande stora och mindre virvelkärnorna alstras i ökat antal i blandningszonen, i det s.k. övergångsområdet och i den utveck- lade sprutströmningen, och kolliderar på så sätt med varandra att de förstärkt berör varandra tangentiellt, lätt tränger in i varandra och åter frigörs från varandra då de små virvel- områdena gentemot de stora virvelområdena har en större kine- tisk energi med avseende på massan. Till följd av frigörandet från de stora virvelområdena bildas därvid små blandningszoner med nya små virvlar. De föreliggande optimala virvelbetingel- serna förlänger således inte endast virvelupplösnings- eller -sönderdelningssträckorna utan medför även minskade dropp- storlekar respektive en förbättrad finfördelning. Detta resul- terar i stora ytor och därmed en märkbar stegring av värme- och materialutbytet mellan tvättfluid och rök- eller avgaser.

I det följande beskrivs närmare i detalj det enligt uppfin- ningen föreslagna våtbehandlingsförfarandet i anslutning till ett stråltvättsystem. På ritningarna visar: Fig. l en totalbild av en på basis av det enligt uppfinningen föreslagna förfarandet arbetande stråltvätt, och fig. 2 en såsom exempel tjänande variant av en rekuperativ gasupphettning i området I motsvarande fig. 1.

Den i fig. l illustrerade stråltvätten respektive stråltvätt- apparaten l består i huvudsak av ett strålrör 2, ett strålmun- stycke 3, en förrådsbehållare 4 för tvättfluiden W, ett skors- tensrör 5, en centrifugalpump 6 och en fluidumstrålpump 12.

Fluidumstrålpumpen 12 är monterad i förbindningsledningen 13 mellan centrifugalpump 6 och strålmunstycke 3 och tjänar för V) 468 076 inmatning av en rökgasdelström RT vilken avgrenas i rökgas- inloppsröret 7 och vilken via anslutningsledningen 14 inleds i fluidumstrålpumpen 12. Mängden av den rökgasdelströn1RT som skall införas regleras lämpligtvis i beroende av centrifugal- pumpens 6 varvtal respektive mängden av den cirkulerande tvättfluiden W, genom manövrering av ett vridspjäll 8. Med hänsyn till en optimal värmeåtervinning (brännvärdesnyttjande) och ett optimalt avlägsnande av skadliga ämnen skall storleken på tvättfluidströmmen i huvudsak dimensioneras motsvarande förbränningsanläggningens belastningstillstånd, bränslets respektive förbränningsprodukternas halt av skadliga ämnen, det slags neutralisationsmedel som utnyttjas, det avsedda användningsändamålet för de kemiska reaktions- eller rest- produkterna C och värmebehovsbäraren.

Den i förbindningsledningen 13 inledda högtempererade rökgas- delströmmen RT åstadkommer en kolvbubbel-, ring- eller bubbel- strömning med hög ångkvot i gasfasen, varmed man redan på väg- sträckan fram till strålmunstycket 3 kan notera en ökning av värme- och materialutbytets intensitet. Rökgasernas R huvud- ström transporteras med hjälp av drivstrålen, vilken till följd av ångblåsexpansionen och den därmed förbundna intensiva finfördelningen garanterar en största möjlig impulsöverföring, in i strålröret 2 och bringas där i intim kontakt med tvätt- fluiden W. Rökgasen R kommer'i anslutning härtill via skors- tensröret 5 till atmosfären såsom renad och nästintill ner till tvättfluidens temperatur kyld avgas A.

Kylningen av tvättfluiden sker med hjälp av rekuperativ varme- överföring till en nyttovattenström N. Före tvättfluidens m inträde i värmeväxlaren ll befrias denna genom ett filter- element 10 i stor utsträckning från C02-blåsor, andra gas- blåsor och partiklar av fast material.

Tillförseln av färsk tvättfluid WF i förrådsbehållaren 4 kan genomföras med hjälp av flottörventilanordningen 9. 468 076 6 Tömningen av de kemiska reaktions- eller restprodukterna C sker i förrådsbehållarens 4 nedre del.

Fig. 2 visar en variant för alstrande av het omgivningsluft LN av kall omgivningsluft LK med hjälp av högtempererad rökgas R.

För detta ändamål avgrenas en rökgasdelström RT i rökgas- inloppsröret 7 via framledningen 15, leds den genom en rekupe- rativ värmeöverförare 17 och tillförs den via återgångsled- ningen 16 åter till rökgashuvudströmmen. Den upphettade omgiv- ningsluften LN inmatas tack vare fluidumstrålpumpens 12 sug- verkan via anslutningsledningen 14 i förbindningsledningen 13 mellan strålmunstycket 3 och centrifugalpumpen 6. En dylik lösning kommer i synnerhet ifråga när en icke förorenad eller/ och syrerik gas eller gasblandning är nödvändig för neutrali- sationsändamål. Dessutom erhålles, gentemot det i fig. l visade förslaget enligt uppfinningen, den fördelen att under- hållscyklerna för fluidumstrålpumpen 12, förbindningsledningen 13, anslutningsledningen 14 och strålmunstycket 3 kan ökas avsevärt tack vare deras minskade föroreningsgrad. .du

Claims (3)

:rg nflr 'O<3 U: 0 7 PATENTKRAV

1. Våtbehandlingsförfarande för värmeàtervinning och avlägs- nande av skadliga material ur rök- och avgaser med direkt värme-, material- och impulsväxling mellan de gaser som skall behandlas i en eller flera våtbehandlingsanläggningar, företrädesvis strål- tvättar respektive stråltvättapparater, och lämpliga tvättfluid- gasblandningar vilka består av en lämplig tvättfluid och en hög- tempererad gas eller gasblandning hämtad från omgivningsluften, ur rökgasen och/eller ur den renade avgasen, k ä n n e t e c k- n a t av att gasen eller gasblandningen via en anslutningsled- ning (14) tillförs en cirkulerande tvättfluid (W) i en förbind- ningsledning (13) i området mellan fluidumpump, företrädesvis en centrifugalpump (6), och våtbehandlingsanläggning, företrädesvis stråltvättens respektive stråltvättanläggningens (1) strålmun- stycke (3).

2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att gasen eller gasblandningen tillförs en utanför våtbehandlings- anläggningen alstrad tvättfluid (W) i området för en till strål- munstycket (3) förd, separat tryckledning.

3. Förfarande enligt krav 1 och 2, k ä n n e t e c k n a t av' att gasen eller gasblandningen införs i tvättfluiden antingen direkt eller efter regenerativ eller rekuperativ upphettning med hjälp av en högtempererad fluid eller en högtempererad gas eller gasblandning, företrädesvis med hjälp av rök- eller avgasen som skall behandlas.