SE468543B - Foerfarande och anordning foer adsorption eller kemisorption av gasformiga aemnen i en raagasstroem - Google Patents

Description

i 2 utrustning, liksom í de flesta fall ett betydande utrymme.

Vissa av de kända förfarandena utnyttjar endast tillförselledningarna till stoftavskiljaren som reaktionssträcka, medan andra har en tämligen stor, separat reaktionskammare för att öka kontakttiden mellan adsorptionsmedlet och gasen.

I detta fall matas det återförda materialet in i reaktionskammaren, men inte heller med denna anordning kan annat än begränsade mängder återföras till god- tagbar kostnad. Även denna konstruktion ger således ett alltför lågt utnyttjande av det tillförda adsorptionsmedlet.

Uppfinningens syfte är att till lägsta möjliga investeringskostnad och med undvikande av komplicerade och dyra anordningar för pulveråterföringen 'åstad- komma en påtaglig ökning av adsorptionsmedlets utnyttjandegrad vid torrförfar- anden. Detta syfte uppfylls med de i de självständiga patentkraven angivna upp- finningarna. Föredragna utföringsformer anges i de osjälvständiga patentkraven.

Vid uppfinningen sker pulveråterföringen inuti tygfiltret, och kan varieras inom vida gränser, varvid samtidigt en av den återförda pulvermängden i stor utsträckning oberoende, likaså inom vida gränser varierbar gasåterföring sker för att intensifiera blandningen av adsorptionsmedlet med gasen. Enligt ett före- draget utförande tillförs rågasen'_och det färska adsorptionsmedlet till ett tygfilter i form av ett slangfilter, i vilket delar av gasen hålls i cirkulation med hjälp av ett uppfångningsschakt och ett tillhörande munstycke, varvid avskilt pulver efter att vid rengöring ha lossats deltar i återcirkulationen.

Med'dessa åtgärder kan pulveråterföringen ske inuti det som avskiljare tjän- ande slangfiltret nästan helt utan extra utrymmesbehov. Det inre utrymmets geometriska utformning åstadkommer ett strömningstillstånd, som ger en intensiv blandning av det återförda pulvret med den skadeämnen innehållande gasen. Vid uppfinningen kan rågasen tillsammans med det färska adsorptionsmedlet tillföras till uppfångningsschaktet genom en inställbar munstycksöppning. Vidare kan rågasen med adsorptionsmedlet och det avskilda pulvret under den inre återföringen ledas in i uppfångningsschaktet genom en inställbar spalt. Därvid sammanförs rågasen med adsorptionsmedlet och den cirkulerande gasen med pulverandelen före inloppet i uppfångningsschaktet och blandas samman i detta.

Det är fördelaktigt att ställa in munstycksöppningen och spalten på sådant sätt att tryckhöjningen i uppfångningsschaktet uppväger tryckfallet i gas/pulver- blandningens återströmning utanför uppfångningsschaktet. ' Det inre av slangfiltret är således utformat på sådant sätt att inte endast redan avskilt pulver cirkulerar inom vida gränser, utan också en genom förändring av den geometriska formen inställbar multipel av den inkommande rågasströmmen återförs. Förfarandet gör det därför möjligt att cirkulera pulvret utan extra kost- nad för matningsapparatur och anordningar för mellanlagring, samtidigt som adsorp- tionsmedlets kontakttid med gasen kan ställas in inom vida gränser. 3 4 6 f* f ^*' Förfarandet enligt uppfinningen förenar således förfarandestegenopulçiei-åter- föring, gasåtercirkulation och pulveravskiljning med varandra i en enda anordning, i vilken såväl den återförda pulver-mängden som den återcirkulerande gasmängden kan varieras inom vida gränser och väsentligen oberoende av varandra.

Den inre återföríngen används därvid för att påverka det använda adsorp- tionsmedlets utnyttjandegrad (molförhållande) och/eller avskiljningsgraden, medan den âterförda gasmängden bidrar till att åstadkomma en intensivare blandning av gasen och pulvret. Förfarandet och anordningen ger således ett effektivare utnyttjande av adsorptionsmedlet och/eller en ökad avskiljningsgrad för de skadliga ämnen som skall adsorberas.

Uppfinningens grundval är således att den återcirkulerade gasmängden och den återförda pulvermängden avpassas till varandra på sådant sätt att utnyttjande- graden och gasens renhet uppfyller de krav som gäller. Avpassningen kan därvid göras med hjälp av munstycksöppningen och spalten.

Vidare kan rågasen och/eller adsorptionsmedlet och/eller blandningen av rågas och adsorptionsmedel befuktas, varvid temperaturerna ställs in på sådant sätt att daggpunkten inte underskrids i gasen. Det färska adsorptionsmedlet kan införas i gasströmmen i finmald form. Befuktningen kan göras med vatten, en' lämplig lösning eller ånga. Beroende på förfarandets uppläggning kan fuktmedlet och/eller ångan införas i rågasströmmen, det färska adsorptionsmedlet eller den återcirku- lerande gasströmmen. Ett annat alternativ är att sätta till fuktmedlet under finmalningen av adsorptionsmedlet.

Uppfinningen kommer nu att förklaras närmare med ledning av på ritningen visade utföringsexempel. Därvid visar fig 1 ett vertikalt snitt genom anordningen, fig 2 en förstoring av området kring inloppet till uppfångningsschaktet, fig 3 en förstoring av den mittre delen av fig 2, fig 3a en variant av kanten på inloppet till uppfångningsschaktet, samt fig 4 ett andra utföringsexempel.

I fig 1 visas ett tygfilter i form av ett slangfilter 1 av gängse uppbyggnad.

Avskiljardelen kan innehålla ett valfritt antal filterslangar. Slangfiltret. består vid det visade exemplet av ett rektangulärt hus 2 med en mel1anbotten.3, i vilken filterslangarna 8 är upphängda. I en större filteranläggning benämns de enskilda husen 2 även kammare. Ovanför mellanbottnen 3 finns en rengaskammare 4 med en rengaskanal 5, från vilken den renade gasen avges. Vid husets undre ände finns en stoftuppsamlingssilo 6 med en utmatningssluss 7. Filterslangarna 8 är anordnade kring ett i mitten beläget, fritt utrymme 20, som upptar ett i tvärsnitt rektangulärt uppfångningsschakt 9. Schaktet 9 är anordnat med sin övre ände 10 på ett bestämt avstånd under mellanbottnen 3. Schaktets 9 undre ände 11 ligger lägre än filterslangarnas 8 undre ändar och är förseddmed en utåtriktad avrundning 21. Denna bildar en kammare som samlar upp stoft 22 (fig 3). Fig 3a visar ett utförande 21a av schaktets 9 undre ände 11, som ytterligare minskar - 4 I kollisionsförlusterna. På avstånd från schaktets 9 undre ände 11 sitter stoftled- plåtar 12, som är förbundna med huset 2 med leder 13. De är placerade så att de dels bildar en inre öppning 23 och dels tillsammans med schaktets 9 underkant 11 bildar en spalt 24. Spalten 24 kan ändras genom omställning av ledplåtarnas 12 lutningsvinkel a. Under öppningen 23 finns ett munstycke 15, vars öppning kan ändras genom en omställning av de övre munstycksväggarna 16. De senare är för detta ändamål försedda med leder 17. En rågaskanal 18, i vilken adsorptions- medlet tillförs i finfördelad form genom en ledning 19, är förbunden med mun- styckets 15 undre ände.

Rågasen med det däri befintliga adsorptionsmedlet passerar genom munstycket 15 och schaktet 9 till den övre delen av omrâdet kring filterslangarna 8. Därifrån passerar den genom filterslangarna, och befrias därvid från huvuddelen av stoftet.

På filterslangarnas 8 utsidor avsätter sig ett växande skikt av stoft, som på känt sätt avlägsnas då och då, i första hand automatiskt med utnyttjande av tryck- skillnaden som styrstorhet. Den renade gasen, som befriats från huvuddelen av sitt innehåll av skadliga ämnen och stoft, lämnar filtret 1 via rengaskammaren 4 och rengasanslutningen 5. Vid utföringsexemplet blandas den för processen erfor- derliga mängden färskt adsorptiqnsmedel in i rågasströmmen omedelbart före inträdet i filterkammaren med hjälp av lämpliga anordningar. Adsorptionsmedlet kan dock även tillföras systemet på något annat lämpligt ställe, t ex efter mun- stycket 15. Från rågaskanalen 18, som kan vara avsmalnande i strömningsriktningen, strömmar den stoftbemängda rägasen ut uppåt genom en slits med bredden 25, och formas av sidoväggarna 16 till en riktad stråle. Tack vare lederna 17 kan väggarnas 16 riktning ändras, vilket visas streckat i fig 3. Gasutloppet från slits- munstycket 15 kan då, t ex vid drift med reducerad genomströmning, ändras från den ursprungliga bredden 25 'till den reducerade bredden 26. Den utträdande gasstrålens impuls kan på så sätt höjas, så att den i det följande beskrivna åter- cirkulationen kan upprätthållas i önskad utsträckning även vid reducerad genom- strömning.

Avståndet mellan munstycket 15 och schaktets 9 .undre ände 11 bestäms med allmänt kända metoder. Avståndet 27 mellan schaktets 9 väggar är större än avståndet 25 mellan munstyckets 15 väggar. I detta omrâde vidgar sig den från munstycket 15 utträdande gasstrålen, och blandar sig med den på grund av det lägre trycket vid munstyckets utlopp från sidorna genom spalterna 24 insugna stofthaltiga gasen. Härigenom uppstår an överlagrad, runt schaktet 9 ,, cirkulerande gasström. Denna åstadkommer en intensiv omblandning av gasen och det återförda stoftet, och därmed effektivare adsorptionsförhållanden. Storleken av spalten 24 för den återförda gasströmmen kan justeras genom omställning av vinkeln a, dvs av ledplåtarnas 12 lutning. På så sätt kan det återförda gasflödets storlek påverkas. Vinkeln c kan med hjälp av en lämplig anordning ställas om 468 543 Stoftet som 'faller ned vid rensningen av slangarna förs till en del med av även under drift. den återförda, gasströmmen, medan en annan del lämnar det inre återföringssys- temet genom inställbara öppningar eller slitsar 28 i ledplåtarna 12 och samlas upp i filtrets 1 silo 6, varifrån det matas ut genom slussen 7.

En ytterligare del av det avskilda stoftet glider längs ledplåtarna 12 och faller över dessas framkanter ned i den ur munstycket 15 utströmmande gasen, som återför denna del av stoftet till systemet och blandar det med gasen. Led- plåtarna 12 består vardera av två delar, som vid sina ändar är försedda med avlånga justeríngshål och efter injustering fixeras till varandra med hjälp av skru- var 14. Om längden 29 minskas ökar den del av stoftet som avlägsnas ur cirkula- tionen och förs till silon 6, och omvänt.

Med hjälp av spalten 24 kan återföringen av gas och stoft ställas in valfritt, dock endast så länge den ur munstycket 15 utströmmande gasens impuls är till- räcklig för att inuti uppfångningsanordningen accelerera stoftet och den återförda gasen till utloppshastigheten vid den övre änden av strömningsvägen, med hänsyn tagen till samtliga uppträdande tryckfall. När ledplåtarna 12 hänger rakt ner (oz = 00) återförs således endast en obetydlig stoftmängd, medan den återförda gasmängden vid oförändrad impuls på munstyckets 15 utlopp når sitt maximum pågrund av att tryckfallet i spalten 24 har sitt minimum. Omvänt kan gasåter- föringen närma sig noll när vinkeln oi görs så stor att spalten 24 endast precis räcker till för att släppa igenom det nedfallande stoftet. Detta är samtidigt det tillstånd då stoftåterföringen genom lämplig inställning av ledplåtarnas 12 längd kan maximeras.

Emedan den återcirkulerande gasmängden och den återförda stoftmängden ändras i motsatta riktningar vid-en omställning kan stofttätheten i den uppåt strömmande gasen ställas in i det närmaste valfritt inom vida gränser och begrän- sas enbart av systemets impuls- eller energibalans. En ytterligare frihetsgrad finns hela tiden tillgänglig genom att utloppsimpulsen kan varieras med en om- ställning av munstyckets 15 öppning 26 så länge det därmed förbundna tryckfallet kan accepteras. ~ Avskiljningsgraden beror bl a av den per volymenhet av gasen tillgängliga ytan på adsorptionsmedlet. Vid en given kornstorleksfördelning är summan av samtliga partiklars yta proportionell mot gasströmmens innehåll av stoft (pulver), varför den per tidsenhet avskilda mängden i varje volymenhet av systemet blir proportionell mot gasens innehåll av fasta ämnen. Avskiljningsgraden kan således påverkas på ett avgörande sätt med hjälp av halten av adsorptionsmedel i gas- strömmen, och därmed med hjälp av den återförda stoftmängden per volymenhet.

Den återcirkulerade gasens inverkan består nästan uteslutande i att den ökar intensiteten i omblandningen av gas och stoft, vilket i sin tur åstadkommer _ . 6 f f' n r' en lelçfelêtivgre adsorptíonsprocess. Gasens uppehållstid i systemet bestäms entydigt av kammarens storlek, och är på samma sätt som vid varje annat förfarande med en reaktionskammare inte tillgänglig för påverkan. Däremot kan stoftets kontakttid påverkas inom vida gränser med utnyttjande av stoftkoncentratíonen, och är direkt proportionell mot denna. Härigenom blir en direkt påverkan på adsorptionsmedlets molförhållande (utnyttjandegrad) möjlig. I motsats till fallet vid de inledningsvis beskrivna äldre systemen kan vid förfarandet enligt uppfin- ningen utan svårighet 20 till 80 gånger det tillförda färska adsorptionsmedlet återcirkulerastrots en mycket liten apparativ insats, vid vilken anordningarna för transport, mellanlagring och dosering av det återförda adsorptionsmedlet bort- faller.

Följande egenskaper kan noteras: Den tryckökning som uppstår i uppfångnings- schaktet täcker tryckfallet i den återströmmande stoft/gasblandningen på schaktets utsida. Vid tillräckligt hög gashastighet i munstycket 15, vilken hastighet fysikaliskt endast begränsas av ljudhastígheten, kan den återförda stoftmängden ökas väsent- ligt. Den egentliga gränsen för återcirkulationen sätts i praktiken i stället av vilken energiförbrukning som är ekonomiskt godtagbar.

Energiförbrukningen kan påverkas i icke obetydlig grad genom utformningen av munstyckets utlopp 26 och schaktets 9 inlopp 11. Munstyckets 15 utlopp 26 skall utformas med så skarp kant som möjligt och får inte divergera, emedan detta minskar utloppsímpulsen. Schaktets 9 underkant 11 skall däremot vara om- sorgsfullt avrundad. Vinkeln B måste ligga väsentligt över DO för att inte ge kolli- sionsförluster vid omböjningen. Denna utformning medför också, så som visas skuggat i fig 3, att det nedfallande stoftet samlas på detta ställe tills det uppnått sin naturliga lutningsvinkel 22. Den med tiden hårdnande stoftavlagringen ger med denna utformning en nästan ideal styrning av strömningen. Vid lättrinnande stoft, dvs stoft med liten lutningsvinkel, kan den önskade styrningen av strömningen också åstadkommas genom en lämplig utformning av ett plåtstycke 21a, som t ex kan utföras och anordnas på det sätt som visas i fig 3a.

Vid utföringsexemplet enligt fig 4 innehåller adsorptionsmedelsledningen 19 en kvarn 30, som tillförs färskt adsorptionsmedel genom en ledning 19a. Ånga kan tillföras genom en eller flera ledningar 31, av vilka ledningen 31a går till kvarnen 30, ledningen 31b till adsorptionsmedelsledningen 19, ledningen 31c till filterkammaren under filterslangarna 8 och ledningen 31d till rågasledningen.

N

Claims (14)

7 468 543 P a t e n t k r a v :

1. Förfarande för adsorption eller kemisorption av gasformiga ämnen i en rågasström genom tillsats av väsentligen torra adsorptionsmedel, som vid behov väljs så att de åstadkommer en kemisk reaktion med de adsorberade gaskompo- nenterna, varvid det belastade adsorptionsmedlet tillsammans med det adsorptions- medel som inte reagerat avskiljs i pulverform i ett tygfilter och delvis återförs till adsorptionsprocessen, kärmetecknat av att pulveråterföringen görs inuti tygfiltret på sådant sätt att 20 till 80 gånger den tíllförda färska mängden åter- cirkuleras, och att en varierbar del av gasen hålls i cirkulation genom att rågasen tillförs genom ett munstycke (15), som är riktat in i ett mot filtret riktat upp- fångningsschakt, varvid gas och avskilt pulver från filtret förs med in i uppfång- ningsschaktet med hjälp av gasen från munstycket.

2. Förfarande enligt kravet 1, kännetecknat av att som tygfilter används ett slangfilter (1).

3. Förfarande enligt kravet 1 eller 2, kännetecknat av att munstycket (15), genom vilket rågasen tillsammans med färskt adsorptionsmedel tillförs till uppfångningsschaktet (9), utförs med inställbar munstycksöppning (26).

4. Förfarande enligt kravet 1 eller 2, kännetecknat av att adsorptions- medlet, sett i rågasens strömningsriktning, tillförs på ett ställe efter munstycket.

5. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den cirkulerande gasen tillsammans med en del av adsorptionsmedlet och en del av det avskilda pulvret under cirkulationen tillförs till uppfångsschaktet (9) genom en varierbar spalt (24).

6. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att rågasen med adsorptionsmedlet och den cirkulerande gasen med delar av pulvret förs samman före inloppet i uppfângningsschaktet (9) och blandas samman i schaktet.

7. Förfarande enligt kravet 3 och kravet 5 eller 6, kännetecknat av att munstycksöppningen (26) och spalten (24) ställs in på sådant sätt att tryckhöjningen i uppfångningsschaktet (9) uppväger tryckfallet i gas/pulverblandningens återström- ning på uppfångningsschaktets (9) utsida.

8. Anordning för genomförande av förfarandet enligt något av kraven 1 till 7 för adsorption eller kemisorption av gasformiga ämnen i en rågasström genom tillsats av väsentligen torra adsorptionsmedel, varvid det be_lastade adsorptions- medlet tillsammans med det adsorptionsmedel som inte reagerat avskiljs i pulver- form i ett tygfilter och delvis återförs till adsorptionsprocessen, kännetecknad av att tygfiltret utgörs av ett slangfilter (1) med flera kring ett öppet centralt utrymme (20) anordnade filterslangar (8), en upptill belägen rengaskammare (4) och en nedtill belägen uppsamlingssilo (6), varvid det öppna centrala utrymmet (20) innehåller ett uppfångningsschakt (9), som upptill slutar på ett avstånd från rengaskammaren (4) och nedtill är anordnat med sin undre ände (11) på ett avstånd 468 543 8 från och symmetriskt i förhållande till ett för tillförseln av rågasen anordnat munstycke (15) med variabel utloppsöppning (26), varvid en med en öppning (23) försedd, lutande botten (12), som tillsammans med uppfângningsschaktets (9) under- kant (11) definierar en spalt (24), är anordnad mellan munstycket (15) och uppfäng- ningsschaktets (9) undre ände (11).

9. Anordning enligt kravet 8, kännetecknad av att bottnen bildas av pulver- ledplåtar (12), som företrädesvis är försedda med öppningar (28) med inställbar storlek.

10. Anordning enligt kravet 9, kännetecknad av att pulverledplåtarna (12) är svängbart lagrade (13) och har ínställbar längd.

11. Anordning enligt kravet 9, kännetecknad av att pulverledplâtarna (12) är höj- och sänkbara utan lutningsändring.

12. Anordning enligt något av kraven 8 till 11, kännetecknad av att mun- styckets (15) öppning (26) och spalten (24) är inställbara.

13. Anordning enligt något av kraven 8 till 12, kärmetecknad av att upp- fângningsschaktets (9) undre ände utåt och/eller inåt har en form som minskar gas- och pulverströmmens kollisionsförluster.

14. Anordning enligt något av kraven 8 till 13, kännetecknad av att mun- styckets (15) övre del (16) är inställbar med en led (17) vars axel kan ställas in och läsas från filtrets utsida, varvid den rörliga munstycksdelen (16) företrädes- vis är anordnad att med upphävande av läsningen automatiskt svängas in vid ström- avbrott eller andra driftstörningar för att skydda munstycket (15) mot nedfallande pulver.