SE500737C2 - Förfarande och anordning för rening och utvinning av energi ur varm gas - Google Patents

Description

10 TI ) Ü) “J H “V f 2 ringen tvingas man i allmänhet acceptera en viss energiför- lust, dvs förbränningsgaserna släpps ut med ett energiinne- håll, som i frånvaro av de svavelhaltiga substanser skulle kunnat nyttiggöras. Denna energiförlust måste i sin tur täckas av ökad bränsleförbrukning, vilket innebär bildning av mer föroreningar och, i det fall fossila bränslen användes, ökad förbrukning av ändliga resurser.

Svaveloxiderna spelar en avgörande roll för möjligheterna att rena förbränningsgaser; när gaserna befriats från svavel- oxider är förutsättningar för att avlägsna övriga förore- ningar i allmänhet betydligt bättre, eftersom risken för kor- rosionsskador på anläggningen då avsevärt minskats.

Det är alltså ur såväl miljö- som ekonomisk synpunkt önskvärt att möjliggöra förbränning av svavelhaltiga bränslen på sådant sätt att i rök- eller avgaserna ingående svaveloxider och/eller av dessa alstrade syror förhindras att nå den yttre miljön, samtidigt som i princip hela energiinnehållet i gaserna tillvaratages utan att förbränningsanläggningen skadas.

Det finns ett flertal olika kända sätt att uppnå sänkta svaveloxidhalter i rök- och avgaser respektive minskade svaveloxidrelaterade skador på förbränningsanläggningar, samt detta i kombination med ökad energiutvinningen ur rök- och avgaser.

Sänkt svaveloxidhalt i förbränningsgaserna kan uppnås genom - avsvavling av bränslet före förbränning; - samtidig förbränning och avsvavling, framförallt genom närvaro av kalksten eller dolomit; - förgasning genom partiell oxidation av bränslet följt av avsvavling och fullständig förbränning, - avsvavling efter förbränning genom adsorption och/eller absorption av fast substans i en reaktor eller y 3 539 73 - avsvavling efter förbränning genom absorption med vatten i en sk skrubber.

Ett annat känt förfarande är att låta en absorberande lös- ning, oftast alkalisk, möta de sura gaserna i en skrubber, varvid gasen neutraliseras, under det att svavlet på olika sätt kan utvinnas ur den använda lösningen.

Risken för korrosionsskador på förbränningsanläggningarna kan minskas genom att man väljer syrabeständigt material till de utsatta delarna. Kända materialval utgörs av glas och plast samt framförallt syrabeständigt stål. I SE-426 341 beskrivs ett sätt med vars hjälp sura, speciellt svavelhaltiga rök- gaser kyls till temperaturer under syradaggpunkten utan att de material, som rökgaserna passerar över angrips oaccep- tabelt mycket. Rökgaserna leds, när de kylts ned till en temperatur där risk för syrakondensation föreligger, över en kylares värmeväxlarväggar för att genom kylning av rökgaserna till under 45-55°C minska kondensatets aggresivitet. I det enda beskrivna exemplet kyls rökgaserna till en temperatur under 50°C, varvid kondensatet har ett pH-värde av 2,2. Några sätt att erhålla kondensat med pH-värden närmare 7 redovisas inte.

Det finns även kända sätt att kombinera ökad energiutvinning ur rök- och avgaser med minskning av svaveloxidhalten utan ökning av svaveloxidrelaterade skador på förbränningsanlägg- ningarna: SE-B-405 892 beskriver en anordning för rökgaskylning, som uppges vara tillämplig på bl a oljeeldade värmepannor i villor, bostadsfastigheter och panncentraler och vars ändamål är att dels förbättra värmepannverkningsgraden och dels att reducera utsläpp av svavelhaltigt material till atmosfären.

Anordningen består av ett konventionellt system med cirkule- rande, uppvärmt vatten och av detta vatten uppvärmda radiato- rer, varvid en värmepump är anordnad så att kondensorn för- medan för- värmer det vatten, som återmatas till pannan, ångaren kyler rökgaserna efter att dessa värmt radiator- 7 I. 533 737 4 vattnet. Det därvid erhållna kondensvattnet får rinna genom ett filter och ner i utloppet.

I SE-B-440 608 beskrivs ett förfarande och en anordning för rening av rökgaser med högt vattenhalt från t ex avfalls- förbränning med avseende på klorväte och tungmetaller. Rök- gaserna leds vid en temperatur av 200-250°C in botten av ett första avskiljningssteg i vilket steg gasen bringas i kontakt med finfördelat vatten, som sprutas ut vinkelrät mot gasernas strömningsriktning från munstycken vid kärlets väggar. Gaser- na kyls ned till ca 60-70°C, varvid dels vattnet i gasen till viss del kan kondenseras och dels vattenlösliga substanser kan tvättas ur gaserna. Det vatten som inte tas upp av gasen leds ut och behandlas i en separat tank. Gasen leds vidare uppåt till ett andra avskiljningssteg, i vilket vatten in- sprutas. Det insprutade vattnet tappas av vid kärlets botten, kyls eventuellt av en värmepumps förångare, varefter vatten- flödet delas upp i två delflöden, av vilka ett leds genom en pH-justeringsanordning och därefter återcirkuleras till steg två, under det att det andra flödet leds till steg ett.

Syftet med det första steget är att rena gaserna, medan det andra stegets syfte är att kondensera ut tillräckligt med vatten för att rena gaserna i steg ett. Rökgasernas tempera- tur efter steg två anges i ett exempel vara ca 35°C. Det framgår att låga tryckfall eftersträvas: förutom de vinkel- räta vattenstrålarna möter de uppåtstigande rökgaserna inga hinder i anordningen. Således är risken stor för att i vatten svårlösliga föroreningar passerar igenom, åtminstone vid de angivna temperaturerna och vid det angivna rökgasflöde 9 m3/s. Anordningen är 6 m hög och 2 m i diameter. Det är uppenbart att anordningen och förfarandet inte bara är avsett för, utan faktiskt förutsätter rökgaser med hög vattenhalt, t ex från förbränning av bränslen eller avfall med hög vatten- halt; i beskrivningen anges genererad vattenmängd (i det andra avskiljningssteget) vara ca 0,6 liter/sekund (= 2160 1/h). Om torra gaser behandlas blir den från andra avskilj- ningssteget avtappade vattenmängden för liten för att tvätta ur föroreningar i det första steget.

Efïfi ÜÜÉ UUU lg I SE-B-448 258 beskrivs en anordningen, som är avsedd för energiutvinning ur rökgaser från förbränning av mycket fuk- tiga, flis och bark, vilken utgörs av en skrubber. Vatten insprutas i skrubbern med inspruts- fasta bränslen, t ex torv, riktningen vinkelrät mot gasernas strömningsriktning. Det vatten, som samlas upp i skrubbern leds till en tank och där- efter vidare till en jonbytaranordning och en värmeväxlare, varefter vattnet pumpas tillbaka till skrubbern. Anordningen är mindre lämplig för oljeeldning, eftersom man då skulle få svåra problem med syrakorrosion. Avgastemperaturen efter skrubbern anges vara ca 50°C.

Den kända tekniken är således behäftad med ett flertal bris- ter, vilka mot bakgrund av den allt mer kritiska inställ- ningen i samhället till miljöstörningar framstår som allt allvarligare. Man kan med fog förvänta sig att de miljövår- dande myndigheterna inom en inte alltför avlägsen framtid i princip inte kommer att tillåta några miljöstörande utsläpp från vare sig industriella processer eller från förbrännings- anläggningar. Det är samtidigt en allmänt förekommande upp- fattning inom den kända tekniken att det kostar väsentligen lika mycket att avlägsna 90% av de i gaserna förekommande föroreningarna som det kostar att avlägsna återstående 10%; den kända tekniken löper alltså stor risk att bli alltför kostsam för nya tiders miljökrav. En närmare analys av den kända tekniken visar vidare att sk fullständig avsvavling av rökgaser i princip endast är möjlig med kapitalintensiva, tekniskt komplicerade lösningar, som främst är tillämpliga i stor skala, och att vid de lösningar, som avser ökad energi- utvinning, avskiljningsförmågan i allmänhet begränsas av hur mycket föroreningar som kan upptas av det utfällda kondens- vattnet. Pga av den stora korrosionsrisken är man dessutom ofta tvungen att använda synnerligen korrosionsbeständiga material, som oftast är dyra, såsom rostfritt stål, eller också mekaniskt mindre hållfasta material, såsom glas. Efter- behandling av svavelsurt kondensvattnet med kalciumhaltiga substanser ger stora mängder avfall. Värmeväxlarna, som rökgaserna kyles i, måste med jämna mellanrum rengöras för att avlägsna sot, som fastnat i utfällt kondensat. Vid be- 7 i :op W 6 uUJ I 1 HJ l handling av rök- eller avgaser i skrubbrar måste gaserna efter behandlingen återuppvärmas för att inte orsaka kon- densation i förbränningsanläggningen eller vid skorstens- utloppet, samtidigt som ofta stora mängder svavelsurt vatten släpps ut i och orsakar förorening av kringliggande vatten- drag. Den kända tekniken ger ingen lösning, som inte är behäftade med åtminstone någon av ovanstående brister.

Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett för- farande och en anordning, med vilka ovan nämnda brister undanröjes.

Detta syfte uppnås med ett förfarande för rening och utvin- ning av energi ur varm gas, företrädesvis med en temperatur av åtminstone lO0°C, t ex rökgas och/eller avgas, vilken gas innehåller vattenlösliga och/eller -olösliga föroreningar, varvid gasen i ett första steg kyles genom att den mättas med vatten, som tillföres i form av finfördelat kylvatten, den med vatten mättade gasen i ett andra steg tillföres finför- delat kylvatten, så att gasen avkyles genom att värme över- föres till vattnet, den kylda gasen bortledes, det uppvärmda vattnet kyles genom värmeväxling med ett medium, som därefter användes för uppvärmningsändamål, vilket förfarande känne- tecknas av att allt vatten efter kylningen i det första steget föres till det andra steget i ång- och eventuellt vätskeform, att den i det andra steget tillförda kylvatten- mängden per tidsenhet är 100-400 gånger större än den med den ingående gasen följande vattenmängden för kylning av gasen i det andra steget till en temperatur av 5-20°C, företrädesvis 7-15°C, speciellt 7-l2°C, och för kondensering av i gasen in- gående ånga så att gasen befrias från ingående föroreningar, att allt vatten efter kylningen i det andra steget återföres till det första och det andra steget såsom kylvatten, förutom en vattenmängd väsentligen motsvarande den som tillförts med den varma gasen, vilken vattenmängd avlägsnas före återför- ingen, och att de vattenolösliga och vattenlösliga förore- ningarna avskiljes från vattnet före återföringen. 7 [QPR "if-f-'I utJU I ul Med "rökgas" menas i denna ansökan gas från förbränning av fast eller flytande bränsle, medan med "avgas" avses gas från förbränning av gasformigt bränsle. I denna ansökan innefattar begreppen "vatten" och "kylvatten" inte bara rent vatten utan även vattenlösningar med större eller mindre mängder upplösta och/eller dispergerade substanser, vidare vattenhaltiga vät- skor som innefattar icke upplösta eller dispergerade partik- lar, samt alla vattenhaltiga vätskor, som innefattar en väsentlig andel vatten. Med "avskiljning av föroreningar" menas i denna ansökan vidare såväl direkt avlägsnande av föroreningar som oskadliggörande av föroreningar genom att de reagerar med eller binds till någon substans, t ex genom att vätejoner neutraliseras med hjälp av hydroxidjoner.

Med detta förfarande erhålles en i princip fullständigt sluten process för rening av och eventuell energiutvinning ur förorenade varma gaser. Genom att man med föreliggande upp- finning kyler de behandlade gaserna till ovanligt låga tempe- raturer åstadkommes en ökad och starkt önskvärd avskiljnings- grad av föroreningarna till, jämfört med den kända tekniken, mycket låga kostnader; den ökade avskiljningsgraden är dess- utom förbunden med förbättrad bränsleekonomi, eftersom det i samband med temperatursänkningen uttagna värmet kan nyttig- göres, t ex med hjälp av en värmepump, som användes för uppvärmningsändamål. En annan fördel med förfarandet enligt föreliggande uppfinning är att det i princip eliminerar behovet av utrymmeskrävande och dyra skorstenar; med för- farandet behandlade rök- och avgaser är nämligen svala, torra och i allt väsentligt rena och kan således släppas ut till omgivningen genom ett enkelt rör, t ex av plast.

Förfarandet kan tillämpas på såväl helt torra gaser som mer eller mindre vattenhaltiga gaser. I de fall gasen är vat- tenhaltig, dvs innehåller ånga, kondenserar denna ånga i det andra steget tillsammans med det i det första och andra steget tillförda vattnet. För att upprätthålla en vid drift huvudsakligen konstant vattenmängd vid förfarandet avlägsnas en vattenmängden som är lika stor som den som tillföres med gasen. -» '.~' s Q. ffx.

H W u f C Vad gäller vattenlösliga föroreningar är förfarandet enligt föreliggande uppfinning särskilt lämpligt för rening av gaser som innefattar sura, korrosiva substanser, speciellt svavel- haltiga sådana, och då framförallt svaveloxider. Anledningen till detta är dels att gasernas temperatur sänks till en ovanligt låg temperatur, varvid de korrosiva substansernas reaktivitet, med avseende på reaktionshastighet, minskar i avsevärt snabbare takt än motsvarande temperatursänkning, dels att den genom den i det andra steget insprutade kylvat- tenmängden per tidsenhet är avsevärt mycket större än den med den ingående gasen följande vattenmängden, t ex 100-400 gånger större, och dels att en del av de vid svaveloxidernas reaktion med vatten bildade väte- eller hydroxoniumjonerna neutraliseras eller avskiljes från vattnet, t ex genom reak- tion med hydroxidjoner eller genom jonbyte. Det är emellertid ingen svårighet för en fackman inom det aktuella teknikområ- det att tillämpa föreliggande uppfinning för att rena gaser från andra vattenlösliga föroreningar, t ex basiska eller neutrala.

Förfarandet enligt föreliggande uppfinning är speciellt lämp- ligt för rening av rökgaser från förbränning av bränslen, vilka innefattar vattenlösliga föroreningar och vilka har lågt vatteninnehåll, framförallt, men inte uteslutande, svavelhaltig eldningsolja; detta beroende på att gaserna kyls ner till ovan nämnda låga temperaturer. Nerkylning till ca lO°C resulterar vid normalt atmosfärstryck i att vatten- avskiljningsgraden från rökgaser från förbränning av eld- ningsolja ökar högst väsentligt i jämförelse med den kända tekniken. Det är i och för sig möjligt att med den kända tekniken vid gynsamma betingelser och under kortare perioder nå ner till ca lO°C; med föreliggande uppfinning möjliggöres emellertid en konstant rökgastemperatur vid ca lO°C.

Mediet, med vilket det uppvärmda vattnet kyles genom värme- växling, kan utgöras av vilket för ändamålet lämpligt fluidum som helst. Emellertid är mediet företrädesvis ett köldmedium, varmed i denna ansökan avses ett fluidum vars ångbildnings- värme användes för kylning. Detta köldmedium ingår i sin tur 9 Cflfi 7 I qtib B företrädesvis i en värmepumpsprocess, varvid köldmediet efter värmeväxlingen i förångat tillstånd avledes och bringas att avge det upptagna värmet för något uppvärmningsändamål genom kondensation.

Det första och andra steget kan genomföras fysiskt helt åtskilda eller vara fullständigt integrerade med varandra, så att gasen mättas och avkyles med kylvattnet i en obruten följd, varvid respektive stegs utsträckning i tiden endast betingas av naturlagarna, eller vara delvis åtskilda och delvis integrerade. De två stegen är emellertid ofta åtmin- stone delvis åtskilda, speciellt i de fall gasen är av högre temperatur och eventuellt innefattar substanser som i sig själva och/eller tillsammans med vatten är aggressiva, efter- som det utrymme, i vilket det andra steget genomföres, då kan utformas av material, som har lägre termisk och i före- kommande fall kemisk beständighet och som därigenom i allmän- het är billigare än det material, som utrymmet för det första steget måste utformas av; temperaturen, och därmed substan- sernas eventuella aggresivitet, är ju lägre i det andra steget än det första.

Föreliggande uppfinningen är även lämplig för rening av rök- gaser från förbränning av bränslen, vilka innefattar i vatten svår- eller olösliga föroreningar, t ex rökgaser från för- bränning av biobränslen, vilka innehåller tjärliknande sub- stanser. Detta framförallt genom att avskiljning med kondens- vattnet möjliggöres genom att rökgaserna i ett labyrintsystem bringas i direktkontakt med kylvatten som med hög relativ hastighet sprutas i eller mot rökgasernas strömningsriktning, varvid den tillförda kylvattenmängden per tidsenhet före- trädesvis är betydligt större än den med de ingående gaserna medförda vattenmängden.

Föreliggande uppfinning avser även en anordning för rening och utvinning av energi ur varm gas, som innehåller vatten- lösliga och/eller -olösliga föroreningar, varvid den varma gasen i ett första steg kyles genom att den mättas med vat- ten, som tillföres i form av finfördelat kylvatten, varefter \_\'] TI 3 Ûfï rf.','-? u:J I 1 10 C C den med vatten mättade gasen i ett andra steg tillföres finfördelat kylvatten, så att gasen avkyles genom att värme överföres till vattnet, varefter den kylda gasen bortledes och det uppvärmda vattnet kyles, vilken anordning känneteck- nas av att anordningen bildar ett kretslopp och innefattar en inloppskanal för gasen, i inloppskanalen anordnat organ för tillförsel av kylvatten i finfördelad form för att i det första steget mätta gasen med vatten, en kylkammare, i vilken inloppskanalen mynnar, i kylkammaren anordnat organ för till- försel av kylvatten i finfördelad form och i en mängd som per tidsenhet motsvarar 100-400 gånger den med den ingående gasen följande vattenmängden för att i det andra steget kyla gasen till en temperatur av 5-20°C, en till kylkammaren ansluten behållare för behandling och avskiljande av föroreningar, eventuellt filter för avskiljande av vattenolösliga föro- reningar, ett bräddavlopp i kylkammaren eller behållaren för avlägsnande av en vattenmängd väsentligen motsvarande den som tillförts med den varma gasen, en pump, en värmeväxlare, åtminstone en ledning, som förbinder behållaren med värme- växlaren, eventuellt en ledning som förbinder kylkammaren med värmeväxlaren, åtminstone en ledning, som förbinder värme- växlaren med de i inloppskanalen och de i kylkammaren anord- nade organen, för återförsel av väsentligen allt vatten efter kylningen i det andra steget såsom kylvatten, bortsett från den vattenmängd som avlägsnas via bräddavloppet, och en utloppskanal för gasen.

Det i kylkammaren anordnade organet för tillförsel av kyl- vatten innefattar företrädesvis ett flertal spraymunstycken, som lämpligen är riktade mot gasens strömningsriktning.

Kylkammaren är vidare företrädesvis försedd med åtminstone en partiell mellanvägg, som är så anordnade att gaserna tvingas passera en sträcka motsvarande minst kylkammarens dubbla längd. Det finns med andra ord en labyrintgång anordnad i kylkammaren, genom vilken gaserna leds. I denna labyrintgång finns företrädesvis anordnat ett flertal spraymunstycken, lämpligen med väsentligen lika mellanrum. Denna utformning möjliggör en synnerligen kompakt, utrymmes- och därmed kost- nadsbesparande konstruktion av anordningen, varvid samtidigt 11 som vf? kontaktytan gentemot det tillförda kylvattnet blir mycket stor, vilket i sin tur innebär avsevärt bättre förutsätt- ningar för energi- och materietransport från gaserna till kylvattnet.

Den till kylkammaren anslutna behållaren för behandling av föroreningar innefattar företrädesvis medel för pH-reglering, lämpligen i riktning mot ett pH-värde av ca 7. Medlet kan utgöras av vilket känt pH-regleringsmedel som helst och väljs naturligtvis främst med utgångspunkt från de i gaserna in- gående föroreningarnas syra- eller baskaraktär. Då exempelvis rökgaser från förbränning av svavelhaltig olja renas kan behållaren innehålla någon känd substans för neutralisation av syra, t ex den produkt som under varunamnet "Hydrolit-Mg" marknadsföres av företaget Akvapur AB, eller någon känd jonbytare, som med jämna mellanrum kan regenereras. I de fall föroreningarna innefattar i vatten svårlösliga substanser innefattar behållaren lämpligen medel för lösliggörande av dessa substanser. Då exempelvis rökgaser från förbränning av biobränslen skall renas, vilka rökgaser innehåller betydande mängder organiska och i vatten svårlösliga substanser, kan man i behållaren tillföra något hydrolysbefrämjande medel, t ex en basisk lösning.

Filtret för avskiljande av vattenolösliga föroreningar kan t ex innefatta en uppströms om behållaren anordnad partikel- spärr, som avskiljer flytande och sedimenterade partiklar från vätskeflödet. Anordningen kan även innefatta ett själv- rensande filter, företrädesvis uppströms om pumpen.

Värmeväxlaren innefattar företrädesvis av en värmepump, varvid det från kylkammaren och/eller behållaren kommande, relativt varma vattnet i värmepumpens förångare avger värme till ett i värmepumpen cirkulerande medium, företrädesvis ett köldmedium. Det på detta sätt uppvärmda köldmediet bringas sedan i värmepumpens kondensor att avge det upptagna värmet, lämpligen till något uppvärmningsändamål. lO J 1 n 7 i.) 1 _I.! 'f 12 in C Det är bekant att det för uppvärmningsändamål under ett, med avseende på uteluftens temperatur, normalt år i bl a Sverige under hela året finns ett behov av värme vid låg effektnivå, t ex för tappvarmvatten, medan behovet vid den högsta effekt- nivån under året, toppeffekten, däremot endast förekommer under en mycket liten del av året, i allmänhet ett litet antal timmar, oftast under vintern. Under övriga året, dvs exklusive den korta tid då behov av toppeffekten föreligger, varierar naturligtvis effektbehovet mellan nämnda låga ef- fektnivå och toppeffekten. Det är vidare känt att det är ekonomiskt fördelaktigt att fylla de under året förekommande energibehoven med hjälp av en kombination av en värmepump, som under praktiskt taget hela året alstrar värme vid en konstant effektnivå, sk baseffekt, under det att behovet av värme vid högre effektnivåer fylles med hjälp av en värme- panna, som därvid alstrar en effekt motsvarande skillnaden mellan aktuell, högre effektnivå och baseffekten. Den av pannan alstrade effekten varieras i allmänhet genom att för- bränningen i pannan sker intermittent, dvs med mer eller mindre varierande mellanrum. Ofta är pannan dessutom kapaci- tetsreglerad, t ex genom att den är försedd med flera brännarmunstycken, vilka kopplas in en i taget för för- bränning; detta minskar behovet av att driva pannan inter- mittent och ökar dess gångtid. I de fall toppeffekten är relativt stor utgörs pannan i praktiken ofta av ett pann- system (dvs ett system som innefattar ett flertal värme- pannor), varvid kapacitetsregleringen dessutom, eller alter- nativt, kan ske genom att de enskilda pannorna tages i drift successivt, allt efter behov.

Vid en föredragen utföringsform av föreliggande uppfinning användes därför anordningen i samband med värmepanna, som är avsedd för uppvärmningsändamål, t ex en oljeeldad värmepanna, som företrädesvis är kapacitetsreglerad, varvid anordningen innefattar en värmepump. Värmepumpen är vid denna utförings- form försedd med en andra förångare, som är anordnad i serie med ovan nämnda, dvs första förångare. Denna andra förångare är företrädesvis effektmässigt likvärdig med den första förångaren och kan valfritt vara av vätske- eller luftberört sou få slag. Genom att låta denna andra förångare ta upp värme av någon annan värmekälla kan värmepumpen drivas kontinuerligt .och under väsentligen konstanta driftbetingelser. Exempelvis kan uteluften under de delar av året, då denna lufts tempera- tur är relativt hög tjäna som värmekälla för den andra för- ångaren. Detta är mycket fördelaktigt eftersom man på detta sätt kan utnyttja det totala värmesystem, som värmepannan och värmepumpen utgör tillsammans, på ett synnerligen ekonomiskt sätt. Då värmebehovet är som lägst, vilket i princip inträf- far då uteluftens dygnsmedeltemperatur är som högst, hålles värmepannan avstängd medan hela effektbehovet täcks av värme- pumpen, som upptar värme från uteluften via den andra för- ångaren. Då värmebehovet är som störst, dvs motsvarar topp- effekten, vilket i allmänhet inträffar under vintern, den del av effektbehovet, då upptar värme från rökgaserna från värme- täcks som motsvarar baseffekten av värme- pumpen, vilken pannan via den första förångaren, medan resterande effekt- behov täcks av värmepannan. Mellan dessa extremfall uppfylls de olika under året uppträdande effektbehoven genom val av lämpliga driftbetingelser för värmepannan samt genom lämplig, och av uteluftens temperatur betingad fördelning av värmepum- pens värmeupptag mellan den första och andra förångaren.

Vid en alternativ utföringsform av föreliggande uppfinning är anordningen anpassad för användning i samband med förbränning av fasta bränslen, företrädesvis biobränslen såsom torv, skogsavfall o dyl. Kylkammaren är vid denna utföringsform försedd med en partikelspärr, som avskiljer mer eller mindre fasta partiklar från den på botten av kylkammaren samlade vattenvolymen. Partiklarna ansamlas på kammarens botten och avtappas vid lämpliga tidpunkter via en vid kammarens botten anordnad slussventil. Samtidigt tappas en viss mängd av det i kylkammaren befintliga vattnet ut, varför en ventil före- trädesvis finns anordnad att för att leda in vatten från något lämpligt, externt vattenledningssystem, vilket vatten leds till det i kylkammaren befintliga organet för kylvatten- tillförsel, varigenom kammaren åtminstone delvis renspolas.

Detta organ innefattar ett flertal spraymunstycken, som i de fall risk föreligger att munstyckena sätts igen av partiklar 13 ff“fi 7 gï i 3 1 I I Ä: »E .f A 14 V. _ . .- U IW: C lämpligen är riktade i gasens strömningsriktning. Före pumpen finns företrädesvis ett ej närmre beskrivet självrensande filter anordnat. I behållaren, som är avsedd för behandling av föroreningar tillföres vid denna utföringsform något lämp- ligt hydrolysbefrämjande medel och/eller någon tensid för att lösliggöra och/eller i vatten svårlösliga substanser.

Föreliggande uppfinning löser således flertalet av de prob- lem, som den kända tekniken är behäftad med; den gör det möjligt att avlägsna i princip samtliga i rökgaser före- kommande föroreningar till en kostnad som i många fall under- stiger kostnaden för en 90%-ig rening med den kända tekniken.

Uppfinningen erbjuder en relativt tekniskt okomplicerad lösning, som mycket väl kan tillämpas även i mindre skala, speciellt med tanke på att anordningen enligt föreliggande uppfinning kan tillverkas till ett produktpris, som under- stiger priset för motsvarande anordningar enligt den kända tekniken med ca 50%. Eftersom uppfinningen dessutom innebär ett bättre energiutnyttjande och anordningen enligt upp- finningen kräver ett förhållandevis litet utrymme är de sammantagna ekonomiska fördelarna med föreliggande uppfinning mycket stora. Genom att den tillförda kylvattenmängden är betydligt större än den via gaserna tillförda vattenmängden ökas förmågan att avskilja föroreningar avsevärt i förhållan- de till den kända tekniken för energiutvinning från för- orenade rökgaser, speciellt svavelsura rökgaser. Föreliggande uppfinning möjliggör vidare kombinerad energiutvinning ur och rening av svavelsura rökgaser utan behov av vare sig dyra material såsom syrabeständigt stål eller bräckliga material såsom glas. Risken att anordningen enligt föreliggande upp- finning skulle sättas igen av sot är i jämförelse med den kända tekniken avsevärt mindre. Eftersom risken för korrosion pga svavelsurt kondensat i skorstenar och liknande i princip undanröjes med föreliggande uppfinning undanröjes även beho- vet av att återuppvärma gaserna efter behandlingen. Likaledes minskas med föreliggande uppfinning utsläppen av miljö- störande, svavelsurt vatten. fIfïfi 'IZ-'gï -JvU (u: Föreliggande uppfinningen beskrivs mer detaljerat nedan med hjälp av ett exempel med hänvisning till bifogade ritningar, i vilka Fig 1A är en allmän och schematisk sidvy i genomskärning av en utföringsform av uppfinningen; Fig 1B visar en förenklad vy uppifrån i genomskärning av den i Fig 1 visade utföringsformen; Fig 2A är en detaljbild av värmepumpskretsen i Fig 1, varvid denna krets är försedd med en ytterligare förångare, i detta fall luftberörd; Fig 2B likaledes är en detaljbild av värmepumpskretsen i Fig 1, vilken krets även den är försedd med en ytterligare för- ångare, i detta fall dock vätskeberörd; Fig 2C visar en del av kylvattenkretsen i Fig 1, men försedd med en ytterligare värmeväxlare; Fig 3 är ett schematiskt principschema för en utföringsform av uppfinningen, vilken är anpassad för rening av rökgaser från förbränning av fasta bränslen; Fig 4A är en schematisk vy uppifrån och i genomskärning av en utföringsform av anordning enligt uppfinningen; Fig 4B visar ett snitt längs linjen B - B i Fig 3A; Fig 4C visar ett snitt längs linjen C - C i Fig 3A; och Fig 4D visar ett snitt längs linjen D - D i Fig 3A; varvid ritningarnas och exemplets enda syfte är att under- lätta förståelsen av uppfinningen och inte i något avseende är avsedda att begränsa omfånget för uppfinningen.

CW ~"-' 16 l (JJ Ûíï 7 '\I&J Å I Fig 1 leds varm, förorenad gas in i en inloppskanal 1, i vilken finns anordnat ett organ 2 genom vilket kylvatten tillföres. Organet 2 innefattar ett flertal spraymunstycken 3, varigenom det tillförda kylvattnet finfördelas och en mycket stor kontaktyta mellan gasen och vattnet åstadkommes.

Den varma gasen nedkyles under väsentligen konstant entalpi i inloppskanalen 1 under det att den mättas med vatten.

Inloppskanalen 1 är något lutad för att eventuellt överskott av kylvatten ska kunna rinna ner i en kylkammare 4, till vilken även gasen leds. I kylkammaren 4 finns ytterligare ett organ 5 för tillförsel av kylvatten anordnat, varvid även organet 5 innefattar ett flertal spraymunstycken 6 av väsent- ligen samma slag som de i organet 2. Det från organet 5 tillförda kylvattnet bringas i kontakt med gasen varvid värmeenergi överföres från gasen till kylvattnet. Den från organet 5 tillförda vattenmängden är företrädesvis betydligt större än den från organet 2. Av Fig 1B framgår att det i kylkammaren 4, med hjälp av ett antal mellanväggar 7, åstad- kommes ett labyrintsystem, genom vilket gasen leds. Det genom organet 5 tillförda, finfördelade vattnet kyler ner gasen till ca 10°C innan den med hjälp av en fläkt 8 leds ut via en utloppskanal 9. Vid nedkylningen kondenserar i princip hela gasens vatteninnehåll ut och faller, tillsammans med det tillförda kylvattnet, till kammarens 4 botten 10. Det konden- serande vattnet för med sig föroreningar som följt med den inkommande gasen. Genom blandning av kondensatvatten och kylvatten på bottnen 10 erhålles föroreningarna i utspädd form. Av det uppvärmda och förorenade vattnet i kammaren 4 leds en del via en anslutning 11 till en behållare 12 för be- handling av föroreningar. I behållaren 12 behandlas vattnet med en fyllning 13, varigenom vattenlösliga föroreningar åtminstone delvis avskiljes från vattnet. Via ett bräddavlopp 14, som är försett med ett vattenlås 15 avtappas en vatten- mängd motsvarande den, som förts in i anordningen via gasen; bräddavloppet 14 tjänar även till att reglera vattennivån i kylkammaren 4 och behållaren 12. Av det uppvärmda vattnet pumpas en delström från kammaren 4, via en ledning 16, och en delström från behållaren 12, via en ledning 17, med en pump 18 via en ledning 19 till en värmeväxlare 20, som utgörs av .¶ 17 ._Ûnï T tßu I w (FI en förångare i ett värmepumpsystem 21. Ledningarna 16 och 17 är så anordnade att fast och/eller halvflytande material i kylkammaren 4 och behållaren 12 förhindras från att sätta igen dessa; i detta fall är ledningens 16 och ledningens 17 inloppsmynningar anordnade att befinna sig på avstånd från kammarens 4 botten 10 respektive från bottnen av behållaren 12. Det är i och för sig inte nödvändigt att anordningen är försedd med ledningen 16, dvs det är möjligt att utforma anordningen så att hela det av pumpen 18 till värmeväxlaren pumpade vattenflödet hämtas från behållaren 12. För att behållarens 12 storlek ej skall vara alltför stor är emel- lertid anordningen företrädesvis försedd med en ledning 16, varvid dessutom flödet i ledningen 16 företrädesvis är betyd- ligt större än flödet i ledningen 17; eventuellt, och speci- ellt vid stora anläggningar, kan ledningen 17 istället mynna direkt i kylkammaren 4, i vilket fall flödet i ledningen 17 t ex kan ombesörjas av en enkel doseringspump. Efter att ha kylts i värmeväxlaren 20 leds kylvattnet via ledningar 22, 23 och 24 tillbaka till gasreningsprocessen, varvid inget nytt kylvatten behöver tillföras utifrån anordningen. Det från vattnet i värmeväxlaren 20 bortförda värmet förs med hjälp av ett medium i värmepumpsystemet 21, som är försett med en kompressor 25, till systemets 21 kondensor 26, i vilken värme avledes till något uppvärmningsändamål. Mediet leds därefter via en strypventil 27 tillbaka till förångaren 20.

Såsom angivits ovan innefattar en föredragen utföringsform av uppfinningen en anordning för rening av rökgaser från värme- pannor, som på ovan beskrivet sätt samverkar med en värme- pump, som är försedd med en andra förångare. Fig 2A-B illust- rerar olika varianter av denna utföringsform. I Fig 2A är värmepumpsystemet 21 försett med en andra, luftberörd för- ångare 28, som är anordnad mellan förångaren 20 och kom- pressorn 25. Då effektuttaget från värmepannan (visas ej) minskar genom kapacitetsreglering sjunker temperaturen på de rökgaser, som leds ut via utloppskanalen 9, eftersom man samtidigt behåller en konstant kyleffekt på förångaren för att därigenom få värmepumpen att avge konstant effekt. Då temperaturen i kanalen 9 sjunker under en viss förutbestämd ._W l.. nn 'väv 18 'xJU [ulf (H temperatur, t ex 10°C, startas en fläkt 30, vilken företrä- desvis är varvtalsreglerad och regleras med hjälp av en givare 29, varvid varm luft, t ex uteluft eller pannrumsluft (beroende på vilken som har störst energiinnehåll), leds över den luftberörda förångaren 28. Givaren 29 och fläkten 30 samverkar för att hålla en konstant temperatur i kanalen 9 av l0°C. Då pannan stoppar (intermittent drift) går fläktens varvtal upp till maximalt värde. I Fig 2B visas en annan var- iant på nämnda utföringsform, varvid den andra förångaren dock är vätskeberörd. På motsvarande sätt som den i Fig 2A visade varianten regleras belastningen på en vätskeberörd förångare 31 av en i utloppskanalen 9 anordnad givare 29. Då temperaturen i kanalen 9 understiger ett visst, förutbestämt värde, t ex lO°C öppnas, med hjälp av givaren 29 en ventil 32, som är anordnad på en ledning 33, vilken leder varm vätska, t ex återflöde från något processteg eller liknande, till förångaren 31. Det via ledningen 33 till värmeväxlaren 31 förda, varma vätskeflödet kan även komma från en luftbe- rörd värmeväxlare (visas ej), som t ex kan uppta värme från pannrumsluft, uteluft eller frånluft i ett ventilationssystem eller liknande.

För att uppnå samma syfte som vid de i Fig 2A-B uppvisade utföringsformerna kan uppfinningen även utformas på sådant sätt som illustreras av Fig 2C, vilket i viss mån påminner om en i SE-B-455 880 beskriven anordning, varvid en ytterligare värmeväxlare 34 anordnas på tillförselledningen 19 till förångaren 20. Värmeväxlaren 34, som valfritt kan vara luft- eller vätskeberörd, illustreras här med en vätskeberörd värmeväxlare, som tillföres varm vätska via en ledning 35. I värmeväxlaren 34 överföres värme till vattenflödet i ledning- en 19 till förångaren 20. Tillförseln av varm vätska till värmeväxlaren 34 regleras av en ventil 36, som i sin tur regleras av en givare 29 i utloppskanalen 9.

Självfallet kan det i Fig 2A-C illustrerade reglersystemet, som innefattar givaren 29, fläkten 30 samt ventilerna 32 och 36, utformas på en mångfald andra sätt inom ramen för före- l0 19 (11 of: UU ~ __] 'H liggande uppfinning beroende på de speciella villkor som gäller i det enskilda fall uppfinningen avses tillämpas.

Såsom ovan angivits kan uppfinningen även tillämpas för rening av och energiutvinning ur rökgaser från förbränning av fasta bränslen, såsom t ex pellets, torv, skogsavfall och liknande. Svavelhalten i rökgaserna från förbränning av dessa bränslen är å ena sidan i allmänhet relativt låg, varigenom problem med korrosion är relativt små, medan halten av i vatten svårlösliga substanser och partiklar å andra sidan är relativt hög, varigenom problem uppkommer i form av bl a kletiga avsättningar på värmeväxlarytor och liknande. En principiell utformning av en för rening av rökgaser från fasta bränslen anpassad utföringsform av uppfinningen illust- reras av Fig 3. Varma, förorenade rökgaser leds via en in- loppskanal 37, i vilken finfördelat kylvatten tillföres med hjälp av ett organ 38, som innefattar ett flertal spraymun- stycken 39, till en kylkammare 40, i vilken gaserna bringas i intim kontakt med finfördelat kylvatten, som tillföres genom ett organ 42 med spraymunstycken 41. Gaserna leds genom ett ej visat labyrintsystem, under det att de utsättes för inten- siv vattenbegjutning. Vid slutet av labyrintsystemet leds gaserna, vid en temperatur av ca l0°C, ut via en utloppskanal 43 med hjälp av en däri anordnad fläkt (visas ej). Större delen av de med rökgaserna inkommande föroreningarna avskil- jes tillsammans med det utkondenserade vattnet. Kylkammaren 40 avgränsas gentemot en behandlingsbehållare 44 med en vägg 45, som utsträcker sig från kammarens 40 tak 46 ner till en liten bit från kammarens 40 botten 47. En vägg 48 sträcker sig från bottnen i kammaren 40 nära väggen 45. Dess höjd är något lägre än den normala vätskenivån vid drift. Väggarna 45 och 48 bildar tillsammans 45 en partikelspärr eller filter 49, för vatten som flödar från kammaren 40 till behållaren 44. Det vatten som strömmar in i behållaren 44 är således befriat från större och tyngre partiklar. Partiklar som sedimenterar på kylkammarens 40 botten 47 dräneras inter- mittent genom ett utlopp till en dräneringsledning 50, varvid utflödet regleras med en lämpligt dimensionerad ventil 51.

För att åstadkomma effektivare dräneringar är bottnen 47 I Q!! /u-”x >.v ¿ . 20 (H lutad så att sedimenterade partiklar åtminstone i samband med dräneringarna rör sig i riktning mot utloppet. I behållaren 44 behandlas i vatten svårlösliga substanser genom tillsats av hydrolysbefrämjande medel, t ex lut, och/eller disperge- ringsmedel, t ex någon tensid, vilka medel tillsättes från en tank 52 via en ledning 53. Härigenom påskyndas hydrolys, åtminstone partiell, av åtminstone vissa svårlösliga orga- niska substanser, varvid lättlösligare substanser bildas. Övriga substanser och eventuella partiklar bildar med hjälp av dispergeringsmedlet en stabil dispersion. Pâ detta sätt minskas risken för avsättningar på olika ytor i anordningen avsevärt. Från behållaren 44 avskiljes kontinuerligt, via en med ett vattenlås 54 försett bräddavlopp 55, en vattenmängd, som motsvarar den vattenmängd som tillföres anordningen med de inströmmande rökgaserna. Även vid denna utföringsform regleras vattennivån i kammaren 40 och behållaren 44 med hjälp av bräddavloppet 55. Resterande vatten pumpas, via en ledning 56 och ett inte närmare beskrivet självrensande filter 57 med en pump 58, via en ledning 59, till en värme- växlare 60, som t ex kan vara en förångare i ett värmepump- system, i vilken vattnet kyls med något lämpligt medium. Led- ningens 56 inloppsmynning befinner sig på något avstånd från behållarens 44 botten. Efter kylning med värmeväxlaren 60 leds vattnet, via ledningar 61a,61b såsom kylvatten till organen 38 och 42, varigenom processen slutes. För att till- föra vatten motsvarande det, som avtappas i samband med de intermittenta dräneringarna av sediment finns till ledningen 59 en färskvattenledning 62 för tillförsel av vatten från externt vattenledningsnät ansluten. Tillförseln av vatten regleras med en ventil 63, som i sin tur eventuellt och på valfritt sätt kan regleras av någon lämplig givare av lämplig mätstorhet, exempelvis på så sätt att ventilen 63 öppnas i samband med dränering via dräneringsledningen 50. Färskvat- tenledningen 62 användes även för att tillsätta vatten då anordningen i övrigt är helt eller delvis tagen ur drift, varvid vattnet, som tillföres via munstyckena 41 dessutom spolar kylkammarens 40 inre ytor så att åtminstone en del av det fasta eller halvflytande material som eventuellt avsatt sig på dessa ytor sköljes bort. Anordningen kan eventuellt 21 Cfïfi \J\)\J ."\,5. även innefatta ytterligare sprutmunstycken (visas ej) för påfyllning av vatten till processen samt för rensköljning av kammarens 40 inre ytor.

Spraymunstyckena 41 kan eventuellt vara rörliga så att kyl- vattnet valfritt kan sprutas i med-, mot- eller korsström med rökgasströmmen; detta framförallt i det fall risk föreligger att rökgaserna är så bemängda med partiklar att spraymun- styckena 41 riskera att sättas igen, i vilket fall mun- styckena 41 vändes så att de sprutar i medström. Självfallet kan anordningen enligt föreliggande uppfinning vara försedd med fasta sprutmunstycken, som sprutar antingen väsentligen med-, mot- eller korsström med rökgasströmmen, eller i någon önskad kombination av dessa sprutriktningar.

Det genom Fig 3 illustrerade renspolningssystemet, som inne- fattar en dräneringsledning 50 och en färskvattenledning 62 kan naturligtvis även tillämpas vid andra utföringsformer av uppfinningen, t ex vid rening av och energiutvinning ur rökgaser från förbränning av eldningsolja. Färskvattenled- ningen 62 möjliggör därvid även enkel påfyllning av vatten efter driftstopp, t ex i samband med underhåll.

I Fig 4A-D visas en del av en utföringsform av anordningen enligt uppfinningen, vilken använts vid det försök, som beskrivs i följande exempel. I denna speciella anordning leds varma, svaveloxidhaltiga rökgaser från förbränning av eld- ningsolja in i en kylkammare 100 via en inloppskanal 101, i vilken gasen i ett första steg mättas med hjälp av finför- delat vatten, som tillförs via sprutmunstycken 102, och därifrån via ett utrymme 103 samt en smal spalt 104 i en kortvägg 105. Med hjälp av spalten 104 erhålles ett relativt stort tryckfall, varigenom ett jämnare gasflöde åstadkommes.

I kylkammaren 100 bringas rökgaserna i kontakt med finför- delat kylvatten med hjälp av spraymunstycken 106. Rökgaserna, som leds i ett med hjälp av en mellanvägg 107 åstadkommet labyrintsystem, kyls av det insprutade kylvattnet till ca °C, varvid i princip rökgasernas hela vatteninnehåll kon- denseras och antingen direkt eller via kylkammarens insidor v*- f ..-n |.__..._....

'J-YÉ-z _,'--.Ä I Quv \.=|' 108 och innertak 109 faller till kammarens 100 botten 110; en avsevärd andel av rökgaserna svavelinnehåll medföljer detta vatten. De svala, torra och från föroreningar väsentligen befriade gaserna leds via en spalt 111 i en kortvägg 112 och ett utrymme 113 ut från anordningen genom en utloppskanal 114. Vid kylkammarens 100 ena långvägg 115 finns en behållare 116 anordnad för behandling av det utkondenserade och med kylvatten utspädda, svavelsura vattnet. Mellan långväggen 115 och den gemensamma botten 110 i kylkammaren 100 och behålla- ren 116 finns en öppning 117, genom vilken en del av vattnet i kylkammaren 100 leds in i behållaren 116, i vilken vattnet neutraliseras med hjälp av en väsentligen fast, basisk fyll- ning 118. För att undvika tryckfall i den i kylkammaren 100 samlade vattenmängden och för att underlätta omblandning av vattnet i, så att den vid bottnen 110 ansamlade vattenmängden erhåller en homogenare halt av föroreningar, finns i mel- lanväggen 107, under vattenmängdens yta, anordnat ett flertal öppningar 119. Via ett i behållaren 116 anordnat, med ett vattenlås 120 försett bräddavlopp 121 avledes en vattenvolym motsvarande den som medförts av de inkommande rökgaserna, varigenom vattennivån i kammaren 100 och behållaren 116 även regleras. Behållaren 116 avgränsas vid sin ena kortsida av en kortvägg 122. I väggen 122 finns en öppning 123, genom vilken ett flöde av neutraliserat vatten leds in i ett utrymme 124.

Till detta utrymme 124 förs också vatten från kylkammaren 100 via en öppning 125 mellan en låg överbräddningsvägg 126 och en kortvägg 127 i kylkammaren 100; väggen 127 är således anordnad i den kortväggen 105 på motstående delen av kyl- kammaren 100. öppningen 125 är så utformad, att väggen 127 sticker ned till en liten bit från bottnen 110 i kylkammaren 100. Väggen 127 dessutom befinner sig, i förhållande till utrymmet 124, på motsatt sida om överbräddningsväggen 126; genom denna utformning av öppningen 125 kan vatten kontinuer- ligt avledas från kammaren 100 samtidigt som rökgaserna hålles inneslutna i kammaren 100. Med hjälp av öppningen 125 kan även olösliga, på vattnet flytande partiklar och liknande avskiljas från det till utrymmet 124 utströmmande vatten- flödet. I utrymmet 124 kombineras således neutraliserat vatten från behållaren 116 med svagt svavelsurt och från 23 . Ü_! (H olösliga partiklar befriat vatten från kylkammaren 100. Denna kombinerade vattenmängd pumpas därefter med hjälp av en pump (visas ej) via en ledning 128 till en värmeväxlare (visas ej), i vilken vattnet avger värme motsvarande det som vattnet tagit upp från rökgaserna. Därefter leds kylvattnet dels via en ledning 129 tillbaka till i vilken (visas kylkammaren 100, vattnet via ledningar ej) i mellanväggen 107 leds till spraymunstyckena 106, som är anordnad i par för att åstad- komma effektivare kylning av hela det i kylkammaren 100 strömmande gasflödet, och dels via en ledning 130 till de i inloppskanalen 101 anordnade sprutmunstyckena 102.

Exempel Nedan beskrives, med hänvisning till Fig 4A-C, ett försök med en prototypanläggning i enlighet med föreliggande uppfinning.

Eldningsolja, som höll en fukthalt av <0,05% och en svavel- halt av ca 0,2% förbrändes i en mängd av ca 11 kg/h. Rök- ca 1,25 kg vatten/kg ca 14 kg vatten/h gaserna från denna förbränning innehöll förbränd olja och förde således med sig till anordningen. Rökgaserna fördes vid en temperatur av ca 215°C och ett flöde av ca 167 Nm3/h via kanal 101, i vilken gaserna med hjälp av sprutmunstyckena anordningens inlopps- 102, som var av märket VeeJet® (capacity size 8010 eller 8015) bringades i direkt och intim kontakt med fínfördelat kylvatten, som höll en temperatur av ca 4°C, och som till- fördes i en mängd av ca 0,42 1/min, in i kylkammaren 100.

Eftersom den teoretiskt erforderliga vattenmängden för mätt- ning av rökgaserna under de vid försöket rådande betingelser- na var ca 0,13 1/min innefattade den via munstyckena 102 tillförda vattenmängden ett betydande överskott. Inlopps- kanalen 101 hade en diameter av 160 mm och var tillverkad av syrafast stål. Dimensionerna för kammaren 100 var: bredd: 280 mm längd: 1000 mm höjd: 450 mm f" ÜÜÜ: v' f så; 'TÜí-r? i' å; (H (Û LD ( Konstruktionsmaterialet för kammaren 100 var polypropen. Även i kammaren 100 bringades rökgaserna i direkt och intim kon- takt med finfördelat kylvatten, som höll en temperatur av ca 4°C. Kylvattnet tillfördes i en mängd av ca 45 l/min till och finfördelades i kammaren 100 av spraymunstycken 106, som var av samma slag som munstyckena 102. Det genom munstyckena 102 och 106 totala flödet var således ca 45 l/min och således ca 195 ggr större än det via rökgaserna tillförda kondensat- flödet. Noteras bör dessutom att förhållandet mellan det via munstyckena 106 och munstyckena 102 tillförda vattenmängderna var ca lO7:1. Det finfördelade kylvattnets droppstorleken ca 600-800 pm. Kontaktytan mellan kylvattnet och gasen var ca 7,5 n? per liter insprutat vatten och munstycke. Den genom utloppskanalen 113 utströmmande, renade rökgasen hade en temperatur av ca 9,5°C. Efter värmeväxlingen med rökgaserna var vattnets temperatur ca 10,7°C. Den totala från rökgaserna till vattnet överförda effekten var således ca 20 kW. Fyll- ningen 118 i behållaren 116 utgjordes av ett kulformigt poröst filtermaterial, som bestod av magnesiumföreningar (Mqv-Mq<0H>2>, föres av företaget Akvapur AB (Bromma). vilket under namnet “Hydrolit-Mg" marknads- Det bör tilläggas att man vid de i ovanstående exempel angiv- na betingelserna per timme avskiljer ca 6 kg vatten mer än om de utgående rökgasernas temperatur i enlighet med den kända tekniken tillåtes vara 35°C. Med tanke på att rökgasflödets fukthalt är ca 14 kg/h innebär föreliggande sänkning av ned- kylningstemperaturen till ca 10°C en avsevärt förbättrad avskiljníng, från ca 45% till ca 90%.

Omfånget av föreliggande uppfinning skall inte anses vara begränsat av något annat än de bifogade patentkraven. De angivna utföringsformerna, exemplen, ritningarna och liknande tjänar endast som illustration. Inom ramen för föreliggande uppfinning innefattas naturligtvis också en mångfald andra utföringsformer, som genomsnittsfackmannen kan utföra och tillämpa mot bakgrund av rådande betingelser.

Claims (18)

10 15 20 25 30 35 (N (J CD \4 QM 25 Patentkrav

1. Förfarande för rening och utvinning av energi ur varm gas, t ex rökgas och/eller avgas, vilken gas innehåller vatten- lösliga och/eller -olösliga föroreningar, varvid - gasen i ett första steg kyles genom att den mättas med vatten, som tillföres i form av finfördelat kylvatten, - den med vatten mättade gasen i ett andra steg till- föres finfördelat kylvatten, så att gasen avkyles genom att värme överföres till vattnet, - den kylda gasen bortledes, - det uppvärmda vattnet kyles genom värmeväxling med ett medium, som därefter användes för uppvärmningsändamål, kännetecknat av att - allt vatten efter kylningen i det första steget föres till det vätskeform, andra steget i ång- och eventuellt - den i det andra steget tillförda kylvattenmängden per tidsenhet är 100-400 gånger större än den med den ingående gasen följande vattenmängden för kylning av gasen i det andra steget till en temperatur av 5-20°C och för kondensering av i gasen ingående ånga så att gasen befrias från ingående föroreningar, - allt vatten efter kylningen i det andra steget återföres till det första och det andra steget såsom kylvatten, förutom en vattenmängd väsentligen motsvarande den som tillförts med den varma gasen, vilken vattenmängd avlägsnas före återföringen, och 10 15 20 25 30 35 26 - de vattenolösliga och vattenlösliga föroreningarna avskiljes från vattnet före återföringen.

2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att den varma gasen har en temperatur av åtminstone 100°C.

3. Förfarande enligt något av föregående krav, varvid för- oreningarna innefattar sur, vattenlösliga, substans, kännetecknat av att den sura substansen helt eller delvis neutraliseras.

4. Förfarande enligt krav 3, kännetecknat av att den sura substansen är svaveloxidhaltig.

5. Förfarande enligt något av kraven 1-4, kännetecknat av att gasen i det andra steget kyles till en temperatur av 7-15°C.

6. Förfarande enligt krav 5, kännetecknat av att gasen i det andra steget kyles till en temperatur av 7-12°C.

7. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att mediet är ett köldmedium.

8. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att det första och det andra steget är fysiskt åtskilda.

9. Förfarande enligt något av kraven 1-8, kännetecknat av att det första och det andra steget är integrerade med varandra.

10. Anordning för genomförande av ett förfarande enligt något av kraven 1-9, varvid den varma gasen i ett första steg kyles genom att den mättas med vatten, som tillföres i form av fin- fördelat kylvatten, varefter den med vatten mättade gasen i ett andra steg tillföres finfördelat kylvatten, så att gasen avkyles genom att värme överföres till vattnet, varefter den kylda bortledes och det vattnet kyles, gasen uppvärmda 10 15 20 25 30 35 Gi] 173 Lïl 27 kännetecknad av att anordningen bildar ett kretslopp och innefattar en inloppskanal (1,37,101) för gasen, i inloppskanalen (1,37,101) anordnat organ (2,39) för tillförsel av kylvatten i finfördelad form för att i det första steget mätta gasen med vatten, en kylkammare (4,40,l0O), i vilken inloppskanalen (1,37,101) mynnar, i kylkammaren (4,40,100) anordnat organ (5,42) för tillförsel av kylvatten i finfördelad form och i en mängd som per tidsenhet motsvarar 100-400 gånger den med den ingående gasen följande vattenmängden för att i det andra steget kyla gasen till en temperatur av 5- 2o°c, en till kylkammaren (4,40,100) ansluten behållare (12,44,116) för behandling och avskiljande av förore- ningar, eventuellt filter (49,57) för avskiljande av vatten- olösliga föroreningar, ett bräddavlopp (l4,55,l21) i kylkammaren (4,40,100) eller behållaren (l2,44,116) för avlägsnande av en vattenmängd väsentligen motsvarande den som tillförts med den varma gasen, en pump (l8,58), en värmeväxlare (20,60), åtminstone en ledning (17,19,56,59,128), som förbinder behållaren (l2,44,116) med värmeväxlaren (20,60), 7 10 15 20 25 30 35 28 - eventuellt en ledning (16) som förbinder kylkammaren (4,40,100) med värmeväxlaren (20,60), - åtminstone en ledning (22,23,24,61a,6lb,129,130), som förbinder värmeväxlaren (20,60) med de i inloppskanalen (l,37,l0l) och de i kylkammaren (4,40,100) anordnade organen (2,5,38,42), för återförsel av väsentligen allt vatten efter kylningen i det andra steget såsom kylvatten, bortsett från den bräddavloppet vattenmängd som avlägsnas via (14,55,121), och - en utloppskanal (9,43,114) för gasen.

11. Anordning enligt krav 10, kännetecknad av att bräddav- loppet (14,55,121) är försett med ett vattenlås (15,54,120).

12. Anordning enligt något av kraven 10 eller 11, kännetecknad av att det i inloppskanalen (l,37,l01) och/eller det i kyl- kammaren (4,40,100) anordnade organet (2,5,38,42) för tillför- sel av kylvatten innefattar åtminstone ett spraymunstycke (3,6,39,4l,lO2,lO6).

13. Anordning enligt något av kraven 10-12, kännetecknad av att kylkammaren (4,40,100) är försedd med åtminstone en mellanvägg (7,107) för bildning av ett labyrintsystem.

14. Anordning enligt något av kraven 10-13, kännetecknad av att behållaren (12,44,116) innehåller en fyllning (l3,118), som innefattar medel för pH- för behandling av föroreningar reglering.

15. Anordning enligt något av kraven 10-14, kännetecknad av att behållaren (12,44,11e) innehåller en fyllning (13,118), för behandling av föroreningar som innefattar medel för jonbyte. 589 'F57 29

16. Anordning enligt något av kraven 10-15, kännetecknad av att värmeväxlaren (20,60) är en förângare i ett värmepump- system (21).

17. Anordning enligt krav 16, kännetecknad av att värmepump- systemet (21) är försett med en ytterligare förångare (28,31).

18. Anordning enligt något av kraven 10-17, kännetecknad av att anordningen innefattar en ytterligare värmeväxlare (34).