SE506946C2 - Anläggning för rening av gaser - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 . ' if? 506 946 2 H E. . E 1 - 3 Föreliggande uppfinning tar sikte på att undanröja ovan- nämnda brister hos tidigare kända skrubberanläggningar och skapa en förbättrad anläggning. Ett grundläggande syfte med uppfinningen är sålunda att skapa en för rening av brandrökga- ser särskilt lämpad skrubberanläggning som icke blott ger en effektiv rening av brandrök med avseende på såväl fasta som gasformiga beståndsdelar, utan även förmår arbeta pá ett opti- malt sätt även då den genomströmmas av extremt stora mängder brandrök. Med andra ord skall anläggningen kunna arbeta under en tid av åtminstone flera timmar utan att sättas igen av större fasta beståndsdelar av det slag som normalt utgör en stor andel av brandrök. Ett ytterligare syfte är att skapa en anläggning från vilken avskilda, fasta såväl som gasformiga beståndsdelar låter sig evakueras på ett enkelt sätt. Det är även ett syfte att skapa en skrubberanläggning som effektivt sänker temperaturen hos de genomströmmande rökgaserna till en minimal nivå före utsläpp i det fria.

Enligt uppfinningen nås åtminstone det grundläggande syftet medelst de särdrag som är angivna i patentkravets 1 kän- netecknande del. Fördelaktiga utföranden av den uppfinningsen- liga skrubberanläggningen är vidare definierade i de osjälv- ständiga kraven. 11.. Via..

På ritningarna är: Fig 1 en schematisk illustration av ett första utförande av den uppfinningsenliga anläggningen, Fig 2 ett förstorat detaljsnitt visande en för uppfinningen karakteristisk föravskiljare ingående i skrubbern, Fig 3 en schematisk planvy ovanifrån visande en alternativ skrubber enligt uppfinningen, och Fig 4 en mycket förstorad detaljvy illustrerande avskiljarele- ment ingående i en sekundär reningsanordning i skrub- bern. 10 15 20 25 30 3i . arg, 506 946.

I fig 1 betecknar 1 generellt en skrubber som i det givna exemplet tänkes vara underjordiskt placerad för att vid behov betjäna en likaledes underjordiskt placerad, arbiträr anläggning, kal, ett garage eller liknande. Markplanet antyds schematiskt vid 2. kan släppas ut i det fria. Skrubbern 1 är ansluten till huset 3 t ex väg- eller järnvägstunnel, en försäljningslo- I detta markplan visas ett hus 3 via vilket renad gas via ett utlopp 4 i form av en grov stos eller rörledning. Ett inlopp 5 till skrubbern är anslutet till ett grovt rör 6 som avgränsar en inloppskanal för obehandlad brandrök. I denna inloppskanal 6 verkar åtminstone en fläkt 7 med vars hjälp brandröken kan från enskilda utsugspunkter evakueras från de utrymmen i vilket brand uppstått. I inloppskanalen kan även för att initiellt befukta och kyla den ankommande brandröken, vilkens vara anordnad en eller flera sprinkleranordningar 8, 8' temperatur ofta kan uppgå till storleksordningen 400°C.

Skrubbern 1 avgränsas av ett ládformigt hus innefattande sidoväggar 9, en takdel 10 samt en botten 11 i vilken ingår ett uppsamlingstråg 11'. I detta tràg kan vatten eller vätska sam- las upp och avledas via en dräneringsledning 12. Då den inkom- mande brandröken passerar genom skrubbern från inloppet 5 mot utloppet 4 passerar densamma ett antal efter varandra i gasens strömningsriktning följande reningsanordningar av vilka en _ första är generellt betecknad 13. Tre sekundära reningsanord- 15 och 16.

Karakteristiskt för den första eller primära reningsan- ningar är betecknade 14, ordningen 13, vilken tjänar såsom en föravskiljare i skrubbern, är att densamma innefattar åtminstone en perforerad platta upp- ströms vilken är anordnad åtminstone en sats första munstycken 17 med uppgift att bespruta plattans uppströmssida med spol- vätska, i synnerhet vatten (eventuellt med särskilda tillsat- ser). I det i fig 1 visade utförandet är den perforerade skil- jeväggen sammansatt av två plattor 19, 19', vilka är lokalise- 19' bildar sålunda en takliknande, V-formig konstruktion som till- rade i trubbig vinkel mot varandra. Dessa båda plattor 19, sammans med sidoväggarna 9 och bottnen 11 avgränsar en undre kammare 20 i skrubbern. I praktiken föredras att tillverka plattorna 19, 19' av perforerad stålplåt med jämförelsevis stor frïfi 10 15 20 25 30 506 946 tjocklek (se även fig 2), ehuru även andra material är tänk-, tjocklek av 3 - 6 kan uppgå till 8 4 bara. Därest stålplåt används kan denna ha en mm, varvid diametern hos de enskilda hålen 21 - 12, 21 bör ligga inom området 25 - 35%, lämpligen ca 10 mm. Den totala hälarean för samtliga hål lämpligen ca 30% av plåtar- nas area. De enskilda hålen kan ha väsentligen cylindrisk form (fasningar kan finnas vid den ena eller båda ändarna) och sträcka sig vinkelrätt mot plàtens plan.

På visst avstånd före eller uppströms plátarna 19, 19' sträcker sig ett antal rörledningar 22 som var och en är bestyckad med ett flertal munstycken 17. Dessa munstycken är så monterade och beskaffade att de sprutar vatten i en eller flera strålar 24 som är snedställda relativt den enskilda, perfore- rade plàtens plan. För ändamålet används med fördel s k flat- munstycken som, genom att ha smala, avlånga mynningar, bringar vattnet att sprutas ut i flata strålar. Då vattnet sprutas ut med högt tryck får den enskilda strålen därför knivartad karak- tär. En viktig uppgift för det vatten som med högt tryck spru- tas ut ur dessa första munstycken 17 är att befukta och kyla den ankommande brandröken samtidigt som den avskiljer fasta beståndsdelar, såsom sotflagor, ur röken. Icke minst viktig är även uppgiften att renspola hålen 21 i plátarna.

I detta sammanhang må nämnas att den tvärsnittsvis V- formade konstruktion som åstadkoms genom snedställningen av de perforerade plátarna 19, 19' säkerställer en jämn tryckfördel- ning hos den i kammaren 20 inkommande brandröken, närmare bestämt på så sätt att trycket blir ungefär likformigt över samtliga hål.

På visst avstånd nedströms de perforerade plåtarna är - närmare bestämt i ett med 20' betecknat utrymme - anordnade två satser andra munstycken 25, 25' vilka sprutar vatten i mot- ström mot den genom perforeringshålen passerade gasen. Det vat- ten som sprutas ut ur dessa munstycken befuktar och kyler röken eller gasen ytterligare. Munstyckena är anbragta på ledningsrör 26. Dessa ledningsrör är anslutna till ett i sin helhet med 27 betecknat vattenledningssystem som via en inloppsledning 28 tar emot färskt, jämförelsevis kallt vatten från lämplig extern källa. I ledningssystemet ingår pumpar 29 och ventiler 30 för att fördela vattnet på lämpligt sätt icke blott till själva 10 15 20 25 30 35 5 506.946. skrubbern utan även till de uppströms denna placerade sprink-' leranordningarna 8, 8'. De tvärgående rörledningar 22 som bär de första munstyckena 17 är ävenledes, via samlingsledningar 26' anslutna till vattendistributionssystemet 27.

Den med 14 betecknade sekundära reningsanordningen 14 kan med fördel utgöras av en sats krökta och med fällor utförda avskiljarplåtar av det slag som är kommersiellt tillgängliga under varubenämningen LECHLER-plåt. Ett exempel på utformningen av dylika avskiljarplåtar visas i fig 4. Såsom framgår av denna figur leds blandningen av gas, vatten och/eller vattenånga i krökta banor mellan närbelägna plåtar 31 varvid densamma under sin strömning träffar chikanartade plåtpartier 32, 32' som bil- dar fällor i vilka vattendroppar och fasta partiklar fångas upp för att rinna ned antingen motströms rökmatningsriktningen (vid utförandet enligt fig 1) eller i riktning vinkelrätt mot rök- gasmatningsriktningen (vid utförandet enligt fig 3).

Vid utförandet enligt fig 3 är skrubbern 1' placerad liggande eller horisontellt mellan ett inlopp 5' och ett utlopp 4'. På samma sätt som vid det tidigare beskrivna utförandet inbegriper skrubbern 1' en föravskiljare 13'. I denna ingår en enda, väsentligen vertikal, perforerad plåt eller platta 19".

Uppströms denna perforerade platta är anordnade första mun- stycken 17'. Nedströms plattan är anordnade andra munstycken 25" i en eller flera satser. Den enda väsentliga skillnaden mellan utförandet enligt fig 1 och 3 är sålunda att det sist- nämnda använder sig av en enda enkel, plan hålplåt 19".

Vid båda utförandena kan de sekundära reningsanordning- arna 15, 16 bestå av galler- och/eller gitterformigt anordnade trådar eller nät på vilka vattendroppar och fasta partiklar kan avsätta sig. I praktiken kan med fördel användas sådana nätkon- struktioner som är kommersiellt tillgängliga under varubenäm- ningen KIMRE. 1; E. . J. J.. . E 1. IE.. å] Då den ankommande brandröken av fläkten 7 matas in i kammaren 20 med en viss hastighet och ett visst tryck och träf- far den eller de perforerade plåtarna sker en tryck- och has- tighetsökning då röken passerar de enskilda hålen. Samtidigt erhålls en turbulent strömning som i hög grad ökar kontaktytan W U 20 25 30 35 506 946 mellan den passerande rökgasen och det vatten som sprutas in'i 6 gasströmmen förmedelst de första munstyckena 17 och blandar sig med rökgasen. I och med att munstyckena är så riktade att de flata, plan ernás en effektiv renspolning av hålen som säkerställer knivartade strålarna snedställs mot perforeringsplàtens att sotflagor och liknande, relativt stora beståndsdelar ej fastnar i hålen. Snedställningen av vattenstrálarna bidrar även till att öka den genom hålen passerande rökgasens turbulenta rörelser. Det vatten som av munstyckena 17 sprutas ut mot per- foreringsplåtens uppströmssida bildar i praktiken en barriär genom vilken all rökgas måste passera innan den tränger in i hålen. Genom att använda ett jämförelsevis högt tryck i det vatten som sprutas ut via munstyckena slås vattendropparna sön- der till mycket fina droppar då de träffar plåten och hålen däri. Genom den turbulenta strömning som uppstår i hålen sker en ytterligare sönderdelning av dessa finare vattendroppar, varvid dropparnas aktivt gasadsorberande kontaktyta förstoras på ett fördelaktigt sätt.

När rökgasen passerat genom de perforerade hålen 21 'expanderas densamma och under denna expansion sjunker tempera- turen hos den nu övermättade gasen. Denna temperatursänkning förstärks ytterligare av det faktum att ytterligare, färskt och kallt vatten sprutas in i utrymmet 20' nedströms perfore- ringsplåten förmedelst de andra munstyckena 25, 25'. Detta vat- ten är sàlunda betydligt kallare än den rökgas som matas in i utrymmet 20' mellan perforeringsplåten och den sekundära reningsanordningen 14. De fasta, förhållandevis smà partiklar som icke avskilts ur rökgasströmmen bildar nu kondensationskär- nor för den vattenànga som förekommer i utrymmet 20', varvid denna vattenånga kondenseras och växer tillsammans med partik- larna till större agglomerat. Dessa större agglomerat är för- hàllandevis enkelt avskiljbara i de efterföljande reningsanord- 15, 16. in med högt tryck under generering av extremt små vattendroppar åstadkommas en kraftig kyleffekt. Denna kyleffekt förstärks ningarna 14, Genom att stora mängder kallvatten sprutas ytterligare genom att den vattenånga som bildats genom uppvärm- ning av vattnet kondenseras under agglomerering. Att små drop- par bildas innebär även en kraftig ökning av gasfasernas lös- lighet i vatten. Enär vattnet icke cirkuleras i skrubbern utan 10 15 20 25 30 - “Wår- , 506.946 fastmer kontinuerligt tillförs ledningssystemet i färskt, kallt tillstånd kan vattnet städse lösa maximala mängder gas. Genom att erforderliga vattenmängder beräknas med hänsyn till såväl önskad kyl- och kondensationseffekt som till behovet av att vattnet skall kunna lösa de i brandröken ingående gasfaserna utan att vattnet hinner bli mättat innan det lämnar skrubbern, erhålls maximal och mycket hög avskiljningsgrad för såväl de fasta som.gasformiga faserna i röken.

De vattendroppar som bildats genom kondensering av vattenånga på fasta partiklar samt de vattendroppar som i övrigt följer med rökgasströmmen genom skrubbern anländer slutligen till de avslutande reningsanordningarna 14, 15, 16. I den första av dessa, nämligen anordningen 14, som fungerar såsom en avvattningsanordning, kommer den i föravskiljaren grovt renade gasen att underkastas dynamiska riktningsändringar under vilka vattendroppar som är tyngre än gasmolekylerna avskiljs och drâneras genom skrubbern och dennas dräneringsledning. De droppar som ej avskiljs i reningsanordningen 14 passerar till anordningarna 15, 16 i vilka icke blott silverkan och dynamisk riktningsförändring utan även ytkraftkontakt utnyttjas för att ytterligare förstora vattendropparna och/eller partiklarna så att dessa avskiljs när de vuxit till en storlek som ej längre medger passage genom det finmaskiga gitter som ingår i anordningarna.

När sålunda gasen släpps ut i det fria efter att ha pas- serat skrubbern i dess helhet är densamma icke blott kyld utan även effektivt befriad från större delen av de fasta och gas- formiga beståndsdelar som initiellt medföljde brandröken.

Inn fr] . E. .

Uppfinningen är ej begränsad blott till de beskrivna och på ritningarna visade utförandena. Sålunda är det tänkbart att tillämpa uppfinningen även vid rening av andra gaser än just het och hårt smutsad brandrök.

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 F' 506 946 8 Batentkray

1. Anläggning för rening av gaser, i synnerhet brandrökgaser, innefattande en skrubber (1) genom vilken gasen kan passera från ett inlopp (5) mot ett utlopp (4) och i vilken ingår flera efter varandra i gasens strömningsriktning följande reningsan- (13, 14, 15, 16), att en första, såsom föravskiljare tjänande reningsanordning (13) ordningar k ä n n e t e c k n a d därav, innefattar en perforerad platta (19, l9', 19") uppströms vilken är anordnad åtminstone en sats första munstycken (17) med upp- gift att bespruta plattans uppströmssida med spolvätska, i syn- nerhet vatten, la hålen (21) ta beståndsdelar ur gasen, och att nedströms plattan är anord- (25, 25') med uppgift att spruta vätska i motström mot den genom perfore- i syfte att befukta och kyla gasen, samt renspo- i plattan samtidigt som den avskiljer större fas- nad en eller flera satser av andra munstycken ringshàlen passerade gasen i syfte att dels ytterligare befukta och kyla denna, dels bringa vattenånga att kondenseras pà de såsom kondensationskärnor verkande fasta partiklar som fortfa- rande ingår i gasen, varvid vätskan och partiklarna bildar agg- lomerat vilkas storlek underlättar avskiljning i efterföljande reningsanordningar (14, 15, 16).

2. Anläggning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, sammanlagda tvärsnittsarea uppgår (19) att perforeringshålens (21) till 25 - 35%, lämpligen ca 30% av plattans area.

3. Anläggning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d (17) spruta vätskan i en eller flera strålar (24) som är snedställda därav, att det enskilda första munstycket är anordnat att relativt den perforerade plattans plan.

4. Anläggning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att munstycket (17) vätskan i en flat stråle. utgörs av ett flatmunstycke som sprutar ut

5. Anläggning enligt något av föregående krav, k ä n n e- t e c k n a t därav, att ett flertal första munstycken (17) är 9 506 946 mønterade pà ett gemensamt rör (22) placerat pà visst ašstánd' uppströms den perforerade plattan.