SK105597A3 - : Spôsob odstraňovania pevných častic z plynov a zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu - Google Patents

Abstract

Spôsob odstraňovania pevných častfc z plynov spoCíva v tom, že plyn prúdi proti aspoň jednému systému niekoľkých vodných blán umiestnených v jednej rovine prieCne na smer prúdenia plynu, pričom medzi jednotlivými vodnými blanami, vytváranými rozstriekavanfm prúdu vody s rýchlosťou 0,5 až 30 m/s privádzaného na terCíky, sú vo vzdialenosti od terčfka, kde sa vodné blany rozpadávajú, tvorené medzery na prechod plynu. Zariadenie na uskutočnenie spôsobu pozostáva z potrubia (4) na prúdiaci plyn, v ktorom je aspoň jeden systém niekoľkých dýz (1) rozmiestnených v jednej rovine prierezu potrubia (4), dýzy (1) sú opatrené prívodom vody, priemer dýz (1) d je 2 až 50 mm, proti každej dýze je umiestený valcovitý terčik (2) s priemerom 1,2 až 5 d, ktorého nárazová plocha (5)je rovná alebo vydutá, pričom polomer guľovej vydutej plochy (5) terčíka (2) je väčší ako priemer terčíka (2) a vzdialenosť terčíka od ústia dýzy je väčšia ako 1 mm a vyústenie dýz (1) je v smere prúdenia plynu alebo proti smeru prúdenia plynu. Dýzy (1) sú umiestnené na rozvodnej rúrke (3) a terčíky (2) sú proti otvorom dýz (1) umiestnené na nosníku (14), ktorý je spojený s rozvodnou rúrkou (3) podperami (15), ktoré sú umiestnené v oblasti rozpadu vodných blán. Za systém dýz (1) môže byť v smere prúdenia plynu vložená mechanická prekážka (16).

Description

(57) Anotácia:

Spôsob odstraňovania pevných častfc z plynov spoCíva v tom, že plyn prúdi proti aspoň jednému systému niekoľkých vodných blán umiestnených v jednej rovine prieCne na smer prúdenia plynu, pričom medzi jednotlivými vodnými blanami, vytváranými rozstriekavanfm prúdu vody s rýchlosťou 0,5 až 30 m/s privádzaného na terCíky, sú vo vzdialenosti od terčfka, kde sa vodné blany rozpadávajú, tvorené medzery na prechod plynu. Zariadenie na uskutočnenie spôsobu pozostáva z potrubia (4) na prúdiaci plyn, v ktorom je aspoň jeden systém niekoľkých dýz (1) rozmiestnených v jednej rovine prierezu potrubia (4), dýzy (1) sú opatrené prívodom vody, priemer dýz (1) d je 2 až 50 mm, proti každej dýze je umiestený valcovitý terčik (2) s priemerom 1,2 až 5 d, ktorého nárazová plocha (5) je rovná alebo vydutá, pričom polomer guľovej vydutej plochy (5) terčíka (2) je väčší ako priemer terčíka (2) a vzdialenosť terčíka od ústia dýzy je väčšia ako 1 mm a vyústenie dýz (1) je v smere prúdenia plynu alebo proti smeru prúdenia plynu. Dýzy (1) sú umiestnené na rozvodnej rúrke (3) a terčíky (2) sú proti otvorom dýz (1) umiestnené na nosníku (14), ktorý je spojený s rozvodnou rúrkou (3) podperami (15), ktoré sú umiestnené v oblasti rozpadu vodných blán. Za systém dýz (1) môže byť v smere prúdenia plynu vložená mechanická prekážka (16).

n y

Spôsob odstraňovania pevných častíc z plynov a zariadenie Jť uskutočnenia tohtíío spôsobu

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu odstraňovania pevných častíc z plynov a zariadenia k uskutočneniu tohoto spôsobu.

Doterajší stav techniky

Časticové nečistoty plynov sú odstaňované pomocou dynamických separátorov ako sú cyklóny, elektrostatické odprašovače alebo prepážkové filtre, vrecové alebo kazetové filtre. Výhodnejší je spôsob vedenia plynu cez jemne rozptýlené kvapôčky kvapaliny alebo pozdĺž povrchu, po ktorom steká kvapalina. Často je do prepieracích veží privádzaná kvapalina v niekoľkých úrovňach (US 4164399) obyčajne kolmých k smeru plynu, prúdiaceho spravidla zo spodu smerom hore. Plyn je v protiprúde skrápaný kvapalinou.

V US 4583999 je prepieracia kvapalina privádzaná vo vodorovnom smere, ale po určitom spomalení vodorovného pohybu kvapôčky klesajú vo forme jemnej sprchy.

V AO 25007 odlučovač prachu zo vzdušniny má tangenciálny prívod vzdušniny. Uprostred nádoby sú umiestnené stredové radiálne rozstrekovače, ktoré vytvárajú súvislé kvapalinové blany a odrazom od stien kvapalinovú hmlovinu, ktorá zmáča povrchové častice.

Podľa DE 3341318 a US 3532595 je kvapalina privádzaná v štyroch až šiestich úrovniach. V každej úrovni je umiestnených niekoľko trysiek, ktoré rozprašujú kvapôčky v tvare kužeľovitých clôn. Vrcholový uhol týchto kužeľových clôn je 90 až 120°. Nevýhodou týchto zariadení je veľká výška, aby sa docielila dlhá dráha dažďa jemných kvapôčiek. Potrebná kvapalina musí byť prečerpaná do značnej výšky, čo zvyšuje prevádzkové náklady.

Podľa PV 2273-94 sa rozstriekavanie kvapaliny uskutočňuje v podstate v rovine kolmej na smer prietoku plynu. Striedavým usporiadaním trysiek s krokovým rozstrekovaním (vrcholový uhol 180°) v jednotlivých rovinách je plyn prúdiaci kolmo k rovinám rozstrekovania kvapaliny prinútený k pulzácií a priamy smer prietoku plynu sa mení na krivku, 'y vytvárajúcu meandre okolo trysiek umiestnených v jednotlivých rovinách. Výhodou je predĺženie dráhy možnosti styku plynu s kvapalinou a zvýšenie pravdepodobnosti stretu častice s kvapkou hmly.

Zariadenie pozostáva z prívodného mechanizmu pre vstrekovanie jemne rozptýlenej kvapaliny vo forme dáždnikovito tvarovaných clôn alebo v podstate lineárnych clôn a podľa PV 2273-94 sa vyznačuje tým, že kolmá ortogonálna vzdialenosť medzi susednými rovinami s prívodným mechanizmom je taká malá, aby nedochádzalo k výraznejšiemu vyrovnaniu v prúde plynu medzi rovinami, a prívodný mechanizmus je umiestnený v miestach, v ktorých dochádza ku koncentrácii plynu, resp. vyššej rýchlosti prúdenia plynu vplyvom rozprášenia kvapaliny z prívodných mechanizme v prvej rovine.

Pri jemnom rozprašovaní kvapaliny vzniká aerosol, v ktorom sú jednotlivé vodné guľôčky značne vzdialené, a preto prachové častice medzi nimu ľahko prejdú. Rozprášená kvapalina má obzvlášť vplyv na ochladzovanie vzduchu, ale zachztenie prachových častíc je pri tomto spôsobe menej účinné.

Myšlienka pohlcovania plynu a zachytenia pevných častíc z plynu do kvapalinovej blany bola zverejnená 15. septembra 1922 v CS patentovom spise č. 9675.

Predmetom tohoto vynálezu je pohlcovanie plynu a zachytenie pevných častíc z plynu do kvapalinovej blany tým, že sú plynné látky vo vnútri uzavretého priestoru nútené, aby prúdili proti dvom alebo niekoľkým nad sebou ležiacim kvapalinovým plochám, pohybovaným prúdením kvapaliny a prerušeným na vzájomne preložených miestach tak, že plynné látky vstupujúce jedným alebo niekoľkýma prerušeniami najspodnejšej kvapalinovej plochy, sa dostanú do medzery medzi oboma kvapalinovými plochami, pričom vstupujúc jedným alebo niekoľkými prázdnými miestami kvapalinové plochy vyššie ležiacej a prúdiacej ešte medzi ďalšími kvapalinovými plochami a ich prázdnými miestami, dostanú sa do priestoru ležiaceho nad všetkými plochami, odkiaľ sa odvádzajú.

Zariadenie k uskutočneniu tohoto spôsobu pozostáva z hranolovitého priestoru, v ktorom rovnobežne k pozdĺžnym alebo priečnym stenám sú upravené dve alebo niekoľko nad sebou ležiacich rúrok so štrbinovitými otvormi, pričom prázdné miesta, ktoré sú potrebné k priechodu plynu, sa vytvoria strechovitými plechami, sediacich na ramenách pripevnených k obvodu hranolovitého priestoru.

-3 Z popisu i z patentových nárokov vyplýva, že sa vytvorí v celom priereze rúrky, ktorou plyn prechádza, jediná kvapalinová blana. Aby mohol plyn prechádzať je potrebné blanu v niektorých miestach pri stene rúrky alebo blízko steny prerušiť.

Aby jedna kvapalinová blana vyplnila celý prierez potrubia, musí byť dostatočne silná, aby sa nerozpadla, zvlášť u väčších priemerov potrubia o niekoľko dcm až m. Toto riešenie je technicky nereálne, pretože by vyžadovalo značný príkon elektromotora čerpadiel a vysoký prietok vody podľa rozmeru potrubia niekoľko jednotiek až 100 m³ /hod. Táto kompaktná blana vyplňujúca celý prierez potrubia musí byť tuhá a pevná, aby ju prúdiaci vzduch nenarušil svojím silovým účinkom. A naopak prietoku vzduchu je kladený vysoký odpor, čo nie je akceptovateľné u ventilátorov a komínových ťahov. Odpor systému blán musí byť malý, aby vzduch mohol voľne pretekať bez príliš náhlych zmien prúdenia vzduchu, lebo každá náhla zmena prúdenia vzduchu vyvolá značnú stratu energie, takže bežne používané ventilátory alebo komínový ťah by požadované množstvo čisteného plynu nepretlačili.

Podstata vynálezu

Uvedené nevýhody odstraňuje spôsob odstraňovania plynných nečistôt a pevných častíc z plynov zachytených v kvapalinovej blane umiestnenej proti prúdu plynu v najmenej jednej rovine podľa vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že plyn prúdi proti aspoň jednému systému niekoľkých vodných blán umiestnených v jednej rovine priečne smeru prúdenia plynu, pričom medzi jednotlivými vodnými blanami, vytváranými rozstriekavaním prúdu vody o rýchlosti 0,5 až 30 m/s privádzaného na terčíky, sú vo vzdialenosti od terčíka, kde sa vodné blany rozpadávajú, tvorené medzery pre priechod plynu. Voda s obsahom častíc, zachytených z plynu sa po úprave opäť privádza do procesu.

Zariadenie k uskutočneniu spôsobu pozostáva z potrubia pre prúdiaci plyn, v ktorom je aspoň jeden systém niekoľkých dýz rozmiestnených v jednej rovine prierezu potrubia, dýzy sú opatrené prívodom vody, priemer dýz d je 2 až 50 mm, proti každej tryske je umiestnený valcovitý terčík o priemere 1,2 až 5 d, ktorého nárazová plocha je rovná alebo vydutá, pričom polomer guľovej vydutej plochy terčíka je väčší ako priemer terčíka a vzdialenosť terčíka od ústia dýzy je väčší ako 1 mm a vyústenie dýz je v smere prúdenia plynu alebo proti

-4smeru prúdenia plynu. Dýzy môžu byť v jednotlivých rovinách umiestnené striedavo oproti predchádzajúcej rovine. Systém dýz tvorí uzatvorený okruh so zbernou nádržou pre odtekajúcu vodu s obsahom pevných častíc z plynu, obehovým čerpadlom a filtrom. Dýzy sú umiestnené na rozvodnej rúrke a terčíky sú proti otvorom dýz umiestnené na nosníku, ktorý je spojený s rozvodnou rúrkou podperami, ktoré sú umiestnené v oblasti rozpadu vodných blán. Dýzy môžu byť umiestnené na rozvodnej trubke a terčíky sú strmeňom spojené s dýzou alebo terčíky sú spojené s telom dýzy tiahlom uloženým vo vnútri dýzy. Dýzy môžu byť uložené po obvode rozvodnej rúrky do špirály alebo radu. Za systém dýz môže byť v smere prúdenia plynu vložená mechanická prekážka tvorená sitom, mrežami, povrazmi, tyčami, reťazami alebo doskami, na ktorých sa zachytia pevné častice .

Spôsobom podľa vynálezu sa vytvorí veľký styčný povrch blán vytvorených nárazom prúdu na terčíky, vzduch je nútený prúdiť po povrchu týchto blán a nemôže bez zábran prejsť priamočiaro v smere osi potrubia. Pri dotyku pevnej častice s povrchom vodnej blany dôjde k zmáčaniu a vtiahnutiu častice do kvapalinového filmu.Po rozpade blany častica obalená kvapalinou steká do zbernej nádrže, poprípade sa zachytí na mechanických prekážkach, ktoré sú pokropené vodou z dýz, ktorá stále odplavuje častice zachytené na mechanických prekážkach.

Systém dýz môže byť zoskupený v potrubí v niekoľkých rovinách za sebou. V jednotlivých rovinách sú s výhodou umiestnené striedavo proti predchádzajúcej rovine tak, že plyn pri priechode potrubím nemôže prejsť systémom blán priamočiaro. Okrem toho možno jednotlivé dýzy po obvode rozvodnej rúrky umiestniť v špirále alebo možno natáčať rozvodné rúrky so všetkými dýzami naraz. Tým sa prinúti vzduch, aby prúdil požadovanými smermi, predĺži sa jeho draha a zväčší sa styčná plocha s vodnými blanami. Tým sa zvýši pravdepodobnosť dotyku nečistôt s vodnými blanami. Tieto nečistoty ostávajú uzatvorené v hrubých kvapôčkach rozpadnutej vodnej blany a stekajú do zbernej nádrže. Voda zo zbernej nádrže sa po filtrácii opäť používa k napájanniu dýz. Spotreba vody je teda veľmi nízka. Doplňuje sa len úbytok vody vznikajúci odparovaním a únikom kvapôčiek aerosólu strhnutých prúdiacim vzduchom do komína. Výška hladiny v zbernej nádrži je doplňovaná čistou vodou alebo zo sedimentačnej nádrže. Proti doterajším systémom odlučovania pevných nečistôt z plynov je zariadenie podľa vynálezu veľmi jednoduché a spoľahlivé. Dostatočne veľký priemer dýz umožňuje použiť recyklovanú, už značne znečistenú vodu, pričom nedochádza k

-5upchávaniu dýz. Dýzami prúdi beztlaková voda 0,1 až 0,2 Mpa a preto je celé zariadenie energeticky nenáročné.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Obr. 1 znázorňuje schému zapojenia odprašovacieho zariadenia.

Obr. 2 znázorňuje konštrukčné usporiadanie dýzy v náryse a bokoryse.

Obr. 3 znázorňuje ďalšie konštrukčné usporiadanie dýzy.

Obr. 4 znázorňuje usporiadanie dýzy a jej zapojenie do systému dýz.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Do potrubia 4 o rozmere 700 x 700 mm bolo zabudovaných 36 dýz 1 o priemere d 6 mm. Prietok vody jednou dýzou 1 bol 227,8 1/hod. (0,2278 m³/hod.), všetkými dýzami 1 pretekalo 2,3 1/sek. (8,2 m³ /hod.). Výtoková rýchlosť bola 2,24 m /sek. Prietok čistého vzduchu bol 9 000 m³ /hod. a obsahoval 230 mg nečistôt / m³.

Po prechode vzduchu potrubím 4 kolísal obsah nečistôt okolo 13 až 23 mg / m^J.

Príklad 2

Do potrubia 4 o priemere 1 300 mm bolo zabudovaných 24 dýz I o priemere d = 30 mm. Prietok vody jednou dýzou I bol 5,695 m³ /hod. Výtoková rýchlosť bola 2,20 m /sek. Prietok čistého vzduchu bol 25 000 m³/hod. a obsahoval 250 mg nečistôt / m’.

Po prechode vzduchu potrubím 4 kolísal obsah nečistôt okolo 25 mg / m³.

Príklad 3

Zariadenie znázornené na obr.l pozostáva z potrubia 4, v ktorom je zabudovaný systém dýz I. Dýzy I sú umiestnené v troch radách na rozvodných rúrkach 3. Za systémom dýz l_v smere prúdenia plynu je umiestnená sieťová mechanická prekážka 16. Proti každej dýze I je umiestnený terčík 2. Rozvodné rúrky 3_sú prepojené cez rozvodný blok 7, obehové

-6čerpadlo 8 a filter 9 so zbernou nádržou 6 na odpadnú vodu. Zberná nádrž 6 je opatrená plavákom 9 a prietokom vody 10 a kalovým čerpadlom J_I

Prúdiaci vzduch s nečistotami je prinútený prúdiť medzi vytvorenými vodnými blanami. Pri dotyku nečistoty, obsiahnutej vo vzduchu, s vodnou blanou, nečistota sa uzavrie do vody a po rozpade vodnej blany nečistota uzatvorená vo vodnej kvapke steká do zbernej nádrže. Priemer dýz je dostatočne veľký - 10 cm a umožňuje cirkuláciu znečistenej vody.

Príklad 4

Na obrázku 2 je znázornená dýza 1 s terčíkom 2, ktorý je k dýze 1 pripevnený strmeňom 12. Plocha 5_terčíka 2 je vydutá. Nevýhodou tejto dýzy 1 je prerušenie vytváranej vodnej blany strmeňom 12. Priemer otvoru dýzy 1 však môže byť veľmi veľký.

Príklad 5

Na obrázku 3 je znázornená dýzal s terčíkom 2, ktorý je s dýzou 1 spojený tiahlom 13 uloženým vnútri dýzy i. Pri tomto usporiadaní nie je vodná blana ničím rušená, zväčší sa možnosť upchatia dýzy 1 nečistotami.

Príklad 6

Obrázok 4 znázorňuje dýzy 1 umiestnené na rozvodnej rúrke 3.

Terčíky 2 sú oproti otvorom dýz umiestené na nosníku 14, ktorý je spojený s rozvodnou rúrkou 3 vzperami 15, ktoré sú umiestnené v oblasti rozpadu vodných blán.Toto usporiadanie vôbec nenarušuje vytvorenie vodnej blany, ani nedochádza k zanášaniu vodných dýz.

Priemyslová využiteľnosť

Vynález možno použiť k odstráneniu pevných nečistôt z prúdu plynu.

-Ί-

Claims (11)

1. Spôsob odstraňovania pevných častíc z plynov zachytených v kvapalinovej blane umiestnenej proti prúdu plynu v najmenej jednej rovine, vyznačujúci satým, že plyn prúdi proti aspoň jednému systému niekoľkých vodných blán umiestnených v jednej rovine priečne smeru prúdenia plynu, pričom medzi jednotlivými vodnými blanami, vytváranými rozstriekavaním prúdu vody o rýchlosti 0,5 až 30 m/s privádzaného na terčíky, sú vo vzdialenosti od terčíka, kde sa vodné blany rozpadávajú, tvorené medzery pre priechod plynu.

2. Spôsob podľa nároku l, vyznačujúci sa tým, že sa voda s obsahom častíc, zachytených z plynu, po úprave opäť privádza do procesu.

3. Zariadenie k uskutočneniu spôsobu podľa nároku la 2, vyznačujúce sa tým, že pozostáva z potrubia (4) pre prúdiaci plyn, v ktorom je aspoň jeden systém niekoľkých dýz (l) rozmiestnených v jednej rovine prierezu potrubia (4), dýzy (l) sú opatrené prívodom vody, priemer dýz (l) d je 2 až 50 mm, proti každej dýze je umiestnený valcovitý terčík (2) o priemere l,2 až 5 d, ktorého nárazová plocha (5) je rovná alebo vydutá, pričom polomer guľovej vydutej plochy (5) terčíka (2) je väčší ako priemer terčíka (2) a vzdialenosť terčíka od ústia dýzy je väčší ako l mm a vyústenie dýz 1 je v smere prúdenia plynu alebo proti smeru prúdenia plynu.

4. Zariadenie podľa nároku 3,vyznačujúce sa tým, že pozostáva zo systému v jednej rovine prierezu rozmiestnených dýz (1) umiestnených vo viac ako jednej rovine prierezu potrubia (4) s prúdiacim vzduchom, pričom dýzy (1) sú v jednotlivých rovinách umiestnené striedavo oproti predchádzajúcej rovine.

5. Zariadenie podľa nároku 3, vyznačujúce satým, že systémy dýz (1) tvoria uzatvorený okruh so zbernou nádržou (

6) pre odtekajúcu vodu s obsahom pevných častíc z plynu, obehovým čerpadlom (8) a filtrom (9).

-86. Zariadenie podľa nároku 3a 4, vyznačujúce sa tým, že dýzy (1) sú umiestnené na rozvodnej rúrke (3) a terčíky (2) sú proti otvorom dýz (1) umiestnené na nosníku (14), ktorý je spojený s rozvodnou rúrkou (3) podperami (15), ktoré sú umiestnené v oblasti rozpadu vodných blán.

7. Zariadenie podľa nároku 3a 4, vyznačujúce sa tým, že dýzy (1) sú umiestnené na rozvodnej rúrke (3) a terčíky (2) sú strmeňem (12) spojené s dýzou (1).

8. Zariadenie podľa nároku 3a 4, vyznačujúce sa tým, že dýzy (1) sú umiestnené na rozvodnej rúrke (3) a terčíky (2) sú spojené s telom dýzy (1) tiahlom (13) uloženým vo vnútri dýzy(l).

9. Zariadenie podľa nároku 1 až 7, vyznačujúce sa tým, že dýzy (1) sú uložené po obvode rozvodnej rúrky (3) do špirály.

10. Zariadenie podľa nároku laž7vyznačujúce sa tým, že dýzy (1) sú uložené po obvode rozvodnej rúrky v rade.

11. Zariadenie podľa nároku laž 10 vyznačujúce sa tým, že sa za systém dýz (1) vloží mechanická prekážka (16) tvorená sitom, mrežami, tyčami, reťazami alebo doskami.

γγ~ ^r> 1

Obr. 1

Obr. 2