PL166705B1 - Urządzenie do prowadzenia procesu oczyszczania przemysłowych gazów odlotowych - Google Patents

Abstract

Urządzenie do prowadzenia procesu oczyszczania przemysłowych gazów odlotowych składające się ze zwężki przewodowej, konfuzora i cyklonu, znamienne tym, że zwężka Venturiego (1) posiada śruby regulacyjne (7), zabudowany na niej zbiornik wody wapiennej (2), a cyklon (5) wyposażony jest w zawirowacz gazu (6).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do prowadzenia procesu oczyszczania przemysłowych gazów odlotowych.

Znane są wieże absorbcyjne do odpylania i odsiarczania wyposażone w dysze natryskowe, które z bezpośrednim kontakcie z gazami zarastają gipsem, zatykają się zmniejszając tym samym stopień zwilżania gazów, a związana z tym efektywność odsiarczania i odpylania szybko spada. Również w znanych w przemyśle urządzeniach odpylających są zwężki Venturiego połączone systemem naczyń połączonych ze zbiornikiem wody, z którego przez zwężkę następuje iniektorowe zasysanie wody i zraszanie gazu. Jednak z powodu zbyt krótkiej styczności gazów z wodą efektywność odsiarczania jest niska i nie wystarczająca do zajścia całkowitej reakcji wody wapiennej z gazem. Znane jest również z polskiego opisu patentowego nr 69980 urządzenie do mokrego oczyszczania gazów wyposażone w zwężkę Venturiego umieszczoną współosiowo wewnątrz cylindrycznego urządzenia. Dolna część specjalnie ukształtowanej zwężki zanurzona jest w wodzie po to by płynące przez zwężkę gazy przebijały się przez wodę i jednocześnie porywały część par wody do konfuzora oraz do górnej części obudowy cylindrycznej urządzenia, w której to na skutek zawirowania gazu przez odkraplacz (niekoniecznie wirowy) nastąpi wkroplenie wody i sprowadzenie jej przez otwory w płycie mocującej zwężkę do zbiornika urządzenia. Podobnej konstrukcji do patentu nr 69 980 są płuczki Venturiego typu PURIX firmy Wedag i odpylacz mokry typu Clairator N produkowany przez firmę Badische Maschinenfabrik.

Wszystkie tego typu konstrukcje mają wspólną wadę, bardzo wysokie opory przebijania się gazu przez wodę, a ponadto służą jedynie do mokrego odpylania gazu i w tej postaci nie mogą być stosowane do procesu odsiarczania.

Celem wynalazku jest opracowanie taniego, energooszczędnego, łatwego w obsłudze urządzenia zapewniającego stabilne prowadzenie procesu oddzielenia części stałych od gazu i odsiarczania, niezależnie od natężenia przepływu gazów i zapewnienie dużej efektywności odpylania w granicach 90% + 95%, odsiarczania powyżej 60% i niskich oporów przepływu w granicach 1000 -s- 1800 Pa.

Urządzenie zapewniające uzyskanie zamierzonego celu składa się z niskoprężnej zwężki przewodowej Venturiego, która posiada zbiornik wody wapiennej i na wylocie z niej pionowo ustawiony konfuzor oraz z cyklonu, który ma w osi głównej dodatkowo wbudowany śrubowy zawirowacz gazu, a całość połączona jest przewodami z wentylatorem wyciągowym kierującym oczyszczony gaz do komina, przy czym zwężka Venturiego posiada śruby regulacyjne.

W urządzeniu według wynalazku proces wytrącania związków siarki z gazu zaczyna się paza zwężką w konfuzorze i kończy w cyklonie, dzięki czemu otwory zwężki nie zarastają gipsem, a proces odsiarczania jest stabilny bez zakłóceń.

Warunkiem koniecznym do poprawnego prowadzenia procesu oczyszczania gazów jest wymagana wysoka skuteczność działania cyklonu. Cyklon powinien redukować minimum 90% pyłów z gazu. W tym celu we wnętrzu cyklonu zainstalowano śrubowy zawirowacz gazu, dzięki

166 705 któremu jego skuteczność wzrosła o około 25% w stosunku do powszechnie stosowanych odpylaczy.

Urządzenie do prowadzenia procesu oczyszczania gazów jest w przykładowym wykonaniu przedstawione na rysunku, na którym fig. 1 - pokazuje widok ogólny instalacji, a fig. 2-szkic konstrukcji zwężki.

Według wynalazku urządzenie składa się ze zwężki 1, zbiornika zwężki 2, konfuzora 3, kolana 4, cyklonu 5, z zawirowaczem gazu 6 oraz ze śrub regulujących wydatek wody wapiennej 7 ze zbiornika zwężki 2. Woda wapienna podawana jest ze zbiornika 8 wyposażonego w mieszadło 9 do zbiornika zwężki 2 pompą wodną 10. Całość urządzenia spięta jest przewodami i połączona na wylocie z wentylatorem wyciągowym 11 kierującym oczyszczone gazy do komina.

Urządzenie funkcjonuje w sposób następujący. Gaz odlotowy z kotła przepływa przez niskoprężną zwężkę przewodową Yenturiego 1 z prędkością powyżej 30 m/s. Do przewężenia zwężki 1 doprowadzona jest woda wapienna. Kropelki wody ze zwężki 1 porywane są iniektorowo do konfuzora 3 ustawionego pionowo z przepływem gazu od dołu. Dzięki takiemu ustawieniu konfuzora 3 wytwarza się w nim stan równowagi dynamicznej pomiędzy siłą grawitacyjną i energią kinetyczną kropelek wody wapiennej, tworzy się tu więc rodzaj złoża fluidalnego o dużym stopniu turbulencji. Zjawisko to sprzyja dobremu nawilżeniu nawet ziaren małych i trudno zwilżanych (I etap odsiarczania), a jednocześnie duża prędkość przepływu gazu przez zwężkę 1 uniemożliwia zarastanie otworów zwężki 1 gipsem, ponieważ czas trwania reakcji chemicznej przemiany siarki w gips wynosi około 1 sek. i jest wystarczająco duży w stosunku do prędkości gazu, by siarka w strefie otworów zwężki 1 nie wytrącała się z gazu.

Za konfuzorem 3 znajduje się cyklon 5, który funkcjonuje w następujący sposób. Gaz wpływający stycznie do cyklonu 5 wiruje z małą prędkością wokół zawirowacza 6. Ruch ten zostanie znacznie przyspieszony na wlocie do śrubowego zawirowacza 6, który w ten sposób tworzy drugą niezależną wirową strugę gazu, wirującą z dużą prędkością do wylotu z cyklonu 5. Separacja pyłów w odpylaczu 5 spowodowana jest dynamicznym odziaływaniem dwóch strumieni gazu wirujących w jednym kierunku w jego wnętrzu. Strumień gazu zewnętrzny płynie wolno wokół zawirowacza 6 i schodzi w dół w kierunku zbiornika odpylacza natomiast strumień gazu wytworzony przez zawirowacz 6 zwany centralnym posiada ruch wirowy szybki w tym samym kierunku, ale wznosi się ku górze w kierunku do wylotu z cyklonu 5. Przeciwbieżny ruch obu strumieni sprzyja wytrąceniu pyłu i pary z gazu. Szybki wir centralny wywołuje siłę odśrodkową, która powoduje odrzucenie ziaren pyłu i pary w kierunku ścian cyklonu 5, a jednocześnie wolny zewnętrzny wir ściągany jest do środka w kierunku osi głównej cyklonu. Tworzy się w wirującym gazie rura pyłowo-wodna schodząca wirowo w dół do zbiornika cyklonu 5. Po to by nie rozbić rury pyłowej i nie spowodować tym samym wtórnego porywania pyłów przez cyklon 5 dolna jego część robocza jest również cylindryczna, a nie stożkowa, jak się to powszechnie stosuje. Ze środka rury zanieczyszczeń gazowych do wylotu z cyklonu 5 porywany jest przez wentylator 11 czysty gaz i kierowany do komina. Para wodna nasycona wrzucona przez szybki wir centralny do wolnego wiru zewnętrznego sprowadzona jest w dół do zbiornika pyłu, w którym to wykropli się w postaci wody. Przeciwbieżny wirowy kontakt par absorbera z gazami w cyklonie 5 zwiększa intensywność nawilżania gazów oraz zwiększa skuteczność wiązania związków siarki w postaci gipsu (II etap odsiarczania). Zbiornik wody 2 i zwężka 1 stanowią jednolitą całość, która wyposażona jest w śruby 7 regulujące intensywność pobieranej wody przez przepływający gaz przez zwężkę 1 ze zbiornika 2.

Dzięki takiemu rozwiązaniu konstrukcyjnemu można poprzez odpowiednie przysłonięcie otworów zwężki 1 uzyskać bezstopniową regulację stopnia nawilżania gazów i uzyskać produkt odsiarczania gazów w postaci gipsu suchego, półsuchego lub mokrego. Jednakże nadmierna ilość wody pobierana ze zbiornika 2 może spowodować przedostanie się jej z cyklonu do wentylatora wyciągowego 11 i tym samym zakłócić jego pracę. Również dzięki takiemu rozwiązaniu konstrukcyjnemu zastąpiono małej średnicy dysze spryskujące gaz mgłą wodną dużymi otworami powyżej φ 12,-które w przeciwieństwie do małych dysz nie zaklejają się gipsem. Zjawisko zarastania dysz powoduje zamieranie procesu odsiarczania gazów, aż do całkowitego jego zaniknięcia.

166 705

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Urządzenie do prowadzenia procesu oczyszczania przemysłowych gazów odlotowych składające się ze zwężki przewodowej, konfuzora i cyklonu, znamienne tym, że zwężka Venturiego (1) posiada śruby regulacyjne (7), zabudowany na niej zbiornik wody wapiennej (2), a cyklon (5) wyposażony jest w zawirowacz gazu (6).