RS61211B1 - Gasni prečišćivač sa više nivoa sa višestruko potopljenim glavama prečišćivača - Google Patents

Description

Opis

OBLAST PRONALASKA

[0001] Pronalazak se odnosi na uklanjanje emisija zagađenog vazduha, a posebno se odnosi na uređaj za prečišćavanje višestrukih zagađivača iz gasova.

STANJE TEHNIKE

[0002] Dokument US 2010/0139488 A1 otkriva uređaj i postupak za uklanjanje kiselih gasova iz dimnih gasova koje proizvode, na primer, komunalna i industrijska postrojenja. Kiseli gasovi uklanjaju se dok dimni gas teče nagore kroz kontaktnu zonu unutar prolaza, gde dimni gas dolazi u kontakt sa rastvorom za prečišćavanje koji sadrži amonijum sulfat kako bi apsorbovao kisele gasove iz dimnog gasa. Rastvor za prečišćavanje i apsorbovani kiseli gasovi u njemu zatim se akumuliraju, a amonijak i gas koji sadrži kiseonik ubrizgavaju se u akumulirani rastvor za prečišćavanje kako bi reagovali sa apsorbovanim kiselim gasovima i proizveli amonijum sulfat. Kiseli rastvor teče preko prolaza iznad kontaktne zone prolaza, a prečišćeni dimni gas teče nagore kroz kiseli rastvor kako bi se uklonio nereagovani amonijak iz prečišćenog dimnog gasa. Zatim se kiseli rastvor uklanja iz prolaza nakon što je kiseli rastvor bio u kontaktu sa prečišćenim dimnim gasom.

[0003] Dokument DE 42 01033 A1 otkriva uređaj za aerosolno odvajanje iz gasova, a posebno za uklanjanje kapljica KOH iz toka vodonika ili kiseonika nakon elektrolize vode. Uređaj sadrži prostor stuba sa mehurima i uređajem za odvajanje kapi. Dovodna cev, prekrivena perforiranom pločom, pruža se odozdo u posudu koja je delimično ispunjena tečnošću za prečišćavanje i završava ispod nivoa površine tečnosti koji je određen izlazom lociranim izvan prostora stuba sa mehurima.

[0004] Dokument WO 2015/030352 A1 otkriva uređaj za odsumporavanje izduvnih gasova za brod, sposoban da poveća sposobnost tretmana odsumporavanja i smanji veličinu uređaja. Uređaj za odsumporavanje izduvnih gasova za izvođenje tretmana odsumporavanja izduvnih gasova koristi morsku vodu i sastoji se od: tela koje ima dovodnu cev za gas za uvođenje izduvnog gasa u njega i ispusnu cev za ispuštanje izduvnih gasova; jedinicu za tretman kovitlanja radi kovitlanja izduvnih gasova koji se unose u telo; jedinicu za tretman rastvaranja radi omogućavanja izduvnom gasu da prolazi kroz morsku vodu; jedinicu za tretman sakupljanja koja je ispunjena materijalom za sakupljanje zagađivača iz izduvnih gasova; cev za raspršivanje radi raspršivanja i dovođenja morske vode do jedinice za tretman kovitlanja, jedinice za tretman rastvaranja i jedinice za tretman sakupljanja; i ispusnu cev za ispuštanje morske vode u jedinicu za tretman kovitlanja, jedinicu za tretman rastvaranja i jedinicu za tretman sakupljanja, a morska voda iz cevi raspršivača direktno se dovodi iz morske vode, a morska voda iz ispusne cevi se ne koristi ponovo.

[0005] Dokument US 2012/0097031 A1 otkriva prečišćivač za uklanjanje zagađivača iz gasnog toka, koji obuhvata rezervoar, uronjenu glavu pruženu horizontalno, gde uronjena glava obuhvata ploču sa prorezima širom pruženim, četiri čvrsta spojena vertikalna zida umetnuta od zidova rezervoara ispod ploče da bi se formirala kutija sa otvorenim krajem ispod ploče, i otvorima duž svake ivice ploče između zidova rezervoara i vertikalnih zidova uronjene glave; prvu pregradu iznad uronjene glave i instrument za raspršivanje tečnosti za prečišćavanje.

[0006] Emisije zagađenog vazduha su posledica sagorevanja uglja, komunalnog čvrstog otpada i biomase i emisije vazduha iz hemijskih i industrijskih procesa su sve više ograničene od strane državnih agencija za zaštitu životne sredine kao posledica većeg javnog zahteva za zaštitom životne sredine zajedno sa napretkom u tehnologijama za smanjenje zagađenja koje omogućuju primenu restriktivnijih standarda. Ograničenja variraju od zemlje, regije i blizine izvora zagađenja vazduha naseljenim centrima. Propisi imaju za cilj širok spektar proizvoda sagorevanja, uključujući čestice materije; kisele gasove kao što su sumpor dioksid, hlorovodonik i fluorovodonik i metale poput žive i grupe metala poznatih po svojim štetnim uticajima na zdravlje ljudi. Mnogi sistemi za smanjenje zagađenja koji se danas koriste u komunalnim i industrijskim procesima imaju istoriju razvoja koja datira od uspostavljanja prvih propisa o životnoj sredini. Ovi uređaji koriste poznate hemijske i mehaničke procese za uklanjanje regulisanih zagađenih komponenti iz gasnih tokova. Stroga ograničenja emisija koja su na snazi danas i ona stroža ograničenja koja čekaju na primenu zahtevaju alternativne pristupe. Ovi alternativni pristupi uključuju dodatno usavršavanje postojećih prečišćivača kako bi se poboljšala njihova efikasnost u uklanjanju zagađenja.

[0007] Emisije nastale sagorevanjem dizelskih goriva u pomorstvu i primeni električne energije takođe su izvori regulisanih emisija. Generalno teretni i kontejnerski brodovi koji nose robu iz međunarodne trgovine sagorevaju bunker gorivo, koji sadrži od 2,5% do 2,7% sumpora. Uz to, ovi brodski dizelski motori proizvode velike količine pepela, čađi i neizgorelog goriva koji se emituju u atmosferu svetskih okeana. Emisije sumpora i čestica veće su od dozvoljenih propisima zaštite životne sredine za kopnene operacije. Propise za ove emisije u teritorijalnim vodama, kao i na pristaništu, sprovode regionalne i nacionalne agencije za zaštitu životne sredine, a u međunarodnim vodama Međunarodna pomorska organizacija. Dostupne mogućnosti za ispunjavanje zahteva iz ovih propisa uključuju dodavanje tehnologija za prečišćavanje ili promenu snabdevanja brodova gorivima sa niskim sadržajem sumpora.

[0008] Tehnologije za smanjenje emisije iz procesa sagorevanja gore pomenutog uopšteno se mogu podeliti na mokre i suve sisteme. Suvi sistemi primenjuju različite tehnologije za uklanjanje kiselih gasova i čestica. Suvo odsumporavanje dimnih gasova obično se ostvaruje uređajima kao što je toranj sa raspršivačem. Uobičajeni među suvim čestičnim sistemima su vrećasti filteri i elektro-statični taložnici.

[0009] Mokri sistemi korišćeni u vezi sa sagorelim dimnim gasom obično koriste suspenziju na vodenoj bazi koja sadrži alkalni materijal kao što je krečnjak, kreč, hidratisani kreč, ili poboljšani kreč kao sredstvo za neutralizaciju. Sistemi za mokro prečišćavanje koriste nekoliko metoda za stvaranje interakcije između vodene suspenzije i kontaminiranog dimnog gasa. Jednostavan pristup koristi raspršivače u tornju za raspršivanje ili sličnom uređaju za distribuciju suzpenzije u dimni gas da bi se uklonio sumpor dioksid, hlorovodonik i fluorovodonik reakcijom sa suspenzijom i formirali sastojci na bazi kalcijuma. Interakcija između dimnih gasova i raspršene suspenzije je uopšteno prirodna i nije toliko efikasna ili efektivna kao veštački sistemi mokrog prečišćavanja.

[0010] Veštački sistemi mokrog prečišćavanja koriste konstrukcione pristupe u kojima se pritiska dimni gas u alkalne reagense sadržane u vodenoj suspenziji. Konstrukcija ovih sistema stvara turbulentnu reakcionu zonu koja povećava vreme reakcije i osigurava potpunu interakciju između dimnih gasova i alkalne suspenzije što poboljšava efikasnost uklanjanja kiselih gasova. Uz to, turbulentna zona stvara sredinu za prenos čestica materije iz dimnih gasova u rastvor za prečišćavanje. Te turbulentne zone generisane su od strane glava za prečišćavanje koje sadrže otvore uronjene u unutrašnjost tečnosti za prečišćavanje. Dimni gas prolazi kroz otvore velikom brzinom što stvara turbulentnu zonu u rastvoru za prečišćavanje koji prenosi čestice i obezbeđuje reakcionu zonu za hemijske interakcije.

[0011] Tako, ovaj oblik mokrog sistema ima sposobnost uklanjanja višestrukih zagađivača u jednom prolazu. Međutim, ograničeno je na rad sa jednom interakcijom u rezervoaru tečnosti za prečišćavanje, koji se obično nalazi u osnovi prečišćivača. Njegov pristup ne dopušta slaganje glava za prečišćavanje tako da se postignu višestruke zone za prečišćavanje dok se gas diže kroz prečišćivač.

Pacific Green Technologies Inc.

[0012] Restriktivnija ograničenja emisija nametnuta industriji radi kontrole zagađivača vazduha iz sagorevanja, industrijskih i hemijskih procesa zahtevaju poboljšane pristupe kako bi se osigurala visoka efikasnost i isplativost sistema za umanjenje zagađenja.

SUŠTINA PRONALASKA

[0013] Postoji obezbeđen vertikalno orijentisani uređaj prečišćivača za uklanjanje mnoštva različitih zagađivača iz zagađenog toka gasa, koji ima posudu prečišćivača koja ima tavanicu, pod, cilindrični zid koji povezuje tavanicu sa podom, mnoštvo vertikalno raspoređenih glava, membranu iznad svake glave, ulaz za gas, ventilator indukovane promaje i izlaz za gas; uronjenu donju glavu pozicioniranu horizontalno preko donjeg kraja posude prečišćivača, gde uronjena donja glava uključuje horizontalnu ploču koja ima mnoštvo uskih proreza širom pruženih; rezervoar prve tečnosti za prečišćavanje raspoloživ unutar donjeg kraja posude prečišćivača ispod uronjene donje glave, i zapreminu prve reakcione zone do željenog nivoa iznad uronjene glave za prečišćavanje, prvu tečnost za prečišćavanje odabranu za uklanjanje prve grupe zagađivača iz kontaminiranog gasnog toka; ulaz za prvu tečnost za prečišćavanje gasa koji se pruža u prvu zapreminu iznad uronjene glave, prvo sredstvo za raspršivanje u tečnoj vezi sa ulazom za prvu tečnost za prečišćavanje radi raspršivanja prve tečnosti za prečišćavanje u zapreminu reakcione zone prve tečnosti za prečišćavanje, i prvi izlaz za tečnost za prečišćavanje u podu; prvu potopljenu glavu koja se pruža horizontalno preko celog poprečnog preseka posude za prečišćavanje na položaju iznad ulaza prve tečnosti za prečišćavanje, gde prva potopljena glava sadrži ploču koja ima mnoštvo uskih proreza koji se širom pružaju; zapreminu reakcione zone druge tečnosti za prečišćavanje raspoređenu do željenog nivoa iznad prve potopljene glave, drugu tečnost za prečišćavanje odabranu za uklanjanje druge grupe zagađivača iz kontaminiranog gasnog toka; i ulaz za drugu tečnost za prečišćavanje koji je pružen u drugoj membrani iznad prve potopljene glave, drugo sredstvo za raspršivanje u tečnoj vezi sa ulazom za drugu tečnost za prečišćavanje radi raspršivanja druge tečnosti za prečišćavanje u zapreminu reakcione zone druge tečnosti za prečišćavanje, i izlaz za drugu tečnost za prečišćavanje iznad prve potopljene glave, koja prolazi kroz zid posude prečišćivača.

[0014] Uređaj prečišćivača može imati jednu ili više dodatnih potopljenih glava koje se pružaju horizontalno preko celog poprečnog preseka posude prečišćivača i složene su vertikalno iznad ostalih glava, a svaka definiše dodatnu membranu u odnosu na glavu ispod; jednu ili više dodatnih zapremina reakcione zone tečnosti za prečišćavanje, svaka raspoređena iznad odgovarajuće potopljene glave do željenog nivoa, svaka dodatna tečnost za prečišćavanje odabrana je za uklanjanje željene dodatne grupe zagađivača iz kontaminiranig gasnog toka; i jedan ili više dodatnih ulaza za tečnosti za prečišćavanje koji se pružaju kroz zid u odgovarajuću dodatnu membranu iznad odgovarajuće dodatne potopljene glave, dodatna odgovarajuća sredstva za raspršivanje u tečnoj vezi sa dodatnim ulazom za tečnost za prečišćavanje radi raspršivanja dodatne tečnosti za raspršivanje u odgovarajuću dodatnu zapreminu reakcione zone tečnosti za prečišćavanje, i jedan ili više odgovarajućih dodatnih izlaza za tečnost za prečišćavanje iznad odgovarajuće potopljene glave koji prolazi kroz zid posude prečišćivača.

[0015] Uređaj može dalje obuhvatati uređaj za odvajanje kapi koji se sastoji od apsorpcione mreže koja se proteže preko posude prečišćivača. Svaki od sredstava za raspršivanje može biti jedna ili više mlaznica za raspršivanje. Veličina proreza u potopljenim glavama može se odabrati kako bi se sprečio prolaz kroz njih tečnosti za prečišćavanje u prisutnosti gasa pod pritiskom ispod glave.

[0016] Dalje je obezbeđeno da upotreba takvog uređaja prečišćivača uklanja višestruke zagađivače iz kontaminiranog gasnog toka prema postupku koji obuhvata korake uvođenja prve tečnosti za prečišćavanje u uređaj, do željenog nivoa tečnosti, iznad najniže glave prečišćivača; uvođenje druge tečnost za prečišćavanje u uređaj do željenog nivoa iznad sledeće najviše glave prečišćivača; hlađenje kontaminiranog procesnog gasa pomoću gasnog kondicionera iz stanja tehnike; uvođenjem ohlađenog kontaminiranog gasa, pod pritiskom od ventilatora indukovane promaje, u uređaj na mestu ispod najniže glave prečišćivača; dopuštanje gasu da prolazi nagore kroz najnižu glavu prečišćivača da bi preneo prvu grupu zagađivača iz kontaminiranog gasa u prvu tečnost za prečišćavanje u zapremini reakcione zone prve tečnosti za prečišćavanje iznad najniže glave prečišćivača; dopuštanje da gas nastavi da prolazi nagore kroz sledeću najvišu glavu prečišćivača kako bi preneo drugu grupu zagađivača iz kontaminiranog gasa u drugu tečnost za prečišćavanje u zapremini reakcione zone druge tečnosti za prečišćavanje iznad sledeće najviše glave prečišćivača; raspršivanje izlazećeg gasa radi uklanjanja dodatnih zagađivača i usporavanja brzine protoka gasa; dopuštanje izlazećem gasu da izađe iz uređaja za prečišćavanje; odvojeno uklanjanje prve i druge tečnosti za prečišćavanje iz posude prečišćivača kako bi se održao željeni nivo svake od tečnosti za prečišćavanje; i čišćenje oceđene tečnosti za prečišćavanje radi ponovne upotrebe u uređaju za prečišćavanje.

[0017] Pronalazak obezbeđuje uređaj prečišćivača za uklanjanje višestrukih zagađivača iz kontaminiranog gasnog toka, koji obuhvata posudu prečišćivača koja ima seriju vertikalno složenih glava prečišćivača, a svaka glava prečišćivača potopljena je različitom tečnošću za prečišćavanje, a svaka tečnost za prečišćavanje odabrana je za uklanjanje željene grupe zagađivača iz kontaminiranog gasnog toka, gde zagađeni gas protiče pod pritiskom ispod najniže glave prečišćivača nagore kroz seriju potopljenih glava prečišćivača.

[0018] Uređaj se može koristiti za uklanjanje iz kontaminiranog gasnog toka višestrukih zagađivača odabranih iz grupe zagađivača koji sadrže čestice materije, metale, hlorovodonik, fluorovodonik, azotsuboksid, azot-monoksid, ugljen dioksid i sumpor dioksid.

[0019] Predmetni pronalazak koristi vlastitu potopljenu horizontalnu glavu koja zauzima u celosti poprečni presek prečišćivača. Zagađeni gas prolazi odozdo prema gore kroz niz otvora usečenih u glavu. Tečnost za prečišćavanje podržana je iznad glave gasom dok gas prolazi kroz otvore velikom brzinom kako bi stvorio turbulentnu reakcionu zonu unutar podržane tečnosti za prečišćavanje. Nivo tečnosti za prečišćavanje kontroliše se prelivnim cevima ili kanalima, a tečnost se konstantno dodaje distribucionim mlaznicama smeštenim iznad turbulentne zone. Dalje potopljene horizontalne glave mogu se dodati iznad početne glave u vertikalnim razmacima u poprečnom preseku prečišćivača. Koristeći pristup potopljene glave, ovaj pronalazak omogućava potpuno mokro prečišćavanje gasa na višestrukim nivoima, od kojih svaki nivo je sposoban za rad sa različitim reagensima za neutralizaciju. Kapacitet višestrukih zona za prečišćavanje obezbeđuje mogućnost poboljšanja ukupne efikasnosti uklanjanja, dodavanjem reakcionih zona za poliranje radi uklanjanja čestica i kiselih gasova, ili proširivanjem raspona zagađivača koji se uklanjaju radeći sa različitim rastvorima za neutralizaciju ili kombinacijom ovih radnih uslova.

[0020] Predmetni pronalazak zauzima nov pristup stvaranjem turbulentne reakcione zone za prečišćavanje na svakom od višestrukih nivoa sa kapacitetom korištenja različitih reagensa za neutralizaciju na svakom nivou. Dok tradicionalni pristupi koriste diferencijalni pritisak širom glave prečišćivača kako bi potisnuli gas kroz niz otvora uronjenih u unutrašnjost tečnosti, ovaj pronalazak koristi diferencialni pritisak za podršku tečnosti za prečišćavanje na vrhu horizontalne glave za prečišćavanje. Horizontalna glava za prečišćavanje sadrži niz otvora kroz koje gas prolazi vertikalno nagore u potopljenu zonu. Diferencijalni pritisak i konstrukcija otvora ubrzavaju gas dovoljno da stvore željenu veoma turbulentnu reakciju u potopljenoj zoni iznad glave. Horizontalna orijentacija glave prečišćivača omogućava višestrukim glavama da budu složene unutar istog tela prečišćivača. Potopljene glave prečišćivača zauzimaju ceo poprečni presek tela prečišćivača koje 100% iskorištava površinu poprečnog preseka prečišćivača radi prečišćavanja i prenosa gasa. Horizontalna orijentacija dopušta da glava za prečišćavanje bude bilo kojeg oblika koji zahteva prostor dostupan za opremu za prečišćavanje. Budući da ima sposobnost uklanjanja višestrukih zagađivača u jednom prolazu, sistem ima manji prostor koji zauzima od akumulacije opreme koju zamenjuje, a kao jedna celina isplativiji je od višestrukih jedinica sa jednom namenom. Potopljena glava može se pripojiti u nove konstrukcije prečišćivača ili naknadno ugraditi u postojeće mokre prečišćivače koristeći konstrukcioni pristup uronjene glave na najnižem nivou.

[0021] Sistem sa potopljenom glavom za prečišćavanje se bazira na vertikalnoj orijentaciji tela prečišćivača i horizontalnoj orijentaciji potopljenih glava za prečišćavanje. Gas ulazi u područje plenuma iznad rezervoara tečnosti za prečišćavanje u osnovi tela prečišćivača i ispod prve potopljene glave. Gas se u plenumu kreće pomoću ventilatora indukovane promaje sposobnim za obezbeđivanje zapremine potrebne za emisiju dimnih gasova i diferencijalni pritisak potreban za podršku višestrukih reakcionih zona iznad nivoa glave za prečišćavanje u konstrukciji. Pritisak u plenumu dovoljan da potisne gas kroz otvore u glavi u turbulentnu reakcionu zonu iznad glave. Veličina, oblik i mnoštvo otvora u glavi su baš takvi da bi se gas dovoljno ubrzao kako bi stvorio željenu dubinu i snagu turbulencije iznad glave.

[0022] Tečnost na svakoj glavi neprestano cirkuliše. Tečnost za prečišćavanje pumpa se iz rezervoara tečnosti u mrežu mlaznica za raspodelu tečnosti koje dovode tečnost za prečišćavanje u područje iznad svake glave. Povratak u rezervoar se obezbeđuje kontrolorima nivoa tečnosti kao što su prelivni kanali ili vertikalne cevi koje tečnost vraćaju natrag u rezervoar. Uslovi za povratak tečnosti prate se kontrolnim faktorima kao što je pH i rezervoar je kondicioniran dodatnim reagensima za neutralizaciju kako bi se tečnost vratila u optimalno reakciono stanje pre redistribucije iznad glave. Uz to, tečnost se može obraditi uređajima za uklanjanje čvrstih materija, poput hidrociklona, kako bi se uklonile čestice materije prikupljene tečnošću za prečišćavanje.

[0023] Kako se gas nastavlja dizati u potopljenoj glavi prečišćivača, nailazi na dodatne potopljene glave za prečišćavanje sa istom konfiguracijom otvora, raspodelom tečnosti i prelivima na rezervoarima tečnosti, Izlaskom iz turbulentne zone poslednje glave gas se diže kroz uređaje za odvajanje kapi ili slične uređaje za uklanjanje slobodne vode iz gasa. Gas je dostupan za odvod u olučnu cev ili dalje procese ako je potrebno.

[0024] Sistem potopljene glave takođe se može koristiti zajedno sa uronjenim glavama za prečišćavanje na osnovnom nivou prečišćivača. Nakon izlaska iz turbulentne zone iznad uronjene glave za prečišćavanje, gas se podiže pod pritiskom do potopljene glave(a) koja deluje u celom poprečnom preseku prečišćivača na isti način kao što je gore opisano.

KRATAK OPIS CRTEŽA

[0025] Detaljan opis poželjnog izvođenja dat je u nastavku samo kao primer i uz pozivanje na sledeće crteže na kojima:

Slika 1A predstavlja pogled odozgo šematskog crteža jednog izvođenja potopljene glave prečišćivača predmetnog pronalaska;

Slika 1B predstavlja bočni pogled poprečnog preseka kroz 1B-1B potopljene glave prečišćivača prikazanog na slici 1A;

Slika 1C predstavlja uveličani shematski prikaz jednog ugla izvođenja potopljene glave prečišćivača prikazanog na slici 1A;

Slika 2 predstavlja poprečni presek prečišćivača sa višestrukim nivoima koji ima potopljenu glavu prečišćivača predmetnog pronalaska na svakom od nivoa za prečišćavanje; i

Slika 3 predstavlja šematski prikaz izvođenja sistema u kome se početno prečišćavanje izvodi uronjenom glavom prečišćivača i potopljena glava prečišćivača predmetnog pronalaska koristi se za prečišćavanje na sledećim nivoima iznad početne glave.

DETALJNI OPIS PRONALASKA

[0026] Predmetni pronalazak obezbeđuje sredstva za stvaranje višestrukih nivoa interakcije mokrog prečišćavanja 2, 4 unutar jedne posude prečišćivača 11, od kojih je svaki nivo sposoban prečistiti 100% protoka gasa sa različitom tečnošću za prečišćavanje. Predmetni pronalazak koristi konstrukciju glave prečišćivača čija horizontalna orjentacija i radne karakteristike u potopljenim uslovima omogućavaju slaganje višestrukih glava unutar jednog tela mokrog prečišćivača. Sposobnost uključivanja dodatnih interakcijskih zona za prečišćavanje u jedan sistem, obezbeđuje mogućnost povećanja ukupne efikasnosti uklanjanja zagađivača poput čestica materije, kiselih gasova ili metala dodavanjem koraka poliranja ili uklanjanja dodatnih regulisanih zagađivača korištenjem drugih reagensa za neutralizaciju. Uključivanjem potopljenih glava prečišćivača predmetnog pronalaska u konstrukcije mokrog prečišćivača, rezultirajući sistem ima će niže kapitalne troškove, manji prostor koji zauzima i veću efikasnost uklanjanje višestrukih zagađivača.

[0027] Pozivajući se na slike 1A do 1C, glava prečišćivača 50 prikazana je kao generički oblik za prikaz elemenata glave. Glava 50 radi u horizontalnoj orijentaciji. Glava se može proizvoditi od bilo koje table ili pločastog materijala sa dovoljnom čvrstinom, krutošću i osobinama toplotne i hemijske otpornosti. Tipični materijali su metalne ploče, poželjno sa materijalima od nerđajućeg čelika. Horizontalni oblik poprečnog preseka glave odgovara obliku tela prečišćivača tako da omogućava pogodno zaptivanje između spoljašnjosti glave prečišćivača i unutrašnjeg obima posude prečišćivača. Glava sadrži mnoštvo otvora 61 koji mogu biti bilo kog oblika, broja i orijentacije prema glavi. Poželjni oblik otvora je prorez sa dužinom u rasponu od 125 do 200 mm i poželjnom širinom od 2 mm. Razmak 63 otvora obično je u rasponu od 20 do 25 mm. Margine 65 između otvora i ivice glave ujednačene su sa poželjnom udaljenošću od 40 mm. Glava može sadržati akceleratorske ploče 71 orjentisane pod pravim uglom u odnosu na glavu. Akceleratorske ploče jednako dele prostor između redova otvora 61. Margina 65 između akceleratorskih ploča i otvora 61 održava se na poželjnoj udaljenosti od 40 mm. Akceleratorske ploče su obično visine 150 mm i sadrže otvore za oticanje na nivou palube glave kako bi se omogućio bočni prenos tečnosti za prčišćavanje. Akceleratorska ploča je od istog materijala kao i glava prečišćivača. Ostali parametri za otvore, margine i akceleratorske ploče dozvoljeni su u obimu pronalaska.

[0028] U odnosu se na sliku 2, prikazan je primer sistema prečišćivača koji uključuje potopljene glave prečišćivača predmetnog pronalaska, koji je obuhvaćen posudom (11) za prečišćavanje koja sadrži dve potopljene glave 12, 14.

[0029] Postupak uklanjanja gasnog zagađenja korišćenjem sistema sa slike 2 započinje uvođenjem kontaminiranog gasa 1 iz sagorevanja ili industrijskog postupka koji proizvodi čestice materije, kisele gasove i metale koji zahtijevaju uklanjanje. Gas ulazi u najniži plenum 3 ograničen rezervoarom prve tečnosti 31 za prečišćavanje (ili čvrste membrane) odozdo i potopljenom glavom 12 iznad. Gas ulazi pod pozitivnim pritiskom koji stvara ventilator indukovane promaje (nije prikazan). Pritisak gasa dovoljan je da podrži željenu dubinu prve tečnosti za prečišćavanje na glavama 12, 14 i da prevaziđe pad pritiska koji nastaje od gasa dok prolazi kroz otvore u glavama. Poželjni pritisak na najnižem plenumu 3 je 450 mm vode. Gas se diže kroz otvore u najnižoj glavi 12 brzinom u rasponu od 20 do 25 metara u sekundi. Gas ulazi u turbulentnu zapreminu reakcione zone prve tečnosti 33 za prečišćavanje, gde se gas i prva tečnost za prečišćavanje agresivno mešaju. Prva tečnost za prečišćavanje bira se zbog njene reaktivnosti sa prvom grupom zagađivača označenih za uklanjanje. Prvi nivo tečnosti za prečišćavanje na najnižoj glavi 12 se kontroliše prelivnim cevima koje prolaze kroz glavu do prvog rezervoara tečnosti 31 za prečišćavanje koji se obično nalazi u osnovi posude prečišćivača 11. Preliv prve tečnosti 37 za prečišćavanje zamenjuje se kondicioniranom prvom tečnošću 34 za prečišćavanje iz nosača za 13 distribuciju ulaza prve tečnosti za prečišćavanje po redu, kako bi se održao nivo tečnosti i reaktivnost sa zagađivačima i oni bili uklonjeni. Uz hemijsku reaktivnost, agresivna turbulencija stvorena u mokrom prečišćivaču efikasno će ukloniti čestice materije iz gasa i preneti ih u tečnost za prečišćavanje. Nakon izlaska iz turbulentne zapremine reakcione zone prve tečnosti za prečišćavanje, gas se podiže pod preostalim pritiskom da bi ponovio postupak, prolazeći kroz drugu potopljenu glavu 14 u turbulentnu zapreminu reakcione zone druge tečnosti 35 za prečišćavanje. U ilustrativne svrhe dubina zapremine reakcione zone druge tečnosti 35 za prečišćavanje kontoliše se pomoću drugog izlaza tečnosti za prečišćavanje, koji mogu biti mnoštvo prelivnih korita 23 koja prenose drugu tečnost za prečišćavanje iz posude prečišćivača i usmeravaju je do drugog rezervoara tečnosti za prečišćavanje koji nije prikazan. Koristeći ovaj pristup, druga tečnost za prečišćavanje na glavi 14 može biti drugačija tečnost za prečišćavanje od one na glavi 12, čime se omogućava poliranje ili uklanjanje zagađivača. Druga tečnost za prečišćavanje na glavi 14 neprestano se zamjenjuje kondicioniranom tečnošću 36 za prečišćavanje. Očišćen gas 7 koji izlazi iz zapremine reakcione zone druge tečnosti 35 za prečišćavanje može se odvesti u olučnu cev ili dalje procese. Korišćenjem istog pristupa, dodatne potopljene glave za prečišćavanje mogu se serijski dodati vertikalno unutar tela prečišćivača za dalje poliranje ili uklanjanje drugih zagađivača vazduha kako to zahteva postupak.

[0030] Pozivajući se na sliku 3, prikazan je primer sistema koji sadrži posudu 11 za prečišćavanje koja sadrži uronjenu najnižu glavu 22 ispod potopljene glave 14 koja funkcioniše kao druga glava za prečišćavanje.

[0031] Postupak na slici 3 započinje sa kontaminiranim gasom 1 iz sagorevanja ili industrijskog postupka koji proizvodi čestice materije, kisele gasove i metale koji zahtevaju uklanjanje. Gas se dovodi do uronjene glave prečišćivača 22. Gas ulazi pod pozitivnim pritiskom stvorenim ventilatorom indukovane promaje (nije prikazano). Pritisak gasa dovoljan je za prevazilaženje pritiska stvorenog dubinom prve tečnosti za prečišćavanje na najnižoj glavi 22 i podržavanje dubine druge tečnosti za prečišćavanje koja će biti podržana na drugoj potopljenoj glavi 14. Dodatni pritisak gasa uvodi se u konstrukciju da bi se prevazišao pad pritiska nastao od gasa dok prolazi kroz otvore u glavama i gubicima nastalim u odvodnim kanalima. Poželjni pritisak na najnižem plenumu 3 je 450 mm vode. Gas se diže kroz otvore u uronjenoj glavi 22 brzinom određenom konstrukcijom glave. Gas ulazi u turbulentnu zapreminu reakcione zone prve tečnosti 33 za prečišćavanje, gde se gas i prva tečnost za prečišćavanje agresivno mešaju u turbulentnoj zapremini reakcione zone prve tečnosti za prečišćavanje. Prva tečnost za prečišćavanje odabira se zbog svoje reaktivnosti sa prvom grupom zagađivača označenih za uklanjanje. Prvi nivo tečnosti za prečišćavanje na uronjenoj glavi 22 kontrolisan je senzorima, poput senzora diferencijalnog pritiska, koji aktiviraju kontrolne ventile za regulaciju protoka tečnosti koja izlazi putem recirkulacije kroz izlaz za prvu tečnost 32 za prečišćavanje u podu posude. Kondicionirana prva tečnost 34 za prečišćavanje dodaje se kroz držač 13 za distribuciju ulaza prve tečnosti za prečišćavanje, kako bi se održala reaktivnost sa zagađivačima i oni bili uklonjeni. Uz hemijsku reaktivnost, agresivna turbulencija stvorena u mokrom prečišćivaču efikasno će ukloniti zagađivače iz gasa i preneti ih u tečnost za prečišćavanje. Nakon izlaska iz turbulentne zapremine reakcione zone prve tečnosti 33 za prečišćavanje, gas se podiže pod preostalim pritiskom da bi ponovio postupak, prolazeći kroz potopljenu glavu 14 u turbulentnu zapreminu reakcione zone druge tečnosti 35 za prečišćavanje. U ilustrativne svrhe dubina zapremine reakcione zone druge tečnosti 35 za prečišćavanje kontroliše se izlazom druge tečnosti za prečišćavanje, koji može biti mnoštvo prelivnih kanala 23 koja prenose drugu tečnost za prečišćavanje iz posude prečišćivača i usmeravaju je do drugog rezervoara tečnosti za prečišćavanje (nije prikazano). Koristeći ovaj pristup, gornja potopljena glava 14 može raditi sa drugačijom tečnošću za prečišćavanje od one koja se koristi na uronjenoj glavi 22, omogućavajući tako poliranje ili dodavanje alternativnih reagensa za uklanjanje drugih regulisanih zagađivača. Druga tečnost za prečišćavanje na potopljenoj glavi 14 stalno se zamjenjuje kondicioniranom drugom tečnošću 36 za prečišćavanje koju prenosi nosač 15 za distribuciju ulaza druge tečnosti za prečišćavanje. Očišćeni gas 7 koji izlazi iz zapremine reakcione zone druge tečnosti za prečišćavanje može se odvesti u olučnu cev ili dalje procese. Korištenjem istog pristupa, dodatne potopljene glave za prečišćavanje mogu se serijski dodati vertikalno unutar posude prečišćivača radi daljeg poliranja ili uklanjanja ostalih zagađivača vazduha kako to zahteva postupak.

[0032] Jedna ili više potopljenih glava prečišćivača kako su izvedene u predmetnom pronalasku nude prednosti u odnosu na trenutnu tehniku predstavljenu uronjenim glavama prečišćivača. Među prednostima je mogućnost snabdevanja, mokrog prečiišćivanja 100% gasa na višestrukim nivoima zona interakcije, sa različitim reagensima za neutralizaciju unutar jednog tela prečišćivača. Ova dodatna karakteristika omogućava jednom uređaju za prečišćavanje da ukloni širi raspon zagađivača uz veću efikasnost uklanjanja. Prečišćivači koji koriste konstrukciju potopljene glave imaće manji i vrlo fleksibilni prostor koji zauzima, niži kapitalni trošak, prilagodljivost i kapacitet uklanjanja višestrukih zagađivača u jednom uređaju. Potopljena glava ima primenu u procesima sagorevanja, uključujući ugalj, biomasu i komunalni tvrdi otpad, gde primarni zagađivači označeni za uklanjanje su čestice materije, kiseli gasovi, uključujući sumpor dioksid, hlorovodonik i fluorovodonik, metali uključujući živu. Uz to, prečišćivači koji se koriste u hemijskim i industrijskim procesima koji zahtijevaju uklanjanje prašine, mirisa i kiselih gasova kandidati su za konstrukcije potopljenih glava i u novim i modifikovanim instalacijama.

[0033] Iz gore navedenog, videće se da je ovaj pronalazak dobro prilagođen za postizanje svih ovde navedenih ciljeva, zajedno sa ostalim prednostima koje su očite i koje su svojstvene za sistem. Biće shvaćeno da su određene karakteristike i podkombinacije korisne i mogu se koristiti sa osvrtom na druge karakteristike i podkombinacije. To se razmatra i spada u obim patentnih zahteva. Mnoga moguća izvođenja mogu proisteći iz pronalaska, a da se ne odstupa od obima patentnih zahteva. To treba razumeti da sve ovde navedeno i prikazano na priloženim crtežima treba tumačiti kao ilustrativno i ne u ograničenom smislu. Stručnjaci u ovoj oblasti će ceniti da se mogu izvoditi i druge varijante poželjnog izvođenja bez odstupanja od obima pronalaska kako je izloženo u patentnim zahtevima.

Claims (4)

Patentni zahtevi

1. Vertikalno orjentisan uređaj prečišćivača za uklanjanje mnoštva različitih zagađivača iz kontaminiranog gasnog toka, koji sadrži:

a) posudu prečišćivača koja ima tavanicu, pod, cilindrični zid koji povezuje tavanicu sa podom, mnoštvo vertikalno raspoređenih glava, zapreminu iznad svake glave, ulaz za gas, ventilator indukovane promaje i izlaz za gas;

b) uronjenu donju glavu pozicioniranu horizontalno preko donjeg kraja posude prečišćivača, gde uronjena donja glava uključuje horizontalnu ploču koja ima mnoštvo uskih proreza širom pruženih;

c) rezervoar prve tečnosti za prečišćavanje raspoloživ unutar donjeg kraja posude prečišćivača ispod uronjene donje glave, i zapreminu prve reakcione zone do željenog nivoa iznad uronjene glave za prečišćavanje, prvu tečnost za prečišćavanje odabranu za uklanjanje prve grupe zagađivača iz kontaminiranog gasnog toka;

d) ulaz za prvu tečnost za prečišćavanje koji se pruža u prvu zapreminu iznad uronjene glave, prvo sredstvo za raspršivanje u tečnoj vezi sa ulazom za prvu tečnost za prečišćavanje radi raspršivanja prve tečnosti za prečišćavanje u zapreminu reakcione zone prve tečnosti za prečišćavanje, i prvi izlaz za tečnost za prečišćavanje u podu;

e) prvu potopljenu glavu koja se pruža horizontalno preko celog poprečnog preseka posude za prečišćavanje na položaju iznad ulaza prve tečnosti za prečišćavanje, gde prva potopljena glava sadrži ploču koja ima mnoštvo uskih proreza koji se širom pružaju;

f) zapreminu reakcione zone druge tečnosti za prečišćavanje raspoređenu do željenog nivoa iznad prve potopljene glave, drugu tečnost za prečišćavanje odabranu za uklanjanje druge grupe zagađivača iz kontaminiranog gasnog toka; i

g) ulaz za drugu tečnost za prečišćavanje koji je pružen u drugoj zapremini iznad prve potopljene glave, drugo sredstvo za raspršivanje u tečnoj vezi sa ulazom za drugu tečnost za prečišćavanje radi raspršivanja druge tečnosti za prečišćavanje u zapreminu reakcione zone druge tečnosti za prečišćavanje, i izlaz za drugu tečnost za prečišćavanje iznad prve potopljene glave, koja prolazi kroz zid posude prečišćivača.

2. Uređaj prečišćivača prema patentnom zahtevu 1, koji dalje sadrži:

a) jednu ili više dodatnih potopljenih glava koje se pružaju horizontalno preko celog poprečnog preseka posude prečišćivača i serijski su složene vertikalno iznad ostalih glava, a svaka definiše dodatnu zapreminu u odnosu na glavu ispod;

b) jednu ili više dodatnih zapremina reakcione zone tečnosti za prečišćavanje, svaka raspoređena iznad odgovarajuće potopljene glave do željenog nivoa, svaka dodatna tečnost za prečišćavanje odabrana je za uklanjanje željene dodatne grupe zagađivača iz kontaminiranog gasnog toka; i

c) jedan ili više dodatnih ulaza za tečnosti za prečišćavanje koji se pružaju kroz zid u odgovarajuću dodatnu zapreminu iznad odgovarajuće dodatne potopljene glave, dodatna odgovarajuća sredstva za raspršivanje u tečnoj vezi sa dodatnim ulazom za tečnost za prečišćavanje radi raspršivanja dodatne tečnosti za raspršivanje u odgovarajuću dodatnu zapreminu reakcione zone tečnosti za prečišćavanje, i jedan ili više odgovarajućih dodatnih izlaza za tečnost za prečišćavanje iznad odgovarajuće potopljene glave koji prolazi kroz zid posude prečišćivača.

3. Postupak uklanjanja višestrukih zagađivača iz kontaminiranog gasnog toka, postupak koji obuhvata korake:

a) uvođenje prve tečnosti za prečišćavanje u uređaj iz patentnog zahteva 1 do željenog nivoa tečnosti iznad uronjene glave prečišćivača;

b) uvođenje druge tečnosti za prečišćavanje u uređaj iz patentnog zahteva 1 do željenog nivoa iznad potopljene glave prečišćivača;

c) hlađenje kontaminiranog procesnog gasa pomoću gasnog kondicionera iz stanja tehnike; d) uvođenje ohlađenog kontaminiranog gasa, pod pritiskom od ventilatora indukovane promaje, u uređaj iz patentnog zahteva 1 na mestu ispod uronjene glave prečišćivača; e) dopuštanje gasu da prolazi nagore kroz uronjenu glavu prečišćivača da bi preneo prvu grupu zagađivača iz kontaminiranog gasa u prvu tečnost za prečišćavanje u zapremini reakcione zone prve tečnosti za prečišćavanje iznad uronjene glave prečišćivača;

f) dopuštanje da gas nastavi da prolazi nagore kroz potopljenu glavu kako bi preneo drugu grupu zagađivača iz kontaminiranog gasa u drugu tečnost za prečišćavanje u zapremini reakcione zone druge tečnosti za prečišćavanje iznad potopljene glave;

g) raspršivanje izlazećeg gasa radi uklanjanja dodatnih zagađivača i usporavanja brzine protoka gasa;

h) dopuštanje izlazećem gasu da izađe iz uređaja za prečišćavanje;

i) odvojeno uklanjanje prve i druge tečnosti za prečišćavanje iz posude prečišćivača kako bi se održao željeni nivo svake od tečnosti za prečišćavanje; i

j) čišćenje oceđene tečnosti za prečišćavanje radi ponovne upotrebe u uređaju za prečišćavanje.

4. Postupak iz patentnog zahteva 3, dalje sadrži dodatni korak (ff) nakon koraka (f):

ff) omogućavanje gasu da nastavi prolaz nagore kroz jednu ili više serijski vertikalno složenih dodatnih potopljenih glava radi prenosa jedne ili više dodatnih grupa zagađivača iz kontaminiranog gasa u jednu ili više dodatnih tečnosti za prečišćavanje u svakoj od jedne ili više dodatnih zapremina reakcionih zona tečnosti za prečišćavanje iznad svake od odgovarajućih potopljenih glava.