147688. lajstromszámú szabadalom • Eljárás telített vízgőz sótartalmának csökkentésére, hőerőművek gőztermelő berendezéseinél
^ Megjelent I960, október 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.688. SZÁM 13. d. 26-31. OSZTÁLY — GU-171. ALAPSZÁM Eljárás telített vízgőz sótartalmának csökkentésére, hőerőművek gőztermelő berendezéseméi Gyuris Károly, Pécs A bejelentés napja: 1959. augusztus 26. A villamosenergia-iparban világviszonylatban komoly problémát jelent a turbinák elsózódása. A turbina elsózódás egy hőerőmű gazdaságosságát és üzembiztonságát egyaránt károsan befolyásolja. Az elsózódás létrejöttének közvetlen oka az, hogy a gőztermelő berendezésekben termelt gőz nem analitikailag tiszta vízgőzből áll, hanem változó mennyiségben tartalmazza a gőztermelő berendezés vizében oldott és • szuszpendált lúgokat, sókat és oxydokat is. Ezen anyagoknak a gőzben található részét a gőz sótartalmának fogom nevezni és mg-ban fogom kifejezni, egy liter 20 C° hőmérsékletű kondenzátumra vonatkoztatva. A gőz sótartalmának kialakulására két lehetőség van: 1. A telített gőz a gőztermelő berendezés vizéből vízcseppeket ragad magával, mely vízcseppek koncentrációja közel azonosnak vehető a vízfázis koncentrációjával, melyből kiszakadtak. 2. A vízgőz nagy nyomáson és magas hőmérsékleten a Si02-ot oldani képes, mint azt Morey és Hesselgesser kísérletei bizonyítják. (Morey— Hesselgesser: The solubility of quartz and some other substances in superheated steam at high pressures, Trans. ASME, 1951.) Valószínű, hogy a gőz sótartalmát a fenti két lehetőség együttesen eredményezi. Világszerte kísérletek folynak a gőz sótartalmának csökkentésére, azonban az eddig alkalmazott legjobb módszer — a ciklonok segítségével történő cseppleválasztás — is csak kb. 0,5 mg/l-re tudta a gőz sótartalmát csökkenteni. Tapasztalatok szerint a turbinák még igen alacsony sótartalmú gőzzel üzemeltetve is hajlamosak az elsózódásra. . Találmányom lehetőséget ad arra, hogy a telített gőzből egyrészt a vízcseppekben foglalt, másrészt a gőzben oldott sótartalmat egy lépésben el lehessen távolítani. Az alábbi eljárás segítségével elvileg tetszőleges tisztaságú telített gőzt lehet előállítani. Az eljárás a következő: A telített gőzt egy Raschig-gyűrűkkel vagy más nagyfelületű formadarabokkal töltött abszorbciós torony alsó részébe vezetjük be. A formadarabok anyaga ötvözetlen acél. A gőz alulról felfelé áramlik a töltőanyag rései között és ellenáramban halad a torony felső részén bevezetett 0—3 mg/l sótartalmú vízzel, melynek hőmérséklete meg kell egyezzen a gőz hőmérsékletével. A víz egyenletes elosztását a töltet felett perforált csövek biztosítják. A gőz elvezetése a toronyból a perforált csövek feletti részből történik. A torony aljában összegyűlő vizet a gőztermelő berendezés vízterébe vezetjük vissza. A formadarabokkal töltött torony a gőz sótartalmának csökkentését a következő két módon végzi el egyidejűleg: 1. A gőz a nagyfelületű töltőanyagon való átáramlás közben nr-szer ütközik és irányt változtat. Ha feltételezzük, hogy minden ütközés alkalmával a gőz által eredetileg elragadott vízcseppek 1-q-ad része tapad bele a töltőanyag felületén kilakult vízfilmbe, akkor n-ütközés után az eredetileg elragadott vízcseppeknek — és így az általuk képviselt sótartalomnak — q"-szerese marad a gőzben. Legyen pl. q = 0.9, n = 50, akkor a gőz amg/1 sótartalma — melyet az elragadott cseppek képviseltek — 0.950 -a, azaz 0.0051-a-ra csökken. 2. Tételezzük fel, hogy a gőz sótartalmának egy része a gőzben oldott állapotban van jelen. Tekintve, hogy a gőz termodinamikai egyensúlyban van a vízfázissal, melyből keletkezett, érvényes kell legyen az a törvényszerűség, mely szerint egy oldott anyag két oldószer — jelenleg két fázis — között Yn megoszlási hányadossal jellemezhető arányban oszlik meg, ahol yn = a gőz, x n = a vízfázis ugyanazon oldott anyag tartalma. mg/l-ben kifejezve, K pedig a Henry-féle állandó. Ebben az esetben a berendezés abszorbciós toronyként működik, és ha azt akarjuk, hogy a gőz eredeti oldott anyag tartalmát — főként a SÍO2 tartalmat —
