169351. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szennyeződést tartalmazó hordozógázból a szennyeződés eltávolítására

3 169351 4 Felismerhető, hogy a fentiekben említett berendezéseknél alkalmazott centrifugális és elektrosztatikus erőri kívül, gravitációs erő is jelen van, és elősegítheti a szemcsés anyag elkülönítését. Olyan szeparáló berendezést is létrehoztak már, amely elvileg a gravitációs erő hatásán alapul. Az ilyen berendezésnek általában nagyméretű ülepítőkamrája van, amelyben a gáz sebessége nullához közelít. Ha a kamra elég nagy, a gáz benntartózkodási ideje elegendő ahhoz, hogy a szemcsés anyag nagyrészének leülepedését lehetővé tegye. Általánosságban a fent ismertetett szeparátorok viszonylag nagyméretű szemcsék eltávolítását végzik hatékonyan, azonban a szemcsegyűjtés hatékonysága gyorsan csökken, ha a szemcseméret 1—2 mikronnal kisebb. Az eddig említett porleválasztó berendezések száraz típusúak, de a nedves gáztisztítók számos formáját is kidolgozták már. A legegyszerűbb nedves gáztisztító berendezés olyan kamra, amely egy vagy több permetezőfúvókát tartalmaz. A kamra lehet egy vezeték, az égőtér, vagy speciális kialakítású permetezőkamra. Általában a gáz áthaladási sebessége a kamrában viszonylag lassú, és a szemcsés anyag eltávolítása a vízcseppecskék és a szemcsék közötti ütközés révén történik. Amennyiben gőz is van jelen, a szemcsés anyagot kondicionálni vagy agglomerálni lehet termoforézis segítségével, és természetesen az elkülönítés is megoldható gravitációs vagy centrifugális erő segítségével. A permetezőkamra általában csekély energiaigényű, és hatékonysága nagy szemcsék esetében a legnagyobb. A szemcsegyűjtési hatékonyság fokozására irányuló törekvések során különféle típusú, nagy energiaigényű Venturi-csöves tisztítóberendezéseket alkalmaztak. A Venturi-csöves gáztisztító egyik fajtájával olyan csövet alkalmaznak, amelynek egy konvergáló szakasza, egy torok-szakasza és egy divergáló s/akasza van, amelyen át a szennyezett gázt ventillátor, légfúvó vagy gőzejektorok segítségével hajtják keresztül. A torok-szakaszban, ahol a gáz sebessége maximális, vizet fecskendeznek be egy- vagy több fúvókán vagy permetezőfejen keresztül, amely a gázáramra ütközve cseppecskéket alkot, amelyek a gázáramban levő szemcsés anyaggal összeütköznek. A szemcsés anyag eltávolítása főként a szemcsék és a vízcseppecskék közötti ütközés révén jön létre. Az itt említett Venturi-csöves gáztisztítónál a gáz és a víz közötti relatív sebességet úgy hozzák létre, hogy a gázt ventillátorok, légfúvók vagy ejektorok segítségével hozzák mozgásba, amint ezt a fentiekben már említettük. Az természetesen irreleváns, hogy a gázt mozgatják a vízhez képest, vagy fordítva. Mindkét rendszert a Venturi-csöves gáztisztítóval összekapcsolva alkalmazzák. A Venturi-csöves tisztítónál a mozgatóerőt hidegvíz-ejektor szolgáltatja, amely lényegében a Venturi-cső konvergáló szakaszának tengelyében van elhelyezve, más hajtóerőre nincs szükség. A vizet szivattyúval juttatják az ejektor-fúvókába, amely azt cseppekké porlasztja, amelyek azután a gázzal keverednek. A felgyorsítás a meghajtó víz és a meghajtott gáz közötti impulzuscsere révén történik, és - ezzel egyidejűleg - a gázban levő szemcsés anyag eltávolítása a vízcseppekkel történő összeütközés révén van biztosítva. Ilyen Venturi-csöves tisztítóberendezést már régóta forgalomba hoz 7010 típusjelzéssel a Koerthrol Corporation 5 cég. A fentiekben ismertetett Venturi-csöves tisztítóberendezések kb. 2 mikron feletti nagyságú szemcsés anyag eltávolítására alkalmasak, de a kiválasztási hatékonyság általában hirtelen csökken, ha a 10 szemcseméret 1 mikronnál kisebb. Ahhoz, hogy az új légszennyezési szabályzatok többségének követelményeit ki lehessen elégíteni, a szubmikron méretű szemcsés anyag eltávolítására is szükség van. Bár a szubmikron szemcsék a szennyezett gázban levő 15 szemcsés anyag összes súlyának esetleg csak kis hányadást képviselik, az összes szemcsék számának akár 98%-át is kitehetik. Ismeretes, hogy a szemcsék ütközés révén történő gyűjtési eljárásának hatékonysága függ mind a 20 vízcseppek méretétől, mind pedig a vízcseppek és a szemcsék közötti relatív sebességtől. Ezáltal, amikor a vízcseppek és a szemcsék közötti relatív sebesség növekszik, az ütközés valószínűsége és az ezt követő összegyűjtés hatékonysága is megnő. Az 25 is nyilvánvaló, hogy adott víztömeg esetén az ütközés valószínűsége növekszik, ha a víztömeget nem kis számú nagy cseppekre, hanem nagy számú kis cseppekre oszlatják. Végül ismert, hogy mozgó testek, pl. vízcseppek körül áramvonalak alakulnak 30 ki, és ha a szemcse a vízcsepphez képest elég kicsi, mozgáspályájából kitér és a vízcsepp körül áramlik anélkül, hogy összeütközne vele. Szakember számára mindebből nyilvánvaló, hogy kis szemcseméret esetén az összegyűjtés hatékonyságának nö-35 veléséhez szükség van a) a víz tömegáramlásának növelésére, b) a vízcseppek méretének csökkentésére, vagy c) a vízcseppek és a szemcsék közötti relatív sebesség növelésére. A fenti alternatívák mindegyike az energiaigény növekedését jelenti: a 40 víz tömegáramlásának növelését a szivattyúerő növelésével lehet elemi. A vízcseppek méretét bizonyos mértékig csökkenteni lehet a víznyomás növelésével, vagy a víz erőteljesebb porlasztásának biztosításához a fúvóka kialakításának megváltoz-45 tatása révén. Végül, a vízcseppek és a szemcsék közötti relatív sebességet növelni lehet a gyorsítóközeg mozgatására szolgáló energia növelése útján is. A fenti alternatívák mindegyikét alkalmazzák a 50 nagyenergiájú nedves gáztisztító berendezésekben. Az előbb már említett Venturi-csöves tisztítóberendezésnél a szemcsék összegyűjtésének hatékonyságát nyilvánvalóan a vízsugárral közölt energia növelése útján lehet fokozni. Minthogy maga a víz 55 lényegében összenyomhatatlan, az energiatöbbletet hatékonyabban lehet bevezetni a víz hőmérsékletének növelése útján, mint a víz nyomásának emelésével.. Természetesen a víz nyomását is növelni kell annak érdekében, hogy a víz-táprend-60 szerben a fúvóka előtt a felforrást megakadályozzák. Ahol a gyorsítóenergia forrásaként forróvizet alkalmaznak, a berendezés forróvíz-ejektorként ismeretes. A forróvíz-ejektort régóta ismerik és alkal-65 mázzák szélcsatornák hatékony gyorsítóeszközeként 2