169351. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szennyeződést tartalmazó hordozógázból a szennyeződés eltávolítására
15 169351 16 A 9. ábrából kitűnik, hogy megfelelő szivattyúhatás érhető el széles határok között változó gőznyomás mellett, feltéve, hogy megfelelően kialakított fúvókát alkalmazunk. A jelen esetben a torokátmérő a maximális üzemi nyomásra volt méretezve, míg a fúvóka kilépő átmérője meghatározott szivattyúteljesítmény elérését lehetővé tévő mérettel volt kialakítva. A 1 OB. ábra a Mollier-diagram egy része, amely az itt érintett nyomástartományokra érvényes „vízgőz "-tartományt mutatja. A Mollier-diagram a gőz entalpiáját vagy teljes hőtartalmát adja meg a gőz entrópiájának függvényében, és jól szemlélteti a gőz fúvókán át történő expanzióját. A jelen esetben figyelembe vett nyomástartományon belül a telített gőz (Hí) entalpiája csaknem konstans és 12,9 atm mellett 665,5 kcal/kg-tól 37,4 atm mellett 668,8 kcal/kg értékig terjed. Atmoszférás nyomásra történő izentropikus expanzió esetén az entalpia (H2) 12,9 atm mellett 562,2 kcal/kg-tól 37,4 atm mellett 526,0 kcal/kg értékig terjedne. Tehát a gőz felgyorsítására elméletileg rendelkezésre álló hőenergia (AH) 12,9 alt. mellett 103,3 kcal/kg-tól 37,4 atm mellett 142,S kcal/kg-ig terjed. Az elméleti izentropikus expanzió a gyakorlatban nem valósítható meg, és a szóbanforgó folyamat megfelelő kialakítású fúvóka használata esetén a 10B. ábrán szaggatott vonallal jelölt görbének megfelelően játszódik le, amelynek során a ténylegesen rendelkezésre álló energia (AHa ) 12,9 atm mellett 96,1 kcal/kg-tól 37,4 atm mellett 132,8 kcal/kg-ig terjed. Összehasonlításul megvizsgálhatjuk a forróvíz-ejektoros felgyorsítást azonos nyomástartományban, a Mollier-diagram folyadékvízre vonatkozó részét a feltüntető 10A ábra alapján. Ez azt mutatja, hogy a telített víz teljes hőtartalma (entalpiája) 37,4 atm mellett 256 kcal/kg és atmoszférás nyomáson mért entalpiája 229,4 kcal/kg, tehát az elméletileg rendelkezésre álló energia (AH) mennyisége 26,7kcal/kg, és a ténylegesen rendelkezésre álló energia mennyisége megfelelően kialakított fúvóka esetén 23,9 kcal/kg. 10 15 20 25 30 35 40 A gőzből és vízből azonos nyomás- és azonos hőmérsékletértékek mellett nyerhető energia eltérése magyarázza azt, hogy a találmány szerinti, gyorsítóközegként és a szekunder nyírásos porlasztás energiafonásaként gőzt alkalmazó eljárás nagyobb teljesítményű. A rendelkezésre álló nagy energiamennyiség következtében a gőzáramlás szuperszonikus sebességű, amely elérheti a 2-es, vagy ennél magasabb Mach-számot a gőzáram konstans sebességű középső mag-részében, míg a gőzsugár ezt körülvevő részeiben a sebességértékek a transzónikus szinttől a mag-rész sebességét megközelítő sebességig terjedhetnek. Természetesen a gőzsugár külső határrétegében, ahol a vízcseppek koncentrálódnak, nagyfokú keveredés és turbulencia jelentkezik. A gőzsugár energiájától és sebességétől függően egy vagy több erős lökéshullám alakulhat ki a 62 ütközési tartományban vagy azon túl, és ezek a lökéshullámok járulékos turbulenciát és keverőhatást idéznek elő a keverőcsőben, ami elősegíti a szemcsés anyagnak a vízcseppekbe való befogását, valamint ezeknek a cseppeknek a növekedését és agglomerációját. A 70 merőleges ütközési hullám mögött (ld. 2. és 3. ábrák) az áramlás lényegében turbulens és szubszonikus, és az injektált víz jelenléte elősegíti a gőz kondenzációját, aminek következtében további cseppek alakulnak, vagy a meglevő cseppek megnövekednek. Ebben a tartományban a vízcseppek sebessége nagyobb lesz, mint a gáz sebessége, úgyhogy a szennyező anyagok befogását biztosító kondenzáció, és ütközési folyamat tovább folytatódik, bár a keverőcső e szakaszának fő feladata, hogy biztosítsa a cseppek megfelelő növekedését, és ezáltal lehetővé tegye a vízcseppeknek a gáztól való elkülönítését a szeparátorban. A berendezést, amelyet az 1. ábrán vázlatosan feltüntettünk, sikerrel alkalmaztuk pl. martinkemence elhasznált gázából a szemcsés anyagok összegyűjtésére. A végzett kísérletek adatai a 3. táblázatban vannak felsorolva: 3. táblázat Szemcse-eltávolítási eredmények (permetezőfúvókák bekapcsolva) lg .S3 •« Gázmenynyiség kg/min Gőzfúvóka száma Gőznyomás atm Gőzmenynyiség kg/min Alfa kg gőz/kg gáz Befecskendezett víz kg/min Szemcsetartalom Be Ki g/m3 g/m 3 Tisztítási hatékonyság % 520-2 455,8 3 12,6 73,5 0,161 44,0 1,88 0,023 99,1 520-4 ,458,5 3 12,9 74,5 0,162 100,8 1,88 0,023 99,1 521-7 406,3 3 10,9 62,7 0,154 87,5 1,56 0,002 99,9 522-2 356,8 3 9,9 56,3 0,158 55,4 2,20 0,007 99,7 523-2 308,3 3 8,2 \ 46,8 0,152 82,6 5,49 0,046 99,2 523-5 258,8 3 7,1 40,9 0,157 105,3 3,68 0,069 98,2
