175953. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés szennyezők eltávolítására gázokból
13 175953 14 kony, mint a keverőcső és leválasztóciklon együttes alkalmazása a 3 852 409 számú USA szabadalmi leírás szerint. Ennek oka az, hogy a szállított folyadékcseppek egy része hajlamos a csövön való keresztülhal adás után visszafordulni és a gázkeverékbe vegyülni. Ezért kellett a hagyományos diffúzor működését megváltoztatni, mégpedig oly módon, hogy a gáz-folyadék keverék egy részét leválasztjuk, és a diffúzor egyik tartományából a másikba vezetjük. Ennek eredményeképpen magában a diffúzorban létrejön a folyadékszemcséknek a gázáramból történő leválása, és ezzel a hatékony tisztítás megvalósul a diffúzorban. A gáz-folyadék keverék részleges szétválasztása egy fojtórendszer, illetve leválasztóegység beiktatásával történik. Ez az egység a 60 diffúzor belépőnyílásánál van elhelyezve, és egy turbulens áramlást megvalósító kisnyomású teret hoz létre, amelyben a keverék a 60 diffúzor egyik falától elválik. A leválasztóegység után ugyanakkor a sugár a 60 diffúzor ellenkező fala felé áramlik, és azzal ütközik. Az 1. ábrán bemutatott megoldásnál a leválasztóegység 64 folyadékfüggönyként és 66 fojtószelepként van kialakítva. Mindkettő a 60 diffúzor belépőnyílásánál van elhelyezve. A továbbiakban látni fogjuk, hogy mindkét típusú leválasztó eredményesen alkalmazható egyenként vagy egymással kombinálva, és hogy mindkét megoldásnak számos kiviteli alakja valósítható meg. A találmány szerinti berendezésben ezenkívül változtatható a leválasztóegység elhelyezése is. A találmány szerinti berendezés leválasztóegységének egy igen hatékony kiviteli alakja látható a 3a. és 3b. ábrákon. Ez a leválasztóegység 64 folyadékfüggönyből áll. amely a 60 diffúzor bevezetőnyílása előtt, célszerűen közvetlenül a 18 keverőcső végénél van elhelyezve. A 64 folyadékfüggönyt 68 folyadékfúvókák állítják elő. A 68 folyadékfúvókák a 18 keverőcső falában vannak elhelyezve, a cső felső tartományában, ha vízszintes 18 keverőcsövet alkalmazunk. A 68 folyadékfúvókák által létrehozott 64 folyadékfüggöny célszerűen viszonylag nagyméretű folyadékcseppekből áll. Az alkalmazott folyadék célszerűen víz vagy vizes oldat. amely a 60 diffúzor bevezetőnyílása előtt a 18 keverőcső átömlési tartományát határolja. A 64 folyadékfüggöny létrehozható olyan 68 folyadékfúvókával. amely nagy nyílásszögben szórja ki a folyadékot. Ha a folyadéksugár nyílásszöge elég nagy, egyetlen 68 folyadékfúvóka is elegendő lehet. Ez a megoldás olyan rendszerekben alkalmazható. amelyekben a 18 keverőcső átmérője kisebb, mint 300 mm. Nagyobb átmérőjű 18 keverőcsövekben két vagy több 68 folyadékfúvókát alkalmazunk, amint az az 5a. és 5b. ábrákon látható. A 64 folyadékfüggöny a 18 keverőcsőben áramló gázt eltéríti és a 60 diffúzor alsó palástja felé hajlítja, ugyanakkor a -gázáram magát a 64 folyadékfüggönyt is eltéríti és az parabola-szerűen elhajlik. A 64 folyadékfüggöny további hatása az, hogy a keverékben a folyadéktestek további ütközéseket szenvednek, aminek eredményeként a szemcsenagyság fokozatosan növekszik. A 4a. és 4b. ábrákon látható, hogy a 68 folyadékfúvóka elhelyezhető a 60 diffúzorban is a belépőnyílás közelében. Meg kell azonban jegyeznünk, a 3a. és 3b. ábrán látható kiviteli alak, amikor is a 68 folyadékfúvóka a 18 keverőcső végén van elhelyezve a legkedvezőbb. A 3b. és 4b. ábrákon látható 64 folyadékfüggöny, amelyet a 68 folyadékfúvókákból kiáramló folyadékszemcsék alkotnak, láthatóan nem tölti ki a 18 keverőcső teljes keresztmetszetét. Jóllehet egy ilyen leválasztóegység hatékonyan működtethető a gázkeveréknek a 60 diffúzor kezdeti szakaszán történő elkülönítése érdekében, ez a megoldás nem eléggé hatékony a gázáramnak a továbbiakban történő irányítására, és a folyadékcseppek megfelelő kezelésére. A 6a. és 6b. ábrán olyan megoldást mutatunk be, amelynél a 68 folyadékfúvókából kiáramló folyadéksugár már a 18 keverőcső gyakorlatilag teljes keresztmetszetét lefedi. Ez úgy érhető el, hogy a 68 folyadékfúvóka nem a 18 keverőcső palástjában, hanem egy 70 előkamrában van elhelyezve. Így a 64 folyadékfüggöny a 70 elő(camrában nyílik szét, és a 18 keverőcső keresztmetszetét már teljes mértékben betölti. A találmány szerinti megoldással végzett számos kísérlet során alaposan megvizsgáltuk a 64 folyadékfüggöny formájában bevezetett járulékos víz hatását a gázkeverékre, annak eltérítésére, illetve a szemcsenövekedésre, és úgy találtuk, hogy ennek alkalmazása minden szempontból kedvező. A kísérletek során mechanikus leválasztóegységet egyáltalán nem alkalmaztunk. Megvizsgáltuk például, hogy milyen mennyiségű port tartalmaz a kilépő gáz 64 vízfüggöny alkalmazása nélkül. A szennyezőtartalom 1,76 szemcse volt m3-enként. Miután-az átáramló gázhoz literenként 0.4 liter vizet kevertünk, a kilépő gázban 0.89 szemcse volt m3-énként. Általában a minimális portartalmat akkor mértük, amikor a bevezetett víz mennyisége 0,4-0,8 liter volt 1 liter gázra vonatkoztatva. Vizsgálatokat végeztünk a 64 folyadékfüggöny elhelyezésének hatására vonatkozóan is. Ha a 64 folyadék függönyt a 60 diffúzor kilépőnyílása közelében helyeztük el, és 0,5 liter vizet vezettünk be 1 liter gázzal, akkor a kilépő gázban 5,15 szemcsét találtunk m3-énként. Ha ugyanezt a folyadékfüggönyt a 18 keverőcső végénél helyeztük el, és a bevezetett folyadék mennyisége is azonos volt, a szilíciumgázban 1,54 szemcse/m3 értéket mértünk. Ugyanakkor a 64 folyadékfüggöny alkalmazásának olyan hatása is van, hogy a berendezésben nagyobb teljesítményű szivattyút kell alkalmazni, minthogy ez fojtást jelent a rendszerben. Hasonlóképpen, a szivattyúteljesítmény csökken, ha a folyadékfüggönnyel létrehozott fojtás mértékét csökkentjük. Erre vonatkozóan számos mérést végeztünk, és ezek eredményét az 1. táblázatban mutatjuk be. Részletesen megvizsgáltuk a találmány szerinti berendezésben alkalmazott mechanikus leválasztóegység hatását is. Dyen mechanikus leválasztóegységet mutatunk be a 7a. és 7b. ábrákom A leválasztóegységben 72 fojtólemez van, amelynek alsó 73 éle ívelten van kialakítva. Ez a 73 él a 18 keverőcsőhöz viszonyítva excentrikusán kialakított körív, vagy ellipszis lehet. A 72 fojtólemez könnyen erősíthető a 18 keverőcső végéhez, illetve a 21 és 23 csőkarimák közé. A 72 fojtólemezt a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 7
