SI9520142A - Device for mixing particulate material and liquid - Google Patents

Description

Naprava za izdelavo zmesi iz snovi v obliki delcev in tekočine

Ta izum zadeva napravo za izdelavo zmesi iz snovi v obliki delcev in tekočine, naprimer za zmešanje vode in vpojnega gradiva, ki reagira s plinskimi onesnaževalci v dimnih plinih in ki ga je treba med čiščenjem dimnih plinov uvesti v te pline v navlaženem stanju, da se plinski onesnaževalci pretvorijo v ločljiv prah, pri čemer omenjena naprava obsega vsebnik, vpust za uvajanje snovi v obliki delcev v vsebnik, pršilno sredstvo za pršenje tekočine po snovi v obliki delcev v vsebniku, mešalo, razporejeno v vsebniku, in izpust za odvajanje gradiva, zmešanega s tekočino, iz vsebnika.

Ko je treba plinske onesnaževalce, kot je žveplov dioksid, ločiti od dimnih plinov, pline vodijo skozi kontaktni reaktor, v katerem snov v obliki delcev, ki reagira s plinskimi onesnaževalci, uvajajo v navlaženem stanju v dimne pline, da se plinski onesnaževalci pretvorijo v ločljiv prah. Dimne pline zatem vodijo skozi ločevalnik prahu, kjer se prah loči od dimnih plinov in se iz njega odtegujejo tedaj očiščeni dimni plini. Del prahu, ločenega v ločevalniku prahu, vodijo v mešalo, kjer se zmeša in navlaži z vodo, nakar ga kot vpojno gradivo vrnejo v proces, s tem da ga uvedejo v dimne pline skupaj z dodatkom svežega vpojnega gradiva. Kot sveže vpojno gradivo se na splošno uporablja gašeno apno (kalcijev hidroksid).

Naprave uvodoma predstavljene vrste se uporabljajo kot mešala, da se realizira omenjena operacija mešanja, v kar sta vključena vpojno gradivo in voda. Pri teh napravah iz stanja tehnike mešalo sestoji iz enega ali več vreten, ki nosijo mešalna sredstva v obliki vijačnih kril, lopat, vesel ah podobno. Te naprave iz stanja tehnike pa niso vedno v stanju ustvariti homogeno zmes, v kateri je voda enakomerno porazdeljena po snovi v obliki delcev. Rezultat tega je, da lahko nastajajo vlažne kepe '2*- -gradiva, posebno če snov v obliki delcev vsebuje velik delež hidrofobnih delcev, kot je to slučaj pri letečem pepelu.

Da bi bili dimni plini učinkovito očiščeni, je seveda bistveno, da se vpojno gradivo v dimne pline uvaja v obliki homogene zmesi, v kateri je vlaga enakomerno porazdeljena.

Poseben cilj tega izuma je zato, ustvariti napravo, ki je posebno prirejena za uporabo za mešanje vpojnega gradiva in vode v zgoraj opisanem postopku čiščenja dimnih plinov in katere proizvod je homogena zmes.

Bolj splošen cilj izuma je, ustvariti napravo, katere odlika ne bo samo ta, da je proizvod homogena zmes snovi v obliki delcev in vode, ampak bo tudi v primerjavi z enakovrednimi napravami iz stanja tehnike manj trošila energije.

Po izumu sta omenjena cilja dosežena z napravo, ki je take vrste, kakršna je opredeljena v uvodu, in ki je značilna po tem, da je na voljo fluidizacijsko sredstvo, ki je prirejeno za fluidiziranje snovi v obliki delcev v vsebniku med operacijo mešanja.

V prednostnem izvedbenem primeru ima vsebnik zgornji pod in spodnji pod, ki vzajemno določata komoro, pri čemer je zgornji pod prepusten za zrak, in sredstvo za dovajanje zraka, ki vodi zrak v omenjeno komoro z namenom, da snov v obliki delcev v vsebniku fluidizira.

Mešalo prednostno sestoji iz vsaj ene vrtilne gredi, ki poteka vzdolž vsebnika in na kateri je pritrjenih več kolutov, skozi katerih središča poteka omenjena gred, s tem da so koluti pritrjeni v nagnjenem stanju na medsebojnih osnih razmikih. Ti koluti so smotrno elipsaste oblike in so glede na svojo kratko os vsakokrat tako nagnjeni glede na gred, da v osni projekciji odslikavajo krog. V prednostnem izvedbenem primeru so ti koluti nagnjeni pod kotom 45-80°, prednostno okoli 60°.

Izum bo zdaj opisan v podrobnostih ob pomoči priloženih skic, v katerih kaže:

sl. 1 napravo po izumu v shematični predstavitvi delno v osnem prerezu, v ostalem v narisni projekciji, sl. 2 napravo s sl. 1 v tlorisni projekciji, in sl. 3 presek po črti III-III s sl. 2.

Mešalna naprava v narisani izvedbi obsega vsebnik 1, ki je v bistvu zasnovan kot podolgovato, kvadrasto ohišje. Vsebnik 1 ima navpični stranski steni 2 in 3, navpično hrbtno končno steno 4, navpično pročelno končno steno 5, vodoraven zgornji pod 6, vodoraven spodnji pod 7 in vodoraven strop ali pokrov 8.

Na hrbtnem koncu ima vsebnik 1 vpust 9, skozi katerega od zgoraj (puščica Pl v sl. 1) dovajamo snov v obliki delcev. Na pročelnem koncu ima vsebnik 1 izpust 10, skozi katerega izpuščamo homogeno zmes snovi v obliki delcev in vode (puščice P2 v skicah sl. 2 in 3).

V primeru izvedbe, ki ga kažejo skice, je pročelni konec vsebnika 1 vložen v navpičen kanal 11 za dimne pline, po katerem so dimni plini, ki vsebujejo plinske onesnaževalce, kot je žveplov dioksid, vodeni kvišku (puščice P3 v skicah sl. 1 in 3), da se čistijo na znan način. V tej postavitvi je izpust 10 po svojem bistvu preliv, ki nastane zaradi dejstva, da sta stranski steni 2 in 3 na odseku vsebnika, vloženem v kanal 11, nižji od višine na preostalem delu, t.j. delu izven kanala 11. Kot se vidi s sl. 1 in 2, strop 8 sega od vpusta 9 do izpusta 10, t.j. do kanala 11 za dimne pline.

Zgornji in spodnji pod 6 in 7 vzajemno omejujeta komoro 12, ki je ob straneh omejena s stranskima stenama 2 in 3, v vzdolžni smeri pa jo omejujeta končni steni 4 in 5. Strop komore 12, t.j. zgornji pod 6, sestoji iz za zrak prepustnega fluidizacijskega blaga iz poliestra, ki je vpeto v napetem stanju v vsebniku 1. Sredstvo za dovajanje zraka, ki tu sestoji iz dveh zračnih vpustov 13 in 14, je razporejeno za dovajanje zraka v komoro 12 (puščice P4 v skicah sl. 1 in 2), da se snov v obliki delcev v vsebniku 1 fluidizira.

Napeljava 15 za vodo, ki se nahaja nad vsebnikom 1, je speljana k več šobam 16, razporejenim v zgornjem delu vsebnika 1 za pršenje vode v obliki drobnih kapljic po snovi v obliki delcev v vsebniku. Šobe 16, katerih le nekaj je nakazanih v skicah, so razporejene v dveh vzporednih vrstah, potekajočih vzdolž vsebnika 1.

Dve druga poleg druge razporejeni vodoravni gredi 17, 17’ potekata vzdolž vsega vsebnika 1 in sta posredno preko ležajev 18, 18’ oziroma 19, 19’ vrtljivo vgrajeni v dveh končnih stenah 4 in 5. Za vrtilni pogon gredi 17,17’, ki sta medsebojno zvezani s prenosnikom 21, je prigrajen motor 20.

Vsaka gred 17, 17’ nosi več elipsastih kolutov 22, 22’, ki so na gredeh 17, 17’ tako vgrajeni, da so okoli svojih kratkih osi pod kotom postavljeni in medsebojno osno razmaknjeni. Gredi 17, 17’ potekata skozi središča zadevnih kolutov 22, 22’. V primeru, ki je risarsko predstavljen, je vsak kolut 22, 22’ glede na gred 17, 17’ tako nagnjen, da glavna os elipse koluta z gredjo 17,17’ oklepa kot a velikosti okoli 60° (sl. 1). Ta kot a lahko variira med 45° in 80°. Koluti 22, 22’ so tako nagnjeni glede na zadevni gredi 17, 17’ in imajo tako elipsasto obliko, da se v osni projekciji pokažejo kot krogi, kot kaže sl. 3. Koluti 22,22’ so tako razporejeni na zadevnih gredeh 17,17’, da koluti ene gredi štrle v prostore med kuluti druge gredi.

Vsak od kolutov 22, 22’, razporejenih in oblikovanih na način, kot sta opisana zgoraj, izvaja med vrtenjem gredi 17, 17’ metalno gibanje, ki ima za posledico popolno premešanje snovi v obliki delcev.

Kanal 11 za dimne pline, kot je risarsko predstavljen, tvori del sistema za čiščenje dimnih plinov, ki vsebujejo plinske onesnaževalce, kot je žveplov dioksid. Dimni plini (P3) tečejo po kanalu 11 za dimne pline, v katerem vpojno snov v obliki delcev, ki reagira s plinskimi onesnaževalci, v navlaženem stanju uvajamo v dimne pline, da plinske onesnaževalce pretvorimo v ločljiv prah. Dimni plini nato potujejo skozi (nepredstavljeni) ločevalnik prahu, v katerem se prah loči od dimnih plinov in od koder tako očiščeni dimni plini odtekajo v okolišno ozračje. Del prahu, ločenega v ločevalniku prahu, skupaj z dodatkom svežega vpojnega sredstva, npr. v obliki delcev žganega apna, uvajamo kot snov v obliki delcev (Pl) v vpust 9 vsebnika 1, tako da se v vsebniku zmeša z vodo, ki prši v vsebnik na snov v obliki delcev preko šob 16. Gradivo v obliki delcev je v vsebniku 1 vzdrževano v fluidiziranem stanju s pomočjo zraka (P4), ki v vsebnik doteka po zračnih vpustih 13 in 14, komori 12 in skozi fluidizacijsko blago 6. Rezultat te fluidizacije kot tudi vrtenja gredi 17,17’je dobljena homogeno navlažena homogena zmes snovi v obliki delcev, pri čemer ta zmes kot vpojno gradivo preko preliva 10 odteka (P2) v kanal 11 za dimne pline.

S pomočjo predelne stene 23 v prednjem delu vsebnika 1 je komora 12 deljena na prednji komorni odsek 12a, ki se nahaja v kanalu 11 za dimne pline, in zadnji komorni odsek 12b. Kot se vidi s sl. 1, je zračni vpust 13 speljan v zadnji komorni odsek 12b, medtem ko je zračni vpust 14 speljan v prednji komorni odsek 12a. S tako delitvijo komore 12 je možno v dveh podkomorah 12a in 12b doseči razne ϊ- fluidizacijske pogoje, zlasti z vidika takega dotoka zraka v prednji komorni odsek

12a, da se tam dobi primerno fluidizacijsko stanje za iztekajoče gradivo.

V izvedenem testu, katerega cilj je bil osvetliti učinek fluidizacije na porabo energije, smo vsebnik 1 polnili s snovjo v obliki delcev. V tem testu je vsebnik 1 imel prostornino 0,3 m³. Gredi 17,17’ sta se vrteli s frekvenco 200 min¹. Masni tok snovi v obliki delcev, ki je tekel skozi vsebnik, je znašal 8 m³/h, masni tok vode pa 240 1/h. Pri fluidiziranju snovi v obliki delcev se je, če prištejemo tudi porabo energije za dovajanje fluidizacijskega zraka (0,08 m³/s), trošilo 2,2 kW. Pri delu brez fluidizacije, v preostalem pa pod enakimi pogoji, je bilo porabljene za 3 kW energije.

V narisani mešalni napravi, kakršno smo opisali zgoraj, je prednji konec vsebnika 1 vložen v kanal 11. Mešalno napravo pa lahko uporabimo tudi za izdajanje homogeno navlažene homogene zmesi snovi v obliki delcev v dva ločena kanala, tako da tedaj prednji konec vsebnika 1 sega v ta dva kanala na tak način, da zmes odteka v en kanal preko preliva 10 v stranski steni 2 in da odteka v drugi kanal preko preliva 10 v stranski steni 3. Razmerje med tokovoma gradiva v dva kanala lahko določimo z izbiro primernih ravni za preliv 10 na ustreznih straneh, t.j. s primerno izbiro višine za zadevni stranski steni 2,3 v odseku vsebnika, ki je vložen v kanala.

Po poobl.:

Patentna pisarna Ljubljana, d.o.o. Zanjo: Vinko Skubic, dipl.ing.

Patentni zastopnik PATENTNA PISARNA, d.o.o. LJUBLJANT/COPOVA 14

Claims (6)

1. Patentni zahtevki

   1. Naprava za izdelavo zmesi iz snovi v obliki delcev in tekočine, naprimer za zmešanje vode in vpojnega gradiva, ki reagira s plinskimi onesnaževalci v dimnih plinih (P3) in ki ga je treba med čiščenjem dimnih plinov uvesti v te pline v navlaženem stanju, da se plinski onesnaževalci pretvorijo v ločljiv prah, pri čemer omenjena naprava obsega vsebnik (1), vpust (9) za uvajanje snovi (Pl) v obliki delcev v vsebnik (1), pršilno sredstvo (15, 16) za pršenje tekočine po snovi v obliki delcev v vsebniku, mešalo (17, 17’, 22, 22’), razporejeno v vsebniku (1), in izpust (10) za odvajanje gradiva (P2), zmešanega s tekočino, iz vsebnika (1), značilna po tem, da je uporabljeno fluidizacijsko sredstvo (6, 12, 13, 14), prirejeno za fluidiziranje snovi v obliki delcev v vsebniku (1) med operacijo mešanja.
2. 2. Naprava po zahtevku 1, značilna po tem, da ima vsebnik (1) zgornji pod (6) in spodnji pod (7), ki vzajemno obdajata komoro (12) in od katerih je zgornji pod (6) za zrak prepusten, in da je poskrbljeno za sredstvo (13, 14) za dovajanje zraka, ki je prirejeno za dovajanje zraka v komoro (12) s ciljem fluidizirati snov v obliki delcev v vsebniku (1).
3. 3. Naprava po zahtevku 1 ali 2, značilna po tem, da mešalo (17,17’, 22, 22’) sestoji iz vsaj ene vrtljive gredi (17,17’), ki poteka vzdolž vsebnika (1), in na kateri je v nagnjenem stanju vgrajenih več medsebojno osno razmaknjenih kolutov (22,22’), skozi katerih središča poteka gred (17,17’).
4. 4. Naprava po zahtevku 3, značilna po tem, da imajo koluti (22,22’) elipsasto obliko in so po svojih kratkih oseh tako nagnjeni glede na gred (17, 17’), da se v osni projekciji projicirajo kot krog.
5. 5. Naprava po zahtevku 4, značilna po tem, da so koluti (22, 22’) nagnjeni pod kotom 45-80°.
6. 6. Naprava po zahtevku 5, značilna po tem, da so koluti (22, 22’) nagnjeni pod kotom okoli 60°.