NO316194B1 - Anordning og fremgangsmate for behandling av en forbrenningsgasstrom - Google Patents

Anordning og fremgangsmate for behandling av en forbrenningsgasstrom Download PDF

Info

Publication number
NO316194B1
NO316194B1 NO19996410A NO996410A NO316194B1 NO 316194 B1 NO316194 B1 NO 316194B1 NO 19996410 A NO19996410 A NO 19996410A NO 996410 A NO996410 A NO 996410A NO 316194 B1 NO316194 B1 NO 316194B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
gas
combustion gas
channel
elements
liquid
Prior art date
Application number
NO19996410A
Other languages
English (en)
Other versions
NO996410L (no
NO996410D0 (no
Inventor
Dag Eimer
Original Assignee
Norsk Hydro As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Norsk Hydro As filed Critical Norsk Hydro As
Priority to NO19996410A priority Critical patent/NO316194B1/no
Publication of NO996410D0 publication Critical patent/NO996410D0/no
Priority to PCT/NO2000/000411 priority patent/WO2001045825A1/en
Priority to AU17430/01A priority patent/AU1743001A/en
Priority to AT00980131T priority patent/ATE268209T1/de
Priority to US10/168,047 priority patent/US6800115B2/en
Priority to EP00980131A priority patent/EP1242164B1/en
Priority to ES00980131T priority patent/ES2222255T3/es
Priority to DE60011298T priority patent/DE60011298T2/de
Priority to DK00980131T priority patent/DK1242164T3/da
Priority to JP2001546762A priority patent/JP4598344B2/ja
Publication of NO996410L publication Critical patent/NO996410L/no
Publication of NO316194B1 publication Critical patent/NO316194B1/no

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D11/00Heat-exchange apparatus employing moving conduits
    • F28D11/02Heat-exchange apparatus employing moving conduits the movement being rotary, e.g. performed by a drum or roller
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28CHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C3/00Other direct-contact heat-exchange apparatus
    • F28C3/06Other direct-contact heat-exchange apparatus the heat-exchange media being a liquid and a gas or vapour
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F5/00Elements specially adapted for movement
    • F28F5/04Hollow impellers, e.g. stirring vane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Separating Particles In Gases By Inertia (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse omhandler en anordning og en fremgangsmåte for behandling av en forbrenningsgasstrøm Oppfinnelsen er spesielt egnet for energiutvinmng og/eller fjerning av C02 fra forbrenningsgass
Når man bruker gassturbiner til å konvertere varmeenergi til mekanisk energi, er det vanlig å produsere damp fra overskuddsvarmen og bruke denne dampen til å dnve en dampturbin for å øke den totale energieffektiviteten Å kombinere en energikonvertenngsprosess basert på gassturbiner med dampproduksjon og en dampturbin i dag innebærer at man blir sittende med et svært og massivt prosessutstyr Spesielt er dampkjelen en voluminøs utstyrsenhet Rørsystemet er også komplisert og omfangsrikt Til sjøs, som på en olje- eller gassplattform er det derfor normalt å installere gassturbinen uten utstyr for å utvinne energi fra forbrenmngsgassen siden gassen er billig i et slikt miljø og plassen er svært begrenset
Med økende oppmerksomhet mot den karbonbaserte globale oppvarmingen, og innføring av skatt på karbondioksid eller energi, er man i ferd med å revurdere denne situasjonen Hvis energieffektiviteten for prosessen øker, betyr det at det sendes ut mindre mengder klimagasser Det rettes også oppmerksomhet mot muligheten for å rense ut karbondioksid fra røykgassene etter slike energi-konverteringsanlegg
Utvinning av karbondioksid krever at temperaturen i forbrenmngsgassen gjøres lavere enn i typisk forbrenningsgass fra gassturbiner, hvor den ligger på 500 SC Høyeste mulige temperatur for å separere karbondioksid fra gass med dagens teknologi ligger i området 100-150 °C, men mer typisk for behandling av forbrenningsgass vil være 20-50 °C
Hvis man behandler forbrennmgsgassen med væskebaserte metoder (f eks absorpsjon), vil det vanligvis danne seg dråper i gassfasen Det kan også danne seg dråper ved kondensasjon Altså er det ønskelig å fjerne slike dråper enten for å gjenvinne væsken eller for å unngå dette ekstra utslippet til atmosfæren
En konvensjonell utforming av et anlegg for varmeutvinning, avkjøling og fjerning av karbondioksid fra forbrenningsgass vil omfatte en separat kjele, etterfulgt av en kjøler for gassen før karbondioksidet fjernes i en absorpsjons-kolonne med en påfølgende dråpefanger, og sannsynligvis en pumpe for å motstå det resulterende trykkfallet Disse prosessenhetene er store og krever instrumentering og kontroll i tillegg til et komplisert rørsystem for å forbinde de forskjellige enhetene med hverandre
Det er kjent fra litteraturen (f eks Sawyers Gas Turbme Engineering Handbook, 3 utgave, bind II, kapittel 7 og 14) hvordan problemene med energiutvmning i en gassturbinsyklus kan løses teknisk, men de kjente løsningene er generelt dyre og for voluminøse til å brukes til havs Dessuten er disse tekniske løsningene forbundet med kvantifiserbare trykkfall som vil føre til høyere utgangstrykk fra gassturbinen og dermed lavere energieffektivitet Alternativt kan det installeres en eller annen slags pumpe for å motstå trykkfallet
Det er også kjent fra litteraturen (f eks W W Bathie, Fundamentals of Gas Turbines, 2 utg, Wiley, 1996, kapittel 8) at gassturbinskovler kan kjøles med rennende vann inne i skovlene Teknikken som den står er laget for å holde overflaten av skovlen kjølig nok til å unngå matenalsvikt, og den er ikke egnet for effektiv varmeoverføring eller energiutvmning
Det er også kjent fra litteraturen (f eks Kohl og Nielsen, Gas Purification, 5 utg , Gulf Publishing, 1997) hvordan man kan fjerne karbondioksid fra gass med forskjellige midler Fjerning av karbondioksid fra røykgass representerer et spesielt problem på grunn av mangel på tilgjengelig trykk og forurensninger som nitrogenoksider og oksygen i gassen En slik anvendelse er beskrevet i litteraturen (Pauley et al, Oil & Gas Journal, 14 mai 1984, s 84-92) De siste årene har man investert i mange utviklinger for å forbedre denne teknologien (se f eks Greenhouse Gas Control Technologies, redigert av Eliasson, Riemer og Wokaun, Pergamon 1999)
Britisk patent nr 1,332,684 beskriver hvordan varmevekslere kan forbindes med den roterende sammenstillingen av en luftkompressor kombinert med forbrenningskammer og gassturbin Den viser hvordan varmen fra gassturbinens forbrenningsgass kan brukes til å forhåndsvarme forbrenmngsluft via et varmeoverføringsmedium som sirkulerer i en lukket sløyfe mellom dem med varmevekslermatriser plassert henholdsvis i forbrenningsgasstrømmen og forbrenningsluften Ulempene med denne oppfinnelsen er blant annet at det dannes et trykkfall i forbrenningsgassen ved at den brukes til hydraulisk drift av varmevekslersystemet, og dessuten er muligheten for varmeutvinning begrenset Den fysiske plasseringen av varmeoverfønngsfunksjonen og trykkfallet som oppstår vil også innvirke på utformingen av gassturbinsystemet Dessuten kan ikke varmeveksleren monteres som tilbakevirkende
Patentene DE 33 26 992, EP 262 295 og EP 556 568 dreier seg om forskjellige trekk ved noe som i det vesentlige er den samme oppfinnelsen eller videreutviklinger av denne De beskriver hvordan en apparatur kan anbringes i avgasskanalen fra en hvilken som helst forbrenningsmotor og hvordan denne apparaturen kan formes for å utvinne varme og kinetisk energi fra forbrenningsgassen Dessuten beskriver de hvordan det kan produseres damp som kan føres til en dampturbin, og hvordan denne apparaturen kan utformes for å sitte fast på en roterende aksel som det overføres kraft fra til forbrennings-motorens veivaksel Hensikten med oppfinnelsen er å øke effektiviteten eller kraftutbyttet fra en forbrenningsmotor Trykkfallet i forbrenningsgasstrømmen er en ulempe, men mindre for en forbrenningsmotor enn for en gassturbin Den snevre strømningsbanen til forbrenningsgassen med eller uten turbinskovler fører til et betydelig trykkfall En annen ulempe er at det dannes damp i et enkelt kammer slik at det ikke en mulig med mer enn et eneste temperaturnivå, slik at varmeoverføringen dermed konfigureres som tverrstrøm med de begrens-ningene dette innebærer i forhold til varmeutvinningen Det er ytterligere en ulempe at temperaturen til forbrenningsgassen ikke kan reduseres til et nivå hvor det er mulig å fjerne karbondioksid
WO 98/30846 beskriver hvordan man kan konstruere en kompakt varmepumpe ved å kombinere trekk som forenkler transporten, f eks komprimering og pumping på den samme akselen Denne patentsøknaden beskriver også en varmeveksler i form av en spiral tvunnet som et tett ringformet rom hvor ett medium strømmer inne i spiralrøret og det andre mediet i det ringformede rommet Denne løsningen vil ha vanskelig for å hanskes med den sterke gasstrømmen som vanligvis er forbundet med håndtering av forbrenningsgass eller store gassbaserte prosesser
US patent 5,363,909 lærer oss hvordan en gass kan føres i rør inn i et kammer hvor det er plassert en roterende pakning og hvor gassen tvinges tii å strømme radialt mot senteret av den nevnte pakningen mens den er i kontakt med en væske som beveger seg radialt utover Avkjøling eller oppvarming kan skje ved direkte varmeoverføring, men den direkte kontakten ville gjøre det umulig å produsere nyttig damp eller noe annet nyttig varmemedium Og den representerer separat utstyr og et vesentlig trykkfall siden den nevnte pakningen vil gi noe vifteinnvirkning på gassen som prøver å tvinge den utover, og denne innvirkningen må motvirkes ved hjelp av et ekstra trykkfall
SU 1189473 lærer oss hvordan en gass strømmer gjennom en kolonne hvor det er festet konsentriske skiver som heller mot aksen på innerveggen, og det i midten er plassert en roterende enhet med skiver som heller utover Det flyter væske over de roterende skivene, og væsken slynges mot veggen hvor den renner ned over de statiske skivene og tilbake på den neste roterende skiven nedenfor Apparaturen er ment for masseoverfønng, men ved å la væsken fordampe kan man også oppnå avkjøling av gassen Igjen er det umulig å dra noen nytte av varmen i gassen som kommer mn, og innføringen av gassen i kolonnen og de monterte skivene gir et trykkfall Denne apparaturen er også begrenset til vertikal montering, og er heller ikke særlig romeffektiv (m<2>/m<3>) for masseoverfønng
SU 359040 lærer oss hvordan en gass og en væske kan bringes i kontakt med hverandre ved å la gassen strømme gjennom en horisontal tank som har en væskedam på bunnen Det sprutes væske mn i gassfasen ved hjelp av roterende enheter som dyppes ned i væsken og kaster den opp i gassen Og de roterende enhetene drives av gasstrømmen Det kan utføres masseoverfønng som ovenfor, men innretningen er lite anvendelig for å utvinne varme fra gassen Masseoverførmgsoperasjonen er ikke spesielt effektiv, for eksempel når det gjelder flatetettheten (m<2>/m<3>)
US 4,934,448, US 4,621,684, WO 95/24602 omhandler alle ulike varmevekslere og bruken av disse Publikasjonene beskriver ikke en anordning og en fremgangsmåte for behandling av en forbrennmgsgasstrøm inne i en forbrenningsgasskanal
WO 89/04448 omhandler en transportskrue for å transportere et materiale gjennom et hus slik at varme utveksles mellom materialet og et fluidum som føres gjennom hulrommet i transportskruen og eventuelt i husets veggrom Materialet er ikke en gass, og transportskruen er ikke egnet for behandling av gass
Fra litteraturen forøvrig (f eks A Burkholz, Droplet Separation, VCH, 1989) er det kjent flere metoder for å fjerne små væskedråper og/eller tåke fra gasser
Hittil har teknologien for å oppnå varme- og masseoverfønng fra store strømmer av gass vært dyr og plasskrevende Hvis dette problemet skal løses effektivt, er det nødvendig med ny teknologi
Hovedmålet med denne oppfinnelsen var å komme frem til en kompakt og multifunksjonell anordning og fremgangsmåte for behandling av en forbrenningsgass
Oppfinneren har utviklet en anordning og en fremgangsmåte for behandling av forbrenningsgass som er en vesentlig forbedring i forhold til dagens tilgjengelige teknologi Anordningen er kompakt og multifunksjonell, og det reduserer behovet for rørlegging ved at anordningen bygges inn i forbrenningsgasskanalen og at varme- og masseoverføringen foregår der Eventuelt kan gassen gis noe aksial bevegelse for å unngå trykkfall i kanalen Man kan til og med forutse et negativt trykkfall
Anordningen i henhold til foreliggende oppfinnelse er tilpasset å være montert inne i nevnte forbrenningsgasskanal og innbefatter ett eller flere valgfrie varmevekselelementer 10,20,110 som er arrangert for å kjøle nevnte forbrenningsgass til nødvendig absorpsjonstemperatur, ett eller flere absorpsjonselementer 200,230 arrangert for å absorbere karbondioksid fra nevnte forbrennmgsgasstrøm, ett eller flere dråpefangeelementer 310,320,340 arrangert for å fange opp og lede bort væskedråper som er blitt ført med nevnte gass, en hul aksel 4 som er arrangert for å gjøre roterbare bevegelser og som er montert i parallell eller konsentrisk til aksen til nevnte kanal og hvor nevnte elementer er festet til nevnte aksel på en suksessiv måte, ett eller flere rør 5 som er montert aksialt inne i den nevnte hule akselen for å transportere nødvendige hjelpefluider til og fra nevnte elementer
Anordningen defineres og karakteriseres ytterligere med gjeldende krav 2-19
Fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse utføres innenfor veggene til en forbrenningskanal og innbefatter følgende trinn
Nevnte gasstrøm fødes til ett eller flere valgfrie varmevekselelementer 10,20,110 for å kjøles til nødvendig absorpsjonstemperatur, nevnte avkjølte gasstrøm fødes til ett eller flere absorpsjonselementer 200,230 som absorberer karbondioksid fra nevnte forbrennmgsgasstrøm ved å føre en absorbent radielt fra sentrum av nevnte absorpsjonselement ved hjelp av sentrifugalkraft til periferien av nevnte element hvor absorbenten som er rik på CO2samles opp og resirkuleres og det oppnås en CCvfattig forbrennmgsgasstrøm, nevnte CO2-fattige forbrennmgsgasstrøm ledes til ett eller flere dråpefangeelementer 310,320,340 hvor væskedråper som er blitt ført med nevnte gasstrøm samles opp og dreneres til periferien ved hjelp av sentrifugalkraften
Fremgangsmåten defineres og karakteriseres ytterligere med gjeldende krav 21-22
Oppfinnelsen gjør gassbearbeidmgen mindre komplisert fordi den gjør det mulig å installere alt relevant bearbeidings- og/eller kontaktutstyr i gasskanalen, og dermed reduseres behovet for rør
Oppfinnelsen innbefatter en eller flere enheter med funksjonelle elementer som er montert på og som kan rotere sammen med en hul, roterende aksel i forbrenmngsgasskanalen, typisk med gass fra en gassturbin, men forbrenningsgassen kan like gjerne komme fra en annen kilde Elementene er konstruert for å kombinere funksjoner som varmeoverføring, masseoverfønng og dråpefanging De funksjonelle elementene er også formet for å hjelpe til med den aksiale bevegelsen til gassen ved hjelp av en viss viftefunksjon Den inkluderte hjelpen med den aksiale bevegelsen gjøres1grunnleggende trekk for å sikre at anordningen ikke fører til noe trykkfall på grunn av nærværet sitt i forbrenningsgasskanalen Rotasjonen av enheten øker turbulensen rundt de funksjonelle elementene slik at overføringen av masse eller eventuelt varme øker Det kan monteres statorer på kanalveggen for å hjelpe gassen til å bevege seg mer effektivt aksialt Akselen er montert i kanalen med egnede lagre som er avkjølt etter behov Aksen til den roterende enheten er montert parallelt med aksen til gasskanalen De nevnte aksene kan falle sammen, men ikke nødvendigvis Det finnes også en form for drivmekamsme
Oppfinnelsen er spesielt egnet for energiutvmning og/eller fjerning av CO2fra forbrenningsgass
Varm gass1forbrenningsgasskanalen blir først avkjølt for å lage damp eller overopphetet damp ved at den strømmer gjennom et roterende varme-overføringselement som er montert1kanalen som beskrevet ovenfor Det neste trinnet er å avkjøle gassen videre ved kanskje å produsere mer damp ved lavere trykk, og deretter endelig å avkjøle gassen så mye som nødvendig De nødvendige varmeoverføringselementene kan monteres1serie på den samme akselen eller de kan monteres på aksler som er montert etter hverandre, men de skal alle plasseres1gasskanalen
Vannet, som væske eller damp, strømmer1kanaler som er montert inne1den hule akselen Vannet vil typisk først varmes opp mot gassen som strømmer ut, deretter vil det oppvarmede vannet strømme tilbake mn1akselen og gå videre til det neste varmere varmeoverføringselementet Vannstrømmen gjennom disse elementene vil delvis føres parallelt og delvis1serie etter hva som er gunstig1forhold til betraktninger om varmeoverføringskinetikken, varmeutvinningen og væskestrømningen
Så snart gassen er skikkelig temperert blir den ført gjennom en eller flere enheter, delvis parallelt og delvis i serie med det flytende absorpsjonsmidlet som brukes, hvor karbondioksidet i forbrenningsgassen blir absorbert Det flytende absorpsjonsmidlet føres inn i kjernen gjennom akselen og finner veien til utkanten av gasskanalen gjennom en enhet eller flere enheter, slik at overflaten for masseoverfønng øker Ved utkanten blir væsken tappet ut, ført bort og bearbeidet for resirkulering
Nedstrøms for bearbeidingen er en annen enhet montert på akselen, og denne enheten vil fungere som dråpefanger hvor væskedråper som føres med gassen kastes mot periferien av gasskanalen ved hjelp av sentrifugalkraften, samles der og tappes ut
Oppfinnelsen forklares og belyses videre i de følgende figurene
Fig 1 viser en skisse av anordningen i henhold til foreliggende
oppfinnelse
Fig 2 viser en enhet med skovlformede funksjonelle elementer
Fig 3 viser en enhet med skrueformede funksjonelle elementer
Fig 4-7 viser alternative baner for hjelpestrømmer i anordningen i henhold
til foreliggende oppfinnelse
Fig 8 viser forskjellige realiseringer av et funksjonelt element for en
varmeveksler
Fig 9 viser en annen versjon av det funksjonelle elementet på Figur 8 Fig 10 viser en enhet for absorpsjon sett fra siden hvor de funksjonelle elementene er koaksiale, perforerte plater formet som avkortede kjegler
Fig 11 viser detaljer av de koaksiale platene på Figur 10
Fig 12 viser en enhet for absorpsjon sett fra siden hvor de funksjonelle elementene er koaksiale, perforerte plater formet som avkortede sylindre
Fig 13 viser en variasjon av Figur 12
Fig 14 viser en annen variasjon av Figur 12
Fig 15a,b viser en enhet med en pakket absorbator for aksial gasstrøm
Fig 16 viser en realisering av den pakkede absorbatoren fra Figur 15
Fig 17a,b viser hvordan platene på Figur 10 til 14 kan utstyres med furer
som går i spiral rundt platesyhndeme
Fig 18 viser en realisering av de funksjonelle elementene som brukes til å
fange dråper
Fig 19 viser en annen realisering av de funksjonelle elementene som
brukes til å fange dråper
Fig 20 viser en realisering av de funksjonelle elementene
Fig 21a,b viser mulige former for skovlene fra Figur 2 eller spirallegemet fra og Figur 3 Fig 22-23 viser hvordan væske som samles i ytterkanten av kanalen kan
ledes ned mot bunnen
Figur 1 viser en skisse av anordningen i henhold til foreliggende oppfinnelse Forbrenningsgass 1 til behandling strømmer gjennom en forbrenningsgasskanal 2, hvor det er montert anordning 3 i henhold til foreliggende oppfinnelse Anordningen innbefatter en eller flere enheter for gassbehandling montert på en hul aksel 4 som kan rotere Selv om Figur 1 bare viser en seksjon av gasskanalen 2 og avbilder fire enheter 3, skal det forstås at det kan være flere slike seksjoner i sene, og hver seksjon kan ha et uspesifisert antall enheter Dessuten kan det være et uspesifisert antall funksjonelle elementer 10,20 i hver av enhetene 3
Hjelpefluid (f eks vann eller absorpsjonsvæske) som brukes til gassbehandling, kommer inn i eller går ut av hver enhet gjennom rør 5 som går aksialt inne i den hule akselen 4 Hver enhet har funksjonelle elementer som egner seg for varme-og/eller masseoverfønng mellom forbrenningsgassen og hjelpefluidet/hjelpe-fluidene Det er mulig å bruke dråpefangerutstyr i forbindelse med varme-og/eller masseoverføringen, men det kan like gjerne foreligge som atskilte enheter Utformingen av de forskjellige enhetene justeres i henhold til den oppgaven de er ment for
Anordningen som er avbildet på Figur 1 er montert inne i gasskanalen Den roterbare akselen 4 hviler på lagerarrangementer som fungerer som nødvendig støtte og for å gjøre rotasjonen lettere i stor hastighet uten unødig friksjon Antall støttepunkter, og dermed antall lagre, vil bestemmes utfra god teknisk praksis Lagrene vil befinne seg i lagerhus som er avkjølt etter behov i samsvar med god praksis Hver enhet 3 i anordningen kan formes slik at den hjelper til med den aksiale bevegelsen av gassen når enheten roteres, og/eller de nevnte funksjonelle elementene kan monteres i et slikt mønster inne i enheten 3 at mønsteret utgjør en form som utvirker en aksial kraft på gassen og dermed hjelper til med den aksiale bevegelsen av gassen En form for mekanisk dnvmiddel brukes til å forårsake rotasjonen av anordningen, men dette er ikke vist på figuren Heller ikke viser figuren hvordan hjelpevæskene eller hjelpegassene føres mn og ut av den roterende hule akselen, men slik teknikk er godt kjent fra mekanisk teknisk litteratur Aksene til kanalen og den roterende enheten vil være parallelle, men ikke nødvendigvis sammenfallende
Figur 2 og 3 viser to forskjellige realiseringer av en gassbehandlmgsenhet 3 med funksjonelle elementer 10,20
På Figur 2 ser de funksjonelle elementene ut som vifteskovler, mens i Figur 3 ser de ut som en spiralformet skrue Materialet i overflaten 11,22 vil velges i samsvar med hva de skal brukes til, f eks metalloverflate for varme-overføring og halvgjennomtrengelige membraner for masseoverfønng Det er klart utfra monteringsvmkelen (den greske bokstaven alfa) på Figur 2 eller stigningsvmkelen 21 på Figur 3 at de funksjonelle elementene vil hjelpe gassen som strømmer i kanalen til å bevege seg aksialt Ved å vanere den nevnte vinkelen kan man innvirke såvel på viftefunksjonen som varme- og masse-overførmgsprosessen Det er ikke nødvendig å bare bruke skovler 10 på Figur 2 eller skrueblad 20 på Figur 3 av massivt stål Rør eller liknende arrangert på samme måte som de nevnte skovlene eller skruebladet vil gi tilstrekkelig effekt Dette forklares videre nedenfor Disse effektene kan også influeres av rotasjonshastigheten til anordningen Et dnvmiddel (vises ikke på figuren) som utlagt ovenfor er nødvendig for delvis eller helt å unngå trykkfall i gassen Valg og arrangement av dnvmidlet er ikke en del av oppfinnelsen
Under forutsetning av at det er tilgjengelig et tilstrekkelig trykkfall for gassen kan de funksjonelle elementene brukes til å trekke ut kinetisk energi fra gassen slik at enhetene kan rotere uten et ytre dnvmiddel Forøvrig vil funksjonene være de samme I dette tilfellet gir de funksjonelle elementene en turbin- eller vindmølle-effekt i stedet for å være et hjelpemiddel for aksial bevegelse (viftevirknmg) som sagt ovenfor
Figur 4 til 7 viser forskjellige konfigurasjoner av strømmer i anordningen Også andre kombinasjoner er mulig Figur 4 viser hvordan en strøm av hjelpefluid 30 føres parallelt gjennom rør mellom de funksjonelle elementene 10 på den hule akselen 4, og deretter føres strømmene av behandlingsfluid sammen i en felles utløpsstrøm gjennom det indre røret 51den hule akselen 4 Behandlingsstrømmen 30 går her i tverrstrøm mot gasstrømmen 1 når man tar i betraktning et eneste funksjonelt element 10, og gassen 1 passerer de nevnte elementene i sene slik de er montert Behandlingsstrømmen 30 kan være vann til kjelen, kjølevann eller et absorpsjonsmiddel som skal oppta spesifikke komponenter fra gassen 1, eller behandlingsstrømmen kan ganske enkelt være gjennomtrengningsstrømmen hvis det funksjonelle elementet 10 har en membran Denne membranen kan ha form av et enkelt skikt, eller den kan bygges opp av hulfibermembraner montert side ved side (som stokker i en treflåte) med oppstivingselementer etter behov for å sikre mekanisk styrke Figur 5 viser en variasjon hvor de funksjonelle elementene 10 tilføres behandlingsstrømmen 30 parallelt, men hvor behandlingsstrømmene skilles fra hverandre etter de funksjonelle elementene 10 for å gi flere kvaliteter av den brukte behandlingsstrømmen som vist på figuren F eks kan de tre avbildede strømmene ovenfra og nedover være varmt vann, damp under lavt trykk og damp under høyt trykk Dette arrangementet er en bedre tilnærming til motstrøm enn arrangementet i Figur 4 Arrangementet i Figur 5 burde være fordelaktig hvis f eks behandlingsstrømmen er vann, og porsjoner av vannet blir så tilgjengelig ved høyere temperatur Figur 6 viser et arrangement hvor behandlingsstrømmen 30 føres i rør gjennom de funksjonelle elementene 10 delvis i sene og delvis parallelt Dette er en annen tilnærming til motstrøm mellom gassen 1 og behandlingsstrømmen enn
den som er vist på Figur 5 Hvis behandlingsstrømmen f eks er vann, vil dette når gassen som strømmer i kanalen avkjøles, fange opp maksimalt med energi fra gassen ved den høyeste temperaturen slik at man ifølge termodynamikkens andre lov får energi av bedre kvalitet
Figur 7 viser et arrangement hvor behandlingsstrømmen føres i rør gjennom de funksjonelle elementene i sene Dette er en enda bedre tilnærming til motstrøm mellom gassen og behandlingsstrømmen enn på Figur 6, men dette alternativet har en mer begrenset kapasitet for hastigheten av behandlingsstrømmen
Det er underforstått at gassen 1 og behandlingsstrømmen 30 alltid vil være i en motstrømskonfigurasjon når man bare tar ett funksjonelt element i betraktning Denne motstrømningen kan bare gjøres omtrentlig, men denne tilnærmingen til motstrøm blir mer nøyaktig jo flere elementer som kobles i sene
Selv om Figur 4 til 7 viser 6 funksjonelle elementer, må man være klar over at dette bare er valgt som et eksempel for illustrasjonens skyld Flere eller færre funksjonelle elementer ligger også innenfor foreliggende oppfinnelses gyldighetsområde Valget av antall paralleller bestemmes for en stor del av betraktninger om strømningen for behandlingsfluidet, men ikke uten at det tas nødvendig hensyn til den behandlingen av gassen man ønsker å oppnå Valget av antall funksjonelle elementer i serie bestemmes for en stor del av behovet for behandling av gassen og av kvaliteten av behandlingsstrømmen Dette illustreres lettest ved eksemplet hvor gassen trenger avkjøling og strømmen av hjelpevæske er kjølevann I dette tilfellet vil det være normalt å velge en høy grad av motstrømskonfigurasjon for å gjøre vannstrømmen så liten som mulig, og utvinne varmen ved så høy temperatur som mulig mens man samtidig tar hensyn til prisen på varmeoverføringsflaten Betegnelsen kjølevann kan her også innbefatte betegnelsen tilførselsvann til kjelen
Valget av antall funksjonelle elementer i sene bestemmes i stor grad av behovet for behandling av gassen og av kvaliteten av absorpsjonsmidlet Dette illustreres lettest ved eksemplet hvor det skal fjernes karbondioksid i gassen og absorpsjonsmidlet er vann I dette tilfellet vil det være normalt å velge en høy grad av motstrømskonfigurasjon for å gjøre vannstrømmen så liten som mulig og for å sirkulere absorpsjonsmidlet til desorpsjonstrinnet med så høyt innhold av karbondioksid som mulig mens man samtidig tar hensyn til prisen på varme-ove rf ønngsf laten Figur 8 og 9 viser forskjellige realiseringer av funksjonelle elementer som brukes til varmeoverføring Figur 8 viser et antall variasjoner (8a-8f) når det gjelder utformingen av de funksjonelle elementene 110 for varmeoverføring Variasjonene viser forskjellige tilnærmingsmåter til hvordan man kan utnytte den økte omkretsen som en økning av radialavstanden for å oppnå mer overflate for varmevekslingen Ideelt utformes alle variasjonene slik at man oppnår den samme spesifikke flatetettheten (m<2>/m<3>) for varmevekslrng uansett radial avstand fra rotasjonsaksen
8a viser virkningen på den spesifikke flatetettheten for varmevekslrng hvis det ikke tas noen skritt for å øke den nevnte tettheten mot ytterkanten Et enkelt U-rør som på figuren vil ikke være et spesielt romeffektivt funksjonelt element
8b viser hvordan den spesifikke flatetettheten for varmevekslrng kan forbedres ved å sette inn et ekstra, omvendt U-rør 111 på U-røret 110 Enda flere U-rør kan legges til hvis plassen tillater det
8c viser et enkelt U-rør påmontert finner som brukes som sekundært varmeoverføringsområde 112 Det kan også monteres finner på det mer
kompliserte U-røret som er avbildet på Figur 8b, eller på hvilke som helst av de andre avbildede variasjonene fra og med 8a til og med 8f
8d viser et U-rør hvor en av armene, f eks den utgående, er slangeformet for å fylle det tilgjengelige rommet med så mye rør som mulig Den andre armen kan snos på liknende måte, og de to snodde rørene kan plasseres i hvert sitt plan
8e viser et arrangement som likner et edderkoppnett hvor et økende antall kanaler legges til ettersom avstanden fra rotasjonsaksen øker De forskjellige radiale kanalene for den utgående strømmen har tverrforbindelser, noe som det er mest praktisk å lage i en av de avstandene hvor antallet kanaler endrer seg Tilsvarende reduseres antallet av de inngående kanalene mot rotasjonsaksen Dette hjelper til med å øke den spesifikke flatetettheten for varmevekslrng
8f viser et hult skovlliknende funksjonelt element hvor den spesifikke flatetettheten for varmevekslrng er bygd inn naturlig Figuren viser de indre kanalene Hvis det skjer fordampning, er det klokt å lage et større tverrsnitt i kanalarmen som fører den mer voluminøse dampstrømmen
Siden det er umulig å avbilde, er det ikke vist på figurene hvordan overflaten kan forbedres med forskjellige midler som etsing, nfling og/eller ved å feste metall-dråper eller partikler til varmeoverfønngsflaten for å øke det effektive overflate-arealet eller øke filmkoeffisienten for varmeoverføringen Dette gjøres først og fremst på den siden av forbrenningsgasstrømmen (skallsiden) hvor man venter lavest filmkoeffisient, men i prinsippet kan dette også gjøres internt i kanalene til de funksjonelle elementene hvor hjelpefluidet/hjelpefluidene for varme-overf øringen strømmer
De forskjellige realiseringene som er avbildet på Figur 8 har alle til hensikt å øke varmefluksen pr volumenhet av varmevekslerutstyr
Figur 9 viser en annen versjon av det funksjonelle elementet 10,110 som er avbildet på Figur 8e, hvor alle kanalene i det spindelvevliknende kanalmønsteret fører varmeoverfønngsfluidet radialt utover mens det samme fluidet føres tilbake til akselen gjennom et atskilt rør 123 Figur 9a og 9b viser elementet sett fra siden i to forskjellige vinkler med 90 graders avstand For dampproduksjon bør denne konfigurasjonen kunne gjøre dampstrømmen enklere Figur 8e og 9 er ytterpunkter når det gjelder dette Det er mulig å kombinere disse to grunnbegrepene Variasjonen som er avbildet på Figur 9 kan brukes til alle variasjonene som er avbildet på Figur 8 ettersom man finner det lempelig Figur 10 til 17 viser forskjellige realiseringer av de funksjonelle elementene som brukes til masseoverfønng Figur 10 viser et sett av koaksiale, perforerte plater 200 formet som avkortede kjegler, montert i en gasskanal 2 hvor en gass 1 som strømmer aksialt behandles med væske 201 som beveger seg mot ytterkanten av kanalen som vist på figuren Hjelpevæsken 201 tilføres gjennom et indre rør 5 i den hule akselen 4 Det indre røret har minst en rørforbindelse gjennom veggen til den hule akselen og væsken sprøytes ut fra dette røret på den innerste koaksiale platen Det er ordnet slik at væsken stort sett skal bh jevnt fordelt i aksial retning og tilsvarende når det gjelder rotasjonsvinkel, men dette arrangementet er ikke vist på figuren, siden detaljene ikke er en del av foreliggende oppfinnelse Heller ikke er det vist hvordan de koaksiale platene er festet i forhold til akselen, men dette kan enkelt gjøres ved hjelp av egnede festeanordninger Væsken samles i ytterkanten av gasskanalen 2 hvor en ring med en innbøyd fals 202 som er montert på kanalveggen hindrer at væsken beveger seg aksialt langs veggen Hjelpevæske 201 kan dryppe fra "taket" i kanalen tilbake til den ytre platen og derfra slynges tilbake til kanalveggen, og til slutt vil den nå ned til det nederste punktet av kanalen hvor den kan tappes ut Figur 11 er en forstørrelse av en del av Figur 10 og viser hvordan ringen 202 har en innbøyd fals 203 som er montert aksialt i kanalen, og en annen fals 204 som er montert radialt, og hvordan disse falsene overlapper med den ytterste platen 200 Ringen 202 og falsene 203,204 utgjør en kanal for væsken som samles i ytterkanten av det koaksiale platearrangementet, og denne kanalen gjør det mulig for væsken å flyte med gravitasjonen mot bunnen av gasskanalen hvor den kan tappes ut for resirkulering Det vil også sprute væske utover innerveggen av gasskanalen 2, og denne vil finne veien ned til bunnen av gasskanalen uten å komme inn i væskekanalen som dannes av ringen 202 og falsene 203,204 Det går tydelig frem av Figur 10 og 11 at de koaksiale platene er formet som avkortede kjegler med den bredeste delen i den enden hvor gassen kommer inn Dette er for å nyttiggjøre sentrifugal virkningen slik at behandlingsvæsken 201 beveger seg opp mot gasstrømmen igjen etter at den aksiale hastighetskomponenten av gassen får behandlmgsvæsken til å bevege seg med strømmen mens den flytter seg fra en plate til neste Et annet sett av falser og ring 207 kan settes inn i den enden av platen som peker motsatt strømningsretningen for gassen for å fange opp væskesprut der Platene kan også utstyres med samlefalser for tilbakedrypp 208 som vist på Figur 11 Funksjonen til denne falsen er å fange opp væske som kastes ut fra platen i den bredeste enden hvis det roterer for raskt i forhold til håndteringen av absorpsjonsmidlet Tilsvarende kan det monteres et annet sett dråpesamlere 209 på den enden av platen som peker i strømningsretningen for gassen for å fange opp væske som strømmer på platen på grunn av gassvmden hvis rotasjonshastigheten for platene blir for lav for å drive væsken mot strømmen Monteringen av samlefalsen for tilbakedrypp gjøres f eks med en festeanordning som forbinder den med platen 200 Figur 12 viser en versjon av de koaksiale perforerte platene 201 som er formet som avkortede sylindere, hvor alle platene er parallelle med veggen av gasskanalen 2 Arrangementet er ellers som på Figur 10 og 11, bortsett fra at en del av platene til venstre (eller nedstrøms) for den imaginære linjen 210 ikke kan spille en beregnet rolle i masseoverføringen siden behandlmgsvæske 201 som føres inn til høyre for denne linjen til slutt ville blitt fraktet vekk fra platene og dermed gå tapt på grunn av den aksiale hastighetsvirkningen av gassen 1 De sylindriske platene kunne også dra fordel av at det ble montert samlefalser for tilbakedrypp 208,209 som nevnt under Figur 11 ovenfor, men i dette tilfellet er det like hensiktsmessig å bruke dem i begge ender av platen Figur 13 viser en versjon av platene som er beskrevet under Figur 12, bortsett fra at den ineffektive delen av platene 201 er fjernet, slik at man sparer vekt og materialforbruk Figur 14 viser en annen versjon av platene som beskrives under Figur 12 og 13 hvor platene 200 nå er forskjøvet slik som det vises på figuren Forskyvningslinjen 210 bestemmes utfra aksialhastigheten til gassen 1 og tiden det tar for behandlmgsvæsken 201 å forflytte seg gjennom åpningen mellom en plate 200 og den neste Dette arrangementet gjør det mulig å konstruere platene med den enklere sylindriske fasongen og likevel oppnå den samme aktive lengden av platene ved alle tverrsnitt av gasskanalen hvor gassen 1 og behandlmgsvæsken 201 bringes i kontakt for masseoverfønng, og behandlmgsvæsken dermed ikke feies bort fra platene i aksial retning Gassen kan likevel føre med seg væske, akkurat som i konvensjonelt utstyr Denne realiseringen gjør det mulig å la den midtre delen av et funksjonelt element overlappe den ytre delen av naboelementet som ligger foran det i den retningen som gassen kommer fra
Selv om platene 200 som er avbildet i Figur 10 og 12 vil få en tilsvarende ytelse når det gjelder masseoverfønng, er det klart at strømningsmønsteret for behandlmgsvæsken vil være forskjellig Versjonen som illustreres på Figur 10 har den fordelen at væsken som trekkes med av gassen vil bevege seg tilbake mot gasstrømmen igjen av sentnfugalvirkningen til de avkortede kjegleformede platene Denne realiseringen har den ulempen at distansen som væsken føres med av gassen avhenger av gasshastigheten Hvis gassmengden reduseres, kan det derfor bli nødvendig å justere rotasjonshastigheten for platene for å hindre at det slynges væske ut fra platene på den siden som møter gasstrømmen selv om de er utstyrt med samlefalser for tilbakedrypp Versjonen i Figur 14 gir frihet til justering av rotasjonshastigheten uten at det innvirker på den aksiale bevegelsen av væsken, men også her mister platene væske hvis gasshastigheten endres tilstrekkelig, slik at det kan lønne seg å montere de nevnte samlefalsene for tilbakedrypp Dynamikken som er forbundet med å skru opp og ned for gassen og/eller med nye stabile tilstander, vil komplisere emnet for denne diskusjonen ytterligere F eks vil sentnfugalvirkningen variere med rotasjonshastigheten og avstanden fra rotasjonsaksen Figur 15a, b, c og d viser et arrangement hvor det er laget spor i platene på en slik måte at sporene bidrar til den aksiale bevegelsen av gassen Mønsteret som sporene 225 lages i kan enten være et skovlmønster som avbildet på Figur 2 eller spiralskruemønsteret som er avbildet på Figur 3 To former for tverrsnittet av de utstående sporene 227 er vist på 15c og 15d Sporene trenger ikke å være kontinuerlige, og de kan også være avbrutt og formet i skovlmønster som på Figur 2 Figur 16 viser en annen måte å bygge en gassbehandlingsenhet 3 på, basert på et funksjonelt element for masseoverfønng som består av en pakning 230 hvor gassen 1 beveger seg aksialt og hjelpevæsken (vises ikke på figuren) beveger seg radialt som på de foreliggende figurene Som før er det funksjonelle elementet montert på den hule akselen 4 Pakningen holdes på plass av en ytre perforert plate 231 Det er mulig å forestille seg mer enn ett lag av slike pakninger og perforerte plater Figur 17a og 17b viser hvordan pakningen 230 på Figur 16 kan fordeles lagvis sammen med perforerte plater 200 mellom lagene Arrangementet er sett fra enden på Figur 17a og fra siden på Figur 17b De kurvede linjene 246 skal tolkes som enten åpne kanaler eller ledeplater som står vinkelrett på platen 200 og er plassert der for å gi en skrueeffekt på gassen og bidra til å gi den en aksial bevegelse Figur 18 til 22 viser forskjellige realiseringer av de funksjonelle elementene som brukes til dråpefanging Figur 18 viser en første realisering av en dråpefanger i henhold til oppfinnelsen Det funksjonelle elementet 310 kan bygges som viftebladliknende former som antydet på figuren, og flaten 311, fortrinnsvis den flaten som vender mot gasstrømmen, kan dekkes eller bestå av en slags matte Denne kunne for eksempel være et blad med nåler som stikker ut som en "Astroturf-dørmatte" eller et blad dekket med en strikket trådstruktur som "Knit-Mesh" eller et liknende produkt Realiseringen er ellers som beskrevet ovenfor, det henvises spesielt til Figur 2 Figur 19 viser hvordan en porøs pakning 320 kan festes rundt akselen 4 Ytterflaten av pakningen 320 kan avgrenses med et lag 321 for å holde pakningen på plass og/eller for å samle væsken som fanges opp og ledes mot periferien Laget kunne perforeres for å la den nevnte væsken dryppe eller kastes mot kanalveggen hvor enheten er montert Bruk av et ikke-perforert lag er beskrevet nedenfor, det vises spesielt til Figur 22 Det er mulig å forme det porøse elementet 320 slik at det utgjør et spiralformet hulrom som avgrenses av materialet i elementet, den hule akselen 4 og det ytre laget 321 Denne tilnærmingsmåten er allerede beskrevet ovenfor for pakkede masseoverfønngs-pakninger (Figur 17) Figur 20 viser en tredimensjonal modell av en enhet 3, med et funksjonelt element 320 hvor primære vinger 331 er festet til akselen 4, og fra disse vingene stikker det ut sekundære elementer 332 for å gjøre sannsynligheten for at medførte væskedråper kolliderer med det funksjonelle elementet størst mulig, slik at de der løper sammen med andre dråper som er fanget opp før de slynges mot ytterkanten hvor væsken til slutt vil gå til kanalveggen og føres bort Det kan festes tertiære strukturer til de sekundære strukturene, og disse tertiære strukturene kan være fleksible, eventuelt som en svaber Figur 21a og 21b viser mulige former for skovlene fra Figur 2 eller spiralskruen fra Figur 3 Synspunktet ligger i et plan som går parallelt med akselflaten uten at det er gjort noe forsøk på å vise noen kurvatur eller perspektiv De formede skovlene eller spiralskruene kan enten bestå av kurvede (Figur 21b) eller rettlinjede (Figur 21a) flater 340 Typisk vil de være utstyrt med bortlednmgskanaler 342 på de mest utstikkende punktene De sistnevnte vil være felles med standard dråpefangere av bølgeplatetypen (chevron) Figur 22 viser hvordan et funksjonelt element kan utformes for å brukes som en dråpefanger 350 Det er montert på akselen 4 som før og elementet avsluttes med et perforert lag 351 ytterst i omkretsen Dessuten vises det hvordan dette laget er bøyd tilbake slik at det danner et basseng 353 (siden massekraftfeltet alltid rettes radialt utover) og det er laget en fals 352 over den kanten som vender i strømningsretningen for gassen for å fange opp eventuell væske som spruter over kanten og lede den bort til uttapping Det bør være klart at de detaljene som beskrives på Figur 22 også kan brukes på andre funksjonelle elementer, blant annet noen som brukes til varme- og masseoverfønng Figur 23 viser en annen teknisk løsning for hvordan væske som samler seg i ytterkanten kan tappes mot bunnen av kanalen Det vises hvordan det kan monteres vinger 401 rundt ytterkanten av gasskanalen 2 Vinkelen av vingene er slik at de ligger på eller noen få grader fra tangenten som kan trekkes fra det roterende funksjonelle elementet 400 Dette betyr at væskedråper som slynges ut fra det roterende elementet vil ledes mellom vingene eller lande på dem Dråpene vil så enten treffe kanalveggen 3 direkte eller dryppe ned på den fra vingene, kanskje via sekundære vinger 402 På den siden hvor periferien av det
funksjonelle elementet beveger seg opp er det eventuelt et dobbelt sett vinger Settet nærmest elementet er plassert som beskrevet ovenfor 401, men det andre settet 402 nærmest kanalveggen er vinklet den andre veien for å lede væsken så langt som mulig mot kanalveggen hvor den blir ledet bort Drypping av væske fra kanalveggen til de funksjonelle elementene hvor de bare slynges tilbake til veggen reduseres til et minimum med dette arrangementet
Hvis alt det primære gassbearbeidingsutstyret plasseres inne i en gasskanal, blir det pr definisjon ingen rør mellom prosessutstyret, og dermed blir rørlegger-utgiftene lavere Siden den vanlige sammentrekningen og utvidelsen av tverrsnittarealene for gasstrømmen på grunn av strøm fra kar til rør og fra rør til kar blir borte, blir også trykkfallet i prosessen redusert Isobansk bearbeiding kan oppnås ved å la bearbeidingsutstyret få en viftevirknmg Overføringen av varme og masse intensiveres på grunn av den økte turbulensen rundt de funksjonelle elementene på grunn av rotasjonen av systemet Enhetene av bearbeidingsutstyret er blitt forminsket på grunn av denne intensiveringen av prosessen

Claims (22)

1 Anordning for behandling av en forbrennmgsgasstrøm, særlig for fjerning av karbondioksid fra nevnte forbrenningsgass (1), karakterisert vedat nevnte anordning er tilpasset å være montert inne i nevnte forbrenningsgasskanal (2) og innbefatter ett eller flere valgfrie varmevekselelementer (10,20,110) som er arrangert for å kjøle nevnte forbrenningsgass til nødvendig absorpsjonstemperatur, ett eller flere absorpsjonselementer (200,230) arrangert for å absorbere karbondioksid fra nevnte forbrennmgsgasstrøm, ett eller flere dråpefangeelementer (310,320,340) arrangert for å fange opp og lede bort væskedråper som er blitt ført med nevnte gass, en hul aksel (4) som er arrangert for å gjøre roterbare bevegelser og som er montert i parallell eller konsentrisk til aksen til nevnte kanal og hvor nevnte elementer er festet til nevnte aksel på en suksessiv måte, ett eller flere rør (5) som er montert aksialt inne i den nevnte hule akselen for å transportere nødvendige hjelpefluider til og fra nevnte elementer
2. Anordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat nevnte elementer har en form og/eller et montenngsmønster som hjelper til med den aksiale bevegelsen til gasstrømmen i gasskanalen (2) og bidrar til å eliminere trykkfallet som følger av nærværet av elementet i gasskanalen (2) ved at de innvirker på gassen med en aksialkraft
3 Anordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat varmevekselelementet har en form som en vifteskovl (11) eller som en spiralskrue (20), slik at nevnte elementer utgjør et skovl- eller spiralformet sammenstillingsmønster
4 Anordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat varmevekselelementet har en form som i store trekk er lik et U-rør (110,83,80)
5 Anordning i henhold til krav 4, karakterisert vedat U-røret (110) har finner (112) som eventuelt har indre kanaler
6 Anordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat varmevekselelementet (110) har en form som et nettverk (8e) hvor antall parallelle kanaler øker mot ytterkanten av gasskanalen og minker mot akselen (4)
7 Anordning i henhold til krav 1 og 3, karakterisert vedat varmevekselelementet (110) er skovlformet og har indre kanaler (8f)
8 Anordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat varmevekselelementet (10,110) er gitt en overflatebehandling for å forbedre varmeoverføringshastigheten ved etsing, rifling, ved å feste metall-dråper eller ved å feste metallpartikler
9 Anordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat varmevekselelementet (110) har en gren for å føre inn nødvendig hjelpefluid og en gren (123) for å sende det nevnte fluidet tilbake for å utføre gassbehandlingen og nevnte grener er plassert atskilt i minst to forskjellige plan
10 Anordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat varmevekselelementet (20) innbefatter skovlformer som er dekket med matter som har utstikkende nåler eller plater av strikkede tråder
11 Anordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat absorpsjonselementet er et sett perforerte koaksiale sylindere (200) eller et sett perforerte koaksiale avkortede kjegler (200) hvor koaksialiteten refereres til anordningens akse
12 Anordning i henhold til krav 11, karakterisert vedat sylinderne (200) eller de avkortede kjeglene (200) er modifisert ved at det er innført spor (225,227) i de nevnte sylinderne eller kjeglene i en slik konfigurasjon at de nevnte sporene lager et mønster som skovler eller spiralskruer
13 Anordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat absorpsjonselementet er en pakning (230) hvor gassen beveger seg aksialt og hjelpevæsken beveger seg radialt
14 Anordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat det er montert en ring (202) utstyrt med en fals (203,204) i ytterkanten av gasskanalen for å fange opp væske som strømmer langs kanalveggen og leder den ned i bunnen av kanalen hvor den kan tappes ut ved hjelp av gravitasjonen
15 Anordning i henhold til krav 11, karakterisert vedat det er montert en fals (208,209) på den fremre eller bakre enden av de koaksiale sylinderne eller kjeglene (200) for å fange opp behandlmgsvæske (201) som skvalper ut av sylinderen eller platen og dirigerer den tilbake på de nevnte sylinderne eller kjeglene
16 Anordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat dråpefangeelementet har form som en vifteskovl (310) eller som en spiralskrue (20) slik at de nevnte elementene utgjør et skovl- eller spiralformet sammenstillingssmønster
17 Anordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat dråpefangeelementet (340) i form av en skrue er montert på akselen (4) i et spiralformet mønster og den nevnte skruen har en bølgeform hvor bølgetoppen vandrer langs hele skruen, og toppene til den nevnte skruen er utstyrt med åpne, radiale kanaler som hjelper til med å lede de samlede dråpene mot ytterkanten
18 Anordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat dråpefangeelementet (310) innbefatter skovlformer som er dekket med matter som har utstikkende nåler eller plater av strikkede tråder
19 Anordning i henhold til krav 1, karakterisert vedat dråpefangeelementet (321) er en pakning (320) hvor gassen beveger seg aksialt og den oppsamlede væsken beveger seg radialt
20 Fremgangsmåte for behandling av en forbrennmgsgasstrøm, særlig for fjerning av karbondioksid fra nevnte forbrenningsgass, karakterisert vedat nevnte fremgangsmåte utføres innenfor veggene til en forbrenningsgasskanal (2) og innbefatter følgende trinn nevnte gasstrøm fødes til ett eller flere valgfrie varmevekselelementer (10,20,110) for å kjøles til nødvendig absorpsjonstemperatur, nevnte avkjølte gasstrøm fødes til ett eller flere absorpsjonselementer (200,230) som absorberer karbondioksid fra nevnte forbrennmgsgasstrøm ved å føre en absorbent radielt fra sentrum av nevnte absorpsjonselement ved hjelp av sentrifugalkraft til periferien av nevnte element hvor absorbenten som er rik på CO2samles opp og resirkuleres og det oppnås en CO2- fattig forbrennmgsgasstrøm, nevnte CCMattige forbrennmgsgasstrøm ledes til ett eller flere dråpefangeelementer (310,320,340) hvor væskedråper som er blitt ført med nevnte gasstrøm samles opp og dreneres til periferien ved hjelp av sentrifugalkraften
21 Fremgangsmåte i henhold til krav 20, karakterisert vedat gasstrømmen strømmer1motsatt retning av hjelpefluidet
22 Fremgangsmåte1henhold til krav 20, karakterisert vedat gasstrømmen strømmer aksialt1kanalen og behandles med et fluid som beveger seg radialt
NO19996410A 1999-12-22 1999-12-22 Anordning og fremgangsmate for behandling av en forbrenningsgasstrom NO316194B1 (no)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO19996410A NO316194B1 (no) 1999-12-22 1999-12-22 Anordning og fremgangsmate for behandling av en forbrenningsgasstrom
JP2001546762A JP4598344B2 (ja) 1999-12-22 2000-12-04 ガス処理方法および装置
US10/168,047 US6800115B2 (en) 1999-12-22 2000-12-04 Method and a device for gas treatment
AU17430/01A AU1743001A (en) 1999-12-22 2000-12-04 A method and a device for gas treatment
AT00980131T ATE268209T1 (de) 1999-12-22 2000-12-04 Verfahren und vorrichtung zur gasbehandlung
PCT/NO2000/000411 WO2001045825A1 (en) 1999-12-22 2000-12-04 A method and a device for gas treatment
EP00980131A EP1242164B1 (en) 1999-12-22 2000-12-04 A method and a device for gas treatment
ES00980131T ES2222255T3 (es) 1999-12-22 2000-12-04 Un metodo y un dispositivo para tratamiento de gas.
DE60011298T DE60011298T2 (de) 1999-12-22 2000-12-04 Verfahren und vorrichtung zur gasbehandlung
DK00980131T DK1242164T3 (da) 1999-12-22 2000-12-04 Fremgangsmåde og anordning til gasbehandling

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO19996410A NO316194B1 (no) 1999-12-22 1999-12-22 Anordning og fremgangsmate for behandling av en forbrenningsgasstrom

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO996410D0 NO996410D0 (no) 1999-12-22
NO996410L NO996410L (no) 2001-06-25
NO316194B1 true NO316194B1 (no) 2003-12-22

Family

ID=19904140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19996410A NO316194B1 (no) 1999-12-22 1999-12-22 Anordning og fremgangsmate for behandling av en forbrenningsgasstrom

Country Status (10)

Country Link
US (1) US6800115B2 (no)
EP (1) EP1242164B1 (no)
JP (1) JP4598344B2 (no)
AT (1) ATE268209T1 (no)
AU (1) AU1743001A (no)
DE (1) DE60011298T2 (no)
DK (1) DK1242164T3 (no)
ES (1) ES2222255T3 (no)
NO (1) NO316194B1 (no)
WO (1) WO2001045825A1 (no)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO316194B1 (no) * 1999-12-22 2003-12-22 Norsk Hydro As Anordning og fremgangsmate for behandling av en forbrenningsgasstrom
US8056338B2 (en) * 2006-01-27 2011-11-15 Borgwarner Inc. Re-introduction unit for low-pressure exhaust gas recirculation condensate at or before compressor
US7861511B2 (en) * 2007-10-30 2011-01-04 General Electric Company System for recirculating the exhaust of a turbomachine
NO20081799L (no) * 2008-04-14 2009-10-15 Rotoboost As Fremgangsmate og anordning for varme og kuldeproduksjon
US8066027B2 (en) * 2008-07-30 2011-11-29 Sprague Alden C Vacuum activated closed loop system
US8544492B2 (en) * 2009-07-25 2013-10-01 Alden C. Sprague Vacuum activated power tower
CN101922874B (zh) * 2010-06-22 2012-07-18 四川金象赛瑞化工股份有限公司 组合式换热器及流化床反应器
ES2385798B1 (es) * 2011-01-05 2013-06-17 Aurum Foods, S.L. Elemento modular perfeccionado para máquina de intercambio de calor.
DE102012203278A1 (de) 2012-03-01 2013-09-05 Sgl Carbon Se Rotationswärmetauscher mit Wärmetauscherplatten oder Wärmetauscherrohren aus Kohle- und Graphitwerkstoffen
WO2015060724A1 (en) 2013-10-22 2015-04-30 Statoil Petroleum As Apparatus and method for absorbing co2 from flue gas
US9302220B2 (en) * 2013-11-13 2016-04-05 General Electric Company Extruder system and method for treatment of a gaseous medium
GB2566716A (en) 2017-09-22 2019-03-27 Fjell Biodry As Gas capture system
CN107764090B (zh) * 2017-10-27 2019-06-28 榆林学院 一种基于表面改性的高效管式换热器装置及换热系统
CN111504084A (zh) * 2020-03-16 2020-08-07 苏州乔发环保科技股份有限公司 一种排烟风机换热装置
CN114789025A (zh) * 2021-01-25 2022-07-26 北京同方洁净技术有限公司 空气再生系统及其控制方法
CN113384981A (zh) * 2021-06-04 2021-09-14 张军 一种城市轨道交通维修辅助装置
CN114562900B (zh) * 2022-03-10 2023-08-18 江苏经贸职业技术学院 一种直接蒸发旋转式表冷器装置
CN115031021A (zh) * 2022-06-28 2022-09-09 尚固(上海)工业科技有限公司 一种强制冷却垫片
WO2024218487A1 (en) * 2023-04-20 2024-10-24 Oxroc Ltd Dehumidifier
CN116943345B (zh) * 2023-07-21 2024-10-22 华东理工大学 一种用于强化冷凝换热的气液分离内构件

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1057613A (en) * 1910-11-01 1913-04-01 William J Baldwin Art of separating materials from gases.
US2252982A (en) * 1939-02-01 1941-08-19 Edward D Feldman Apparatus for conditioning air
US2254600A (en) * 1939-12-15 1941-09-02 Emulsions Process Corp Gas and liquid contact apparatus
US2793710A (en) * 1955-06-28 1957-05-28 Claude L Robinson Heat exchanger
US2941872A (en) * 1959-06-09 1960-06-21 Pilo Apparatus for intimate contacting of two fluid media having different specific weight
US3282032A (en) * 1962-01-29 1966-11-01 Bahnson Co Rotating eliminator
US3348363A (en) * 1966-08-23 1967-10-24 Bahnson Co Rotating eliminator
US3474597A (en) * 1967-02-01 1969-10-28 Norton Co Gas-liquid contactor
US3548568A (en) * 1967-03-06 1970-12-22 Air Prod & Chem Methods of and apparatus for liquid-vapor contact and phase separation
US3538657A (en) * 1968-12-26 1970-11-10 Lawrence Macrow Gas-liquid contact apparatus
US3620509A (en) * 1969-01-24 1971-11-16 Vernon A Roman Gas washer
NO122742B (no) 1970-05-16 1971-08-02 Stord Bartz Industri As
IT1163729B (it) * 1979-10-15 1987-04-08 Pozzi L Mecc Scambiatore termico a tamburo rotante
US4294781A (en) * 1980-01-22 1981-10-13 Leitex Stockholms-Tvatt Aktiebolag Apparatus for washing gases and/or recovering heat therefrom
JPS6141887A (ja) 1984-08-02 1986-02-28 ストルド バルツ アクシエセルスカツプ 熱交換器
US4621684A (en) 1985-01-22 1986-11-11 Delahunty Terry W Rotary heat exchanger with circumferential passages
US4856580A (en) 1987-10-30 1989-08-15 Berwind Corporation Heat exchanger
JPH0619977Y2 (ja) 1988-02-09 1994-05-25 日産自動車株式会社 回転型放熱器
JPH0252020A (ja) * 1988-08-17 1990-02-21 Shiro Takahashi 気体中に微小液滴を分散させる装置
JPH0283011A (ja) * 1988-09-19 1990-03-23 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd クローズドサーキット式ディーゼル機関の気液分離装置
US5076818A (en) * 1990-06-28 1991-12-31 Jonsson Kjartan A Gas cleaning methods and apparatus
US5151112A (en) * 1990-07-24 1992-09-29 Pike Daniel E Pressure generator/gas scrubber
US5445216A (en) 1994-03-10 1995-08-29 Cannata; Antonio Heat exchanger
IT1275767B1 (it) * 1995-06-20 1997-10-17 Vomm Impianti & Processi Srl Lavatore-condensatore per flussi di gas e vapori provenienti da processi industriali
US5728186A (en) * 1995-10-12 1998-03-17 Jonsson; Kjartan A. Waste gas treatment apparatus
NO316194B1 (no) * 1999-12-22 2003-12-22 Norsk Hydro As Anordning og fremgangsmate for behandling av en forbrenningsgasstrom

Also Published As

Publication number Publication date
EP1242164B1 (en) 2004-06-02
ES2222255T3 (es) 2005-02-01
JP2003518217A (ja) 2003-06-03
DE60011298D1 (de) 2004-07-08
AU1743001A (en) 2001-07-03
NO996410L (no) 2001-06-25
US20030089232A1 (en) 2003-05-15
DE60011298T2 (de) 2005-06-16
US6800115B2 (en) 2004-10-05
NO996410D0 (no) 1999-12-22
ATE268209T1 (de) 2004-06-15
EP1242164A1 (en) 2002-09-25
WO2001045825A1 (en) 2001-06-28
JP4598344B2 (ja) 2010-12-15
DK1242164T3 (da) 2004-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO316194B1 (no) Anordning og fremgangsmate for behandling av en forbrenningsgasstrom
EP0012006B1 (en) Heat cycle system and method for producing fresh water from brine
JP5274483B2 (ja) ヒートポンプ、小規模発電装置、及び熱を移動させる方法
CN102213556B (zh) 用于自然通风冷却塔的空气旁通系统的设备和方法
JPWO2009090785A1 (ja) 省エネルギー型淡水製造装置
JPS5820286A (ja) 太陽熱を利用した海水淡水化装置
CN102200395B (zh) 用于自然通风的空气冷却式冷凝器的冷却塔的设备和方法
WO2020045659A1 (ja) 淡水化及び温度差発電システム
CN104773778B (zh) 卧式旋转桨叶蒸发器
CN114234169A (zh) 一种筛板塔盘式定期排污扩容器
CN203908349U (zh) 一种板式蒸发空冷凝汽器
CN115057494B (zh) 燃煤电厂脱硫废水处理用冷凝装置
CN102679759A (zh) 直接换热式蒸气冷凝装置
CN112797810B (zh) 一种发电厂凝结热回收系统
JP5818557B2 (ja) 蒸気タービンプラント
CN104771922B (zh) 旋转管束蒸发器排水装置
CN210741148U (zh) 一种汽包硫冷凝器
RU2109112C1 (ru) Устройство для получения преимущественно пресной воды
CN202532910U (zh) 直接换热式蒸气冷凝装置
Antanenkova et al. Design Solutions for the Main Heat Exchangers in the Organic Rankine Cycle Circuit
JP4215930B2 (ja) 熱交換器
CN111306836A (zh) 一种高温废水溴化锂吸收式制冷一体机
CN219453922U (zh) 一种排污扩容器
RU2319916C2 (ru) Конденсационная установка
WO2009090305A1 (en) Method and plant for producing energy

Legal Events

Date Code Title Description
CREP Change of representative

Representative=s name: ZACCO NORWAY AS, POSTBOKS 2003 VIKA, 0125 OSLO, NO

CHAD Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften)

Owner name: STATOIL ASA, NO

CREP Change of representative

Representative=s name: TANDBERGS PATENTKONTOR AS, POSTBOKS 1570 VIKA, 011

MM1K Lapsed by not paying the annual fees