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Cette invention concerne des'appareils pour épurer la vapeur et plus particulièrement des appareils de lavage destinés à enlever les vapeurs de silice de la vapeur à haute pression produite dans un générateur de vapeur tubulaire.
On sait que la vapeur à haute pression contient habituelle- ment des impuretés solides qui se trouvent à l'état de vapeurs ou ' sont entraînées mécaniquement dans la vapeur à l'état de menues particules de matières solides. Ces impuretés sortent avec la vapeur du générateur de vapeur et sont habituellement dégagées ou mises en liberté subséquemment, lorsque la vapeur est refroidie pendant son utilisation ultérieure, par exemple, dans une machine à détente.
Les impuretés occasionnent fréquemment des difficultés en se déposant
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dans les tubes de surchauffeurs ou dans d'autres conduits tubulaires allant à la machine à détente- Lorsque celle-ci est du genre turbine, les impuretés se déposent sur les surfaces de la turbine, en donnant lieu à une p.erte graduelle du rendement et de la capacité de la turbine*
Jusqu'ici, lorsqu'il s'agissait de vapeur produite à des pressions relativement basses, des dispositifs mécaniques ontété employés avec succès pour l'enlèvement des impuretés entraînées mécaniquement dans la vapeur. Ces dispositifs ont pris la forme de séparateurs cyclones, de séparateurs à parcours sinueux, etc...
Toutefois, lorsque la vapeur est produite à de hautes pressions, comme il est d'usage courant aujourd'hui, l'enlèvement mécanique des matièressolides entraînées n'extrait pas efficacement les impuretés vaporisées, telles que la silice et les composés siliceux qui se trouvent dans la vapeur fournie par le générateur de vapeur.
Il est connu que les vapeurs de silice peuvent être extrai. tes de la vapeur à haute pression par lavage de la vapeur au moyen d'eau de lavage relativement pure. Apparemment, l'eau de lavage venant en contact avec la vapeur absorbe les vapeurs de silice et la silice absorbée peut être éliminée de la vapeur avec l'eau de lavage. L'efficacité de l'extraction des impuretés par l'eau de lavage dépend largement de l'intimité du contact entre la vapeur et l'eau de lavage et l'efficacité de l'élimination de l'eau de lavage de la vapeur dépend du parcours effectué après le contact de lavage @ avec la vapeur.
L'appareil pour épurer la vapeur suivant la présente invention comprend un laveur de vapeur qui est disposé dans une chambre de vapeur d'un corps cylindrique de vapeur et d'eau agencé pour recevoir un mélange de vapeur et d'eau et est intercalé dans le parcours du courant de vapeur allant à une sortie de vapeur en partant d'une partie supérieure du corps cylindrique et qui comprend des plateaux perforés horizontaux, espacés verticalement,
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une masse de mailles métalliques placée entre les plateaux adjacents et un dispositif pour amener de l'eau de lavage -.au plus élevé des plateaux pour assurer un courant descendant dans le laveur de vapeur en contre-courant par rapport au courant ascendant de vapeur.
Bien que le travail effectif des plateaux perforés, du moment qu'il s'agit de l'enlèvement de la silice., soit limité entre un point de dispersion défini et un point de noyage où les limites supérieure et inférieure sont déterminées par la vitesse de la vapeur passant par les perforations et la quantité d'eau de lavage employée, la masse de mailles métalliques n'est pas soumise à ces limitations et est susceptible de créer des conditions d'absorption de la silice entre l'eau de lavage et la vapeur sur une gamme considérablement plus étendue des débits de vapeur.
L'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple. avec référence aux dessins partiellement schématiques annexés, dans les- quels :
Fig. 1 est une vue en coupe transversale d'une partie supérieure d'un corps cylindrique de vapeur et d'eau contenant l'appareil de lavage de la vapeur, et
Fig. 2 est une vue en perspective d'une partie de l'appareil de lavage de la vapeur représenté sur la fig. 1,
Sur la Fig. 1, le corps cylindrique de vapeur et d'eau 10 d'un groupe générateur et surchauffeur de vapeur, est pourvu d'un certain nombre de tubes de montée (non représentés) qui.déchangent un mélange de vapeur et d'eau dans un segment inférieur du corps cylindrique.
Une sortie de vapeur 11 consistant en une-,rangée de raccords tubulaires est placée au sommet du corps cylindrique pour la décharge de la vapeur saturée dans les collecteurs de surchauf- feur usuels du groupe. Le corps cylindrique 10 est pourvu de raccords de tubes de descente appropriés (non représentés) à ses extrémités opposées pour le mouvement descendant de l'eau à l'intérieur du système circulatoire du générateur de vapeur.
Dans la forme d'exécution de l'invention représentée, le mélange de vapeur
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-et d'eau pénétrant dans le corps cylindrique 10 par les tubes de montée passe dans ùne série de séparateurs de vapeur et d'eau 12, l'eau se déchargeant des séparateurs à l'intérieur de la chambre d'eau 13 dans la partie inférieure du corps cylindrique 10 et la vapeur s'élevant des séparateurs 12 dans la chambre de vapeur de la partie supérieure du corps cylindrique.
Le corps cylindrique 10 est pourvu d'éléments de construc, tion espacés de sa surface interne pour former une chambre 15 qui recueille le mélange de vapeur et d'eau déchargé par les tubes de montée pour la répartition du mélange dans les conduits d'entrée tangentiels 16 des séparateurs de vapeur et d'eau respectifs. Les séparateurs 12 représentés sur les dessins sont du type cyclone et sont décrits, par exemple dans le brevet belge n 465.450. Comme c'est représenté, les séparateurs sont disposés en rangées sur les côtés opposés du corps cylindrique et sont pourvus chacun d'un scrubber 17, à plaque ondulée, superjacent à la sortie de vapeur supérieure 18 du séparateur.
Pans la construction décrite, de la vapeur pratiquement sèche est déchargée à l'intérieur de la chambre de vapeur 14 du corps cylindrique pour s'écouler vers la sortie de vapeur 11.
Un appareil laveur ou épurateur de vapeur 20, disposé à l'intérieur de la chambre de vapeur 14 sous-jacente à la sortie de vapeur 11, comprend des plaques pendantes 21 fixées par leurs extrémités supérieures au corps cylindrique 10 et formant une struc' ture ouverte à son extrémité inférieure dans la chambre de vapeur
14. et renfermant l'extrémité inférieure de la sortie 11.
Comme c'est représenté, une chicane 22 qui affecte en section transversale la forme d'un V est placée sous l'extrémité inférieure de l'appareil épurateur de vapeur 20, de telle sorte que la vapeur entrant dans l'appareil doit passer entre les bords inférieurs des plaques pendantes 21 et la surface supérieure de la chicane 22.
Celle-ci sert aussi à recevoir le courant descendant de l'eau de lavage se déchargeant de l'appareil épurateur de vapeur 20 pour la
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conduire dans la chambre d'eau 13 du corps cylindrique avec une agitation minimum de la surface de l'eau.. Cette disposition de la chicane évite effectivement l'entraînement de l'eau du corps cylin- drique dans la vapeur- passant à l'intérieur de l'appareil épurateur de vapeur.
Connue c'est représenté sur les figs, 1 et 2, l'appareil épurateur de vapeur 20 est pourvu dune paire de plateaux perforés supérieur et inférieur 23 et 24 respectivement, disposés horizontale- ment et espacés verticalement. Dans une disposition préférée de l'appareil, les plateaux 23 et 24 sont espacés verticalement de 6 pouces (15 cm) approximativement l'un de l'autre pour l'usage efficace de l'appareil et chacun des plateaux est formé d'une plaque métallique qui est poinçonnée ou autrement perforée d'ouver- tures circulaires présentant une aire totale d'approximativement 33% de l'aire totale du plateau.
Les perforations ont un diamètre de l'ordre de 3/16 pouce (4,7 mm) et sont disposées sous un espacement triangulaire de 5/16 pouce (7,9 mm) de centre à centre des perfora- tions.
Une masse de mailles métalliques 25 sous forme de tissu métallique est placée dans l'espace entre les plateaux. Les tissus métalliques sont formés de fils d'acier inoxydable de faible calibre, par exemple d'un diamètre de 0,011 pouce (0027 mm) qui est tissé librement pour former un treillis pouvant être comprimé sous i\orme compacte en une masse ayant une densité de 12 livres par pied cube (0,192 g/cm3) approximativement.
Comme c'est représenté sur les figs. 1 et 2 la masse de mailles métallique a une profondeur d'en- viron " pouces (76,2 mm) et est logée dans l'espace entre les plateaux de telle sorte que la face supérieure 26 de la masse 25 se trouve approximativement à 1 pouce (254. mm) en dessous du plateau supérieur 23 et la face inférieure 27 à 2 pouces (508 mm) au-dessus de la surface supérieure du plateau inférieur 24.
Des dispositifs sont prévus pour amener de l'eau de lavage relativement pure au plateau supérieur 23. L'eau de lavage
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peut provenir de l'eau alimentation de la chaudière ou d'une source séparée d'eau distillée de grande pureté. L'eau de lavage est amenée sous débit réglé par un tuyau d'admission 28 pourvu d'une série de tuyaux de branchement 30 qui se terminent au-dessus du plateau supérieur 23 et approximativement dans l'alignement vertical du centre du plateau. Chacun des tuyaux de branchement 30 est pourvu d'une tête d'ajutage de pulvérisation 31, construite et disposée de manière à projeter l'eau de lavage de haut en bas en une multiplicité de filets répartis dans l'aire de la section transversale de l'appareil épurateur de vapeur 20.
Comme c'est représenté sur la fig. 1.,-le tuyau 28 passe dans une tubulure d'entrée 32 du corps cylindrique de façon à éviter le choc thermique de la paroi du corps 10. ' -
Pour le montage de l'appareil épurateur de va-peur 20, les plaques 21 sont supportées par le corps cylindrique, et les plateaux 23 et 24 sont fixés aux plaques par des boulons 33. La masse de mail- les métalliques est tenue en place par un certain nombre de bandes en acier inoxydable 34 d'une section de 1/8 x 1 pouce (3,17 mm x 25,40 mm), placées de champ,qui s'étendent en travers de l'appareil et sont fixées à des cornières sur les plaques 21. Les bandes occu- pent moins de 10% de l'aire de la section transversale de l'appareil 20.
Un scrubber à plaques ondulées 35, monté directement entre les plaques 21 et supporté par celles-ci, se prouve à une certaine dis- tance au-dessus du plateau 23,dans le parcours du courant de vapeur, immédiatement au dessous d'un distributeur perforé ou cuvette de séchage 36 adjacente à la sortie de vapeur 11.
Pendant le fonctionnement de l'appareil épurateur de vapeur 20, l'eau de lavage est amenée au plateau supérieur 23 en une quantité en substance équivalente à 10% par exemple de la quantité totale-d'eau d'alimentation de la chaudière. L'eau de lavage descend par gravité à travers les perforations du plateau 23, tombe sur la masse 25 de mailles métalliques, immédiatement au-dessous du plateau et est à peu près uniformément répartie en travers de toute l'aire de la section transversale de la masse 25.
L'eau descendant au
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travers de la masse de mailles en fils métalliques est déposée sur le plateau inférieur 24, d'où elle passe par les perforations du plateau pour tomber sur la chicane 22. L'eau de lavage rejoint ensuite l'eau qui se trouve dans la chambre d'eau 13 du corps cylindrique est en mélange avec cette eau elle est conduite dans les tubes de descente appartenant au système circulatoire du générateur de vapeur.
En même temps que l'eau de lavage circule dans ? ' appareil. épurateur de vapeur dans une direction descendante sous Inaction de la gravité, la vapeur passant dans l'ouverture entre les plaques pendantes 21 et la chicane 22 sélève vers la sortie de vapeur 11, la vapeur étant répartie par rapport à l'appareil épurateur de vapeur par le plateau inférieur 24. Le rapport entre le volume total de vapeur s'élevant dans l'appareil épurateur de vapeur et l'aire totale des perforations du plateau détermine le degré de mélange entre la vapeur et l'eau de lavage.
Lorsque le débit de vapeur augmente, la vitesse de la vapeur dans les perforations augmente jusqu'à ce que la vitesse du courant ascendant conduise à une atomisation de l'eau de lavage sur les plateaux. La vitesse de la vapeur à laquelle cet effet se produit est appelée point de dispersion.
Lorsque le point de dispersion est atteinte l'eau de lavage est atomisée en un brouillard de gouttelettes d'eau qui se trouve n contact intime avec les courants ascendante de vapeur. Ce contact intime conduit à une absorption effective par l'eau de lavage de la vapeur de silice contenue dans la vapeur. Au point de dispersion le brouillard d'eau de lavage., engendré par la vapeur passant par les perforations du plateau 24, s'élève à l'intérieur de 1-'espace entre le plateau et la surface inférieure de la masse 25 de mailles en fils métalliques,le brouillard se séparant de la vapeur et retournant au plateau pour être ré-atomisé par la vapeur.
Après que la vapeur a atteint une vitesse qui provoque l'atomisation de l'eau de lavage toute augmentation de la vitesse de la vapeur augmente l'agitatior.. de l'eau de lavage au-dessus
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du plateau, jusqu'à ce qu'on atteigne une vitesse à laquelle la plateau, @ massed'eau de lavage finement divisée s'élève sur la surface inférieure de la masse de mailles métalliques. Lorsque cet état est atteint, l'eau tend à être entraînée par la vapeur dans la masse 25 de mailles métalliques. Cet état, auquel la vitesse de la vapeur atteint son point de noyage, donne lieu à une p erte de rende- ment de la séparation des matièressolides entraînées et des vapeurs d silice, d'avec la vapeur.
Le point de noyage peut aussi être atteint par une augmentation du débit de l'eau de lavage amenée au plateau 23.
Lorsque la vapeur a été intimement mélangée à l'eau de lavage, comme il a été décrite elle monte à travers la masse 25 de mailles métalliques où elle se trouve en contact intime avec l'eau de lavage descendante. Ensuite, la vapeur monte à travers le plateau supérieur 23 où l'atomisation de l'eau de lavage se reproduit. Ainsi, dans l'appareil décrit, la vapeur est soumise en deux pha-ses à un contact intime avec l'eau de lavage en raison de l'atomisation de l'eau de lavage, et une phase intermédiaire où la vapeur se trouve en contact avec'de petites particules d'eau de lavage dans la masse 25 de mailles métalliques.
Il est vraisemblable que l'eau descendant dans la masse 25 tend à suivre un parcours d'une façon générale le long des points de contact entre les fils métalliques adjacents où ces fils se crroisent sous un certain angle. Par suite des faibles dimensions des fils métalliques employés dans la masse 25, les particules d'eau ou les gouttelettes qui descendent au travers de la masse sont finement divisées ce qui assure un contact intime entre l'eau de lavage et la vapeur.
Alors que le contact effectif entre l'eau de lavage et le vapeur dans les aires situées immédiatement au-dessus des plateaux perforés, est sensiblement réduit lorsque le courant de vapeur à travers les perforations se trouve au-dessous du point de dispersion, la masse 25 de mailles métalliques maintient le contact effectif entre l'eau de lavage et la vapeur sur une beaucoup plus grande gamm.
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de débits de vapeur dans l'appareil épurateur de vapeur que si les plateaux étaient employés seuls.
Dans une installation existante,utilisant de la vapeur à haute pression et l'eau d'alimentation de la chaudière, on a trouvé que 1.'appareil épurateur de vapeur décrit était capable d'extraire des quantités importantes de silice de la vapeursur une gamme relativement grande de débits de vapeur. Par exemple pour un débit de vapeur de 12.000 à 13.000 livres de vapeur par pied carré de l'aire de l'appareil épurateur,et un débit d'eau de lavage d'environ 7,5% du débit de vapeur l'extraction de silice est à peu près de 82%.
Pour un débitde vapeur de 6000 livres par heure et par pied carré de l'aire de l'appareil épurateurc'est-à-dire approximativement la moitié du débit de vapeur à pleine charge et un débit d'eau de lavage d'environ 16% du débit de vapeur l'enlève- ment de silice de la vapeur était approximativement de 74%.
Dans une autre disposition où la masse 25 de mailles métalliques avait été enlevée de l'appareil de lavage de la vapeur et était remplacée par un troisième plateau perforé, l'extraction de silice de la vapeur était approximativement de 72% pour un débit de vapeur de 12.000 à 13. 000 livres de vapeur par heure et par pied carré de l'aire de l'appareil épurateur et un débit d'eau de lavage d'environ 7,5% du débit de vapeur,tandis que pour la moitié du débit de vapeur et pour un débit d'eau de lavage d'environ 16% du débit de vapeur, l'enlève- ment de la silice était approximativement de 50%.
Dans les .deux cas, la disposition modifiée et la disposition non modifiée, lé point de noyage ou de débit de vapeur supérieur était approximativement de 14.000 livres de vapeur par heure et par pied carré de l'aire de la section transversale de l'appareil épurateur pour un débit d'eau de lavage de 400 livres par heure.
Bien que l'emploi d'une plus grande épaisseur de la masse de mailles métalliques dans l'appareil épurateur de vapeur 20 ou dans un appareil de hauteur totale légèrement différente augmentât le rendement de l'absorption de silice de l'appareil, le point étale ou
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la capacité de lavage de l'appareil était considérablement réduit.
REVENDICATIONS
1.- Appareil pour épurer la vapeur comprenant un laveur de vapeur qui est placé dans une chambre de vapeur d'un corps cylindri- que de vapeur et d'eau destinée à recevoir un mélange de vapeur et d'eau et est intercalé dans le parcours de la vapeur vers une sortie de vapeur à la partie supérieure du corps cylindrique, caractérisé en ce que le laveur comprend des plateaux perforés horizontaux espacés horizontalement, une masse de mailles en fils métalliques placée entre des plateaux adjacents et des dispositifs pour envoyer l'eau de lavage au plus élevé des plateaux pour qu'elle descende dans le laveur de vapeur en contre-courant par rapport au courant de vapeur ascendant.
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This invention relates to apparatuses for cleaning steam and more particularly to washing apparatuses for removing silica vapors from high pressure steam produced in a tubular steam generator.
It is known that high pressure steam usually contains solid impurities which occur as vapors or are mechanically entrained in the steam as small particles of solids. These impurities exit with the steam from the steam generator and are usually released or released subsequently, when the steam is cooled during its subsequent use, for example, in an expansion machine.
Impurities frequently cause difficulty in settling
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in the superheater tubes or in other tubular conduits going to the expansion machine - When this is of the turbine type, impurities are deposited on the surfaces of the turbine, giving rise to a gradual loss of efficiency and turbine capacity *
Hitherto, in the case of steam produced at relatively low pressures, mechanical devices have been employed with success for the removal of impurities mechanically entrained in the steam. These devices took the form of cyclone separators, winding path separators, etc.
However, when steam is produced at high pressures, as is common practice today, the mechanical removal of entrained solids does not effectively remove vaporized impurities, such as silica and siliceous compounds that are present. in the steam supplied by the steam generator.
It is known that silica vapors can be extracted. high pressure steam by washing the steam with relatively pure wash water. Apparently, the wash water coming in contact with the steam absorbs the silica vapors and the absorbed silica can be removed from the steam with the wash water. The efficiency of the removal of impurities by the washing water depends largely on the privacy of the contact between the steam and the washing water and the efficiency of the removal of the washing water from the steam depends of the route taken after the washing contact @ with the steam.
The apparatus for purifying steam according to the present invention comprises a steam scrubber which is disposed in a steam chamber of a cylindrical body of steam and water arranged to receive a mixture of steam and water and is interposed therein. the path of the vapor stream going to a vapor outlet starting from an upper part of the cylindrical body and which comprises horizontal perforated plates, spaced vertically,
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a mass of metal mesh placed between the adjacent trays and a device for supplying washing water to the highest of the trays to ensure a downward flow in the steam washer in counter-current to the upward flow of steam.
Although the actual work of the perforated trays, as long as it comes to the removal of silica., Is limited between a defined dispersion point and a flooding point where the upper and lower limits are determined by the speed of the steam passing through the perforations and the quantity of washing water used, the mass of metal mesh is not subject to these limitations and is liable to create conditions for the absorption of silica between the washing water and steam over a considerably wider range of steam flow rates.
The invention will be described below by way of example. with reference to the attached partially schematic drawings, in which:
Fig. 1 is a cross-sectional view of an upper part of a cylindrical body of steam and water containing the steam washing apparatus, and
Fig. 2 is a perspective view of part of the steam washing apparatus shown in FIG. 1,
In Fig. 1, the cylindrical steam and water body 10 of a steam generator and superheater unit is provided with a number of riser tubes (not shown) which discharge a mixture of steam and water in a lower segment of the cylindrical body.
A steam outlet 11 consisting of a row of tubular connectors is placed at the top of the cylindrical body for the discharge of saturated steam into the usual superheater manifolds of the group. The cylindrical body 10 is provided with suitable downtube fittings (not shown) at its opposite ends for the downward movement of water within the circulatory system of the steam generator.
In the embodiment of the invention shown, the steam mixture
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-and water entering the cylindrical body 10 through the riser tubes passes through a series of steam and water separators 12, the water discharging from the separators inside the water chamber 13 into the lower part of the cylindrical body 10 and the vapor rising from the separators 12 into the vapor chamber of the upper part of the cylindrical body.
The cylindrical body 10 is provided with structural elements spaced from its internal surface to form a chamber 15 which collects the mixture of steam and water discharged by the riser tubes for the distribution of the mixture in the inlet conduits. tangentials 16 of the respective steam and water separators. The separators 12 shown in the drawings are of the cyclone type and are described, for example, in Belgian Patent No. 465,450. As shown, the separators are arranged in rows on opposite sides of the cylindrical body and are each provided with a corrugated plate scrubber 17, superjacent to the upper vapor outlet 18 of the separator.
In the construction described, substantially dry steam is discharged inside the steam chamber 14 of the cylindrical body to flow to the steam outlet 11.
A steam washer or purifier 20, arranged inside the steam chamber 14 underlying the steam outlet 11, comprises pendant plates 21 fixed by their upper ends to the cylindrical body 10 and forming a structure open at its lower end in the steam chamber
14. and enclosing the lower end of the outlet 11.
As shown, a baffle 22 which in cross-section takes the shape of a V is placed under the lower end of the steam cleaner 20, so that the steam entering the apparatus must pass between the lower edges of the hanging plates 21 and the upper surface of the baffle 22.
This also serves to receive the downward flow of wash water discharging from the steam scrubber 20 for
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lead into the water chamber 13 of the cylindrical body with minimum agitation from the water surface. This arrangement of the baffle effectively avoids the entrainment of water from the cylindrical body in the steam passing through it. inside the steam cleaner.
Known as shown in Figs, 1 and 2, the steam scrubber 20 is provided with a pair of upper and lower perforated trays 23 and 24 respectively, arranged horizontally and spaced vertically. In a preferred arrangement of the apparatus, the trays 23 and 24 are vertically spaced approximately 6 inches (15 cm) from each other for efficient use of the apparatus and each of the trays is formed of a metal plate which is punched or otherwise perforated with circular openings having a total area of approximately 33% of the total area of the tray.
The perforations are on the order of 3/16 inch (4.7 mm) in diameter and are arranged under a triangular spacing of 5/16 inch (7.9 mm) from center to center of the perforations.
A mass of wire mesh 25 in the form of wire cloth is placed in the space between the trays. Metallic fabrics are formed from light gauge stainless steel wires, for example 0.011 inch (0027 mm) in diameter which is loosely woven to form a mesh that can be compressed into a compact elm into a mass having a density. of 12 pounds per cubic foot (0.192 g / cm3) approximately.
As shown in Figs. 1 and 2 the wire mesh mass has a depth of about "inches (76.2 mm) and is accommodated in the space between the platters such that the top face 26 of the mass 25 is approximately 1 inch (254. mm) below the top plate 23 and the underside 27 to 2 inches (508 mm) above the top surface of the bottom plate 24.
Devices are provided for supplying relatively pure washing water to the upper plate 23. The washing water
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may be from boiler feed water or from a separate source of high purity distilled water. The washing water is supplied at a controlled rate through an inlet pipe 28 provided with a series of branch pipes 30 which terminate above the upper plate 23 and approximately in vertical alignment with the center of the plate. Each of the branch pipes 30 is provided with a spray nozzle head 31, constructed and arranged so as to project the wash water up and down in a multiplicity of threads distributed over the area of the cross-section of the pipe. the steam cleaner 20.
As shown in fig. 1., - the pipe 28 passes through an inlet pipe 32 of the cylindrical body so as to avoid the thermal shock of the wall of the body 10. '-
For mounting the steam purifier 20, the plates 21 are supported by the cylindrical body, and the plates 23 and 24 are fixed to the plates by bolts 33. The mass of metal chains is held in place. by a number of stainless steel strips 34 of 1/8 x 1 inch (3.17 mm x 25.40 mm) section, field-placed, which extend across the apparatus and are secured angles on the plates 21. The strips occupy less than 10% of the cross-sectional area of the apparatus 20.
A corrugated plate scrubber 35, mounted directly between and supported by the plates 21, proves itself at some distance above the plate 23, in the path of the vapor stream, immediately below a distributor. perforated or drying bowl 36 adjacent to the steam outlet 11.
During the operation of the steam scrubber 20, the wash water is supplied to the upper plate 23 in an amount substantially equivalent to 10%, for example, of the total amount of feed water to the boiler. The wash water descends by gravity through the perforations of the tray 23, falls onto the mass 25 of wire mesh immediately below the tray, and is approximately evenly distributed across the entire cross-sectional area of the tray. mass 25.
Water descending to
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Through the mass of metal wire mesh is deposited on the lower plate 24, from where it passes through the perforations of the plate to fall on the baffle 22. The washing water then joins the water which is in the chamber water 13 of the cylindrical body is mixed with this water it is conducted in the down tubes belonging to the circulatory system of the steam generator.
At the same time as the wash water is circulating in? 'device. steam scrubber in a downward direction under the inaction of gravity, the steam passing through the opening between the dangling plates 21 and the baffle 22 rises towards the steam outlet 11, the steam being distributed relative to the steam scrubbing apparatus by the lower plate 24. The ratio of the total volume of steam rising in the steam scrubber to the total area of the perforations of the plate determines the degree of mixing between the steam and the wash water.
As the steam flow increases, the speed of the steam in the perforations increases until the speed of the updraft leads to atomization of the wash water on the trays. The speed of the vapor at which this effect occurs is called the point of dispersion.
When the point of dispersion is reached the wash water is atomized into a mist of water droplets which is found in intimate contact with the upward streams of vapor. This intimate contact leads to effective absorption by the washing water of the silica vapor contained in the vapor. At the point of dispersion, the wash water mist, generated by the steam passing through the perforations of the plate 24, rises within the space between the plate and the lower surface of the mesh mass 25. into metal wires, the mist separating from the steam and returning to the tray to be re-atomized by the steam.
After the steam has reached a speed which causes the wash water to atomize any increase in steam speed increases the agitation of the wash water above.
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of the platen, until a speed is reached at which the finely divided mass of wash water rises over the lower surface of the mass of metal mesh. When this state is reached, water tends to be entrained by steam through the mass of metal mesh. This state, at which the vapor velocity reaches its flooding point, results in a loss of efficiency in the separation of entrained solids and silica vapors from the vapor.
The flooding point can also be reached by increasing the flow rate of the wash water supplied to the plate 23.
When the steam has been thoroughly mixed with the wash water, as has been described, it rises through the mass of metal mesh where it is in intimate contact with the descending wash water. Then the steam rises through the upper plate 23 where the atomization of the washing water is reproduced. Thus, in the apparatus described, the vapor is subjected in two phases to intimate contact with the washing water due to the atomization of the washing water, and an intermediate phase where the vapor is in contact with small particles of wash water in the mass of metal mesh.
It is likely that the water descending into the mass 25 tends to follow a course generally along the points of contact between the adjacent metal wires where these wires cross at an angle. Due to the small dimensions of the metal wires used in the mass 25, the water particles or the droplets which descend through the mass are finely divided which ensures an intimate contact between the washing water and the steam.
While the effective contact between the wash water and the steam in the areas immediately above the perforated trays is significantly reduced when the flow of steam through the perforations is below the point of dispersion, the mass 25 wire mesh maintains effective contact between wash water and steam over a much larger range.
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of steam flow rates through the steam cleaner than if the trays were used alone.
In an existing plant, using high pressure steam and boiler feed water, it has been found that the described steam scrubber apparatus is capable of extracting significant amounts of silica from the vapor over a range. relatively large steam flow rates. For example for a steam flow rate of 12,000 to 13,000 pounds of steam per square foot of the scrubber area, and a wash water flow rate of about 7.5% of the steam flow rate the extraction of silica is roughly 82%.
For a steam flow rate of 6000 pounds per hour per square foot of scrubber area, that is, approximately half the steam flow rate at full load and a wash water flow rate of approximately 16 % of the steam flow the silica removal from the steam was approximately 74%.
In another arrangement where the mass of metal mesh had been removed from the steam washing apparatus and was replaced by a third perforated tray, the silica extraction from the steam was approximately 72% at a steam flow rate. from 12,000 to 13,000 pounds of steam per hour per square foot of scrubber area and a wash water flow rate of about 7.5% of the steam flow rate, while for half of the steam flow rate and for a wash water flow rate of about 16% of the steam flow rate, the silica removal was approximately 50%.
In both cases, the modified arrangement and the unmodified arrangement, the point of flooding or top steam flow was approximately 14,000 pounds of steam per hour per square foot of the cross-sectional area of the apparatus. scrubber for a wash water flow rate of 400 pounds per hour.
Although the use of a greater thickness of the mass of metal mesh in the steam scrubber 20 or in an apparatus of slightly different total height would increase the silica absorption efficiency of the apparatus, the point stall or
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the washing capacity of the apparatus was considerably reduced.
CLAIMS
1.- Apparatus for purifying steam comprising a steam washer which is placed in a steam chamber of a cylindrical body of steam and water intended to receive a mixture of steam and water and is interposed in the steam path to a steam outlet at the top of the cylindrical body, characterized in that the washer comprises horizontally spaced perforated trays, a mass of wire mesh placed between adjacent trays and devices for sending the wash water at the highest of the trays so that it descends in the steam scrubber in counter-current to the ascending steam stream.