[go: up one dir, main page]

BG63713B1 - Метод и съоръжение за десулфуриране чрез облъчване с електронен лъч - Google Patents

Метод и съоръжение за десулфуриране чрез облъчване с електронен лъч Download PDF

Info

Publication number
BG63713B1
BG63713B1 BG102732A BG10273298A BG63713B1 BG 63713 B1 BG63713 B1 BG 63713B1 BG 102732 A BG102732 A BG 102732A BG 10273298 A BG10273298 A BG 10273298A BG 63713 B1 BG63713 B1 BG 63713B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
water
ammonia
gas
cooling
drained
Prior art date
Application number
BG102732A
Other languages
English (en)
Other versions
BG102732A (bg
Inventor
Masahiro Izutsu
Yoshitaka Iizuka
Original Assignee
Ebara Corporation
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 Ebara Corporation filed Critical Ebara Corporation
Publication of BG102732A publication Critical patent/BG102732A/bg
Publication of BG63713B1 publication Critical patent/BG63713B1/bg

Links

Classifications

    • 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/346Controlling the process
    • 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
    • B01D53/007Separation 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 irradiation
    • 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
    • B01D53/32Separation 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 electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • B01D53/501Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • B01D53/501Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B01D53/504Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound characterised by a specific device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/081Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing particle radiation or gamma-radiation
    • B01J19/085Electron beams only
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2259/00Type of treatment
    • B01D2259/80Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/812Electrons
    • 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S588/00Hazardous or toxic waste destruction or containment
    • Y10S588/90Apparatus

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Методът включва охлаждане на горещ газ, съдържащ серен оксид, до определен температурен обхват в охладителна кула (24), която работи с рециркулираща охлаждаща вода, като рециркулацията на водата се извършва с помощта на помпа (23). След охлаждането газът се подава в реактор (25). Част от рециркулиращата охлаждаща вода се източва от резервоар (26),свързан с охладителната кула (24), и се разпръсква в реактора (25). Разпръснатата източена вода се изпарява напълно, в резултат на което не се образува отпадъчна вода. Към реактора (25) се подава амоняк от уредба за захранване (29). Подаваният от охладителната кула газ и амонякът, доставян от уредбата за захранване, се облъчват с електронен лъч, под чието въздействие съдържащият се в газа серен оксид се окислява до сярна киселина (Н2SO4) и се отстранява.

Description

Област на техниката
Изобретението се отнася до метод и съоръжение за десулфуриране чрез облъчване с електронен лъч, по-специално до метод и съоръжение за десулфуриране чрез впръскване на амоняк в горещ газ, съдържащ серни оксиди, например отработен пещен газ, който се изпуска от котел, и облъчване с електронен лъч.
Предшестващо състояние на техниката
С развитието на икономиката е необходима повече енергия. При непрекъснатото нарастване на потреблението на енергия енергийните източници зависят от изкопаемите горива като въглища и нефт. Вредните продукти или замърсителите, произведени при изгарянето на горивата, причиняват глобално замърсяване. За да се предотврати изпускането на замърсяващи продукти в атмосферата и да се спре замърсяването на околната среда в световен мащаб, с ускорени темпове се извършва изследователска работа за създаването на метод за обработване на пещни газове, получени в инсталациите за изгаряне на горива, например термичните електроцентрали. Известни са различни подобрения за решаване на проблема, например сложна компоновка на технологичната екипировка, изискваща контролирането на много параметри и необходимост от устройства за обработване на отпадъчни води в големи обеми, които от своя страна изискват сложна технология за обработка.
За да се решат тези проблеми, е разработено съоръжение за обработване на пешни газове, отведени от инсталации за изгаряне на горива, например котли, които се обработват чрез облъчване с електронен лъч.
В ЕР 0 294 658 А са описани метод за десулфуриране на горещи газове, съдържащи серни оксиди, и съоръжение за осъществяване на метода, при които в газа се впръсква амоняк и получената газова смес се облъчва с електронен лъч, в резултат на което серните оксиди се отстраняват под формата на амониеви съединения. В този случай колкото по-ниска е температурата на газа, толкова по-висока е скоростта на реакцията между серните оксиди и амоняка. Поради това е необхо димо горещият газ да се охлади до определена степен. Обикновено газът се охлажда до адиабатната температура на насищане плюс 10 до 80°С чрез разпръскване на вода от върха на охладителна кула, разположена срещу реактор, в който се впръсква амоняк. Водата, която се разпръсква в охладителната кула, се изпарява напълно. Уредбата за охлаждане на газа има това предимство, че не изисква устройство за обработване на отпадъчна вода, тъй като не се получава такава. Освен това чрез контролиране на количеството на разпръснатата вода може да се регулира температурата на газа, изпускан от охладителната кула.
Ако концентрацията на серните оксиди е относително висока и/или дозата на електронния .тъч е сравнително висока, повишаването на температурата на газа се дължи на топлината от реакцията между серните оксиди и амоняка и/или на образуваната топлина при облъчването с електронен лъч, която не е незначителна. Следователно, за да се избегне намаляването на скоростта на реакцията вследствие повишаване на температурата на газа, след охлаждането му в охладителната кула е необходимо да се регулира неговата температурата в границите от 50 до 80°С чрез разпръскване на вода в реактора. В това време разпръснатата в реактора вода се изпарява напълно или в значителна степен и следователно в реактора не се образува отпадъчна вода (по-нататък предотвратяването на повишаването на температурата на газа чрез изпаряване на разпръсната в реактора вода е обозначено с “второ охлаждане на газа”, а охлаждането на газа преди реакционния етап като “първоохлаждане на газа”).
На фиг. 3 е показана схема на известно съоръжение за обработване на пещни газове с електронен лъч, описано в ЕР 0 716 873 Аг Както е показано на фиг.З, съдържащ серен оксид пещен газ, изпуснат от котел 1, който е вид горивна инсталация, се охлажда в топлообменник 2, след което се подава в охладителна кула 4. В охладителната кула 4 с помощта на единична дюза за флуид 6 се разпръсква вода, доставена чрез помпа 3, и разпръснатата вода се изпарява напълно. Охладителната кула 4 е от типа, в която водата се изпарява напълно. Пещният газ се охлажда до определена температура в охладителната кула 4, след което охладеният газ се подава в реактор 5.
Амоняк, доставен от уредба 9 за захранване с амоняк, се смесва с въздух в тръбен смесител 10. Газовата смес и вода, доставена от източник за захранване (непоказан на фигурата), се смесват в смесителната камера на двойна дюза за флуид 11 и получената смес се впръсква в реактора 5. Сместа от газ и вода се облъчва с електронен лъч от електронен ускорител 12.
Съгласно известния метод, при който първото охлаждане на газа се провежда в охладителна кула от типа пълно изпаряване, необходимото време на задържане на газа в охладителната кула за пълното изпаряване на водата е от 10 до 30 $. Това е свързано с проблема, че е необходима охладителна кула с голям обем, което изисква големи капиталовложения и пространство за инсталирането й. Възможно е да се намали обемът на охладителната кула чрез намаляване диаметъра на капчиците на водата, която се разпръсква, но този метод изисква повече енергия за разпрашаване на водата на фини капчици.
Техническа същност на изобретението
Задачата на изобретението е решаването на посочените проблеми и създаването на метод и съоръжение за десулфуриране, които да осигурят значително намаляване на времето за задържане на газа в охладителната кула, както нейния обем, капиталовложенията и пространството за инсталирането й, без да се увеличава необходимата енергия, като се запазят предимствата на известния метод, свързани с липсата на отпадъчна вода.
Задачата на изобретението се решава с метод, при който първото охлаждане на газа се провежда чрез осъществяване на контакт на газа с рециркулираща охлаждаща вода (по-нататък обозначен като “метод за охлаждане с рециркулираща вода”). В този случай времето за задържане в охладителната кула значително се намалява на 0,1 до 5 s, от което следва, че обемът на охладителната кула може да бъде значително по-малък, което е свързано с по-малки капиталовложения и пространство за инсталиране на охладителната кула. Освен това, не е необходимо разпрашаването на водата, с което се намаляват енергийните разходи. От друга страна, в рециркулиращата вода за охлаждане попадат серни оксиди, нагар и прахове, поради което е необходимо част от нея да се източи, за да се стабилизира охлаждането на водата. Източената вода, която е отпадъчна, се изхвърля в околната среда след необходимото обработване. По този начин липсва предимството, свързано с отсъствието на отпадъчна вода при известния метод. Затова съгласно изобретението е създаден нов метод, при който частта от източената вода се използва за второто охлаждане на газа.
Съгласно един аспект на изобретението е създаден метод за десулфуриране, при който горещ газ, съдържащ серни оксиди, се подлага на обработване, за да се отстранят серните оксиди чрез превръщането им в амониеви съединения чрез впръскване на амоняк и облъчване с електронен лъч. Методът включва следните етапи: охлаждане на горещия газ чрез осъществяване на контакт с рециркулираща охлаждаща вода до получаване на охладен газ; източване на част от рециркулиращата охлаждаща вода; разпръскване на източената вода или на допълнително разредената източена вода в охладения газ преди или едновременно, или след впръскването на амоняк, или чрез смесване с амоняк.
С метода се предотвратява повишаването на температурата на газа вследствие топлината, получена от реакцията между серните оксиди и амоняка и/или топлината от облъчването с електронен лъч, и температурата на изхода на реактора се регулира в границите от 50 до 80°С, за да не се получава отпадъчна вода. За предпочитане е частта от източената вода да се филтрира преди разпръскването й в реактора.
При известния метод е необходима охлаждаща кула с много голям обем, за да се осъществи охлаждане на газа до адиабатната температура на насищане плюс 10°С или по-ниско. За разлика от това в изобретението чрез контролиране скоростта на рециркулиращата вода температурата на газа на изхода на охлаждащата кула може да се регулира в границите от адиабатната температура на насищане до 80°С, която е подходяща за протичане на реакцията.
Необходимото количество на разпръскваната вода за второто охлаждане на газа зависи от температурата на газа преди второто охлаждане, температурата на газа, която следва да се постигне при второто охлаждане, получената топлина от протичането на реакцията и дозата на електронния лъч. За да не се образува отпадъчна вода, е необходимо количеството на източената вода да е равно или по-малко от количеството на разпръскваната вода, необходимо за второто охлаждане. Когато концентрацията на серните оксиди е 100 ppm или повече и/или дозата на електронния лъч е 2 kGy или повече, необходимото количество на разпръскваната вода за второто охлаждане е по-голямо.
Количеството на разпръскваната вода, необходимо за второто охлаждане, е значително поголямо от това на източената вода и следователно изобретението е особено подходящо за горните случаи.
Съгласно друг аспект на изобретението е създадено съоръжение, в което в горещ газ, съдържащ серни оксиди, се впрг>сква амоняк и получената газова смес се облъчва с електронен .тъч, за да се отстранят серните оксиди под формата на прахообразни амониеви съединения. Съоръжението включва устройство за охлаждане на горещия газ чрез осъществяване на контакт с рецнркулираща охлаждаща вода до получаване на охладен газ, инжектор за впръскване на амоняк в охладения газ и устройство за разпръскване в охладения газ на частта от източената вода или на частта от източената и допълнително разредена вода, разположено преди, на същото място или след инжектора за впръскване на амоняк.
Съгласно друг аспект на изобретението е създадено съоръжение за десулфиране, в което амонякът се впръсква в горещ газ, съдържащ серни оксиди, и получената газова смес се облъчва с електронен лъч за отстраняване на серните оксиди под формата на прахообразни амониеви съединения. Това съоръжение включва устройство за охлаждане на горещия газ чрез осъществяване на контакт с рециркулираща охлаждаща вода до получаване на охладен газ, смесител за смесване на амоняк с частта от източената вода или с частта от източената и допълнително разредена вода, устройство за разпръскване в обема на охладения газ на сместа от амоняк и източената вода или сместа от амоняк и допълнително разредената източена вода.
Съгласно друг аспект на изобретението е създадено съоръжение за десулфуриране, в което в горещ газ, съдържащ серни оксиди, се впръсква амоняк и получената газова смес се облъчва с електронен лъч за премахване на серните оксиди под формата на прахообразни амониеви съединения. Това съоръжение включва устройство за охлаждане на горещ газ чрез осъществяване на контакт с рециркулираща охлаждаща вода до получаване на охладен газ, смесително-разпръсквашо устройство за смесване на амоняк или смес от амоняк и въздух с източената вода или с източената и предварително разредена вода и разпръскване на получената смес от газ-течност в охладения газ.
За предпочитане е посочените съоръжения да са снабдени с филтърно устройство за филтриране на частта от източената вода.
В изобретението количеството на източената вода се регулира така, че pH на рециркулиращата охлаждаща вода да е в границите от 1 до 7, за предпочитане от 1 до 6. При друг вариант pH на рециркулиращата охлаждаща вода се регулира от 1 до 7, за предпочитане от 1 до 6, чрез добавяне на поне едно алкално съединение, избрано от групата, включваща амоняк, натриеви, калиеви, калциеви и магнезиеви съединения. Частта от източената вода се регулира така, че да има pH от 1 до 8, за предпочитане от 1 до 7, чрез добавяне на поне едно алкално съединение, избрано от групата, включваща амоняк, натриеви, калиеви, калциеви и магнезиеви съединения или чрез разреждане с вода. Може да се използва мека вода за добавяне към рециркулиращата охлаждаща вода в охлаждащото устройство от типа на охладителна кула. В качеството на алкални съединения могат да се използват хидроксид, оксид или карбонат на натрия, калия, калция, магнезия и други подобни.
Описание на приложените фигури
Фигура 1 представлява технологична схема на метода за десулфуриране съгласно един вариант на изпълнение на изобретението;
фигура 2 - технологична схема на метода за десулфуриране съгласно друг вариант на изпълнение на изобретението;
фигура 3 - технологична схема на известния метод за десулфуриране.
Примери за изпълнение на изобретението
По-долу са описани подробно варианти на изпълнение на изобретението.
На фиг. 1 е показана технологична схема на първия вариант на изпълнение на изобретението. Както е показано на фигурата, съдържащ серни оксиди пещен газ, който се изпуска от котел 21, представляващ вид инсталация за изгаряне на гориво, се охлажда в топлообменник 22, след което се подава в охладителна кула 24, която е от рециркулиращ тип. Рециркулацията на водата в нея се осъществява чрез помпа 23. Пещният газ се охлажда в охладителната кула 24 до температура в границите от адиабатната температура на насищане до 80°С чрез регулиране скоростта на рециркулиращата вода. Същевременно, чрез контролиране на вентил V1 част от водата се източва от резервоара 26 за рециркулиращата вода чрез отвеждаща тръба 35 така, че pH на рециркулиращата охлаждаща вода се регулира в границите от 1 до 7, за предпочитане от 1 до 6, на базата на сигнал от рН-метьр 27. Чрез контролиране на клапан V2 в резервоара 26 за рециркулираща вода се подава допълнително количество вода, осигуряваща постоянно ниво на водата в резервоара 26, което се определя на базата на сигнал от нивопоказател 28. По този начин охладеният в охладителната кула 24 пещен газ се подава в реактора 25.
Източената от резервоара 26 вода се филтрира през филтър 33 и в смесител 34 се смесва с вода, подавана от източник за захранване (непоказан на фигурата), за да се регулира pH, след което чрез втора тръба 36 за охлаждаща вода се подава в двойна дюза 31, разположена в реактора 25. Амонякът се доставя от уредба за захранване 29, смесва се с въздух в тръбен смесител 30 и получената газова смес се подава към двойната дюза 31. В неня газовата смес, подавана от тръбния смесител 30, и водата, подавана през втората тръба 36 за охлаждаща вода, се смесват и получената смес се разпръсква на входа на реактора 25, след което сместа от газ и вода се облъчва с електронен лъч от електронен ускорител 32. Под въздействието на електронния лъч съдържащите се в пещния газ серни оксиди се окисляват за кратко време, в резултат на което се образува сярна киселина (H2SO4) като междинен продукт. Тази киселина се неутрализира от амоняка, присъстващ в реактора 25, до получаване на прахообразен амониев сулфат ((NH4) 2SO4).
На фиг.2 е показана технологична схема съгласно втори вариант за изпълнение на изобретението. Еднаквите части и съставни елементи от технологичните схеми на фиг.1 и 2 са обозначени с едни и същи цифри. При този вариант за изпълнение на изобретението амонякът, доставян от уредба за захранване 29, се впръсква в смесител 34. Източената вода от резервоара 26 за рециркулираща вода, подаваната от източника за захранване вода (непоказан) и амонякът, доставян от уредба за захранване 29, се подават към смесителя 34, в който се регулира pH и след това получената смес се подава към двойната дюза 31. Другите елементи на показания на фиг.2 втори вариант са същите както в първия вариант от фиг. 1.
Както се вижда на фиг.1 и 2, охлаждането на газа може да се осъществи в отделно устройство за охлаждане, включващо охладителна кула 24, разположена срещу реактора 25. Също така е възможно да се осигури участък за охлаждане в са15 мия реактор, разположен срещу участъка за впръскване на амоняк, тъй като необходимото време за задържане на газа е кратко.
За да се предотврати образуването на от5 падъчна вода, е необходимо количеството на източената вода да е равно или по-малко от необходимото количество вода за второто охлаждане на газа. Ако количеството на източената вода е помалко от необходимото количество вода за второ10 то охлаждане на газа, към източената вода се добавя допълнителна вода и получената смес се разпръсква. Ако количеството на източената вода е в излишък в сравнение с необходимото количество вода за второто охлаждане на газа, част от източената вода се разпръсква в реактора, а останалата част е отпадъчна вода. Даже когато източената вода е в излишък, методът осигурява намаляване на количеството на отпадъчната вода.
За да се осъществи пълно изпаряване на източената вода, обикновено се използва разпръсквателна дюза с малък диаметър на отвора, за да се получат фини капчици. Ако горещият газ освен серни оксиди съдържа нагар и прах, те се улавят в системата за рециркулация от рециркулиращата охлаждаща вода. Затова, както е показано на фиг.1 и 2, източената вода се филтрира през филтър 33 преди разпръскването й, за да се отстранят нагарът и прахта и да се предотврати запушването на дюзата.
Ако концентрацията на серен триоксид в газа е относително висока и газът се охлажда с използване на система за рециркулация, серният триоксид се разтваря в рециркулиращата охлаждаща вода и намалява нейното pH. Това може да причини корозия на: охладителната кула 24; помпата 23 за рециркулация на водата; резервоара 26 за рециркулиращата вода; тръбопровода, свързващ помпата 23 за рециркулация на водата и охлаждащата кула 24; тръбопровода, свързващ охладителната кула 24 и резервоара 26 за рециркулиращата вода; тръбопровода, свързващ резервоара 26 за рециркулиращата вода и помпата 23; тръбата 35 за източената вода; втората тръба 36 за водата за второто охлаждане на газа и двойната дюза 31. Корозията се увеличава, когато стойността на pH е по-малка от 1. Затова стойността на pH се поддържа на 1 или по-висока. Това се постига чрез увеличаване на частта от водата, която се източва от рециркулиращата охлаждаща вода. Възможно е също така pH на рециркулиращата охлаждаща вода да се регулира чрез добавяне на алкални съединения като амоняк, натриеви, калиеви, кал циеви или магнезиеви съединения. Тези алкални съединения могат да се добавят към източената вода. Възможно е също така регулирането на pH на циркулиращата охлаждаща вода да се осъществи чрез разреждането й с допълнителни порции вода.
Ако количеството на алкалните съединения като амоняк, натриеви, калиеви, калциеви или магнезиеви съединения е твърде високо и рециркулиращата охлаждаща вода е алкална, и ако горещият газ, например изпуснат от котел пещен газ, съдържа въглероден двуоксид, отстраняването на който не е предвидено, той се разтваря в охлаждащата вода. Ако алкалните съединения като амоняк, натриеви, калиеви, калциеви или магнезиеви съединения се добавят към рециркулиращата охлаждаща вода, тя става алкална и абсорбира серните оксиди. В резултат се превръща в разтвор на соли като натриев сулфат и/или натриев сулфит, калиев сулфат и/или калиев сулфит, калциев сулфат и/или калциев сулфит или магнезиев сулфат и/или магнезиев сулфит. В този случай когато източената вода се разпръсква и изпарява напълно, съотношението на тези соли към основния страничен продукт, т.е. амониевите съединения, е по-високо. Поради това е желателно стойността на pH на рециркулиращата охлаждаща вода да е от 1 до 7, за предпочитане от 1 до 6.
Ако алкалните съединения като амоняк, натриеви, калиеви, калциеви или магнезиеви съединения се добавят към източената вода, не се наблюдават проблеми, както в случаите, когато алкалните съединения се добавят към рециркулиращата охлаждаща вода, което е обяснено по-горе. Ако обаче към източената вода се добави излишък от алкални съединения и тя стане силно алкална, калцият и магнезият, които обикновено се съдържат във водата, доставяна от източник за захранване с вода, образуват накип в устройството за второто охлаждане на газа и могат да причинят запушване. Поради това, ако към източената вода се прибавят алкални съединения, е желателно да се регулира нейното pH в границите от 1 до 8, за предпочитане от 1 до 7.
Когато източената вода се филтрира, е необходимо да се регулира нейното pH, като и в този случай pH на източената вода да е от 1 до 8, за предпочитане от 1 до 7.
Ако се получава мека вода чрез отстраняването на калция и магнезия и тази вода се използва за допълване на рециркулиращата охлаждаща вода, когато се добавят амоняк, натриеви или калиеви съединения, източената вода не съдържа кал ций и магнезий, с което се предотвратява образуването на накип и запушване.
Система, в която в охладителна кула се разпръсква вода и неизпарената вода не се използва в рециркулиращия поток, а се източва, се разглежда като междинна система за охлаждане между охладителна кула, в която се осъществява пълно изпаряване, и охладителна кула с рециркулираща охлаждаща вода. И при тази система, ако количеството на източената вода е по-малко от необходимото количество вода за второто охлаждане на газа, при необходимост източената вода, към която е прибавена допълнителна вода, може да се използва за второто охлаждане на газа. Тази система също така предотвратява образуването на отпадъчна вода. Ако количеството на източената вода е повече от необходимата за второто охлаждане на газа, част от източената вода може да се разпръсне в реактора и само останалата част е отпадъчна вода. Това също е ефективен начин за намаляване на количеството на отпадъчната вода.
Изобретението се пояснява със следващите примери, които представляват експериментални резултати, получени при използването на съоръженията, показани на фиг. 1 и 2, както и на съоръжение, показано на фиг.З.
Сравнителен пример. В сравнителен пример, показан на фиг.З, 1500 m3N/h пещен газ, съдържащ 850 ppm серни оксиди, и изпуснат от котел 1, се охлажда до 150°С в топлообменник 2. Подавана чрез помпа 3 вода се разпръсква в охладителна кула 4 с помощта на единична дюза 6 и се изпарява напълно. В резултат газът се охлажда до 60°С, след което се изпуска от охладителната кула 4 и се подава към реактор 5. Амоняк в количество 2,3 m3N/h се смесва с 8,0 ш3 N/h въздух в тръбен смесител 10= Газовата смес и 18 kg/h вода, доставена от източник за захранване с вода, се смесват в смесителната камера на двойна дюза 11 и се разпръскват на входа на реактор 5. След това сместа от газ и вода се облъчват с електронен лъч от 15 kGy от електронен ускорител 12. В резултат температурата на газа на изхода на реактора е 65’С, а концентрацията на серни оксиди е 35 ppm.
В този случай не се получава отпадъчна вода, тъй като водата се изпарява напълно, но необходимото време за задържане за пълното изпаряване на водата, разпръсната в охладителната кула, е 20 s.
Пример 1. В пример 1, показан на фиг.1, пещен газ в количество 1500 m3N/h, съдържащ 850 ppm серни оксиди и получен в котел 21, се охлажда до 150°С в топлообменник 22. В охладителната кула 24, в която охлаждащата вода рециркулира чрез помпа 23, газът се охлажда до адиабатната температура на насищане 50°С, след което се подава в реактор 25. На този етап част от рециркулиращата охлаждаща вода се източва докато нейното pH се регулира на 0,5 на базата на сигнал от рН-метьр 27, разположен в резервоара 26 за рециркулираща вода. Към резервоара 26 се подава вода, за да се поддържа постоянно ниво, което се контролира чрез нивопоказателя 28, монтиран в резервоара 26. Източената вода е 2,5 kg/h. Тя се филтрира през филтър 33, след което в смесителя 34 се смесва със 7,5 kg/h вода, доставена от източник за захранване с вода, за да се регулира стойността на pH на 1,1. Амоняк в количество 2,3 m3N/h подаден от уредба за захранване 29, се смесва с 8,0 m3N/h въздух в тръбен смесител 30. Газовата смес и допълнително разредената източена вода се смесват в смесителната камера на двойната дюза 31 и получената смес се разпръсква на входа на реактора 25. Сместа от газ и вода се облъчва с 15 kGy електронен лъч от електронен ускорител 32. В резултат температурата на газа на изхода на реактора 25 е 65“С, а концентрацията на серни оксиди □ 35 ppm.
Източената от резервоара 26 вода се смесва с вода, подавана от източник за захранване, разпръсква се в реактора 25 и се изпарява напълно. Не се образува отпадъчна вода. Времето за задържане в охладителната кула за охлаждане на газа до 50°С е 0,5 s, което е значително по-кратко в сравнение с времето за задържане в сравнителния пример 1, където се използва охладителна кула с пълно изпарение.Корозията на тръбата 35, изработена от въглеродна стомана, по която тече източената вода с pH 0,5, е 0,5 mm за година. Не се наблюдава корозия във втората тръба 36 за водата за второто охлаждане, изработена от въглеродна стомана, по която след разреждане тече вода с pH 1,1. Липсва корозия също и в секцията за охлаждане на газ, в охладителната кула и в тръбата за рециркулация на вода, вътрешната повърхност на която е покрита със смола.
Пример 2. В същото съоръжение, използвано в пример 1, при условията от пример 1 и до същите температури се охлажда газ последователно в топлообменника 22 и охладителната кула 24, работеща с рециркулираща вода. След това охладеният газ се подава в реактора 25. На този етап част от рециркулиращата охлаждаща вода се източва до регулиране на pH на рециркулиращата охлаждаща вода на 1,0 на базата на сигнал от рНметъра 27. Към резервоара 26 за рециркулираща вода се добавя допълнително количество вода, за да се поддържа постоянно нивото на течността, което се контролира на базата на сигнал от нивопоказателя 28. Източената вода е 8 kg/h. Тя се филтрира през филтър 33 и след това в смесител 34 се смесва с 2 kg/h вода, доставена от източник за захранване, за да се разреди до pH 1,1. Амоняк в количество 2,3 m3N/h, доставен от уредба за захранване 29, се смесва с 8,0 m3N/h въздух в тръбен смесител 30. Газовата смес и източената вода се смесват в смесителната камера на двойната дюза 31 и се разпръскват на входа на реактора 25. Сместа от газ и вода се облъчва с 15 kGy електронен лъч от електронен ускорител 32. В резултат температурата на газа на изхода на реактора 25 е 65°С, а концентрацията на серни оксиди е 35 ppm. Както в пример 1 не се образува отпадъчна вода. Времето на задържане за охлаждане на газа до 50°С в охлаждащата кула 24 е 0,5 s. Не се наблюдава корозия на втората тръба 36 на източената и допълнително разредена вода, предназначена за второто охлаждане, както и на тръбата 35 за източената вода преди разреждането й.
Пример 3. При варианта, показан на фиг.2, 1500 m3N/h пещен газ, получен в котел 21 и съдържащ 2000 ppm серни оксиди, се охлажда в топлообменника 22 до 150°С и се подава в охладителната кула 24, в която охлаждащата вода рециркулира чрез помпа 23 и охлажда газа до адиабатната температура на насищане 50°С. След това охладеният газ се подава в реактора 25. На този етап част от рециркулиращата охлаждаща вода се източва, докато pH на рециркулиращата охлаждаща вода се регулира на 0,5 на базата на сигнал от рН-метьра 27, разположен в резервоара 26 за рециркулиращата вода. От източник за захранване с вода към резервоара 26 за рециркулиращата вода се подава допълнително количество вода, за да се поддържа постоянно ниво на водата в него, което се контролира чрез сигнал от нивопоказателя 28, монтиран в резервоара 26. Източената вода е в количество 10 kg/h. Тя се филтрира през филтър 33, след което в смесител 34 се смесва с 14 kg/h вода. Амонякът се доставя от уредба за захранване 29 и се подава към смесителя 34, за да се регулира pH на източената вода на 8,5. Амоняк в количество 5,4 nPN/h се смесва с 8,0 nPN/h въздух в тръбния миксер 30. Газовата смес и изто чената и допълнително разредена вода се смесват в камерата на двойната дюза 31 и се разпръскват на входа на реактора 25. Сместа от газ и вода се облъчват с 15 kGy електронен лъч от електронен ускорител 32. В резултат температурата на газа на изхода на реактора е 65°С, а концентрацията на серни оксиди е 100 ppm. В примери 1 и 2 не се образува отпадъчна вода. Времето за задържане в охладителната кула, работеща на принципа на рециркулираша вода, е 0,5 s. Корозията на тръбата 35, изработена от въглеродна стомана, през която тече източената вода с pH 0,5, е 0,5 mm за година. Не се наблюдава корозия на втората тръба 36, изработена от въглеродна стомана, през която протича водата за второто охлаждане на газа с pH 8,5, и подлежаща на регулиране на pH.
В смесителната камера на двойната дюза 31 понякога се образува накип, съдържащ калциеви и магнезиеви съединения и накрая дюзата се запушва. След почистването на двойната дюза 31 количеството на амоняка, използван за регулиране на pH в смесителя 34, се намалява, за да се регулира pH на източената вода на 7 на изпускателния отвор на смесителя 34. След това процесът продължава. Не се образува накип в смесителната камера на двойната дюза 31 и не се наблюдава корозия на втората тръба 36 за водата за второто охлаждане с pH 7.
Както е описано по-горе, съгласно изобретението времето за задържане на газа в охладителната кула може да се намали значително чрез прилагане на системата за рециркулация на вода за първоначално охлаждане на газа, а образуването на отпадъчна вода се предотвратява чрез използване на източената вода за второто охлаждане на газа и чрез пълно изпаряване на източената вода в реактора и в следващия етап.
Чрез регулиране на количеството вода, използвана за второто охлаждане на газа, е възможно да се предотврати повишаването на температурата на газа вследствие отделената топлина при протичането на реакцията и/или от топлината, получена при облъчването с електронен лъч.
Въпреки че по-горе са описани подробно предпочитаните варианти за изпълнение на изобретението, следва да се разбира, че могат да се правят различни изменения и модификации, без да се излиза от обхвата на приложените претенции.
Използване на изобретението
Изобретението е подходящо за метод за об работване на пещни газове, при който от отработени пещни газове, получени от различни горива като въглища и нефт, се отстраняват серни оксиди, като се постига висока ефективност.

Claims (14)

  1. Патентни претенции
    1. Метод за десулфуриране, при който горещ газ, съдържащ серни оксиди, се обработва за отстраняване на серни оксиди чрез впръскване на амоняк в охладения газ и облъчване с електронен лъч за превръщане на серните оксиди в амониеви съединения, характеризиращ се с това, че включва и следните етапи: охлаждане на горещия газ чрез осъществяване на контакт с рециркулираща охлаждаща вода до получаване на охладен газ, източване на част от рециркулиращата охлаждаща вода, разпръскване на източената вода или на допълнително разредената с вода източена вода в охладения газ преди или едновременно, или след впръскване на амоняк в охладения газ.
  2. 2. Метод за десулфуриране съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че споменатото разпръскване се провежда след смесване с амоняк.
  3. 3. Метод за десулфуриране съгласно претенция 1 или 2, характеризиращ се с това, че допълнително включва филтриране на частта от източената вода преди разпръскването й.
  4. 4. Метод за десулфуриране съгласно претенция 1 или 2, характеризиращ се с това, че горещият газ се охлажда до температура в границите от адиабатната температура на насищане до 80°С чрез регулиране на скоростта на рециркулиращата охлаждаща вода.
  5. 5. Метод за десулфуриране съгласно претенция 1 или 2, характеризираш се с това, че количеството на източената вода се регулира така, че рециркулиращата охлаждаща вода да има pH от 1 до 7.
  6. 6. Метод за десулфуриране съгласно претенция 1 или 2, характеризиращ се с това, че включва прибавяне към рециркулиращата охлаждаща вода на поне едно алкално съединение, избрано от групата, включваща амоняк, натриеви съединения, калиеви съединения, калциеви съединения и магнезиеви съединения, за регулиране на pH на рециркулиращата охлаждаща вода в границите от 1 до 7.
  7. 7. Метод за десулфуриране съгласно претенция 1 или 2, характеризиращ се с това, че до8 пьлнително включва прибавяне към източената вода на поне едно алкално съединение, избрано от групата, включваща амоняк, натриеви съединения, калиеви съединения, калциеви съединения и магнезиеви съединения, за регулиране на pH на източената вода в границите от 1 до 8.
  8. 8. Метод за десулфуриране съгласно претенция 1 или 2, характеризиращ се с това, че допълнително включва разреждане с вода на източената вода, за да се регулира нейното pH в границите от 1 до 8.
  9. 9. Съоръжение за десулфуриране, в което горещ газ, съдържащ серни оксиди, се обработва за отстраняване на серните оксиди чрез превръщането им в амониеви съединения, включващо инжектор за впръскване на амоняк в охладения газ и електронен ускорител за облъчване на охладения газ с електронен лъч, разположен след инжетора за впръскване на амоняк, характеризиращо се с това, че включва и устройство (24) за охлаж- 20 дане на горещия газ чрез осъществяване на контакт с рециркулираща охлаждаща вода до получаване на охладен газ, устройство за разпръскване в охладения газ на частта от източената вода или на частта от допълнително разредената с вода източена вода, разположено пред, на същото място или след инжектора (31) за впръскване на амоняк.
  10. 10. Съоръжение за десулфуриране съгласно претенция 9, характеризиращо се с това, че 30 допълнително включва филтърно устройство (33) за филтриране на източената вода.
  11. 11. Съоръжение за десулфуриране, в което горещ газ, съдържащ серни оксиди, се обработва за отстраняването на серните оксиди чрез 35 превръщането им в амониеви съединения, включващо инжектор за впръскване на амоняк в охладения газ и електронен ускорител за облъчване на охладения газ с електронен лъч, разположен след инжектора за впръскване на амоняк, характеризиращо се с това, че включва и устройство (24) за охлаждане на горещия газ чрез осъществяване на контакт с рециркулираща охлаждаща вода до 5 получаване на охладен газ, смесител за смесване на амоняк с частта от източената вода или с частта от предварително разредената с вода източена вода и устройство за разпръскване (31) в охладения газ на сместа от амоняк и източената вода или 10 на сместа от амоняк и предварително разредената с вода източена вода.
  12. 12. Съоръжение за десулфуриране съгласно претенция 11, характеризиращо се с това, че допълнително включва филтърно устройство (33)
    15 за филтриране на източената вода.
  13. 13. Съоръжение за десулфуриране, в което горещ газ, съдържащ серни оксиди, се обработва за отстраняване на серните оксиди чрез превръщането им в амониеви съединения, включващо инжектор за впръскване на амоняк в охладения газ и електронен ускорител за облъчване на охладения газ с електронен лъч, разположен след инжектора за впръскване на амоняк, характеризиращо се с това, че включва и устройство (24) за
    25 охлаждане на горещия газ чрез осъществяване на контакт с рециркулираща охлаждаща вода до получаване на охладен газ и смесително-разпръскващо устройство (31) за смесване на амоняк или смес от амоняк и въздух с източената вода или с предварително разредената с вода източена вода и разпръскване на получената смес от газ-течност в охладения газ.
  14. 14. Съоръжение за десулфуриране съгласно претенция 13, характеризиращо се с това, че допълнително включва филтърно устройство (33) за филтриране на източената вода.
BG102732A 1996-03-01 1998-08-28 Метод и съоръжение за десулфуриране чрез облъчване с електронен лъч BG63713B1 (bg)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6895896 1996-03-01
PCT/JP1997/000604 WO1997031702A1 (en) 1996-03-01 1997-02-28 Desulfurizing method and apparatus by irradiation of electron beam

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG102732A BG102732A (bg) 1999-09-30
BG63713B1 true BG63713B1 (bg) 2002-10-31

Family

ID=13388701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG102732A BG63713B1 (bg) 1996-03-01 1998-08-28 Метод и съоръжение за десулфуриране чрез облъчване с електронен лъч

Country Status (9)

Country Link
US (2) US6093288A (bg)
EP (1) EP0883433B1 (bg)
JP (1) JP2000506062A (bg)
CN (1) CN1090046C (bg)
BG (1) BG63713B1 (bg)
BR (1) BR9707759A (bg)
DE (1) DE69715385T2 (bg)
PL (1) PL185093B1 (bg)
WO (1) WO1997031702A1 (bg)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1238746A (zh) * 1996-11-25 1999-12-15 株式会社荏原制作所 由含硫氧化物气体生产肥料的方法和装置
SE506745C2 (sv) * 1997-04-22 1998-02-09 Ekonomivaerme I Skaraborg Ab Reningsanordning för rening av ett förorenat gasmedium
CN1125668C (zh) * 1997-12-01 2003-10-29 株式会社荏原制作所 排烟脱硫方法及装置
WO2000041797A1 (fr) * 1999-01-12 2000-07-20 Ebara Corporation Procede et appareil de desulfuration de gaz d'echappement
EP1206960A4 (en) * 1999-08-12 2006-06-07 Ebara Corp METHOD AND DEVICE FOR TREATING EXHAUST GASES
CN1114465C (zh) * 1999-12-29 2003-07-16 宝山钢铁股份有限公司 电子束处理烟气中硫氧化物和氮氧化物的方法和装置
JP3720728B2 (ja) * 2001-05-11 2005-11-30 理学電機工業株式会社 X線照射脱硫装置
US7255842B1 (en) 2003-09-22 2007-08-14 United States Of America Department Of Energy Multi-component removal in flue gas by aqua ammonia
US7867322B2 (en) 2007-01-31 2011-01-11 Alstom Technology Ltd Use of SO2 from flue gas for acid wash of ammonia
CN101642667B (zh) * 2009-09-03 2011-12-21 浙江天蓝环保技术股份有限公司 一种利用冷却塔循环水作为烟气脱硫系统用水的方法
US8865097B2 (en) * 2010-06-23 2014-10-21 Baoquan Zhang Flur-gas purification and reclamation system and method thereof
CN102219274B (zh) * 2011-03-30 2012-08-22 东南大学 一种脱硫废水烟道气蒸发装置
CN105209011B (zh) 2012-12-31 2019-06-25 Jrx生物技术有限公司 液体的局部药用的纳米乳液制剂
CN108024914A (zh) 2015-09-17 2018-05-11 Jrx生物技术有限公司 改善皮肤的水合作用或润湿作用的方法
JP6723793B2 (ja) * 2016-03-31 2020-07-15 三菱日立パワーシステムズ株式会社 脱硫処理装置及び脱硫処理装置の運転方法
CN108261918B (zh) * 2018-02-07 2023-12-19 福建龙净环保股份有限公司 一种脱硫脱硝除尘一体化设备及工艺
CN112746179B (zh) * 2020-12-28 2022-01-04 大连理工大学 一种控制电子传输路径促进电子束精炼高温合金脱硫的方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3538272A1 (de) * 1985-10-28 1987-04-30 Badenwerk Ag Verfahren zur abscheidung von gasfoermigen verunreinigungen aus rauchgasen und vorrichtung hierzu
EP0294658B1 (en) * 1987-05-30 1993-01-27 Ebara Corporation Process for treating effluent gas
JPH0640945B2 (ja) * 1987-12-10 1994-06-01 株式会社荏原製作所 放射線照射排ガス処理法
PL288355A1 (en) * 1989-12-22 1991-09-23 Ebara Corp Method of desulfurizing and denitrogenizing outlet gases by multi-step exposure to an electron beam and apparatus therefor
IT1272533B (it) * 1993-08-27 1997-06-23 Enel Spa Miglioramenti in un metodo per rimuovere inquinanti da un gas di combustione e in un impianto per attuare il metodo
JP3431731B2 (ja) * 1994-08-16 2003-07-28 株式会社荏原製作所 電子線照射排ガス処理装置
JP3361200B2 (ja) * 1994-12-12 2003-01-07 日本原子力研究所 電子ビーム照射排ガス処理法及び装置
US5695616A (en) * 1995-09-27 1997-12-09 Virginia Accelerators Corporation Electron beam flue gas scrubbing treatment

Also Published As

Publication number Publication date
US6093288A (en) 2000-07-25
PL328585A1 (en) 1999-02-01
DE69715385T2 (de) 2003-05-15
WO1997031702A1 (en) 1997-09-04
EP0883433A1 (en) 1998-12-16
DE69715385D1 (de) 2002-10-17
PL185093B1 (pl) 2003-02-28
US6416722B1 (en) 2002-07-09
CN1211936A (zh) 1999-03-24
CN1090046C (zh) 2002-09-04
BR9707759A (pt) 1999-07-27
EP0883433B1 (en) 2002-09-11
BG102732A (bg) 1999-09-30
JP2000506062A (ja) 2000-05-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2153922C2 (ru) Способ обработки отходящих газов путем воздействия на них электронными лучами и устройство для его осуществления
BG63713B1 (bg) Метод и съоръжение за десулфуриране чрез облъчване с електронен лъч
US6773555B1 (en) Method for treating exhaust gas
TWI482657B (zh) Seawater desulfurization system and power generation system
RU95120589A (ru) Способ обработки отходящих газов путем воздействия на них электронными лучами и устройство для его осуществления
CN104474858B (zh) 一种烟气脱硫脱硝的方法、装置及其用途
CN105727723A (zh) 用于湿式氨法脱硫的三循环脱硫方法及烟气脱硫塔或系统
CN104474859A (zh) 一种烟气脱硫脱硝的方法、装置及其用途
CN104258702B (zh) 一种电子束烟气脱硫脱硝的方法及装置
US6569395B1 (en) Method and apparatus for flue gas desulfurization
CN104841256B (zh) 一种锅炉烟气处理零排放系统及方法
JP3337382B2 (ja) 排煙処理方法
CN111957191B (zh) 一种防止氨逃逸的氨法脱硫装置及其生产方法
US7785552B2 (en) Method and system of controlling sulfur oxides in flue gas from coal or oil-fired boilers
JP4009064B2 (ja) 排ガス脱硫方法及び装置
CN101642667A (zh) 一种利用冷却塔循环水作为烟气脱硫系统用水的方法
JP3322817B2 (ja) 無排水型脱硫方法及び装置
CN109772136A (zh) 低温除尘脱硫脱硝一体化系统及脱硫脱硝工艺
CN204735094U (zh) 一种锅炉烟气处理零排放系统
JPH0523543A (ja) 脱硝装置
JPS6242726A (ja) 排ガス処理方法
JPS60212210A (ja) 排ガス処理装置における排液の処理方法
JPH06319944A (ja) 回収ボイラ排ガス中のNOx及び付着灰中のCl低減方法
JP2000274652A (ja) ダイオキシン合成防止減温器およびそれを使用したシステム並びに燃焼排ガス処理方法