PL159567B1 - Sposób odsiarczania i koncowego odpylania spalin kotlowych oraz urzadzenie do odsiarczania i koncowego odpylania spalin kotlowych PL - Google Patents

Abstract

1. Sposób odsiarczania i koncowego odpylania spa- lin kotlowych, w którym strumien spalin odpylonych zasadniczo do zawartosci pylu ponizej 0,5 g/m ^ 3 prze- prowadza sie w przeciwpradzie przez strumien cyrkulu- jacej zawiesiny zwiazków alkalicznych a oczyszczone spaliny podgrzewa sie i odprowadza do atmosfery zas wytracone produkty reakcji wraz z nieprzereagowanym sorbentem, w postaci zawiesiny, kieruje sie do separacji wody zawracanej do procesu, znamienny tym, ze odsiar- czanie z koncowym odpylaniem prowadzi sie dwustop- niowo, w pierwszym stopniu predkosc strumienia spalin o temperaturze od 120 do 200° uprzednio odpylonych do zawartosci pylu ponizej 0,5 g/m zmniejsza sie z od 12 do 25 m /s do od 4 do 10 m /s, schladza powierzchniowo do temperatury ponizej punktu rosy kwasu siarkowego, nastepnie schladza jednoczesnie powierzchniowo i mie- szankowo wtryskiem wody do temperatury od 50 do 90°C a nastepnie spaliny oddziela sie od zakwaszonej wody a w drugim stopniu strumien spalin przepuszcza sie przez strumien cyrkulujacej zawiesiny zwiazków alkali- cznych, po czym usuwa sie z nich krople wody, pod- grzewa do tem peratury unoszenia spalin w ciagu komi- nowym a oddzielona zakwaszona wode wprowadza sie do obiegu zawiesiny zwiazków alkalicznych. 3. Urzadzenie do odsiarczania i koncowego odpyla- nia spalin kotlowych zasadniczo odpylonych w standar- dowym urzadzeniu odpylajacym zawiera skruber zasi- lany zawiesina zwiazków alkalicznych, znamienne tym, ze przed skruberem (8) jest umieszczony wymiennik............ PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób mokrego odsiarczania związkami alkalicznymi i końcowego odpylania spalin kotłowych oraz urządzenie do odsiarczania i końcowego odpylania spalin kotłowych.

W znanych instalacjach odsiarczania spalin metodą mota-ą, alkaliczną, gazy spalinowe po zasadniczym odpyleniu wprowadza się do skubera, w którym przeciwprądowo cyrkuluje wodny związek lub zawiesina alkalicznych związków zwykle wapnia. Zawarte w spalinach tlenki siarki wiążą się z alkaliami, tworząc siarczany, siarczyny i tiosiarczany. -azy spalinowe oczyszczone w skruberze przeprowadza si- przez odkraplacze i odprowadza się do atmosfery, po podgrzaniu do temperatury zabezpieczającej układ kominowy przed korozją siarkową. istonnym zagadnieniem technicznym rozwiązywanym w znanych instalacjach jest niedopuszczenie do osadzania produktów reakcji odsiarczanie wewwntrz instalacji. Osiąga si=. to, jak w japońskim opisie patentowym nr 4 024 277 przez odpowiedni dobór prędkości strumieni gazów i mediów zraszających oraz wprowadzenie spryskiwaczy, a także na drodze chemicznej przez dostarczanie, jak w Japońskim opisie

159 567 patentowym nr 4 048 685 czy RFN nr 2 752 901, katalizatorów lub Jonów przyśpieszających przejście związków siarki do formy siarczanowej. W celu zmlejszenia odparowała wody z roztworu alkalicznego zmlejsza się często, Jak w belgijskim opisie patentów™ nr 882 464, temperaturę wprowadzonych do skrubera gazów przez wtrysk zalkalleowanej wcody, realiowwany w specjalnej wieży. Wtryskiem wody reguluje się także przyrost temperatury w skruberze, wynikający z egzotermicznej reakcji utleniania związków alSalicino-iiaktcw,ych.

W znanych instalacjach alkalicznego, motoego odsiarczania spalin zaobserwowano, że o ile dwutlenek siarki, stanowiący zasadniczą częśó związków siarki w spalinach, ulega związaniu w formy stałe z wystarczającą wydaJnoocią, to większa część dwutlenku siarki przechodzi przez skruber do knmna. ta część związków siarki stanowi o konieczności kosztownego podgrzewania strumienia oczyszczonych gazów spalinowych do temperatury pn/żej punktu rosy kwasu siarkowego, przy czym dla pełnego bezpieczeństwa wyposaża się dodatkowo kanały kominowe w wykładziny kwasoodporne.

Regilację temperatury gazów spalinowych w obrębie węzła odsiarczania przeprowadza się zazwyczaj wtryskiem wody. Z rozwiązania z opisu patentowego RFN nr 3 022 384 znany Jest sposób przeponowego docKtadzanła gazów spalinowych, do których wtryskuje się uprzednio roztwór wcnorotlenku wypiła. Na powwerzchnich ^y^le^lnιnesa przeponowego następuje kondensacja wody zawartej w gazie a kondensat, wraz z rozpylonym, cząstkami wody zbieramy Jest w zbiorniku okresowo opróżnionym. Sposób ten stosowany Jest do usuwała związków azotu i siarki z gazów spalinowych z silników lub palników a Jego przydatność do oczyszczania sp£Lin kotłowych Jest ograniczona Jedynie do bardzo czystych, odpylonych spOłn oraz kotłów o niewielkiej wydajno©!.

Ważnym zagadnieniem dla eksploatacji instalacji odsiarczania Jest rdpotW.cldlr fil-ferowalność powwtaaej w wyłku reakcji dwutlenku siarki z alkalicznymi związkami wapnia zawiesiny gipsowej. Aby to osiągnąć często dodaje się do zawiesiny środki cheiłczne, przykładowo - wodę utlenioną, alkohole, hydrazynę.

Celem wynalazku Jest opracowanie uproszczonego sposobu oczyszczania spalin kotłowych ze związków siarki, z praktycznie całkowitym związaniem trójtlerkcu siarki, w którym wytrącające się aglomeraty gipsu są łatwo fJ.trrwaalm bez stosowania dodatkowych środków chemicznych oraz instalacja do realizacji tego sposobu.

Sposób odsiarczania 1 końcowego odpylana spalin kotłowych według wy^azku, w którym rtrimień spalin odpylon'^ zasa^dlłcio do zaw£a'tości ^pyłu ^porl.żej ^0,5 g/m^ przeprowadza łę w przeclwprądzil przez strumień cyrkulującej zawiesiny związków alkalicznych a oczyszczone spaliny podgrzewa się i odprowadza do atmosfery zaś wytrącone produkty reakcji wraz z nieprieraarowθnJm sorbentem, w postaci zawOesliy, kieruje się do separacji wody zawracanej do procesu polega na tym, że proces odsiarczania 1 końcowego odpylania spalin prowadzi się dwustopniowo. W pierwszym stopniu prędkość strumienia spalin o temperaturze od 120 do 200°C, u^^dna odpylo^ch do zawartości ^pyłu ^porlżej ⁰,5 ^g/m^ zmniejsza sty z od 1² do 2⁵m/^s do od 4 do 10m/s i schładza powierzchniowo do temperatury poniżej punktu rosy kwasu siarkawego a następnie schładza Jednocześnie powierzchniowo i mieszankowe wtryskiem wody do temperatury od 50 do 90°C. Następnie spaliny oddzzela się od zakwaszonej wody i w drugim stopniu przepuszcza przez strumień cyrkułującej zawiesiny związków alkalicznych, po czym ze spalin usuwa się krople noly, podgrzewa gazy do temperatury unoszenia spalin w ciągu Srmiitoym a oddzieloną wolę, zawierającą kwas siarkowy wprowadza się do obiegu zawiesiny związków alkalicznych, korzystnie do strefy intensywnego mieszania iawOeseiy związków alkalicznych.

W sposobie według lazku, w pierwszej fazie doprowadza się do kondensacji kwasu siarkowego powstałego z zawartych w spalinach HjO 1 SO^ i przy zwilżaniu powierzchni wypasy ciepła w«ią, do jej zakwaszenia. Zakwaszona kwasem siartów™ woda wprowdzana Jest do strefy intensywnego mieszania zawiesiny związków alkalicznych, zwykle waprla, w której ulega neutralizacji przez związanie chemiczne. Powsaające w tej strefie cząsteczki siarczanowe są trwałe i działają przyśpieszająco na wytrącenie gipsu. Po'^wst^,iący w tych trunkach przykładowo siarczan wapnia ma strukturę grubokrystaliczną, łatwo fi.t1^rw/al^ną. Na powSerzJhnlcch syτ^icny ciepła osadzają się także resztoowe ilości pyłów spluwanych wodą.

159 567

Pyły te wprowadzane do obiegu zawiesiny alkalicznych związków wapnia, z uwagi na swój alkaliczny charakter wspomagają neutralizację związków siarki ze spalin. Oczyszczone w pierwszej fazie z trójternku siarki spaliny w skruberze pozbawione są dwutlenku siarki i jako niemal nieagresywne, po odicropleniu podgrzewane są ao temperatury urnożllwiającej ich unoszenie w ciągu kooinowyo. Teir.o^eestura jest w tych warunkach wyższa od temperatury punktu rosy kwasu siar kowego. W porównaniu óo istnieąących instalacji pozwala to na oszcz<_;ir.oóó energii cieplnej oraz na oszczędność wykłaazin kwasoodpornycn w obrąbie węzła odprowadzania spalin ze skrubera.

Instalacja do odsiarczania i końcowego odpylania spalin kotłowych zawierająca skruber zasilany zawiesiną związków alkalicznych według wynalazku posiada przed skrubereo wymiennik ciepła, posiadający korzystnie w środkowej części doprowadzony przewód wody wtryskiwanej. Z dolnej części obudowy wnniewnika odprowadzony Jest przewód wody zakwaszonej połączony ze zbiornikiei skrubera, przy czyo króciec wylotcwy przewodu wody zakwaszonej urnieszczony Jest w pobliżu rnOeszadła zawiesiny związków alkalicznych. Jako ^y^i^w^k ciepła stosuje się korzystnie rekuperacyjny przeponowy ^nOemUk lub ^nOerenik regeneracyjny obrotowy systeou LJUNGSTRCM albo ROTHEMMŁS*

W instalacji według wynalazku dokładinie wyrnywa się najpierw trójtlenek siarki 1 pyły ze spalin kotłowych, a w następnej fazie - dwutlenek siarki. Wytrącony w skruberze osad Jest łatwo firtΓOwalnt 1 nie oa tendencji do zarastania. Spaliny kotłowe pozbawione są kropel kwasu siewkowego, co zmU.ejsza ich agresywność korozyjną.

Przedrniot wynalazku przedstawiony w przykładzie wykonajn.a na rysunku, będącyo scheoateo instalacji odsiarczania i odpylania spalin kotłowych z przeponowym wymię nnikieo ciepła.

Instalacja składa się ze skrubera 8, ^niennika ciepła 2 1 umieszczonego pod skruberern 8 zbiornika 9. Wytm.lwW.ł 2 posiada w środkowej swej części przewód 5 wody wtryskiwanej, a z dolnej części odprowadzony Jest przewód 6 wody załwaszoniJ, połączony ze zbiornikleo 9 skrubera 8. Przewód 6 wody zakwaszonej wprowadzony Jest do zbiornika 9 w pobliżu rnieszadła 10.

Zasada działania Instalacji Jest następująca:

Odpyyone, w nieuoidocznionJm na rysunku s^^r^t^i^dwyo urządzeniu odpylający do zawartości pył^u ^rniżej 0,5 g/o\ s^li.^ tottowe o teoperaturze ¹⁵⁰°C wprowadzane s^ą z ^^dkośc^ ¹⁸ przew^eo 1 do rurowego 'wtiieliwika ciepła 2. W wymienniku tyrn ich prędkość ulega zonilJszewiu do 6 o/s.

W początkowej strefie 3 ^y^i^Iw^ka ciepła 2 spaliny ulegają stopnowweou schłodzeniu do ^operat^ry pornżej punktu rosy kwasu siewkowego osiąganej w środkowej strefie 4. Do strefy tej doprowadzona Jest przewodci 5 wtryskiwana woda, powołująca rozcieńczenie kondensującego się kwasu siarkowego oraz spłukiwanie pyłów osadzających się na yowOerzchniach waiony ciepła. Zakoszona woda odprowadzana jest z dolnej części 1omiemlika 2 przewodci 6. Odpplone i oczyszczone z SO^ spaliny przew^eo 7 doprowadzone są do skrubera 8, w który yrzecloyΓądooo przeorane są zawiesiną alkalicznych związków wspina. V/ instalacji znajduje się zbiornik 9 zawiesiny alkalicznych związków z mleszadłem 10, w pobliże którego doprowadzony Jest króciec wylotowy 11 przewodu 6 zakwaszonej wody. Oczyszczone w skruberze 8 spaliny wprowadzane są do odkraplacza 12 a następnie w wymienniku ciepła 13 podgrzewane do ^operatory «οζΙ!.^ jącej unoszenie spalin w kominie 14. TemmyΓaturα ta jest w^sza od t^^^^j'atury punktu rosy kwasu siarkowego w tych warunkach, przez co wtelio^nooαne jest zagrożenie korozyjne węzła kominowego.

przypadku zastosowania w instalacji według wynalazku regeneracyjnego obrotowego ^i^i^nnika ciepła zastępuje on swą strefą nagrzewania wypełnienia wy..i,e^ik 2, a strefą chłodzenia oyylnieniα ot⁵iemrił 13» przy czyi do strefy nagrzewane wpyłnienia doprowadza się przewodeo 5 wodę do środkowej części strefy nagrzewania ot^|yłlWenia.

przedstawionej instalacji zachodzi całkowite odpylenie i usunięcie trójtlerku siarki ze spalin kotłowych, zaś usunięcie dwutlenku siarki osiąga poziorn powyżej 30%. Instalacja nie zarasta osadaii stałyi a produkty reakcji odsiarczania są łatwo firtrowalne. Sposób według wynalazku charakteryzuje się także niskirn zużycieni energii cieplnej niezbędnej do prowadzenia ookrego procesu odsiarczania.

159 567

159 567

alkalicznych

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 10 000 zł

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sptsób odsiarczania i końcowego oipplartla s^^£^ain kotłowych, w którym strumień spalin odpylonych tatadniczo do zawartości ^pyłu ^porⁿ-żeJ ^0,5 ^g/m^ ^prze^prowadza się w ^przeciwprądzie przez strumień cyrkulującej zawiesiny związków alkaiczznych a oczyszczone spaliny podgrzewa się i odprowadza do atmosfery zaś wytrącone produkty reakcji wraz z nieprzereagowanym sorbentem, w postaci zawiesiny, kieruje się do separacji wody zawacanej do procesu, znamienny tym, że aisiarczatae z końcowym odpylaniem prowadzi się dwustopniowo, w pierwszym stopniu prędkość strumienia spalin o temperaturze od 120 do 200°C uprzednio odpylon^yc^{h d}o zawartotoi ^pyłu ^poniiej ^0,5 ^g/m^ zrordejsza si^ę z ai ¹² do ²5 m/s do ad 4 do 10 m/s, schładza powierzchniowo do temperatury pαl'i.żej punktu rosy kwasu siarkowego, następnie schładza Jednocześnie powierzchniowα i mieszaikowo wtryskiem wody do temperatury od 50 do 90°C a następnie spaliny oddziela się od zakwaszonej wody a w drugim stopniu strumień spalin przepuszcza się przez strumień cyrkudLującej zawiesiny związków alkalicznych, po czym usuwa się z nich krople wody, podgrzewa do temperatury unoszenia spalin w ciągu kominowym a oddzieloną zakwaszoną wodę wprowadza się do obiegu zawiesiny związków alkalicznych.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że o^ddzirloną zakwaszoną wodę w^iOwaidza się do strefy intensywnego mieszain.a zawiesiny związków alkalicznych.
3. 3. Urządzenie do odssarczania i końcowego odpylania spalin kotłowych zasadniczo odpylonych w sti:nzdadαwym urządzeniu odpylającym zawierające skruber zasilany zawiesiną związków alkalicznych, znamienne tym, że przed skruberem /8/ Jest umieszczony wym^in^k ciepła /2/ posiadający korzystnie w środkowej części doprowadzony przewód /5/ wody wtryskiwanej a z dolnej części wziernika /2/ odprowadzony Jest przewód /6/ wody zakwaszonej połączony ze ibiornikeem /9/ skrubera/8/, przy czym króciec wylotowy /11/ przewodu /6/ umieszczony Jest w pobliżu mieszadła /10/.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że Jako wym-eron-k ciepła /2/ zawiera rrkuprraiyjiy przeponowy wy^>i^el'ni-k ciepła.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że Jako wy^i^riik ciepła /2/ zawiera regeneracyjny obrotowy wy^i^^rnik ciepła.

   * * *