SI9520141A

SI9520141A - Method for separating gaseous pollutants from hot process gases

Info

Publication number: SI9520141A
Application number: SI9520141A
Authority: SI
Inventors: Stefan Ahman; Nils Bringfors
Original assignee: Flaekt Ab
Priority date: 1994-11-28
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 1997-10-31
Also published as: CZ157497A3; BR9509831A; CN1167450A; AU4126496A; HU220402B; RU2147919C1; MD1020C2; WO1996016722A1; SE9404105D0; SK66197A3; AU692014B2; KR100384589B1; SE9404105L; ZA959876B; RO115421B1; HUT77637A; EE9700215A; JPH10509914A; UA52592C2; FI972233A0

Description

ABB FLAKT AB Nacka, Švedska

Postopek ločevanja plinskih onesnaževalcev od vročih procesnih plinov

Predloženi izum se nanaša na postopek ločevanja plinskih onesnaževalcev, kot je žveplov dioksid, od vročih procesnih plinov, kot so dimni plini, pri katerem (postopku) procesni plini potujejo skozi kontaktni reaktor, v katerem se vpojno gradivo v obliki delcev, ki reagira s plinskimi onesnaževalci, uvaja v navlaženem stanju v procesne pline za pretvarjanje plinskih onesnaževalcev v ločljiv prah, nakar procesni plini potujejo skozi separator za prah, v katerem se prah loči od procesnih plinov in od katerega iztekajo očiščeni procesni plini, pri čemer del prahu, ločenega v separatorju za prah, potuje v mešalnik, kjer se zmeša in dopolni z vodo, da se navlaži, nakar se recirkulira kot vpojno gradivo, s tem ko se uvaja v procesne pline skupaj z dodatkom svežega vpojnega gradiva.

Zgoraj opisani postopek ločevanja plinskih onesnaževalcev od vročih plinov je znan npr. iz SE 8504675-3 in SE 8904106-5. Po teh dveh dokumentih se prednostno uporablja gašeno apno (kalcijev hidroksid) v obliki kot delci kot sveže vpojno gradivo. To vpojno gradivo se zmeša s prahom, ki se je ločil od procesnih plinov v separatorju za prah, nakar se v zmes doda vodo in se jo v tako navlaženem stanju uvaja v dimne pline v kontaktnem reaktorju. Gašeno apno je sorazmerno drago, pa so zato izvedli razne poskuse, da bi namesto njega uporabljali žgano apno (kalcijev oksid), ki je opazno cenejše. V teh poskusih so morali uporabiti postrojenje, v katerem so najprej morali žgano apno ugasiti, t.j. kalcijevemu oksidu je bila dana možnost reagirati z vodo. daje nastal kalcijev hidroksid, preden so ga uvedli v čistilni proces. Tovrstno postrojenje za gašenje apna je drago, kar pomeni, da pri zamenjavi gašenega apna z žganim apnom ni pričakovati dobička.

Cilj pričujočega izuma je ustvariti postopek ločevanja plinskih onesnaževalcev od vročih procesnih plinov, v katerem gašeno apno lahko zamenjamo z žganim apnom, ne da bi rabili drago, posebno postrojenje za gašenje žganega apna.

Po izumu je ta cilj dosežen s postopkom take vrste, kot je opredeljen v uvodu in ki je značilen po tem, da žgano apno dodajamo kot sveže vpojno gradivo in da glavni del prahu, ločenega v separatorju za prah, dodajamo v mešalnik in ga odvajamo iz letega v toku, ki je v bistvu neprekinjen, pri čemer prah tako dolgo zadržujemo v mešalniku in ga tolikokrat recirkuliramo, da je celotni čas zadrževanja žganega apna v mešalniku v navlaženem stanju zadosti dolg, da je žganemu apnu dan čas za reagiranje v bistvu popolnoma z vodo, dodajano v mešalnik, in za nastajanje gašenega apna.

Sveže vpojno gradivo v obliki žganega apna uvajamo prednostno v mešalnik, lahko pa ga tudi dodajamo tistemu delu prahu, ločenega v separatorju za prah, ki ga pošiljamo v mešalnik. Alternativno lahko žgano apno uvajamo neposredno v dimne pline v kontaktnem reaktorju.

V mešalnik smotrno uvajamo tok zraka, da se prah, ki se tam meša, fluidizira in se tako zmes zboljša.

Izum bomo zdaj v podrobnostih opisali ob pomoči priložene skice, ki shematično kaže postrojenje za čiščenje dimnih plinov iz naprave za centralno ogrevanje na premog, pri čemer je čistilno postrojenje opremljeno z opremo za izvedbo postopka po pričujočem izumu.

Skica shematično ponazarja postrojenje za čiščenje dimnih plinov iz naprave 1 za centralno ogrevanje na premog, pri čemer omenjeni dimni plini vsebujejo prah, kot je leteči pepel, in plinske onesnaževalce, kot je žveplov dioksid. Za prenos toplote iz vročih dimnih plinov v zgorevalni zrak, ki se napravi 1 za centralno ogrevanje dovaja s pomočjo puhala 3, je predvidena predgrevalna naprava 2.

Vroči dimni plini so speljani po kanalu 4 v separator 5 za prah, kije v predstavljenem izvedbenem primeru elektrostatični precipitator, ki ima tri zaporedne posedalne enote, skozi katere so vodeni dimni plini, ki se čistijo. Tako očiščeni dimni plini preko kanala 6 potujejo v puhalo 7 za dimne pline, ki jih preko kanala 8 pošilja v dimnik 9, da odtekajo v ozračje. Separator za prah je tudi lahko vrečni filter.

Kanal 4 obsega pokončen odsek, ki tvori kontaktni reaktor 10. V spodnjem odseku kompaktnega reaktorja 10 s slednjim sodeluje mešalnik 11. Mešalnik 11 uvaja vpojno gradivo v obliki delcev, ki reagira s plinskimi onesnaževalci v dimnih plinih, v navlaženem stanju v dimne pline v spodnjem odseku kontaktnega reaktorja 10. To vpojno gradivo pretvarja plinske onesnaževalce v prah, ki se izloča v precipitatorju 5.

Delci prahu, ločeni v precipitatorju 5, se zbirajo v vsipalnikih 12 precipitatorjevih enot. Glavni del zbranih delcev prahu se recirkulira v sistem na način, ki bo pobliže opisan spodaj. Preostanek zbranih delcev prahu se transportira stran na način, ki ga v podrobnostih ne opisujemo, denimo s pomočjo polžnega transporterja.

Mešalnik 11 je take vrste, kot je opisan v SE 9404104-3 (ekvivalent; SI _^A). Torej, mešalnik 11 je v osnovi zasnovan kot škatla z dvema podoma. Med podoma, od katerih zgornji pod sestoji iz napetega fluidizacijskega blaga 13 iz poliestra, se nahaja komora 14, v katero preko voda 15 za dovod zraka dovajamo zrak za fluidiziranje vpojnega gradiva v obliki delcev v mešalniku 11. Vodo dovajamo v mešalnik 11 preko vodovodne napeljave 16 in šob 17, ki so razporejene v zgornjem odseku mešalnika. Gradivo v obliki delcev, ki gaje treba mešati, vnašamo v mešalnik 11 skozi dva materialna vpusta 18 in 19 na vstopnem koncu mešalnika. Mešalnik 11 nadalje obsega mehanski mešalni mehanizem 20, ki sestoji iz dveh sodelujočih vzporednih mešal (samo eno od njiju je nakazano na skici), s tem da ima vsako od njiju vodoravno gred in na njima pritrjenih več nagnjenih elipsastih kolutov. Izstopni konec mešalnika 11 sega v kontaktni reaktor 10, da vanj neprekinjeno vnaša preko preliva 21 dobro zmešano navlaženo vpojno gradivo.

Tisti del prašnih delcev, zbranih v vsipalnikih 12 precipitatorjevih enot, ki naj bo recirkuliran v sistem, se dovaja v mešalnik 11 preko vpusta 19. Žgano apno (kalcijev oksid) v obliki delcev dovajamo v mešalnik 11 preko vpusta 18 in ga zamešamo z delci prahu, dovedenimi preko vpusta 19. Zmes navlažimo z vodo, dovedeno preko šob 17. Vodo po šobah 17 dovajamo tudi za potrebe gašenja žganega apna, ki prihaja v mešalnik 11. Zahvaljujoč zgradbi mehanskega mešalnega mehanizma 20 in fluidizaciji materialnih delcev, prihajajočih v mešalnik 11, slednji ustvarja

1. Akt Patentne pisarne d.o.o.: 25S32.

enakomerno navlaženo homogeno zmes materialnih delcev, ki preko preliva 21 mešalnika 11 neprekinjeno dotekajo v kontaktni reaktor 10 kot vpojno gradivo. Čas zadrževanja materialnih delcev v mešalniku ll je velikostnega reda 5-60 s, smotrno

10-20 s.

Čas zadrževanja, kot je naveden zgoraj (10-20 s), materialnih delcev v mešalniku 11, t.j. čas, v katerem so delci apna v navlaženem stanju, ne zadošča, da bi žgano apno v celoti reagiralo z vodo, ki jo dodajamo za gašenje in izdelavo gašenega apna. Tovrstna reakcija je sorazmerno počasna in traja več minut.

Izum bomo zdaj opisali bolj v podrobnostih s pomočjo spodaj navedenega teoretičnega primera. V primeru so zajete razmere, kakršne obstajajo v točkah A, B in C s skice, t.j. v kanalu 4 pred mešalnikom 11, v reaktorju 10 za mešalnikom 11 na vhodu precipitatorja 5 oziroma na izhodu iz precipitatorja 5.

	A	B	C
Plinski tok [Nm³/h]	100.000	103.993	103.993
Temperatura [°C] plina	125	65	65
Koncentracija [ppm] SO_?	1.150	280	172
Koncentracija [g/Nm³] prahu	20	1.000	< 0,03

Prah pri A je v bistvu leteči pepel, medtem ko je prah pri B leteči pepel skupaj z vpojnim gradivom.

Pri D je iztekalo 2.930 kg prahu na uro, pri čemer je bilo 2.000 kg letečega pepela.

V tem primeru je torej vpojno gradivo v obliki delcev, ki je vsebovalo žgano apno, ki se je gasilo, krožilo povprečno okoli 35-krat (1,0 x 103.933 / 2.930 ~ 35) v sistemu, predenje pri D izteklo. Skupni čas zadrževanja vpojnega gradiva v mešalniku tako znaša 350-700 s, t.j. velikostnega reda 6-12 min, kar zadošča za to, da ima žgano apno čas za ugasitev.

Skupna poraba vode v zgornjem primeru je 3.366 1/h. od česar je 152 1/h potrebne za gašenje apna. Ko je ta količina vode porabljena, znaša vsebnost vlage vpojnega gradiva na iztoku iz mešalnika 11 okoli 6%. Vsebnost vlage pa se v odvisnosti od sestave zmesi lahko spreminja v območju 2-15%.

Če je v zgornjem primeru vsebnost letečega pepela v dimnih plinih pri točki A ničelna, t.j. iztok pri točki D znaša 930 kg/h, bo število obkrožitev po analogiji z zgoraj navedeno znašala okoli 110 (0,980 x 103.993 / 930 « 110), tako da tedaj čas zadrževanja znaša 1.100-2.200 s, t.j. velikostnega reda 18-37 min.

Claims

1. Postopek ločevanja plinskih onesnaževalcev, kot je žveplov dioksid, od vročih procesnih plinov, kot so dimni plini, pri katerem (postopku) procesni plini potujejo skozi kontaktni reaktor (10), v katerem se vpojno gradivo v obliki delcev, ki reagira s plinskimi onesnaževalci, uvaja v navlaženem stanju v procesne pline za pretvarjanje plinskih onesnaževalcev v ločljiv prah, nakar procesni plini potujejo skozi separator (5) za prah, v katerem se prah loči od procesnih plinov in od katerega iztekajo očiščeni procesni plini, pri čemer del prahu, ločenega v separatorju (5) za prah, potuje v mešalnik (11), kjer se zmeša in dopolni z vodo, da se navlaži, nakar se recirkulira kot vpojno gradivo, s tem ko se uvaja v procesne pline skupaj z dodatkom svežega vpojnega gradiva, značilen po tem, da žgano apno dodajamo kot sveže vpojno gradivo in da glavni del prahu, ločenega v separatorju (5) za prah, dodajamo v mešalnik (11) in ga odvajamo iz le-tega v toku, ki je v bistvu neprekinjen, pri čemer prah tako dolgo zadržujemo v mešalniku in ga tolikokrat recirkuliramo, da je celotni Čas zadrževanja žganega apna v mešalniku (11) v navlaženem stanju zadosti dolg, da je žganemu apnu dan čas za reagiranje v bistvu popolnoma z vodo, dodajano v mešalnik, in za nastajanje gašenega apna.

2. Postopek po zahtevku 1, značilen po tem. da sveže vpojno gradivo v obliki žganega apna uvajamo v mešalnik (11).

3. Postopek po zahtevku 1, značilen po tem. da sveže vpojno gradivo v obliki žganega apna dodajamo tistemu delu prahu, ločenega v separatorju (5) za prah, ki ga pošiljamo v mešalnik (11).

4. Postopek po zahtevku 1, značilen po tem. da sveže vpojno gradivo v obliki žganega apna uvajamo neposredno v dimne pline v kontaktnem reaktorju (10).

5. Postopek po katerem koli predhodnem zahtevku, značilen po tem, da v mešalnik (11) uvajamo tok zraka, da se prah, ki se tam meša, fluidizira.