BG64377B1 - Метод и съоръжение за обработване на димен газ - Google Patents

Abstract

Методът и съоръжението се използват за отстраняване на съдържащите се в газа серни и азотни оксиди чрез впръскване на амоняк в димния газ. Амонякът се впръсква в димния газ, съдържащ серни и азотни оксиди, и димният газ се облъчва с електронен лъч, преминаващ през метално фолио, охладено с въздух. Серните оксиди реагират с амоняка до получаване на амониеви съединения, включващи амониев сулфат, и след извличане на получените амониеви съединения димният газ се привежда в контакт с абсорбираща течност за отстраняване на остатъчните серни оксиди и/или амоняк, съдържащи се в него. Използваният за охлаждане на металното фолио въздух се охлажда и се впръсква в димния газ преди контактуването му с абсорбиращата течност. а

Description

Изобретението се отнася до обработване на димен газ, съдържащ серни оксиди, и поспециално до метод и съоръжение за обработване на димен газ с цел отстраняване на серни оксиди чрез впръскване на амоняк в димния 10 газ.

Предшестващо състояние на техниката

С развитието на икономиката се търси 15 все повече и повече енергия. При непрекъснатото нарастване на потреблението на енергия енергийните източници зависят от изкопаемите горива като въглища и нефт. Вредни продукти или замърсители, образувани при изга- 20 рянето на горивата, причиняват замърсяване на околната среда. За да се предотврати изпускането на замърсяващи продукти в атмосферата, като например серни и азотни оксиди, и прогресивното замърсяване на околната 25 среда, се извършва изследователска работа за създаването на метод за обработване на димни газове, получени в инсталациите за изгаряне

SO₂ + 2 NH₃ + Н₂0 + V₂О₂ -»

Както се вижда от (1) реакцията, при която SO_X реагират с NH₃ до получаване на амониеви съединения, е екзотермична, от което следва, че колкото е по-ниска температурата на димния газ, толкова по-голяма е скоростта на химичната реакция. Поради това, преди впръскването на амоняк димният газ се охлажда или в него се разпръсква вода преди или ед- ₄θ новременно с впръскването на амоняк или след впръскването на амоняк. В този случай разпръснатата вода се изразходва при протичането на реакцията на десулфуриране, изразена чрез реакция (1), и се изпарява от отделе- 45 ната реакционна топлина и от топлината на димния газ преди впръскването на амоняка. Ако количеството на разпръскваната вода се регулира правилно, извличането на получените амониеви съединения в прахообразна фор- jq ма не се затруднява. Извличането на праха обикновено се извършва в електростатичен утаител на горива, например термичните електроцентрали. Конвенционалният метод за обработване на димни газове все още се нуждае от усъвършенствания, като например необходимост от технологична екипировка, изискваща сложно управление, а така също потребност от устройства за обработване на отпадъчни води в големи обеми.

За да се решат тези проблеми, е разработен метод за десулфуриране, при който димен газ, отведен от инсталация за изгаряне на горива, като например котел, се обработва чрез впръскване на амоняк в газа.

Методът за десулфуриране на димен газ включва впръскване на амоняк (NH₃) в димен газ, съдържащ серни оксиди (SO_X), например отработен газ, който се изпуска от котела. NH₃ реагира със SO_X, в резултат на което се получават прахообразни амониеви съединения, съдържащи амониев сулфат. При впръскването на амоняк при една от протичащите химични реакции серен диоксид (SO₂), който е основен компонент в SO_X, реагира с NH₃, кислорода (О₂) и водата (Н₂О), съдържащи се в димния газ, в резултат на което се получава амониев сулфат [(NH₄)₂SOJ като вторичен продукт. Извършва се следната реакция (1):

(NH₄)₂SO₄ + 550.1 KJ/mol (1) и полученият прах съдържа амониеви съединения като амониев сулфат и може да се използва като тор.

При впръскването на амоняк обикновено ефективността при отстраняване на SO_X и по-специално на SO₂ (по-нататьк изразена чрез степента на десулфуриране), не е голяма. Остатъчният NH₃, който е впръснат в газа и не е реагирал със SO_X, се изпуска заедно с обработения димен газ в атмосферата. За да се намали количеството на изпускания NH₃, е необходимо да се намали количеството на впръсквания амоняк. Но намаляването на количеството на впръсквания амоняк намалява и степента на десулфуриране и в частност ефективността при отстраняването на SO₂. В резултат нереагиралият NH₃ допълнително се изпуска в атмосферата в количество, съответстващо на понижената степен на десулфуриране. В резултат възниква проблем, свързан с изпускането на NH₃, като неговото количество не се намалява при намаляване на количеството на впръсквания амоняк.

От друга страна, реакцията на десулфуриране може да се ускори чрез увеличаване на количеството на водата, която се разпръсква заедно с NH₃, за да понижи температурата на димния газ. В този случай температурата на димния газ достига приблизително температурата на насищане с вода дори в близост до изпускателния отвор на реактора, от което следва, че става трудно извличането на получения прах в сухо състояние.

За да се постигне висока степен на десулфуриране, обикновено се впръсква и разпръсква NH₃ и се извършва облъчване с електронен лъч от няколко kGy до десетки kGy (методът за десулфуриране на димен газ, при който се използва впръскване на NH₃ и облъчване с електронен лъч, по-долу е обозначен като процес с използване на електронен лъч). Целта на този метод е останалият SO₂, който не е отстранен съгласно реакция (1), да се окисли до серен триоксид (SO₃) или до сярна киселина (H₂SO₄) с помощта на радикали като О, ОН или НО₂, получени при облъчването с електронен лъч от молекули от газ като кислород и водни пари, съдържащи се в димния газ. След това полученият SO₃ или получената H₂SO₄ реагира с водата (водни пари, които обикновено присъстват в димния газ, както и разпръсната и впръсната заедно с NH₃ вода) и с NH₃ до получаване на амониев сулфат съгласно следните реакции (2) и (3):

SO₃ + 2NH₃ + Н₂О -+ (NH₄)₂SO₄ (2)

H₂SO₄ + 2NH₃ -+ (NH₄)₂SO₄ (3)

За да се облъчи димен газ с масов дебит Q (kg/s) с електронен лъч с доза на поглъщане D (kGy), се изразходва електрическа мощност Р (kW), която се изчислява по следната формула (4)

Р (kW) » Q (kg/s) х D (kGy) /(η(%)/100) (4) където η е съотношението на енергията на електроните, погълнати от димния газ, към приложената електрическа мощност, при това η обикновено е в границите от 50 до 80 %.

В патентната публикация JP 63252527 са описани метод за обработване на димен газ с цел отстраняване на вредните компоненти в газа, при който димният газ се смесва с амоняк и се подава в реактор, където се облъчва с електронен лъч. Серните и азотни оксиди реагират с амоняка до образуване на амониев сулфат и амониев нитрат. Получените амониеви съединения се извличат от димния газ, след което газът се привежда в контакт с абсорбираща течност за отстраняване на останалите в газа серни и азотни оксиди и амоняк. След очистване абсорбиращата течност се подава към реактора и се използва като охлаждаща вода. Съоръжението за обработване на димния газ включва устройство за впръскване на амоняк в димния газ; реактор, в който димният газ реагира със серните и азотни оксиди, като реакторът е снабден с електронен ускорител за подаване на електронен лъч в обема на реактора; устройство за извличане на получените в реактора амониеви съединения от димния газ; апарат за газова абсорбция. Известният метод и съоръжение не осигуряват висока степен на извличане на азотните оксиди от димния газ и разходът на електрическа мощност е по-голям.

Обикновено когато се изисква висока степен на десулфуриране при условия, при които количеството на изпуснатия ΝΗ₃ се регулира към по-ниско ниво, необходимата доза на поглъщане при облъчване с електронен лъч става по-голяма, а оттам - в съответствие с уравнение (4), и изразходваната електрическа мощност е по-голяма.

В тази връзка изобретателите на настоящата заявка са предложили метод и съоръжение за десулфуриране на димен газ, при който димният газ се охлажда в границите от температурата на насищане с вода до 80°С, воден разтвор на амоняк се разпръсква и впръсква в охладения димен газ, при това водният разтвор на амоняк се пулверизира на капчици със среден Sauter диаметър от 0.5 до 30 μπι и се разпръсква, като с това се постига висока степен на десулфуриране при ниско ниво на изпуснатия ΝΗ₃, без облъчване с електронен лъч или с облъчване с относително ниска доза на поглъщане.

Но дори и при този метод, за да се постигне степен на десулфуриране 90 % и повече и количество на изпуснат ΝΗ₃ около 10 ppm или по-малко, дозата на поглъщане трябва да бъде с голяма стойност - не по-малко от 5 kGy, или водният разтвор на амоняк трябва да се пулверизира на капчици със среден Sauter диаметър, не по-голям от около 5 pm. Както в последния случай, така и при предишния, е необходимо изразходване на голямо количество енергия, например енергия за получаване на голямо количество сгъстен въздух за пулверизацията.

Техническа същност на изобретението

Цел на настоящото изобретение е да се осигури метод и съоръжение за десулфуриране на димен газ, с които може да се постигне висока степен на десулфуриране и денитриране и да се намали количеството на изпуснатия ΝΗ₃, като същевременно се намалят енергийните разходи.

За постигане на горната цел съгласно изобретението е осигурен метод за обработване на димен газ за отстраняване на серните и азотните оксиди от него чрез използване на амоняк, характеризиращ се с това, че амонякът се впръсква в димния газ, съдържащ серни оксиди, които реагират с амоняка до получаване на амониеви съединения, включващи амониев сулфат, и след извличането на получените амониеви съединения от димния газ той се привежда в контакт с абсорбираща течност за отстраняване на остатъчните серни оксиди и/или амоняк, съдържащи се в димния газ. След впръскването на амоняк и преди извличането на амониевите съединения димният газ се облъчва с електронен лъч, който се подава към димния газ, като преминава през метално фолио, охлаждано с въздух, и след охлаждането на този въздух той се впръсква в димния газ преди контактуването му с абсорбиращата течност.

При метода за обработване на димен газ съгласно изобретението остатъчните SO_X, съдържащи се в димния газ, които не са реагирали с впръснатия NH₃ и не са се превърнали в прахообразни амониеви съединения, и/или остатъчният NH₃, който е впръснат в димния газ, не е реагирал с SO_X и не се е превърнал в прахообразни амониеви съединения, се привеждат в контакт с абсорбираща течност, в която се разтварят SO/- и/или SO/- и/или МН/, абсорбират се от нея и се отстраняват от димния газ.

При метода за обработване на димен газ съгласно изобретението, когато показателите на обработка на димния газ (степен на десулфуриране и концентрация на изпуснатия амоняк) в участъка за впръскване на амоняк, с изключение на устройство за газова абсорбция, са същите, както само за процеса на впръскване на амоняк, показателите на обработка на димния газ за цялата система за обработване, включваща и устройството за газова абсорбция, могат да се подобрят още повече в сравнение с показателите, постигнати само при процеса на впръскване на амоняк. Това означава, че степента на десулфуриране за цялото съоръжение за обработване на димния газ може да се подобри чрез абсорбиране и отстраняване на SO_X в устройство за газова абсорбция. Освен това концентрацията на изпуснатия амоняк за цялото съоръжение за обработване на димния газ може да бъде намалена чрез абсорбиране и отстраняване на NH₃ в устройството за газова абсорбция.

Когато показателите на цялото съоръжение за обработване на димен газ са същите, както само за участъка за впръскване на амоняк, експлоатационните разходи и екипировката в този участък могат да се намалят значително. По-специално, степента на десулфуриране, която би могла да се постигне в участъка за впръскване на амоняк, може да се намали чрез абсорбиране и отстраняване на SO_X в устройство за газова абсорбция. Освен това, концентрацията на изпуснатия амоняк от участъка за впръскване на амоняк може да се понижи чрез абсорбиране и отстраняване на NH₃ в устройството за газова абсорбция. В резултат показателите на обработката на димния газ, които се постигат чрез облъчване с относително голяма доза на електронния лъч при конвенционалната технология, могат да се постигнат чрез облъчване с малки дози електронен лъч. При това, показателите на обработване на димния газ, които могат да се постигнат чрез пулверизиране на воден разтвор на амоняк на капчици с твърде малък среден Sauter диаметър и впръскване на капчиците, както е при конвенционалната технология, могат да се достигнат дори при разпръскване на воден разтвор на амоняк с относително голям диаметър. По този начин експлоатационните разходи и разходите за екипировка могат рязко да се намалят в участъка за впръскване на амоняк.

Съгласно един аспект на настоящото изобретение абсорбиращата течност циркулира и се използва, докато окислените сулфитни йони се разтворят в нея. По-специално се извършва следният процес: NH₃ се впръсква в димния газ, за да реагира с SO_X, и димният газ, от който са отстранени реакционните продукти, се привежда в контакт с абсорбиращата течност, която циркулира и се използва, докато разтворените в нея SO₃ ²' йони се окислят до SO4²', като по този начин се отстраняват едновременно NH3 и SO_X.

Ако водният разтвор, в който са разтворени NH₄ ⁺ и SO3²-, се сравни с воден разтвор, в който са разтворени NH4⁺ и SO4²·, когато моларното съотношение на NH4⁺ към SO3²’ е равно 5 на моларното съотношение на NH4⁺ към SO4² , стойността на pH на водния разтвор на NH4⁺ и SO4²’ е по-ниска в сравнение с pH на водния разтвор на NH4⁺ и SO3²-. Например, когато NH/ : SOj²’ “ NH4⁺: SO₄ ²· “2:1, съответните концентрации на водния разтвор са дадени в следващата таблица 1, изразени като сума от концентрациите на солите.

Таблица 1

Сума от концентрациите на солите	0.01 g/L	0.1 g/L	1 g/L	10 g/L	50 g/L
РН	2NH/ + SO3 2’	7.8	7.9	8.0	8.0	8.0
2NH/+ SO?	5.6	5.5	5.4	5.3	5.2

Ако концентрацията на NH/ в абсорбиращата течност е една и съща, когато стойността на pH на течността е по-ниска, NH₃ в димния газ проявява склонност към разтваряне в абсорбиращата течност. Така, остатъчният NH₃ в димния газ, от който реакционните продукти са извлечени, може ефективно да се отстрани чрез окисление на SO₃ ²’, присъстващ в абсорбиращата течност, до SO₄ ²’.

Тъй като един от основните компоненти на SO_X, които остават в димния газ след извличането на реакционните продукти, е SO₂, концентрацията на SO₃ ² в абсорбиращата течност оказва по-голямо влияние върху абсорбцията на SO2, отколкото стойността на pH на течността, ако стойността на pH на абсорбиращата течност не се понижи забележимо. Поконкретно, ако стойността на pH на абсорбиращата течност е около 2 или по-висока, ефективността при отстраняването на SO2 чрез абсорбиращата течност не се влияе много от стойността на pH на течността. Но ефективността при отстраняването на SO2 се понижава, когато концентрацията на SO3²· е висока. Поради това SO3^2_, в абсорбиращата течност се окис лява до SO₄ ²', за да се отстрани SO2, който е останал в димния газ след извличането на реакционния продукт. Окисляването на SO3² , присъстващ в абсорбиращата течност, до SO4² , се осъществява например чрез дифузия на въздух в абсорбиращата течност (чрез аерация).

Съгласно един аспект на настоящото изобретение количеството на амоняк, който се впръсква в димния газ, се регулира така, че стойността на pH на абсорбиращата течност да е 8 или по-ниска, без да се добавя киселинно вещество.

Когато NH₄ ⁺ се разтваря във воден разтвор заедно с SO3^2_ и/или SO4²', при моларно съотношение на NH4⁺ към SO3^2_ и/или SO4²’, равно или по-малко от 2:1, наличните йони NH4⁺ са сравнително стабилни във водния разтвор. В частност, когато SO3²· присъства съвместно с NH4⁺ в разтвора и моларното съотношение на NH/ към SO3^2_ стане по-голямо от 2:1, NH4⁺ може лесно да се отдели от водния разтвор под формата на газообразен NH₃.

От горното следва, че ако моларното съотношение на NH₄ ⁺ към SO₃ ²’ в абсорбиращата течност стане по-голямо от 2:1, ефективността при разтварянето на NH₃ в абсорбиращата течност и отстраняването му от димния газ се понижава. От таблица 1 се вижда, че при стойност на pH на абсорбиращата течност около 8 и моларно съотношение на NH/към SO₃ ²' 2:1 е целесъобразно да се регулира стойността на pH на абсорбиращата течност на 8 или пониска, за да се отстрани останалият NH₃ в димния газ, от който е извлечен реакционният продукт.

Възможно е регулирането на стойността на pH на абсорбиращата течност на 8 или пониска чрез добавяне на киселина, например сярна киселина. В този случай, освен за NH₃, за отстраняването на SO_X също е необходимо добавяне на химични вещества. Това води до увеличаване на експлоатационните разходи и необходимост от допълнително оборудване, например съдове за съхранение на химичните вещества.

Възможно е също така да се регулира стойността на pH на абсорбиращата течност на 8 или по-ниска чрез увеличаване на количеството на абсорбиращата течност, която се източва от апарата за газова абсорбция, и чрез увеличаване на количеството на промишлената вода, подавана към абсорбиращата течност в съответствие с количествата на източената течност и изпарената вода в апарата за газова абсорбция с цел да се намали концентрацията на солта в абсорбиращата течност. Но както се вижда от таблица 1, задържащото въздействие, свързано със стойността на pH вследствие намаляването на концентрацията на солта, е много ограничено, и ако стойността на pH се намали чрез увеличаване на количеството на източената абсорбираща течност, необходимостта от източването на по-голямо количество течност води до по-големи разходи за екипировка и експлоатационни разходи за обработване на източената вода.

От друга страна, когато в апарата за газова абсорбция димният газ се привежда в контакт с абсорбиращата течност, той съдържа не само нереагирал NH₃, но също и SO_X, и течността абсорбира едновременно NH₃ и SO_X, при което концентрацията на NH/ и на SO₃ ^2_ и/или SO/' се увеличава. Така стойността на pH на абсорбиращата течност може да се регулира чрез подходящо регулиране на съотношението на концентрацията на SO_X към концентрацията на NH₃ в димния газ, подаван към апарата за газова абсорбция.

Концентрацията на SO_X и NH₃, останали в димния газ, подаден в апарата за газова абсорбция, се определя от показателите, постигнати при обработване на димния газ (степен на десулфуриране и концентрация на изпуснатия амоняк), в участъка, в който се провежда впръскването на амоняк, като се изключи апаратът за газова абсорбция. Показателите при обработване на димния газ, които се постигат в участъка за впръскване на амоняк зависят от параметрите на процеса като количество на амоняк, което се впръсква, температура на димния газ на изпускателния отвор на реакционния съд и дозата на електронния лъч, с който трябва да се облъчи газа, ако освен впръскване на амоняк се използва и облъчване с електронен лъч. Най-подходящият технологичен параметър за регулиране на съотношението на концентрацията на SO_X към концентрацията на NH₃, останали в димния газ, е количеството на амоняк, който трябва да се впръсква в димния газ. От това следва, че стойността на pH на абсорбиращата течност може да се регулира чрез количеството на амоняка, който се впръсква в газа.

Когато количеството на впръсквания NH₃ е голямо, степента на превръщане на SO_X в амониеви съединения, включващи амониев сулфат, се увеличава чрез реакция на SO_X с амоняка, като с това се намалява концентрацията на останалия SO_X, докато концентрацията на нереагиралия NH₃ се увеличава. В резултат количеството на SO_X, разтворен в абсорбиращата течност, се намалява, а количеството на разтворения в течността NH₃ се увеличава при привеждане на димния газ в контакт с абсорбиращата течност. От това следва, че стойността на pH на абсорбиращата течност се увеличава. При обратния случай, когато количеството на впръсквания NH₃ се намали, концентрацията на SO_X, останал в димния газ, който се привежда в контакт с абсорбиращата течност, се намалява, а концентрацията на нереагиралия NH₃ се увеличава, от което следва, че стойността на pH на течността се намалява. По този начин е възможно да се регулира стойността на pH на абсорбиращата течност чрез регулиране на количеството на впръсквания NH₃. Количеството на NH₃, което се впръсква в димния газ може да се регулира така, че стойността на pH на абсорбиращата течност да бъде 8 или по-ниска, без да се добавя киселинно вещество и без да се източва голямо количество от абсорбиращата течност.

Както ще бъде разгледано по-долу, към абсорбиращата течност може да се добавя алкално вещество, например NH₃. В този случай също се предпочита да се регулира количеството на впръсквания в димния газ NH₃ в участъка за впръскване на амоняк така, че стойността на pH на абсорбиращата течност да бъде 8 или по-ниска, без да се добавя киселинно вещество, и да се регулира количеството на алкалното вещество, което се прибавя, за постигане на стойност на pH на абсорбиращата течност 8 или по-ниска. Същевременно, ако изменението на интервала на стойността на pH се извършва чрез впръскване на алкално вещество, се предпочита количеството на впръсквания в димния газ NH₃ да се регулира така, че стойността на pH на абсорбиращата течност да бъде 7 или по-ниска, без да се добавя алкално вещество, а количеството на алкалното вещество, образувано от NH₃, да се регулира така, че стойността на pH на абсорбиращата течност да е 8 или по-ниска.

Съгласно един аспект на настоящото изобретение стойността на pH на абсорбиращата течност се регулира чрез подаване на амоняк в течността. Ако стойността на pH на абсорбиращата течност е по-малка от 2, независимо че SO/· в абсорбиращата течност е окислен до SO₄ ²', ефективността при абсорбцията на SO₂ в SO_X се намалява. Може да се добави и алкално вещество към абсорбиращата течност. В този случай чрез оползотворяване на част от NH₃, който се използва за отстраняване на SO_X в димния газ, отпада необходимостта от допълнителна екипировка като съд за съхраняване на алкалното вещество, което е предимство.

Съгласно горния метод за обработване на димен газ, ако концентрацията на SO_X на входа на апарата за газова абсорбция е много по-висока в сравнение с концентрацията на NH₃, стойността на pH на абсорбиращата течност намалява, от което следва, че степента на десулфуриране в абсорбционния апарат не може да се увеличи. Поради това концентрацията на SO_X на входа на апарата за газова абсорбция не може да се увеличава прекомерно в сравнение с концентрацията на SO_X, която се постига за цялото съоръжение за обра ботване на газа. Следователно, ефектът от намаляването на разходите за екипировка и на производствените разходи в участъка за впръскване на амоняк е ограничен.

Този проблем може да се реши чрез прибавяне на NH₃ в абсорбиращата течност, която циркулира и се използва. По-специално, въпреки че скоростта на десулфуриране в участъка за впръскване на амоняк рязко намалява и концентрацията на SO_X е много по-висока в сравнение с концентрацията на NH₃ на входа на апарата за газова абсорбция, стойността на pH се регулира на 2 или по-висока чрез подаване на NH₃ в абсорбиращата течност, която циркулира и се използва в апарата за газова абсорбция и в резултат може да се постигне желаната степен на десулфуриране за цялото съоръжение за обработване на димен газ.

Освен това, ако не се използва NH₃, а друго съединение в качеството на алкално вещество, т.е, катион, различен от NH₄ ⁺, който е с много висока разтворимост в абсорбиращата течност, това води до трудности при обработването на източената абсорбираща течност. Обратно на това, при метода за обработване на димен газ съгласно изобретението, след като SO/² в абсорбиращата течност се окисли до SO/², водата от източената течност се изпарява, в резултат на което се получават амониеви съединения, включващи амониев сулфат, които се използват в качеството на тор заедно с прахообразния материал, получен в участъка за впръскване на амоняк.

Съгласно един аспект на настоящото изобретение подаването на амоняк в абсорбиращата течност се осъществява чрез дифузия на газообразен амоняк в течността.

Подаването на амоняк в абсорбиращата течност може да е под формата на воден амонячен разтвор, докато в устройството за впръскване на амоняк NH₃ обикновено се подава под формата на газообразен амоняк. Поради това, ако NH₃ се подава в абсорбиращата течност чрез дифузия на газообразен амоняк в течността, съоръжението включва и приспособление за подаване на газообразен амоняк. Дифузията на газообразен амоняк в абсорбиращата течност може да се осъществи чрез използване на дифузионна тръба, изработена от порест материал, снабден с много малки пори, за да разпредели газообразния амоняк в течността с цел регулиране на стойността на pH. Тази пореста тръба може да се изготви от керамичен материал, по-конкретно от порцелан от двуалуминиев триоксид. Диаметърът на порите предимно е в границите от 10 до 50 цт.

Съгласно един аспект на настоящото изобретение димният газ се привежда в контакт с охлаждаща вода преди впръскването на амоняк в газа и част от охлаждащата вода, която е била в контакт с димния газ, се източва, след което източената вода се подава към абсорбиращата течност като вода за доливане в същото състояние или след окисление на разтворените в нея сулфитни йони. По-специално преди впръскването на NH₃ в димния газ, съдържащ SO_X, газът се привежда в контакт с охлаждаща вода, амониевите съединения, получени в резултат на реакция между SO_X и NH₃, се извличат, след което, за да се отстрани NH₃, съдържащ се в димния газ, той се привежда в контакт с абсорбиращата течност, към която се долива вода, която е част от споменатата охлаждаща вода.

При контактуването на димния газ, съдържащ SO_X, с охлаждащата вода част от SO_X се разтварят в нея под формата на SO₃ ²· или SO4², поради което стойността на pH на охлаждащата вода се понижава под 7. От друга страна, когато димният газ, отведен от участъка за впръскване на амоняк, се приведе в контакт с абсорбиращата течност, за да се абсорбира нереагиралият NH3, концентрацията на NH₄ ⁺ в течността постепенно се увеличава, поради което pH на абсорбиращата течност също се увеличава. Ако охлаждащата вода, която е била в контакт с димния газ, се използва като вода за доливане към абсорбиращата течност, като нейното количество съответства на количеството на източената вода плюс количеството на изпарилата се вода, повишаването на стойността на pH на абсорбиращата течност може да бъде спряно. Както беше описано по-горе, когато стойността на pH на абсорбиращата течност се повиши, ефективността при абсорбирането на NH₃ от абсорбиращата течност се понижава. Когато охлаждащата вода, която е била в контакт с димния газ, се използва като вода за доливане към абсорбиращата течност, намаляването на ефективността при абсорбирането на NH₃ от течността може да бъде предотвратено.

Съгласно един аспект на настоящото изобретение преди впръскването на амоняк в димния газ той се привежда в контакт с топлообменна повърхност, която се охлажда до температурата на насищане с вода в димния газ, и след това кондензационната вода върху топлообменната повърхност се източва изцяло или частично и се подава като вода за доливане към абсорбиращата течност в същото състояние или след окисление на разтворените в източената вода сулфитни йони. По-специално, преди впръскването на NH₃ в димния газ, съдържащ SO_X, газът се привежда в контакт с топлообменна повърхност, която се охлажда до температура, не по-ниска от температурата на насищане с вода в димния газ, амониевите съединения, получени при реакция на SO_X с NH₃, се извличат, след което за отстраняване на NH₃ от димния газ той се привежда в контакт с абсорбиращата течност, в която долятата вода е част или цялата кондензационната вода.

Когато димният газ, съдържащ SO_X, се приведе в контакт с топлообменната повърхност, която се охлажда до температура, не пониска от температурата на насищане с вода в димния газ, част от водата в газа кондензира и част от SO_X, съдържащи се в димния газ, се разтваря в кондензационната вода под формата на SO₃ ²' или SO4²·, поради което стойността на pH на кондензационната вода се понижава под 7. От това следва, че ако кондензационната вода се използва като вода за доливане към абсорбиращата течност, повишаването на стойността на pH на абсорбиращата течност се преустановява, с което се предотвратява намаляването на ефективността при абсорбирането на NH3, съдържащ се в димния газ.

Както беше описано по-горе, ефектът от намаляване на стойността на pH, когато SO_X се разтварят в абсорбиращата течност под формата на SO₄ ², е по-голям в сравнение със случая, при който SOX се разтварят под формата на SO3². От това следва, че ефектът от предотвратяването на намаляването на ефективността при абсорбцията на NH3, когато SO₄ ²' е разтворен, също е по-голям. Поради това SO3²~ в охлаждащата вода или в кондензационната вода се окислява до SO4²*, например чрез аерация, и тази охлаждаща вода се използва като вода за доливане, с което значително се увеличава ефективността при аб сорбцията на NH₃.

Когато димният газ се охлажда чрез привеждането му в контакт с циркулираща охлаждаща вода, използвана преди впръскването на амоняк в димния газ в участъка за впръскване на амоняк, стойността на pH на рециркулиращата охлаждаща вода рязко намалява или концентрацията на прегрятата пара в рециркулиращата охлаждаща вода рязко се повишава, вследствие на което охлаждащото устройство не работи стабилно. За да се предотврати този проблем, е необходимо част от рециркулиращата охлаждаща вода да се източи и ако източената вода не се подава към кулата за газова абсорбция в качеството на вода за доливане, тя трябва да се изпусне след отделна обработка. Когато димният газ се приведе в контакт с топлообменна повърхност, която се охлажда до температура, не по-ниска от температурата на насищане с вода в димния газ, преди впръскването на NH₃ в газа, както беше описано по-горе, е необходимо кондензационната вода, образувана върху топлообменната повърхност, да се изпусне след отделно обработване, ако тя не се подава към кулата за газова абсорбция в качеството на вода за доливане. В този случай, тъй като обикновено стойността на pH на източената вода и на кондензационната вода е много ниска, регулирането й с използване на алкално вещество е задължително.

Съгласно настоящото изобретение източената вода или кондензационната вода се подава към апарата за газова абсорбция като вода за доливане и стойността на pH се регулира с помощта на абсорбирания в димния газ NH₃, а така също чрез впръскване на алкално вещество, като например NH₃, като по този начин се избягва необходимостта от устройство за допълнително регулиране на pH, както беше отбелязано по-горе. От това следва, че се намаляват разходите за екипировка. Поспециално, ако алкално вещество, различно от NH₃, не се подава към абсорбиращата течност, и от източената от абсорбиращата течност вода се получават амониеви съединения, включващи амониев сулфат, както беше посочено по-горе, SO₃ ²· и/или SO/·, съдържащи се в източената вода или в кондензационната вода, също са част от амониевите съединения, които могат да се използват за торове. Това е предимство от гледна точка на ефективното оползотворяване на ресурсите.

Съгласно един аспект на настоящото изобретение част от абсорбиращата течност се източва и се разпръсква в димния газ преди или едновременно с впръскването на амоняк, или след впръскването на амоняк, или след смесване на източената вода с амоняк. При този метод цялата или част от водата, съдържаща се в разпръснатата източена вода, се изразходва при реакцията на десулфуриране и се изпарява от топлината на реакцията и топлината на димния газ, която обикновено той има. В резултат цялото количество от разтворените в източената течност компоненти или част от тях се превръщат в твърд остатък и изсушават вследствие изпаряване на водата, след което се извличат в устройство, например електростатичен утаител, заедно с прахообразния продукт, получен в резултат на реакцията между SO_X от димния газ и впръсквания NH₃. Ако температурата на димния газ преди впръскването на амоняк, количеството на източената абсорбираща течност и количеството на разпръснатата абсорбираща течност се регулират правилно, цялото количество източена течност може да се изпари, а твърдият остатък да се обезводни. Когато се разпръсква част от източената течност, т.е. част от разпръснатата източена течност не се изпарява и остава като отпадъчна вода, към останалата източена течност се подава външен топлинен източник, например пара, за да изпари съдържащата се в нея вода, в резултат на което се извлича прах или твърдо вещество от амониеви съединения, включващи амониев сулфат. В този случаи разходите за екипировка и експлоатационните разходи могат да се намалят в сравнение с обработването на цялото количество източена вода.

Допълнително към устройство за впръскване на амоняк в димния газ може да се осигури приспособление за разпръскване на източената вода, което може да бъде разположено по направление на движението на потока от димен газ преди или на същото място или след устройството за впръскване на амоняк. За да се подобри степента на десулфуриране в участъка за впръскване на амоняк, се предпочита ЬШ₃да се смеси с източената течност и да се разпръсне и впръсне под формата на капчици от амонячен разтвор. Съгласно този метод реакцията на десулфуриране рязко се ускорява на границата газ-течност между капчиците от амонячен разтвор и газ.

Съгласно един аспект на настоящото изобретение димният газ се облъчва с електронен лъч след впръскването на амоняк и преди извличането на амониевите съединения.

При метода за обработване на димен газ съгласно изобретението, когато показателите на обработване на димния газ (степен на десулфуриране и концентрация на изпуснатия амоняк) в участъка за провеждане на процеса с използване на електронен лъч, с изключение на апарата за газова абсорбция, са същите, както тези, които се постигат само при процеса с използване на електронен лъч, показателите на обработването на димния газ за цялата система, включително апаратът за газова абсорбция, могат да се подобрят още повече в сравнение с тези, постигнати само от процеса с използване на електронен лъч. Когато показателите на обработване на димния газ на цялото съоръжение са същите, както тези на процеса с използване на електронен лъч, дозата на електронния лъч, която е необходима за достигане на желаната степен на десулфуриране, може да се намали значително. По този начин експлоатационните разходи и разходите за екипировка в участъка за облъчване с електронен лъч могат съществено да се намалят.

Съгласно един аспект на настоящото изобретение електронният лъч, който се подава към димния газ, преминава през метално фолио, охлаждано с въздух, и след охлаждане на този въздух той се впръсква в димния газ преди контактуването му с абсорбиращата течност.

Апаратът за получаване на електронен лъч, включващ енергиен източник на захранване с високо напрежение при постоянен ток в границите от стотици kV до няколко MV, захранваща верига, като например кабел за високо напрежение за захранване с постоянен ток, и електронен ускорител за ускоряване и емитиране на електрони чрез високоволтов постоянен ток. Вътрешната страна на електронния ускорител е под вакуум и вакуумното пространство е изолирано от атмосферата с помощта на тънко метално фолио (по-нататък наречено прозоречно фолио). Ускорените електрони преминават през прозоречното фолио, разположено откъм страната на електронния ускорител, или в някои случаи - през спомена тото прозоречно фолио и през второ прозоречно фолио, с цел да се изолира димният газ от атмосферата (по-нататък обозначено като прозоречно фолио, разположено откъм страната на реактора). В този случай, тъй като част от енергията на ускорените електрони се губи при преминаването през тънкото прозоречното фолио, като се превръща в топлина, металното прозоречно фолио се продухва с охлаждащ въздух, за да предотврати покачването на температурата на фолиото до стойност, превишаваща допустимата стойност (350°С или по-ниска). Същевременно, тъй като въздухът също се облъчва с електронен лъч, в охлаждащия въздух се образува озон. Озонсъдържащият въздух се впръсква между устройството за извличане на продуктите и апарата за газова абсорбция, за да се превърне останалият N0 в N0₂ или Ν₂Ο₅. В резултат в апарата за газова абсорбция получените N0₂ или Ν₂Ο₅ се абсорбират от абсорбиращата течност в зависимост от стойността на нейното pH, както ще бъде описано по-долу.

Съгласно един аспект на настоящото изобретение озонсъдържащият газ се впръсква в димния газ преди контактуването му с абсорбиращата течност.

Когато димният газ, като например отработил димен газ от котел, съдържа не само SO_X, но и NO_X (главно N0) и се облъчи с електронен лъч, преди газът да се подаде в апарата за газова абсорбция, при впръскването на NH₃ освен SO_X, а така също и NO_X се превръщат в прах, чийто основен компонент е амониев нитрат, който се извлича и отстранява в устройството за извличане на продукта. Но когато дозата на електронния лъч е малка, степента на отстраняване на NO_X е малка и N0 като част от NO_X, а така също N0₂ или Ν₂Ο₃, съставляващи останалата част от NO_X, се подават към апарата за газова абсорбция. Когато преди газова абсорбция не се провежда облъчване с електронен лъч, част от N0₂ и N₂O₅, които обикновено се съдържат в димния газ, образуван в котлите, се превръщат в прах, чийто основен компонент е амониев нитрат, а останалата част от NO₂ и N₂O₃ и по-голямата част от NO, съдържащи се в димния газ, навлизат в апарата за газова абсорбция, без да са реагирали. В този апарат N0₂ или Ν₂Ο₅ се абсорбират от абсорбиращата течност в зависимост от стойността на pH на течността и се превръщат в нитритни йони (NO₂) или нитратни йони (NO₃), но NO в по-голямата си част не се абсорбира.

Когато дозата на електронния лъч се намали, за да се постигне висока степен на отстраняване на NO_X (степен на денитриране) за цялото съоръжение за обработване на димния газ, е необходимо на входа на апарата за газова абсорбция възможно най-голяма част от N0 да се превърне в Ν₂Ο₅. Освен чрез облъчване с електронен лъч, друг метод за превръщане на N0 в Ν0₂ или Ν₂Ο₃ е чрез коронен разряд. Поради това е желателно в участъка за провеждане на процеса с използване на електронен лъч в качеството на колектор на продукта да се използва електростатичен утаител с коронен разряд, разположен след апарата за облъчване.

Ако се извършва облъчване с електронен лъч, преди димният газ да се подаде в апарата за газова абсорбция, така получените Ν0₂ или Ν₂Ο₅ се абсорбират от абсорбиращата течност заедно с Ν0₂ или Ν₂Ο₅, получени при облъчването с електронен лъч, и се превръщат в нитритни йони (Ν0₂ ) или нитратни йони (Ν0₃ ). В този случай, ако апаратът за газова абсорбция разполага с механизъм за окисляване на SO₃ ²- в SO4²·, N0/ също се окислява до N03-.

Съгласно настоящото изобретение е осигурено съоръжение за обработване на димен газ за отстраняване на серните оксиди в газа чрез използване на амоняк, което включва устройство за впръскване на амоняк в димния газ, съдържащ серни оксиди; реактор, в който впръскваният амоняк реагира със серните и азотни оксиди, като реакторът е снабден с прозорец, включващ метално фолио за преминаване на електронен лъч през него и облъчване на намиращия се в реактора димен газ с електронния лъч, при това металното фолио се охлажда с въздух, след което този въздух се охлажда и се впръсква в димния газ преди контактуването му с абсорбиращата течност; устройство за извличане на получените амониеви съединения, включващи амониев сулфат; и апарат за газова абсорбция за привеждане на димния газ в контакт с абсорбираща течност след етапа на извличане.

Съгласно един аспект на настоящото изобретение апаратът за газова абсорбция включва механизъм за рециркулация на аб сорбиращата течност и механизъм за окисление на сулфитните йони в абсорбиращата течност.

Съгласно един аспект на настоящото изобретение апаратът за газова абсорбция включва устройство за регулиране на стойността на pH на абсорбиращата течност чрез впръскване на амоняк в течността.

Съгласно един аспект на настоящото изобретение устройство за регулиране на стойността на pH на абсорбиращата течност се състои от захранващ канал за подаване на воден разтвор преди регулирането на стойността на pH; изпускателен канал за отвеждане на водния разтвор след регулиране на стойността на pH; резервоар за регулиране на стойността на pH, снабден с дифузор за разпръскване на газообразен амоняк във водния разтвор, разположен в резервоара, и тръба за подаване на амоняк към дифузора, снабдена с регулиращ вентил.

Съгласно един аспект на настоящото изобретение устройството за впръскване на амоняк включва дифузионна тръба, изготвена от порест материал, чрез която газообразният амоняк дифундира в абсорбиращата течност.

Съгласно един аспект на настоящото изобретение съоръжението за обработване на димен газ включва охлаждащо устройство за привеждане в контакт на димния газ, съдържащ серни оксиди, с охлаждаща вода преди впръскването на амоняк; охлаждащото устройство е снабдено със средство за циркулиране и използване на охлаждаща вода; тръба за източване на част от охлаждащата вода, свързана с тръба за подаване на вода за доливане към апарата за газова абсорбция.

Съгласно един аспект на настоящото изобретение съоръжението за обработване на димен газ включва топлообменник, снабден с топлообменна повърхност, охлаждана до температура, не повече от температурата на насищане с вода в димния газ, съдържащ серни оксиди, преди впръскването на амоняк, и тръба за отвеждане на кондензационната вода, образувана на повърхността на топлообменника, контактуваща с газа, като споменатата тръба е свързана с тръба за подаване на вода за доливане към апарата за газова абсорбция.

Съгласно един аспект на настоящото изобретение апаратът за газова абсорбция е снабден с тръба за източване на абсорбираща та течност и приспособление за разпръскване на източената абсорбираща течност, разположено по посока на движение на газовия поток преди, на същото място или след устройството за впръскване на амоняк.

Описание на приложените фигури

Фигура 1 представлява схема на един пример на съоръжение за обработване на димен газ съгласно първи аспект на настоящото изобретение.

Фигура 2 - схема на друг пример на съоръжение за обработване на димен газ съгласно първия аспект на настоящото изобретение.

Фигура 3 - схема на друг пример на съоръжение за обработване на димен газ съгласно първия аспект на настоящото изобретение.

Фигура 4 - схема на друг пример на съоръжение за обработване на димен газ съгласно първия аспект на настоящото изобретение.

Фигура 5 - схема на един пример за изпълнение на метода за обработване на димен газ съгласно втори аспект на настоящото изобретение.

Фигура 6 - схема на друг пример за изпълнение на метода за обработване на димен газ съгласно втория аспект на настоящото изобретение.

Фигура 7 - част от схема на друг пример за изпълнение на метода за обработване на димен газ съгласно втория аспект на настоящото изобретение.

Фигура 8 - част от схема на друг пример за окисление на абсорбиращата течност в кула за газова абсорбция.

Фигура 9 - схема на един пример на съоръжение за обработване на димен газ съгласно трети аспект на настоящото изобретение.

Фигура 10 - схема на друг пример на съоръжение за обработване на димен газ съгласно третия аспект на настоящото изобретение.

Фигура 11 - схема на друг пример на съоръжение за обработване на димен газ съгласно третия аспект на настоящото изобретение.

Фигура 12 - схема на един пример на съоръжение за обработване на димен газ съгласно четвърти аспект на настоящото изобретение.

Фигура 13 - схема на един пример на апарат за абсорбция, снабден с устройство за регулиране на стойността на pH съгласно пети аспект на настоящото изобретение.

Фигура 14 - схема на друг пример на апарат за абсорбция, снабден с устройство за регулиране на pH съгласно петия аспект на настоящото изобретение.

Примери за изпълнение на изобретението

Съгласно първи аспект на настоящото изобретение е осигурен метод за десулфуриране на димен газ, при който NH₃ или смес от NH₃ и вода се впръсква в димния газ, съдържащ SO_X, NH₃ реагира с SO_X до получаване на прахообразни амониеви съединения, включващи амониев сулфат, и след извличането на праха димният газ се привежда в контакт с абсорбираща течност, в която се разтварят SO/ и/или SO₃ ²·· и/или NH/, като с това останалите в димния газ SO_X и/или NH₃ се абсорбират от нея, и се отстраняват.

При метода за обработване на димен газ съгласно настоящото изобретение остатъчните SO_X, съдържащи се в димния газ, които не са реагирали с впръснатия NH₃, и не са се превърнали в прахообразен продукт от амониеви съединения, се привеждат в контакт с абсорбираща течност, в която се разтварят SO/ и/ или 30/, и/или NH/ абсорбират се от нея и се отстраняват.

При конвенционалната технология, когато се изисква крайна степен на десулфуриране 90 % или по-висока, се впръсква NH₃, като е необходимо облъчване със сравнително висока доза електронен лъч или пулверизиране на воден разтвор на амоняк на капчици с много малък среден Sauter диаметър. Съгласно настоящото изобретение степента на десулфуриране в участъка за впръскване на амоняк в място, преди осъществяването на контакт на димния газ с абсорбиращата течност, може да се намали на 90 % или по-ниско чрез разпръскване на воден разтвор на амоняк под формата на капчици с определен среден Sauter диаметър, без да е необходим голям разход на енергия за получаване на голямо количество сгъстен въздух или друг флуид и без електронен лъч.

Когато димният газ се приведе в контакт с абсорбиращата течност, в която се разтварят SO/· и/или SO/-, и/или NH/, не само останалите SO_X, но също така и NH₃, който не е реагирал с SO_X в димния газ и не се е превърнал в прахообразни амониеви съединения, се абсорбира от течността и се отстранява.

Поради това, дори ако крайната стойност на изпуснатия амоняк е необходимо да бъде около 10 ppm или по-ниска, изпуснатият NH₃ от участъка за впръскване на амоняк в място, преди контактуването с абсорбиращата течност, може да бъде около 10 ppm или пониска, а средният Sauter диаметър на капчиците на разпръснатия воден разтвор на амоняк може допълнително да се увеличи.

От друга страна, методът за отстраняване на SO_X от димен газ включва привеждане на газа, съдържащ SO_X, в контакт с абсорбираща течност, в която се разтварят SO/· и/ или SO/,и/или NH/ (по-нататък наричан мокър амонячен метод). При този метод, за да се увеличи степента на десулфуриране, се предприемат няколко мерки: голямо количество абсорбираща течност циркулира и се разпръсква, за да се увеличи ефектът от контакта между димния газ и абсорбиращата течност; времето на задържане в контактната зона, където димният газ контактува с абсорбиращата течност, се удължава; стойността на pH на абсорбиращата течност се увеличава чрез увеличаване на концентрацията на NH/ в течността.

Тези мерки обаче са свързани със следните проблеми. При първата мярка необходимата мощност на помпата за рециркулация на абсорбиращата течност е по-голяма, което води до увеличаване на експлоатационните разходи; при втората мярка вместимостта на съда, в който димният газ контактува с абсорбиращата течност, е по-голяма, което увеличава строителните разходи; при третата мярка NH₃ дифундира от абсорбиращата течност към газовата фаза и увеличава количеството на изпуснатия амоняк.

Съгласно настоящото изобретение, тъй като по-голямата част от SO_X в димния газ се отстранява в участъка за впръскване на амоняк преди мястото на контактуването на газа с абсорбиращата течност, степента на десулфуриране, получена при този контакт, може да бъде малка.

Например, ако крайната степен на десулфуриране е 94 % и 85 % от 5О_Х се отстранява в участъка за впръскване на амоняк, степента на десулфуриране, която се постига при контактуването на газа с абсорбиращата течност, е 60 % съгласно формула (5) и горните проблеми не съществуват.

(1 - (100 - 94) / (100 - 85)) х 100 - 60 (%) (5)

При метода за десулфуриране на димен газ съгласно изобретението останалите SO_X и NH₃ в димния газ, отведен от участъка за впръскване на амоняк, които не са се превърнали в прахообразни амониеви съединения, а така също прахът, който е останал неизвлечен в устройството за извличане, се абсорбират и улавят от абсорбиращата течност. От друга страна, когато абсорбиращата течност контактува с димния газ, отведен от участъка за впръскване на амоняк, част от течността се диспергира в димния газ и част от водата на абсорбиращата течност се изпарява. Поради това концентрацията на SO/· и/или SO/· и/или МН/ постепенно се увеличава. За да се държат компонентите и концентрацията на абсорбиращата течност в определени граници, е желателно част от абсорбиращата течност да се източва и да се добавя вода в количество, съответстващо на количеството на източената абсорбираща течност и количеството на изпарилата се и диспергирана в димния газ течност по време на контактуването й с димния газ.

При метода за обработване на димния газ съгласно изобретението, тъй като степента на десулфуриране, постигната при контакта с абсорбиращата течност, може да бъде относително малка (както беше описано по-горе), и стойността на pH на абсорбиращата течност може да се намали в сравнение със стойността на pH при мокрия амонячен метод, изпуснатият NH₃ след контактуването с абсорбиращата течност може да се намали.

Съгласно изобретението стойността на pH на абсорбиращата течност предимно се регулира в границите от 2 до 8 в съответствие със степента на десулфуриране, която би трябвало да се постигне при контактуването с абсорбиращата течност (60 % в горния пример).

Стойността на pH на абсорбиращата течност варира в зависимост от количеството на SO_X, NH₃ и праха, абсорбирани и задържани в абсорбиращата течност, а така също от количеството на източената вода и на долятата вода. По-конкретно, ако количеството на NH₃, впръскван в участъка за впръскване на амоняк, варира, степента на десулфуриране и изпуснатият амоняк в този участък се изменят, с което се променя и количеството на SO_X и NH₃, абсорбирани от абсорбиращата течност. Така стойността на pH на абсорбиращата течност може да се регулира чрез регулиране на количеството на впръсквания NH₃ в участъка за впръскване на амоняк. Освен това, тъй като количеството на източената вода е различно с цел да се променя концентрацията на няколко йони, присъстващи в абсорбиращата течност, стойността на pH на течността може да се регулира в границите от 2 до 8 чрез регулиране на количеството на източената вода.

Стойността на pH на абсорбиращата течност се променя също така чрез впръскване на сярна киселина и/или амоняк в абсорбиращата течност. По този начин стойността на pH на абсорбиращата течност може да се регулира в границите от 2 до 8 чрез регулиране на количеството на впръскваните сярна киселина и/или амоняк. Желателно е количеството на впръсквания в димния газ NH₃ да се регулира така, че pH на абсорбиращата течност да се регулира на 8 или по-ниска, по-специално 7 или по-ниска, без да се добавя киселинно вещество към абсорбиращата течност, и след това стойността на pH на течността се регулира в границите от 2 до 8 чрез подаване на NH₃ към абсорбиращата течност.

Тъй като в източената абсорбираща течност (по-долу наричана източена течност) се съдържат SO/· и/или SO/- и/или МН/, при необходимост се впръскват сярна киселина и/ или NH3 и също при необходимост SO/^- се окислява до SO/· и водата се изпарява, в резултат на което може да се получи прах или твърд остатък от амониеви съединения, включващи амониев сулфат (както в праха, извлечен в участъка за впръскване на амоняк), който може да се използва като тор.

За да се получи по този начин прах или твърд остатък от амониеви съединения, включващи амониев сулфат, от източената течност за изпаряване на водното съдържание са необходими съоръжения и енергия, например топлина и електрическа енергия. При метода за обработване на димен газ съгласно изобрете нието източената течност се разпръсква в същото състояние или след разреждане с вода в участъка за впръскване на амоняк преди или едновременно с амоняка, или след впръскването на NH₃, или след смесване на източената течност с NH₃, или във време между впръскването на амоняк и извличането на праха.

При този метод цялото количество вода от източената течност или част от нея се изразходват при извършване на реакцията на десулфуриране, представена чрез реакция (1), и се изпарява от топлината от реакцията и значителната топлина, която има първоначално димният газ. В резултат цялото количество или част от разтворените в източената течност компоненти се отделят при изпаряването на водата под формата на твърд остатък, сушат се и се извличат в устройството за извличане на продукта, като например електростатичен утаител, заедно с прахообразния продукт, получен при реакцията на SO_X от димния газ с впръсквания NH₃. Ако температурата на димния газ преди впръскването на амоняк, количеството на източената абсорбираща течност и количеството на разпръснатата абсорбираща течност се контролират правилно, тогава цялото количество източена течност може да се изпари и да се отдели и изсуши твърд остатък. Когато се разпръсква част от източената течност или част от разпръснатата източена течност не се изпарява и остава като отпадъчна вода, горната обработка се прилага към останалата източена течност, като с това се извлича прах или твърд материал от амониеви съединения, включващи амониев сулфат. В този случай разходите за екипировка и експлоатационните разходи могат да се намалят в сравнение с обработването на цялото количество източена вода.

Освен устройство за впръскване на амоняк в димния газ е осигурено приспособление за разпръскване на източената вода, разположено по посока на движение на газовия поток преди или на същото място или след устройството за впръскване на амоняк. За да се подобри степента на десулфуриране в участъка за впръскване на амоняк, се предпочита NH₃ да се смесва с източената течност и да се разпръсква и впръсква под формата на капчици течност, в която е разтворен амоняк. Съгласно този метод реакцията на десулфуриране (1) рязко се ускорява на разделителната повърх14 ност газ-течност между капчиците от амонячния разтвор и газа.

Димният газ се охлажда в границите от температурата на насищане с вода до 80°С, преди капчиците от амонячния разтвор да се разпръскват и впръскват в него, при това този разтвор се пулверизира на капчици със среден Sauter диаметър от 0.5 до 30 μ и се разпръсква, като с това може да се подобри степента на десулфуриране в участъка за впръскване на амоняк.

Източената течност или сместа от източената течност и добавена вода се смесват предварително с ΝΗ₃, в резултат на което се получава амонячен разтвор, който се разпръсква и впръсква в газа. Същевременно е възможно амонячният разтвор и сгъстеният въздух да се смесват и след това да се разпръскват и впръскват в димния газ под формата на смес газтечност с помощта на двуфлуидна дюза.

При използване на метода на смесване на NH₃ с източената вода също така може източената вода или смес от източената вода и добавена към нея вода да се смеси с газообразен NH₃ или смес от газообразен NH₃ и въздух и под формата на смес газ-течност да се разпръсква с помощта на двуфлуидна дюза.

При използване на горния метод не е необходим допълнителен смесител за смесване на източената течност или сместа от източената течност и добавената към нея вода с амоняка, с което се намаляват разходите за оборудване. Когато NH3 се смесва с въздух и налягането по време на смесването е високо, NH₃ реагира с въглеродния диоксид от въздуха, в резултат на което се получава амониев карбонат или подобно съединение, и в някои случаи тръбопроводът, по който преминава газовата смес, може да се запуши. За предотвратяване на такова запушване е желателно тръбопроводът за газовата смес да се нагрява чрез пара или подобно средство, или NH₃ и/или въздуха и/или газовата смес да се нагряват. При смесването на източената течност или сместа от източената течност и добавената към нея вода с газообразен амоняк или със смес от газообразен амоняк и въздух, провеждано в смесителната камера на двуфлуидната дюза с цел получаване на смес газ-течност, ако има разтворени в течността калциеви и/или магнезиеви йони, тези йони се отлагат на контактната повърхност на смесителната камера и об разуват твърди налепи. Поради това е желателно предварително да се отстраняват калциевите и/или магнезиевите йони от източената течност или от сместа от източена течност и добавената към нея вода.

Първият аспект на настоящото изобретение ще бъде описан подробно с помощта на фигури от 1 до 4.

На фиг. 1 е показана схема на съоръжение за обработване на димен газ съгласно първия аспект на настоящото изобретение. На тази фигура с цифрата 1 е обозначен котел, с 2 топлообменник, с 3 -охлаждаща кула за газ, с 4 - реактор, с 5 - двуфлуидна дюза, с 6 -електростатичен утаител, със 7 - кула за газова абсорбция, с 8 -резервоар за съхраняване на абсорбиращата течност, с 9 - помпа за рециркулация на охлаждащата вода, с 10 - нагнетателен вентилатор за димния газ, с 11 - резервоар за съхраняване на амоняк, 12 -компресор, 13 - резервоар за съхраняване на водата за разпръскване, 14 - тръбен смесител, 15 нагревател за газова смес, 16 и 19 -дифузионни тръби за амоняк, 17 - филтър, 18 - помпа за разпръскване и 20 - помпа за рециркулация на абсорбираща течност.

Изпуснатият от котела 1 димен газ, съдържащ SO_X преминава през топлообменника 2, след което се подава към охлаждащата кула 3, в която циркулира охлаждаща вода с помощта на помпата 9, като охлаждащата кула 3 при необходимост се снабдява с промишлена вода 21. В охлаждащата кула 3 димният газ се охлажда, след което се подава в реактора 4.

В реактора 4 с помощта на двуфлуидната дюза 5 се разпръскват газова смес от газообразен амоняк и сгъстен въздух и течност, в която е разтворен амоняк, в резултат на което SO_X в димния газ реагира с NH₃. След това димният газ се подава към електростатичния утаител 6.

Сгъстеният въздух, подаван от компресора 12, и NH₃ от резервоара 11 се смесват в тръбния смесител 14 и получената газова смес се нагрява в нагревател 15 чрез индиректен топлообмен с пара 29, след което се подава към двуфлуидната дюза 5. Абсорбиращата течност от резервоара 8 и рециркулиращата охлаждаща вода от охлаждащата кула 3 се подават към резервоара 13, а чрез дифузионната тръба 16 в него се подава NH₃. Получената течност, съдържаща разтворен амоняк, с помощта на помпата за разпръскване 18 се подава към двуфлуидната дюза 5, като предварително преминава през филтър 17. С вкарването на газообразен NH₃ през дифузионната тръба 16 се цели регулиране на стойността на pH на водата, която ще се разпръсква от двуфлуидната дюза 5, а по-голямата част от NH₃ се доставя от резервоара 11 чрез тръбния смесител 14 заедно със сгъстения въздух.

Полученият в резултат на реакцията финозърнест прахообразен продукт, като например амониев сулфат, се отделя в електростатичния утаител 6, след което с помощта на нагнетателния вентилатор 10 димният газ се подава към кулата за газова абсорбция 7. В кулата за газова абсорбция 7 останалите киселинни съставки като SO_X се отстраняват чрез разпръскване на абсорбираща течност, съдържаща NH₃, след което димният газ се изпуска в атмосферата.

Абсорбиращата течност, съдържаща NH₃, се получава чрез дифузия на газообразен NH₃, подаван чрез дифузионната тръба 19 в промишлена вода 21, налята в резервоара за абсорбираща течност 8, и така получената абсорбираща течност се разпръсква в кулата за газова абсорбция 7, като същевременно циркулира с помощта на помпата за рециркулация на абсорбиращата течност 20. Когато количеството на останалия NH₃ е голямо, към абсорбиращата течност може да се добави киселина, например сярна киселина.

На фиг. 2 е показана схема на друг пример на съоръжение за обработване на димен газ съгласно първия аспект на настоящото изобретение.

На тази фигура еднаквите с фиг. 1 елементи са обозначени с едни и същи цифри. С позиция 23 е обозначен карбуратор за амоняк, а с позиция 24 - допълнителен охладител.

Димният газ, съдържащ SO_X и получен в котела 1, се охлажда в топлообменника 2, след което се подава в охлаждащата кула за газ 3. В нея димният газ се привежда в контакт с промишлена вода 21, разпръсната от върха на охлаждащата кула 3, след което се подава в реактора 4.

От резервоара за съхраняване на амоняк 11 се доставя втечнен амоняк, който се превръща в газообразен амоняк в карбуратора за амоняк 23 чрез индиректен топлообмен с пара. Газообразният амоняк се подава в тръбния смесител 14. Сгъстен въздух от компресора 12 се охлажда в допълнителния охладител 24 чрез индиректен топлообмен с охлаждаща вода, след което се подава към тръбния смесител 14, където се смесва с газообразния амоняк.

Сместа от амоняк и въздух се подава към двуфлуидната дюза 5, разположена във входната част на реактора 4, и в двуфлуидната дюза 5 се смесва с вода, получена чрез смесване на абсорбираща течност, доставяна от резервоара 8 и преминаваща през резервоара за съхраняване на водата за разпръскване 13, захранван с промишлена вода 21. Получената в двуфлуидната дюза 5 смес се разпръсква и впръсква в димния газ. SO_X, съдържащи се в димния газ, се превръщат в прахообразен продукт, в който основният компонент е амониев сулфат. Прахообразният продукт се събира в електростатичния утаител 6, а димният газ се подава в кулата за газова абсорбция 7, където останалите киселинни вещества, като например SO_X, се отстраняват чрез разпръскване на абсорбираща течност, съдържаща NH₃. След това димният газ се изпуска от кулата за газова абсорбция 7 в атмосферата.

Абсорбиращата течност, съдържаща NH₃, се получава в резервоара за съхраняване на абсорбираща течност 8 чрез дифузия на газообразен амоняк в промишлена вода 21, като газообразният NH₃ се подава от карбуратора 23 през дифузионната тръба 19. Получената абсорбираща течност се разпръсква в кулата за газова абсорбция 7 в условия на циркулация на течността с помощта на помпата за рециркулация 20.

На фиг. 3 е показана схема на друг пример на съоръжение за обработване на димен газ съгласно първия аспект на настоящото изобретение. Показаното на фиг. 3 съоръжение се различава от съоръжението на фиг. 2 в следното. Съгласно схемата на фиг. 2 абсорбиращата течност, подавана от резервоара за съхраняване на течността 8, се смесва с промишлена вода 21 в резервоара за съхраняване на водата за разпръскване 13 и се подава към двуфлуидната дюза 5. Съгласно схемата на фиг. 3 абсорбиращата течност от резервоара 8 се подава последователно през коагулационен сгъстител 26, пясъчен филтър 27 и съд с йонообменна смола 28 към резервоара за съхраня ване на водата за разпръскване 13, където се смесва с промишлена вода 21 и получената смес се подава към двуфлуидната дюза 5.

По-специално съгласно фиг. 3 източената вода от резервоара за съхраняване на абсорбиращата течност 8 се подава към коагулационния сгъстител 26, където в източената вода се впръсква полимерен коагулант. Суспендираните твърди частици от източената вода коагулират, утаяват се в коагулационния сгъстител 26 и твърдият материал под формата на пулп се извежда извън системата. Горният течен слой от коагулационния сгъстител 26 се подава към пясъчния филтър 27, в който останалите суспендирани твърди частици се отделят, и течността се подава към съда с йонообменна смола 28.

В съда с йонообменна смола 28 калциевите и магнезиевите йони, разтворени в източената и филтрирана вода, встъпват в йонообмен с натриевите йони от смолата, като по този начин се отстраняват. Източената вода, превърната в мека вода, се подава към двуфлуидната дюза 5, разположена в реактора 4, в близост до входния отвор.

Източената вода, подавана към двуфлуидната дюза 5, се третира в устройство за обработване на източената вода, обхващащо схемата от резервоара за съхраняване на абсорбираща течност 8 до съда с йонообменната смола 28. Обработването се провежда така, че източената вода да е със стойност на pH от 5 до 9 и концентрацията на суспендираните твърди частици в нея да е равна на или по-малко от 10 mg/L (литър). След обработката източената вода се разпръсква в реактора 4 с помощта на двуфлуидната дюза 5 заедно със сместа от газообразен NH₃ и сгъстен въздух, получена в тръбния смесител 14.

На фиг. 4 е показана схема на друг пример на съоръжение за обработване на димен газ съгласно първия аспект на настоящото изобретение.

Едни и същи елементи от фиг. 4 и фиг. 1 са обозначени с еднакви цифри.

Димен газ, съдържащ SO_X, получен в котела 1, се охлажда в топлообменника 2, след което се подава в охлаждащата кула 3. В охлаждащата кула 3 димният газ се привежда в контакт с промишлена вода 21, разпръсквана от върха на кулата 3, в резултат на което се охлажда. След това димният газ се подава в реактора 4. Същевременно в резервоара за съхраняване на водата за разпръскване 13 се смесват: NH₃, подаван от резервоара за съхраняване на амоняк 11 чрез дифузионната тръба 16, абсорбираща течност от резервоара 8 и промишлена вода 21. В резултат се получава воден разтвор на NH₃. Този разтвор и сгъстен въздух от компресора 12 се смесват и получената смес газ-течност се разпръсква с помощта на двуфлуидната дюза 5, разположена в реактора 4, в близост до входния отвор. По този начин пулверизираните капчици от водния амонячен разтвор се впръскват в димния газ. Цялото количество амоняк, разпръскван в реактора 4, се разтваря в течната смес от абсорбиращата течност, подавана от резервоара 8, и промишлена вода 21, като разтварянето се провежда в резервоара за съхраняване на водата за разпръскване 13. Полученият прахообразен страничен продукт, в който основният компонент е амониев сулфат, се отделя и събира с помощта на електростатичния утаител 6. След отделянето на прахообразния продукт димният газ се подава в кулата за газова абсорбция 7 и се обработва по същия начин, както при схемата от фиг. 1.

Пример 1. Настоящото изобретение е описано с помощта на примера, показан на фиг. 1.

Пример 1-1. Методът за обработване на димен газ съгласно един пример на изпълнение на изобретението ще бъде описан с помощта на фиг. 1. Концентрациите на SO_X, NO_X, МН₃ и прах в димния газ са определени за количеството сух газ на входния отвор.

1500 Nm³/h димен газ, съдържащ 50 ppm SO_X, получен в котела 1, се охлажда до 150°С в топлообменника 2, след което се подава в охлаждащата кула за газ 3. В кулата 3 се разпръсква рециркулираща охлаждаща вода с помощта на помпата 9 и димният газ се охлажда до 60°С, като 10 ppm от SO_X в димния газ се абсорбира от охлаждащата вода.

Рециркулиращата охлаждаща вода в охлаждащата кула 3 се източва в резервоара за съхраняване на водата за разпръскване 13 с дебит 3 Ι/h и се допълва съобразно с количеството източена вода и количеството на изпарилата се и увлечената от димния газ вода при контактуването на газа с рециркулиращата вода. По този начин се поддържа постоянно ниво на рециркулиращата вода в долната част на охлаждащата кула 3, а стойността на pH се поддържа на 2. Отведеният от охлаждащата кула 3 димен газ се подава в реактора 4.

Същевременно 1.4 kg/h NH₃ под формата на газ се подава от резервоара за съхраняване на амоняк 11 и се смесва в тръбния смесител 14 със сгъстен въздух, подаван с дебит 8 l/h чрез компресора 12 и охлаждан чрез допълнителния охладител. Температурата на газовата смес от амоняк и въздух се регулира чрез нагревателя за газовата смес 15, след което сместа се подава към двуфлуидната дюза 5, с помощта на която се разпръсква под формата на двуфлуидна смес заедно с 8 l/h вода, подавана от помпата за разпръскване 18. NH₃ от газовата смес се разтваря частично в разпръскваната вода, от което следва, че разпръскваната в димния газ вода представлява амонячен разтвор. Средният Sauter диаметър на разпръскваните капчици е 10 μ и водата се изпарява напълно, в резултат на което разтворените компоненти в разпръскваната вода се отделят, сушат и превръщат в твърд остатък под формата на прахообразен вторичен продукт, в който основният компонент е амониев сулфат.

% от SO_X в димния газ, подаден в реактора 4, реагират с NH₃ и се превръщат в прахообразен вторичен продукт с основен компонент амониев сулфат, като за целта в реактора 4 се разпръсква двуфлуидна смес от вода и смесен с въздух амоняк. Получава се 5.9 kg/ h прахообразен вторичен продукт, включващ вторичния продукт, получен в резултат на химичната реакция, и прахообразния вторичен продукт от изпаряването, сушенето и превръщането в твърд остатък на разтворените в разпръскваната вода компоненти. Димният газ, съдържащ 340 ppm остатъчен 5О_Х, и 340 ppm остатъчен NH₃, се подава в електростатичния утаител 6.

% от прахообразния вторичен продукт, съдържащ се в димния газ, се събира в електростатичния утаител 6 и 5.8 kg/h прахообразен вторичен продукт се отвежда от дъното на утаителя 6. Концентрацията на прах от вторичния продукт в димния газ е 44 mg/Nm³. Димният газ се компримира с помощта на нагнетателния вентилатор 10, след което се подава в кулата за газова абсорбция 7, където с помощта на помпата за рециркулация 20 абсорбиращата течност се разпръсква. В резултат 75% от SO_X, съдържащи се в димния газ, подаден в кулата 7, се абсорбират от абсорбиращата течност. Абсорбират се също така и NH₃ и прахообразният вторичен продукт. Димният газ, съдържащ 85 ppm SO_X, 10 ppm NH3 и 30 mg/h прах от вторичен продукт, се изпуска от горната част на кулата за газова абсорбция 7 в атмосферата. В резултата се постига относително висока степен на десулфуриране - 90 %, без да се използва облъчване с електронен лъч, и ниска концентрация на изпуснатия амоняк - 10 ppm.

Абсорбиращата течност в кулата за газова абсорбция 7 се съхранява временно в резервоара 8, от който течността се източва към резервоара за съхраняване на водата за разпръскване 13 със скорост 5 Ι/h, а резервоарът за абсорбиращата течност 8 се допълва с промишлена вода 21 в количество, съответстващо на източената вода и изпарилата се и увлечена от димния газ вода по време на контактуването му с рециркулиращата вода. NH₃ се подава към резервоара за съхраняване на абсорбиращата течност 8 чрез дифузионната тръба за амоняк 19, за да се регулира стойността на pH на абсорбиращата течност на 3. В този случай количеството на дифундиралия амоняк е 0.1 kg/h.

l/h източена вода от охлаждащата кула 3 и 5 l/h източена течност от кулата за газова абсорбция 7 се подават към резервоара за съхраняване на водата за разпръскване 13, както беше описано по-горе. Газообразен NH₃ се подава към същия резервоар през дифузионната тръба за амоняк 16, за да се регулира стойността на pH на разпръскваната вода на 4. В този случай количеството на дифундиралия газообразен NH₃ е 0.03 kg/h. 8 l/h от отведената от резервоара 13 вода се подава към филтъра 17, в който неразтворените вещества се отделят под формата на утайка, и чрез помпата за разпръскване 18 се подава в двуфлуидната дюза 5. Водата се разпръсква заедно с газовата смес от амоняк и въздух под формата на двуфлуидна смес, както беше описано по-горе. 1.9 kg/h амониеви съединения се разтварят в 8 l/h разпръсквана вода и след изпаряване на водата, сушене и превръщане в твърдо състояние се получава вторичен прахообразен продукт, който се събира в електростатичния утаител 6 заедно с вторичния прахообразен продукт, получен в резултат на химичната реакция.

Съгласно първия аспект на настоящото изобретение се осигурява устройството за газова абсорбция в следващия етап, с което се намалява количеството на изпуснатия амоняк и се постига висока степен на десулфуриране, като същевременно се намаляват енергийните разходи.

Съгласно втори аспект на настоящото изобретение е осигурен метод за обработване на димен газ с цел десулфуриране и/или денитриране на газа, при който NH₃ или NH₃ и вода се впръскват в димния газ, съдържащ SO_X и NO_X, и димният газ се облъчва с електронен лъч, в резултат на което SO_X и NO_X реагират с NH₃ до получаване на прахообразен продукт от амониеви съединения, съдържащи амониев сулфат и амониев нитрат. След извличането на прахообразния продукт димният газ се привежда в контакт с абсорбираща течност, в която SO/·, и/или SO₃ ²,· и/или NO₂ и/или NO₃‘ и/или NH/, се разтварят, като по този начин се абсорбират и отстраняват SO_X и/или NO_X, и/или NH₃, съдържащи се в димния газ.

При метода за обработване на димен газ съгласно настоящото изобретение, за да се подобри ефективността при абсорбцията на NO_X в устройството за газова абсорбция, е желателно след впръскването на амоняк и облъчването с електронен лъч останалият N0 да се окисли до NOj или N₂O₅. За целта в качеството на устройство за извличане на праха може да се използва електростатичен утаител с коронен разряд.

За да се окисли NO, който е останал в димния газ, изпускан от участъка за облъчване с електронен лъч, до NO₂ или N₂O₃, в газа може да се впръсква озонсъдържащ въздух, използван за охлаждане на металното фолио, през което преминава електронния лъч. Впръскването на озонсъдържащия въздух в димния газ се провежда след облъчването с електронен лъч и преди подаването на газа в абсорбционния апарат. Освен това, в димния газ може да се впръсква озон, получен в допълнително осигурен озонатор.

Пример 2. Вторият аспект на настоящото изобретение ще бъде описан с помощта на примерите, показани на фигури от 5 до 8.

Пример 2-1. На фиг. 5 е представена схема на един пример за изпълнение на метода за обработване на димен газ съгласно втория аспект на настоящото изобретение.

Съгласно фиг. 5 1500 Nm/h димен газ, съдържащ 2000 ppm SO_X и 300 ppm NO_X и получен в котела 1, се охлажда до 150°С в топлообменника 2, след което се подава в охлаждащата кула за газ 3. В нея се разпръсква рециркулираща охлаждаща вода с помощта на помпата за рециркулация 9, в резултат на което димният газ се охлажда до 60°С и 50 ppm SO_X в димния газ се абсорбират в охлаждащата вода.

Рециркулиращата охлаждаща вода в охлаждащата кула 3 се източва със скорост

13.5 Ι/h в резервоара за съхраняване на водата за разпръскване 13 и в охлаждащата кула 3 се долива промишлена вода 21 в количество, съответстващо на количеството на източената вода, и на изпарилата се и увлечена от димния газ вода при осъществяване на контакта с газа. По този начин се поддържа постоянно ниво на водата в охлаждащата кула 3, а стойността на pH на рециркулиращата охлаждаща вода се поддържа на около 1.

Същевременно 3.6 kg/h газообразен NH₃, доставян от резервоара за съхраняване на амоняк 11, се смесва в тръбния смесител 14 с 16 Nm³/h сгъстен въздух, подаван от компресора 12 и охлаждан с помощта на допълнително охлаждащо средство.

Температурата на газовата смес от амоняк и въздух се регулира с помощта на газов нагревател (непоказан на фигурата), сместа се подава към двуфлуидната дюза 5 и се разпръсква под формата на двуфлуидна смес заедно с 26.5 Ι/h вода, доставяна чрез помпа за разпръскване 18. NH3 в газовата смес се разтваря частично в разпръскваната вода, от което следва, че разпръскваната в газа вода представлява амонячен разтвор. Средният Sauter диаметър на капчиците е 15 pm и водното съдържание на разпръскваната вода се изпарява напълно, разтворените в нея компоненти се отделят, сушат и превръщат в твърди частици, като основните компоненти в получения прах са амониев сулфат и амониев нитрат.

След разпръскването на двуфлуидната смес от вода и газова смес, съставена от амоняк и въздух, димният газ се облъчва с електронен лъч от 2 kGy от електронния ускорител 30, в резултат на което 85 % от SO_X и 15 % от NO, съдържащи се в димния газ, подаван към реактора 4, реагират с NH₃ и се превръщат в прахообразен продукт, в който основните компоненти са амониев сулфат и амониев нитрат. Изпусканият от реактора 4 димен газ съдържа 10.9 g/Nm³ прах, състоящ се от продукт, получен от химичната реакция, и продукт, получен в резултат на изпаряването на разпръскваната вода, отделянето на разтворените в нея компоненти, сушенето и превръщането им в твърди частици. Освен това димният газ съдържа и 290 ppm остатъчни SO_X, 155 ppm остатъчен NO, 100 ppm NOj, получен от окисляването на N0, и 150 ppm NH₃. Изпуснатият от реактора 4 димен газ се подава в електростатичния утаител 6.

99.8 % от получения прах, съдържащ се в димния газ, се отделя и събира в електростатичния утаител 6 и 14.6 kg/h от прахообразния реакционен продукт 34 се разтоварва от дъното на утаителя 6. Концентрацията на прах в димния газ е 22 mg/Nm³. Димният газ се компримира с помощта на нагнетателния вентилатор 10, след което се подава в кулата за газова абсорбция 7. В нея се разпръсква абсорбираща течност с помощта на помпата за рециркулация 20, в резултат на което около 30 % от 30_х и около 25 % от NO_X съдържащи се в подадения в кулата 7 димен газ, се абсорбират от абсорбиращата течност. В нея също така се абсорбират и събират NH₃ и съдържащият се в димния газ прах. Димният газ съдържа 200 ppm SO_X, 230 ppm NO_X, (155 ppm NO, и 75 ppm NO₂), 5 ppm NH₃ и 20 mg/Nm³ прахообразен продукт и така обработеният димен газ 33 се изпуска от горния край на кулата за газова абсорбция 7 в атмосферата.

В резултат се постига относително висока степен на десулфуриране - 90 %, при облъчване с малка доза на електронния лъч от 2 kGy и ниска концентрация на изпуснатия амоняк 5 ppm. Но денитрирането се ограничава до около 25 % за целия процес.

Абсорбиращата течност в кулата за газова абсорбция 7 се складира временно в резервоара за съхраняване на абсорбиращата течност 8, от който течността се източва към резервоара за съхраняване на водата за разпръскване 13 със скорост 13.0 l/h, а резервоарът за абсорбиращата течност 8 се допълва с промишлена вода 21 в количество, съответстващо на източената вода и изпарилата се и увлечена от димния газ вода по време на контактуването му с абсорбиращата течност. В същото време общата концентрация на йоните, получени от SO_X, NO_X и NH₃, абсорбирани от абсорбиращата течност, е около 6 мас.%. При това, повечето от получените от SO_X йони, в абсорбиращата течност, са SO3².

13.5 Ι/h източена вода от охлаждащата кула за газ 3 и 13.0 Ι/h източена течност от кулата за газова абсорбция 7 се подават към резервоара за съхраняване на водата за разпръскване 13, както беше описано по-горе, и в същия резервоар през дифузионната тръба 16 се подава NH₃, за да регулира стойността на pH на водата за разпръскване в границите от 3 до 5. За да се окисли SO₃ ²· до SO,²·, с помощта на нагнетателен вентилатор 42 в резервоара 13 се доставя въздух, преминаващ през аерационна дифузионна тръба 39. 1.3 kg/h амониеви съединения се разтварят в 26.5 L/h разпръсквана вода. Разпръскваната вода се изпарява и амониевите съединения се изсушават и превръщат в твърди частици, в резултат на което се получава прахообразен продукт, който се събира заедно с реакционния прахообразен продукт в електростатичния утаител 6.

Пример 2-2. На фиг. 6 е показана технологична схема на друг пример за изпълнение на метода за обработване на димен газ съгласно втория аспект на настоящото изобретение. В този пример конструкционните елементи от котела до реактора са същите, както на фиг. 5.

Различни са характеристиките на разпръскваната от двуфлуидната дюза вода и количеството на прахообразния продукт, изпускан от реактора и съдържащ се в димния газ. По-специално 2.6 kg/h амониеви съединения са разтворени в 26.5 l/h разпръсквана вода, а димният газ, подаден в електростатичния утаител, съдържа 290 ppm SO_X, 155 ppm N0, 100 ppm NO₂, 150 ppm NH₃ и 11.8 g/Nm³ прахообразен вторичен продукт.

Съгласно фиг. 6 димният газ, който се изпуска от реактора 4, се подава в електростатичния утаител 6. 99.8 % от прахообразния продукт в димния газ, се събира в електростатичния утаител 6 и 16.0 kg/h от реакционния прахообразен продукт 34 се разтоварва от дъното на електростатичния утаител 6. Концентрацията на прахообразен продукт в димния газ е 22 mg/Nm³. Димният газ се компримира с помощта на нагнетателния вентилатор 10 и се подава към кулата за газова абсорбция 7, където абсорбиращата течност се разпръсква с помощта на помпата за рециркулация 20. В резултат около 80 % от SO_X и около 70 % от SO_X, съдържащи се в подавания в кулата 7 димен газ се абсорбират от абсорбиращата течност. Абсорбират се също така и NH₃ и прахообразния продукт и се събират в абсорбиращата течност. Обработеният димен газ 33 се изпуска от горния край на кулата за газова абсорбция 7 в атмосферата. Той съдържа 60 ppm SO_X, 185 ppm NO_X (155 ppm N0 и 30 ppm NO₂), 5 ppm MH₃ и 20 mg/Nm³ прахообразен продукт.

В резултат се постига относително висока степен на десулфуриране - 97 %, при прилагане на електронен лъч с относително ниска доза от 2 kGy и при ниска концентрация на изпуснатия NH₃ - 5 ppm. Освен това, степента на денитране се увеличава на около 40 %.

Абсорбиращата течност в кулата за газова абсорбция 7 се складира временно в резервоара за съхраняване на абсорбиращата течност 8, от който течността се източва към резервоара за съхраняване на водата за разпръскване 13 със скорост 13.0 1/h, а резервоарът за абсорбиращата течност 8 се допълва с промишлена вода 21 в количество, съответстващо на източената вода и изпарилата се и увлечена от димния газ вода по време на контактуването му с абсорбиращата течност. В резервоара за съхраняване на абсорбиращата течност 8 SO/· се окислява до SO/· с въздух, подаван през аерационната дифузионна тръба 39 и с помощта на нагнетателния вентилатор 42. Стойността на pH на абсорбиращата течност се регулира в границите от 3 до 5 чрез подаване на NH3 с помощта на дифузионната тръба 16. В същото време общата концентрация на йоните, получени от SO_X, NO_X и NH₃ вследствие абсорбирането им от абсорбиращата течност, е около 14 мас.%.

13.5 Ι/h източена вода от охлаждащата кула за газ 3 и 13.0 Ι/h източена течност от кулата за газова абсорбция 7 се подават към резервоара за съхраняване на водата за разпръскване 13 и в същия резервоар през дифузионната тръба 16 се подава NH₃, за да регулира стойността на pH на водата за разпръскване в границите от 3 до 5. Амониевите съединения се разтварят в разпръскваната вода и те се изсушават и превръщат в твърди частици при изпаряването на водата. В резултат се получава прахообразен продукт, който се събира заедно с реакционния прахообразен продукт в електростатичния утаител 6.

Пример 2-3. На фиг. 7 е показана част от схема на друг пример за изпълнение на метода за обработване на димен газ съгласно втория аспект на настоящото изобретение.

Схемата на фиг. 7 е същата, както на фиг. 6, със следните разлики. Охлаждащ въздух 59 (по-нататък наричан въздух за допълнително охлаждане на прозоречното фолио), след като охлади прозоречно фолио 46, разположено от страната на ускорителя, и прозоречно фолио 47, разположено от страната на реактора 4, се смесва с димния газ преди подаването му към входния отвор на нагнетателния вентилатор 10. Част от конструктивните елементи, идентични с тези от фиг. 6, не са показани на фиг. 7. Конструктивните елементи на фиг. 7 от котела до реактора са същите, както на фигури 5 и 6. Характеристиките на разпръскваната от двуфлуидната дюза 5 вода, количеството на изпускания от реактора 4 прахообразен продукт и съдържащия се в димния газ прах са различни. По-специално 2.9 kg/h амониеви съединения се разтварят в 26.5 1/h разпръсквана от двуфлуидната дюза 5 вода, а димният газ, подаван към електростатичния утаител 6, съдържа 290 ppm ЗО_Х, 155 ppm NO, 100 ppm NO₂, 150 ppm NH₃ и 12.1 g/Nm³ вторичен прахообразен продукт. Ha фиг. 7 охлаждащият въздух, постъпващ за охлаждане на прозоречното фолио 46, разположено от страната на ускорителя, и прозоречното фолио 47, разположено от страната на реактора 4, е обозначен с цифрата 58, а охлаждащият въздух след охлаждането на прозоречното фолио 46 и прозоречното фолио 47 е обозначено с цифрата 59.

Изпуснатият от реактора 4 димен газ се подава към електростатичния утаител 6. 99.8 % от прахообразния продукт в димния газ се събира в електростатичния утаител 6 и 16.3 kg/h от реакционния прахообразен продукт 34 се разтоварва от дъното на електростатичния утаител 6. След това концентрацията на прахообразен продукт в димния газ е 22 mg/Nm³. Димният газ се смесва с 200 Nm³/h въздух 59, подаван след охлаждането на прозоречното фолио, който съдържа озон вследствие облъчването с електронен лъч от електронния ускорител 30. В резултат част от N0 в димния газ се окислява до NOj и концентрацията на N0 и N0₂ в димния газ става съответно 500 ppm и 205 ppm.

След смесването на димния газ с охлаждащия въздух 59 получената газова смес се компримира с помощта на нагнетателния вентилатор 10 и се подава към кулата за газова абсорбция 7, където (както на фиг. 6) абсорбиращата течност се разпръсква с помощта на помпата за рециркулация 20. В резултат около 80 % от SO_X и около 70 % от NO₂, съдържащи се в постъпилия в кулата 7 димен газ, се абсорбират от абсорбиращата течност. Абсорбират се също така и NH₃ и прахообразният продукт и се събират в абсорбиращата течност. Обработеният димен газ 33 се изпуска от горния край на кулата за газова абсорбция 7 в атмосферата. Той съдържа 60 ppm SO_X, 110 ppm NO_X (50 ppm NO и 60 ppm NO₂), 5 ppm NH₃ и 20 mg/NM³ прахообразен продукт.

В резултат на горната обработка се постига относително висока степен на десулфуриране - 97 %, при прилагане на електронен лъч с относително ниска доза от 2 kGy и при ниска концентрация на изпуснатия NH₃ - 5 ppm. Освен това, степента на денитриране се увеличава на около 65 %.

Както е показано на фиг. 6, абсорбиращата течност в кулата за газова абсорбция 7 се складира временно в резервоара за съхраняване на абсорбиращата течност 8, от който течността се източва към резервоара за съхраняване на водата за разпръскване 13 със скорост 13.0 1/h, а резервоарът за съхраняване на абсорбиращата течност 8 се допълва с промишлена вода 21 в количество, съответстващо на източената вода и изпарилата се и увлечена от димния газ вода по време на контактуването му с абсорбиращата течност. В резервоара за съхраняване на абсорбиращата течност 8 SO₃ ²’ се окислява до SO4²c въздух, доставян чрез аерационната дифузионна тръба 39 и с помощта на нагнетателния вентилатор 42. Стойността на pH на абсорбиращата течност се регулира в границите от 3 до 5 чрез подаване на NH3 с помощта на дифузионната тръба 16. В същото време общата концентрация на йоните, получени от SO_X, NO_X и NH₃ вследствие абсорбирането от абсорбиращата течност, е около 16 мас.%. 13.5 Ι/h източена вода от охлаждащата кула за газ 3 и 13.0 Ι/h източена течност от кулата за газова абсорбция 7 се подават към резервоара за съхраняване на водата за разпръскване 13 и в същия резервоар през дифузионната тръба 16 се подава NH₃, за да регулира стойността на pH на водата за разпръскване в границите от 3 до 5. Амониевите съединения се разтварят в разпръскваната вода, след което те се изсушават и превръщат в твърди частици при изпаряването на водата. В резултат се получава прахообразен продукт, който се събира в електростатичния утаител 6 заедно с реакционния прахообразен продукт.

На фиг. 8 е показана част от схема на друг пример за окисляване на SO₃ ²' до SO₄ ²', извършвано в абсорбиращата течност, която циркулира и се използва в кула за газова абсорбция.

Показаното на фиг. 8 съоръжение работи по същия начин, както това на фиг. 6, с тази разлика, че част от абсорбиращата течност се източва в съд за аерация 44 и SO₃ ²’, съдържащ се в абсорбиращата течност, се окислява до SO₄ ²· с помощта на въздух, доставян от нагнетателния вентилатор 42 чрез аерационната дифузионна тръба 39. След това източената абсорбираща течност се връща обратно в резервоара 8 чрез помпа 45.

Съгласно втория аспект на настоящото изобретение чрез регулиране на показателите на процеса, като например количеството на впръсквания NH₃ в участъка за впръскване на амоняк, се регулира необходимото съотношение на SO_X и NH₃, останали в димния газ, който се изпуска от участъка, в който се провежда процесът с използване на електронен лъч. Също така чрез осигуряване на кула за газова абсорбция, разположена по посока на движението на газовия поток в крайната част на споменатия участък, SO_X се абсорбира от абсорбиращата течност заедно с NH₃. По този начин може да се увеличи концентрацията на солите в абсорбиращата течност и да се намали количеството на отпадъчната вода, която се отвежда извън системата. Също така концентрацията на изпуснатия амоняк може да се намали, като освен NH₃ не е необходимо използването на други химични вещества, например сярна киселина, в резултат на което се улеснява обработването на отработили газове.

Съгласно трети аспект на настоящото изобретение преди впръскването на NH₃ в димния газ, съдържащ SO_X, газът се привежда в контакт с охлаждаща вода, а след извличане то на амониевите съединения, получени в резултат на реакцията между SO_X и NH₃, димният газ се привежда в контакт с абсорбираща течност, за да се отстрани останалият NH₃, съдържащ се в димния газ. При това част от охлаждащата вода се източва и използва като вода за доливане към абсорбиращата течност.

Когато димният газ, съдържащ SO_X, се приведе в контакт с охлаждаща вода, част от SO_X в димния газ се разтваря във водата под формата на SO₃ ²· или SO4²’, в резултат на което стойността на pH на охлаждащата вода се намалява под 7. От друга страна, както беше описано по-горе, когато димният газ, от който в участъка за впръскване на амоняк са извлечени реакционните продукти, се приведе в контакт с абсорбиращата течност с цел абсорбиране на нереагиралия амоняк, концентрацията на NH4⁺ в абсорбиращата течност постепенно се увеличава и стойността на pH на течността се увеличава. Водата за доливане, чието количеството съответства на това на източената вода плюс количеството на изпарилата се вода, се подава към абсорбиращата течност и ако охлаждащата вода, контактуваща с димния газ, се използва като вода за доливане, повишаването на стойността на pH на абсорбиращата течност може да се спре. По този начин може да се предотврати намаляването на ефективността на абсорбиране на съдържащия се в димния газ NH₃ от абсорбиращата течност.

Както беше описано по-горе, ефектът от намаляването на стойността на pH при разтварянето на SO_X в абсорбиращата течност под формата на SO₄ ² е по-голям в сравнение със случая, при който SOX се разтваря под формата на SO3²'. От това следва, че ефектът от предотвратяването на намаляването на ефективността при абсорбирането на NH3, когато е разтворен SO₄ ²', също е голям. Поради това SO3² в охлаждащата вода се окислява до SO4², например чрез аерация, и тази охлаждаща вода се използва като вода за доливане, с което значително се увеличава ефектът от предотвратяване на намаляването на ефективността при абсорбиране на NH₃.

От друга страна, при провеждане на процеса на впръскване на амоняк намаляването на температурата на димния газ води до повисока реакционна способност при извършването на реакцията между SO_X и впръсквания

NH₃. Поради това е желателно при осъществяването на контакта между димния газ и охлаждащата вода да се постигне колкото е възможно по-ниска температура на димния газ. Предпочита се да се увеличи количеството на охлаждащата вода, която контактува с димния газ, което се осъществява чрез рециркулация на охлаждащата вода. В този случай част от рециркулиращата охлаждаща вода може да се източи и тази източена вода да се използва като вода за доливане към абсорбиращата течност. По този начин чрез източване на част от рециркулиращата охлаждаща вода може да се предотврати неограниченото увеличаване на концентрацията на прегрята пара в охлаждащата вода и да се осигури използването й.

В отработилите димни газове, получени при изгарянето на въглища или тежко масло в котли, концентрацията на SO_X в димния газ обикновено е в границите от 100 ppm до няколко хиляди ppm. SO_X с концентрация от няколко ppm до няколко десетки ppm се отстранява от охлаждащата вода, която рециркулира и се използва. Ако не се използва облъчване с електронен лъч, в участъка за впръскване на амоняк, като се изключи секторът за контакт с абсорбиращата течност, обикновено остава NH₃ в количество от сто и няколко десетки ppm до няколко стотици ppm. Съдържанието на NH₃ намалява до няколко ppm - няколко десетки ppm чрез контактуване с абсорбиращата течност. Тъй като теоретично SO₄ ²·, съответстващ на 1 ppm SOX, може да реагира с около 2 ppm NH3, SO3^2_ и/или SO4²’, разтворени в охлаждащата вода (дори когато SO3²' в охлаждащата вода се окислява до SO4² ) не са в достатъчно количество, за да реагират с NH₃, абсорбиран в абсорбиращата течност.

За да се компенсира този недостиг, може да се подава сярна киселина като добавка към водата за доливане, съдържаща част от източената охлаждаща вода. Съгласно изобретението в този случай количеството на добавяната сярна киселина може да се намали в сравнение с конвенционалната технология. Алтернативно, чрез облъчване на димния газ с електронен лъч след впръскването на амоняк, концентрацията на останалия в димния газ NH₃ след извличането на реакционния продукт може да се намали до такива стойности, които могат да се отстранят чрез реакция с SO₃ ²‘ и/ или SO/^-, съдържащи се във водата за доливане, включваща част от източената охлаждаща вода. При това, чрез намаляване на количеството на NH₃, който се впръсква в димния газ в участъка за впръскване на амоняк, концентрацията на амоняк в димния газ преди контактуването му с абсорбиращата течност се намалява, концентрацията на останалия SO_X се увеличава, част от SO_X се разтваря в абсорбиращата течност и получените SO/ и/или SO/ способстват за предотвратяване на увеличаването на стойността на pH. По този начин количеството на сярната киселина може да се намали.

Пример 3. Третият аспект на настоящото изобретение ще бъде описан с помощта на примери, показани на фигури 9-11.

Пример 3-1. На фиг. 9 е показана схема на един пример на съоръжение за обработване на димен газ съгласно третия аспект на настоящото изобретение.

1500 Nm’/h димен газ, съдържащ 1500 ppm SO_X, получен в котела 1, се охлажда до 150°С в топлообменника 2, след което се подава в охлаждащата кула 3. В нея се разпръсква рециркулираща охлаждаща вода с помощта на помпата за рециркулация 9, в резултат на което димният газ се охлажда до 60°С и 50 ppm от SO_X, съдържащи се в димния газ, се абсорбират от охлаждащата вода. Изпуснатият от охлаждащата кула 3 димен газ се подава към реактора 4.

Рециркулиращата охлаждаща вода постепенно се събира във водосъбирателя в долната част на охлаждащата кула 3 и с помощта на нагнетателния вентилатор 41 през аерационната дифузионна тръба 52 в охлаждащата вода се подава въздух, за да се окисли съдържащият се в нея SO/· до SO/-. Рециркулиращата охлаждаща вода от охлаждащата кула 3 се източва към резервоара за съхраняване на абсорбиращата течност 8 със скорост 60 Ι/h и се долива промишлена вода 21 в количество, съответстващо на количеството на източената вода и количеството на изпарената или увлечена с димния газ вода при контактуването на рециркулиращата вода с димния газ. По такъв начин се поддържа постоянно ниво на рециркулиращата охлаждаща вода във водосъбирателя в долната част на охлаждащата кула 3 и стойност на pH около 1.

От резервоара за съхраняване на амо няк 11 се подава 2.9 kg/h газообразен NH₃, който се смесва в тръбния смесител 14 с 11 Nm³/ h сгъстен въздух, подаван от компресора 12. Получената газова смес се подава към двуфлуидната дюза 5 и се разпръсква заедно с 19 1/h промишлена вода 21 под формата на двуфлуидна смес. В същото време NH₃ от газовата смес частично се разтваря в промишлената вода, от което следва, че водата се разпръсква в газа под формата на капчици от амонячен разтвор.

Чрез разпръскването на двуфлуидната смес, състояща се от промишлена вода и газова смес от амоняк и въздух, концентрацията на SO_X в димния газ се намалява до 160 ppm и димният газ съдържа 10.3 kg/h прахообразен вторичен продукт с основен компонент амониев сулфат и 210 ppm остатъчен NH₃. Този димен газ се подава към електростатичния утаител 6, където 99.7 % от вторичния продукт 34, съдържащ се в димния газ, се отделя от него и събира, а димният газ се подава в кулата за газова абсорбция 7 след компримиране с помощта на нагнетателния вентилатор 10.

Абсорбиращата течност, подавана от резервоара 8 чрез помпата за рециркулация 20, се разпръсква от върха на кулата за газова абсорбция 7. В резервоара за съхраняване на абсорбиращата течност 8 се долива вода 48, включваща част от източената охлаждащата вода от охлаждащата кула 3, и се добавя сярна киселина 54 в количество, което регулира стойността на pH на абсорбиращата течност на около 2. Част от абсорбиращата течност 49 се източва от разклонение в циркулационния тръбопровод за абсорбиращата течност, като с това се поддържа постоянно ниво на течността в резервоара за съхранение на абсорбиращата течност 8.

В кулата за газова абсорбция 7 съдържанието на SO_X в димния газ 33 се намалява до 150 ppm, а на NH₃ - до 10 ppm. Част от вторичния прахообразен продукт, съдържащ се в димния газ, се задържа от абсорбиращата течност, в резултат на което концентрацията на прах в димния газ намалява на 20 mg/h. При тази операция количеството на подаваната сярна киселина 54 е средно 0.5 kg/h, а източената вода 49, съдържаща около 1 % амониеви съединения, съставени главно от амониев сулфат, се изпуска извън системата със скорост 40 1/h.

Пример 3-2. На фиг. 10 е показана схема на друг пример на съоръжение за обработване на димен газ съгласно третия аспект на настоящото изобретение.

1500 Nm³/h димен газ, съдържащ 1500 ppm SO_X, получен в котела 1, се охлажда до 150°С в топлообменника 2, след което се подава в охлаждащата кула 3. В нея се разпръсква рециркулираща охлаждаща вода с помощта на помпата за рециркулация 9, в резултат на което димният газ се охлажда до 60°С и 30 ppm от SO_X, съдържащи се в димния газ, се абсорбират от охлаждащата вода. Изпуснатият от охлаждащата кула 3 димен газ се подава към реактора 4.

Рециркулиращата охлаждаща вода постепенно се събира във водосъбирателя в долната част на охлаждащата кула 3, от който охлаждащата вода се източва със скорост 36 Ι/h към съд за окисление 53, а към охлаждащата кула 3 се долива промишлена вода 21 в количество, съответстващо на количеството на източената вода и количеството на изпарената или увлечена с димния газ вода при контактуването на рециркулиращата вода с димния газ. По такъв начин се поддържа постоянно ниво на рециркулиращата охлаждаща вода във водосъбирателя в долната част на охлаждащата кула 3 и стойност на pH около 1.5. С помощта на нагнетателния вентилатор 41 през аерационната дифузионна тръба 52 към охлаждащата вода в съда за окисление 53 се подава въздух, в резултат на което съдържащият се в нея SO/- се окислява до SO/·. Тази охлаждаща вода се подава към резервоара за съхранение на абсорбиращата течност 8.

От резервоара за съхранение на амоняк 11 се подава 2.6 kg/h газообразен NH₃, който се смесва в тръбния смесител 14 с 11 Nm³/h) сгъстен въздух, подаван от компресора 12. Получената газова смес се подава към двуфлуидната дюза 5 и се разпръсква заедно с 18 1/h промишлена вода 21 под формата на двуфлуидна смес. В същото време NH₃ от газообразната смес частично се разтваря в промишлената вода, от което следва, че водата се разпръсква в газа под формата на капчици от амонячен разтвор.

Чрез разпръскването на двуфлуидната смес, състояща се от промишлена вода и газова смес от амоняк и въздух, концентрацията на SO_X в димния газ се намалява до 250 ppm и димният газ съдържа 9.8 kg/h прахообразен вторичен продукт с основен компонент амониев сулфат и 120 ppm остатъчен NH₃. Този димен газ се подава към електростатичния утаител 6, където 99.7 % от вторичния продукт, съдържащ се в димния газ, се отделя от него и събира, а димният газ се подава в кулата за газова абсорбция 7 след компримиране с помощта на нагнетателния вентилатор 10.

Абсорбиращата течност, подавана от резервоара 8 чрез помпата за рециркулация 20, се разпръсква от върха на кулата за газова абсорбция 7. Към резервоара за съхранение на абсорбиращата течност 8 се долива вода 48, съдържаща част от източената охлаждащата вода от охлаждащата кула 3. От друга страна, източената течност 49 се отвежда със скорост 40 Ι/h. В резервоара за съхранение на абсорбиращата течност 8 се поддържа постоянно ниво на течността чрез подаване на промишлена вода 21 в количество, което се получава чрез изваждане на количеството на долятата вода 48 от сумата на количеството на източената вода и това на изпарилата се вода в абсорбционната кула. Сярна киселина 54 се добавя за регулиране на стойността на pH на абсорбиращата течност на около 2.

В кулата за газова абсорбция 7 съдържанието на SO_X в димния газ 33 се намалява до 225 ppm, а на NH₃ - до 10 ppm. Част от вторичния прахообразен продукт, съдържащ се в димния газ, се задържа от абсорбиращата течност, в резултат на което концентрацията на прах в димния газ намалява на 20 mg/h. При тази операция стойността на pH на абсорбиращата течност е около 2.5, а източената вода 49, съдържаща около 1 % амониеви съединения, съставени главно от амониев сулфат, се изпуска извън системата със скорост 20 1/h.

Пример 3-3. На фиг. lie показана схема на друг пример на съоръжение за обработване на димен газ съгласно третия аспект на настоящото изобретение.

1500 Nm³/h димен газ, съдържащ 850 ppm SO_X, получен в котела 1, се охлажда до 150°С в топлообменника 2, след което се подава в охлаждащата кула 3. В нея се разпръсква рециркулираща охлаждаща вода с помощта на помпата за рециркулация 9, в резултат на което димният газ се охлажда до 60°С и 15 ppm от SO_X, съдържащи се в димния газ, се абсорби рат от охлаждащата вода. Изпуснатият от охлаждащата кула 3 димен газ се подава към реактора 4.

Рециркулиращата охлаждаща вода постепенно се събира във водосъбирателя в долната част на охлаждащата кула 3, от който охлаждащата вода се източва със скорост 18 1/h към съд за окисление 53, а към охлаждащата кула 3 се долива промишлена вода 21 в количество, съответстващо на количеството на източената вода и количеството на изпарената или увлечена с димния газ вода при контактуването на рециркулиращата вода с димния газ. По такъв начин се поддържа постоянно ниво на рециркулиращата охлаждаща вода във водосъбирателя в долната част на охлаждащата кула 3 и стойност на pH около 1.5. В съда за окисление 53 с помощта на нагнетателния вентилатор 41 през аерационната дифузионна тръба 52 към охлаждащата вода се подава въздух, в резултат на което съдържащият се в нея SO3²' се окислява до SO/·. Тази охлаждаща вода се подава към резервоара за съхранение на абсорбиращата течност 8.

От резервоара за съхранение на амоняк 11 се подава 1.7 kg/h газообразен NH₃, който се смесва в тръбния смесител 14 с 9 Nm³/h сгъстен въздух, подаван от компресора 12. Получената газова смес се подава към двуфлуидната дюза 5 и се разпръсква заедно с 16 1/h промишлена вода 21 под формата на двуфлуидна смес. В същото време NH₃ от газовата смес частично се разтваря в промишлената вода, от което следва, че водата се разпръсква в газа под формата на капчици от амонячен разтвор.

След разпръскването на двуфлуидната смес, състояща се от промишлена вода и газова смес от амоняк и въздух, димният газ се облъчва от електронния ускорител 30 с електронен лъч от 5 kGy. В резултат концентрацията на SO_X в димния газ се намалява до 55 ppm и димният газ съдържа 6.2 kg/h прахообразен вторичен продукт с основен компонент амониев сулфат и 60 ppm остатъчен NH₃. Този димен газ се подава към електростатичния утаител 6, където 99.7 % от вторичния продукт, съдържащ се в димния газ, се отделя от него и събира, а димният газ се подава в кулата за газова абсорбция 7 след компримиране с помощта на нагнетателния вентилатор 10.

Абсорбиращата течност, подавана от ре зервоара 8 чрез помпата за рециркулация 20, се разпръсква от върха на кулата за газова абсорбция 7. Към резервоара за съхранение на абсорбиращата течност 8 се долива вода 48, съдържаща част от източената охлаждащата вода от охлаждащата кула 3, която се подлага на аерационна обработка в съда за окисление 53 преди да се подаде към резервоара 8. От друга страна, част от абсорбиращата течност се източва и тази източена течност 49 се отвежда от циркулационния тръбопровод за абсорбиращата течност чрез разклонение, като с това се поддържа постоянно ниво на течността в резервоара за съхранение на абсорбиращата течност 8.

В кулата за газова абсорбция 7 съдържанието на SO_X в димния газ 33 се намалява до 40 ppm, а на NH₃ - до 10 ppm. Част от вторичния прахообразен продукт, съдържащ се в димния газ, се задържа от абсорбиращата течност, в резултат на което концентрацията на прах в димния газ намалява на 20 mg/h. При тази операция стойността на pH на абсорбиращата течност е около 3, а източената вода 49, съдържаща около 3.5 % амониеви съединения, съставени главно от амониев сулфат, се изпуска извън системата със скорост 5 1/h.

Съгласно третия аспект на настоящото изобретение са осигурени метод и съоръжение за обработване на димен газ с цел отстраняване на SO_X чрез впръскване на NH₃ в димния газ, съдържащ SO_X, при които количеството на отпадъчната вода, изведена извън системата, и крайната концентрация на изпуснатия амоняк могат да се намалят, без да е необходимо да се използват други химични вещества освен NH₃, като например сярна киселина, или се използват химични вещества в малки количества.

Съгласно четвъртия аспект на настоящото изобретение преди впръскването на амоняк в димния газ, съдържащ SO_X, димният газ се привежда в контакт с топлообменна повърхност, охлаждана до температура, не повече от температурата на насищане с вода в димния газ, а след извличането на амониевите съединения, получени при реакцията на SO_X с NH₃, останалият NH₃, съдържащ се в димния газ, се отстранява чрез привеждане на димния газ в контакт с абсорбираща течност. Кондензационната вода, получена на топлообменната повърхност, се използва като вода за доливане към абсорбиращата течност.

Когато димният газ, съдържащ SO_X, се приведе в контакт с топлообменна повърхност, охлаждана до температура, не повече от температурата на насищане с вода в димния газ, част от водата, съдържаща се в димния газ, кондензира и част от SO_X в димния газ се разтваря в тази кондензационна вода под формата на SO₃ ²· или SO4²·, поради което стойността на pH на кондензационната вода обикновено е 1 до 2. От това следва, че ако кондензационната вода се използва като вода за доливане към абсорбиращата течност, се предотвратява увеличаването на стойността на pH на абсорбиращата течност, с което може да се предотврати и намаляването на ефективността на абсорбиране на МН3 в димния газ от абсорбиращата течност.

Както беше описано по-горе, ефектът от намаляването на стойността на pH, когато SO_X е разтворен в абсорбиращата течност под формата на SO₄ ² , е по-голям, в сравнение със случая, при който SOX е разтворен като SO3² . От това следва, че ефектът от предотвратяването на намаляването на ефективността при абсорбиране на NH3, когато е разтворен SO₄ ² , също е голям. Поради това SO3² в кондензационната вода се окислява до SO4²·, например чрез аерация, и тази кондензационна вода се използва за доливане, за да увеличи значително ефекта от предотвратяване на намаляването на ефективността при абсорбцията на NH₃.

Пример 4. Четвъртият аспект на настоящото изобретение ще бъде описан с помощта на пример, илюстриран на фиг. 12.

Фиг. 12 представлява схема, показваща един пример на съоръжение за обработване на димен газ съгласно четвъртия аспект на настоящото изобретение.

Димен газ, съдържащ SO_X и получен в котела 1, се подава към топлообменника 2, снабден с контактна повърхност, която се охлажда до температура, не повече от температурата на насищане с вода в димния газ. Част от съдържащата се в газа вода кондензира в топлообменника 2. Получената кондензационна вода се съхранява в резервоар за кондензационна вода 55 и към охлаждащата вода се подава въздух през аерационна дифузерна тръба 52 и с помощта на нагнетателен вентилатор за аерация 41, в резултат на което SO₃ ²·, съ държащ се в кондензационната вода, се окислява до SO₄ ²'. Същевременно газообразен NH₃, доставян от резервоара за съхранение на амоняк 11, се смесва в тръбния смесител 14 с въздух, подаван под налягане от компресора 12, и получената газова смес се подава към двуфлуидната дюза 5. Газовата смес се разпръсква заедно с промишлена вода 21 под формата на двуфлуидна смес. В същото време NH₃ в газовата смес се разтваря частично в промишлената вода, от което следва, че водата се разпръсква под формата на капчици от амонячен разтвор.

Изпускания от реактора 4 димен газ се подава в електростатичния утаител 6, където прахообразните амониеви съединения, чийто основен компонент е амониев сулфат, получени при реакцията на SO_X с NH₃, се отделят от димния газ и събират, след което димният газ се подава в кулата за газова абсорбция 7 след компримиране чрез нагнетателния вентилатор 10.

Абсорбиращата течност, съхранявана в резервоара 8, се разпръсква от върха на кулата за газова абсорбция 7 чрез помпата за рециркулация 20. От резервоара за кондензационна вода 55 към резервоара за съхранение на абсорбиращата течност 8 се подава кондензационната вода, а източваната вода 49 се изпуска със скорост 40 Ι/h. В резервоара за съхранение на абсорбиращата течност 8 се поддържа постоянно ниво на течността чрез подаване на промишлена вода 21 в количество, получено чрез изваждане на количеството на кондензационната вода от количеството на източената вода плюс това на изпарилата се в абсорбционната кула вода. Освен това, към абсорбиращата течност се подава сярна киселина 54 за регулиране на стойността на pH на около 2.

Съгласно петия аспект на настоящото изобретение е осигурено устройство за регулиране на стойността на pH чрез газообразен NH₃, което включва входен канал за подаване на воден разтвор преди регулиране на стойността на pH на този разтвор; изпускателен канал за отвеждане на водния разтвор след регулиране на стойността на pH на разтвора; резервоар за регулиране на стойността на pH, снабден със средство за дифузия на амоняк във водния разтвор, разположено в резервоара; pH-метър за измерване на стойността на pH на водния разтвор, разположен в резервоара за регулиране на pH; тръба за снабдяване с амоняк, снабдена с регулиращ вентил, чиято степен на отваряне се контролира на базата на сигнал, подаван от рН-метъра.

Обикновено при конвенционалния метод за регулиране стойността на pH се добавя алкално съединение към водния разтвор. В този случай алкалното съединение обикновено се разтваря във вода, в резултат на което се получава алкален воден разтвор и този разтвор се добавя към водния разтвор, на който трябва да се регулира стойността на pH (по-долу наричана течност за регулиране на стойността на pH).

Когато при конвенционалната технология алкалното съединение е NH₃, той се разтваря във вода, за да се получи амонячен воден разтвор, който се прибавя към течността за регулиране стойността на pH. Този амонячен воден разтвор се използва за регулиране на стойността на pH на абсорбиращата течност в съоръжение за десулфуриране с амоняк в течна среда, в което SO_X се абсорбира и отстранява чрез привеждане на съдържащ SO_X газ (например отработил газ от котли) в контакт с абсорбираща течност, съдържаща NH/, чиято стойност на pH се регулира в определени граници.

NH₃ се произвежда като чист втечнен амоняк в промишлен процес и обикновено се пренася под формата на втечнен амоняк или газообразен NH₃ (компримиран газ). NH₃ се получава чрез изпаряване на втечнен амоняк в мястото, където се използва. От това следва, че при регулиране на стойността на pH с амонячен воден разтвор е необходима технологична екипировка за производство на амонячен воден разтвор чрез разтваряне на NH3 във вода, а също така и съоръжения за получаване и съхраняване на NH₃. По-специално, в инсталация с горивно устройство, като например котел, в която се използва съоръжение за десулфуриране с амоняк в течна среда и регулирането на стойността на pH се извършва с амонячен воден разтвор, в много случаи не може да се осигури достатъчно място за съоръжението за десулфуризиране. В тези случаи технологичната екипировка за производството на амонячен воден разтвор е извън инсталацията и разтворът (обикновено около 20 мас.%) се пренася отвън. В тези случаи е на лице проблем, който се състои в това, че масата за транспортиране на водния разтвор на амоняк е около пет пъти по-голяма в сравнение с чистия втечнен амоняк, което увеличава транспортните разходи.

Освен това в много случаи самата течност за регулиране на стойността на pH се подлага на регулиране на pH, а след това - на обработване, например филтруване. Във връзка с това възниква проблем, който се състои в следното: регулирането на стойността на pH с воден разтвор на амоняк е свързано с използването на вода, което води до увеличаване на количеството течност по време на процеса на регулиране на стойността на pH и необходимост от по-голяма пропускателна способност на приспособленията за преминаване на течността през тях за следващия етап на процеса за регулиране на pH.

Съгласно настоящото изобретение, когато NH₃ се доставя и съхранява като газообразен амоняк, резервоарът за съхраняване на амоняк и приспособленията за дифузия на амоняк са свързани с тръбопровода за доставка на газообразен амоняк и стойността на pH на течността за регулиране на pH може да се регулира, без да е необходима специална технологична екипировка за производство на воден разтвор на амоняк, както при конвенционалната технология.

Когато NH₃ се пренася и съхранява под формата на втечнен амоняк, ако амонячният карбуратор има по-проста конструкция в сравнение с технологичната екипировка за производство на воден разтвор на амоняк, амонячният карбуратор или съд за газообразен амоняк, разположен в долния край на амонячния карбуратор, и средството за дифузия на амоняк са свързани с газопровода за снабдяване с газообразен амоняк с цел да се улесни регулирането на стойността на pH на самата течност за регулиране на pH.

Съгласно настоящото изобретение, тъй като само NH₃ се впръсква в течността за регулиране на pH и за целта не се използва вода, количеството на течността не се увеличава по време на регулирането на стойността на pH и няма необходимост от обработка, например филтриране, в следващия етап на процеса на регулиране на pH, с което се увеличава пропускателната способност на устройството при преминаване на течността през него.

В устройството за регулиране на pH съгласно изобретението като средство за дифузия на амоняк се използва дифузионна тръба, изготвена от порест материал с много малки пори, с което се осигурява добро разтваряне на газообразния NH3 в течността за регулиране на pH. Тази пореста тръба може да се изготви от керамичен материал, по-специално от порцелан от двуалуминиев триоксид. Диаметърът на порите предимно е в границите от 10 до 500 μπι.

В устройството за регулиране на pH съгласно изобретението в качеството на регулиращ вентил се използва впускателен и спирателен вентил. Той се отваря при сигнал, когато pH-метърът отчете настроената минимална стойност, и се затваря при отчитане на настроената максимална стойност. Стойността на pH на течността за регулиране на pH може да се поддържа между настроената максимална стойност или малко по-висока от нея и настроената минимална стойност или малко по-ниска от нея.

Когато тръбопроводът за подаване на газообразен амоняк е снабден с такъв впускателен и спирателен вентил, свързан с резервоара за съхраняване на газообразния амоняк или съда за газообразен амоняк, както беше описано по-горе, налягането в тях обикновено е в границите от около 0.5 до 1.0 МРа, от което следва, че когато впускателният и спирателен вентил е отворен, ΝΗ₃ се впръсква в течността и стойността на pH на течността за регулиране на pH надхвърля значително настроената максимална стойност. Това е сериозен проблем, когато стойността на pH на самата течност за регулиране на pH се нуждае от прецизно регулиране.

За да се избегне този проблем, ако входната страна на впускателния и спирателен вентил, т.е. ако тръбопроводът за снабдяване с газообразен амоняк е свързан с резервоара за съхранение на газообразния амоняк или съда за газообразен амоняк, се осигурява средство за регулиране на налягането на газообразния ΝΗ₃, разположено между впускателния и спирателен вентил и резервоара за съхранение на газообразния амоняк или съда за газообразен амоняк. Като средство за регулиране на налягането може да се използва автоматичен вентил за понижаване на налягането. По-специално, когато е необходимо прецизно регулиране на стойността на pH, е възможно да се осигури средство, като например иглен вентил, за намаляване на налягането на газообразния NH₃ на изходната страна на вентила, т.е. между вентила за понижаване на налягането и средството за дифузия на амоняк.

Като средство за регулиране на налягането може да се използва и съд за намаляване на налягането на газа, снабден с механизъм за поддържане на постоянно налягане в резервоара. Такъв съд е снабден с автомат за налягане, който подава сигнал към впускателния и спирателен вентил, когато установи настроената максимална или минимална стойност.

Когато средството за дифузия на амоняк е пореста дифузионна тръба от порцелан от двуалуминиев триоксид, е желателно налягането на газообразния NH₃ в дифузионната тръба да се регулира в границите: налягане на водата в мястото, където е разположена дифузионната тръба, + 0.1 kPa до 50 kPa.

Устройството за регулиране на стойността на pH съгласно настоящото изобретение е приложимо за абсорбиращото устройство, в което се отстранява и абсорбира SO_X чрез привеждане на газа, съдържащ SO_X (например отработил газ от котли) в контакт с абсорбираща течност, съдържаща NH/. Тъй като абсорбиращата течност обикновено циркулира в устройството за абсорбция на димен газ, стойността на pH на абсорбиращата течност постепенно се увеличава, поради поглъщането на SO_X. В този случай, за да се предотврати намаляването на ефективността при абсорбцията на SO_X, е необходимо да се поддържа стойността на pH на абсорбиращата течност в определени граници, като за целта може да се използва устройството за регулиране на стойността на pH съгласно изобретението.

В абсорбционния апарат за димен газ стойността на pH на абсорбиращата течност се регулира в резервоар за регулиране на pH, разположен отделно от абсорбционния апарат, в който димният газ, съдържащ SO_X, контактува с абсорбиращата течност. Алтернативно, може да се осигури колекторен участък за съхраняване на абсорбиращата течност, разположен в долната част на абсорбционния апарат, в който стойността на pH на абсорбиращата течност се измерва с помощта на рН-метър, след което директно в течността дифундира газообразен NH₃. В този случай колекторният участък за абсорбиращата течност представлява резервоар за регулиране на pH съгласно настоящото изобретение.

Петият аспект на настоящото изобретение ще бъде описан с помощта на фигури 13 и 14.

На фигури 13 и 14 са показани схеми на абсорбционен апарат за димен газ, в които се използва едно примерно приспособление за регулиране на pH на абсорбиращата течност с газообразен амоняк съгласно настоящото изобретение.

На фигурите с цифрата 101 е обозначена абсорбционна кула за димен газ, със 102 резервоар за регулиране на стойността на pH, със 103 - разпръскваща дюза, със 104 - дифузионна тръба за амоняк, със 105 - бъркалка, със 106 - помпа за рециркулация на абсорбиращата течност, със 107 - сепаратор за водна мъгла, със 108 - рециркулираща абсорбираща течност, със 109 - димен газ, подаван към входен отвор (преди обработката), със 110 - димен газ, отвеждан от изпускателен отвор (след обработката), и с цифрите от 111 до 120 система за подаване на газообразен амоняк.

Съгласно фиг. 13 димен газ 109, който постъпва през входен отвор в долната част на абсорбционната кула 101, се привежда в контакт с рециркулиращата абсорбираща течност 108, разпръсквана чрез дюзата 103, разположена в горната част на кулата 101, в резултат на което SO_X, съдържащ се в димния газ, се абсорбира от абсорбиращата течност 108. Очистеният газ 110 преминава през сепаратора за водна мъгла 107, разположен в горната част на абсорбционната кула 101, и се изпуска в атмосферата.

Рециркулиращата абсорбираща течност 108 се изпуска откъм дъното на абсорбционната кула 101, подава се към резервоара за регулиране на стойността на pH 102 (в който дълбочината на водата е под 1 т) и в абсорбиращата течност се впръсква и разтваря газообразен амоняк с помощта на порестата порцеланова дифузерна тръба 104, разположена в резервоара 102.

NH₃ в резервоара за съхраняване на амоняк 111 е под формата на втечнен амоняк, който се превръща в газ чрез индиректен топлообмен с водна пара 123 в карбуратор за амоняк 112 и този газообразен амоняк се съхранява в събирател 113 под налягане в грани ците от 0.3 до 0.8 МРа. Събирателят за газообразен амоняк 113 е свързан с дифузионната тръба 104 чрез тръбопровод, снабден с автоматичен вентил за намаляване на налягането 114, иглен вентил 115 и електромагнитен впускателен и спирателен вентил 116. Електромагнитният впускателен и спирателен вентил 116 се отваря или затваря от сигнал, подаван от рНметър 117 за абсорбиращата течност 108, разположен в резервоара за регулиране на стойността на pH 102.

рН-метърът 117 подава сигнал за отваряне, когато приборът установи състояние, при което рециркулиращата абсорбираща течност 108 достигне настроената минимална стойност (обикновено настройката е на стойност на pH, равна на около 2 до 5), и подава сигнал за затваряне, когато рН-метърът 117 показва настроената максимална стойност (обикновено настройката е на стойност на pH, равна на около 5 до 8). За да се проведе измерването прецизно, разтворът в резервоара за регулиране на стойността на pH 102 се разбърква в достатъчна степен с помощта на бъркалката 105.

В автоматичния вентил за намаляване на налягането 114 стойността на вторичното налягане се настройва на около 10 до 100 kPa, а след това налягането на газообразния NH₃ се намалява с помощта на игления вентил 115, който регулира налягането в дифузионната тръба 104 в границите от 10 до 50 kPa.

Абсорбиращата течност 108, чиято стойност на pH се регулира в резервоара 102, с помощта на помпата за рециркулация 106 се подава към разпръскващата дюза 102, разположена в горната част на абсорбиращата кула 101, а част от абсорбиращата течност 108 се отвежда извън системата - източена вода 122. Към резервоара за регулиране на стойността на pH 102 се долива вода 121 с помощта на механизъм за регулиране нивото на водата (включващ нивопоказател и регулиращ вентил), за да се компенсира източената вода и загубите от изпаряване на вода, преминала в димния газ. Източената вода 122 и долятата вода 121 осигуряват задържането на концентрацията на соли и прегрята пара в рециркулиращата абсорбираща течност под определено ниво.

Съгласно фиг. 14 димен газ 109, постъпващ в абсорбционната кула 101 през входен отвор, разположен в долната част на ку лата, се привежда в контакт с рециркулиращата абсорбираща течност 108, разпръсквана от дюза 103, разположена в горната част на кулата. Абсорбиращата течност поглъща и отстранява SO_X от димния газ. Очистеният газ 110 преминава през сепаратора за водна мъгла 107, разположен в горния край на абсорбционната кула 101, и се изпуска в атмосферата.

Рециркулиращата абсорбираща течност 108 се съхранява в колекторен участък за абсорбираща течност 102’ (дълбочината на водата е по-малка от 1 т), намиращ се в долната част на абсорбционната кула 101, към който се подава газообразен амоняк, който се впръсква в абсорбиращата течност чрез порестата дифузионна тръба 104, разположена в колекторния участък за абсорбиращата течност 102’ и изготвена от порцелан. Амонякът се разтваря в абсорбиращата течност и регулира pH на течността.

NH₃ се съхранява под формата на газ в резервоара за газообразен амоняк 111’ при налягане в границите от 0.3 до 0.8 МРа. Резервоарът за газообразен амоняк 11Г е свързан с дифузионната тръба 104 чрез тръбопровод за снабдяване с амоняк, снабден с първи електромагнитен впускателен и спирателен вентил 118, съд за намаляване на налягането на газа 119 и втори електромагнитен впускателен и спирателен вентил 116. Вторият електромагнитен впускателен и спирателен вентил 116 се отворя или затваря при сигнал, подаван от рН-метъра 117 за измерване на стойността на pH на рециркулиращата абсорбираща течност 108, разположен в колекторния участък за абсорбиращата течност 102’.

рН-метърът 117 подава сигнал за отваряне, когато приборът установи състояние, при което рециркулиращата абсорбираща течност 108 достигне настроената минимална стойност (обикновено настройката е на стойност на pH, равна на около 2 до 5), и подава сигнал за затваряне, когато рН-метьрът 117 показва настроената максимална стойност (обикновено настройката е на стойност на pH, равна на около 5 до 8). За да се проведе измерването и регулирането на стойността на pH прецизно, разтворът в колекторния участък за абсорбиращата течност 102’ се разбърква в достатъчна степен с помощта на бъркалката 105. Първият електромагнитен впускателен и спирателен вен тил 118 се отваря или затваря чрез автомат за налягане 120, свързан със съда за намаляване на налягането на газа 119, в който налягането се регулира в границите от 10 до 50 kPa. По този начин налягането на NH₃ в дифузионната тръба за амоняк 104 се регулира на 10 до 50 kPa.

Абсорбиращата течност 108, чиято стойност на pH се регулира в устройството за регулиране на pH, с помощта на помпата за рециркулация 106, се подава към разпръскващата дюза 103, разположена в горната част на абсорбционната кула 101, а част от абсорбиращата течност 108 се отвежда извън системата - източена вода 122. Към колекторния участък за абсорбиращата течност 102’ се долива вода 121 с помощта на механизъм за регулиране нивото на водата (включващ нивопоказател и регулиращ вентил), за да се компенсира източената вода и загубите на вода от изпаряване, преминала в димния газ. Източената вода 122 и долятата вода 121 осигуряват поддържането на концентрацията на соли и прегрята пара в рециркулиращата абсорбираща течност под определено ниво.

Съгласно петия аспект на настоящото изобретение при горното съоръжение NH₃ се подава в резервоара за регулиране на стойността на pH директно, без да се използва предварително разтваряне на NH₃ и получаване на воден разтвор на амоняк. От това следва, че съоръжението е икономично от гледна точка на екипировка.

Промишлена приложимост

Настоящото изобретение е подходящо за обработване на димен газ, като SO_X, съдържащ се в отработил димен газ, получен от различни горива като въглища или нефт, може да се отстрани от газа при постигане на висока ефективност.

Claims (10)

1. Метод за обработване на димен газ за отстраняване на серните оксиди от него чрез използване на амоняк, при който амонякът се впръсква в димния газ, съдържащ серни оксиди, които реагират с амоняка до получаване на амониеви съединения, включващи амониев сулфат, и след извличане на получените амониеви съединения от димния газ той се при вежда в контакт с абсорбираща течност за отстраняване на остатъчните серни оксиди и/или амоняк, съдържащи се в димния газ, характеризиращ се с това, че след впръскването на амоняк и преди извличането на амониевите съединения димният газ се облъчва с електронен лъч, който се подава към димния газ като преминава през метално фолио, охлаждано с въздух, а след охлаждането на този въздух той се впръсква в димния газ, преди контактуването му с абсорбиращата течност.

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че абсорбиращата течност циркулира и се използва, докато окислените сулфитни йони се разтворят в нея.

3. Метод съгласно претенция 1 или 2, характеризиращ се с това, че количеството на амоняка, който се впръсква в димния газ, се регулира така, че стойността на pH на абсорбиращата течност да е 8 или по-ниска, без да се добавя киселинно вещество.

4. Метод съгласно всяка от претенциите от 1 до 3, характеризиращ се с това, че стойността на pH на абсорбиращата течност се регулира чрез подаване на амоняк в нея.

5. Метод съгласно претенция 4, характеризиращ се с това, че подаването на амоняк в абсорбиращата течност се осъществява чрез дифузия на газообразен амоняк в течността.

6. Метод съгласно всяка от претенциите от 1 до 5, характеризиращ се с това, че димният газ се привежда в контакт с охлаждаща вода преди впръскването на амоняк в газа и част от охлаждащата вода, която е била в контакт с димния газ, се източва, след което източената вода се подава към абсорбиращата течност като вода за доливане в същото състояние или след окисление на разтворените в нея сулфитни йони.

7. Метод съгласно всяка от претенциите от 1 до 6, характеризиращ се с това, че преди впръскването на амоняк в димния газ той се привежда в контакт с топлообменна повърхност, която се охлажда до температурата на насищане с вода в димния газ, и след това кондензационната вода върху топлообменната повърхност се източва изцяло или частично и се подава като вода за доливане към абсорбиращата течност в същото състояние или след окисление на разтворените в източената вода сулфитни йони.

8. Метод съгласно всяка от претенциите от 1 до 7, характеризиращ се с това, че част от абсорбиращата течност се източва и източената вода се разпръсква в димния газ преди или едновременно с впръскването на амоняк, или след впръскването на амоняк, или след смесване на източената вода с амоняк.

9. Съоръжение за обработване на димен газ за отстраняване на серните оксиди в газа чрез използване на амоняк, включващо устройство (5) за впръскване на амоняк в димния газ, съдържащ серни оксиди, реактор (4), в който впръскваният, амоняк реагира със серните оксиди, устройство за извличане на получените амониеви съединения, включващи амониев сулфат и апарат за газова абсорбция (7) за привеждане на димния газ в контакт с абсорбираща течност след етапа на извличане, характеризиращо се с това, че реакторът е снабден с прозорец, включващ метално фолио за преминаване на електронен лъч през него и облъчване на намиращия се в реактора (4) димен газ с електронния лъч, при това металното фолио (46) се охлажда с въздух (58), след което този въздух се охлажда и се впръсква в димния газ преди контактуването му с абсорбиращата течност.

10. Съоръжение съгласно претенция 9, характеризиращо се с това, че апаратът за газова абсорбция (7) включва механизъм за рециркулация на абсорбиращата течност (20) и механизъм за окисление на сулфитните йони в абсорбиращата течност.

11. Съоръжение съгласно претенция 9 или 10, характеризиращо се с това, че апаратът за газова абсорбция (7) включва устройство за регулиране на стойността на pH на абсорбиращата течност чрез впръскване на амоняк в течността.

12. Съоръжение съгласно претенция 11, характеризиращо се с това, че устройството за регулиране на стойността на pH на абсорбиращата течност се състои от захранващ канал за подаване на воден разтвор преди регулирането на стойността на pH; изпускателен канал за отвеждане на водния разтвор след регулиране на стойността на pH; резервоар за регулиране на стойността на pH, снабден с дифузор за разпръскване на газообразен амоняк във водния разтвор, разположен в резервоара, и тръба за подаване на амоняк към дифузора, снабдена с регулиращ вентил.

13. Съоръжение съгласно претенция 11 или 12, характеризиращо се с това, че устройството за впръскване на амоняк включва дифузионна тръба (19), изготвена от порест материал, чрез която газообразният амоняк дифундира в абсорбиращата течност.

14. Съоръжение съгласно всяка от претенциите от 9 до 13, характеризиращо се с това, че допълнително включва охлаждащо устройство (3) за привеждане в контакт на димния газ, съдържащ серни оксиди, с охлаждаща вода (21) преди впръскването на амоняк, като охлаждащото устройство (3) е снабдено със средство за циркулация (9) и използване на охлаждаща вода, тръба за източване на част от охлаждащата вода, свързана с тръба за подаване на вода за доливане към апарата за газова абсорбция (7).

15. Съоръжение съгласно всяка от претенциите от 9 до 13, характеризиращо се с това, че допълнително включва топлообменник, снабден с топлообменна повърхност, ох- лаждана до температура, не повече от температурата на насищане с вода в димния газ, съдържащ серни оксиди, преди впръскването на амоняк в газа, и тръба за отвеждане на 5 кондензационната вода, образувана на повърхността на топлообменника, контактуваща с газа, като споменатата тръба е свързана с тръба за подаване на вода за доливане към апарата за газова абсорбция.

10 16. Съоръжение съгласно всяка от претенциите от 9 до 15, характеризиращо се с това, че апаратът за газова абсорбция е снабден с тръба за източване на абсорбиращата течност и приспособление за разпръскване на 15 източената абсорбираща течност, разположено по посока на движение на газовия поток преди, на същото място или след устройството за впръскване на амоняк.