CS250218B2

CS250218B2 - Method of flue gases cleaning and equipment for realization of this method

Info

Publication number: CS250218B2
Application number: CS467682A
Authority: CS
Inventors: Finn Andersson
Original assignee: Desco K S
Priority date: 1982-06-23
Filing date: 1982-06-23
Publication date: 1987-04-16

Abstract

Podle tohoto řešení se z kouřových plynů nejdříve odstraní podíl pevných částic, přičemž potom se kouřové plyny vedou do první zkrápěcí zóny, ve které se do kouřových plynů rozstřikuje přerušovaně vodná kapalina, dále do tepelného výměníku, kterým je dvoustupňový tepelný výměník, a ve kterém se teplota kouřových plynů ochladí na 20 až 30 °C, přičemž dochází k nepřímé tepelné výměně s teplovýměnným médiem a k omývání teplovýměnných ploch tepelného výměníku, případně se vodou filmem alkalické kapaliny, a potom druhou rozstřikovací zónou, ve které se do nich opět rozstřikuje vodná kapalina. Dále se kouřové plyny přivádí do kontaktu s kapalinou neutralizující kyselinu sírovou a případně k další neutralizaci, eventuálně se z těchto plynů odstraňují v odlučovači kapky. Při provádění tohoto: postupu dojde k účinnému odstranění zejména oxidu siřičitého až na 0 až 2 % hmotnosti z původního obsahu, přičemž je postup ekonomičtější než dosud prováděné postupy.According to this solution, the flue gases first removing the proportion of solid particles, whereby then the flue gases go to the first spraying zone in which to smoke gas is sprayed intermittently, further into a heat exchanger by which is a two-stage heat exchanger, and in which the flue gas temperature is cooled to 20 to 30 ° C with indirect heat exchange with heat exchange medium a to wash heat exchange heat surfaces exchanger, possibly with alkaline water liquid, and then a second spray zone in which it is sprayed again aqueous liquid. Further, the flue gases contact with neutralizing liquid sulfuric acid and possibly others neutralization, possibly from these gases removed in the separator. In doing this: the procedure will be effective especially the removal of sulfur dioxide Up to 0 to 2% by weight of original content whereas the process is more economical than procedures to date.

Description

Vynález se týká způsobu čištění kouřových .plynů z topných zařízení, jako například zařízení používající plynových hořáků, při kterém se nejdříve z kouřových plynů odstraní pevné částice, jako například popílek, a potom se kouřová plyny zpracují promýváním, přičemž se odstraní chemické nečistoty, zejména oxid siřičitý. Vynález se rovněž týlká zařízení k provádění tohoto postupu.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for cleaning flue gases from heating apparatus, such as a gas burner, in which solid particles such as fly ash are first removed from the flue gases, and then the flue gases are scrubbed to remove chemical impurities, particularly oxide sulfurous. The invention also relates to an apparatus for carrying out this process.

Z dosavadního stavu techniky je známo velké množství postupů, při kterých se čistí kouřové plyny jak od pevných částic, tak od oxidů dusíku a oxidu siřičitého, a rovněž tak jsou známé postupy, při kterých se využívá tepla kouřových plynů. Dosavadní známá zařízení umožňují odstranit asi 90 % oxidu siřičitého, z kouřových plynů. Zbývající množství oxidu siřičitého způsobuje, že kouř unikající do atmosTérického vzduchu je zvláště agresivní. Tyto kouřové plyny se vypouštějí s teplotou asi 60 až 70 ^CC.A large number of processes are known in the art to purify flue gases from both solid particles and from nitrogen oxides and sulfur dioxide, as well as processes using the heat of the flue gases. The prior art devices make it possible to remove about 90% of the sulfur dioxide from the flue gases. The remaining amount of sulfur dioxide makes the smoke escaping into the atmospheric air particularly aggressive. These flue gases are discharged at a temperature of about 60 to 70 ^° C.

cílem uvedeného vynálezu je vyvinout postup, který by umožnil snížit množství oxidu siřičitého o 98 až 100 % a současně ochladit plyny téměř na teplotu -místnosti.It is an object of the present invention to provide a process which makes it possible to reduce the amount of sulfur dioxide by 98 to 100% while at the same time cooling the gases to almost room temperature.

Podstata způsobu čištění kouřových plynů z topných zařízení, při kterém se nejdříve odstraní z těchto plynů v podstatě veškerý podíl pevných částic, jako například popílek, a potom se oxid siřičitý odstraňuje z tohoto plynu promýváním vodnou kapalinou, podle uvedeného- vynálezu spočívá v tom, že se tyto kouřové plyny zbavené pevných částic vedou do první zkrápěcí zóny, ve které se do těchto plynů rozstřikuje přerušovaně vodná kapalina, kouřové plyny a kapalina se odvádí do tepelného výměníku, ve kterém se teplota těchto -kouřových plynů zchladí na 29 až 30 °C nepřímou tepelnou výměnou -s teplovýměnným médiem, přičemž kapalina omývá teplovýměnné plochy tohoto tepelného výměníku, potom se případně vedou, kouřové plyny filmem alkalické kapaliny, jako například vápenným mlékem, načež se plyny vedou druh-ou zkrápěcí zónou, ve které se do nich rozstřikuje vodná kapalina, a potom se vedou do kontaktu s kapalin-ou neutralizující kyselinu -sírovou a vypouštějí se do atmosféry nebo k dodatečné neutralizaci.The principle of the flue gas purification process of a heating apparatus, wherein substantially all of the solids, such as fly ash, is first removed from the gases, and then the sulfur dioxide is removed from the gas by washing with an aqueous liquid according to the invention. the particulate-free flue gases are passed to a first spraying zone in which aqueous liquid is sprayed intermittently, the flue gases and liquid are discharged to a heat exchanger in which the temperature of the flue gases is cooled to 29-30 ° C by indirect by heat exchange with a heat exchange medium, wherein the liquid washes the heat exchange surfaces of the heat exchanger, then optionally the flue gases are passed through an alkaline liquid film such as lime milk, followed by a second spraying zone in which aqueous liquid is sprayed , and pot They are then contacted with a sulfuric acid neutralizing liquid and discharged into the atmosphere or for additional neutralization.

Podstata zařízení k provádění tohoto postupu podle vynálezu spočívá v tom, že sestává z jednotky na oddělování pevných částic, -ke které je připojena zkrápěcí a tep1-Dvýměn-ná jednotka, která je tvořena první zkrápěcí jednotkou a dvoustupňovým výměníkem tepla. Tento dvoustupňový výměník tepla sestává z vysokoteplotního výměníku a nízkoteplotního výměníku. Za touto zkrápěcí a teplový-měnnou jednotkou je případně zařazena jednotka pro kontaktování plynů s alkalickou, kapalinou. Dále následuje druhá zkrápěcí jednotka a za touto druhou zkrápěcí jednotkou je zařazen zásobník pro zachycování kapaliny ze zkrápěcích jednotek a z jednotky pro kontaktování plynů s alkalickou kapalinou. K výstupu z tohoto- zásobníku je případně napojena neutralizační jednotka a odlučovač kapek.The principle of the apparatus according to the invention consists in that it consists of a solids separation unit to which a sprinkler and heat exchange unit is connected, which consists of a first sprinkler unit and a two-stage heat exchanger. This two-stage heat exchanger consists of a high-temperature exchanger and a low-temperature exchanger. Optionally downstream of this sprinkler and heat exchange unit is a unit for contacting gases with an alkaline liquid. Next, a second sprinkler unit is followed by a second sprinkler unit downstream of a container for collecting liquid from the sprinkler units and from the gas contacting unit with the alkaline liquid. A neutralization unit and a droplet separator are optionally connected to the outlet of this container.

Postupem podle uvedeného vynálezu se dosáhne vyčištění kouřových plynů v takovém -rozsahu, že vypouštěný plyn je porovnatelný s atmosférickým vzduchem. Podíl oxidu siřičitého a kyseliny sírové je takřka úplně odstraněn, to znamená, že zbývá z jejích původního obsahu pouze 0 až 2 %. Ve vypouštěných -kouřových plynech zůstává pouze malé množství dusíku a oxidu uhličitého, přičemž vzhledem k výše uvedenému není nutno stavět vysoké komíny a , je tak možno zcela eliminovat náklady na jejich stavbu. Současně je možno zcela využít tepla kouřových plynů pro topné účely ochlazováním těchto plynů na 20 až 30 °C, neboť pro vypouštění těchto kouřových plynů není nutno dodržet dosavadní používanou teplotu asi alespoň 150 až 160 ^QC. Tuto vysokou teplotu bylo nutno dodržet u postupů, podle dosavadního stavu techniky z toho důvodu, aby -obsah -kyseliny sírové v kouřových plynech nepůsobil v komíně agresivně. Tento účinek je způsoben spolupůsobením různých kapalin a velkým snížením teploty, kterému se kouřové plyny během provádění postupu podle vynálezu vystaví. Snížení teploty částečně vyčištěných kouřových plynů po prvním zkrápění vodnou kapalinou způsobuje silný urychlující účinek na konverzi oxidu siřičitého SOz na kyselinu siřičitou H2SO3 a oxidu sírového SO3 na kyselinu sírovou H-.SO-. Účinkem filmu alkalické kapaliny je možno -dosáhnout neutralizace předtím vzniklé kyseliny sírové a oxidace přítomných oxidů dusíku. Další zkrápění vodnou kapalinou umožňuje konverzi zbývajícího množství oxidu siřičitého a oxidu sírového na kyselinu siřičitou a kyselinu sírovou, které se odstraňují průchodem kapalinou neutralizující kyselinu sírovou v zásobníku ještě pře-d vypuštěním těchto kouřových plynů do atmosféry. Vyčištěné kouřové plyny se mohou popřípadě vést přídavným zařízením k neutralizaci kyseliny sírové. Nízká teplota ochlazených kouřových plynů umožňuje podstatné zvýšení množství oxidu siřičitého absorbovaného v daném množství vodné kapaliny přicházející v úvahu. Při obvyklém absorbování oxidu siřičitého za tepoty 0 °C ve vodě se absorpce provádí při těchto poměrech: 1 díl vody na 80 dílů oxidu siřičitého, přičemž každý vzestup teploty o 20 °C způsobuje, že se počet absorbovaných dílů oxidu siřičitého sníží na polovinu. Teplota 20 až 30 °C kouřových plynů tak umožňuje značné zvýšení množství oxidu siřičitého, které je možno absorbovat vodnou kapalinou ve srovnání s -dosud známými zařízeními -podle dosavadního -stavu techniky, přičemž spotřeba vodné kapaliny je relativně nízká ve srovnání s běž5 .3 3 9 nými zkrápšcími jednotkami pracujícími za teplot v rozmezí od 70 do 80 ^CC.The process of the present invention achieves the purification of the flue gases to such an extent that the exhaust gas is comparable to atmospheric air. The proportion of sulfur dioxide and sulfuric acid is almost completely eliminated, that is to say, only 0 to 2% of its original content remains. Only small amounts of nitrogen and carbon dioxide remain in the discharged flue gases, and in view of the above, it is not necessary to build high chimneys and thus the construction costs can be completely eliminated. Simultaneously it is possible to fully utilize the heat of the flue gas for heating purposes by cooling the gases to from 20 to 30 ° C, as for the discharge of the flue gases is not necessary to keep current used by at least a temperature of about 150-160 ^Q C. This high temperature was necessary to observe in practice According to the prior art, the sulfuric acid content of the flue gases does not act aggressively in the chimney. This effect is due to the co-action of various liquids and the great reduction in temperature to which the flue gases are exposed during the process of the invention. The lowering of the temperature of the partially purified flue gases after the first sprinkling with an aqueous liquid causes a strong accelerating effect on the conversion of sulfur dioxide SO2 to H2SO3 and sulfur dioxide SO3 to H2 SO4. By the action of the alkaline liquid film, neutralization of the previously formed sulfuric acid and oxidation of the nitrogen oxides present can be achieved. Further spraying with an aqueous liquid allows the remaining sulfur dioxide and sulfur trioxide to be converted to sulfuric acid and sulfuric acid, which are removed by passing the sulfuric acid neutralizing liquid in the reservoir before discharging the flue gases into the atmosphere. The cleaned flue gases may optionally be passed through an additional sulfuric acid neutralization device. The low temperature of the cooled flue gases allows for a substantial increase in the amount of sulfur dioxide absorbed in a given amount of aqueous liquid under consideration. With the usual absorption of sulfur dioxide at 0 ° C in water, the absorption is carried out at the following ratios: 1 part water to 80 parts sulfur dioxide, each temperature increase of 20 ° C causing the number of parts of sulfur dioxide to be absorbed to be halved. Thus, the temperature of 20 to 30 ° C of the flue gases allows a considerable increase in the amount of sulfur dioxide that can be absorbed by the aqueous liquid compared to prior art devices, while the consumption of the aqueous liquid is relatively low compared to conventional. 9 sprinkler units operating at temperatures ranging from 70 to 80 ^° C

Ve výhodném provedení postupu podle vynálezu se kouřové plyny společně s kapalinou z první zkrápění zóny vedou společně ve vertikálním směru dolů tepelným výměníkem, přičemž se dále v tomto směru kontaktují s filmem alkalické kapaliny a s kapalinou ve druhé zkrápěcí zóně. Výhodné je rovněž provedení, při kterém se jako kapaliny v první a ve druhé zkrápěcí zóně používá směsi vody a peroxidu vodíku. Dále je výhodné provedení, při kterém se vodná kapalina ve druhé zkrápěcí zóně rozstřikuje do kouřových plynů v protisměru k průtoku tohoto· plynu.In a preferred embodiment of the process, the flue gases together with the liquid from the first sprinkling zone are routed together in a vertical downward direction through a heat exchanger, further contacting in this direction with the alkaline liquid film and the liquid in the second sprinkling zone. Also preferred is an embodiment wherein mixtures of water and hydrogen peroxide are used as the liquid in the first and second sprinkling zones. Further, it is preferred that the aqueous liquid in the second spraying zone is sprayed into the flue gases in the opposite direction to the flow of the gas.

V případě zařízení podle uvedeného vynálezu je výhodné, jestliže je jednotka na kontaktování plynů s alkalickou kapalinou tvořenou nátokovým potrubím a kuželovitým kotoučem spojeným s elektromotorem. Rovněž je výhodné uspořádání, při kterém jsou první zkrápěcí jednotka, dvoustupňový výměník tepla, jednotka pro kontaktování plynů s alkalickou kapalinou a druhá zkrápěcí jednotka, umístěny vertikálně nad sebou, přičemž nahoře je umístěna první zkrápěcí jednotka.In the case of the device according to the invention, it is preferable that the unit for contacting the gases with an alkaline liquid formed by the inlet pipe and a conical disk connected to the electric motor. Also preferred is an arrangement in which the first sprinkler unit, the two-stage heat exchanger, the alkaline liquid contacting unit, and the second sprinkler unit are positioned vertically one above the other, with the first sprinkler unit located at the top.

Pomocí uvedeného výměníku tepla je možno ohřívat například vodu, kterou je možno využít pro místní dodávku teplé vody nebo pro parní kotel, a rovněž tak je možno tento výměník využít pro předehřívání vzduchu pro spalování. Předehřívání vzduchu pro spalování zlepšuje proces hoření, přičemž toto zlepšení odpovídá asi 1,4 % při zvýšení teploty vzduchu, který je přiváděn ke spalování, o 10 ’°C. Ztráta tepla je u tohoto zařízení podle vynálezu přitom velmi malá ve srovnání se ztrátou, která nastává u podobných zařízení, vybavených komínem. Při provádění postupu podle uvedeného vynálezu se spotřebuje menší množství kapaliny ve srovnání s dosud používanými postupy, což umožňuje zkonstruování menšího a kompaktnějšího zařízení k provádění tohoto postupu. Kromě toho vyšší účinnost čištění vztažená na 1 m³ kouřových plynů a účinné využití tepla snižují provozní náklady.By means of said heat exchanger, it is possible, for example, to heat water which can be used for local hot water supply or for a steam boiler, and also to heat the air for combustion. Preheating the combustion air improves the combustion process, which corresponds to about 1.4% with an increase in the temperature of the air to be incinerated by 10 ° C. The heat loss in this device according to the invention is very small in comparison with the loss that occurs in similar devices equipped with a chimney. A smaller amount of liquid is consumed in the process of the present invention compared to the processes used hitherto, which allows the construction of a smaller and more compact device for carrying out the process. In addition, higher scrubbing efficiency per m ^{3 of} flue gas and efficient heat recovery reduce operating costs.

Při provádění postupu podle vynálezu se kouřové plyny vedou první zkrápěcí zónou, ve které se do nich rozstřikuje vodná kapalina, a potom se odvádí tyto plyny společně s použitou vodnou kapalinou v podstatě vertikálním směrem dolů do výměníku tepla a ke kontaktování s filmem alkalické kapaliny a k vyčištění ve druhé zkrápěcí zóně. Při této variantě postupu podle vynálezu se účinně využije zemské gravitace a dosáhne se zvláště dobrého přestupu tepla do tepelného výměníku.In carrying out the process of the invention, the flue gases are passed through a first spraying zone in which aqueous liquid is sprayed therein, and then the gases together with the spent aqueous liquid are discharged substantially vertically down to the heat exchanger and contacting the alkaline liquid film and cleaning. in the second sprinkling zone. In this variant of the process according to the invention, the Earth's gravity is effectively used and a particularly good heat transfer to the heat exchanger is achieved.

Při provádění postupu podle vynálezu je možno jako kapaliny pro první a druhé zkrápění, jak již bylo uvedeno, použít směs vody a peroxidu vodíku, přičemž při tomto provedení se dosahuje zvláště účinné oxidace oxidu siřičitého na oxid sírový.In the process according to the invention, as mentioned above, a mixture of water and hydrogen peroxide can be used as the first and second sprinkling liquids, in which case a particularly effective oxidation of sulfur dioxide to sulfur trioxide is achieved.

Při provádění postupu podle vynálezu je zvláště výhodné, jestliže se rozstřikování kapaliny vo druhé zkrápěcí zóně provádí ve směru opačném ke směru průtoku zpracovávaných kouřových plynů.In carrying out the process according to the invention, it is particularly advantageous if the spraying of the liquid in the second spraying zone is carried out in a direction opposite to the flow direction of the treated flue gases.

Zařízení podle vynálezu tvoří jednotka na oddělování pevných částic, ve které je zajištěno odstraňování pevných částic, jako je například popílek, a teplovýměnná jednotka, před kterou je první zkrápěcí jednotka k odstraňování především oxidu siřičitého z kouřových plynů, přičemž tato zkrápěcí a teplovýměnná jednotka je spojena s neutralizační jednotkou. Zařízení podle vynálezu je charakterizováno tím, že tato zkrápěcí a teplovýměnná jednotka pro odstraňování především oxidu siřičitého sestává ve směru průtoku plynů z první zkrápěcí jednotky, ve které se provádí zihčování procházejících kouřových plynů rozstřikovanou vodnou kapalinou, a z dvoustupňového výměníku tepla, ve kterém se snižuje teplota kouřových plynů na 20 až 30 ^CC, kierý je tvořen výměníkem tepla pro vysoké teploty a výměníkem tepla pro nízké teploty, přičemž výměník tepla pro vysoké teploty je upraven k přenosu tepla z kouřových plynů do vody, která se využívá jako napájecí voda pro parní kotel nebo· jako místní dodávka teplé vody, a výměník tepla pro nízké teploty je upraven pro přenos tepla z kouřových plynů do vzduchu, který se potom zavádí ke spalování. Za dvoustupňovým výměníkem tepla je umístěna jednotka pro kontaktování přiváděných plynů s filmem přiváděné alkalické kapaliny, jako například vápenného mléka nebo mléka z chlorového vápna, druhá zkrápěcí jednotka, ve které se do· procházejících kouřových plynů rozstřikuje vodná kapalina, a na výstupním konci zařízení je zařazen zásobník, opatřený výstupem, ve kterém je shromažďována kapalina ze zkrápěcích jednotek a z jednotky pro kontaktování kouřových plynů s alkalickou kapalinou, přičemž v tomto zásobníku jsou kouřové plyny nuceny projít kapalinou v zásobníku před jejich vypouštěním do atmosféry.The device according to the invention comprises a particulate separation unit in which the removal of solid particles such as fly ash is provided and a heat exchange unit, in front of which a first sprinkler unit is removed to remove mainly sulfur dioxide from the flue gases, the sprinkler and heat exchange unit being connected with neutralization unit. The device according to the invention is characterized in that the scrubbing and heat exchange unit for removing mainly sulfur dioxide consists of a first scrubbing unit in which the flue gases are sprayed with the sprayed aqueous liquid and a two-stage heat exchanger in which the temperature is reduced flue gas at 20 to 30 ^° C, consisting of a high-temperature heat exchanger and a low-temperature heat exchanger, the high-temperature heat exchanger being adapted to transfer heat from the flue gases to the water used as feed water for the steam boiler or · as a local hot water supply, and the low temperature heat exchanger is adapted to transfer heat from the flue gases to the air, which is then introduced for combustion. Downstream of the two-stage heat exchanger, there is a unit for contacting the feed gases with a film of the supplied alkaline liquid, such as lime milk or chlorine lime milk, a second spraying unit in which aqueous liquid is sprayed into the flue gases passing through; a container having an outlet in which liquid is collected from the sprinkler units and from the flue gas contacting unit with the alkaline liquid, in which container the flue gases are forced to pass through the liquid in the container before being discharged into the atmosphere.

Zařízení k čištění kouřových plynů podle uvedeného vynálezu, popsané shora, pracuje velmi účinným způsobem, přičemž jestliže se použije příslušných čidel a regulačních prostředků, je možno dosáhnout velmi spolehlivého chodu tohoto zařízení. V této souvislosti je třeba poznamenat, že kouřové plyny, jak již bylo uvedeno, se nejprve čistí od pevných složek, jako je například popílek. Toto čištění se může provádět mnoha různými postupy, například pomocí odlučovačů k oddělování částic, které mají formu multicyklónu nebo filtrů. V případě zpracování plynů, které pocházejí ze spalování topného oleje, se jednotka na oddělování částic může nahradit emulgačním zařízením umístěným před olejovým hořákem. V tomto emulgačním zařízení se voda emulguje v .? 5 O 2 1 8 oleji o sobě známým způsobem, přičemž se změní povrchové napětí oleje a do hořáku se přivádí každá kapka oleje rozptýlená do asi 10 až 20 kapiček. Tímto způsobem se dosáhne lepšího rozdělení na jemné částice olej během spalování, což umožňuje, aby veškeré částice uhlíku vymizely z kouřových plynů a dosáhlo se optimálního' spalování.The flue gas purification apparatus of the present invention described above operates in a very efficient manner, and by using appropriate sensors and control means, a very reliable operation of the apparatus can be achieved. In this context, it should be noted that, as already mentioned, the flue gases are first purified from solids, such as fly ash. This purification can be carried out in many different ways, for example by means of particle separators in the form of multicyclones or filters. In the case of treatment of gases that come from the combustion of fuel oil, the particle separation unit may be replaced by an emulsifier located upstream of the oil burner. In this emulsifier, water is emulsified in water. The oil surface tension is changed and each drop of oil dispersed into about 10 to 20 droplets is fed to the burner. In this way, a better separation into fine oil particles is achieved during combustion, allowing all carbon particles to disappear from the flue gases and to achieve optimum combustion.

Podle vynálezu je možno výměník tepla pro vysoké teploty konstruovat tak, aby bylo dosaženo snížení teploty kouřových plynů na asi 70 až 80 °C a výměník tepla pro nízké teploty tak, aby se dosáhlo dalšího snížení teploty kouřových plynů na asi 20 až 30 °C, čímž se dosáhne zvláště účinného využití tepla. Ve výhodném provedení podle vynálezu je možno první zkrápěcí jednotku kouřových plynů, dvoustupňový tepelný výměník, jednotku pro kontaktování kouřových plynů s alkalickým filmem a druhou zkrápěcí jednotku umístit postupně nad sebou v podstatě vertikálním směrem, přičemž se první zkrápěcí jednotka umístí nejvýše.According to the invention, the high temperature heat exchanger can be designed to achieve a flue gas temperature reduction to about 70-80 ° C and a low temperature heat exchanger to further reduce the flue gas temperature to about 20 to 30 ° C, thereby achieving a particularly efficient use of heat. In a preferred embodiment of the invention, the first scrubber unit, the two-stage heat exchanger, the alkaline film flue gas contacting unit, and the second scrubber unit may be positioned one above the other in a substantially vertical direction, with the first sprinkler unit positioned at most.

Postup a zařízení podle uvedeného vynálezu budou v dalším detailněji objasněny s pomocí připojených výkresů, přičemž na obr. 1 je schematicky znázorněno zařízení k čištění kouřových plynů podle vynálezu, a na obr. 2 je znázorněn příčný průřez částí zařízení podle obr. 1.The process and apparatus of the present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which FIG. 1 is a schematic illustration of a flue gas cleaning apparatus according to the invention, and FIG. 2 shows a cross section of parts of the apparatus of FIG.

Zařízení k čištění kouřových plynů ilustrované na obr. 1 je tvořeno postupně jednotkou 1 na oddělování pevných částic, zkrápěcí a teplovýměnnou jednotkou 2 pro odstraňování zejména oxidu siřičitého a pro využití tepla kouřových plynů, dále neutrallzátorem 3 a odlučovačem kapek, jako je například cyklónový odlučovač kapek, přičemž tento odlučovač je označen vztahovou značkou 4. Z tohoto odlučovače 4 odcházejí kouřové plyny přímo do atmosTéry. Neutralizační jednotka nebo· popřípadě pouze spodní část zkrápěcí a teplovýměnné jednotky 2 je dole připojena k separátoru 5, ve kterém se odděluje vápenné mléko používané v neutralizační jednotce a spolupůsobící při neutralizaci kyseliny sírové v kouřových plynech, od síranu vápenatého, což probíhá běžně známým způsobem. Hydratovaný síran vápenatý se odstraňuje, zatímco zbývající vápenné mléko· se vrací potrubím 6 a používá se zpětně v uvedené neutralizační jednotce, popřípadě se k tomuto recyklovanému podílu přidává čerstvá vápenné mléko. V ilustrovaném provedení je spodní část zkrápěcí a teplovýměnné jednotky 2 spojena, jak bylo uvedeno, s neutralizační jednotkou 3 vedením 7, přičemž kapalina shromážděná ve spodní části zkrápěcí a teplovýměnné jednotky 2 se odvádí do neutralizační jednotky 3. Vzhledem k tomu, že spojení zařízení podle vynálezu s neutralizátorem je provedeno pouze za účelem dosažení do nejúčinnější funkce tohoto zařízení, je možno rovněž použít varianty, kdy vedení 7 slouží k přímému odvádění kapaliny do separátoru 5, který je běžně známého a používaného provedení. V odlučovači 4 kapek se odstraňují možné zbytky vápenného mléka z vyčištěných kouřových plynů před jejich vypouštěním do atmosféry.The flue gas cleaning apparatus illustrated in FIG. 1 consists of a particulate separation unit 1, a scrubbing and heat exchange unit 2 for removal of sulfur dioxide in particular and for the use of flue gas heat, a neutralizer 3 and a droplet separator such as a cyclone droplet separator. 4. The flue gas flows directly into the atmosphere from the separator. The neutralization unit or, optionally, only the lower part of the sprinkler and heat exchange unit 2 is connected downstream to a separator 5 in which the lime milk used in the neutralization unit and cooperating in the neutralization of sulfuric acid in the flue gases is separated from calcium sulphate. The hydrated calcium sulfate is removed while the remaining lime milk is returned via line 6 and is used again in said neutralization unit, or fresh lime milk is added to this recycled portion. In the illustrated embodiment, the lower part of the sprinkler and heat exchange unit 2 is connected, as mentioned, to the neutralization unit 3 via line 7, wherein the liquid collected at the bottom of the sprinkler and heat exchange unit 2 is discharged to the neutralization unit 3. The present invention with a neutralizer is provided solely for the purpose of achieving the most efficient operation of the device; variants may also be used wherein the conduit 7 serves to direct liquid into the separator 5, which is a commonly known and used embodiment. In the droplet separator 4 possible lime milk residues are removed from the purified flue gases before they are discharged into the atmosphere.

Na obr. 2 je znázorněn vertikální příčný průřez zkrápěcí a teplovýměnnou jednotkou 2 pro odstraňování zejména oxidu siřičitého a pro využití tepla kouřových plynů. Kouřové plyny odcházející z jednotky pro oddělování pevných částic se uvádí v první zkrápěcí jednotce 8 do kontaktu s rozstřikovanou vodnou kapalinou, přičemž tato zkrápěcí jednotka 8 je vstupní částí zařízení podle vynálezu. Za touto první zkrápěcí jednotkou 8 následuje dvoustupňový tepelný výměník, který je tvořen výměníkem tepla pro vysoké teploty (vysokoteplotní výměník) a výměníkem tepla pro nízké teploty (nízkoteplotní výměník], které jsou označeny: vysokoteplotní výměník 9 a nízkoteplotní výměník 10.FIG. 2 shows a vertical cross-section of the sprinkler and heat exchange unit 2 for removing mainly sulfur dioxide and utilizing the heat of the flue gases. The flue gases leaving the particulate separation unit are contacted in the first spraying unit 8 with the sprayed aqueous liquid, the spraying unit 8 being the inlet part of the device according to the invention. This first spraying unit 8 is followed by a two-stage heat exchanger consisting of a high-temperature heat exchanger (high-temperature exchanger) and a low-temperature heat exchanger (low-temperature exchanger), which are labeled: high-temperature exchanger 9 and low-temperature exchanger 10.

V malé vzdálenosti pod výměníkem 10 tepla pro nízké teploty je umístněn kuželový kotouč 11, všeobecně známého a používaného provedení, který se otáčí pomocí elektromotoru 12. Bezprostředně nad středem tohoto otáčejícího se kuželového kotouče 11 ústí potrubí 13 pro přivádění alkalické kapaliny, jako je například vápenné mléko nebo mléko z chlorovaného vápna, na otáčející se kuželovitý kotouč 11.At a short distance below the low temperature heat exchanger 10 is a conical disk 11, a known and used embodiment, which rotates by means of an electric motor 12. Immediately above the center of this rotating conical disk 11 is the mouth of a conduit 13 for supplying an alkaline liquid such as lime. milk or milk of chlorinated lime, on a rotating conical disc 11.

Zkrápěcí a teplovýměnné jednotka 2 je zakončena zásobníkem 15, vytvořeným zakřivením spodní částí zařízení, ve kterém se zachycuje kapalina z uvedených dvou zkrápěcích jednotek a z jednotky pro kontatkování kouřových plynů a alkalickou kapalinou (tvořenou v tomto provedení otáčejícím se kuželovým kotoučem 11). Vzhledem k takto vytvořené spodní části zařízení jsou kouřové plyny při vhodně regulované hladině kapaliny nuceny procházet kapalinou shromážděnou ve spodní zakřivené části, která tvoří zásobník 15, ještě předtím, než se odvádí výstupem 16 ze zařízení. Jak je znázorněno na tomto obr. 2, je zásobník 15 tvořený zakřivením spodní části zařízení zdola opatřen odvodem kapaliny, která se zde nashromáždila, což se provádí již uvedeným potrubím 7. Obě zkrápěcí jednotky 8, 14 kouřových plynů jsou libovolného vhodného provedení, které je vhodné ke zvlhčování procházejících kouřových plynů vodou obsahující peroxid vodíku. Směr průtoku kouřových plynů je naznačen pomocí v podstatě svislých šipek. V první zkrápěcí jednotce 8 se kouřové plyny zlhčují kapalinou, přičemž tyto plyny a kapalina se odvádí do vysokoteplotního výměníků 10, kde společně odevzdávají teplo vodě procházející trubkovým systémem tohoto výměníku, a takto· ohřátá voda se při2 5 O 2 1 3 vádí do parního kotle nebo slouží jako dodávka teplé vody pro místní účely.The sprinkler and heat exchange unit 2 is terminated by a reservoir 15 formed by a curvature of the lower part of the device in which the liquid from the two sprinkler units and the flue gas and alkaline liquid contacting unit (formed in this embodiment by a rotating conical disc 11) is collected. Due to the lower part of the apparatus thus formed, the flue gases at a suitably regulated liquid level are forced to pass through the liquid collected in the lower curved part that forms the reservoir 15 before being discharged through the outlet 16 of the apparatus. As shown in FIG. 2, the reservoir 15 formed by curving the lower part of the device from below is provided with a liquid drain which has accumulated therein, which is carried out by line 7 above. The two flue gas scrubbers 8, 14 are of any suitable design which is suitable for humidifying flue gases passing through with hydrogen peroxide-containing water. The flue gas flow direction is indicated by essentially vertical arrows. In the first sprinkler unit 8, the flue gases are humidified by the liquid, the gases and liquid being discharged to the high-temperature heat exchangers 10, where they collectively transfer heat to the water passing through the heat exchanger tubing. or serves as a hot water supply for local purposes.

Před přivedením do zkrápěcí a teplovýroěnné jednotky 2 mají kouřové plyny teplotu 200' až 260 °C a po průchodu výměníkem tepla pro vysoké teploty mají tyto kouřové plyny teplotu 70 až 80 ^C‘C, přičemž teplota vody ve výměníku tepla vzroste na 95 až 105 ^CC. Za výměníkem tepla pro vysoké teploty se kapalina a kouřové plyny odvádí do výměníku 9 tepla pro nízké teploty, který je ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu konstruován ve formě velkého počtu skleněných trubek, výhodně vyrobených z pyrexového skla, které je odolné vůči vysokým teplotám a vůči kyselině sírové. Atmosférický vzduch vstupuje do těchto skleněných trubek o teplotě 10 až 25 C a během průchodu výměníkem 9 tepla vzroste teplota tohoto vzduchu na 45 až 55 ^CC. Takto ohřátý vzduch je možno ve výhodném provedení použít jako spalovací vzduch. Ve výměníku 19 tepla pro nízké teploty je teplota procházejících kouřových plynů 20 až 30 °C. Mezi otáčejícím se kuželovým kotoučem 11 a stěnou zařízení, 'která má kuželovitý tvar, se kouřové plyny dostávají do styku s filmem vápenného mléka nebo mléka z chlorového vápna, vyouštěného z otáčejícího se kuželového kotouče 11, přičemž bezprostředně potom se přivádí do styku s rozstřikovanou kapalinou ve druhé zkrápěcí jednotce 14.Before being fed to the sprinkler and heat exchange unit 2, the flue gases are at a temperature of 200 ° C to 260 ° C and after passing through the high temperature heat exchanger, these flue gases are at a temperature of 70 to 80 ^° ^C. C. Downstream of the high temperature heat exchanger, the liquid and flue gases are discharged to a low temperature heat exchanger 9, which is preferably constructed in the form of a large number of glass tubes, preferably made of high temperature resistant pyrex glass. and against sulfuric acid. Atmospheric air enters these glass tubes at a temperature of 10 to 25 ° C and during passage through the heat exchanger 9 the temperature of this air increases to 45 to 55 ^° C. The air thus heated may advantageously be used as combustion air. In the low temperature heat exchanger 19, the temperature of the passing flue gases is 20 to 30 ° C. Between the rotating cone disk 11 and the wall of the device having a conical shape, the flue gases come into contact with a film of lime milk or chlorine lime milk discharged from the rotating cone disk 11, and immediately thereafter are brought into contact with the spray liquid. in the second sprinkler unit 14.

Během průchodu horní částí zkrápěcí a teplovýměnné jednotky 2, to jest částí zařízení, která je tvořena první zkrápěcí jednotkou 8 a výměníkem 9 tepla pro vysoké teploty, se část podílu oxidu siřičitého uvádí do styku s vodou, resp. vodnou kapalinou, z uvedené zkrápěcí jednotky 8, a převádí se na kyselinu siřičitou, zatímco další část oxidu siřičitého se oxiduje peroxidem vodíku na oxid sírový a potom se stykem s vodou převádí na kyselinu sírovou. Voda nebo vodná kapalina z první zkrápěcí jednotky 8 současně zajišťuje nepřetržité proplachování obou výměníků tepla. Během průchodu kouřových plynů částí zkrápěcí a teplovýměnné jednotky 2 představující výměník 10 tepla pro nízké teploty, se teplota kouřových plynů, jak již bylo uvedeno, snižuje asi na 20 až 30 Ί3. Při této· teplotě schopnost vody absorbovat oxid siřičitý prudce vzrůstá ve srovnání s pohtoovací schopností při vyšších teplotách. Při teplotě 20 -'C se v jednom objemu vody rozpustí 40 objemů oxidu siřičitého. Při uvedené teplotě se tedy dosahuje vysokého· stupně absorpce, přičemž spotřeba vody je velmi malá. Stykem kouřových plynů s filmem vápenného mléka nebo podobně, se značná část kyseliny sírové, která je nyní obsažena v kouřových plynech, neutralizuje, stejně jako se zachycuje a oxiduje přítomná část sloučenin dusíku. Při dalším zpracovávání kouřových plynů procházejí tyto plyny druhou zkrápěcí jednotkou 14, kde se pohlcuje zbývající množství oxidu siřičitého a oxidu sírového, přičemž se tento podíl oxiduje a převádí na kyselinu sírovou. V zásobníku 15, tvořeném zakřivením spodní části zařízení, se kouřové plyny uvádí do intenzivního styku s kapalinou obsahující vápno, přičemž tato kapalina neutralizuje zbývající kyselinu sírovou. Potom se kouřové plyny odvádí ze zařízení výstupem 18, přičemž v tomto místě kouřové plyny obsahují pouze od 0 do 2 % oxidu siřičitého. Toto neobvykle nízké množství oxidu siřičitého se může dodatečně snížit v případě potřeby pomocí neutralizační jednotky, ilustrované na obr. 1.During the passage through the upper part of the sprinkler and heat exchange unit 2, that is to say the part of the device comprising the first sprinkler unit 8 and the high temperature heat exchanger 9, a portion of the sulfur dioxide fraction is contacted with water or water. with an aqueous liquid from said sprinkler unit 8 and converted to sulfuric acid, while another portion of the sulfur dioxide is oxidized with hydrogen peroxide to sulfur trioxide and then converted to sulfuric acid by contact with water. The water or aqueous liquid from the first sprinkler unit 8 simultaneously provides continuous flushing of both heat exchangers. During the passage of the flue gases through the spray and heat exchange unit 2 representing the low temperature heat exchanger 10, the temperature of the flue gases, as already mentioned, decreases to about 20 to 30 Ί3. At this temperature, the water's ability to absorb sulfur dioxide increases sharply compared to the absorbency at higher temperatures. At 20 DEG C., 40 volumes of SO2 are dissolved in one volume of water. Thus, a high degree of absorption is achieved at this temperature, with very low water consumption. By contacting the flue gases with a lime milk film or the like, a significant portion of the sulfuric acid that is now contained in the flue gases is neutralized, as well as the capture and oxidation of a portion of the nitrogen compounds present. In the further treatment of the flue gases, these gases are passed through a second spraying unit 14, where the remaining amounts of sulfur dioxide and sulfur trioxide are absorbed, oxidizing and converting them to sulfuric acid. In the reservoir 15 formed by the curvature of the lower part of the apparatus, the flue gases are brought into intensive contact with the lime-containing liquid, which liquid neutralizes the remaining sulfuric acid. The flue gases are then discharged from the apparatus through the outlet 18, at which point the flue gases contain only from 0 to 2% sulfur dioxide. This unusually low amount of sulfur dioxide can be additionally reduced if necessary by means of the neutralization unit illustrated in Fig. 1.

Ve výše uvedeném textu bylo popsáno výhodné provedení postupu a zařízení podle vynálezu, přičemž je možno použít řady úprav, které spadají do rozsahu uvedeného vynálezu. Peroxid vodíku používaný v obou zkrápěcích jednotkách má koncentraci asi 3 % hmotnosti. Funkci a kapacitu jednotlivých jednotek, jako například zkrápěcích jednotek a otáčejícího se 'kuželového kotouče, je možno vhodným způsobem upravit pomocí neznázorněných čidel a regulačních zařízení.In the foregoing, a preferred embodiment of the process and apparatus of the present invention has been described, and a number of modifications within the scope of the present invention may be employed. The hydrogen peroxide used in both sprinkler units has a concentration of about 3% by weight. The function and capacity of individual units, such as sprinkler units and a rotating cone disc, can be appropriately adjusted by means of sensors and control devices (not shown).

Otáčející se kuželový kotouč je možno nahradit jiným zařízením pro rozstřikování alkalické kapaliny.The rotating conical disc may be replaced by another device for spraying an alkaline liquid.

Claims

SUBJECT

A process for the purification of flue gases from a heating apparatus, in which substantially all particulate matter, such as fly ash, is first removed from said gases and then the sulfur dioxide is removed from said gas by washing with an aqueous liquid, characterized in that The particulate-free flue gases lead to a first spraying zone in which aqueous liquids are sprayed intermittently, the flue gases and said liquid being discharged to a heat exchanger in which the temperature of the flue gases is cooled to 20-30 ° C by an indirect thermal in exchange with

BACKGROUND OF THE INVENTION and the liquid washes the heat exchanger surfaces of said exchanger, then optionally the flue gases are passed through a film of an alkaline liquid such as lime milk, then discharged into a second spraying zone in which aqueous liquid is sprayed thereafter and then contacted. with a sulfuric acid neutralizing liquid and discharged into the atmosphere or prior to post neutralization.

2. A method according to claim 1, wherein the flue gases, together with the liquid from the first spraying zone, are led together in a vertical downward direction by heat exchange, 25 β 3 1 δ, further contacting the film in this direction. alkaline liquids and with liquid in the second spraying zone.

3. A method according to claim 1 or 2, wherein the liquid in the first and second sprinkling zones is a mixture of water and hydrogen peroxide.

4. A method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that in the second spraying zone, the aqueous liquid is sprayed into the gas upstream of the gas flow.

Device for carrying out the method according to Claims 1 to 4, characterized in that it consists of a solids separation unit (1j) to which a sprinkler and heat exchange unit (2) is connected, which consists of a first sprinkler unit (8j and a two-stage exchanger). the heat formed by the high-temperature exchanger (9) and the low-temperature exchanger (10), optionally followed by an alkali liquid contacting gas unit and a second spraying unit (14), and downstream of the second spraying unit (14). 14) there is a reservoir (15) for collecting liquid from the sprinkler units (8, 14) and the flue gas contact unit with an alkaline liquid, with an outlet (1), optionally connected to the outlet (7) with a neutralization unit (3); drip separator (4).

Apparatus according to claim 5, characterized in that the unit for contacting the gases with the alkaline liquid comprises an inlet pipe (13) and a conical disk (11) connected to the electric motor (12).

Device according to Claims 5 and 6, characterized in that the first spraying unit (8), the two-stage heat exchanger (9, 10), the unit for contacting the gases with the alkaline liquid and the second spraying unit (14) are arranged one above the other. in the vertical direction, with the first sprinkler unit (8) located at the top.