CS265580B1 - Zařízeni k odsiřování spalin za použití páleného nebo/a hašeného vápna jako suchého aditiva - Google Patents

Abstract

Očelem navrhovaného zařízení je mimo jiné i dosažení snížení spotřeby aditiva, což vede k ekonomickým úsporám a kromě toho rovněž ke snížení množství deponií, jejichž ukládáni je také nákladné. Zařízení sestává z šachty, třídiče a zdroje suché vodní páry. Šachta je opatřena vyhřívačem a pod ním umístěnými nejméně dvěma parními tryskami nastavenými proti sobě navzájem, a také výpustí napojenou na vstup prachu do třídiče, který je dále napojen zpětným potrubím pro.hrubý podíl prachu na šachtu a výstupem pro jemný podíl prachu na spalinovou trasu mezi zdrojem spalin a odlučovačem prachu, přičemž mezi výpustí na jedné straně a napojením výstupu na spalinovou trasu na straně druhé je zapojen nejméně jeden přístroj pro pohon směsi spalin a prachu. Zařízeni je možno využít především u středních a menších zdrojů spalin hnědého uhlí, jako jsou menší elektrárny, teplárny, výtopny apod.

Description

Vynález se týká zařízení k odsiřování spalin za použití páleného nebo/a hašeného vápna jako aditiva přidávaného do proudu spalin za aktivace suchou vodní parou.

Doposud se užívala metoda odsiřování spalin za použití páleného nebo/a hašeného vápna jako aditiva přidávaného do proudu spalin za aktivace suchou vodni parou tak, že část tuhého produktu reakce vápence, kalcinovaného v ohništi, š oxidem siřičitým, společně s poletavým popílkem, zachycená zpravidla v tkaninových odlučovačích prachu, se rozmělnila, načež se po mnoho hodin podrobovala účinku suché vodní páry a potom se směs obsahující Ca(OH)2 a vodní pára zaváděla do odpadních plynů o teplotách blízkých teplotám komínovým, podle patentu NSR DE 3 428 502 A 1. Velkým nedostatkem této metody byla skutečnost, že se vždy k odsiřovací reakci užívala jen část produktu kalcinace vápence v kotli společně s částí poletavého popílku, kdežto větší část produktu kalcinace se bezprostředně nevyužila. Mohla se, avšak zase jen částečně využívat v dalším cyklu,, až po dalším zachycení v prachových odlučovačích. Veškerý tuhý produkt kalcinace vápence podrobovat reakci s vodní parou a s SO₂ je vyloučeno, takže vždy zůstává mnoho aditiva nevyužito a nedostatečně využito. Kromě toho při reakci v kotli se vytváří na povrchu zrn CaO vrstva CaSO₄, která brání difúzi S0₂ do nitra zrna, \ kde zůstává nevyužitý CaO. Kromě toho, částečky CaO mohou být v ohništi zaneseny též do oblastí teplot nad 1 200 °C a mohou být přepáleny, takže ztrácejí reaktivitu s SOj. To vše vede ke snižování odsiřovacího efektu a ke zvýšené spotřebě aditiva, a tedy i k ekonomickým ztrátám.

Uvedené nevýhody odstraňuje nebo alespoň podstatně snižuje zařízení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává ze šachty, třidiče a zdroje suché vodní páry, kdy šachta je opatřena vyhřívačem a pod ním umístěnými nejméně dvěma parními tryskami nastavenými proti sobě navzájem, a též výpustí napojenou na vstup prachu do třidiče, který je dále napojen zpětným potrubím pro hrubý podíl prachu na šachtu a výstupem pro jemný' podíl prachu na spalinovou trasu mezi zdrojem spalin a odlučovačem prachu, přičemž mezi výpustí na jedné straně a napojením výstupu na spalinovou trasu na straně druhé je zapojen nejméně jeden přístroj pro pohon směsi spalin a prachu.

Zařízení podle vynálezu odstraňuje hlavně nedostatek suchých vápenatých procesů, který tkví v tom, že se při průchodu v ohništi obalí částečka CaO neprodyšnou slupkou CaSO₄ a že též při teplotách nad 1 200 °C může dojít ke ztrátě aktivity CaO pro jeho reakci s SC^, což vše snižuje stupeň využívání aditivu a odsiřovací afekt. Protože účinku suché vodní páry je podrobováno všechno pálené vápno a jen nepatrná část poletavého popílku a protože zrna CaO nemají slupku z CaSO^, je reakce se suchou vodní parou mnohem rychlejší, úplnější a účinnější. Následkem toho je celková aktivace vápna i odsiřovací efekt zvýšen. Zařízení podle vynálezu umožňuje též snížit spotřebu aditiva, což vede k ekonomickým úsporám v 'nákladech na aditivum, a kromě toho též ke snížení množství deponií, jejiohž ukládání je rovněž nákladné, a tedy k dalším ekonomickým úsporám v tomto směru. Protože je směs suché vodní páry a vápna aktivovaného parou zaváděna do spalin, jejiohž teplota se blíží komínové teplotě spalin, tj. 50 až 120 °C, je afinita aktivovaného vápna k SOj podstatně vyšší nežli za vyšších teplot. Celé zařízeni je poměrně jednoduché a málo náročné jak na investice, tak na provozní náklady. Přitom zajištuje stejný odsiřovací efekt, jako četné vysoce účinné vápnově vápencové mokré vypírky s podstatně složitějším a nákladnějším zařízením.

Příklad zařízení podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném obrázku.

Jde o zařízení k odsiřování spalin hnědého uhlí teplárny. Jeho hlavními součástmi jsou šachta A na kusové pálené vápno s kuželovité zakončenou spodní částí, oyklónový třídič vápenného prachu a zdroj A suché vodní páry, přehřáté na 120 °C. Na hlavni spalinovou trasu 10 je napojeno přes čerpadlo 15 šest spalinových trysek ve funkci vyhřívačů £, postavených vždy po dvou ústím proti sobě. Pod nimi jsou podobně orientovány dvě parní trysky

A a v nejnižším bodě šachty A 3^e výpust A napojená na vstup T. éo třídiče 2,' který je napojen jednak svým výstupem A na napojení 13 na spalinovou trasu 10 mezi reaktorem 19 a vyústěním odvodu 18 plynu, jednak svým zpětným potrubím A ^na šachtu A< konkrétně do prostoru těsně nad vyústěním šesti spalinových trysek ve funkci vyhřívačů 4. Mezi výpust 2 ^a vstup T_, dále mezi výstup 2 ^a napojení 13, ^a konečně na zpětném potrubí 2 poblíž třídiče 2 jsou zapojeny tři parní trysky ve funkci přístroje 14 pro pohon směsi plynu a prachu, napojené na zdroj 2 suché vodní páry, kterým je parní kotel, jehož ohniště je zdrojem 11 spalin hnědého uhlí. Mezi výpustí 6 a vstupem 7_ do třídiče 2 j® zapojen ventilátorový drtič 26.· ^Mezi napojením a odlučovačem 12 prachu je do spalinové trasy 10 zapojen reaktor 22· Šachta 2 3^e opatřena poklopem 27.» ^na nějž je napojen odvod 18 plynu a kterým prochází dopravník 20, jehož druhý konec je umístěn u skládky 21 vápna.

Kusové vápno obsahující méně než 1 % hmotnosti síranu vápenatého je ze skládky 21 kontinuálně dopravováno dopravníkem 20 do šachty 2· 3® vápno vyhříváno částí spalin dodávanou šesti spalinovými tryskami ve funkci vyhřívače A ^ze spalinové trasy 22» od zdroje 11 spalin pomocí čerpadla 15 do šachty 2 nad parní trysky 5. Protože jsou spalinové trysky ve funkci vyhřívače 2 nastaveny proti sobě na způsob proudového mlýna, rozmělňuje též proud spalin kusový vápenec na menší částečky, které mají teplotu dostatečně vysokou, aby vodní pára na nich nemohla kondenzovat. Tyto částečky padají mezi dvě parní trysky 2 mající rovněž funkci proudového mlýna, čímž se rozmělní na jemné částečky vápna, které začínají hydratovat na hydroxid vápenatý účinkem suché vodní páry. Směs páry a těchto částečně hydratovaných částeček vápna je nasávána pod tlakem, způsobeným parními tryskami ve funkci přístrojů pro pohon směsi plynu a prachu, přes výpust 2» ventilátorový drtič 22» který dále rozmělňuje částečky, a dále do vstupu 2 <Jo cyklonového třídiče 2· V třídiči 2 se vytřídí hrubší částečky vápna, které se odvádějí ze dna třídiče 2 zpětným potrubím 2 zpět do šachty 2 nad vyústění spalinových trysek ve funkci vyhřívače A ^a podrobují se opakovanému procesu rozmělňování. Pohyb plynné disperze částeček vápna je zajištován parními tryskami ve funkci přístroje 14 pro pohyb směsi plynu a prachu. Podobně je tomu též u odvádění směsi spalin, suché vodní páry a jemných částeček vápna, které se uskutečňuje výstupem 2 ^z třídiče 2 přes napojení 13 do spalinové trasy 10 do míst, kde už jsou spaliny předem poněkud ochlazeny směsí studeného vzduchu, přisávaného otvorem pro dopravník 20 v poklopu 17 a úniku části spalin ze šachty 2· Tato chladná směs plynu se odvádí odvodem 18 plynu do spalinové trasy 10 před napojením 22· Při transportu částeček vápna v plynu obsahujícím suchou vodní páru pokračuje hydrataoe oxidu na hydroxid vápenatý, který je u svého zrodu vysoce aktivní pro reakci s oxidem siřičitým. Tato reakce probíhá intenzivněji za nižších teplot, blízkých teplotám komínovým (50 až 120 °C). Nikde však ve spalinové trase 10 nesmí být dosaženo rosného bodu kyseliny sírové, či siřičité. Aby se prodloužila doba reakce SO₂ a Ca(OH)₂ je zasazen do spalinové trasy 10 reaktor 22· Reakce pokračuje i v odlučovači 12 prachu, v našem případě tkaninovém, kde se odloučí tuhý produkt reakce současně s poletavým popílkem. Odsířené spaliny se vyhánějí ventilátorem 22 do komína 23.

Na laboratorním modelovém experimentálním zařízení simulujícím tento proces bylo dosaženo účinností odsiřování modelových spalin v rozmezí od 75 do 90 % hmotnostních.

Kromě všeobecných výhod zařízení podle vynálezu, uvedených výše, má toto zařízení ještě další výhody v tom, že umožňuje využívat nepodstatnou část (dvacetinu až padesátinu) objemu spalin k předehřátí vápna, aby nedocházelo nikde ke kondenzaci suché vodní páry.

Tím se dosahuje úspor na energii, kterou by bylo jinak nutno dodávat z vnějšího zdroje.

Kromě toho, ventilátorový drtič 16 vhodně zvyšuje stupeň jemnosti částeček vápna před jeho reakcí s S0_2< Dále, použití parních trysek ve funkci přístroje 14 pro pohon směsi spalin a vápna, vhodně prodlužuje dobu styku částeček CaO s vodní parou. Poklop 17 a odvod 18 plynu snižuji znečištování ovzduší v okolí tohoto zařízení. Dobu styku vápna s vodní parou i reakci vápna s SO₂ konečně podstatně zvyšuje reaktor 22' °°^z příznivě ovlivňuje účinnost odsiřování. Jako zdroj 2 suché vodní páry slouží v našem případě kotel, který je zdrojem 11 spalin.

Vynález může být použit všude, kde je nutno odsířit spaliny s obsahem oxidů síry, zejména u středních a menších zdrojů spalin hnědého uhlí, jako jsou menší elektrárny, teplárny, výtopny apod.

Claims (6)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zařízení k odsiřování spalin za použití páleného nebo/a hašeného vápna jako suchého aditiva, vyznačující se tím, že sestává ze šachty (1), třídiče (2) a zdroje (3) suché vodní páry, kdy šachta (1) je opatřena vyhřívačem (4) a pod ním umístěnými nejméně dvěma parními tryskami (5) nastavenými proti sobě navzájem, a též výpustí (6) napojenou na vstup (7) prachu do třídiče (2), který je dále napojen zpětným potrubím (8) pro hrubý podíl prachu na šachtu (1) a výstupem (9) pro jemný podíl prachu na spalinovou trasu (10) mezi zdrojem (11) spalin a odlučovačem (12) prachu, přičemž mezi výpustí (6) na jedné straně a napojením (13) výstupu (9) na spalinovou trasu (10) na straně druhé je zapojen nejméně jeden přístroj (14) pro pohon směsi spalin a prachu.
2. 2. Zařízení podle bodu 1, vyznačující se tím, že vyhřívačem (4) je nejméně jedna spalinová trubka napojená přes čerpadlo (15) na zdroj (11) spalin a ústící do šachty (1).
3. 3. Zařízeni podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že mezi výpust (6) na jedné straně a vstup (7) na straně druhé je zapojen ventilátorový drtič (16).
4. 4. Zařízení podle bodu 1 až 3, vyznačující se tím, že přístroje (14) pro pohon směsi spalin a prachu jsou trysky na suchou vodní páru.
5. 5. Zařízení podle bodu 1 až 4, vyznačující se tím, že horní část šachty (1) je opatřena poklopem (17) s odvodem (18) plynu napojeným na spalinovou trasu (9) mezi napojením (13) a zdrojem (11) spalin.
6. 6. Zařízení podle bodu 1 až 5, vyznačující se tím, že do spalinové trasy (10) je mezi odlučovačem (12) prachu a napojením (13) zapojen reaktor (19).