CZ120795A3 - Method of converting a two-loop system of combustion product desulfurization to a single loop desulfurizing system - Google Patents

Description

Způsob převedení dvousmyčkového systému na odsiřování spalin na jednosmyčkový odsiřovací systém ίΛ σ

o cn.

Oblast techniky

-- x o ω

tn rc

-í oc cc

IC oVynález se obecně týká odsiřování spalin a zejména nového a užitečného způsobu převedení dvousmyčkového systému na odsiřivání spalin na jednosmyčkový odsiřovací systém.

Známý stav techniky

V současné době je dobře známa celá řada dostupných systémů na odsiřování spalin (FGD), které v podstatě spadají do dvou kategorií. Do první kategorie spadají jednosmyčkové systémy. U jednosmyčkových systémů jsou recirkulační tank a prací zóna sloučeny v jedné struktuře. Reakční tekutiny, která je rozstřikována v prací zóně, zachycuje S0₂ a ztrácí svou zásaditost. Hodnota pH reakční tekutiny, která opouští prací zónu, se sníží přibližně na 4,5. Prací reakční tekutina s takto nízkou hodnotou následně padá do recirkulačního zásobníku, kde se smísí s velkým objemem alkalické suspenze a hodnota pH recirkulované reakční tekutiny se zvýší na nastavenou provozní hodnotu. Čerstvá suspenze se přidává za účelem regulace pH hodnoty reakční tekutiny v uvedeném zásobníku za účelem nastavení relativně kyselého pH měnícího se od 5,8 do 6,2.

Objem recirkulačního tanku se zpravidla nastaví tak, aby uvedená pevná látka v tomto tanku určitou dobu setrvala. Čím delší je doba zdržení pevné látky v tanku, tím vyšší je využití reakčního činidla. Zvýšená využitelnost vápence přispívá k mnohem ekonomičtějšímu praní.

Vstup čištěného plynu se u takových systémů nachází zpravidla nad hladinou kapaliny v uvedeném tanku, která může dosahovat 7,625 m až 9,15 m nad zemí, za účelem přizpůsobení požadavkům kladeným na dobu zdržení pevné látky v tomto zásobníku.

Do druhé kategorie spadají dvousmyčkové systémy. U těch to systémů jsou dvě smyčky, které jsou fakticky vzájemně odděleny. Prací smyčka obsahuje čerstvou alkalickou suspenzi. Tato suspenze se následně rozstřikuje na několikavrstvoví náplň za účelem zvýšení SO₂ odstraňovači kapacity systému. Kontakt mezi reakční tekutinou a spalinami na náplni způsobí snížení pH hodnoty suspenze, která tuto náplň opouští. To je podobné jako u jednosmyčkových systémů.

Následně se zreagovaná suspenze, která má dosti nízkou hodnotu pH shromažďuje ve vaně a vrací do vnějšího tanku. Parametry, kterými se řídí objem a velikost uvedeného tanku v jednosmyčkovém systému se aplikují i na dvousmyčkovém systému.Proto je velikost uvedeného vnějšího tanku přibližně shodná s velikostí recirkulačního tanku v jednosmyčkovém systému.

Čerstvá suspenze se přidává do recirkulačního tanku za účelem udržení provozního nastavení hodnoty pH a suspenze s nastavenou hodnotou pH se recirkuluje z recirkulačního tanku do rozstřikovací zóny na uvedenou náplň. Suspenze z recirkulačního tanku přetéká na dno skrubru, pod vanu a recirkuluje se druhou smyčkou do sady rozstřikovačů umístěných rovněž pod uvedenou vanou. Úkolem těchto rozstřikovačů je zvlhčovat spaliny vstupující do skrubru, aby nedocházelo k tvorbě usazenin na rozhraní suché á mokré fáze, a napomáhat při pracím procesu. Vyčerpaná reakční tekutina se zpravidla odtahuje ze dna uvedeného skrubru v závislosti na předem nastavené hladině kapaliny v tanku.

Spodní smyčka zpravidla pracuje při nižším pH než horní smyčka, což zvyšuje využitelnost vápence a snižuje provozní cenu.

Hladina kapaliny v integrálním skrubrovém tanku dvousmyčkvého systému je přibližně 2,45 až 3,05 m, což umožňuje snížit vstup plynu o 4,55 až 6,1 m v porovnání s jednosmyčkovým systémem.

Pro majitele dvousmyčkových systémů je však problematické změnit dvousmyčkový systém na systém jednosmyčkový.

K používání dvousmyčkových systémů se většinou váže řada problémů, které vyplliývají z oddělení obou smyček. Například operátor přirozeně oxidovaného dvousmyčkového systému nemá možnost pružného přizpůsobení provozu tak, aby bylo zajištěno ekonomické odsíření i v případě spalin ze spalování nízkosirného uhlí. U spalin z nízkosirného uhlí se zpravidla dosáhne vyššího stupně oxidace v přirozeně oxidovaném systému, než u spalin z vysokosirného uhlí. Stupně oxidace 15% až 90% však mají zpravidla za následek tvorbu depozitu a ucpávání uvedené náplně, což snižuje spolehlivost systému a kapacitu systému, pokud jde o odstraňování SO₂, s rostoucím zanášením náplně. Kromě toho, je odolnost systému proměnlivá a závisí na čistotě a stavu uvedené náplně.

Vzhledem k vysokému stupni odstranění SO₂ ve spodní smyčce, v případě použití organických kyselin jako pufru, má dvousmyčkový systém tendenci zanášet uvedenou náplň tvořícím se depozitem. Jednosmyčkové systémy, které používají jako pufry organické kyseliny, jsou k tomuto problému imunní.

Převedení nízkého integrálního tanku dvousmyčkového systému na jednosmyčkový systém je nesnadné a finančně náročné, pokud se bude vyžadovat stejná doby zdržení pevné látky ve vnějším recirkulačním tanku jako u původního dvousmyčkového systému. Majitelé dvousmyčkových systémů, u kterých dochází k zanášení uvedené náplně, věnují mnoho času čištěni uvedené náplňovévé sekce, která je zpravidla hluboká 0,61 nebo 0,915 m, mají-li se vyhnout rozsáhlému poškození náplně. Rovněž je časově náročné upravit dvousmyčkový systém tak, aby bylo možné použít nucenou oxidaci in šitu za účelem převedení vytvořeného siřičitanu vápenatého na sádrovec.

Podstata vynálezu

Vynález poskytuje způsob převedení dvousmyčkového systému na odsiřování spalin naa jednosmyčkový odsiřovací systém. Způsob podle vynálezu zahrnuje odstranění uvedené vložky, která je zpravidla hluboká 0,61 až 0,915 m, ze skrubrového krytu a nahrazení této vložky mezidnem majícím v sobě provedenu množinu perforací. Vratné potrubí, které spojuje vanu sbírající suspenzi s tankem recirkulujícím suspenzi, je odpojeno od přívodního tanku a v uvedené vaně jsou vyříznuty mezery, otvory nebo jiné perforace, které umožňují suspenzi procházet skrze uvedenou vanu do integrrálnIho absorpčního tanku umístěného na dně krytu, stejně jako umožňují spalinám proudit uvedeným krytem skrubru směrem nahoru.

V soustředném kruhovém prstenci umístěném rovněž nad vanou je opatřen mezerami, otvory nebo jinými perforacemi, které usnadňují rovněž distribuci proudění suspenze a spalin skrze absorpční průřezovou plochu.

Spodní rozsířikovače, které jsou zpravidla umístěny pod vanou v integrovaném absorpčním tanku, a přívodní potrubí vedoucí z integrálního integrálního absorpčního tanku do spodních rozstřikovačů, jsou z uvedeného krytu odstraněny a opět připevněny k zásobního tanku.

Rozstřikovače oxidačního vzduchu, jejichž zavedení jee žádoucí z důvodu tvorby sádrovce, mohou být umístěny blízko dna uvedeného zásobního tanku a jsou spojeny se systémem oxidačního vzduchu, který zahrnuje kompresory nebo dmychadla a vzduchové přívodní potrubí, které má oxidovat suspenzi nacházející se uvnitř uvedeného zásobního tanku.

Předmětem vynálezu je poskytnout snadný a finančně nenáročný způsob převedení dvousmyčkového systému na odsiřování spalin na jednosmyčkový systém na odsiřování spalin.

Dalším předmětem vynálezu je vyčistit uvedený systém od usazujícího se depozitu, který se v duální smyčce tvoří v důsledku použití organických kyselin. Jednosmyčkový systém je výči tvorbě kamene imunní.

Dalším předmětem vynálezu je nahrazení vložky použité u skrubrů, která se ucpává a snižuje spolehlivost a použitelnost, tenké patro mající množinu perforací, ke kterému je snadný přístup, které se snadno čistí a má vyšší využitellnost a spolehlivost.

Jednotlivé znaky novosti, které charakterizují vynález jsou zdůrazněny v přiložených patentových nárocích, ktéré vymezují rozsah tohoto vynálezu.

Pro lepší porozumění vynálezu budou provozní výhody a specifické rysy dosažené jeho použitím popsány na následujících výhodných provedeních vynálezu a zobrazeny na doprovodných obrázcích.

Stručný popis obrázků

Obr. 1 schematicky znázorňuje známý dvousmyčkový systém na odsiřování spalin;

obr. 2 schematicky znázorňuje jednosmyčkový odsiřovací systém odvozený z obr. 1 po použití způsobu podle vynálezu;

obr. 3 perspektivně znázorňuje první provedení kruhového prstence a vany z obrázky 2;

obr. 4 perspektivně znázorňuje část druhého provedení kruhového prstence a vany z obrázku 2;

obr. 5 schematicky znázorňuje kryt z obrázku 2 bez kruhového prstence a vany;

obr. 6 perspektivně znázorňuje část třetího provedení kruhového prstence a vany z obrázku 2; a obr. 7 znázorňuje částečný perspektivní pohled na patro z obrázku 2.

Obrázek 1 znázorňuje známý dvousmyčkový systém na odsiřování spalin, který zahrnuje kryt 5, mající vstup 100 v blízkosti dna uvedeného krytu 5 určený pro zavádění spalin a výstup 101, který je umístěn ve vrcholu uvedeného krytu 5 určený pro vypouštění spalin potom, co se podrobí pracímu procesu.

Čerstvá suspenze se zavede do zásobního tanku 10 a načerpá pomocí čerpadel 30 do množiny horních rozstřikovačů 20. umístěných v blízkosti vrcholu uvedeného krytu 5 skrze zaváděcí potrubí 32, které je připojeno k zásobnímu tanku 10, čerpadlům 30 a horním rozstřikovačům 20. Suspenze rozstřikovaná horními rozstřikovači 20 má vysokou hodnotu pH a je rozstřikována na náplň 40, která je zpravidla vrstvená a má hloubku 0,61 až 0,915 m, za účelem absorbování SO₂ v suspenzi s vysokou hodnotou pH a filtrování vystupujících spalin před tím než jsou svedeny do výstupu 101, kterým jsou odváděny ven.

Suspenze, která je rozstřikována horními rozstřikovači 20 na náplň 40 a skrze tuto náplň 40 a pomocí kruhového prstence 50, který je umístěn soustředně podél vnitřního průměru uvedeného krytu 5 , je sváděna za účelem zavádění suspenze jeho vnitřním otvorem do vany 60 umístěné přímo pod kruhový prstenec 50, která shromažďuje uvedenou suspenzi. Kruhový prstenec 50 a vana 60 zabraňují suspenzi z horní smyčky aby pronikala do integrálního absorpčního tanku 70, který se nachází na dně uvedeného krytu 5. Suspenze shromážděná v uvedené vaně 60 je vedena zpět do zásobního tanku 10 zpětným potrubím 62, které je připojeno k uvedené vaně 60 a zásobnímu tanku 10.

Jak stoupá hladina suspenze v zásobním tanku W, přetéká přebytek suspenze zpět do krytu 5 do integrálního absorpčního tanku 70 přetokovým potrubím 80, které je připojeno k zásobnímu tanku 10 a krytu 5 v absorpčním tanku 70. Suspenze z uvedeného absorpčního tanku 70 se čerpá zhášecími čerpadly 71 do řady spodních rozstřikovačů 90 podél spodního přívodního potrubí 72., který je připojen k absorpčnímu tanku 71. Čerpadla 71 a spodní rozstřikovače 90 jsou použity za účelem zvlhčování, praní a zlepšení celkové využitelnosti reakčního činidla v skrubrovém krytu 5. Hladina suspenze v absorpčním tanku 70 se udržuje pod úrovní vstupu 100 použitím odkalovacích prostředků, t. j. odkalovacího proudu 7, který je v oboru dobře znám.

Obrázek 2 schematicky znázorňuje systém z obrázku 1 po použití převodového způsobu podle vynálezu. Shodné nebo podobné znaky jsou označeny shodnými stavovými značkami jako na obrázku 1.

Způsob podle vynálezu zahrnuje odstranění náplně 40 (obr. 1), která je zpravidla 0,61 až 0,915 m hluboká, a její nahrazení tenkým patrem 42, které se umístí do polohy, kde byla původně umístěna náplň 40 neboli umístění uvedeného patra 42 pod horní rozstřikovače 20, nad kruhový prstenec 54 a vanu 64. Obrázek 7 ukazuje patro 42 mající množinu perforací 43 , kterými prochází suspenze rozstřikovaná horními rozstřikovači 20 směrem dolů stejně jako spaliny proudící směrem nahoru. Tenké patro 42 umožňuje snadné čištění a jednoduchou manipulaci na rozdíl od hluboké náplně 40 použité u známých systémů na obrázku 1.

Jak znázorňuje obrázek 2, ze zásobního tanku 10 se odstraní zpětné potrubí 62. Aby se suspenzi rozstřikované z horních rozstřikovačů 20 umožnilo proudit ke dnu uvedeného krytu 5, je do kruhového prstence 54 resp. vany 64 vyříznuta množina otvorů 55, které umožní suspenzi proudit skrze kryt směrem dolů stejně jako plynu v opačném směru směrem k výstupu 101.

Obrázek 2 dále znázorňuje otvor 63, který může být proveden v zbývajícím zpětném potrubí 62 uvnitř krytu 5 jako další prostředek, který umožni suspenzi proudit skrze vnitřní otvor 56 kruhového prstence 54 a středový otvor 66 vany 64 (obr. 3)·

Další provedení pro vedení suspenze z horní části skruburového krytu 5 do spodní části tohoto krytu 5, zahrnuje umístění vrchlíku 61 na uvedenou vanu 64, jak znázorňuje obrázek 4. Uvedený vrchlík 61 může mít různé tvary, které umožní odklonění suspenze, avšak, je výhodné pokud je uvedený vrchlík 61 kónický a umožňuje suspenzi odklonění od vrchlíku 61 potom, co projde skrze vnitřní otvor 56 kruhového prstence 54 za účelem vedení uvedené suspenze přes vnější obvod vany 64 a proudit ke dnu uvedeného krytu 5.

Kromě toho, je ve všech předešlých případech recirkulační potrubí 72 (obr. 1) odpojeno od spodních rozstřikovačů 90 a opět připojena k zásobnímu tanku 10 , čímž se vytvoří přímé potrubí 72a. které vede z uvedeného absorpčního tanku 70 do zásobního tanku 10; a spodní rozstřikovače 90 jsou zcela odstraněny z uvedeného krytu 5, čímž se vytvoří mezi krytem 5 a zásobním tankem 10 jedna smyčka. Hladina tekutiny ve vnitřním absorpčním tanku 70 se udržuje stále pod úrovní vstupu 100 plynů díky odkalovacím prostředkům 12 umístěným v zásobním tanku 10 za účelem odkalení přebytečné suspenze ze systému.

Provedení znázorněné na obrázcích 3, 4, 5 a 6 zajišťují účinnou distribuci spalin pod patrem 42 (obr. 2), které umožňuje spalinám proudit krytem 5 směrem nahoru po obvodu tohoto krytu 5, stejně jako axiálním středem krytu u5. Tato výše uvedená provedení zajišťují jak účinnou distribuci plynu pro proud spalin proudící směrem nahoru k výstupu 101. tak vlastní suspenze proudící krytem 5 směrem dolů.

Kromě toho, může být zásobní tank 1 0. ve své spodní části vybaven oxidačními rozstřikovači 110 , ale není to podmínkou pro konverzi. Do těchto rozstřikovačů 110 je oxidační vzduch vháněn kompresory nebo dmýchadly 105 skrze přívodní potrubí 107, které je připojeno ke' kompresorům nebo dmychadlům 105 a rozstřikovačům 110, za účelem oxidace suspenze uvnitř zásobního tanku 10. Oxidační systém, tj. rozstřikovače 110, přívodní potrubí 107 a kompresory nebo dmychadla 105. představuje nucený oxidační systém in-situ, který převádí siřičitan vápenatý zachycený z plynného SO₂ a vápencové suspenze na sádrovec.

V následující části budou uvedeny ještě další výhody, kterých lze dosáhnout při použití způsobu podle vynálezu.

Uvedené patro je snadněji dosažitelné a snadněji se i čistí než 0,61 až 0,915 m vrstvené náplně 40. Rovné povrchy patra 40 nemají rovněž žádná zvlnění, kde by se ukládali depizity. V souladu s tím lze v případě potřeby uvedené patro 42 čistit namístě vysokotlakou vodní hadicí, zatímco náplň 40 vyžaduje vyjmutí, přičemž vodou aplikovanou při nízkém tlaku se tato náplň nevyčistí zcela a voda aplikovaná při vysokém tlaku zase tuto náplň poškodí.

Kromě toho, přerušovaná vana 64 a kruhový prstenec 54 prostředek pro poskytují prostředek pro distribuci plynu a má za následek zvětšení plochy proudění plynu a snížení odolnosti systému. Potrubí spodní smyčky 72a je použito k odvedení toku z absorpčního tanku 70 do horního smyčkového tanku 10. Přetok horního smyčkového tanku se použije k vypouštění oxidačního vzduchu a dalších uvolněných plynů z horního smyčkového tanku do absorberu.

Dále uvedené patro 42 představuje prostředek pro zkontaktování plynu a suspenze. Z tohoto důvodu lze udržovat účinnost systému, v odstraňování síry.

Kromě toho je pod kontrolou i problém rozhraní mokré a suché fáze, protože suspenze padající z uvedené vany 64 a děleného kruhového prstence 54 poskytuje prostředek pro zvlhčování plynu před tím, než dosáhne povrchu vany.

Je třeba uvést, že popis výše uvedených provedení zde má pouze ilustrativní charakter a tedy detaily v nich popsané mají pouze lépe specifikovat použití principů vynálezu, ale nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně určen přiloženými patentovými nároky.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob převedení dvousmyčkového systému na odsiřování spalin na jednosmyčkový odsiřovací systém, vyznačený t i m , že zahrnuje poskytnutí dvousmyčkového odsiřovacího systému zaahrnujícího kryt mající vstup pro zaváděné spaliny a výstup pro vystupující spaliny, horní rozstříkovací prostředky umístěné uvnitř uvedeného krytu v blízkosti jeho vrcholu určených pro rozstřikování suspenze do spalin, náplňový prostředek uspořádaný rovněž uvnitř uvedeného krytu v oblasti blízké jeho vrcholu, na nějž je rozstřikována suspenze a který slouží k filtraci spalin, které vystupují uvedeným výstupem z uvedeného krytu, prstenec mající vnitřní otvor uspořádaný soustředně podél vnitřního průměru uvedeného krytu, vanu mající středový otvor, která se nachází pod uvedeným prstencem, spodní rozstříkovací prostředky uspořádané uvnitř pouzdra pod uvedennou vanou, které jsou určené k rozstřikování suspenze a absorpční oblast pod spodními rozstřikovacími prostředky, zásobní tank na suspenzi umístěný vně uvedeného krytu, první suspenzi dodávající potrubí vedoucí z uvedeného zásobního tanku k horním rozstřikovacím prostředkům, druhé suspenzi dodávající potrubí vedoucí z uvedeno absorpční oblasti do spodních rozstřikovacích prostředků, druhé čerpací prostředky určené k čerpání suspenze z uvedené absorpčpní oblasti skrze druhé suspenzi dodávající potrubí do spodních rozstřikovacích prostředků a zpětné potrubí, které je jedním svým koncem připojené k uvedené vaně v jejím středovém otvoru a druhým svým koncem je připojeno k připojena k uvedenému zásobnímu tanku, vrací suspenzi shromážděnou v uvedené vaně do uvedeného zásobního tanku;

   odstranění nápňového prostředku z uvedeného krytu a jeho nahrazení patrem majícím v sobě provedenu množinu perforací;

   odstranění zpětného potrubí vedoucího z uvedené vany do zásobního tanku;

   odpojení druhého suspenzi přivádějícího potrubí od spodních rozstřikovacích prostředků a opětné připojení druhého suspenzi přivádějícího potrubí k uvedenému zásobnímu tanku; a odstranění spodních rozstřikovacích prostředků z uvedeného krytu.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že dále zahrnuje zavedení oxidačních prostředků do zásobního tanku za účelem oxidace suspenze, která se nachází v tomto zásobním tanku.
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že dále zahrnuje provedeníní množiny otvorů v kruhovém prstenci.
4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačený tím, že dále zahrnuje provedení množiny otvorů do uvedené vany.
5. 5. Způsob podle nároku 2, vyznačený tím, že dále zahrnuje provedení množiny otvorů v uvedeném kruhovém prstenci.
6. 6. Způsob podle nároku 5, vyznačený tím, že dále zahrnuje provedení množiny otvorů v uvedené vaně.
7. 7. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že dále zahrnuje zavedení kónického vrchlíku na uvedenou vanu, jehož úkolem je zakrrýt uvedenou vanu a středový otvor uvedené vany.
8. 8. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že dále zahrnuje odstranění uvedeného prstence z uvedeného krytu.
9. 9. Způsob podle nároku 8, vyznačený tím, že dále zahrnuje odstranění odstranění uvedené vany z uvedeného krytu.
10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačený tím, že dále zahrnuje umístění patra mezi oblast odstraněné vany a vstup absorberu.