CZ229897A3 - Způsob regenerace uhličitanových granulí, používaných v čisticích procesech - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu regenerace uhličitanových granulí, například minerálních granulí bohatých na vápenec, jako je vápenec a dolomit, používaných v čistírnách plynů, kde se plyn čistí průchodem lože uhličitanových granulí.

Dosavadní stav techniky

Je známo použití jedné nebo několika vrstev obsahujících lože látek absorbujících oxidy síry, jako je vápenec, v souvislosti se spalovnáním sirnatých paliv za účelem extrahování síry ze spalin. Je to popsáno například v patentových spisech číslo SE-B-442 777 a WO 94/08697.

Spaliny procházejí ložem látky absorbující oxidy síry a čistí se uskutečněním reakce sirných znečištěnin jejich adsorpcí na povrchu vápencových granulí, čímž na granulích vzniká povlak. Když projde lože chladicí zónou, zavedou se vápencové granule do separační zóny, kde se regenerují a čistí se mechanicky omíláním v rotačním bubnu, přičemž se granule při vzájemném tření odíráním zbavují povrchového povlaku. Výsledkem odírání je oddělení povrchového povlaku, avšak pouze po poměrně dlouhé době setrvání granulí v separační zóně. Jemně zrnitý materiál, odřený z granulí, se pak může prosít a následně uložit na skládku.

Úkolem vynálezu je poskytnout nový a zlepšený způsob odstraňování chemických sloučenin vytvořených, na povrchu minerálů, čímž se jednoduchým a ekonomickým způsobem umožní • · • · • ·

- 2 v podstatě optimální využití regenerovaných uhličitanových granulí .

Podstata vynálezu

Způsob regenerace uhličitanových granulí, používaných v čistírnách plynů, kde se plyn čistí průchodem lože uhličitanových granulí, například minerálních granulí bohatých na vápenec o přibližné velikosti 5 až 10 mm, odstraňováním z těchto granulí povrchových povlaků vytvořených nečistotami, například oxidy síry, v procesu čištění plynů, přičemž se granule z lože odstraňují a mechanicky se opracovávají tím, že se podrobí působení tlakových a smykových sil, spočívá podle vynálezu v tom, že proces mechanického opracování probíhá vzájemným ovlivňováním uhličitanových granulí ve mlýne s rychloběžným rotorem opatřeným navenek vyčnívajícími tyčemi, které udílejí energii pohybu rotoru uhličitanovým granulím, načež se regenerované uhličitanové granule o přibližné velikosti 5 až 10 mm od takto opracovaného materiálu oddělují a vracejí se do lože.

Podle vynálezu působí v mísícím mlýně uhličitanové granule určené k regeneraci samy jako omílací medium k odstranění chemických sloučenin z povrchu uhličitanových granulí. Tato technika nachází hlavní použití v čistírnách plynů obsahujících síru.

Povlaky, které se tvoří chemickou reakcí se sloučeninami v čištěném plynu, jako jsou například oxidy síry, mohou být poměrně tvrdé a dodaná energie, potřebná k účinnému očištění granulí musí být poměrně velká. K dosažení účinného čištění granulí v rotačním omílacím bubnu je nutné, aby granule setrvaly v omílacím bubnu poměrně dlouhou dobu a není zřejmo, do jaké míry se v procesu oddělí povrchy povlečené sloučeninami oxidů síry od povrchů nepovlečených. Tato • · • · · · · ·

- 3 neumožňuje měnit stupeň omílání jinak než doby setrvání granulí v bubnu, což je řešení, míru, do jaké jsou granule omlety, jen okrajově.

technika také prodlužováním jež ovlivňuje

Použije-li se mísícího mlýna s uhličitanovými granulemi jako omí lácím mediem, může být oddělování povlaku sledováno a řízeno zcela odlišným způsobem pomocí jiných, dále popsaných procesů v závislosti na způsobu ovládání mlýnu.

Energie, dodaná jednotkovému omílanému nebo obrušovanému objemu, je u míchacích mlýnů v porovnání s energií dodanou rotačním bubnům velmi značná, což znamená, že pro stejnou dodanou energii vyžaduje instalace míchacího mlýna menší prostor. Mlýn může být konstruován beze škody pro poloprovozní i velkoprovozní měřítko a uhličitanové granule, zbavené svého povlaku ve mlýně, se mohou recyklovat do čistírny plynů s optimálními výsledky, jak z hlediska separace, tak z hlediska vhodného rozdělení velikosti Částic.

Znečištěný materiál se míchaným mlýnem dopravuje na suché cestě, což je v tomto případě vhodné z hlediska gravitačních sil. Rychlost, kterou materiál mlýnem prochází, se dá měnit přiměřeným nastavením zařízení, které minerální granule do mlýna zavážejí a těch, které z něho minerály odvádějí.

Princip omílání, kterého se vynález týká, může být charakterizován tak, že má vnitřní funkci dynamické klasifikace, která přispívá k účinnému oddělování chemických sloučenin vytvořených na povrchu granulí. V zásadě se menší granule mlýnem pohybují rychleji než větší granule. Jelikož jsou na povrchu granulí adsorbovány sloučeniny síry, je v této souvislosti množství látek, které povlékají granule na jednotku povrchu vpodstatě stejné u malých i u velkých granulí. Z toho vyplývá, že větší granule budou mít mírně větší odírací účinek než menší granule.

• · · ·

- 4 • · · · · ·· ·· ··· · · ·· · · • · · · · · ··· • · ·· ♦· · · · * · · • · · · · · · · ······· ·· ·· I · ·

Zkoušky ukázaly, že při mleli minerálních produkt!’ se nezúčastňují mechanické degradace pouze fyzikální procesy. Mění se také struktura, povrchové vlastnosti a reaktivita materiálu. Vedle vytváření nově formovaných povrchů a nově vytvořených částic, vytváří energie dodaná uhličitanovým minerálům strukuru s narušenou mřížkou, ve které je hustota mikrotrhlinek taková, že zvyšuje reaktivitu vedle toho co může být vysvětleno velikostí jednotlivých granulí nebo částic. To lze pozorovat pomocí různých měřicích metod, jako je diferenční termická analysa, rentgenová analysa nebo jaderná magnetická resonance.

Vynález blíže objasňuje, nijak však neomezuje, následující příklad praktického provedení pomocí přiloženého obrázku, který schematicky vysvětluje provedení jednotky, ve které lze způsob podle vynálezu provádět.

Příklad provedení vynálezu

Znázorněná jednotka zahrnuje nádrž 1_ na čištění plynů, která má náplň nebo lože uhličitanových granulí o velikosti přibližně 5 až 10 mm. Čerstvý, nepoužitý minerál se zaváží do horní části nádrže dopravním systémem naznačeným šipkou 2 a použité, kontaminované granule se odvádějí výpustí 3.. Daný podíl kontaminovaných granulí se vrací do jednotky k čištění plynů bez oddělení kontaminovaných povlaků z granulí, jak naznačeno průchodem 4. materiálu. Zařízení označená vztahovými značkami JL až 4_ nejsou součástí vynálezu a slouží pouze k lepšímu pochopení vynálezu.

Podíl uhličitanových granulí, jež mají být zbaveny povlaku, se vypouští do nádoby 5., Dodávání minerálních granulí do mísícího stacionárního mlýna se řídí dávkovačem 6 , s výhodou šnekovým dávkovačem.

• · · «· ·« • · · · · · · • * · ♦ · · ·» • · · · · · · φ ··· » · · · · · · ······· * · · · φ ·

Minerální granule se tedy zavádějí do mlýna 7, kterým je v tomto případě mísící mlýn, kde dochází k odírání a omílání uhličitanových granulí 7' působením rychloběžného rotoru 7_'ý, opatřeného tyčemi 7 . Odíračího a orní lácí ho účinku je tedy dosahováno tlakovými a smykovými silami a pohybem mezi uhličitanovými granulemi samotnými, přičemž jsou tyto síly vyvolávány rychloběžným rotorem nebo míchadlein, které se normálně otáčí přibližně 80 otáčkami za minutu a působí velkou silou na jednotkový objem mlýna.

Žádaný stupen odírání a omílání uhličitanových granulí ve mlýně 7_ se dá přizpůsobit požadavkům uplatněným na kapacitu čistírny plynů, tedy zvyšováním nebo snižováním množsví frakce prosátých jemných částic. To je také významný činitel, jelikož uhličitanové minerály mohou mít různé vzájemné tvrdosti, různé kapacity adsorpce síry, a jiné vlastnosti, což si může vyžádat korekce k dosažení vhodných vlastností procesu.

Je vhodné, je-li mlýn .7 opatřen regulátorem otáček, čímž se umožní jednoduše řídit požadovaný energetický výkon mlýna. Energie, spotřebovaná na jednotku hmotnosti zpracovávaného materiálu, ovládá množství vytvořené jemné frakce při opracovávání materiálu.

Energie, spotřebovaná na jednotku hmotnosti zpracovávaného materiálu, je také funkcí úrovně media ve mlýně s rotorem, majícím dané množství vně vyčnívajících elementů, s výhodou tyčí. Spotřeba energie může být tudíž regulována také snižováním a zvyšováním úrovně minerálních granulí ve mlýně 2, čímž se zvyšuje nebo snižuje počet tyčí 7 ' ' ', které přicházejí do styku s náplní mlýna.

Rovnováha mezi odíráním a obrušováním granulí může být ovlivněna podle příslušných požadavků převažujících v každém • ·· ·· ·· ······ ···· ···· · · · * · · · · · ·»· • · ·· ·· ·· ·>·· • · ··«· · · ······· ·· ·· · · ·

- 6 jednotlivém případě, vhodnou konfigurací obrušovacích nástrojů, tedy tyčí, nebo vhodnou volbou roztečí mezi nimi.

Míra, jakou jsou uhličitanové granule 7' odírány nebo obrušovány, je podmíněna částečně množstvím adsorbované síry, částečně požadavky na vyčištění těchto granmulí po regeneračním procesu a částečně požadavkem na provádění procesu regenerace granulí způsobem, kdy dodávka čerstvého materiálu bude co nejvíce kompenzovat množství odděleného materiálu. Z tohoto hlediska je významné, aby tato souhra vedla k tomu, aby odpor plynu v nádrži čisticí od síry byl udržován na pokud možno stejné úrovni prováděním shora uvedených opatření. Z ekonomického hlediska je také důležité udržovat separaci. materiálu na nejnižší možné úrovni, aby se zabránilo zbytečným ztrátám uhličitanového materiálu.

Není-li možno dosáhnout rovnováhy z hlediska odporu plynu přidáváním čerstvého materiálu nebo zvýšeným opracováváním materiálu, může být také nutné odstranit mezifraci, zjistí-li se, že byla tato frakce zvýšena na míru, při které je schopna ovlivňovat odpor plynu v reaktoru.

Vypouštění materiálu ze mlýna 7. a dodávání materiálu na síto 9 se reguluje výpustí 8, s výhodou kotoučovou výpustí. Síto 9 odděluje jemnou frakci 10 obsahující nečistoty, přičemž tato jemná frakce odpovídá normálně hmotnostně 5 % uhličitanových granulí, zatímco nadměrné granule 11, zachycené sítem, se vracejí zpět do odsiřovacího procesu. Síto 9. může mít dva nebo tři pásy. Síto se dvěma nebo třemi pásy umožní separaci a možnou abrazi mezifrakce 12 volené velikosti částic. V některých případech to může být vhodný způsob, jak udržet žádanou průměrnou velikost granulí v odsiřovací jednotce, což je výhodné z hlediska dosahování vhodného odporu vůči plynům, procházejícím nádrží 1_.

kde se neklade významný požadavek na procesu, může postačit prosívání

Toho se dosahuje vestavěním sítové vyjímáním větších granulí 14 mříží 25 • ·· ·· ·· ···· · · · · · · · • · · · · · · · « • · ·· ·· ·· · · · · • · · · · · · · ······· · · ·· ·· ₉

V případě a ρ 1 i k a cí, přesnost prosívacího materiálu uvn it ř m1ýna 2 desky 13 do dna mlýna a v plášti mlýna.

Je zřejmé, že vynález není omezen na popsané a ilustrované metody, a že ho lze uskutečňovat jakýmkoli způsobem podle přání při zachování rozsahu patentových nároků.

Průmyslová využitelnost

Způsob regenerace uhličitanových granulí, například minerálních granulí bohatých na vápenec, jako je vápenec a dolomit, používaných v čistírnách plynů, kde se plyn čistí průchodem lože uhličitanových granulí.

• · · ·

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY O1$OQ

   1. /působ regenerace uhličitanových granulí, používaftýtn v čistírnách plynů, kde se plyn čistí průchodem ' ložap₃ uhličitanových granulí, například minerálních granulí bohtrtýCfi ” na vápenec o přibližné velikosti 5 až 10 mm, odstraňováním z těchto granulí povrchových povlaků vytvořených nečistotami, například oxidy síry, v procesu čištění plynů, přičemž se granule z lože odstraňují a mechanicky se opracovávají tím, že se podrobí působení tlakových a smykových sil, v y z n a č u j í c í s e t í m , že se proces mechanického opracování provádí vzájemným ovlivňováním uhličitanových granulí ve mlýně s rychloběžným rotorem opatřeným navenek vyčnívajícími tyčemi, které udílejí energii pohybu rotoru uhličitanovým granulím, načež se regenerované uhličitanové granule o přibližné velikosti 5 až 10 mm od takto opracovaného materiálu oddělují a vracejí se do lože.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m, že se proces mechanického opracování řídí nastavováním úrovně uhličitanových granulí v mlýně.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se t í ni, že se proces mechanického opracování řídí nastavováním otáček rotoru mlýna.
4. 4. Způsob podle nároku 1 až 3, vyznačující se t í m , že rotor mlýna má vně vyčnívající výstupky v podobě tyč í .

   5. tím volbou Způsob podle nároku 1 až 4, vyznač opracování u j í c se řídí í se vhodnou , že proces tyčí rotoru. mechanického 6 . Způsob podle nároku 1 až 5, vyznač u j í c í se

   • ·· · · ·· • · » · · ·· · • · · e · · • · · · · · ·· ···· •· · · · · ·· ······· ·· ·« ,· »

   - 9 t í m, že se proces mechanického opracování řídí vhodnou volbou rozměrů jednotlivých tyčí.
5. 7. Způsob podle nároku 1 až 6, v y z n a č u j í c í s e t í m , že se proces mechanického opracování provádí odstraňováním povlaků činících nejvýše 5 % hmotnosti uhličitanových granulí.
6. 8. Způsob podle nároku 1 až 7, v y z n a č u j í c í se t í m , že se produkt , získaný procesem mechanického opracování, prosívá na dvě až tři frakce.
7. 9. Způsob podle nároku 1 až 8, vy značující se tím, že se meziprodukt, získaný po mechanickém opracování, podrobuje po přesátí obrušování určitého stupně.