CZ283662B6 - Způsob desorpce zrnitého adsorpčního prostředku obsahujícího uhlík a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Abstract

Způsob desorpce zrnitého adsorpčního prostředku nasyceného škodlivými látkami, obzvláště aktivního koksu nasyceného oxidy síry a/nebo oxidy dusíku ze spalin, zahříváním adsorpčního prostředku na desorpční teplotu, shromažďováním desorbovaných škodlivých látek v plynném stavu a následujícím chlazením desorbovaného adsorpčního prostředku, při němž se do nasyceného adsorpčního prostředku zavádí oxidační plyn obsahující kyslík, takže se částečnou oxidací zahřívá na desorpční teplotu. Přívod kyslíku je řízen tak, aby nemohlo dojít ke spalování adsorpčního prostředku. Způsob je vhodný pro regeneraci aktivního koksu, používaného v zařízeních pro odsiřování spalin. zařízení je tvořeno zásobní nádrží, desorbérem a chladičem, přičemž desorbér (4; 16) je opatřen startovacím zařízením (8) pro oxidaci a dále je opatřen přívodem (11b; 21) oxidačního plynu obsahujícího kyslík. ŕ

Description

Vynález se týká způsobu desorpce zrnitého uhlíkatého adsorpčního prostředku nasyceného škodlivými látkami, obzvláště aktivního koksu nasyceného oxidy síry a/nebo oxidy dusíku ze spalin, zahřátím adsorpčního prostředku na desorpční teplotu, shromážděním desorbovaných plynných škodlivých látek a následujícím ochlazením desorbovaného adsorpčního prostředku. Dále se vynález týká zařízení k provádění tohoto způsobu.

Dosavadní stav techniky

Je známý způsob (BMFT-FM-T-81-147), při kterém se využívá trubkový desorbér pro regeneraci aktivního koksu, který je v zařízení pro odsířování spalin nasycen škodlivými látkami. V tomto trubkovém desorbéru je teplo horkých plynů přenášeno přes stěny trubek na pevný koks postupující trubkami. Vzhledem k tomu, že přechod tepla probíhá přes stěny trubek, musí být teploty horkého plynu a stěn trubek podstatně vyšší, než je desorpční teplota. Koks odtahovaný z trubek se podrobí ochlazení, které se provádí nepřímým chlazením aktivního koksu procházejícího trubkami pomocí vzduchu.

Z DE-OS č. 35 11 766 je znám způsob, při kterém se adsorpční prostředek zahřívá na desorpční teplotu pomocí záření, které se zrny přímo absorbuje. Při tom se adsorpční prostředek po vytěsnění škodlivých látek chladí pomocí cirkulujícího inertního plynu, který své teplo předává v tepelném výměníku chladicímu okruhu.

Dále již bylo navrženo, aby se desorbovaný adsorpční prostředek přímo zahříval pomocí horkého inertního plynu na desorpční teplotu.

Uvedené známé způsoby se vyznačují tím, že se během celé doby desorpce musí přivádět tepelná energie z vnějšího zdroje energie.

Úkolem předloženého vynálezu tedy je vypracování způsobu, při kterém by přívod tepelné energie z vnějšího zdroje energie během celé doby desorpce nebyl nutný.

Podstata vynálezu

Výše uvedený úkol byl podle předloženého vynálezu vyřešen vypracováním způsobu, jehož podstata spočívá v tom, že se do nasyceného adsorpčního prostředku přivádí oxidační plyn obsahující kyslík tak, že se adsorpční prostředek částečnou oxidací zahřeje na desorpční teplotu.

Při tom je také možné, že jednotlivá zrna uhlíkatého adsorpčního prostředku mohou podle okolností dosáhnout teploty vzplanutí. Přívod kyslíku se řídí tak, aby spalování adsorpčního prostředku nebylo možné. Vždy podle použitého adsorpčního prostředku je desorpční teplota v rozmezí 350 až 500 °C, teplota vzplanutí bývá v oblasti okolo 550 °C.

Je výhodné, když se adsorpční prostředek před přívodem kyslík obsahujícího oxidačního plynu předehřeje, aby se odpovídajícím způsobem mohlo snížit množství tepelné energie dodávané částečnou oxidací a aby se mohla hospodárně využít tepelná energie uvolňovaná při chlazení desorbovaného adsorpčního prostředku.

-1 CZ 283662 B6

Způsob podle předloženého vynálezu se může výhodně provádět tak, že se kyslík obsahující oxidační plyn přivádí do adsorpčního prostředku v postupujícím loži v protiproudu. Je ale také možné přivádět kyslík obsahující plyn do adsorpčního prostředku ve vířivém loži.

Jak bylo již výše uvažováno, může být účelné použít odebírané teplo při chlazení chladicím plynem k předehřívání nasyceného adsorpčního prostředku pomocí předehřívaného plynu. Když se při předehřívání nedosáhne předehřívací teploty, která již vede ke zřetelné desorpci, může se přímo použít vzduch zahřátý při chlazení k předehřívání adsorpčního prostředku.

Pokud se při předehřívání dosáhne teplot, které vedou ve zřetelné míře k desorpci, je účelné, když se teplo zahřátého chladicího vzduchu převede výměnou tepla na předehřívací plyn. Chladicí plyn a předehřívací plyn se potom vedou v uzavřeném oběhu.

Pokud se jako chladicí plyn použije vzduch, je účelné, když se tento při chlazení zahřátý vzduch použije jako oxidační plyn obsahující kyslík.

Může být ale také výhodné, když se desorbovaný adsorpční prostředek chladí kromě chladicím plynem ještě dodatečně vodou.

Předložený vynález se dále týká zařízení k provádění výše popsaného způsobu. Jako u stavu techniky je zařízení opatřeno zásobní nádrží, desorpčním stupněm u chladicího a chladicím stupněm. Podstata zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že desorpční stupeň je opatřen oxidačním startovacím zařízením, jako je například spalovací komora, a do ní je kyslík obsahující oxidační plyn přiváděn. Výhodně je desorpční stupeň vytvořen jako postupné lože nebo vířivá vrstva.

Dále je účelné, když je k předehřívání desorbovaného adsorpčního prostředku převoditelné teplo z chladicího stupně na předehřívací stupeň.

Způsob podle předloženého vynálezu a zařízení k jeho provádění jsou blíže objasněny pomocí přiložených obrázků.

Na obr. 1 je znázorněno zařízení k provádění způsobu s postupným ložem a na obr. 2 zařízení k provádění způsobu s vířivou vrstvou.

Jako uhlíkatý adsorpční prostředek přichází výhodně v úvahu antracit, aktivní koks, koks z nístějové pece, ropný koks a/nebo aktivní uhlí.

U zařízení podle obr. 1 se aktivní koks vede přes dávkovači kolo 1 do předehřívače 2. Přes druhé dávkovači kolo 3 se dále zavádí do desorbéru s postupným ložem 4. Z tohoto desorbéru vstupuje přes třetí dávkovači kolo 5 do chladiče 6 aktivního koksu, ze kterého je odtahován přes čtvrté dávkovači kolo 7. Jak je z obr. 1 patrno, je desorbér s postupným ložem 4 opatřen vyzdívkou 4a, která jej chrání vůči relativně vysokým desorpčním teplotám okolo 500 °C.

K desorbéru s postupným ložem 4 je přiřazena spalovací komora 8, do které je přiváděn topný plyn vedením 9. Na chladič 6 aktivního koksu je připojeno dmychadlo 10, kterým se vhání do spodní části chladiče chladicí vzduch, který proudí vzhůru desorbovaným aktivním koksem a je odtahován odtahovým vedením _H· Vzduch vháněný dmychadlem 10 se může vést vedením 1 la jako spalovací vzduch do spalovací komory 8. Spalovací komora 8 slouží k tomu, aby se při počátku provozu zařízení zahřál koks, nacházející se v desorbéru s pohyblivým ložem 4 na desorpční teplotu nebo do její blízkosti. Když se této teploty dosáhne, spalovací komora 8 se odstaví mimo provoz a odbočným vedením 1 lb se přivádí dílčí proud vzduchu, předehřátý v chladiči 6 aktivního koksu do spojovacího vedení mezi spalovací komoru 8 a desorbér s postupným ložem 4. Tento vzduch se přivádí pro částečnou oxidaci aktivního koksu,

-2CZ 283662 B6 nacházejícího se v desorbéru s postupným ložem 4, takže tento se také při odpojení spalovací komory 8 zahřívá na teplotu okolo 500 °C.

Kyslík obsahující plyn, přiváděný odbočným vedením 11b slouží současně jako promývací plyn pro odvedení plynů vznikajících při desorpci, sestávajících z oxidu siřičitého, oxidu uhličitého a vodní páry. Tato plynná směs se odtahuje na horním konci desorbéru s postupným ložem 4 pomocí odvodního vedení 12 jako plyn bohatý na oxid siřičitý a navádí se přes plynový chladič 13.

Odbočným vedením 1 lc se přivádí vzduch, zahřátý v chladiči 6 aktivního koksu do předehřívače 2, přičemž zde přímým kontaktem předehřívá aktivní koks na teplotu asi 200 °C. Při této teplotě ještě nedochází k žádné desorpci, takže se může předehřívací vzduch bez těžkostí odvádět vedením 14.

Pokud není protiproudé chlazení aktivního koksu v chladiči 6 pomocí vzduchu dostatečné, může se na koks, přicházející přes třetí dávkovači kolo 5 do chladiče 6 ještě nastřikovat postřikovacím zařízením 15 voda, aby se koks předchladil na teplotu asi 250 až 300 °C.

Desorbovaný aktivní koks se odebírá na spodním konci chladiče 6 přes čtvrté dávkovači kolo 7 při teplotě asi 50 °C.

Výše popsaný způsob slouží tedy k autotermní desorpci, to znamená k desorpci bez přívodu vnější tepelné energie, přičemž samozřejmě pro start desorpce se tepelná energie přivést musí, neboť teplo, uvolňované částečnou oxidací, ještě u studeného koksu nevzniká.

Na obr. 2 je znázorněno zařízení pro autotermní desorpci, které není vytvořeno jako desorbér s postupným ložem ale jako desorbér 16 s vířivým ložem. K desorbéru 16 s vířivým ložem patří nádrž 16a, ve které je uloženo tryskové dno 16b, které je regulováno ze spodu přes klapky 16c, přičemž tento desorbér je zásobován přes vedení 17, 18 a 19 pomocí dmychadla 20 recyklovaným oběhovým plynem. Vzduch potřebný pro částečnou oxidaci se do recyklovaného plynu regulovaně dodává vedením 21 před vstupem recyklovaného plynu do vířivé vrstvy. Ve vedení 17 (výstup recyklovaného plynu z vířivé vrstvy) je uspořádán prachový odlučovač 22, pomocí něhož je recyklovaný plyn zbavován prachu. Odloučený prach se vrací zpět do nádrže 16a přes dávkovači kolo 23. Odtahovým vedením 24 se z oběhu odebírá desorpci vyrobený bohatý plyn a odvádí se do zařízení pro jeho další zpracování.

V chladiči 6 aktivního koksu se koks přímo protíproudně chladí pomocí plynu, recyklovaného přes vedení 25 a dmychadlo 26.

Do oběhového vedení 25 je zařazen tepelný výměník 27 jehož druhou větev tvoří oběhové vedení 28, které společně s na něm uspořádaným dmychadlem 29 tvoří předehřívací oběhový systém pro předehřívač 2.

Toto uspořádání se například volí tehdy, když se dosahuje tak vysokého předehřátí, že se již alespoň část škodlivých látek z adsorpčního prostředku desorbuje. Oddělení pomocí tepelného výměníku 27 tedy potom zabraňuje tomu, aby se desorbované škodlivé plyny při chlazení aktivního koksu opět na něm zachycovaly.

Také u desorbéru 16 s vířivou vrstvou se působením částečné oxidace, popřípadě částečného spalování dosáhne desorpční teploty, to znamená, že dochází k autotermní desorpci.

Pokud se při formách provedení podle obr. 1 a 2 nedosáhne v chladiči 6 aktivního koksu skladovací teploty, může zde být ještě dodatečně zařazen neznázoměný koksový chladič.

Claims (13)

1. Způsob desorpce zrnitého adsorpčního prostředku obsahujícího uhlík, nasyceného škodlivými látkami, obzvláště aktivního koksu nasyceného oxidy síry a/nebo oxidy dusíku ze spalin, zahříváním adsorpčního prostředku na desorpční teplotu, shromažďováním desorbovaných škodlivých látek v plynném stavu a následujícím chlazením desorbovaného adsorpčního prostředku, vyznačující se tím, že se do nasyceného adsorpčního prostředku zavádí oxidační plyn obsahující kyslík, takže se částečnou oxidací zahřívá na desorpční teplotu.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se adsorpční prostředek před přívodem oxidačního plynu obsahujícího kyslík předehřívá.

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se oxidační plyn obsahující kyslík zavádí do adsorpčního prostředku v postupném loži v protiproudu.

4. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se oxidační plyn obsahující kyslík přivádí do adsorpčního prostředku ve vířivé vrstvě.

5. Způsob podle jednoho nebo několika nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že se tepla předaného během chlazení chladicímu plynu použije k předehřívání nasyceného adsorpčního prostředku prostřednictvím předehřívacího plynu.

6. Způsob podle jednoho nebo několika nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že se vzduch zahřátý při chlazení přímo použije k předehřátí nasyceného adsorpčního prostředku.

7. Způsob podle jednoho nebo několika nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že se teplo zahřátého chladicího plynu přenáší výměnou tepla na předehřívací plyn.

8. Způsob podle jednoho nebo několika nároků laž7, vyznačující se tím, že se vzduchu zahřátého při chlazení použije jako oxidačního plynu obsahujícího kyslík.

9. Způsob podle jednoho nebo několika nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že se desorbovaný adsorpční prostředek kromě chlazení chladicím plynem přídavně chladí vodou.

10. Zařízení k provádění způsobu podle nároků 1 až 9, tvořené zásobní nádrží, desorbérem a chladičem, vyznačující se tím, že desorbér (4, 16) je opatřen startovacím zařízením (8) pro oxidaci a dále je opatřen přívodem (1 lb, 21) oxidačního plynu obsahujícího kyslík.

11. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že desorbér je vytvořen jako postupné lože (4).

12. Zařízení podle nároku 10, vyznačující se tím, že desorbér je vytvořen jako vířivé lože (16).

13. Zařízení podle jednoho nebo více nároků 10 až 12, vyznačující se tím, že do oběhového vedení (25) chladiče (6) je zařazen tepelný výměník (27), jehož druhou větev tvoří oběhové vedení (28), které tvoří předehřívací oběhový systém předehřívače (2).