CZ58899A3 - Způsob a zařízení pro zpracování spalin - Google Patents

Description

Oblast vynálezu a současný stav techniky:

Předmětný vynález se týká techniky čištění spalin obsahujících oxidy síry, SO2 a SO3 a navíc prach, jako je nespálený uhlík (např. spaliny z kotlů spalujících těžký olej). Vynález se týká zejména techniky zpracování spalin, která zahrnuje odstranění SO3, přítomného ve spalinách, jenž může kondenzovat za vzniku škodlivých dýmů kyseliny sírové nebo zlepšení schopnosti odstraňování prachu, což může být realizováno s nízkými náklady, jednoduchým provozem a konstrukcí zařízení.

Spaliny produkované např. kotli, spalujíqími těžký olej v termických elektrárnách nebo podobných zařízeních, obecně obsahují oxidy síry. Sem patří SO3 (oxid sírový) a SO2 (oxid siřičitý). Podíl SO3 k celkovému množství oxidů síry (např. 1,500 ppm) se může lišit podle spalovací teploty kotle, podle typu hořáku, typu spalovacího katalyzátoru apod., ale každopádně je v řádu několika procent. To znamená, že SO3 je přítomen v relativně malém množství, např. přibližně 30 ppm. V důsledku toho je důležitým základem úvah o desulfuraci spalin tohoto typu schopnost absorbovat SO₂.

Vytváří-li SO3, obsažený ve spalinách dýmy, vzniká silně korozivní mlha kyseliny sírové, která působí při tvorbě kotelního kamene. Dýmy kyseliny sírové rovněž obsahují navíc

4- 2 submikronové částice, které mohou být těžko zachyceny v absorpční kapalině pouhým kontaktem mezi plynem a kapalinou. Vzniká proto potřeba zařadit do procesu zpracování spalin postup odstranění SO₃, aby se zabránilo korozi zařízení a tvorbě kotelního kamene nebo aby se dosáhlo dalšího vyčištění spalin.

Je proto běžnou praxí nastřikovat do spalin (vzniklých např.

spalováním těžkého oleje v kotli) amoniak. Amoniak se nastřikuje do výše položených částí systému a tím se zachycuje SO₃ přítomný ve spalinách jako síran amonný [(NH4)₂SO₄].

Jeden příklad takového konvenčního procesu a systému zpracování spalin je popsán níže s odkazem na Obr. 14.

Symbol 1 na Obr. 14 označuje předehřívač vzduchu dodávaného do kotle (není znázorněn), který využívá tepla spalin. Aparatura nebo kroky, následující za tímto předehřívačem 1, patří do sféry předmětného vynálezu.

Za prvé, ve vstupním kanálu 2 jsou nezpracované spaliny A, opouštějící předehřívač 1, přivedeny do kontaktu se čpavkem (NH₃), který je nastřikován vstřikovací tryskou 2a. SO_3; obsažený ve spalinách, reaguje se čpavkem a vodou přítomnou ve spalinách za vzniku síranu amonného. Protože je síran amonný přítomen ve spalinách ve formě tuhých částic (tj. prachu), koncentrace prachu ve spalinách se značně zvyšuje. (Například, je-li koncentrace prachu před nástřikem čpavku 180 mg/m N, pak koncentrace prachu po nástřiku čpavku dosáhne přibližně 360 mg/m N).

Spaliny A jsou dále vedeny do suchého elektrostatického odlučovače 3, kde je prach oddělen od spalin. Část prachu B, který byl původně obsažen ve spalinách A, obsahuje zejména nespálený uhlík a v případě kotlů, spalujících těžký olej, také nečistoty jako je vanad nebo hořčík. Většina výše uvedeného síranu amonného je zachycena v odlučovači 3, přidána k prachu B a zlikvidována např. jako průmyslový odpad.

Aby mohly být zahřány zpracované spaliny C uvolňované do atmosféry v sekci zpětného ohřevu 5 ohřívače typu plyn - plyn (GGH), jak bude popsáno později, jsou spaliny A uvedeny do sekce rekuperace tepla 4 tohoto GGH, kde je získáváno jejich teplo a tím jsou spaliny ochlazeny (krok rekuperace tepla). Teplota spalin A je například snížena z přibližně 160°C na přibližně 100°C.

Následně je alespoň SO2 a část zbývajícího malého množství prachu odstraněna ze spalin A v absorpčních věžích 12 a 13 (které budou popsány později) desulfurátoru 10 (absorpční krok), spaliny jsou zpětně zahřány v sekci zpětného ohřevu 5 ohřívače GGH na teplotu vhodnou pro jejich uvolnění do atmosféry a pak uvolněny z komína (není ukázán) do atmosféry jako zpracované spaliny C.

V tomto případě má desulfurátor 10 konstrukci, ve které jsou dvě absorpční věže 12 a 13 typu kapalných kolon (tj. absorpční věže s paralelním tokem a protiproudem) spojeny nad zásobníkem 11 pro skladování absorpční suspenze (nebo absorpčního kapaliny) D, do které jsou spaliny postupně uváděny v uvedených < · • »

absorpčních věžích a jsou přivedeny do kontaktu typu plyn kapalina se suspenzí ze zásobníku 11 v odpovídajících absorpčních věžích. Absorpční věže 12 a 13 jsou vybaveny velkým množstvím rozstřikovačů 15 a 16 a suspenze, která je nasávána oběhovými pumpami 17 a 18, je rozstřikována z těchto rozstřikovačů 15 a 16 směrem nahoru ve formě sloupců kapaliny. Navíc je v tomto případě na spodní straně absorpčních věží instalován odstraňovač mlhy 20 pro sbírání a odstraňování jakékoli stržené mlhy. V aparatuře na Obr. 14 je mlha sbírána eliminátorem mlhy 20, je shromažďována v nižším zásobníku (není ukázán) a vracena zpět do zásobníku 11 pomocí odvodní trubky, vedoucí ode dna zásobníku.

Navíc je tato aparatura vybavena tzv. kropidlem s rotujícím ramenem 21 pro vhánění oxidačního vzduchu do suspenze v zásobníku 1 1 ve formě jemných vzduchových bublin za současného promíchávání suspenze, takže absorpční suspenze, obsahující absorbovaný oxid siřičitý v zásobníku 11, je v intenzivním kontaktu se vzduchem a tím je kompletně oxidována za vzniku sádry.

Přesněji, absorpční suspenze, nastřikovaná z kropicích trubekl5 a 16 v absorpční věži 12 a 13, protéká kolonou dolů, absorbuje oxid siřičitý a prach jako výsledek kontaktu plynkapalina se spalinami a vchází do tanku 11, kde je oxidována působením velkého množství vzduchových bublin vháněných do tanku 11 za současného promíchávání vzduchovým kropidlem 21 • *

a je následně neutralizována za vzniku sádry. Hlavní reakce, které se vyskytují v průběhu tohoto zpracování, jsou prezentovány v následujících reakčních schématech (1) až (3).

(Sekce přívodu spalin do absorpční věže)

SO₂ + H₂O -> H⁺ + HSO₃‘ (1) (Nádrž)

H⁺ + HSO3' + 1/2 CO2 -> 2H⁺ + SO4²' (2)

2H⁺ + SO4 ²' + CaCO3 + H₂O —> CaSO₄.2H₂O + CO₂ (3)

Tak jsou sádra, malé množství vápence (používaný jako absorbent) a nepatrné množství prachu permanentně suspendovány v suspenzi v nádrži 11. V tomto případě je suspenze z nádrže 11 (na kterou může dále být odkazováno jako na sádrovou suspenzi S) odváděna a přiváděna do separátoru tuhé a kapalné fáze 23 pomocí pumpy 22. Ze suspenze je oddělena voda v separátoru tuhá fáze - voda 23, takže je získána sádra E s nízkým obsahem vody. Na druhé straně je část filtrátu F1 ze separátoru 23 přivedena do nádrže pro přípravu separační suspenze 25 a použita znovu jako zdroj vody pro absorpční suspenzi D.

Nádrž pro přípravu suspenze 26 je vybavena míchadlem a slouží pro přípravu suspenze D smícháním vápence G (t.j.

absorbentu), přivedeného z vápencového sila (není ukázáno), s filtrátem Fl, přivedeným z nádrže pro skladování filtrátu 24. Absorpční suspenze D je vhodně přivedena z nádrže pro přípravu suspenze 26 do nádrže 11 pomocí suspenzní pumpy 27. Aby se postupně doplnilo množství ztracené vody, například v důsledku odpařování v absorpčních věžích 12 a 13, je potřebné množství vody (například průmyslové vody) přidáváno například do nádrže

11. Vápenec G je používán ve formě prášku obvykle získaného drcením lámaného vápence na částice s průměrem přibližně 100 pm.

Aby se zabránilo akumulaci nečistot ve vodě, cirkulující desulfurátorem 10, je zbytek filtrátu ze zásobníku pro skladování filtrátu 24 převeden do procesu likvidace odpadní vody (není ukázán), jako je tzv. desulfurační odpadní voda F2.

Podle výše popsaného procesu zpracování spalin, spaliny odcházející z elektrostatického odlučovače 3 obsahují malé množství SO₃ a tím se vyhneme výše popsaným nevýhodám.

To znamená, že pokud by nedocházelo k nastřikování amoniaku pro odstranění SO₃, SO3 by v zařízení kondenzoval na základě rosného bodu kyseliny sírové a vznikaly by dýmy kyseliny sírové jak bylo popsáno výše. Většina SO₃ by obecně kondenzovala za vzniku dýmů v důsledku rekuperace tepla v sekci 4 v GGH.

V důsledku toho mohou vznikat, alespoň v rekuperační sekci 4 ohřívače GGH a v částech zařízení umístěných za touto sekcí, • · * · problémy jako je koroze částí zařízení a dušení toku spalin v důsledku tvorby kotelního kamene, čímž se zvyšuje cena zařízení a náklady na údržbu. Navíc, protože takovéto dýmy oxidu sírového zůstávají ve zpracovaných spalinách C, odcházejících z desuflurátoru 10, musí být instalován mokrý odlučovač prachu, například v pozici za absorpční věží 13 a před sekcí zpětného ohřevu 5 ohřívače GGH, aby se dosáhlo vysokého stupně vyčištění spalin. Toto také zvyšuje cenu a velikost zařízení.

Je-li však amoniak nastřikován způsobem zobrazeným na obrázku č. 14, je SO3, přítomný ve spalinách, konvertován na síran amonný před elektrostatickým odlučovačem 3, jak bylo popsáno výše, a vznikající síran amonný se hromadí jako prach B v elektrostatickém odlučovači 3. Takto jsou provizorně řešeny výše uvedené problémy s oxidem sírovým.

V systémech pro zpracování spalin z kotlů spalujících uhlí je široce využíván systém, ve kterém je rekuperační sekce 4 ohřívače GGH umístěna před elektrostatickým odlučovačem 3, aby se rekuperace tepla uskutečnila před elektrostatickým odloučením prachu (tzv. vysoce účinný systém). Tento systém je navržen tak, aby dosahoval vysoké účinnosti odstranění prachu u jednoduchých a malých zařízení zaměřením pozornosti na fakt, že je-li nízká teplota spalin, účinnost odloučení prachu na jednotku kapacity elektrostatického odlučovače je zlepšena pomocí měrného odporu. V případě, že jsou použita olejová paliva, má tento systém málo výhod v důsledku rozdílů ve s

• · • · « ··· «·9 • « · · • · ··«· · · ·» vlastnostech (například elektrický odpor) prachu přítomného ve spalinách. Proto je běžnou praxí provádět výše uvedený nástřik amoniaku a používat vybavení jaké je znázorněno na obrázku 14.

Výše popsaný konvenční proces nebo systém zpracování spalin však s sebou přináší různé problémy v důsledku uvedeného nastřikování amoniaku.

Nejprve je nezbytné koupit a dopravovat drahý čpavek. Toto je nevýhoda z pohledu provozních nákladů.

Je také nezbytné prodloužit vstupní potrubí 2 tak, aby amoniak mohl být nastříknut a rozptýlen. Toto interferuje s redukcí velikosti zařízení.

Navíc, protože nějaký amoniak zůstává v produktech za elektrostatickým odlučovačem 3, dusíkové komponenty jsou obsaženy v desulfurační odpadní vodě F2. V důsledku toho je nutné problematické odstranění dusíku, například mikrobiální denitrifikací, před likvidací desulfurační odpadní vody. Toto také zvyšuje provozní náklady a velikost zařízení.

Amoniak je také obsažen ve zpracovaných spalinách Čaje uvolňován do atmosféry. Emise amoniaku jsou nežádoucí z hlediska dalšího vyčistění spalin. Pokud budou emise amoniaku regulovány, bude vyžadována jistá hranice pro jeho odstranění (například použitím dalšího zařízení). Toto bude také přestavovat problém z hlediska ceny apod.

Amoniak je také obsažen v sádře E, která vzniká jako vedlejší produkt. Proto také v závislosti na přijatých standardech pro sádru může být nezbytné sádru promýt kvůli odstranění nepříjemného zápachu apod.

Prach síranu amonného, který zůstává za elektrostatickým odlučovačem 3, má relativně malý průměr částic a není zcela zachycen v absorpčních věžích 12 a 13. V důsledku toho zůstává takovýto prach síranu amonného ve zpracovaných spalinách C a představuje také problém z hlediska dalšího vyčistění spalin.

Konvenční technika zpracování spalin je proto neuspokojivá z hlediska použití jako techniky čištění spalin, kde je od nedávné doby vyžadována rostoucí účinnost a to jak z kvalitativního, tak i z kvantitativního hlediska, a zvláště pak jako jednoduchý laciný proces pro zpracování spalin v malých a nezávislých elektrárnách, které jsou v posledních letech popularizovány. Vzniká proto potřeba dalšího zlepšení techniky zpracování spalin.

Předmět a souhrn vynálezu

Prvním cílem předmětného vynálezu je poskytnout proces zpracování spalin, ve kterém může být snadno dosaženo odstranění SO_3j přítomného ve spalinách, bez nutnosti nastřikovat amoniak a spaliny mohou být dále čištěny bez nevýhody, způsobené zůstáváním nastřikované substance ve zpracovávaném plynu.

Druhým cílem předmětného vynálezu je poskytnout proces zpracování spalin, ve kterém odstranění SO₃ přítomného ve spalinách a další čištění spalin může být snadno dosaženo jednoduchým provozem a konstrukcí zařízení.

Třetí cílem předmětného vynálezu je použití metody vápenec - sádra v absorpčním kroku pro odstranění SO2 apod. ze spalin při udržení vysoké čistoty sádry vznikající jako vedlejší produkt nebo snížení množství průmyslového odpadu.

K dosažení výše uvedených cílů provedli autoři předmětného vynálezu intenzivní výzkum a objevili empiricky fakt, že dokonce bez nástřiku amoniaku se nebudou výše uvedené problémy s SO₃ vyskytovat v systémech pro zpracování spalin v kotlích, exklusivně spalujících uhlí. Bylo zjištěno, že tento efekt je způsoben tím, že spaliny z kotlů, exklusivně spalujících uhlí, obsahují velké množství prachu ve formě létavého popílku (tj. jeho obsah je 10 až 100 krát větší než ve spalinách z kotlů spalujících olej).

Podle výzkumů učiněných autory předmětného vynálezu to znamená, že je-li prášek jako létavý popílek obsažen ve spalinách, dochází ke kondenzaci SO3, přítomného ve spalinách v důsledku chlazení v kroku rekuperace tepla v sekci 4 v GGH, pokud k ní vůbec dochází, pouze na povrchu částic výše uvedeného prášku, a proto částice H2SO4, vzniklé kondenzací SCh, existují pouze ve formě vázané k částicím výše uvedeného prášku, čímž nedochází ke vzniku škodlivých dýmů (nebo mlhy kyseliny sírové).

Navíc bylo experimentálně zjištěno, že pokud spaliny obsahují prášek v takovém množství, že váhový poměr (D/S) • · množství prášku (D), přítomného v jednotce objemu spalin, k množství SO3 (S), přítomného v jednotce objemu spalin, není menší než přibližně 2 nedochází k tvorbě kotelního kamene a ke korozi zařízení v důsledku působení SO3.

Předmětný vynález, který byl realizován podle epochální technické ideje, získané na základě těchto zjištění (tj. nápadu působit proti SO₃ přídavkem prášku do spalin), řeší výše popsané problémy šířeji pomocí níže popsaných prvků.

Předmětný vynález poskytuje první proces zpracování spalin, obsahujících alespoň SO2 a SO3, který zahrnuje stupeň rekuperace tepla ze spalin pomocí výměníku tepla, čímž jsou spaliny zchlazeny, a následný absorpční stupeň, kde spaliny přichází do kontaktu typu plyn - kapalina s absorpční kapalinou v absorpční věži, aby se odstranil alespoň SO₂, přítomný ve spalinách absorpcí do absorpční kapaliny, a kde je krok přidávání prášku do spalin nástřikem prášku, jenž je možno oddělit a shromáždit v absorpčním kroku, zařazen před stupeň rekuperace tepla.

První proces zpracování spalin podle předmětného vynálezu zahrnuje tato provedení:

Provedení, kde výše uvedený prášek je nastřikován do spalin v takovém množství, že hmotnostní poměr (D/S) množství prachu (D), zahrnující výše uvedený prášek, k množství SO3 (S), přítomnému ve spalinách, není nižší než 2 (tj. D/S > 2);

Provedení, kde v kroku přidávání prášku je snížena teplota výše uvedeného prášku na hodnotu nižší než je teplota spalin;

• · • ···· »··· • « · · · ···»«·· ·· · · · · ·· *

Provedení, kde je výše uvedený prášek nastřikován do spalin ve formě suspenze obsahující výše uvedený prášek suspendovaný v kapalině;

Provedení, kde absorpční kapalina, poté co prošla kontaktem plyn - kapalina se spalinami v absorpčním kroku, je nastřikována do spalin jako výše uvedená suspenze, takže tuhý materiál přítomný v absorpční kapalině může být použit jako výše uvedený prášek;

Provedení, kde tuhá hmota přítomná v absorpční kapalině, poté co prošla kontaktem plyn - kapalina se spalinami v absorpčním kroku, je použita jako výše uvedený prášek; a

Provedení, kde krok přidání prášku je uskutečňován sušením výše uvedené tuhé hmoty pomocí plynu, získaného oddělením části spalin, pneumatickým transportem tuhé hmoty a jejím nástřikem do spalin.

Podle předmětného vynálezu je poskytován také druhý proces zpracování spalin, obsahujících alespoň SO₂ a SO₃, který zahrnuje krok rekuperace tepla ze spalin pomocí výměníku tepla, a následný absorpční krok pro přivedení spalin do kontaktu plyn kapalina s absorpční kapalinou, obsahující vápenatou sloučeninu v absorpční věži, aby se odstranil alespoň SO_2i přítomný ve spalinách absorpcí do absorpční kapaliny, a navíc vznikla sádra jako vedlejší produkt, kde krok přidávání prášku nástřikem prášku oddělitelného v absorpční věži do spalin je zařazen před krok rekuperace tepla, • · · · • · · • · · · • « » · žádný proces pro odstranění prachu ze spalin není umístěn před krokem rekuperace tepla a absorpčním krokem, takže většina prachu přítomného ve spalinách, společně s práškem, může být oddělena v absorpční kapalině, a výše uvedený proces dále zahrnuje separační krok pro separaci tuhých částic, jiných než částice sádry, které obsahují alespoň prach shromážděný v absorpční kapalině, od sádry.

Druhý proces zpracování spalin podle předmětného vynálezu zahrnuje následující provedení:

Provedení, kde separační krok zahrnuje separaci výše uvedených tuhých částic od částic sádry vytvářením vzduchových bublin v absorpční kapalině, aby výše uvedené tuhé částice, které mají hydrofobní povrch, přilnuly ke vzduchovým bublinám a tak stoupaly vzhůru, zatím co částice sádry, které mají hydrofilní povrch, zůstanou v absorpční kapalině;

Provedení, kde výše uvedený proces dále zahrnuje krok pro odstranění prachu nebo prášku, zbývajícího ve spalinách prošlých přes absorpční krok pomocí suchého elektrostatického odlučovače nebo mokrého odlučovače (elektrostatický odlučovač za mokra);

Provedení, kde je přípravný krok kde dochází k agregaci a zhrubnutí prachu nebo ve spalinách přítomného prášku, zařazen následně za krok rekuperace tepla a před absorpční krok, kde je přípravný krok realizován zavedením spalin přípravného zařízení, které obsahuje vybíjecí elektrodu a elektrodu, na které se shromažďuje prach, dodávající prachu nebo prášku přítomným ve • · spalinách elektrický náboj jako výsledek elektrického výboje z vybíjecí elektrody, což dovoluje nabitému prachu nebo prášku migrovat k elektrodě, shromažďující prach tím, že má opačné znaménko náboje na základě Coloumbových sil, a také jej držet na elektrodě, shromažďující prach po předem určenou dobu; a

Provedení, kde krok odstranění hrubého prachu pro separaci části prachu nebo prášku od spalin, které prošly stupněm rekuperace tepla a zavedení do absorpční kapaliny použité v absorpční věži, je zařazen před přípravným krokem.

Podle předmětného vynálezu je také poskytován systém zpracování spalin, obsahujících alespoň SO₂ a SO₃, který zahrnuje výměník pro rekuperaci tepla ze spalin, čímž se spaliny ochlazují, a absorpční věž pro přivedení spalin do kontaktu plyn - kapalina s absorpční kapalinou, takže se odstraní alespoň SO₂ přítomný ve spalinách pomocí absorpce do absorpční kapaliny, a zařízení pro přidávání práškuje umístěno za výměníkem tepla.

Systém zpracování spalin podle předmětného vynálezu zahrnuje následující provedení:

Provedení, kde výše uvedené zařízení pro přidávání prášku zahrnuje vstřikovací trysky pro vstřikování prášku do spalin ve formě suspenze, obsahující prášek suspendovaný v kapalině. Výše uvedený systém dále zahrnuje zařízení pro dodávání absorpční kapaliny oddělením části kapaliny poté, co prošla kontaktem plyn - kapalina se spalinami v absorpční věži a dodává ji do • · · · vstřikovacích trysek jako suspenzi, takže tuhá hmota přítomná v absorpční kapalině může být použita jako prášek; a

Provedení, kde výše uvedený prostředek pro přidávání prášku zahrnuje vstřikovací trysky pro rozstřikování prášku v suché formě do spalin za pomoci proudu plynu, a výše uvedený systém dále obsahuje prostředek pro separaci tuhé hmoty od spalin poté, co prošly kontaktem plyn - kapalina se spalinami v absorpční věži, prostředek pro sušení alespoň části tuhé hmoty, separované prostředkem pro separaci tuhá látka - kapalina, a pneumatický dopravní prostředek pro dopravu tuhé hmoty, usušené sušícími prostředky, pneumaticky do vstřikovacích trysek jako prášek, takže tuhá hmota přítomná v absorpční kapalině může být použita jako prášek.

• · • *

STRUČNÝ POPIS OBRÁZKŮ

Obr. 1 je schématický pohled, ilustrující konstrukci systému pro zpracování spalin ve shodě s prvním provedením předmětného vynálezu;

Obr. 2 je schématický pohled, ilustrující konstrukci systému pro zpracování spalin ve shodě s druhým provedením předmětného vynálezu;

Obr. 3 je schématický pohled, ilustrující konstrukci systému ío pro zpracování spalin ve shodě s třetím provedením předmětného vynálezu;

Obr. 4 je graf, ukazující data, která demonstrují princip předmětného vynálezu;

Obr. 5 je graf, ukazující další data, která demonstrují princip 15 předmětného vynálezu;

Obr. 6 je schématický pohled, ilustrující konstrukci systému pro zpracování spalin ve shodě se čtvrtým provedením předmětného vynálezu;

Obr. 7 je schématický pohled, ilustrující konstrukci systému 20 pro zpracování spalin v shodě s pátým provedením předmětného vynálezu;

Obr. 8 je schématický pohled, ilustrující konstrukci systému pro zpracování spalin ve shodě se šestým provedením předmětného vynálezu;

• · • « • · • ♦ · · • · · · · · · · · · · • · ·· · ·«·· • · «· · · · ······ • · · · · · · I··· ···· ·· ···· ·· ··

Obr. 9 je schématický pohled, ilustrující konstrukci systému pro zpracování spalin ve shodě se sedmým provedením předmětného vynálezu;

Obr. 10 je schématický pohled, ilustrující konstrukci systému pro zpracování spalin ve shodě s osmým provedením předmětného vynálezu;

Obr. 11 je schématický pohled, ilustrující konstrukci separátoru uhlíku pro realizaci separačního kroku podle předmětného vynálezu;

Obr. 12 je schématický pohled, ilustrující konstrukci systému pro zpracování spalin ve shodě s devátým provedením předmětného vynálezu;

Obr. 13 je graf, ukazující data, která demonstrují efekty předmětného vynálezu; a

Obr. 14 je schématický pohled, ilustrující příklad konstrukce konvenčního systému pro zpracování spalin.

Symboly, uvedené v těchto obrázcích, jsou definovány následovně: 1, ohřívač vzduchu; 2, přívodní trubka; 3, suchý elektrostatický odlučovač; 4, sekce rekuperace tepla ohřívače typu plyn - plyn (GGH) (výměník tepla); 5, sekce zpětného ohřevu ohřívače typu plyn - plyn (GGH); 10, desulfurátor; 12 a 13, absorpční věže; 23, separátor tuhá látka - kapalina (prostředek pro separaci tuhá látka - kapalina); 30, separátor uhlíku; 40, prostředek pro přidávání prášku; 40b, vstřikovací tryska; 41, • · ♦ · odkloňovací zásobník; 42, šroubový přepravník; 43, dezintegrátor (sušící prostředek); 44, rychle sušící cylindr; 45, fén (pneumatický dopravní prostředek); 50, hrubý separátor; 51, fén (pneumatický dopravní prostředek; 60, přípravné zařízení; 61, sušárna (sušící prostředek); 62, válcový drtič; 63, fén (pneumatický dopravní prostředek); 71, vstřikovací tryska (prostředek pro přidávání prášku); 72, pumpa (prostředek pro dodávání absorpční kapaliny); A, nezpracované spaliny; A2, plyn; B, B1 a B2, prach nebo prášek; C, zpracované spaliny; Cl, plyn; ío D, absorpční suspenze (absorpční kapalina); Dl, suspenze (absorpční kapalina, která prošla kontaktem se spalinami); E, tuhá hmota; El, tuhá hmota (prášek); G, na prášek rozmělněný vápenec (prášek); H, uhelný popel (prášek); I, vzduch; a S, sádrová suspenze.

DETAILNÍ POPIS PREFEROVANÝCH PROVEDENÍ

Několik provedení předmětného vynálezu bude popsáno níže s odkazy na doprovodné obrázky. Ty samé prvky, zahrnuté do systému na Obr. 14, jsou označeny stejnými symboly a vysvětlení je proto vynecháno.

• ·

První provedení

První provedení předmětného vynálezu je vysvětlováno s odkazem na Obr. 1. Toto provedení se liší od systému zpracování spalin znázorněném na Obr. 14 v tom, že je vynechán krok přidávání amoniaku a že je instalován prostředek pro přidávání prášku (neukázán) nástřikem prášku v pozici před sekcí rekuperace tepla 4 v GGH a krok nástřiku prášku [např. prachu obsaženého ve spalinách ze spalování uhlí (tj. tzv. uhelný popel H)] do spalin A pomocí výše uvedených prostředků pro přidávání prášku je umístěn před krokem rekuperace tepla v sekci 4.

Jako výše uvedený uhelný popel H může být použit například uhelný popel, zachycený v elektrostatickém odlučovači zahrnutým do systému zpracování spalin elektrárny spalující exkluzivně uhlí. Tento uhelný popel je obvykle likvidován jako průmyslový odpad, a proto může být získán velice levně v podstatě za cenu přepravních nákladů.

Jako výše uvedený prostředek přidávání prášku může být použit jakýkoli vhodný prostředek určený například pro pneumatickou dopravu nebo dopravu suspenzí. Příkladem prostředku použitelného pro přidávání prášku, určeného pro pneumatickou přepravu, je prostředek, zahrnující dmýchadlo nebo vzdušný kompresor a potrubí pro dopravu prášku v proudu vzduchu a fixovanou vstřikovací trysku pro rozptýlení a injektáž « · ♦ • · « pneumaticky dopravovaného prášku do přívodního potrubí spalin. Příkladem prostředku použitelného pro přidávání prášku, určeného pro dopravu suspenzí, je prostředek, zahrnující míchaný zásobník pro dispergaci prášku v kapalině za vzniku suspenze, suspenzní pumpa pro tlakování a dopravu suspenze, vytvořené v míchané nádrži, a fixovaná vstřikovací tryska pro rozptýlení a nastřikování přivedené natlakované suspenze do přívodního potrubí spalin.

Je-li prášek nastřikován ve formě suspenze, je upřednostňováno, aby se kapalina, vytvářející suspenzi, okamžitě vypařila teplem spalin, což umožňuje dosažení efektivního zachycení SO₃ on povrchu částic prášku. Obvykle je jako kapalina vhodná voda (např. průmyslová voda). Protože teplota spalin A je přibližně 160°C , voda nastříknutá v suspenzi se okamžitě odpaří.

Obsah tuhé látky v suspenzi může být řádově stejný jako je obsah absorpční suspenze v desulfurátoru 10 (např. přibližně od 20 do 30 hm%). Zkušební výpočty, realizované autory předmětného vynálezu, ukazují, že i když je prášek nastřikován ve formě suspenze, jeho množství vzhledem k množství spalin je nepatrné, jak bude ukázáno níže. Proto se může teplota spalin snížit pouze o několik stupňů celsia, což nemá za následek žádné negativní vlivy na následnou rekuperaci tepla v GGH.

To znamená, že dokonce je-li použit uhelný popel H jako prášek nastříkovaný ve formě suspenze, může být tento prášek přidán v tak malém množství, že váhový poměr (D/S) množství prášku (D), přítomného v jednotkovém objemu spalin, k množství • · • · · · · · · ······· ·· ···· a · · a

SO3 (S), přítomnému v jednotce objemu spalin, není menší než například 2 (tj. D/S > 2). (Například, je-li koncentrace SO₃ 50mg/m³N, uhelný popel H nemůže být přidán v množství menším než 100 mg/m³N).

Takto je výše popsaná funkce prášku realizována úplně a uspokojivě, takže odstranění SO₃ přítomného ve spalinách může být dosaženo s nízkými náklady, jednoduchými operacemi a jednoduchou konstrukcí zařízení bez nutnosti nastřikovat amoniak.

Detailněji, dokonce kondenzuje-li SO₃ přítomný ve spalinách, například následkem chlazení v sekci rekuperace tepla 4 v GGH, ke kondenzaci dochází většinou na povrchu částic prášku (tj. výše uvedeném uhelném popelu a dalších částicích) přítomných ve spalinách. V důsledku toho jsou částice kyseliny sírové, vzniklé kondenzací SO3. vázány na částice výše uvedeného prášku, což vede ke vzniku malého množství škodlivých dýmů (nebo mlhy kyseliny sírové).

Přidaný uhelný popel má navíc relativně velký průměr částic, řádově 10 pm, a může být proto s relativně vysokým stupněm zádrže zachycen v absorpčních věžích 12 a 13 desulfurátoru 10, ve srovnání s konvenčně se vyskytující mlhou kyseliny sírové, ale také s konvenčně se vyskytujícím prachem síranu amonného. V důsledku toho nezůstává téměř žádný uhelný popel po zpracování ve zbytkových spalinách C.

• · ·· ·· ·· ·· * · ♦ · · a · · a » · · * • ·«« ··«»« • · · * · » · ···«·« • * · » * · ·

Uhelný popel, zachycený v absorpčních věžích 12 a 13, je rozpuštěn nebo suspendován v cirkulující suspenzi a je eventuálně obsažen v sádře E, která vzniká jako vedlejší produkt.

Obsah popela zde však dosahuje pouze několika procent a 5 nezpůsobuje ve většině případů žádné problémy. Na druhé straně kyselina sírová, která vznikla kondenzací s SO₃ na povrchu uhelného popela a podobných částicích a byla zachycena společně s uhelným prachem a podobnými částicemi, je finálně neutralizována výše popsanou reakcí s vápencem (3), například v ío nádrži 11 absorpčních věží, za vzniku vedlejšího produktu - sádry.

Tak je podle tohoto provedení spolehlivě zabráněno vzniku kotelního kamene a koroze účinkem SO₃ v sekci rekuperace tepla v GGH a také v potrubí umístěném za touto sekcí. Navíc je dosaženo následujících příznivých efektů.

(1) Spotřeba amoniaku je redukována na nulu, což vede ke značným úsporám na provozních nákladech.

(2) Zařízení pro nástřik amoniaku se stává nepotřebným a potřebné potrubí nemusí být speciálně prodlužováno, aby amoniak mohl difundovat, takže je dosaženo odpovídající redukce nákladů na zařízení a je rovněž redukována velikost zařízení.

(3) Protože v odpadní vodě z desulfurace není obsažena žádná dusíkatá komponenta, je eliminována nutnost problematického zpracování odpadní vody kvůli odstranění dusíku před likvidací odpadní vody z desulfurace F2. Tak může být dosaženo redukce nákladů na zařízení a redukce velikosti zařízení.

• · ·· (4) Množství amoniaku obsaženého ve zpracovaných spalinách a uvolněného do atmosféry je redukováno na nulu. Toto nejen přispívá k lepšímu vyčistění spalin, ale také umožňuje vyhovět budoucí regulaci emisí dusíku.

(5) Sádra vzniklá jako vedlejší produkt neobsahuje žádný amoniak. Proto nemusí být promyta, například aby se odstranil nepříjemný zápach.

(6) Protože ve zpracovaných spalinách nezůstává žádný prach obsahující mlhu kyseliny sírové ani prach síranu amonného, ίο v kontrastu s předchozím stavem vědění, celková schopnost tohoto systému odstraňovat prach je zlepšena bez toho, aby byly použity takové prostředky jako je mokrý odlučovač instalovaný za absorpční věží. Toto také přispívá k dalšímu vyčistění spalin.

(7) Je-li uhelný popel H, použitý jako prášek, nastříknut ve formě suspenze, mohou být aparatury a přístroje konvenčně používané v desulfuračních a podobných systémech, jako je míchaná nádrž pro přípravu suspenze, suspenzní pumpy, vstřikovací trysky pro nástřik suspenze, použity bez jakékoli modifikace. To je výhodné z hlediska ceny zařízení a produktivity systému. Dále lze snadněji dispergovat prášek stejnoměrně ve spalinách ve srovnání s pneumatickou dopravou, takže problémům způsobených SO3 je možno zabránit účinněji.

Navíc jsou v tomto případě částice uhelného popela H drženy při nižší teplotě v důsledku chladicího efektu, způsobenému vypařováním kapaliny ze suspenze do spalin (nebo efektu chlazení • · · J · · · ··»··· * · · * « · * způsobeném přítomností kapaliny v suspenzi). Tím je podporována kondenzace SO3 na povrchu částice uhelného popela H, takže funkce uhelného popela H, použitého jako prášku, zachycovat SO₃ je uspokojivě splněna.

(8) Podle tohoto provedení může být dispozice a konstrukce suchého elektrostatického odlučovače 3 a dalších aparatur a konstrukce desulfurátoru 10 přesně stejná jako v konvečním systému znázorněném na Obr. 14, kromě prostředku pro přidávání uhelného popela Η. V důsledku toho má toto provedení jedinečný účinek v tom, že existující systém zpracování spalin může být velice snadno adaptován pro aplikaci předmětného vynálezu.

Obr. 4 ukazuje experimentálně zjištěná data demonstrující princip předmětného vynálezu (zvláště přidávání uhelného popela).

Tato data indikují vztah mezi koncentrací SO3 v plynu na vstupu do GGH (nebo na vstupu do sekce rekuperace tepla) a koncentrací mlhy SO3 na výstupu z GGH (nebo na výstupu z rekuperační sekce) (tj. stupeň odstranění SO3) při použití koncentrace uhelného popela ve spalinách jako parametru. Plné datové body na Obr. 4 ukazují skutečně naměřená data, ve kterých bylo ukládání kyseliny sírové na vnitřním povrchu aparatury, jako je sekce pro rekuperaci tepla 4, pozorováno prostým okem, zatímco otevřené datové body ukazují skutečně naměřená data, ve kterých nebylo ukládání mlhy kyseliny sírové pozorováno.

Z těchto dat můžeme vidět, že přibližně 90% SO₃ bylo odstraněno dokonce při hodnotě poměru D/S přibližně 1,5, zatím co nebylo pozorováno žádné ukládání mlhy SO₃ na povrchu zařízení a množství mlhy SO₃ zbývající v odcházejících spalinách bylo přibližně 10%. V důsledku toho je zřejmé, že podle předmětného vynálezu, ve kterém je uhelný prach přidáván do spalin, například v takovém podílu, že D/S je ne méně než přibližně 2, je SO₃ mlha téměř kompletně odstraněna a téměř žádná nezůstává ve zpracovaných spalinách a s vysokou spolehlivostí je zabráněno korozi nebo tvorbě kotelního kamene v důsledku ukládání mlhy. Protože je výše popsaný efekt uhelného prachu fyzikální fenomén, ve kterém SO₃ může kondenzovat na povrchu částic přítomných ve spalinách, prášky jiné než uhelný popel (například práškový vápenec) povedou ke stejnému efektu.

Druhé provedení

Druhé provedení předmětného vynálezu je vysvětleno s odkazem na Obr. 2. Toto provedení je podobné prvnímu provedení v tom, že jako prášek podle předmětného vynálezu je použit uhelný popel a tento prášek nastříkován před sekcí rekuperace tepla 4 v GGH. Toto provedení je však charakterizováno tím, že na výstupu ze sekce rekuperace tepla je instalován suchý elektrostatický odlučovač 3 a že krok, kde dochází k odstranění prášku přítomného ve spalinách pomocí tohoto elektrostatického odlučovače 3 je umístěn za krokem rekuperace tepla 4 a před absorpčním krokem využívajícím desulfurátor 10.

Také v tomto provedení může být uhelný popel nastřikován do spalin pneumatickým prostředkem, nebo může být nastřikován ve formě suspenze.

Toto provedení je navíc konstruováno takovým způsobem, že alespoň část B1 prachu, shromážděná v kroku oddělování prachu za použití elektrostatického odlučovače 3, je zpětně použita jako prášek podle předmětného vynálezu, který je nastřikován před sekcí rekuperace tepla 4. Konkrétně je v tomto případě část prachu Bl, shromážděná v elektrostatickém odlučovači 3, nejprve přivedena do prachového sila 30, kde je do ní přidán uhelný popel

H. Potom je prach recyklován s použitím výše popsaného prostředku pro přidávání prášku, aby byl opět nastříknut před sekci rekuperace tepla 4. V tomto provedení obsahuje proto prášek, nastřikovaný v pozici před sekcí rekuperace tepla 4, vedle uhelného popela H dodávaného externě, prach (tj. létavý prach) původně přítomný v nezpracovaných spalinách A, odcházející z ohřívače vzduchu 1.

Navíc je v tomto provedení zbytek prachu B2, shromážděného v suchém elektrostatickém odlučovači 3, homogenně smíchán se sádrou E, vzniklou v desulfurátoru 10 jako vedlejší produkt, a vypuštěn ze systému.

V tomto provedení je upřednostňováno, aby celkové množství nastřikovaného prachu bylo požadované minimální • * • $ • 9 · množství (například takové množství, které způsobuje, aby výše definovaný podíl D/S měl hodnotu přibližně 2). Navíc je upřednostňováno, aby množství recyklovaného prášku B1 bylo zvýšeno až na limit, při kterém má nastřikovaný prášek schopnost zachytit SO₃ a aby množství přidávaného čerstvého uhelného popela H a vypouštěného prachu B2 bylo sníženo na jejich požadované minimální hodnoty. Tak může být množství prachu B2 smíchaného se sádrou E minimalizováno za vzniku vysoce čisté sádry E a množství přidaného čerstvého uhelného prachu H může být sníženo, aby se usnadnila manipulace s uhelným popelem H.

Také v tomto provedení je výše uvedená funkce prášku úplně a uspokojivě realizována stejně jako v prvním provedení. Proto může být odstranění SO₃ přítomného ve spalinách realizováno s nízkými náklady a pomocí jednoduchých operací a zařízení, bez nutnosti nastřikovat amoniak.

Navíc konstrukce tohoto provedení representuje výše popsaný, vysoce účinný systém, ve kterém je sekce pro rekuperaci tepla 4 umístěna před elektrostatický odlučovač 3, takže účinnost na jednotku kapacity elektrostatického odlučovače 3 je zvýšena. V důsledku toho může být i při použití malého odlučovače 3 odstraněn ze spalin přidaný uhelný popel s vysokým stupněm zádrže. Navíc je prach, původně obsažený v nezpracovaných spalinách A, také téměř kompletně zachycen v elektrostatickém odlučovači 3 a absorpčních věžích 12 a 13 desufurátoru 10 a téměř se nevyskytuje ve zpracovaných spalinách C.

«· · · «♦ 4 « »··« » · * · ···· • · ·« * ···· <· · «· · * « ······ • · * I t · · »······· · · · 4 * ♦ i ·

Také v tomto provedení je proto spolehlivě zamezeno tvorbě kotelního kamene a korozi v důsledku účinku SO₃, například v sekci rekuperace tepla 4 v GGH a potrubí, umístěném za touto sekcí, a v zásobníku elektrostatického odlučovače 3. Navíc je dosaženo těch samých efektů jako jsou efekty (1) až (7), výše popsaných ve spojení s prvním provedením.

V tomto provedení je také recyklován prášek (obsahující uhelný popel H a další) použitý pro zachycení SO3,. Toto má jedinečný účinek v tom, že množství dodávaného čerstvého uhelného popela H může být sníženo a navíc množství prachu B2 smíchaného se sádrou E může být minimalizováno a je tak držena vysoká čistota sádry E.

Protože je prach B2 smíchán se sádrou E, může být na nulu redukováno množství prachu odcházejícího do okolí jako průmyslový odpad. Toto také přispívá například k úspoře provozních nákladů.

Je samozřejmé, že je-li žádoucí produkovat sádru o co nejvyšší čistotě, nemůže být všechen nebo část prachu B2 smíchána se sádrou E.

Třetí provedení

Třetí provedení předmětného vynálezu je vysvětleno s odkazem na Obr. 3. Toto provedení je podobné prvnímu provedení v tom, že prostředek pro přidávání prášku nástřikem prášku je »»(····· ·« &«·· z

instalován před sekcí rekuperace tepla 4 v GGH a že použitím tohoto prostředku pro přidání prášku je prášek připravený mletím vápence (CaCCE) (například výše uvedený vápenec G) nastřikován do spalin A jako prášek podle předmětného vynálezu.

Také v tomto provedení může být práškový vápenec nastřikován do spalin pneumatickým dopravním systémem nebo může být nastřikován jako suspenze.

V tomto provedení je navíc vynechána nádrž pro přípravu suspenze 26, suspenzní pumpa 27 (ukázané na Obr. 14) a filtrát F1 ío se vrací přímo do nádrže 11 absorpčních věží. Celkové množství vápence, požadované pro použití jako absorbent v absorpčním kroku v deulfurátoru 10 a pro produkci sádry vznikající jako vedlejší produkt, je přidáno do spalin jako výše uvedený prášek v pozici před sekcí rekuperace tepla 4 tak, že absorbent je nepřímo dodáván do suspenze v nádrži 11 desulfurátoru 10.

V tomto případě je množství sádrovce G použitého jako absorbentu v podstatě ve stechiometrickém poměru k množství oxidu siřičitého přítomného ve spalinách. Obsahují-li spaliny A běžný plyn ze spalování (například spaliny produkované z olejového paliva jako je těžký olej), pokusné výpočty realizované autory předmětného vynálezu prozradily, že hmotnostní poměr (D/S) množství prášku (D) přítomného v jednotkovém objemu spalin k množství SO3 (S) přítomnému v jednotce objemu spalin se rovná přibližně 28.

V tomto provedení je proto výše popsaná funkce prášku realizována úplně a uspokojivě tak, že odstranění SO3 přítomného ve spalinách může být dosaženo s nízkými náklady a jednoduchým provozem a jednoduchou konstrukcí zařízení bez nástřiku čpavku.

Detailněji, kondenzuje-li SO_3j přítomný ve spalinách například následek chlazení v sekci rekuperace tepla 4 v GGH, ke kondenzaci dochází na povrchu částic prášku (výše uvedeného vápence a dalších) přítomných ve spalinách. V důsledku toho je kyselina sírová, vznikající kondenzací SO_3- vázaná na částice výše uvedeného prášku, což vede k nízké produkci škodlivých dýmů (nebo mlhy kyseliny sírové).

Přidaný vápenec má navíc velký průměr částic (řádově 100 pm), a proto může být oddělen v absorpčních věžích 12 a 13 desulfurátoru 10 se značně vyšším stupněm zádrže, ve srovnání s konvenčně se vyskytující mlhou kyseliny sírové, ale s i běžně se vyskytujícím prachem síranu amonného. V důsledku toho téměř žádný vápenec nezůstává ve zbytkových zpracovaných spalinách

C.

Vápenec, oddělený v absopčních věžích 12 a 13, je rozpuštěn nebo suspendován v cirkulující suspenzi a funguje jako výše uvedený absorbent (nebo alkalické činidlo) pro neutralizaci suspenze za vzniku sádry jako vedlejšího produktu. Na druhé straně kyselina sírová, která vzniká kondenzací SO₃ na povrchu vápence apod., je oddělena společně s vápencem apod. a je neutralizována reakcí (3) s vápencem, například v nádrži 11 absorpčních věží za vzniku sádry jako vedlejšího produktu.

Také v tomto provedení je proto spolehlivě zabráněno tvorbě kotelního kamene a koroze, způsobené SO₃, například v sekci rekuperace tepla 4 v GGH a potrubí za touto sekcí. Navíc je dosaženo těch samých efektů, jako jsou efekty (1) až (7) popsané výše ve spojení s prvním provedením.

V tomto provedení je dále celkové množství sádrovce, požadované pro použití v absorpčním kroku v desulfurátoru 10, io dodáváno ve formě výše uvedeného prášku a konvečně používaná nádrž na přípravu suspenze 26 a suspenzní pumpa 27 jsou eliminovány. Toto provedení má proto jedinečný efekt v dosažení další redukce nákladů na zařízení a v redukci velikosti zařízení.

Obr. 5 ukazuje skutečně naměřená data, demonstrující 15 princip předmětného vynálezu (zvláště přidávání vápence).

Tato data indikují vztah mezi množstvím přidaného vápence a množstvím 8Οβ_; odstraněného kondenzací na povrchu částic vápence, je-li suspenze práškového vápence a vody jednoduše nastříknuta (s koncentrací přibližně 20 - 30 hm%) do spalin, obsahujících přibližně 3,7 - 11,5 ppm SO3 a nerealizuje se rekuperace tepla. Tato data ukazují, že SO₃ může být efektivně a jednoduše odstraněn nástřikem suspenze vápence do kouřového kanálu. Je tedy vidět, že podle předmětného vynálezu, ve kterém je rekuperace tepla prováděna po přidání prášku, aby SO3 úplně « · · · · ··· • I · · · • · <·· * * ’ » zkondenzoval, může být vysoký stupeň odstranění SO₃ dosažen dokonce při nízké hodnotě D/S.

Čtvrté provedení

Čtvrté provedení předmětného vynálezu je vysvětlováno s odkazem na Obr. 6. Detailní znázornění konstrukce desulfurátoru 10 je na obrázcích 6 až 8 vynecháno.

Také v tomto provedení je prostředek pro přidávání prášku ío 40 instalován v pozici před sekcí rekuperace tepla 4 v GGH. Avšak část El tuhé látky E, obsahující hlavně sádru vzniklou jako vedlejší produkt v desulfurátoru 10, je pneumaticky dopravována do výše uvedeného prostředku pro přidávání prášku 40, zatímco je sušena plynem AI, získaným oddělením části spalin A, a takto získaná suchá sádra je nastřikována do spalin A jako prášek podle předmětného vynálezu.

Detailněji, tuhá hmota E, zbavená vody a separovaná v separátoru tuhá látka - kapalina 23, je rozdělena v zásobníku 41 na část El požadovanou pro nastavení výše uvedeného hmotnostního poměru (D/S) ve spalinách A a zbytek E2. Se zbytkem E2 tuhé hmoty E je nakládáno způsobem obecně známým pro sádru vzniklou jako vedlejší produkt. Oddělená část El tuhé hmoty E je zavedena do dezintegrátoru 43 při předem určené rychlosti toku, například pomocí šroubového dopravníku 42, • u • » • · « ·

dezintegrována, sušena v rychle sušícím cylindru 44 a zaváděna do prostředku pro přidávání prášku 40.

Rotační dezintegrátor je použit jako výše uvedený dezintegrátor 43. Rotační dezintegrátor je typem impaktního dezintegrátoru ve kterém je bahnitý materiál dispergován do plynu pomocí impaktních řetězů uchycených koaxiálně k rotujícím diskům, podobným lopatám větráku, uvolněn ze zařízení a dopravován v suspendovaném stavu. Jsou-li horký plyn a mokrý materiál uváděny do zařízení společně, rozemletí na prášek a sušení jsou realizovány současně.

Plyn AI získaný oddělením části spalin A je pomocí sušicího fenu 45 zaveden do výše uvedeného dezintegrátoru 43. Potom je tento plyn společně s dezintegrovanou tuhou hmotou El přiveden přes rychle sušící cylindr 44 do prostředku pro přidávání prášku

40. V tomto případě obsahuje plyn AI horký plyn, získaný oddělením části spalin A před spalinovým fénem 46 (není ukázán na Obr. 1 a dalších), který je obvykle instalován na odvodní části elektrostatického odlučovače 3.

Prostředek pro přidávání prášku 40 zahrnuje potrubí 40b, kterým plyn AI prochází poté, co prošel rychle sušícím cylindrem 44 a prášková tuhá hmota El, přítomná v plynu AI, je nastřikována do potrubí 40a pro spaliny A pod tlakem, vloženým pomocí sušícího fenu 45. V tomto provedení přestavuje vstřikovací tryska 40b trubku s malým průměrem, připojenou ke stěně potrubí 40a tak, že otevírá její vnitřní prostor, jak je

» · *4 » · ukázáno na Obr. 6. Je však jasné, že předmětný vynález není omezen na toto provedení.

V tomto provedení je část El tuhé hmoty E, obsahující v podstatě sádru vzniklou jako vedlejší produkt v desulfurátoru 10, oddělena a zavedena do dezintegrátoru 43, kde je tuhá hmota El rozrušena na prášek a sušena výměnou tepla se zaváděným plynem

AI. Prášková tuhá látka El, která je do určitého rozsahu usušena v dezintegrátoru 43, je sušena důkladněji výměnou tepla s plynem AI, zatímco je pneumaticky dopravována přes rychle sušící cylindr 44. Potom je usušená hmota El společně s plynem AI nastřikována do spalin A prostředkem pro přidávání prachu 40 v pozici před sekcí rekuperace tepla 4. Prášková tuhá hmota El a plyn AI, které jsou tímto způsobem nastřikovány do spalin A, mají teplotu přibližně 100°C, která je nižší než teplota spalin A (tj. přibližně 160°C).

Také v tomto provedení je proto výše popsaná funkce prášku realizována úplně a uspokojivě, takže odstranění SO_3; přítomného ve spalinách, může být uskutečněno při nízkých nákladech a jednoduchou operací a konstrukcí zařízení bez nástřiku čpavku.

Detailněji, dokonce kondenzuje-li SO₃ přítomný ve spalinách, například následkem chlazení v sekci rekuperace tepla 4 v GGH, většina kondenzace se vyskytuje na povrchu částic prášku (obsahující výše uvedenou tuhou hmotu El a další), přítomných ve spalinách. Důsledkem toho je E^SCL, vznikající kondenzací SO₃, vázána k částicím výše uvedeného prášku, což vede k nízké produkci škodlivého dýmu (nebo mlhy kyseliny sírové).

Navíc částice sádry, které tvoří základní složku přidávané tuhé hmoty El, mají velký průměr (řádově 20 až 40 pm), a proto mohou být odděleny v desulfurátoru 10 s vysokým stupněm zádrže ve srovnání s konvenčně se vyskytující mlhou kyseliny sírové, ale i s konvenčně se vyskytujícím prachem síranu amonného. V důsledku toho se částice sádry téměř nevyskytují ve zpracovaných spalinách C.

Tuhá hmota El oddělená v desulfurátoru 10 je rozpuštěna nebo suspendována v cirkulující suspenzi a vrácena jako tuhá hmota do suspenze. Na druhé straně kyselina sírová, která vznikla kondenzací SO3 na povrchu tuhé hmoty El apod., byla oddělena společně s těmito částicemi a neutralizována výše uvedenou reakcí (3) s vápencem v desulfurátoru 10 za vzniku části sádry vzniklé jako vedlejší produkt.

Také v tomto provedení je proto spolehlivě zabráněno tvorbě kotelního kamene a korozi účinkem SO3, například v sekci rekuperace tepla 4 v GGH a potrubí umístěném za touto sekcí. Navíc je dosaženo těch samých efektů jako jsou efekty (1) až (6), popsané výše ve spojení s prvním provedením.

V tomto provedení je navíc tuhá hmota El, přítomná v suspenzi v desulfurátoru 10, dodávána jako výše popsaný prášek, takže nejsou nutné žádné náklady na transport surového materiálu. Toto provedení je tedy unikátní v tom, že je dosaženo další redukce nákladů ve srovnání s například prvním provedením, kde je uhelný popel dodáván jako prášek.

Podle konstrukce zařízení tohoto provedení může být poměr D/S ve spalinách nastaven na hodnotu přibližně 10, například nastavením následujících provozních podmínek. Jak lze vidět z experimentálně získaných dat, která byla uvedena výše, bylo potvrzeno, že problémům způsobeným mlhou SO_3> může být zabráněno při D/S hodnotě přibližně 10.

Rychlost toku spalin A: 100 x 10⁴ m³N/h SO₃ koncentrace ve spalinách A: 20 ppm Teplota plynu AI (na vstupu do dezintegrátoru 43): 154°C

Teplota plynu AI (na výstupu z rychle sušícího cylindru 44): 100 °C

Rychlost toku plynu AI: 4 300 m³N/h

Rychlost toku odděleného tuhého materiálu založeného na sádře El: 880 kg/h

Páté provedení

Páté provedení předmětného vynálezu je vysvětlováno s odkazem na Obr. 7.

Podobně jako ve čtvrtém provedení, je i v tomto provedení prostředek pro nastřikování prášku 40 instalován před sekcí rekuperace tepla 4 v GGH. Avšak část El tuhé hmoty E, obsahující hlavně sádru vzniklou jako vedlejší produkt v desulfurátoru 10, je pneumaticky dopravována do výše uvedeného prostředku pro přidávání prášku 40, zatímco je sušena částí zpracovaných spalin C a usušená sádra je nastřikována do spalin A jako prášek podle předmětného vynálezu. Detailněji, toto provedení je shodné se čtvrtým provedením, kromě toho, že plyn Cl, získaný oddělením části zpracovaných spalin C pomocí sušícího fenu 51, je používán jako sušící plyn zaváděný do ío dezintegrátoru 43. Toto provedení je preferováno v případech, kde je nízká koncentrace SO3 ve spalinách.

Také v tomto provedení je výše uvedená funkce prášku realizována úplně a uspokojivě tak, že odstranění SO₃, přítomného ve spalinách, může být realizováno s nízkými náklady, jednoduchým provozem a konstrukcí zařízení a bez nutnosti nastřikovat čpavek. Tak je dosaženo těch samých efektů jako jsou efekty popsané výše ve spojení se čtvrtým provedením. Podle konstrukce zařízení tohoto provedení může být poměr D/S ve spalinách nastaven na hodnotu přibližně 4, například pomocí následujících provozních podmínek. Jak je vidět z naměřených dat uvedených výše, bylo potvrzeno, že problémy s mlhou SO₃ mohou být odstraněny při hodnotě D/S přibližně 4.

Rychlost toku spalin A: 110 x 10⁴ m³N/h SO3 koncentrace ve spalinách A: 10 ppm

Teplota plynu Cl (na vstupu do dezintegrátoru 43): 103°C Teplota plynu Cl (na výstupu z rychle sušícího cylindru 44): 80°C

Rychlost toku plynu Cl: 2 00 m³N/h

Rychlost odděleného tuhého materiálu založeného na sádře El: 175 kg/h

Šesté provedení

Šesté provedení předmětného vynálezu je vysvětleno s odkazem na Obr. 8.

Toto provedení je shodné se čtvrtým provedením kromě toho, že sušárna typu rotující cylindr (tj. rotační sušárna) 61 a rotační drtič 62 jsou použity místo dezintegrátoru 43 a rychle sušícího cylindru 44. V tomto případě je tuhá hmota, založená na sádře El v mokré formě, zavedena na vstup do sušáku 61, pohybuje se k jeho konci za současné rotace sušáku 61 a vychází ze sušáku v suché formě. Potom je suchá tuhá hmota, založená na sádře El, zavedena do rotačního drtiče 62 a rozdrcena. Rozdrcená tuhá hmota El je dispergována do plynu, dopravena do prostředku pro přidávání prášku 40 a nastříknuta do spalin A jako prášek podle předmětného vynálezu v suché formě. Na druhé straně, sušící plyn AI, získaný oddělením části spalin A, je uveden na vstup do rotačním sušáku 61 a je přiveden do kontaktu s tuhou hmotou, založenou na sádře El, aby se usušila. Po usušení odchází tato t · · · · · · • · · 9 ««·*·· » · · · · • · «··· » · ·· hmota z výstupu rotačního sušáku 61. V tomto případě je sušicí plyn AI, odcházející z rotačního sušáku 61, uváděn na výstupní stranu bubnového drtiče 62 pomocí fénu 63 a funguje jako plyn pro pneumatickou dopravu suché tuhé hmoty, založené na sádře

El, a je následně přidán do spalin A společně s tuhou hmotou, založenou na sádře El. Tak se sušicí plyn AI finálně vrací do spalin AI.

Také v tomto provedení jsou realizovány výše popsané funkce prášku úplně a uspokojivě, takže odstranění SO₃, ío přítomného ve spalinách, může být realizováno s nízkými náklady, jednoduchým provozem a jednoduchou konstrukcí zařízení bez nutnosti nástřiku amoniaku. Je tak dosaženo těch samých efektů jako jsou efekty popsané výše ve spojení se čtvrtým provedením.

Podle konstrukce zařízení tohoto provedení může být poměr 15 D/S ve spalinách nastaven na hodnotu přibližně 10, například použitím následujících podmínek.

Rychlost toku spalin A: 110 x 10⁴ m³N/h

Koncentrace SO₃ ve spalinách A: 20 ppm 20 Teplota plynu AI (na vstupu do sušáku 61): 155°C

Teplota plynu AI (na výstupu ze sušáku): 120°C

Rychlost toku plynu AI: 6 700 m³N/h

Rychlost toku odděleného tuhého materiálu, založenému na sádře El: 875 kg/h

Sedmé provedení

Sedmé provedení předmětného vynálezu je vysvětleno s odkazem na Obr. 9.

Toto provedení je takové, že vstřikovací tryska 71, kterou se nastřikuje prášek ve formě suspenze (tj. prostředek pro přidávání prášku), je instalována před sekcí rekuperace tepla 4 v GGH a suspenze (nebo absorpční kapalina) Dl, oddělená z absorpčního ίο zásobníku 11 desulfurátoru 10 pomocí pumpy 72 (tj. prostředek pro přívod absorpční kapaliny), je nastřikována do spalin A.

Je-li poměr D/S ve spalinách A nastaven nastřikováním suspenze Dl na určenou hodnotu, odpovídající koncentraci SO₃ ve spalinách A, je také v tomto provedení výše popsaná funkce prášku realizována úplně a uspokojivě, takže odstranění SO3 ve spalinách je realizováno s nízkými náklady, jednoduchých provozem a jednoduchou konstrukcí zařízení bez nutnosti nastřikovat čpavek. Tak je dosaženo toho samého efektu jako jsou efekty popsané výše ve spojení se čtvrtým provedením.

Detailněji, protože se voda, obsažená ve výše uvedené suspenzi, účinkem tepla spalin A okamžitě vypaří, výše uvedená suspenze Dl může plnit tu samou funkci jako tuhá hmota, založená na sádře, obsažená v suspenzi Dl v případě, že je tuhá hmota založená na sádře nastřikována do spalin A v suché formě (tj. funkce zachycení SO₃).

Je-li výše uvedená suspenze nastřikována od spalin, částice tuhé hmoty (tj. částice prášku podle předmětného vynálezu) mají nižší teplotu v důsledku chladicího efektu produkovaného odpařováním kapaliny ze suspenze do spalin (nebo udržování chladicího efektu přítomností kapaliny v suspenzi), jak bylo popsáno výše. V důsledku toho je podporována kondenzace SO₃ na povrchu Částic, takže funkce zachycování SO₃ je uspokojivě realizována.

Toto provedení je dále konstruováno tak, že část absorpční kapaliny Dl je v desulfurátoru oddělena a nastřikována přímo do spalin před GGH, což má jedinečný efekt v tom, že konstrukce zařízení se velice zjednodušuje, a proto je dosaženo velké výhody z hlediska ceny. Detailněji, provedení ve kterém je například uhelný popel nastřikován ve formě suspenze, vyžaduje další aparaturu jako je nádrž pro přípravu suspenze a prostředek pro skladování uhelného popela a provedení, ve kterém tuhá látka založená na sádře je sušena a nastřikována do spalin (například výše uvedené čtvrté provedení), vyžaduje další aparaturu jako je sušák pro sušení tuhé hmoty založené na sádře. Toto zařízení však nevyžaduje žádnou takovou aparaturu.

Je třeba pochopit, že předmětný vynález není limitován výše popsanými provedeními 1 až 7, ale může být také využit dalšími jinými způsoby. Například, prášek podle předmětného vynálezu • 9 9 9 · · 9 9 9 9 9 *9 • · · · · · · •*999*9 «* 9 9*9 ·9 99 není omezen na vápenec, uhelný popel a sádru, ale může být použit také jakýkoli prášek, který umožňuje kondenzaci SO₃ na povrchu částic tohoto prášku a který může být oddělen v běžném elektrostatickém odlučovači nebo absorpční věži desulfurátoru.

Výše uvedený vápenec, uhelný prach a sádra jsou však běžné materiály, které jsou běžně používány v systémech pro zpracování spalin a existující zařízení a provozní technika mohou být použity bez jakékoli modifikace. Tyto materiály mají tedy výhodu, že mohou být snadno získány a rovněž zacházení s nimi je snadné a io nevykazují žádný negativní vliv na provoz celého systému a naopak, problém s dopravou vápence do absorpční věže může být ušetřen, jak je popsáno výše.

Navíc, aby byla podpořena kondenzace SO₃ na povrchu částic prášku, prášek (nebo suspenze prášku), který má teplotu nižší než je teplota spalin [například prášek (nebo suspenze tohoto prášku), který byl ochlazen na požadovanou teplotu], může být nastříkován do spalin. Toto umožňuje efektivnější kondenzaci SO₃ na povrchu částic prášku, takže může být snadněji a uspokojivěji zabráněno vzniku škodlivé mlhy SO₃ .

Prášek podle předmětného vynálezu může navíc obsahovat například jak vápenec tak uhelný prach. Obě substance mohou být přidány buď ve směsi nebo odděleně. Dokonce je-li vápenec použit sám, může být přidáván takovým způsobem, že část množství vápence, potřebná k zachycení SO_3> je nastřikována do spalin a zbytek je dodáván přímo do absorpční věže desulfurátoru jako obvykle.

Navíc je samozřejmé, že dokonce je-li pro sušící účely používána sušárna typu rotační cylindr, popsaná v šestém provedení (Obr. 8), v provedení, kde je tuhá hmota, obsahující sádru jako hlavní složku vzniklou jako vedlejší produkt v desulfurátoru (nebo absorpčním kroku), sušena a nastřikována do spalin jako prášek podle předmětného vynálezu, část Cl zpracovávaného plynu C může být použita jako sušicí plyn, jak je popsáno výše ve spojení s pátým provedením (Obr. 7).

Jako sušící prostředek pro sušení výše uvedené tuhé hmoty, založené na sádře, může být navíc použita sušárna s nepřímým ohřevem, ve kterém tuhá hmota, založená na sádře, je sušena například proudem tepla, dodávaným z vnějšku systému pro zpracování spalin.

Je dále samozřejmé, že konstrukce absorpčního kroku nebo absorpční věže podle předmětného vynálezu není limitována na výše popsaná provedení. Absorpční věž může například obsahovat jeden typ absorpční věže a nebo různé typy absorpčních věží (nebo plyn - kapalina kontaktní aparaturu), zahrnující plněnou kolonu, sprchovací kolonu a probublávanou kolonu, které mohou být také použity. Předmětný vynález není navíc limitován použitím vápenatých sloučenin (například vápence) jako absorbentu, ale může být také použit desulfurační proces, využívající například hydroxid sodný nebo hydroxid hořečnatý.

Předmětný vynález vede ke zvláště vynikajícím efektům, jeli používán pro zpracování spalin z kotlů, spalujících olejová paliva jako je těžký olej, Orimulsion, VR a CWM/těžký olej. Podobných efektů může být také dosaženo, je-li předmětný vynález aplikován například na kotle spalující uhlí a těžký olej. Dokonce v kotlích spalujících exklusivně uhlí může být tak spalován těžký olej, například, když se proces startuje nebo během testovacích experimentů. Předmětný vynález může být efektivně aplikován na tyto případy.

Osmé provedení

Osmé provedení předmětného vynálezu je vysvětlováno s odkazem na Obr. 10. Na obrázku 10 je vynecháno detailní znázornění konstrukce. Toto provedení se lisí od konvenčního systému pro zpracování spalin znázorněného na obrázku 14, ve kterém jsou kroky nástřiku amoniaku a odstranění prachu využívající elektrostatického odlučovače 3 vynechány a v tom, že prostředky přidávání prášku (nejsou ukázány) pro nástřik prášku jsou instalovány před sekcí rekuperace tepla 4 v GGH a krok pro nástřik prášku, obsahujícího rozemletý vápenec (CaCCG) (například výše uvedený vápenec G), do spalin A použitím výše uvedeného prostředku přidávání prášku (tj. krok přidávání prášku) je zařazen před krok rekuperace tepla ve výše uvedené sekci pro rekuperaci tepla.

V tomto provedení je navíc zařazen krok odstraňování prachu pro odloučení nepatrného množství prachu nebo prášku Bl, který zůstává ve spalinách po tom co prošly přes absorpční krok v desulfurátoru 10 pomocí elektrostatického odlučovače 3a. Tento krok následuje za krokem zpětného ohřevu v sekci 5 a za odlučovačem uhlíku 30 pro oddělení prachu (například nespáleného uhlíku) B2 a vysoce čisté sádry ze sádrové suspenze S, vznikající v desulfurátoru 10.

Separátor uhlíku 30 realizuje separační krok předmětného vynálezu pro separaci tuhých částic jiných než jsou částice sádry, kam patří prach (hlavně nespálený uhlík), shromážděný v absorpční suspenzi D v desulfurátoru 10, takže tyto částice nebudou přimíchány v sádře vzniklé jako vedlejší produkt. V tomto provedení je uhlíkový separátor 30 instalován namísto separátoru tuhá látka - kapalina 23, který je používán v konvenčním systému pro zpracování spalin Obr. 14. Detailněji, v tomto provedení, které neobsahuje žádné odstraňování prachu před absorpčním krokem, je většina prachu (například nespálený uhlík) původně obsaženého ve spalinách, společně s přidaným práškem (v tomto případě vápencem) shromážděna v suspenzi v absorpčních věžích desulfurátoru 10, takže sádrová suspenze S, oddělená z absorpčního tanku, obsahuje větší množství cizí hmoty ( tj. částic výše uvedeného prachu) než v dřívějších postupech. Aby se získala vysoce čistá sádra, je nezbytné separovat výše uvedený prach tvořící cizí hmotu. V tomto provedení je tento separační krok velice jednoduše realizován použitím separátoru uhlíku 30 založeném na flotačním procesu.

Jak je ukázáno na Obr. 11, obsahuje výše uvedený separátor uhlíku 30 například probublávací věž 31, do které je uváděna sádrová suspenze S cirkulační pumpu 32 pro cirkulaci suspenze v probublávací věži 31, vzduchový injektor 33 instalovaný na straně vstupu cirkulační pumpy 32 pro vhánění vzduchu I do cirkulující suspenze, odvodní potrubí 34, odvětvující se na straně výstupu z cirkulační pumpy 32, a ventil kontroly toku 35, instalovaný v ío odvodním potrubí 34, sensor 36 pro detekci výšky hladiny kapaliny v probublávací věži 31, regulátor výšky hladiny 35 pro regulaci otevírání ventilu řídícího tok na základě signálu sensoru 36, čímž se drží hladina kapaliny v probublávací věži 31 v předem určeném rozsahu, separátor tuhá fáze - kapalina 38 pro separaci tuhá fáze - kapalina suspenze odvedené odvodním potrubím 34, odvodní potrubí 39 pro odvedení suspenze z horní části probublávací věže 31, separátor tuhá fáze - kapalina 40 pro separaci tuhá fáze - kapalina suspenze odvedené potrubím 39.

Horní část probublávací věže 31 je vybavena přepadovým kanálem 31a a hladina kapaliny, která je řízena čidlem 37, je nastavena na úroveň nepatrně vyšší než je přetokový žlábek 31a. Tak přetéká prachová suspenze, obsahující prach ve velké koncentraci, přes přepadový kanál 31a a je odváděna odvodním potrubím 39.

• · ♦ · · ····»·· ·· »♦·

Detailněji, vzduch I nastříknutý vzduchovým injektorem 33 je zaveden do probublávací věže 31 ve formě vzduchových bublin, které stoupají k hladině suspenze v probublávací věži 31. Během tohoto procesu přiléhá prach (např. nespálený uhlík) přítomný v sádrové suspenzi S, která obsahuje tuhé částice mající hydrofóbní povrch, k bublinám vzduchu, pohybuje se s nimi nahoru a stoupá k hladině suspenze. Na druhé straně, částice sádry, které mají hydrofilní povrch, nepřiléhají k bublinám vzduchu, ale naopak sedimentují gravitační silou a akumulují se na dně probublávací věže. V důsledku toho obsahuje suspenze odvedená odvodním potrubím 34 tuhou fázi založenou na sádře ve vysoké koncentraci, zatím co suspenze odvedená odvodím kanálem 39 obsahuje tuhou hmotu založenou na prachu ve vysoké koncentraci.

V tomto spojení experimenty provedené autory předmětného vynálezu prozradily, že takovéto jednoduché zpracování může separovat prach se stupněm odstranění prachu ne menším než 90 %.

Alternativní metodou pro produkci vzduchových bublin v probublávací věži 31 je například promíchání suspenze v probublávací věži 31 namísto nastřikování vzduchu do této věže.

Prostředek pro přidávání prášku pro uskutečnění kroku přidávání prášku je nyní vysvětlen. Jako prostředek pro přidávání prášku může být použit jakýkoli vhodný prostředek, určený například pro pneumatickou dopravu nebo přepravu suspenze. Příkladem použitelného prostředku pro přidávání prášku, určeného • · »· * * ·· « · « · · ·· * • · · · · • · * · » · • * * · · tRf>t »«ι· ·· «··· pro pneumatickou přepravu, je prostředek, obsahující větrák nebo vzduchový kompresor a potrubí pro přepravu prášku do proudu vzduchu a fixovaná vstřikovací tryska pro rozptýlení a nastříknutí pneumaticky dopraveného prášku do potrubí spalin. Příkladem použitelného prostředku pro přidávání prášku, určeného pro přepravu suspenze, je prostředek obsahující míchaný zásobník pro dispergaci prášku v kapalině za vzniku suspenze, suspenzní pumpu pro tlakování a dopravu suspenze, vzniklé v míchaném zásobníku, a fixovanou vstřikovací trysku pro rozptýlení a nástřik tlakované a přepravené suspenze do potrubí spalin.

Při nástřiku prachu ve formě suspenze je upřednostňováno, aby se kapalina tvořící suspenzi účinkem tepla spalin okamžitě odpařila a tak bylo dosaženo efektivního zachycení SO₃ na povrchu částic prášku. Normální voda (například průmyslová voda) je vhodná pro použití jako kapalina. Protože teplota spalin A je asi 160°C, voda se z nastříknuté suspenze okamžitě odpaří.

Obsah tuhé látky v suspenzi může být řádově shodný s obsahem tuhé látky v absorpční suspenzi v desulfurátoru 10 (například přibližně 20 až 30 hm%). Pokusné výpočty autorů předmětného vynálezu indikují, že dokonce je-li prach nastřikován ve formě suspenze, jeho množství vztažené na spaliny je nepatrné vzhledem ke spalinám, jak bude popsáno později. Teplota spalin je proto redukována pouze o několik stupňů Celsia, což nemá žádné negativní důsledky pro následnou rekuperaci tepla v GGH.

• · ·

·· ·· ·· ·· • · 9 · · ·· · · * * · • t · » · β » « • · ·· « · · W » « · » w • # · · * · · ·«···»·· · ···· ·· ·»

Dokonce je-li vápenec G, používaný jako prášek k odstranění SO₃, nastřikován ve formě suspenze, může být přidáván v tak malém množství, že váhový poměr (D/S) množství prášku (D) přítomného v jednotce objemu spalin k množství SO₃ (S) přítomnému v jednotce objemu spalin, není menší než 2 (tj. D/S ? 2).

Jak bude popsáno dále, je většina vápence G, přidaná tímto způsobem do spalin, zachycena v absorpční věži a účinkuje jako absorbent v desulfurátoru 10. Proto celkové množství vápence, potřebné pro použití v absorpční kroku v desulfurátoru 10 a při tvorbě sádry jako vedlejšího produktu, může být přidáno do spalin jako výše uvedený prášek v pozici před sekcí rekuperace tepla 4, takže absorbent bude nepřímo dodáván do suspenze v zásobníku 11 desulfurátoru. 10. Toto umožňuje vynechat zásobník pro přípravu suspenze 27 a suspenzní pumpu 27 znázorněné na obrázku 14 a tím dosáhnout dalšího zjednodušení konstrukce zařízení.

V tomto případě může být filtrát F1 zpracován buď jeho vrácením přímo do nádrže 1 1 absorpčních věží nebo může být použita jeho část jako kapalina potřebná pro nástřik vápence G ve formě suspenze.

V tomto případě je navíc množství vápence G, potřebného pro použití jako absorbentu, prakticky ve stechiometrickém poměru k množství oxidů síry přítomných ve spalinách. Obsahujíli spaliny A běžný výfukový plyn (například spaliny vzniklé z • · · · · * · ······ • · » ♦ · · · ··· ···· ·· ···· ·· ·· olejových topiv jako je těžký olej), zkušební výpočty autorů předmětného vynálezu ukázaly, že váhový poměr (D/S) množství prášku (D), přítomného v jednotce objemu spalin, k množství SO₃ (S), přítomnému v jednotce objemu spalin, má dostatečnou hodnotu přibližně 28.

Zpracováním spalin podle tohoto provedení je výše popsaná funkce prášku realizována úplně a uspokojivě, takže odstranění SO3 přítomného ve spalinách může být dosaženo při nízkých nákladech, jednoduchým provozem a jednoduchým zařízením bez nástřiku amoniaku.

Detailněji, dokonce kondenzuje-li SO₃ přítomný ve spalinách, například následkem ochlazení v sekci rekupěrace tepla 4 v GGH, většina kondenzace se vyskytuje na povrchu částic prášku přítomného ve spalinách (tj. prášek, který zahrnuje vápenec přidaný ke spalinám a prach původně ve spalinách přítomný). V důsledku toho částice kyseliny sírové vzniklé kondenzací SO₃ existují ve stavu navázaném k částicím výše uvedeného prášku, což vede k pouze nízké produkci škodlivých dýmů (nebo mlhy kyseliny sírové).

Protože přidaný vápenec a prach přítomný ve spalinách mají relativně velký průměr částic, řádově od 10 od 100 pm, mohou být tyto částice odděleny a shromážděny v absorpčních věžích 12 a 13 desuflurátoru 10 s relativně vysokým stupněm zádrže, ve srovnání s běžně se vyskytující mlhou kyseliny sírové, ale i s běžně se vyskytujícím prachem síranu amonného. V důsledku toho se tyto • · » · · * * ······ • « · * « · · ······· · · · · · · ·· β· částice téměř se nevyskytují ve zpracovaných spalinách C. Speciálně v tomto provedení je zařazen krok odstranění prachu pro oddělení nepatrného množství prachu nebo prášku zůstávajícího ve spalinách, které prošly absorpčním krokem v desulfurátoru 10 jako tuhá hmota Bl, pomocí elektrostatického odlučovače 3a, takže se přidaný prášek (tj. v tomto případě vápenec) a prach (hlavně nespálený uhlík) téměř nevyskytují ve zpracovaných spalinách C. Může tak být dosaženo vysoké čistoty spalin z pohledu jejich odprášení.

ío Vápenec oddělený v absorpčních věžích 12 a 13 je rozpuštěn nebo suspendován v cirkulující suspenzi a funguje jako výše uvedený absorbent (nebo alkalické činidlo) pro neutralizaci suspenze za vzniku sádry jako vedlejšího produktu. Na druhé straně, kyselina sírová, která vznikla kondensací SO3 na povrchu vápence a dalších částic, je oddělena společně s vápencem a dalšími částicemi a finálně neutralizována reakcí (3) s vápencem, například v nádrži 11 absorpčních věží za vzniku části sádry, vzniklé jako vedlejší produkt.

Tak je podle tohoto provedení spolehlivě zabráněno vzniku kotelního kamene a koroze v důsledku působení SO₃ v sekci rekuperace tepla 4 v GGH a v potrubí umístěném za tímto zařízením. Navíc dochází k množství dalších příznivých efektů.

Nedochází tak pouze k výše popsaným efektům (1) až (6), ale vznikají také následující efekty.

• · · (8) Je-li v tomto provedení vápenec použitý jako prášek nastříknut ve formě suspenze, aparatura a prostředky běžně používané v desulfuračním systému nebo podobných systémech, jako je stripovací nádrž pro přípravu suspenze, suspenzní pumpy a trysky pro nástřik suspenze, mohou být použity bez modifikace. Toto je výhoda z pohledu zařízení a provozovatelnosti systému. Díky tomuto lze navíc prášek snadněji dispergovat rovnoměrně ve spalinách ve srovnání s pneumatickou dopravou, takže problémy způsobené SO₃ jsou efektivně odstraněny.

V tomto případě jsou částice vápence navíc drženy při nižší teplotě v důsledku chladicího efektu, vzniklého odpařováním kapaliny ze suspenze do spalin (nebo v důsledku chladicího efektu produkovanému přítomností kapaliny přítomné v suspenzi). V důsledku toho je podporována kondenzace SO3 na povrchu částic vápence G, takže zachycování SO₃ účinkem vápence G jako prášku funguje uspokojivě.

9) V tomto provedení je krok odstranění prachu, používající elektrostatický odlučovač, umístěn před absorpčním krokem a krok rekuperace tepla je vypuštěn a prach (například nespálený uhlík), původně obsažený ve spalinách společně s přidaným práškem, je oddělen v absorpčních věžích desulfurátoru 10. Tak mohou být značně redukovány náklady ve srovnání s konvenčním systémem, ve kterém je instalován na vstupní straně desulfurátoru velký a nákladný elektrostatický odlučovač 3.

• · · · e · • · · · · · · ······ • * · · · · · ·?····« · · · · · » · · · ·

Při srovnání s konvenčním systémem znázorněným na Obr. 14 zahrnuje systém podle předmětného vynálezu navíc elektrostatický odlučovač 3a, instalovaný na výstupní straně desulfurátoru a uhlíkový separátor 30. Nicméně v tomto případě dochází k výše uvedené redukci nákladů. Důvodem je, že uhlíkový separátor 30 je aparatura s jednoduchou konstrukcí, jak bylo již popsáno výše, a způsobuje pouze nepatrné zvýšení nákladů na zařízení a operačních nákladů, ve srovnání s velkým a nákladným elektrostatickým odlučovačem 3, který je nezbytný v konvenčním ío systému. Elektrostatický odlučovač 3a, instalovaný na výstupní straně desulfurátoru, zpracovává podstatně nižší množství a může být proto menší ve srovnání s výše uvedeným konvenčním elektrostatickým odlučovačem 3. Dále je třeba si uvědomit, že elektrostatický odlučovač 3a je nutný především v případě, kdy je vyžadována vysoká odprašovací schopnost.

(10) Toto provedení má dále výhodu v tom, že může být získána vysoce čistá sádra, protože prach (například nespálený uhlík), který představuje vzhledem k sádře cizí hmotu, je oddělen v separační kroku realizovaném ve výše popsaném separátoru uhlíku 30, vzdor tomu, že dochází k úplnému odstranění prachu v absorpčních věžích desulfurátoru 10.

• · ·

Deváté provedení

Deváté provedení předmětného vynálezu je vysvětleno s odkazem na Obr. 12. Je třeba si uvědomit, že detailní znázornění desulfurátoru 10 je na Obr. 12 vynecháno. Toto provedení je podobné osmému provedení v tom, že vápenec je nastřikován jako prášek podle předmětného vynálezu v pozici před sekcí rekuperace tepla 4 v GGH. Ale toto provedení je charakteristické tím, že místo výše uvedeného elektrostatického odlučovače 3a je instalován hrubý separátor 50 a nabíječ 60, aby se dosáhlo vyšší odprašovací schopnosti.

Hrubý separátor 50 může obsahovat například separátor tuhých částic s přehnutými patry. Ten je instalován na výstupní straně sekce rekuperace tepla 4 v GGH a použit k realizaci kroku odstranění hrubého prachu předmětného vynálezu pro separaci části prachu od spalin. Detailněji tento hrubý separátor 50 obsahuje například množství pater (nejsou ukázány) poskládaných cikcak a umístěných v cestě toku spalin. Tuhé částice (tj. výše uvedený prášek nebo prach), proudící společně s plynem vytvářejícím spaliny jsou vedeny tak, aby narážely na plochu těchto přehnutých pater, a proto padají do zásobníku 51. Výše uvedená přehnutá patra mohou být, je-li to vyžadováno, promyta vodou. Tuhé částice, nashromážděné v zásobníku 51 společně s promývací vodou, jsou převedeny gravitačně do absorpčního

» >

• · zásobníku 11 desulfurátoru 10 a uvedeny do suspenze (nebo absorpční kapaliny) používané v absorpčním kroku.

Přípravné zařízení 60 je instalováno na vstupu do absorpční věže desulfurátoru 10 (v tomto případě v horní části absorpční věže s paralelním tokem 12), která obsahuje jednoduchý aparát pro uskutečnění předvstupního kroku předmětného vynálezu.

Detailněji, tato aparatura zahrnuje nabíjecí elektrodu a prach shromaždující elektrodu (nejsou ukázány) a shromažďuje tuhé částice přítomné ve spalinách (tj. výše uvedený prach nebo prášek) nabytím částic elektrickým nábojem pomocí výboje vybíjecí elektrody a následnou migrací nabitých tuhých částic k elektrodě shromažďující prach s opačným nábojem na základě Coloumbických sil.

Na prach shromažďující elektrodu je poté periodicky udeřeno pomocí kladiva (není ukázáno), takže shromážděný prach je smeten do absorpční věže. Tuhé částice, nashromážděné na prach shromažďující elektrodě, agregují a stávají se hrubšími, zatímco jsou drženy na elektrodě po předem určenou dobu. Ačkoli je obtížné shromáždit v absorpčních věžích desulfurátoru 10 relativně jemné tuhé částice, v tomto přípravném zařízení 60 se takovéto jemné tuhé částice stávají hrubšími, takže je zlepšena odprašovací schopnost desulfurátoru 10.

Zpracování spalin tohoto provedení vede k následnému jedinečného efektu, vedle efektů popsaných výše ve spojení s osmým provedením. Množství prachu odlučovaného v • · · desulfurátoru 10 je snížen krokem odstranění hrubého prachu, který používá hrubý separátor 50, schopnost odprášení desulfurátoru 10 je zlepšena pomocí kroku přípravného zpracování využívajícího přípravné zařízení 60. V důsledku toho, i když konstrukce tohoto provedení nevyužívá žádný drahý elektrostatický odlučovač s běžnou stavbou, může být dosaženo vysoké odprašovací schopnosti celém systému zpracování.

Navíc obsahuje prach separovaný v tomto provedení ze spalin pouze prach B2 odcházející ze separátoru uhlíku 30 a je ío proto získáván zpět v jediném místě. Následkem toho má toto provedení výhodu usnadnění operace zpětného získání prachu.

Je třeba si uvědomit, že podobně jako elektrostatický odlučovač 3a použitý v osmém provedení, nemusí být výše uvedený hrubý separátor 50 a přípravné zařízení 60 v závislosti na potřebné odprašovací kapacitě (tj. koncentraci prachu ve zpracovávaných spalinách C) použity. Navíc je také možné, v závislosti na potřebné odprašovací kapacitě, například instalovat předvstupní zařízení 60 samotné a vynechat hrubý separátor 50. V každém případě mají hrubý separátor 50 a přípravné zařízení 60 jednoduchou konstrukci a vyžadují nízké provozní náklady, ve srovnání s velikým suchým elektrostatickým odlučovačem, který je instalován na vstupní straně konvenčního desulfurátoru. Tak mohou být náklady redukovány za současného zachování schopnosti odprášit spaliny.

• ·

Obrázky 4, 5 a 13 ukazují naměřená data, demonstrující účinky prášku podle předmětného vynálezu.

Ve zlomku na Obr. 4 představuje jmenovatel poměr D/S a čitatel koncentraci uhelného popela.

Z dat na Obr. 14 je vidět, že přibližně 90% SO₃ je odstraněno dokonce je-li hodnota D/S přibližně 1,5, současně je eliminováno ukládání mlhy SO₃ na zařízení a množství mlhy SO3, zůstávající v koncových odcházejících spalinách, je přibližně 10%. V důsledku toho je zřejmé, že podle předmětného vynálezu, ve kterém je prášek přidáván do spalin, například v takovém množství, že poměr D/S není nižší než přibližně 2, mlha SO3 bude téměř kompletně odstraněna a téměř nezůstane ve zpracovaném plynu a s vysokou spolehlivostí bude zabráněno korozi nebo tvorbě kotelního kamene v důsledku ukládání mlhy.

Protože výše popsaná schopnost uhelného prachu odstraňovat mlhu SO₃ je fyzikální efekt, ve kterém SO3 kondenzuje na povrchu částic přítomných ve spalinách, prášky jiné než uhelný prach (například rozemletý vápenec a tuhá hmota založená na sádře) budou mít podobný efekt.

Data na Obr. 5 navíc prozrazují, že SO3 může být efektivně odstraněn jednoduchým nastřikováním suspenze vápence do spalin. V důsledku toho je vidět, že podle předmětného vynálezu, ve kterém je rekuperace tepla prováděna po přidání prášku, aby SO₃ úplně zkondenzoval, může být dosaženo vysokého stupně odstranění SO3 dokonce při nízké hodnotě D/S.

Data na Obr. 13 ukazují výsledky skutečných provozních testů, ve kterých byl vápenec pneumaticky dopraven a nastříknut do spalin před GGH (a za elektrostatickým odlučovačem) v systému pro zpracování spalin skutečné elektrárny. Byly použity následující podmínky :

Kapacita kotle: 220 MW

Typ GGH: typ Ljungstróm

Absorpční věž desulfurátoru: náplňová kolona s paralelním tokem

Elektrostatický odlučovač umístěný před desulfurátorem:

Ano

Rychlost toku spalin: 1 100 000 M³N/h

Koncentrace SO₃ v nezpracovaných spalinách: 15-20 ppm

Koncentrace prachu na vstupu do desulfurátoru:

- 70 mg/m³N

Přidané množství vápence: 200 - 2000 mg/ m³N

Z výsledků testu je evidentní, že může být dosaženo vysokého stupně odstranění SO₃, ne nižšího než 90%, přidáváním vápence do spalin před GGH například v takovém množství, že D/S není menší než 10. V tomto testu byla současně měřena také koncentrace prachu ve zpracovaných spalinách (tj. spalinách na výstupu z desulfurátoru). Ačkoli se koncentrace prachu na výstupu z desulfurátoru nepatrně zvýšila následkem přidávání o

vápence, nebyla větší než 30 mg/m N. Je proto patrné, že dostatečně vysoká odprašovací kapacita může být dosažena instalováním malého elektrostatického odlučovače apod. na výstupu z desulfurátoru.

Je třeba si uvědomit, že předmětný vynález není omezen na výše uvedené osmé a deváté provedení, ale může být realizován různými způsoby. Například elektrostatický odlučovač instalovaný za desulfurátorem 10 může být nahrazen mokrým odlučovačem (mokrý elektrostatický odlučovač). Ale protože takovýto mokrý odlučovač chladí spaliny, musí být instalován na vstupní straně sekce zpětného ohřevu 5.

Prach není podle předmětného vynálezu omezen na vápenec, ale může být také použit uhelný popel a sádra. Navíc může být také použit jakýkoli prášek, který umožní kondenzaci SO₃ na povrchu částic a následné oddělení a shromáždění prášku v běžném elektrostatickém odlučovači nebo absorpční věži desulfurátoru.

Výše uvedený vápenec, uhelný prach a sádra jsou ale běžné materiály, se kterými se dá v systému pro zpracování spalin dobře manipulovat a existující vybavení a dopravní techniky mohou být použity bez jakékoli modifikace. Tyto materiály mají proto výhodu v tom, že mohou být snadno získány, je s nimi snadná manipulace a nemají žádné negativní vlivy na provoz celého systému a naopak, problém s dodáváním vápence do nádrže absorpční věže může být ušetřen, jak bylo popsáno výše.

Na druhé straně toto provedení má nevýhodu v tom, že je-li například uhelný prach dodáván jako prášek podle předmětného vynálezu, pak se odpovídajícím způsobem zvyšuje množství prachu (tj. jiná hmota než sádra) přítomného ve spalinách zaváděných do desulfurátoru, což vede k odpovídajícímu zvýšení zatížení separátoru uhlíku 30. Z tohoto hlediska je proto upřednostňováno použití vápence nebo sádry jako prášku podle předmětného vynálezu. Je-li použita sádra, což může být realizováno například rozemletím sádry E získané z desulfurátoru 10 na prášek za současného sušení a přidáváním sádry do spalin pneumatickou dopravou, nebo oddělením části sádrové suspenze S v nádrži absorpční věže desulfurátoru 10 a jejím přímým nastřikováním do spalin v pozici před sekcí znovu získání tepla 4 v GGH.

Navíc, aby se podpořila kondenzace SO₃ na povrchu částic prášku, může být do spalin nastřikován prášek (nebo suspenze prášku) s teplotu nižší než je teplota spalin [například prášek (nebo suspenze tohoto prášku), která byla ochlazena na požadovanou teplotu]. To umožňuje efektivní kondenzaci SO₃ na povrchu částic prášku, takže je vzniku škodlivé mlhy SO₃ zabráněno uspokojivěji a snadněji.

Prášek podle předmětného vynálezu může navíc obsahovat například jak vápenec tak uhelný popel a tyto složky mohou být přidány buď ve směsi nebo odděleně. Dokonce je-li vápenec použit samostatně, může být přidáván takovým způsobem, že pouze část vápence potřebná k zachycení SO3 je nastřikována do spalin a zbytek je dodáván přímo do nádrže absorpční věže desulfurátoru jako obvykle.

Dále je zřejmé, že konstrukce absorpčního kroku nebo absorpční věže podle předmětného vynálezu není omezena na výše popsaná provedení. Jako absorpční věž může použita jedna absorpční věž nebo různé typy absorpčních věží (nebo kontaktních aparátů plyn - kapalina) například plněná věž, sprchová věž a probublávaná věž.

Ačkoli předmětný vynález dosahuje zvláště vynikajících účinků, je-li používán pro spaliny z kotlů spalujících různá olejová paliva jako je těžký olej, Orimulsion, VR a CWM-těžký olej, podobných efektů může být rovněž dosaženo, je-li tento postup aplikován například na kotle spalující uhlí a těžké oleje. V kotlích spalujících výlučně uhlí mohou být dokonce spalována olejová paliva, například při najíždění provozu nebo během testů. Předmětný vynález může být efektivně aplikován na takovéto případy.

Jako bylo popsáno výše, v předmětném vynálezu je krok přidávání prášku, zachytitelného v absorpčním kroku do spalin, umístěn před krokem rekuperace tepla pomocí tepelného výměníku. V důsledku toho, kondenzuje-li SO3 přítomný ve spalinách v kroku přidávání prášku nebo za tímto krokem (například jako výsledek chlazení ve výše uvedeném kroku rekuperace tepla), dochází k této kondenzaci pouze na povrchu částic výše uvedeného prášku. Proto existují částice H₂SO4_; vzniklé kondenzací SO_3j ve formě vázané na částice výše uvedeného prášku, což vede ke snížení vzniku škodlivých dýmů (nebo mlhy kyseliny sírové). Navíc, protože je tento prášek oddělitelný v absorpční věži, jsou částice výše uvedené H2SO4 zachyceny a shromážděny v absorpční věži společně s práškem. V důsledku toho nezůstává téměř žádný prášek ani H2SO4 ve spalinách.

Tak může být podle předmětného vynálezu jednoduše odstraněn SO₃ přítomný ve spalinách bez nutnosti nastřikovat amoniak a spaliny mohou být čištěny bez nevýhody způsobené tím, že nastřikované částice zůstávají ve zpracovaných spalinách.

Zvláště pak je-li výše uvedený prášek nastřikován v takových množstvích, že váhový poměr (D/S) množství prachu (D) zahrnující výše uvedený prášek k množství SO₃ (S) přítomnému ve spalinách není menší než 2 (tj. D/S > 2), dochází ke kondenzaci SO₃ většinou pouze na povrchu částic výše uvedeného prášku a dalších přítomných částic. Tak je možné s dostatečnou jistotou zabránit vzniku škodlivých dýmů (nebo mlhy kyseliny sírové) a s vysokou spolehlivostí zabránit vzniku kotelního kamene a korozi účinkem SO₃.

V předmětném vynálezu není možné uskutečnit žádné nezávislé zpracování prachu k odstranění prachu ze spalin pomocí elektrostatického odlučovače před krokem rekuperace tepla a před absorpčním krokem, takže většina prachu přítomného ve spalinách

společně s přidaným práškem může být shromážděna v absorpční kapalině a vložení kroku pro separaci tuhých částic, jiných něž částice sádry, kam patří alespoň prach shromážděný v absorpční kapalině, od sádry. V důsledku toho je odstranění prachu od spalin také ovlivněno v absorpčním kroku. Tak může být dosaženo dalšího zjednodušení vybavení nebo provozu a další redukce nákladů ve srovnání s konvenčním procesem pro zpracování spalin, který pro odstranění prachu používá velký a drahý elektrostatický odlučovač, instalovaný na vstupní straně absorpčního kroku. Navíc, protože prach (například nespálený uhlík), představující jinou hmotu než je sádra, je oddělen v separačním krku, může být získána vysoce čistá sádra, navzdory konstrukci, kde v absorpčním kroku dochází k úplnému odstranění prachu.

Různé efekty předmětného vynálezu, zahrnující výše popsané efekty, mohou být uvedeny po bodech:

(1) Spotřeba amoniaku je redukována na nulu, což vede ke značným úsporám na provozních nákladech.

(2) Není třeba instalovat zařízení pro nástřik amoniaku a přívodní potrubí nemusí být speciálně prodlouženo, aby mohl amoniak difundovat, takže jsou redukovány odpovídající náklady na zařízení a velikost zařízení.

(3) Protože odpadní voda z desulfuračního kroku neosahuje žádné dusíkaté komponenty, není nutné zpracovávat odpadní vody z desulfurace kvůli odstranění dusíku a potřeba toho kroku je eliminována. Z tohoto hlediska jsou redukovány náklady na zařízení a velikosti zařízení.

(4) Množství amoniaku, obsaženého ve zpracovaných spalinách a uvolněného do atmosféry, je redukováno na nulu. Toto nejen přispívá k dalšímu vyčištění spalin, ale také zjednodušuje celý problém z hlediska vyhovění budoucí regulaci emisí amoniaku.

(5) Je-li použita metoda vápenec - sádra, sádra vzniklá jako vedlejší produkt neobsahuje žádný amoniak. Proto nemusí být sádra promývána, aby se například odstranil intenzivní zápach.

(6) Protože ve spalinách nezůstává, v kontrastu se současně používanými postupy, žádný prach obsahující kyselinu sírovou ani síran amonný, celková schopnost systému odstraňovat prach je zlepšena bez nutnosti používat mokrý prachový odlučovač instalovaný za absorpční věží. Toto také přispívá k dalšímu vyčistění spalin.

(7) Významné redukce nákladů může být dosaženo ve srovnání se současným stavem techniky, kde je na vstupní straně od desulfurátoru instalován velký a nákladný elektrostatický odlučovač.

Zvláště zahrnuje-li proces zpracování spalin krok odstraňování prachu pro oddělení prachu nebo prachu zbývajícího ve spalinách, které prošly přes uvedený absorpční krok, pomocí suchého elektrostatického odlučovače nebo mokrého odlučovače prachu, »· · nebo zahrnuje-li proces zpracování spalin předzpracování pro agregaci nebo zhrubnutí prachu nebo prášku přítomného ve spalinách a také krok odstranění hrubého prachu pro separaci části prachu nebo prášku ze spalin pomocí hrubého separátoru typu přehnutých pater a jeho zavedení do absorpční kapaliny použité v absorpčním kroku, může být ve srovnání se současným stavem techniky, vedle redukce nákladů, zlepšena také celková schopnost systému odstraňovat prach.

(8) Předmětný vynález má také výhodu v tom, že prach (například nespálený uhlík) jiný než částice sádry je separován ve výše popsaném separačním kroku a může být získána vysoce čistá sádra, vzdor konstrukci, zahrnující úplné odstranění prachu v absorpčním kroku.

Navíc, je-li teplota prášku nastříkávaného do spalin snížena na teplotu nižší než je teplota spalin, SO₃ může na povrchu částic prášku kondenzovat efektivněji, takže je uspokojivěji a snadněji zabráněno vzniku škodlivé mlhy SO3.

Navíc, je-li prášek suspendován v kapalině a nastřikován ve formě suspenze, aparát a vybavení konvenčně používané v desulfuračním systému a podobných systémech, jako je míchaný zásobník pro přípravu suspenze, suspenzní pumpa, vstřikovací tryska pro nástřik suspenze, mohou být použity bez modifikace. Toto je výhodné z hlediska ceny zařízení a provozovatelnosti systému. Stejnoměrná dispergace prášku je navíc jednodušší ve srovnání s pneumatickou dopravou, takže je účinněji bráněno problémům způsobeným SO₃.

V tomto provedení jsou navíc částice uhelného prachu H drženy při nízké teplotě v důsledku chladicího efektu, způsobeného vypařováním kapaliny ze suspenze ve spalinách (nebo držením chladicího efektu produkovaného přítomností kapaliny v suspenzi). Tím je podporována kondenzace SO₃ na povrchu částic prášku, takže funkce prášku zachytávat SO₃ je realizována uspokojivěji.

Vysokého stupně vyčištění spalin může být navíc dosaženo dokonce, je-li používán jako výše uvedený prášek prach obsažený ve spalinách ze spalování uhlí (tj. uhelný popel). Více specificky, protože uhelný popel má relativně velký průměr částic (řádově několik desítek mikrometrů), může být oddělen v absorpčních věžích s relativně vysokým stupněm zádrže ve srovnání s konvenčně se vyskytující mlhou kyseliny sírové, ale také s konvenčně se vyskytujícím prachem síranu amonného. V důsledku toho uhelný prach téměř nezůstává ve zpracovaných spalinách.

Navíc, podobně jako vápenec, je uhelný popel běžně dostupný materiál, se kterým může být nakládáno běžnými prostředky v systému pro zpracování spalin a existující zařízení a zpracovací techniky mohou být použity bez jejich modifikace. Tak může být uhelný popel jednoduše získán a nakládání s ním je rovněž jednoduché, což vede k další redukci nákladů na provoz a zařízení. Uhelný popel je totiž obvykle likvidován jako průmyslový odpad z termických elektráren a podobných zařízení spalujících výlučně uhlí a může být proto výhodně získán téměř zadarmo.

Na druhé straně, je-li krok oddělení prachu přítomného ve spalinách pomocí suchého elektrostatického odlučovače instalován za krokem rekuperace tepla (tj. za výměníkem tepla) a před absorpčním krokem (tj. absorpční věží) a alespoň část odděleného prachu v kroku pro oddělení prachu je zpětně použita jako výše uvedený prášek, je dosaženo, vedle výše popsaných efektů, následujícího jedinečného efektu.

Konstrukce tohoto provedení reprezentuje tzv. vysoce účinný systém, ve kterém je tepelný výměník umístěn před elektrostatickým odlučovačem, takže je zlepšena výkonnost odlučovače vztažená na jednotku kapacity. Díky tomu může být přidaný uhelný popel odstraněn ze spalin s vysokou účinností použitím malého odlučovače. Prach původně obsažený v nezpracovaných spalinách je navíc také téměř kompletně zachycen v elektrostatickém odlučovači a absorpční věži a téměř nezůstává ve zpracovaných spalinách.

Tak je také v tomto provedení spolehlivě zabráněno tvorbě kotelního kamene a korozi účinkem SO3 ve výše uvedeném výměníku tepla, potrubí umístěném tímto výměníkem a v zásobníku elektrostatického odlučovače. Navíc dochází k těm samým efektům jako jsou výše popsané efekty (1) až (6).

• ·

Prášek (obsahující uhelný prach a další částice) použitý k zachycení SO₃ je navíc v tomto provedení recyklován. To umožňuje snížit množství přidávaného čerstvého prášku a navíc může být také sníženo množství prachu (obsahujícího uhelný prach a další částice). V důsledku toho má tento nárok jedinečný účinek v tom, že dokonce je-li prach (obsahující uhelný prach a další částice) odcházející ze systému smíchán se sádrou, vzniklou při použití metody vápenec - sádra, množství takového prachu může být minimalizováno, aby se udržela vysoká čistota sádry.

Je-li alespoň část prachu shromážděného v kroku oddělení prachu [tj. prach (obsahující uhelný prach a další) odcházející ze systému] smíchána se sádrou, vzniklou jako vedlejší produkt podle metody vápenec - sádra, množství prachu odcházejícího jako průmyslový odpad může být redukováno na nulu. Toto také přispívá například k úsporám na provozních nákladech.

Na druhé straně, je-li jako výše uvedený prášek použit rozdrcený vápenec, má přidaný vápenec velký průměr částic (řádově 100 pm), a proto může být zachycen v absorpční věži (nebo absorpčním kroku) se znatelně vyšším stupněm zádrže ve srovnání s ne pouze konvenčně se vyskytujícími mlhami kyseliny sírové, ale také s běžně se vyskytujícím prachem síranu amonného. V důsledku toho vápenec vůbec nezůstává ve zbývajících zpracovaných spalinách C. Tak je dosažen zvláště vysoký stupeň čistění spalin.

Navíc, vápenec je běžně dostupný materiál, se kterým je možno v systému pro zpracování spalin jednoduše nakládat a existující vybavení a dopravní prostředky mohou být použity bez jakékoli modifikace. Tak může být vápenec jednoduše získán a rovněž manipulace s ním je jednoduchá, což vede k další redukci nákladů na provoz a nákladů na zařízení.

Vápenec má také výhodu v tom, že při jeho přidávání do spalin nezpůsobuje žádné negativní účinky na provoz celého systému. V tomto případě je vápenec, shromážděný v absorpční věži, rozpuštěn nebo suspendován v absorpční kapalině a působí jako absorbent (nebo alkalické činidlo) pro neutralizaci absorpční kapaliny. A tak právě naopak vápenec podporuje reakci, vedoucí k absorpci oxidů síry.

Je-li dále použit systém vápence - sádra, kde vápenec účinkuje jako absorbent, takže vzniká absorpcí oxidů síry jako vedlejší produkt sádra, provedení, ve kterém je vápenec přidáván do spalin jako prášek, nemá žádný negativní vliv na čistotu sádry, je-li celkové množství přidávaného vápence řízeno jako obvykle. Přidaný vápenec je navíc konvertován do užitečné sádry bez zvyšování množství průmyslového odpadu.

Navíc, je-li absorpční krok pro absorpci SO₂ a dalších oxidů síry přítomných ve spalinách uskutečněn metodou vápenec - sádra a celkové množství vápence, použitého jako absorbentu v tomto absorpčním kroku, je přidáno do spalin jako výše uvedený prášek, vybavení konvenčně používané, například pro přípravu suspenze • · · · ···· ··»· • · · · · · · ······ « · · · · · · ······· · · ···· ·· ·· vápence a její přidání do absorpčního zásobníku, není nutné. Toto vede například k další redukci nákladů na zařízení.

Na druhé straně, je-li tuhá hmota přítomná v absorpční kapalině, poté co prošla kontaktem plyn - tuhá fáze se spalinami (tj. tuhá hmota, obsahující v podstatě pouze vzniklý vápenec jako vedlejší produkt podle metody vápenec - sádra), použita jako výše uvedený prášek, má přidaná tuhá hmota obvykle velký průměr částice, řádově od 20 od 40 pm, a proto může být shromážděna v absorpční věži (nebo absorpčním kroku) s vysokým stupněm oddělení ve srovnání s konvenčně se vyskytující mlhou kyseliny sírové a také ve srovnání s konvenčně se vyskytujícím prachem síranu amonného. Důsledkem toho tuhá hmota téměř nezůstává ve spalinách po jejich zpracování. Tak může být dosaženo zvláště vysokého stupně vyčištění spalin. Dochází rovněž k efektům výše popsaným jako efekty (1) až (6).

Navíc, protože tuhá hmota, obsahující hlavně vedlejší produkt vznikající v absorpčním kroku, je použita jako prášek, má toto provedení jedinečný účinek v tom, že přidání prášku nezpůsobuje žádnou redukci čistoty výše uvedeného vedlejšího produktu, a proto čistota tohoto vedlejšího produktu může být držena na velmi vysoké úrovni.

Tuhá hmota (například sádra), obsažená v absorpční kapalině, je běžně se vyskytující materiál, se kterým může být snadno nakládáno konvenčními metodami v systému pro zpracování spalin bez jakékoli modifikace tohoto procesu a * · ·· · · · ······ • · · · · · · «•••••9 · · · ··· ·· ·» zařízení. Tak je dosaženo další redukce provozních nákladů a ceny zařízení.

Zvláště je-li absorpční kapalina ve formě suspenze, obsahující tuhou hmotu založenou hlavně na vedlejším produktu (tj. sádře) vzniklém při kontaktu spalin v absorpční věži (nebo absorpčním kroku), nastřikována přímo do spalin jako suspenze, obsahující prášek podle předmětného vynálezu, má toto provedení jedinečný účinek v tom, že konstrukce zařízení je vysoce zjednodušena a je tak dosaženo velké výhodnosti procesu z hlediska nákladů. Více specificky, provedení, ve kterém např. uhelný prach je nastřikovaný ve formě suspenze, vyžaduje použití další aparatury jako je nádrž pro přípravu suspenze a prostředek pro skladování uhelného popela a provedení, ve kterém tuhá hmota obsažená v absorpční kapalině je sušena a nastřikována do spalin, což vyžaduje další aparát jako je sušák pro sušení tuhé hmoty. Avšak toto zařízení nevyžaduje žádný takový aparát.

Claims (16)

1. Proces pro zpracování spalin obsahujících alespoň SO2 a

5 SO3, který zahrnuje krok rekuperaci tepla ze spalin pomocí tepelného výměníku, a tím chlazení spalin, a následný absorpční krok pro přivedení spalin do kontaktu plyn - kapalina s absorpční kapalinou v absorpční věži, aby se odstranil alespoň SO2 přítomný ve spalinách absorpcí do absorpční kapaliny, kde krok přidávání

10 prášku pro nástřik prášku oddělitelného v uvedeném absorpčním kroku do spalin je umístěn před uvedeným krokem rekuperace tepla, uvedený prášek je nastřikován do spalin ve formě suspenze, obsahující uvedený prášek suspendovaný do kapaliny, a absorpční kapalina, která prošla kontaktem plyn - kapalina se spalinami

15 v uvedeném absorpčním kroku je nastřikována do spalin jako uvedená suspenze, takže tuhá hmota přítomná v absorpční kapalině může být použita jako uvedený prášek.

2. Proces pro zpracování spalin, obsahujících alespoň SO₂ a

20 SO3, který zahrnuje krok rekuperace tepla ze spalin pomocí tepelného výměníku, a tím chlazení spalin, a následný absorpční krok pro uvedení spalin do kontaktu plyn - kapalina v absorpční věži tak, aby se odstranil alespoň SO2 přítomný ve spalinách absorpcí do kapaliny, kde • · • * • · ·· • · · · · • » · • > » · • · · krok přidávání prášku nastřikováním prášku oddělitelného v uvedeném absorpčním kroku do spalin je zařazen před uvedený krok znovu získání tepla, uvedený prášek je nastřikován do spalin ve formě suspenze, 5 obsahující uvedený prášek suspendovaný v kapalině a v takovém množství, že hmotnostní poměr (D/S) množství prachu (D), zahrnující uvedený prášek, k množství SO₃ (S) přítomnému ve spalinách není menší než 2, a absorpční kapalina, poté co prošla kontaktem plyn - kapalina 10 se spalinami v uvedeném absorpčním kroku, je nastřikována do spalin jako uvedená suspenze, takže tuhá hmota přítomná v absorpční kapalině může být použita jako uvedený prášek.

3. Proces zpracování spalin, obsahujících alespoň SO2 a SO3, 15 který zahrnuje krok rekuperaci tepla ze spalin pomocí tepelného výměníku, a tím chlazení spalin, a následný absorpční krok pro uvedení spalin do kontaktu plyn - kapalina s absorpční kapalinou v absorpční věži do absorpční věže tak, že se odstraní alespoň SO2 přítomný ve spalinách absorpcí do absorpční kapaliny, kde krok

20 přidávání prášku nástřikem prášku oddělitelného v uvedeném absorpčním kroku do spalin je umístěn před uvedený krok pro znovuzískání tepla, a tuhá hmota přítomná v absorpční kapalině, která prošla kontaktem plyn - kapalina se spalinami v uvedeném absorpčním krokuje uvedený prášek.

• · ·· ·· • · · · • · · ·· ····

4. Proces zpracování spalin, obsahujících alespoň SO2 a SO3, který zahrnuje krok rekuperace tepla ze spalin pomocí výměníku tepla a tím chlazení spalin a následný absorpční krok pro uvedení

5 spalin do kontaktu plyn - kapalina s absorpční kapalinou v absorpční věži, aby se odstranil alespoň SO2 přítomný ve spalinách absorpcí do absorpční kapaliny, kde krok přidávání prášku oddělitelného v uvedeném absorpčním kroku do spalin je umístěn před uvedený krok znovuzískání tepla, uvedený prášek je

10 nastřikován od spalin v takovém množství, že hmotnostní poměr (D/S) množství prachu (D), zahrnující uvedený prášek, k množství SO3 (S) přítomnému ve spalinách není menší než 2, a tuhá hmota přítomná v absorpční kapalině, která prošla kontaktem plyn kapalina se spalinami v uvedeném absorpčním kroku, je použita

15 jako uvedený prášek.

5. Proces zpracování spalin jak je uveden v nároku 3, kde je v uvedeném kroku přidávání prášku teplota uvedeného prášku snížena na hodnotu nižší než je teplota spalin.

6. Proces zpracování spalin jak je uveden v nároku 4, kde je v uvedeném kroku pro přidávání prášku teplota uvedeného prášku snížena na teplotu nižší než je teplota spalin.

• · ·

7. Proces zpracování spalin jak je uveden v kterémkoli z nároků 3 až 6, kde uvedený krok přidávání prášku je uskutečněn sušením uvedené tuhé hmoty plynem získaným oddělením části spalin, pneumatickou dopravou usušené tuhé hmoty a jejím

5 nástřikem do spalin.

8. Proces zpracování spalin, obsahujících alespoň SO₂ a SO3, který zahrnuje krok rekuperace tepla ze spalin pomocí tepelného výměníku a tím chlazení spalin a následný absorpční krok pro

10 uvedení spalin do kontaktu plyn - kapalina s absorpční kapalinou, obsahující vápenatou sloučeninu v absorpční věži, aby se odstranil alespoň SO₂ ve spalinách pomocí absorpce do absorpční kapaliny a navíc vznikla sádra jako vedlejší produkt, kde krok přidávání prášku nástřikem prášku oddělitelného

15 v uvedeném absorpčním kroku do spalin je umístěn před uvedeným krokem rekuperace tepla, žádné nezávislé zpracování pro odstranění prachu ze spalin není realizováno před uvedeným krokem rekuperace tepla a uvedeným absorpčním krokem, takže většina prachu přítomného

20 ve spalinách, společně s uvedeným práškem, může být oddělena v absorpční kapalině, a uvedený proces dále zahrnuje separační krok pro separaci tuhých částic jiných než částice sádry, které zahrnují alespoň prach oddělený v absorpční kapalině od uvedené sádry.

• · · • · * · · ······· ·* · · · ·

9. Proces zpracování spalin jak je uveden v nároku 8, kde uvedený separační krok zahrnuje separaci uvedených tuhých částic od částic sádry zaváděním bublin vzduchu do absorpční kapaliny, aby se umožnilo přilnutí uvedeným částicím s hydrofobním povrchem ke vzduchovým bublinám a tím vystoupit k povrchu, zatímco částice sádry s hydrofilním povrchem zůstanou v absorpční kapalině.

10. Proces pro zpracování spalin jak je uveden v nárocích 8 nebo 9, který dále zahrnuje krok odstranění prachu pro sběr prachu nebo prášku, zbývajícího ve spalinách poté, co prošly přes uvedený absorpční krok, pomocí suchého elektrostatického nebo mokrého odlučovače.

11. Proces pro zpracování spalin jak je uveden v nároku 8 nebo 9, kde je přípravný krok pro agregaci a zhrubnutí prachu nebo prášku přítomného ve spalinách zařazen následně za uvedený krok rekuperace tepla a před uvedený absorpční krok a uvedený přípravný krok je uskutečněn uváděním spalin do přípravného zařízení s vybíjecí elektrodou a prach shromažďující elektrodou, která dodává náboj prachu nebo prášku přítomnému ve spalinách jako výsledek elektrického výboje z vybíjecí elektrody, což umožní prachu nebo prášku migrovat k elektrodě shromažďující prach, která má opačné znaménko, na základě Coulombových sil, a • · · • 9 udržení prachu na prach shromažďující elektrodě po předem určený časový interval.

12. Proces zpracování spalin jak je uveden v nároku 11, kde krok odstranění hrubého prachu pro separování určitého množství prachu nebo prášku ze spalin poté, co prošly přes uvedený krok rekuperace tepla a uvedení tohoto prášku do absorpční kapaliny používané v uvedeném absorpčním kroku, je umístěn před přípravným krokem.

13. Systém pro zpracování spalin obsahujících alespoň SO₂ a SO3, který zahrnuje výměník rekuperace tepla ze spalin a tím i chlazení spalin, a absorpční věž, umístěnou za uvedeným výměníkem tepla, pro uvedení spalin do kontaktu plyn - kapalina s absorpční kapalinou, aby se odstranil alespoň SO₂ přítomný ve spalinách pomocí absorpce do absorpční kapaliny, kde je prostředek pro nastřikování prášku do spalin umístěn před uvedeným výměníkem tepla, uvedený prostředek pro přidávání prášku obsahuje vstřikovací trysku pro nástřik uvedeného prášku do spalin ve formě suspenze, obsahující uvedený prášek suspendovaný v kapalině, a uvedený systém dále zahrnuje prostředek pro dodávání absorpční kapaliny oddělující část spalin, které prošly kontaktem plyn - kapalina se spalinami v uvedené absorpční věži a dodává ji do uvedené vstřikovací trysky jako uvedenou suspenzi, takže tuhá hmota přítomná v absorpční kapalině může být použita jako uvedený prášek.

5

14. Systém pro zpracování spalin obsahujících alespoň SO₂ a

SO₃, který zahrnuje výměník tepla pro rekuperaci tepla ze spalin a tím chlazení spalin, a absorpční věž, umístěnou za uvedeným výměníkem tepla, pro uvedení spalin do kontaktu plyn - kapalina v absorpční kapalině, aby se odstranil alespoň SO₂, přítomný ve

10 spalinách absorpcí od absorpční kapaliny, kde prostředek pro nástřik prášku do spalin je umístěn před uvedeným výměníkem tepla, uvedený prostředek pro přidávání prášku zahrnuje vstřikovací trysku pro nástřik prášku do spalin v suché formě

15 pomocí proudu plynu, a uvedený systém dále zahrnuje prostředek pro separaci tuhá látka - kapalina pro separaci tuhé hmoty od spalin poté, co prošly kontaktem plyn - kapalina se spalinami v uvedené absorpční věži, sušící prostředek pro sušení alespoň části tuhé

20 hmoty, oddělené uvedeným prostředkem pro separaci tuhá látka kapalina, a pneumatický dopravní prostředek pro pneumatickou dopravu tuhé hmoty, sušené uvedeným sušicím prostředkem, do uvedené rozprašovací trysky, takže uvedená tuhá hmota přítomná v absorpční kapalině může být použita jako uvedený prášek.