EA010278B1 - Способ и установка для удаления газообразных загрязнителей из отходящих газов - Google Patents

Способ и установка для удаления газообразных загрязнителей из отходящих газов Download PDF

Info

Publication number
EA010278B1
EA010278B1 EA200501027A EA200501027A EA010278B1 EA 010278 B1 EA010278 B1 EA 010278B1 EA 200501027 A EA200501027 A EA 200501027A EA 200501027 A EA200501027 A EA 200501027A EA 010278 B1 EA010278 B1 EA 010278B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
gas
reactor
fluidized bed
exhaust gas
reagent
Prior art date
Application number
EA200501027A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200501027A1 (ru
Inventor
Михаель Штрёдер
Стюарт Снейд
Клаус Хасельвандер
Original Assignee
Оутокумпу Текнолоджи Ой
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Оутокумпу Текнолоджи Ой filed Critical Оутокумпу Текнолоджи Ой
Publication of EA200501027A1 publication Critical patent/EA200501027A1/ru
Publication of EA010278B1 publication Critical patent/EA010278B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/68—Halogens or halogen compounds
    • B01D53/685—Halogens or halogen compounds by treating the gases with solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/06—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds
    • B01D53/10—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds with dispersed adsorbents
    • B01D53/12—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds with dispersed adsorbents according to the "fluidised technique"
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/50—Sulfur oxides
    • B01D53/508—Sulfur oxides by treating the gases with solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1809—Controlling processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1818—Feeding of the fluidising gas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/1845—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised
    • B01J8/1863—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles with particles moving upwards while fluidised followed by a downward movement outside the reactor and subsequently re-entering it
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00548—Flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00725—Mathematical modelling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к способу удаления газообразных загрязнителей из отходящих газов, в котором газообразные загрязнители реагируют с мелкозернистым реагентом с образованием в реакторе с псевдоожиженным слоем (2) твердых материалов, и к соответствующей установке. С целью низких концентраций загрязнителя в чистом газе при почти стехиометрическом расходе реагента предлагается введение отходящего газа снизу через преимущественно по центру расположенную газоподводящую трубу (20) в смесительное пространство (21) реактора (2), причем газоподводящая труба (20), по крайней мере, частично окружена стационарным кольцевым псевдоожиженным слоем (22) реагента, который псевдоожижается подводимым псевдоожижающим газом и в котором объемные скорости отходящего газа и псевдоожижающего газа для кольцевого псевдоожиженного слоя регулируют таким образом, чтобы число Фруда для частиц было в газоподводящей трубе (20) в пределах от 1 до 100, в кольцевом псевдоожиженном слое (22) от 0,02 до 2 и в смесительном пространстве (21) от 0,3 до 30.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к способу удаления газообразных загрязнителей из отходящих газов, в котором газообразные загрязнители реагируют с мелкозернистым реагентом с образованием в реакторе с псевдоожиженным слоем твердых материалов, и к соответствующей установке.
Уровень техники
Такие способы и установки используются, например, для удаления кислых газов, таких как §О2, НЕ и НС1, из потоков дымовых газов установок с применением горения, таких как электростанции, установки для сжигания отходов и специальных отходов или установки для какого-либо другого теплогенерирующего процесса, например производства алюминия в электролитических камерах. Для этой цели было разработано множество различных мокрых, сухих и квазисухих способов, в которых удаление кислых компонентов производится путем добавления щелочных реагентов. В случае сухих способов используют способы с захваченным слоем и с псевдоожиженным слоем, в особенности способы с циркулирующим псевдоожиженным слоем типа Вентури.
По сравнению со стационарными псевдоожиженными слоями циркулирующие псевдоожиженные слои характеризуются лучшими условиями массо- и теплопереноса благодаря их более высокой степени псевдоожижения и допускают использование суспензионного теплообменника, но имеют ограничение в том, что касается времени удерживания твердых материалов. В частности, в случае флуктуирующих количеств отходящего газа это приводит к проблемам контроля. К недостаткам относится также и большое падение давления, а в некоторых случаях - низкая степень использования реагента.
Краткое описание изобретения
Таким образом, целью настоящего изобретения является улучшение условий массо- и теплопереноса и конверсии реагента при сухой очистке отходящего газа.
Согласно изобретению эта цель достигается с использованием упомянутого выше способа, в котором отходящий газ вводится снизу через преимущественно по центру расположенную газоподводящую трубу (центральную трубу) в смесительное пространство реактора, причем центральная труба, по крайней мере, частично окружена стационарным кольцевым псевдоожиженным слоем реагента, который псевдоожижается подводимым псевдоожижающим газом и в котором объемные скорости отходящего газа и псевдоожижающего газа для кольцевого псевдоожиженного слоя регулируют таким образом, чтобы число Фруда для частиц было в центральной трубе в пределах от 1 до 100, в кольцевом псевдоожиженном слое от 0,02 до 2 и в смесительном пространстве от 0,3 до 30.
В случае очистки отходящего газа с использованием способа изобретения преимущества стационарного псевдоожиженного слоя, такие как достаточно большое время удерживания реагента, и преимущества циркулирующего псевдоожиженного слоя, такие как хороший массо- и теплоперенос, могут быть, неожиданным образом, объединены между собой при одновременном устранении недостатков обеих систем. При прохождении через верхнюю зону центральной трубы отходящий газ увлекает реагент из кольцевого стационарного псевдоожиженного слоя, далее называемого кольцевым псевдоожиженным слоем, в смесительное пространство, в результате чего, благодаря высоким скоростям скольжения между реагентом и отходящим газом образуется интенсивно перемешиваемая суспензия и между двумя фазами возникают оптимальные условия для реакции. Регулируя соответствующим образом высоту слоя в кольцевом псевдоожиженном слое, а также объемные скорости отходящего газа и псевдоожижающего газа, можно в широких пределах варьировать содержание реагента (содержание твердого материала) в суспензии над зоной отверстия центральной трубы, благодаря чему падение давления отходящего газа между зоной отверстия центральной трубы и верхним выходом смесительного пространства может составлять от 1 до 100 мбар. В случае высокого содержания реагента в суспензии в смесительном пространстве большая часть реагента и/или образовавшихся при реакции твердых материалов будет осаждаться из суспензии и возвращаться в кольцевой псевдоожиженный слой. Такую рециркуляцию называют внутренней рециркуляцией твердых материалов. При этом массовый поток твердых материалов/реагента, циркулирующий при этой внутренней циркуляции, как правило, значительно превышает количество реагента, подаваемого в реактор извне. Не осевшие твердые материалы или реагент (меньшая часть) выводятся из смесительного пространства вместе с отходящим газом. Путем подборки высоты и площади (поперечного сечения) кольцевого псевдоожиженного слоя время удерживания твердых материалов и реагента в реакторе может варьироваться в широких пределах и быть адаптированным для желаемой реакции. Благодаря высокому содержанию твердых материалов, с одной стороны, и хорошим условиям реакции, с другой стороны, создаются прекрасные условия для стехиометрического расхода реагента над зоной отверстия центральной трубы. Твердые материалы и реагент, увлекаемые из реактора потоком газа полностью или, по крайней мере, частично рециркулируют в реактор, причем рециркуляцию целесообразно направлять в стационарный псевдоожиженный слой. Наряду с прекрасным использованием энергии способ согласно изобретению обладает еще одним преимуществом, которое состоит в достижении очень низких концентраций загрязнителя в чистом газе при почти стехиометрическом расходе реагента, благодаря чему способ может быть быстро, легко и надежно адаптирован к предъявляемым требованиям.
С целью обеспечения особенно эффективного массопереноса в смесительном пространстве и достаточного времени удерживания в реакторе объемные скорости отходящего газа и псевдоожижающего газа
- 1 010278 регулируют преимущественно таким образом, чтобы безразмерное число Фруда для частиц (Ртр) было в центральной трубе в пределах от 20 до 90, в кольцевом псевдоожиженном слое от 0,2 до 2 и/или в смесительном пространстве от 3 до 15. Каждое из чисел Фруда для частиц определяется следующим уравнением:
где и - эффективная скорость потока отходящего газа, м/с, р, - плотность твердой частицы (реагента), кг/м3, рг - эффективная плотность псевдоожижающего газа, кг/м3, бр - средний диаметр (м) содержащихся в реакторе частиц (или образовавшихся частиц) во время работы реактора, д - гравитационная постоянная, м/с2.
При использовании этого уравнения следует учитывать, что бр обозначает не средний диаметр (б50) используемого материала, а средний диаметр содержимого реактора, образовавшегося при работе реактора, который может значительно отличаться в обе стороны от среднего диаметра используемого материала (первичных частиц). Даже из очень тонко гранулированного материала со средним диаметром от 3 до 10 цм в процессе термической обработки могут, например, образоваться частицы (вторичные частицы) со средним диаметром от 20 до 30 цм. С другой стороны, некоторые первичные частицы при термической обработке растрескиваются.
Согласно одному из вариантов изобретения предлагается отрегулировать высоту слоя реагента в реакторе таким образом, чтобы кольцевой псевдоожиженный слой выступал за пределы верхнего открытого конца центральной трубы, например на несколько сантиметров, благодаря чему реагент будет непрерывно вводиться в отходящий газ и увлекаться газовым потоком в смесительное пространство, расположенное над зоной отверстия центральной трубы. Таким путем над зоной отверстия центральной трубы достигается особенно высокое содержание в суспензии твердых материалов/реагента.
Способ согласно изобретению может быть, в частности, использован для очистки отходящего газа, содержащего диоксид серы, фтористый водород и/или хлористый водород, где в качестве реагента подается, в частности, оксид алюминия, карбонат натрия и/или соединения кальция, например гашеная или негашеная известь. Размер зерна по крайней мере большей части подаваемого реагента предпочтительно меньше 100 цм.
Согласно другому аспекту предлагаемого способа отходящий газ перед его подачей в реактор может быть подвергнут обеспыливанию с тем, чтобы получить четко определенные условия реакции.
Согласно способу изобретения твердые материалы и возможно реагент, образующиеся при реакции отходящего газа с циркулирующим реагентом, после реакции в реакторе частично выводятся из реактора вместе с потоком отходящего газа и подаются по меньшей мере в один сепаратор. Отделенные в этом сепараторе твердые материалы так же, как и реагент, целиком или частично рециркулируют в кольцевой псевдоожиженный слой и/или смесительное пространство реактора, либо в определенном количестве выводятся. Внутри сепаратора, который, в частности, включает сепаратор грубого разделения, такой как циклон или сепаратора встряхивающего типа, и следующий за ним по ходу процесса сепаратор тонкого разделения, такой как электростатический или рукавный фильтр, твердые материалы (продукт реакции), выводимые газовым потоком, протекающим через центральную трубу, и захваченный реагент отделяются и, по крайней мере, частично рециркулируют в кольцевой псевдоожиженный слой реактора по возвратному трубопроводу для твердых материалов. Существенное преимущество такой гибкой рециркуляции твердых материалов состоит в том, что содержание твердых материалов/реагента вблизи смесительного пространства реактора можно целевым образом корректировать применительно к требованиям процесса и даже, при необходимости, менять во время работы. Согласно изобретению количество рециркулирующих твердых материалов может до 10 раз превышать количество подаваемого свежего реагента.
Для того чтобы регулировать объем рециркуляции, очень удобно согласно изобретению измерять падение давления над смесительным пространством между центральной трубой и выводным трубопроводом реактора, который ведет к сепаратору, и регулировать объем рециркуляции по перепаду давления, изменяя количество рециркулирующих твердых материалов/реагента. С этой целью падение давления измеряется с помощью измерительного устройства и передается на контроллер, который доводит падение давления до заранее установленного нужного значения путем изменения объема рециркуляции. Для этой цели оказалось особенно полезной псевдоожижаемая промежуточная емкость с расположенным после нее по ходу процесса дозирующим элементом, например питателем с поворотной пластиной с регулируемой скоростью вращения или роликовым поворотным краном, где то количество твердых материалов или реагента, которое не требуется для рециркуляции, может быть выведено, например, с помощью перетока и быть направлено в другой процесс для дальнейшего использования. Рециркуляция твердого материала является легко осуществимым способом, способствующим стабилизации условий процесса в реакторе и/или увеличению среднего времени удерживания твердых материалов/реагента внутри
- 2 010278 реактора.
Согласно изобретению подача реагента производится в зависимости от концентрации загрязнителей в очищенном отходящем газе. Концентрация измеряется с помощью измерительного устройства, например в трубопроводе для отходящего газа, ведущем к вытяжной трубе, а полученное при измерении значение передается на контроллер, который после этого автоматически регулирует подачу реагента, в результате чего в очищенном отходящем газе достигается нужная концентрация загрязнителей.
В качестве псевдоожижающего кольцевой псевдоожиженный слой газа в реактор предпочтительно подают воздух, но, разумеется, могут быть использованы и все другие газы или газовые смеси, известные специалистам в данной области. Может также оказаться целесообразным в качестве псевдоожижающего газа использовать или примешивать очищенный отходящий газ. Этим путем можно увеличить ввод газа в кольцевой псевдоожиженный слой и скорость газа, что приведет к повышению уровня реагента и, следовательно, к увеличенному вводу реагента в смесительное пространство, поскольку при этом будет захвачено большее количество реагента проходящим через центральную трубу отходящим газом. С помощью такого специфическим образом увеличенного количества реагента можно, например, добиться исчезновения пиков загрязнителя или улучшить качество очищенного отходящего газа. Согласно изобретению скорость рециркулирующего очищенного отходящего газа может зависеть от концентрации загрязнителя в очищенном отходящем газе и обычно может, например, лежать в пределах от 5 до 10% от количества подаваемого в реактор отходящего газа.
С целью установления оптимальной температуры процесса предлагается кроме того, в зависимости от температуры в реакторе и/или температуры покидающего реактор очищенного отходящего газа, производить впрыскивание в реактор воды. В результате этого имеет место адиабатическое испарение, с помощью которого можно легко регулировать температуру в реакторе. Впрыскивание воды может производиться как в кольцевой псевдоожиженный слой, так и на него.
Чтобы скомпенсировать флуктуации в подаваемом в реактор для очистки объеме неочищенного отходящего газа, к отходящему газу в центральной трубе примешивается в качестве чистого газа очищенный отходящий газ, что, в частности, определяется объемной скоростью отходящего газа. Этим способом в кольцевом псевдоожиженном слое могут быть созданы устойчивые условия реакции.
Установка согласно изобретению, которая в наибольшей степени пригодна для осуществления описанного выше способа, включает реактор, представляющий собой реактор с псевдоожиженным слоем для приема реагента, который взаимодействует с газообразными загрязнителями из отходящих газов, причем в реакторе имеется газоподводящая система, которая устроена таким образом, что отходящий газ, проходящий через эту газоподводящую систему, увлекает твердые материалы из стационарного кольцевого псевдоожиженного слоя, который, по крайней мере, частично охватывает газоподводящую систему, в смесительное пространство. Предпочтительно, чтобы эта газоподводящая система, которая, в частности, может включать газоподводящую трубу, выходила в смесительное пространство. Однако возможно также завершение этой газоподводящей системы под поверхностью кольцевого псевдоожиженного слоя и близко к его верху. Газ при этом вводится в кольцевой псевдоожиженный слой, например, через боковые отверстия, увлекая за счет скорости своего потока твердый материал из кольцевого псевдоожиженного слоя в смесительное пространство.
Для этой цели газоподводящая система включает газоподводящую трубу (центральную трубу), выступающую от нижней зоны реактора существенно вертикально вверх, которая окружена пространством, которое, по крайней мере, частично охватывает по окружности центральную трубу и в котором образуется стационарный кольцевой псевдоожиженный слой. Центральная труба может быть выполнена с соплом на своем выходном отверстии и/или иметь одно или несколько отверстий, распределенных вокруг поверхности своего корпуса, благодаря чему при работе реактора реагент непрерывно попадает в центральную трубу через эти отверстия и увлекается отходящим газом через центральную трубу в смесительное пространство. Разумеется, в реакторе могут иметься две или более центральных труб разных или одинаковых размеров и форм. Однако предпочтительно, чтобы по меньшей мере одна из центральных труб была расположена приблизительно по центру относительно поверхности поперечного сечения реактора.
Согласно одному из предпочтительных воплощений изобретения после (по ходу процесса) реактора имеется по меньшей мере один сепаратор для отделения твердых материалов, который может включать сепаратор грубого разделения, в частности циклон и/или механический сепаратор встряхивающего типа, а после него сепаратор тонкого разделения, в частности электростатический или рукавный фильтр. Согласно изобретению после (по ходу процесса) сепаратора находится рециркуляционная система, включающая трубопровод для твердых материалов, ведущий к кольцевому псевдоожиженному слою реактора, трубопровод для твердых материалов, ведущий к смесительному пространству реактора, и/или выводной трубопровод для твердых материалов. Рециркуляция обеспечивает особенно хорошее использование реагента, которое можно легко изменять применительно к соответствующим условиям реакции. Для этой цели предпочтительно, чтобы в рециркуляционную систему входила буферная емкость для временного хранения твердых материалов и реагента, а также дозирующее устройство для контролируемой рециркуляции в реакторе.
- 3 010278
Для обеспечения надежного псевдоожижения и образования стационарного псевдоожиженного слоя в кольцевом пространстве реактора имеется газораспределитель, который разделяет это пространство на верхний кольцевой псевдоожиженный слой и нижний газораспределитель, причем этот газораспределитель соединен с подводящим трубопроводом для псевдоожижающего газа, в частности воздуха и/или очищенного отходящего газа. Газораспределитель (фурменное днище) может, например, представлять собой покрытое тканью газораспределительное пространство или же газораспределитель, образованный трубами и/или соплами.
После сепаратора на стороне отходящего газа согласно изобретению имеется подводящий трубопровод для чистого газа для рециркуляции чистого газа в кольцевой псевдоожиженный слой реактора и/или в центральную трубу, в результате чего очищаемый отходящий газ может смешиваться с уже очищенным отходящим газом с целью компенсации и регулирования флуктуаций в объемном расходе подаваемого на очистку отходящего газа, для чего объемный расход неочищенного отходящего газа может детектироваться согласно изобретению с помощью подходящих для этого измерительных устройств.
Для установления оптимальной температуры реакции согласно изобретению имеется водоподводящий трубопровод для впрыскивания воды в и/или на кольцевой псевдоожиженный слой реактора.
Установка согласно изобретению имеет, кроме того, дифференциальный манометр, в частности, для измерения падения давления в реакторе, термометрическое устройство, в частности, для измерения температуры в реакторе или в потоке покидающего реактор отходящего газа, и/или газометр, в частности, для измерения концентрации исходного газа в очищенном отходящем газе. Согласно изобретению эти измеряемые значения подаются на соответствующие контроллеры с целью регулирования, в частности, подачи реагента, рециркуляции, примешивания очищенного отходящего газа к направляемому на очистку потоку отходящего газа, впрыскивания воды в кольцевой псевдоожиженный слой реактора или другие параметры реакции. Согласно изобретению такой контроль давления, температуры и/или концентрации загрязнителей в очищенном отходящем газе производится с помощью упомянутых выше измерительных устройств, которые подсоединены к контроллеру, например, с помощью кабелей или радиосвязи.
В кольцевом псевдоожиженном слое и/или смесительном пространстве реактора согласно изобретению может быть установлено устройство для отклонения потока твердых материалов и/или реагента. В кольцевом псевдоожиженном слое может быть, например, установлена кольцевая перегородка с диаметром промежуточным между диаметром центральной трубы и диаметром стенки реактора, таким образом, чтобы верхний край перегородки выступал за пределы возникающего в процессе работы уровня твердых материалов, в то время как нижний край перегородки был бы расположен на некотором расстоянии от газораспределителя или подобного ему устройства. Таким образом, твердый материал, отделившийся из смесительного пространства вблизи стенки реактора, прежде чем он сможет быть увлечен газовым потоком центральной трубы назад в смесительное пространство, должен вначале обойти перегородку у ее нижнего края. В результате этого в кольцевом псевдоожиженном слое усиливается обмен твердых материалов и благодаря этому время удерживания твердого материала в кольцевом псевдоожиженном слое стабилизируется.
Варианты, преимущества и возможности применения изобретения могут быть также уяснены из следующего описания отдельных воплощений и схем. Все отличительные признаки, описанные и/или проиллюстрированные на схемах, составляют предмет изобретения сами по себе или в любом их сочетании вне зависимости от их включения в формулу изобретения или в ссылочный материал.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 демонстрирует технологическую схему способа и установки согласно настоящему изобретению;
фиг. 2 демонстрирует реактор согласно настоящему изобретению.
Раскрытие изобретения
Установка и способ удаления газообразных загрязнителей из отходящих газов будет вначале описана в общем виде со ссылками на фиг. 1 для объяснения рабочего процесса согласно изобретению.
Для сухой газоочистки отходящих газов с газообразными загрязнителями, такими как фтористый водород НР, хлористый водород НС1 или диоксид серы §О2, установка включает цилиндрический (например) реактор 2, который представлен на фиг. 2 в увеличенном масштабе, с газоподводящей трубой (центральной трубой) 20 для подачи газа на очистку, которая расположена коаксиально продольной оси реактора. Центральная труба 20 выступает существенно вертикально вверх от днища реактора 2. Вблизи днища реактора 2 имеется кольцевой газораспределитель 24, в который открываются подводящие трубопроводы 25 и 26. В верхней по вертикали зоне реактора 2, которая образует смесительное пространство 21, находится выводной трубопровод, который ведет к выполненному в виде циклона сепаратору 3.
Когда в этом случае в реактор 2 по трубопроводу для твердых материалов 13 (подводящий реагент трубопровод) вводится мелкозернистый реагент, на газораспределителе 24 образуется слой, кольцеобразно охватывающий центральную трубу 20, который здесь называется кольцевым псевдоожиженным слоем 22. Вводимый через подводящий трубопровод 25, 26 псевдоожижающий газ проходит через газораспределитель 24 и псевдоожижает кольцевой псевдоожиженный слой 22, в результате чего образуется стационарный псевдоожиженный слой. Предпочтительно, когда газораспределитель 24 представляет
- 4 010278 собой для этой цели ткань. Скорость подаваемого в реактор 2 псевдоожижающего газа регулируется таким образом, чтобы число Фруда для частиц в кольцевом псевдоожиженном слое 23 было в пределах от 0,3 до 1,1.
При продолжении подачи реагента в кольцевой псевдоожиженный слой 22 уровень твердых материалов в реакторе 22 поднимается в такой степени, что реагент попадает в отверстие центральной трубы 20. В то же время через центральную трубу 20 в реактор 2 вводится направляемый на очистку отходящий газ, который генерируется в какой-либо производимой ранее по ходу процесса операции 1, например при сжигании. Скорость отходящего газа, подаваемого в реактор 2 через центральную трубу 20, регулируют преимущественно таким образом, чтобы число Фруда для частиц в центральной трубе 20 было приблизительно в пределах от 30 до 90 и в смесительном пространстве 21 приблизительно в пределах от 4 до 12.
Как только уровень твердых материалов в кольцевом псевдоожиженном слое 22 поднимается выше кромки центральной трубы 20, твердый материал начинает переходить через эту кромку в центральную трубу 20. Верхняя кромка центральной трубы 20 может быть плоской или иметь какую-либо другую форму, например с зазубринами, или иметь боковые отверстия. Благодаря высоким скоростям газа отходящий газ, протекающий через центральную трубу 20, увлекает реагент из стационарного кольцевого псевдоожиженного слоя 22 в смесительное пространство 21, проходя через область верхнего отверстия, в результате чего образуется интенсивно перемешиваемая суспензия. В смесительном пространстве 21 газообразные загрязнители реагируют с зернистым реагентом, образуя твердые материалы.
Вследствие снижения объемной скорости при расширении газовой струи в смесительном пространстве 21 и/или при соударениях на одной из стенок реактора захваченные зерна реагента быстро теряют скорость и оседают назад в кольцевой псевдоожиженный слой 22 вместе с образовавшимися твердыми материалами. В результате этого между зонами реактора стационарного кольцевого псевдоожиженного слоя 22 и смесительного пространства 21 возникает циркуляция. Благодаря этой циркуляции реагент особенно долго циркулирует в реакторе 2, создавая в то же время возможность использования в смесительном пространстве 21 очень высокого теплопереноса.
Благодаря хорошим условиям реакции в смесительном пространстве 21, которые создаются за счет высокой турбулентности и обусловленными ей хорошими условиями для массо- и теплопереноса, и благодаря большому времени удерживания реагента в кольцевом псевдоожиженном слое 22 реакция может продолжаться до тех пор, пока не будут достигнуты очень низкие концентрации чистого газа при почти стехиометрическом расходе реагента.
Реагент и образовавшиеся при реакции твердые материалы, которые не отделились от потока отходящего газа над центральной трубой 20 в смесительном пространстве 21 и не осели непосредственно назад в кольцевой псевдоожиженный слой 22, выводятся из реактора 2 вверх через выводной трубопровод вместе с потоком уже очищенного отходящего газа, частично отделяются от потока отходящего газа в сепараторе грубого разделения 3, 4 и рециркулируют большей частью по трубопроводу для твердых материалов 11 в кольцевой псевдоожиженный слой 22. В зависимости от реакции твердые материалы и реагент выводятся из контура рециркуляции рециркуляционной системы 23 в определенной, предпочтительно малой доле через выводной трубопровод 18. Сепаратор грубого разделения включает циклон 3 и механический сепаратор встряхивающего типа 4.
В сепараторе 5, представляющем собой электростатический или рукавный фильтр, который находится по ходу процесса после сепаратора 3, 4, перед выпуском отходящего газа через вытяжную трубу 7 в атмосферу из него удаляются оставшиеся твердые материалы. Отделенные в сепараторе тонкого разделения 5 твердые материалы, включающие реагент, также частично рециркулируют или выводятся из контура. Для осуществления тонкого разделения могут быть использованы все типы сепараторов тонкого разделения 5, в частности механические сепараторы, фильтрационные сепараторы или электростатические фильтры.
Рециркуляционная система 23 состоит из соответствующих возвратных трубопроводов для твердых материалов 11, 15 с запорными приспособлениями, одной или более буферных емкостей 16, в частности, дозирующих устройств 17, расположенных после буферной емкости 16, например механических вентилей роликового типа или подающих валиков. Рециркуляция для грубого и тонкого материала может осуществляться раздельно или совместно.
Нерециркулирующие твердые материалы выводятся из процесса через выводные трубопроводы 18 и только частично из рециркуляционного потока грубого или тонкого материала. Количество рециркулирующих твердых материалов может до 10 раз превышать количество вновь добавляемого реагента.
В некоторых применениях, однако, весь реагент, прошедший через очистительную установку для отходящего газа и продуктов реакции (твердых материалов), может быть подвергнут переработке. В этом случае, следовательно, нет истинного расхода реагента. А это означает, что такие способы очистки могут осуществляться при добавлении свежих реагентов в строго стехиометрических количествах, благодаря чему для сведения к минимуму расхода реагента нет необходимости в рециркуляции отделенного реагента. Выводимые или рециркулирующие твердые материалы в большей своей части состоят из полностью прореагировавшего реагента или в меньшей части из неполностью прореагировавшего реагента.
Для контроля объема рециркуляции может быть использован перепад давления в смесительном
- 5 010278 пространстве 21 (РЭ1С). Этот перепад давления измеряется просто с помощью манометра 32, установленного в закорачивающем реактор обходном трубопроводе, подсоединенном к соответствующему контроллеру. Корректировка установленного значения перепада давления 14 в смесительном пространстве 21 влияет на концентрацию загрязнителя в очищаемом газе и/или на расход реагента.
Свежий реагент подается в кольцевой псевдоожиженный слой 22, например, из бункера 29 по подводящему реагент трубопроводу 13. Подходящими для использования в качестве реагента мелкозернистыми материалами, согласно соответствующей цели изобретения, являются глинозем 8а2О3, карбонат натрия №2СО3. гашеная известь Са(ОН)2, негашеная известь СаО и т.д. Подача реагента производится в зависимости от концентрации загрязнителя в чистом газе (очищенном отходящем газе) и автоматически регулируется соответствующим контроллером (О1С), который соединен с измеряющим концентрацию загрязнителя устройстве 28 через дозирующее устройство. При увеличении концентрации загрязнителя в чистом газе повышается скорость дозирования реагента.
Дополнительной степенью свободы, влияющей на концентрацию загрязнителя в чистом газе или сводящей к минимуму расход реагента, может также быть изменение рециркуляции газа в кольцевой псевдоожиженный слой. При повышении концентрации загрязнителя в чистом газе увеличивается скорость рециркуляции очищенного отходящего газа по возвратному трубопроводу для газа 26. В результате этого увеличиваются ввод газа и скорость в кольцевом псевдоожиженном слое 22. Увеличивается высота кольцевого псевдоожиженного слоя 22 и вследствие этого возрастает переток твердых материалов в центральную трубу 20 (центральную фурму) или в смесительное пространство 21. Таким образом, реакция газа с твердыми материалами в смесительном пространстве 21 может быть сдвинута в сторону более низких значений для чистого газа. Эту регулируемую переменную можно очень легко использовать для компенсации пиков вредных газов в отходящем газе (неочищенном газе). Количество газа, рециркулирующего со стороны чистого газа к кольцевому псевдоожиженному слою 22, составляет от 5 до 10% от количества подаваемого в систему отходящего газа. Рециркуляция газа к кольцевому псевдоожиженному слою может осуществляться с помощью отдельного компрессора 8 или со стороны системы с повышенным давлением через главный компрессор 6 по возвратному трубопроводу 9 с регулирующим клапаном.
Оптимальная температура для желаемой химической реакции в реакторе 2 зависит от реагента и удаляемого газообразного загрязнителя. Оптимальная температура реакции, которая измеряется термометрическим устройством 27 в потоке отходящего газа после реактора 10, регулируется путем впрыскивания воды 12 и адиабатического испарения (Т1С). Воду впрыскивают на поверхность стационарного кольцевого псевдоожиженного слоя 22. Кольцевой псевдоожиженный слой 22 представляет собой определенное пространство, в котором благодаря хорошим условиям массопереноса происходит быстрое испарение даже более крупных капелек воды с диаметром до 1 мм. Это дает также возможность дозировать воду на испарение при более низком давлении. Дозирование воды, впрыскиваемой в кольцевой псевдоожиженный слой 22, может производиться через простые трубы или одно или более сопел.
Названный способ впрыскивания воды представляет значительное преимущество по сравнению с системами двухжидкостных сопел или системами сопел высокого давления, которые были необходимы для предшествующих реакторов с псевдоожиженным слоем типа Вентури. Причиной применения сопел высокого давления является неопределенное положение и неопределенное состояние псевдоожиженного слоя типа Вентури. Отсюда, для того чтобы уменьшить время испарения капелек, необходим очень малый диаметр капелек. Это и требует системы сопел высокого давления, в которых нет необходимости в реакторе 2 согласно изобретению.
Когда объемная скорость отходящего газа в случае работы с неполной загрузкой сильно снижается, существует также возможность подавать чистый газ с нагнетательной стороны вытяжного вентилятора 6, 8 к очищаемому отходящему газу перед центральной трубой 20 реактора 2 с кольцевым псевдоожиженным слоем. Этим путем обеспечивается устойчивость работы реактора с кольцевым псевдоожиженным слоем.
Благодаря хорошим условиям реакции в смесительном пространстве 21, обусловленным высокой турбулентностью и связанными с этим хорошими условиями для массо- и теплопереноса, а также большим временем удерживания реагента в псевдоожиженном слое, реакция для сухой очистки отходящего газа может выполняться согласно изобретению до тех пор, пока не будут достигнуты очень низкие концентрации чистого газа при почти стехиометрическом расходе реагента. Этим путем достигается особенно эффективная очистка отходящего газа при малом расходе реагента. Кроме названных выше областей применения способ газоочистки согласно изобретению может быть также использован для очистки 8О2-содержащего газа с агломерационных фабрик.
Пример 1 (удаление фтористого водорода из отходящего газа электролитических камер производства алюминия).
При производстве алюминия методом флюсовой электролитической плавки выделяются значительные количества газообразного фтористого водорода (НЕ). Загрязнитель попадает в печной отходящий газ и перед выпуском газа в атмосферу должен удаляться из отходящего газа.
Объединенный поток отходящего газа из электролитических камер 1 поступает в окруженную кольцевым псевдоожиженным слоем 22 центральную трубу 20 с температурой от 50 до 150°С. Рецирку
- 6 010278 лирующий чистый газ или (если имеется) не содержащий твердых частиц отходящий газ из пропускаемого параллельно газового потока подается в кольцевое пространство реактора 2 с кольцевым псевдоожиженным слоем 22. Регулируя оптимальную температуру в кольцевом псевдоожиженном слое 22 с помощью впрыскивания воды 12 или испарения воды, можно добиться оптимального для реакции эффекта. Впрыскивание воды 12 производится непосредственно в кольцевой псевдоожиженный слой. Число Фруда для частиц (Егр) равно в центральной трубе 20 приблизительно 36, в кольцевом псевдоожиженном слое от 22 приблизительно 0,36 и в смесительном пространстве 21 приблизительно 5,1.
В качестве реагента используется оксид алюминия (глинозем, А12О3). Благодаря большой удельной поверхности оксид алюминия поглощает фтористый водород и частично образует фторид алюминия А1Е3. Весь материал, прошедший установку удаления фтора, попадает в электролитические камеры, где он может быть переработан с получением алюминия. Расход при этом отсутствует. В результате этого реакторная установка с кольцевым псевдоожиженным слоем для очистки отходящего газа может работать без рециркуляции твердых материалов.
Так как в этом применении используются относительно низкие температуры, фурменное днище газораспределителя 24 может быть образовано какой-либо нетермостойкой тканью.
Типичные условия реакции могут быть найдены в следующей таблице. Нормальные кубометры (нм3) означают объем потока при нормальных условиях (273 К, 1013 мбар).
Количество газа 100 000-2 000 000 м3/ч
Температура газа 50-150 °С
Содержание НЕ в отходящем газе 5-1000 мг/нм3
Содержание НГ в чистом газе <1-5 мг/нм3
Ниже приводится пример проектных данных установки удаления фтора с приблизительно шестьюдесятью электролитическими камерами установки для производства алюминия:
Проектные переменные параметры Количество/примечание Единицы
Объемная скорость 300 000 нм3(сухого)/ч
Состав газа (сухого):
Кислород, О2 18 об % (сух)
Диоксид углерода, СО2 3 об % (сух)
Азот (Ν2), инертные газы Баланс об % (сух)
Точка росы | Содержание водяного пара 21 22 °С | г/нм3 (сух.)
Вредные газы: Отход, газ чистый газ
Фтористый водород, НГ 40-90 <1 мг/нм3
Хлористый водород, НС1 - - мг/нм3
Диоксид серы, 8О2 150-200 <200 мг/нм3
Содержание пыли 500 <20 мг/нм3
Температура 100 °с
Получен следующий расход:
Данные по расходу
Реагент (оксид алюминия, глинозем) 300 кг/ч Без рециркуляция твердых материалов
Пример 2 (удаление кислых газов из потока дымового газа сжигающих установок).
В процессах сгорания содержащиеся в топливе соединения серы, фтора или хлора посредством различных равновесных реакций подвергаются превращению в основном с образованием диоксида серы 8О2, фтористого водорода НЕ и хлористого водорода НС1. Это происходит, например, на электростанциях и на установках для сжигания отходов и специальных отходов. Эти газообразные соединения выводятся вместе с отходящим газом из зоны сгорания 1 и должны удаляться из потока отходящего газа перед его выводом в атмосферу.
Для удаления кислых компонентов из отходящих газов (дымовых газов) было уже разработано большое число различных влажных, сухих и квазисухих способов. Все эти способы объединяет то, что удаление кислых компонентов в них производится одновременно с использованием щелочных реагентов.
Поток отходящего газа с установки с применением горения 1 подается в центральную трубу 20 (центральную фурму). Температура на входе в центральную трубу 20 составляет примерно от 100 до 250°С. Рециркулирующий чистый газ или (если имеется) не содержащий твердых частиц отходящий газ из пропускаемого параллельно газового потока подается в образующийся в кольцевом пространстве кольцевой псевдоожиженный слой 22. Активность кольцевого псевдоожиженного слоя может быть повышена путем впрыскивания воды 12 и возникающего при этом повышения содержания воды в отходя
- 7 010278 щем газе, а также путем адиабатического испарения с одновременным понижением температуры газа. Впрыскивание воды 12 производится через одно или более сопел непосредственно на поверхность кольцевого псевдоожиженного слоя 22 или внутрь слоя. Число Фруда для частиц (Ргр) равно в центральной трубе 20 приблизительно 89, в кольцевом псевдоожиженном слое от 22 приблизительно 1,0 и в смесительном пространстве 21 приблизительно 10.
В качестве реагентов используются соединения кальция, такие как гашеная известь Са(ОН)2 или негашеная известь СаО. Диоксид серы реагирует с соединениями кальция с образованием сульфитов или сульфатов. Для минимизации расхода реагента часть твердых материалов, отделенных в сепараторе грубого или тонкого разделения 4, 5, вводят в рециркуляцию. Фаза рециркуляции может до десяти раз превышать объем подачи свежего реагента. Благодаря хорошим условиям массопереноса в кольцевом псевдоожиженном слое 22 и смесительном пространстве 21 достигается высокая степень отделения.
Типичные условия реакции могут быть найдены в следующей таблице.
Количество газа 5 000 - 500 000 м7ч
Температура газа 100-250 °С, после обеспыливания
Содержание ЗО2 в отходящем газе 10-20 000 мг/нм3
Содержание НС1 в отходящем газе 5 - 5000 мг/нм3
Содержание НР в отходящем газе 5 - 5000 мг/нм3
Содержание 8О2 в чистом газе <10-50 мг/нм'
Содержание НС1 в чистом газе <1-50 мг/нм3
Содержание НР в чистом газе <1-50 мг/нм3
Ниже приводится пример проектных данных для технологической схемы установки сжигания бытовых отходов производительностью 400 т/сутки.
Проектные переменные параметры Количество/примечание Единицы
Объемная скорость 60 000 нм\сухого)/ч
Состав газа (сухого):
Кислород, О2 8,5 об % (сух)
Диоксид углерода, СО2 11,5 об % (сух)
Азот (Ν2), инертные газы Баланс об % (сух)
Точка росы | Содержание водяного пара 55 150 °С | г/нм3 (сух.)
Вредные газы: Отход, газ чистый газ
Фтористый водород, НР <30 < 1 мг/нм3
Хлористый водород, НС1 <1200 < 10 мг/нм3
Диоксид серы, 8О2 <500 <50 мг/нм3
Температура 180- 220 °С, после бойлера
Содержание пыли 5000 < 10 мг/нм3
Температура 180- 210 °С
Получен следующий расход:
Данные по расходу
Реагент известь Са(ОН)г 130 кг/ч Рециркуляция твердых материалов, примерно 300%
Вода 1500-3000 кг/ч
Количество рециркуляции Примерно 400 кг/ч
Пример 3 (удаление диоксида серы, фтористого водорода и хлористого водорода из потока отходящего газа теплогенерирующего процесса).
В некоторых производственных процессах, например в производстве стекла, производстве цемента, на обжиговых установках и в металлургических процессах при производственном процессе выделяются чистые вредные газы. Для очистки газа используются способы, в основном подобные способам для описанных выше установок с применением горения. Однако во многих областях промышленности допустимы более низкая эффективность или большие выбросы.
В этом примере поток отходящего газа из производственного процесса подается в центральную трубу 20 реактора 2. Температура на выходе из центральной трубы составляет примерно от 200 до 600°С. Рециркулирующий чистый газ или (если имеется) не содержащий твердых частиц отходящий газ из пропускаемого параллельно газового потока подается в кольцевой псевдоожиженный слой 22.
Число Фруда для частиц (Ргр) равно в центральной трубе 20 приблизительно 77, в кольцевом псев
- 8 010278 доожиженном слое от 22 приблизительно 0,77 и в смесительном пространстве 21 приблизительно 10,7.
В качестве реагентов используются соединения кальция, такие как известь Са(ОН)2, известняк СаСО3 или негашеная известь СаО. Диоксид серы реагирует с соединением кальция с образованием сульфитов или сульфатов. Благодаря хорошим условиям массопереноса в кольцевом псевдоожиженном слое достигается высокая степень отделения. В некоторых применениях используемый для отделения загрязнителей реагент и продукты реакции могут быть подвергнуты переработке в процессе. В этом случае, следовательно, нет истинного расхода реагента. А это означает, что производительность по реагенту по всей установке очистки отходящего газа имеет подчиненное значение. В таких случаях рециркуляция не проводится и для того чтобы обеспечить нужные содержания чистого газа, количество вновь добавляемого реагента соответственно увеличивается.
Типичные условия реакции могут быть найдены в следующей таблице.
Количество газа 5 000 - 500 000 м3/ч
Температура газа 200 - 600 °С
Содержание 8О2 в отходящем газе 1000-20 000 МГ/нМ3
Содержание НС1 в отходящем газе 50 - 5000 мг/нм3
Содержание НЕ в отходящем газе 20- 1000 мг/нм3
Содержание ЗО2 в чистом газе < 500 - 2000 мг/нм3
Содержание НС1 в чистом газе <10-50 мг/нм3
Содержание НР в чистом газе <3-50 мг/нм3
Ниже приводится пример проектных данных для отходящего газа из плавильного тигля производительностью приблизительно 600 т/сутки. ___________
Проектные перёменныеЪарамётры |~Количёство/примечание | Единицы
Объемная скорость 83 000 нм3(сухого)/ч
Состав газа (сухого):
Кислород, (¾ 8 об % (сух)
Диоксид углерода, СО2 12 об % (сух)
Азот (Ν2), инертные газы Баланс об % (сух)
Точка росы | Содержание водяного пара 45 90 °С | г/нм3 (сух.)
Вредные газы: отход, газ чистый газ
Фтористый водород, НР 20 <5 мг/нм3
Хлористый водород, НС1 90 <30 мг/нм3
Диоксид серы, 8О2 1000 <500 мг/нм3
Содержание пыли 200 <20 | мг/нм3
Температура 360-380, макс 450 °с
Получен следующий расход:
Данные по расходу
Известь Са(ОН)2 80 кг/ч 0% рециркуляции
Вода 0 - 2000 кг/ч
Рециркулирующий материал 40 кг/ч 50% рециркуляции
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims (15)

1. Способ удаления газообразных загрязнителей из отходящих газов, в которых газообразные загрязнители реагируют с мелкозернистым реагентом с образованием в реакторе с псевдоожиженным слоем твердых материалов в реакторе с псевдоожиженным слоем (2), отличающийся тем, что отходящий газ вводится снизу через преимущественно по центру расположенную газоподводящую трубу (20) в смесительное пространство (21) реактора (2), причем газоподводящая труба (20), по крайней мере, частично окружена стационарным кольцевым псевдоожиженным слоем (22) реагента, который псевдоожижается подводимым псевдоожижающим газом и в котором объемные скорости отходящего газа и псевдоожижающего газа для кольцевого псевдоожиженного слоя (22) регулируют таким образом, чтобы число Фруда для частиц было в газоподводящей трубе (20) в пределах от 1 до 100, в кольцевом псевдоожиженном слое (22) от 0,02 до 2 и в смесительном пространстве (21) от 0,3 до 30.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что число Фруда для частиц в газоподводящей трубе (20) составляет от 20 до 90.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что число Фруда для частиц в кольцевом псевдоожиженном слое (22) составляет от 0,2 до 1,2.
- 9 010278
4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что число Фруда для частиц в смесительном пространстве (21) составляет от 3 до 15.
5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что высоту слоя реагента в реакторе (2) регулируют таким образом, что кольцевой псевдоожиженный слой (22) выступает за пределы верхнего открытого конца центральной трубы (20), и при этом реагент непрерывно вводится в отходящий газ и увлекается газовым потоком в смесительное пространство (21), расположенное над зоной отверстия центральной трубы (20).
6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что отходящий газ содержит диоксид серы, фтористый водород и/или хлористый водород, и при этом в качестве реагента подается оксид алюминия, карбонат натрия и/или соединения кальция, в частности гашеная или негашеная известь, с величиной зерна менее 100 мкм.
7. Способ по любому из пп.1-6, отличающийся тем, что отходящий газ перед подачей в реактор (2) подвергается предварительному обеспыливанию.
8. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что образовавшиеся твердые материалы и возможно реагент выводятся из реактора (2) с потоком отходящего газа, подаются по меньшей мере в один сепаратор (3, 4, 5) и рециркулируют в кольцевой псевдоожиженный слой (22) и/или смесительное пространство (21) реактора (2) и/или выводятся.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что рециркулирующее количество твердых материалов до 10 раз превышает вновь добавляемое количество реагента.
10. Способ по п.8 или 9, отличающийся тем, что регулирование объема рециркуляции производится по перепаду давления (14) над смесительным пространством (21).
11. Способ по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что подача реагента производится в зависимости от концентрации (10) загрязнителей в очищаемом отходящем газе.
12. Способ по любому из пп.1-11, отличающийся тем, что в качестве псевдоожижающего газа в кольцевой псевдоожиженный слой (22) реактора (2) вводится очищенный отходящий газ и/или воздух.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что скорость рециркулирующего очищенного отходящего газа зависит от концентрации загрязнителя в очищенном отходящем газе и составляет, в частности, от 5 до 10% от количества подаваемого в реактор (2) отходящего газа.
14. Способ по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что в реактор (2) впрыскивается вода в зависимости от температуры в реакторе (2) и/или температуры покидающего реактор (2) очищенного отходящего газа.
15. Способ по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что к отходящему газу в газоподводящей трубе (2) примешивается очищенный отходящий газ в качестве чистого газа, в частности, в зависимости от объемной скорости отходящего газа.
EA200501027A 2002-12-23 2003-11-14 Способ и установка для удаления газообразных загрязнителей из отходящих газов EA010278B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10260740A DE10260740B4 (de) 2002-12-23 2002-12-23 Verfahren und Anlage zur Entfernung von gasförmigen Schadstoffen aus Abgasen
PCT/EP2003/012726 WO2004056452A1 (en) 2002-12-23 2003-11-14 Method and plant for removing gaseous pollutants from exhaust gases

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200501027A1 EA200501027A1 (ru) 2005-12-29
EA010278B1 true EA010278B1 (ru) 2008-08-29

Family

ID=32477939

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200800689A EA200800689A1 (ru) 2002-12-23 2003-11-14 Установка для удаления газообразных загрязнителей из отходящих газов
EA200501027A EA010278B1 (ru) 2002-12-23 2003-11-14 Способ и установка для удаления газообразных загрязнителей из отходящих газов

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200800689A EA200800689A1 (ru) 2002-12-23 2003-11-14 Установка для удаления газообразных загрязнителей из отходящих газов

Country Status (16)

Country Link
US (1) US20060228281A1 (ru)
EP (1) EP1575691A1 (ru)
JP (1) JP2006511324A (ru)
KR (1) KR20050091749A (ru)
CN (1) CN100372593C (ru)
AU (1) AU2003288060B2 (ru)
BR (1) BR0317674A (ru)
CA (1) CA2509985A1 (ru)
DE (1) DE10260740B4 (ru)
EA (2) EA200800689A1 (ru)
IS (1) IS7914A (ru)
MX (1) MXPA05006820A (ru)
NO (1) NO20053267L (ru)
UA (1) UA84139C2 (ru)
WO (1) WO2004056452A1 (ru)
ZA (1) ZA200505912B (ru)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10260737B4 (de) * 2002-12-23 2005-06-30 Outokumpu Oyj Verfahren und Anlage zur Wärmebehandlung von titanhaltigen Feststoffen
DE10260739B3 (de) * 2002-12-23 2004-09-16 Outokumpu Oy Verfahren und Anlage zur Herstellung von Metalloxid aus Metallverbindungen
DE10260741A1 (de) * 2002-12-23 2004-07-08 Outokumpu Oyj Verfahren und Anlage zur Wärmebehandlung von feinkörnigen Feststoffen
DE102004042430A1 (de) * 2004-08-31 2006-03-16 Outokumpu Oyj Wirbelschichtreaktor zum thermischen Behandeln von wirbelfähigen Substanzen in einem mikrowellenbeheizten Wirbelbett
US20080050298A1 (en) * 2006-08-24 2008-02-28 Meyden Hendrik J Van Der Method For Improving the HF Capture Efficiency of Dry Scrubbers
DE102008008419A1 (de) * 2008-02-09 2009-09-10 Uhde Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Aufnahme und Übergabe von fein- bis grobkörnigen Feststoffen aus einem Behälter in ein System höheren Druckes
US7850936B2 (en) * 2008-02-18 2010-12-14 Alstom Technology Ltd Dry sulfur dioxide (SO2) scrubbing
JP5368003B2 (ja) * 2008-04-03 2013-12-18 カンケンテクノ株式会社 濾過式集塵機およびそれを用いた排ガス除害装置
ATE537892T1 (de) * 2008-10-28 2012-01-15 Alstom Technology Ltd Verfahren und vorrichtung zum verifizieren und regeln der entfernung von fluorwasserstoff aus einem prozessgas
US20100180771A1 (en) * 2009-01-22 2010-07-22 General Electric Company fluidized bed system for removing multiple pollutants from a fuel gas stream
KR101172202B1 (ko) * 2009-04-02 2012-08-07 재단법인 포항산업과학연구원 여과 집진 장치 및 이의 운영 방법
US8496898B2 (en) * 2010-02-25 2013-07-30 Nol-Tec Systems, Inc. Fluidized bed carbon dioxide scrubber for pneumatic conveying system
ES2703776T3 (es) * 2012-06-04 2019-03-12 Hitachi Zosen Inova Ag Procedimiento para limpiar los gases de escape de la incineración de basura, con un reciclaje de un sorbente que comprende un intercambiador de calor para refrigerar el sorbente
CN103223284A (zh) * 2013-05-14 2013-07-31 沈阳城顺达工业技术有限公司 一种预分离循环流化床两段逆流反应收尘装置
US9533257B2 (en) * 2014-01-31 2017-01-03 Amec Foster Wheeler Energia Oy Method of and a scrubber for removing pollutant compounds from a gas stream
RU2669664C2 (ru) 2014-06-09 2018-10-12 Бектел Майнинг Энд Металз, Инк. Комплексная очистка газов
US10888836B2 (en) 2014-07-25 2021-01-12 Chemical and Metal Technologies LLC Extraction of target materials using CZTS sorbent
NL2013694B1 (en) 2014-10-28 2016-10-04 Green Granulation Tech Ltd Fluidized bed granulation.
EP3059003A1 (en) * 2015-02-17 2016-08-24 General Electric Technology GmbH Flue gas treatment system and method
DE102015003906A1 (de) * 2015-03-27 2016-09-29 Babcock Noell Gmbh Gasreinigungsanlage und Verfahren zur Reinigung von Gasen
JP6596279B2 (ja) * 2015-09-14 2019-10-23 三菱重工業株式会社 乾式脱硫システム及び排ガス処理装置
US10326142B2 (en) * 2015-09-15 2019-06-18 GM Global Technology Operations LLC Positive electrode including discrete aluminum oxide nanomaterials and method for forming aluminum oxide nanomaterials
DE102015116476A1 (de) * 2015-09-29 2017-04-13 Outotec (Finland) Oy Verfahren und Anlage zur Herstellung von Uran oder einem Seltenen-Erden-Element
CN105251337A (zh) * 2015-11-12 2016-01-20 威海市正大环保设备股份有限公司 一种碳素焙烧烟气氢氧化钙脱硫除氟净化方法及装置
DE102015122230A1 (de) * 2015-12-18 2017-06-22 Graf Enviropro Gmbh Verfahren zur Abgasreinigung mittels eines Wirbelschichtströmungsreaktors
EP3315192B1 (en) * 2016-10-27 2021-12-15 YARA International ASA Fluidized bed granulation
JP7470488B2 (ja) * 2017-05-26 2024-04-18 ケミカル アンド メタル テクノロジーズ リミテッド ライアビリティ カンパニー 流動床装置、及び排出物制御方法
CN109554537B (zh) * 2018-11-19 2020-05-05 北京汉唐环保科技股份有限公司 铁矿石专用脱硫设备
WO2020169760A1 (en) * 2019-02-22 2020-08-27 Solvay Sa Method for the removal of at least one contaminant from an aqueous liquor or a gas
CN110882615A (zh) * 2019-12-05 2020-03-17 中国大唐集团科学技术研究院有限公司华中电力试验研究院 一种利用废弃脱硝催化剂氧化脱除燃煤电厂汞装置
DE102020106773A1 (de) * 2020-03-12 2021-09-16 Kutzner + Weber Gmbh Vorrichtung zum Reinigen von Abgasen aus einer Feuerstelle
CN113750734B (zh) * 2020-06-05 2023-06-23 湖南中冶长天节能环保技术有限公司 一种气料分离方法及装置、运输系统及吸附解析系统
CN111686562A (zh) * 2020-06-16 2020-09-22 山东神华山大能源环境有限公司 一种循环流化床半干法脱硫灰循环系统及控制方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB915412A (ru) * 1900-01-01
SU139217A1 (ru) * 1959-08-17 1960-11-30 М.А. Хочатуров Способ измерени уровн и плотности псевдоожиженного сло
US4191544A (en) * 1978-03-17 1980-03-04 The Babcock & Wilcox Company Gas cleaning apparatus
SU1085516A3 (ru) * 1972-12-11 1984-04-07 Ф.Л.Смидт Унд Ко,А/С (Фирма) Установка дл обжига порошкообразного материала
SU1109041A3 (ru) * 1975-06-03 1984-08-15 Металлгезельшафт Аг (Фирма) Способ осуществлени эндотермических процессов
SU1693322A1 (ru) * 1989-07-19 1991-11-23 Башкирское специальное конструкторско-технологическое бюро Научно-производственного объединения "Грознефтехим" Устройство дл автоматического регулировани процесса окислени в установке с псевдоожиженным слоем
EP0575245A1 (fr) * 1992-06-17 1993-12-22 Procedair Sa Dispositif pour le traitement d'un gaz par mise en contact avec des matières solides
US5382418A (en) * 1992-03-03 1995-01-17 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Process for removing pollutants from combustion exhaust gases
RU2068730C1 (ru) * 1987-05-08 1996-11-10 А.Альстрем Корпорейшн Способ обработки технологических газов и устройство для его осуществления
RU2126015C1 (ru) * 1992-06-18 1999-02-10 Монтелл Текнолоджи Компани Б.В. Способ газофазной полимеризации олефинов и аппарат для его осуществления (варианты)
RU2131151C1 (ru) * 1997-11-27 1999-05-27 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Реактор для каталитического обезвреживания органических отходов, содержащих радионуклиды
RU2154519C2 (ru) * 1995-05-16 2000-08-20 Металлгезелльшафт Акциенгезелльшафт Способ сухого обессеривания отработавшего газа

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2714126A (en) * 1946-07-19 1955-07-26 Kellogg M W Co Method of effecting conversion of gaseous hydrocarbons
US2864674A (en) * 1954-07-12 1958-12-16 Phillips Petroleum Co Process and apparatus for recovery of powdered materials such as carbon black
IT1275573B (it) * 1995-07-20 1997-08-07 Spherilene Spa Processo ed apparecchiatura per la pomimerizzazione in fase gas delle alfa-olefine
DE19841513A1 (de) * 1997-11-25 1999-05-27 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Reinigung von Abgasen aus Verbrennungsanlagen
DE19813286A1 (de) * 1998-03-26 1999-09-30 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum Abtrennen von dampfförmigen Phthalsäureanhydrid aus einem Gasstrom

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB915412A (ru) * 1900-01-01
SU139217A1 (ru) * 1959-08-17 1960-11-30 М.А. Хочатуров Способ измерени уровн и плотности псевдоожиженного сло
SU1085516A3 (ru) * 1972-12-11 1984-04-07 Ф.Л.Смидт Унд Ко,А/С (Фирма) Установка дл обжига порошкообразного материала
SU1109041A3 (ru) * 1975-06-03 1984-08-15 Металлгезельшафт Аг (Фирма) Способ осуществлени эндотермических процессов
US4191544A (en) * 1978-03-17 1980-03-04 The Babcock & Wilcox Company Gas cleaning apparatus
RU2068730C1 (ru) * 1987-05-08 1996-11-10 А.Альстрем Корпорейшн Способ обработки технологических газов и устройство для его осуществления
SU1693322A1 (ru) * 1989-07-19 1991-11-23 Башкирское специальное конструкторско-технологическое бюро Научно-производственного объединения "Грознефтехим" Устройство дл автоматического регулировани процесса окислени в установке с псевдоожиженным слоем
US5382418A (en) * 1992-03-03 1995-01-17 Metallgesellschaft Aktiengesellschaft Process for removing pollutants from combustion exhaust gases
EP0575245A1 (fr) * 1992-06-17 1993-12-22 Procedair Sa Dispositif pour le traitement d'un gaz par mise en contact avec des matières solides
RU2126015C1 (ru) * 1992-06-18 1999-02-10 Монтелл Текнолоджи Компани Б.В. Способ газофазной полимеризации олефинов и аппарат для его осуществления (варианты)
RU2154519C2 (ru) * 1995-05-16 2000-08-20 Металлгезелльшафт Акциенгезелльшафт Способ сухого обессеривания отработавшего газа
RU2131151C1 (ru) * 1997-11-27 1999-05-27 Институт катализа им.Г.К.Борескова СО РАН Реактор для каталитического обезвреживания органических отходов, содержащих радионуклиды

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003288060A1 (en) 2004-07-14
EP1575691A1 (en) 2005-09-21
DE10260740A1 (de) 2004-07-08
US20060228281A1 (en) 2006-10-12
JP2006511324A (ja) 2006-04-06
CN100372593C (zh) 2008-03-05
AU2003288060B2 (en) 2009-06-25
CA2509985A1 (en) 2004-07-08
MXPA05006820A (es) 2006-02-17
NO20053267L (no) 2005-09-22
IS7914A (is) 2005-06-23
NO20053267D0 (no) 2005-07-04
ZA200505912B (en) 2006-12-27
DE10260740B4 (de) 2004-12-30
KR20050091749A (ko) 2005-09-15
UA84139C2 (ru) 2008-09-25
BR0317674A (pt) 2005-11-22
EA200501027A1 (ru) 2005-12-29
WO2004056452A1 (en) 2004-07-08
EA200800689A1 (ru) 2008-08-29
CN1732037A (zh) 2006-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA010278B1 (ru) Способ и установка для удаления газообразных загрязнителей из отходящих газов
EP2295128B1 (en) Mixer for moistening a particulate dust
CN100434146C (zh) 一种干式内外双循环流化床脱硫装置及其脱硫方法
CA2389180C (en) Method and apparatus for binding pollutants in flue gas
JPS5966332A (ja) 排ガスから有害物質を分離する方法
EA010276B1 (ru) Способ и установка для термической обработки в псевдоожиженном слое
JP3640674B2 (ja) 熱処理ガスからガス状の汚染物質を分離する方法
EA010273B1 (ru) Способ и установка для производства оксида металла из соединений металла
CA2510791C (en) Method and plant for the conveyance of fine-grained solids
UA81792C2 (ru) СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащих Оксид ЖЕЛЕЗА
FI84435C (fi) Foerfarande och anordning foer rengoering av foeroreningar innehaollande gaser
US4780290A (en) Method for purifying flue gas
UA79669C2 (en) Method and unit for production of low temperature coke
US5975892A (en) Pneumatic flash calciner thermally insulated in feed storage silo
JP2019503858A (ja) 流動層フロー反応器によってガス流からガス状または粒子状物質を分離する方法
JPH04135617A (ja) スパウト流動層による乾式脱硫方法
CA2219505C (en) Method for the calcination of calcium carbonate bearing materials
CN1488425A (zh) 采用摆动喷嘴给料的干法烟气脱硫方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU