ES2696206T3 - Aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado y sistema de control de contaminación del aire - Google Patents

Aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado y sistema de control de contaminación del aire Download PDF

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Abstract

Un aparato de secado por pulverización (50; 50A; 50B; 50C), incluyendo: una boquilla pulverizadora (54) para rociar el filtrado (33) suministrado desde un deshidratador (32) mediante una línea de alimentación de filtrado (L21) a un cuerpo de aparato de secado por pulverización; un orificio de introducción (52) dispuesto en el cuerpo de aparato de secado por pulverización, para introducir gases de combustión (18) para secar el filtrado (33) pulverizado desde la boquilla de pulverización (54); una región de secado (L) formada en el cuerpo de aparato de secado por pulverización, para secar el filtrado pulverizado (33) con los gases de combustión (18); un orificio de descarga (53) para descargar los gases de combustión (18); una boquilla de lavado (60) para lanzar un líquido de lavado alimentado mediante una línea de alimentación de líquido de lavado (L22) con el fin de lavar la boquilla de pulverización (54) y el interior del cuerpo del aparato, bifurcándose la línea de alimentación de líquido de lavado (L22) de la línea de alimentación de filtrado (L21); un compresor (58) para introducir aire comprimido (59) a la boquilla de pulverización (54) mediante una línea de alimentación de aire (L23) para facilitar la pulverización y a la boquilla de lavado (60) mediante la línea (L24) excluyendo el período de lavado; y una unidad de detección para detectar fallo de pulverización en la boquilla de pulverización (54) o fallo de secado; y una unidad de determinación (85) para determinar si los estados de pulverización y secado del filtrado (33) son buenos o malos en base al resultado de la detección de la unidad de detección; donde una unidad de control (86) que indica y ordena el lavado de la boquilla de pulverización (54) y el interior del cuerpo del aparato por la boquilla de lavado (60) cuando se determina que hay fallo de pulverización y secado como resultado de la determinación efectuada por la unidad de determinación (85).

Description

DESCRIPCIÓN
Aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado y sistema de control de contaminación del aire Campo
La presente invención se refiere a un aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado generado en el tratamiento de gases de combustión para tratar gases de combustión descargados de una caldera, y un sistema de control de contaminación del aire.
Antecedentes
Se conoce convencionalmente un sistema de control de contaminación del aire para tratar gases de combustión descargados de una caldera instalada en una central térmica, o análogos. Tal sistema de control de contaminación del aire incluye: un desnitrificador para quitar óxidos de nitrógeno de los gases de combustión de la caldera; un calentador de aire para recuperar calor de los gases de combustión que pasan a través del desnitrificador; un precipitador para quitar polvo de ceniza de los gases de combustión después de la recuperación de calor; y un desulfurizador para quitar óxidos de azufre de los gases de combustión de los que se ha quitado polvo. Un desulfurizador típico usado es un desulfurizador de tipo húmedo que quita óxidos de azufre de gases de combustión haciendo contacto de gas-líquido entre absorbente de caliza, por ejemplo, y los gases de combustión.
El efluente descargado del desulfurizador de tipo húmedo (a continuación se denomina “suspensión de absorción”) contiene gran cantidad de varios tipos de sustancias tóxicas incluyendo iones, tal como iones cloro o iones amonio, y mercurio. Así, hay que quitar estas sustancias tóxicas del efluente desulfurizado antes de que dicho efluente desulfurizado sea descargado al exterior del sistema. Sin embargo, el tratamiento para quitar muchos tipos de sustancias tóxicas contenidas en el efluente desulfurizado es un proceso complicado y, por lo tanto, el costo de su tratamiento es alto. En vista de esto, se ha propuesto un método para tratar efluente desulfurizado dentro de un sistema sin descargar el efluente desulfurizado al exterior del sistema para ahorrar el costo de tratamiento del efluente desulfurizado. Por ejemplo, los documentos de patente 1 a 3 describen un aparato de control de contaminación del aire en el que una instalación para rociar y gasificar efluente desulfurizado está instalada por separado de manera que se bifurque de un conducto de gases de combustión de línea principal al que un desnitrificador, un calentador de aire, un precipitador y un desulfurizador están conectados, parte de los gases de combustión es introducida a esta instalación desde el conducto de gases de combustión de línea principal, el efluente desulfurizado es pulverizado y evaporado en los gases de combustión en la instalación para precipitar sustancias tóxicas, y a continuación el gas se hace volver al conducto de gases de combustión de línea principal (documentos de patente 1 a 3).
Lista de citas
Documento de patente
Documento de patente 1: Solicitud de Patente japonesa publicada número Sho. 63-200818
Documento de patente 2: Solicitud de Patente japonesa publicada número Hei. 9-313881
Documento de patente 3: US 2012/0240761
Resumen
Problema técnico
Aunque, en los aparatos de control de contaminación del aire de los documentos de patente 1 a 3, la instalación para bifurcar parte de gases de combustión del conducto de gases de combustión y rociar y gasificar efluente desulfurizado (o solución de sumidero) del desulfurizador se dispone para evaporar el efluente desulfurizado, el efluente desulfurizado del desulfurizador contiene un componente sólido, dando lugar así al problema de que se evita el secado por pulverización satisfactorio.
Además, en los últimos años, en instalaciones de control de la contaminación del aire, ha sido muy necesario el drenaje nulo debido al cumplimiento de las normas sobre efluentes. Así, ha resultado muy necesaria la llegada de una instalación de control de la contaminación del aire de operación estable que logre drenaje nulo.
Una secadora por pulverización para secar efluente desulfurizado puede ser usada como dicha instalación que no realiza drenaje. Sin embargo, cuando el efluente desulfurizado es secado por pulverización con gases de combustión procedentes de una caldera, surgen los problemas siguientes.
Los gases de combustión de la caldera contienen ceniza en alta concentración. Adicionalmente, cuando el efluente desulfurizado es evaporado, se genera gran cantidad de sal precipitada contenida en el efluente, dando lugar posiblemente a la deposición o la generación de incrustaciones dentro de la secadora por pulverización.
El interior del aparato puede lavarse durante la operación de la caldera dividiendo una entrada y una salida del aparato con reguladores o análogos. En términos de seguridad, sin embargo, es difícil que un operador entre directamente al interior de la secadora por pulverización y realice una operación de lavado. También hay que acabar el lavado en un período corto de tiempo.
En vista de los problemas anteriores, un objeto de la presente invención es proporcionar un aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado y un sistema de control de contaminación del aire capaz de lograr drenaje nulo de efluente desulfurizado desde un desulfurizador.
Solución del problema
Según un primer aspecto de la presente invención con el fin de resolver dichos problemas, se facilita un aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado según la reivindicación 1.
Según otro aspecto de la presente invención, se facilita el aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado, donde la unidad de detección es alguno de, o una combinación de, un manómetro de presión diferencial, un termómetro de gas, un medidor de humedad de gas, y un termómetro en una superficie del cuerpo del aparato.
Según otro aspecto de la presente invención, se facilita el aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado incluyendo: una unidad de refrigeración para enfriar el interior del cuerpo del aparato calentado por corriente de aire de los gases de combustión.
Según otro aspecto de la presente invención, se facilita el aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado, donde el orificio de descarga está inclinado hacia un lado superior del cuerpo de aparato de secado por pulverización con respecto a una dirección horizontal.
Según otro aspecto de la presente invención, se facilita el aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado, donde el líquido de lavado es alguno de, o una combinación de, el filtrado deshidratado, agua y vapor. Según otro aspecto de la presente invención, se facilita el aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado, incluyendo: una línea de descarga de líquido de lavado para descargar efluente de lavado de la unidad de lavado.
Según otro aspecto de la presente invención, se facilita un sistema de control de contaminación del aire según la reivindicación.
Efectos ventajosos de la invención
Según la presente invención, se facilita la unidad de lavado para lavar el interior del aparato de secado por pulverización. Si tiene lugar fallo de pulverización, se interrumpe la alimentación de los gases de combustión al aparato de secado por pulverización y entonces la boquilla de pulverización y el interior del cuerpo del aparato se pueden lavar sin que un operador entre en el interior del cuerpo del aparato.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama esquemático de configuración de un sistema de control de contaminación del aire según una primera realización.
La figura 2 es una vista esquemática que ilustra un aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado según la primera realización.
La figura 3 es una vista en sección transversal que ilustra una parte principal del aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado.
La figura 4 es una vista esquemática que ilustra un depósito de tratamiento en el que se introducen efluente de lavado y gases de combustión no tratados.
La figura 5 es una vista esquemática que ilustra el aparato de secado por pulverización provisto de una unidad de detección.
La figura 6 es una vista esquemática que ilustra un aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado según una segunda realización.
La figura 7 es una vista esquemática que ilustra un aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado según una tercera realización.
Descripción de realizaciones
Realizaciones preferidas de la presente invención se describirán a continuación con detalle con referencia a los dibujos acompañantes.
Primera realización
La figura 1 es un diagrama esquemático de configuración de un sistema de control de contaminación del aire según la primera realización. Un sistema de control de contaminación del aire 10 ilustrado en la figura 1 es un aparato para quitar sustancias tóxicas, tales como óxidos de nitrógeno (NOx), óxidos de azufre (SOx) y mercurio (Hg), de gases de combustión 18 de una caldera 11, tal como una caldera de combustión de carbón que usa carbón como combustible, o una caldera de combustión de fuel oil que usa aceite pesado como combustible, por ejemplo.
El sistema de control de contaminación del aire 10 incluye: la caldera 11 para quemar un combustible F; un desnitrificador 12 para quitar óxidos de nitrógeno presentes en los gases de combustión 18 de la caldera 11; un calentador de aire 13 para recuperar calor de los gases de combustión desnitrificados 18; un precipitador 14 para quitar polvo de ceniza en los gases de combustión termorrecuperados 18 como ceniza precipitada 16; un desulfurizador 15 para quitar óxidos de azufre contenidos en los gases de combustión sin polvo 18 con suspensión caliza 20, que es un absorbente; un deshidratador 32 para recuperar yeso 31 de la suspensión de absorción 30 descargada del desulfurizador 15; un aparato de secado por pulverización 50 (aparatos de secado por pulverización 50A a 50C a describir más adelante) que incluye medios pulverizadores para rociar filtrado deshidratado 33 procedente del deshidratador 32; y una línea de introducción de gases de combustión L11 para introducir parte de los gases de combustión 18 al aparato de secado por pulverización 50. Esto permite que el filtrado deshidratado 33, del que se ha recuperado el yeso 31, sea secado por pulverización en el aparato de secado por pulverización 50 con los gases de combustión introducidos 18. Así, puede lograrse con estabilidad un drenaje nulo de efluente desulfurizado. El desnitrificador 12 es un aparato para quitar óxidos de nitrógeno presentes en los gases de combustión 18 alimentados desde la caldera 11 mediante una línea de alimentación de gases L1 y tiene una capa de catalizador de desnitrificación (no representada). Un inyector de agente reductor (no representado) está dispuesto hacia arriba de la capa de catalizador de desnitrificación y se inyecta un agente reductor a los gases de combustión 18 desde el inyector de agente reductor. Los ejemplos del agente reductor pueden incluir amoníaco, urea y cloruro de amonio. Los óxidos de nitrógeno en los gases de combustión 18 introducidos al desnitrificador 12 se ponen en contacto con la capa de catalizador de desnitrificación, de modo que los óxidos de nitrógeno en los gases de combustión 18 se descomponen en gas nitrógeno (N2) y agua (H2O) y se quitan. El mercurio presente en los gases de combustión 18 tiene una mayor proporción de cloruro de mercurio divalente soluble en agua cuando el contenido de cloro (Cl) aumenta, permitiendo por ello que el mercurio sea recogido más fácilmente en el desulfurizador 15 a describir más adelante.
Obsérvese que el desnitrificador anterior 12 no es un componente esencial. Si la concentración de óxidos de nitrógeno y la concentración de mercurio en los gases de combustión 18 de la caldera 11 son sumamente bajas o si estas sustancias no se encuentran en los gases de combustión 18, el desnitrificador 12 puede omitirse.
El calentador de aire 13 es un intercambiador de calor para recuperar calor de los gases de combustión 18 alimentados mediante una línea de alimentación de gases de combustión L2 después de quitar de ellos los óxidos de nitrógeno en el desnitrificador 12. La temperatura de los gases de combustión 18, que han pasado a través del desnitrificador 12, es del rango de aproximadamente 300°C a 400°C, que es alta. Así, el calentador de aire 13 realiza intercambio térmico entre los gases de combustión a alta temperatura 18 y aire de combustión a temperatura ambiente. El aire de combustión que ahora tiene una temperatura alta por el intercambio térmico es alimentado a la caldera 11. Por otra parte, los gases de combustión 18 que han experimentado intercambio térmico con el aire de combustión a temperatura ambiente se enfrían a aproximadamente 150°C.
El precipitador 14 sirve para quitar polvo de ceniza presente en los gases de combustión 18 alimentados mediante una línea de alimentación de gases L3 después de la recuperación de calor. Los ejemplos del precipitador 14 pueden incluir un precipitador inercial, un precipitador centrífugo, un precipitador del tipo de filtro, un precipitador electrónico, y un precipitador de lavado, aunque el precipitador 14 no se limita a ningún precipitador concreto.
El desulfurizador 15 es un aparato para realizar extracción de tipo húmedo de óxidos de azufre en los gases de combustión 18 alimentados mediante una línea de alimentación de gases L4 después de la extracción de polvo de ceniza. En este desulfurizador 15, la suspensión caliza 20 (solución acuosa obtenida disolviendo caliza en polvo en agua) se usa como un absorbente alcalino. La temperatura dentro del aparato se controla de modo que sea de aproximadamente 30 a 80°C. La suspensión caliza 20 es alimentada desde un alimentador de suspensión caliza 21 a una porción inferior 22 del desulfurizador 15. La suspensión caliza 20 alimentada a la porción inferior 22 del desulfurizador 15 es enviada a una pluralidad de boquillas 23 en el desulfurizador 15 mediante una línea de suministro de absorbente (no representada) y lanzada desde las boquillas 23 hacia una porción superior 24. El contacto de gas-líquido se realiza entre los gases de combustión 18 que suben de la porción inferior 22 del desulfurizador 15 y la suspensión caliza 20 lanzada desde las boquillas 23, haciendo que los óxidos de azufre y el cloruro de mercurio presentes en los gases de combustión 18 sean absorbidos por la suspensión caliza 20 y así se separen y quiten de los gases de combustión 18. Los gases de combustión 18 purificados por la suspensión caliza 20 son descargados de la porción superior 24 del desulfurizador 15 como gas purificado 26 y son descargados al exterior del sistema a través de una chimenea 27.
Dentro del desulfurizador 15, los óxidos de azufre, SOx, presentes en los gases de combustión 18 y la suspensión caliza 20 producen una reacción representada por la fórmula siguiente (1).
Figure imgf000005_0001
Además, la suspensión caliza 20, que ha absorbido SOx presente en los gases de combustión 18, se oxida por aire (no representado) alimentado a la porción inferior 22 del desulfurizador 15 produciendo una reacción representada por la fórmula siguiente (2) con aire.
Figure imgf000005_0002
De esta manera, SOx presente en los gases de combustión 18 es capturado en forma de yeso, CaSO4-2H2O, en el desulfurizador 15.
Mientras el líquido retenido en la porción inferior 22 del desulfurizador 15 es bombeado y usado como la suspensión caliza 20 como se ha descrito anteriormente, el yeso, CaSO4 -2 H2O, se mezcla con la suspensión caliza bombeada 20 junto con la operación del desulfurizador 15 según las fórmulas de reacción (1) y (2). A continuación, la suspensión de caliza bombeada-yeso (suspensión caliza con la que se ha mezclado yeso) se denomina absorbente. La suspensión de absorción (suspensión de caliza-yeso) 30 usada para la desulfuración es descargada al exterior por la porción inferior 22 del desulfurizador 15, enviada al deshidratador 32 mediante una línea de absorbente L20, y deshidratada en el deshidratador 32. Además de yeso, la suspensión de absorción 30 contiene metales pesados, como mercurio e iones halógeno como Cl", Br", I" o F".
El deshidratador 32 sirve para separar la suspensión de absorción 30 en un componente sólido incluyendo el yeso 31 y el filtrado deshidratado 33, que es un componente líquido. Los ejemplos del deshidratador 32 pueden incluir un filtro de correa, una centrífuga, y un sedimentador centrífugo del tipo de decantador. El yeso 31 es separado de la suspensión de absorción 30 descargada del desulfurizador 15 por el deshidratador 32. Entonces, el cloruro de mercurio en la suspensión de absorción 30 se separa del líquido conjuntamente con el yeso 31 siendo al mismo tiempo adsorbido al yeso 31. El yeso separado 31 es descargado al exterior del sistema (denominado a continuación “el exterior del sistema”).
Por otra parte, el filtrado deshidratado 33, que es el líquido separado, es enviado al aparato de secado por pulverización 50 mediante una línea de alimentación de filtrado deshidratado L21. Obsérvese que el filtrado deshidratado 33 puede retenerse temporalmente en un depósito de filtrado (no representado).
El aparato de secado por pulverización 50 incluye: medios de introducción de gases para introducir parte de los gases de combustión 18 mediante la línea de introducción de gases de combustión L11 bifurcada de la línea de alimentación de gases de combustión L2 , que es una línea principal para los gases de combustión 18 procedentes de la caldera 11; y medios pulverizadores para rociar o pulverizar el filtrado deshidratado 33. El filtrado deshidratado rociado o pulverizado 33 se seca por evaporación por medio del calor de los gases de combustión introducidos 18. Obsérvese que el signo L12 denota una línea de suministro de gases de combustión para hacer volver a la línea de alimentación de gases L3 los gases de combustión 18 que contribuyen al secado en el aparato de secado por pulverización 50.
Según la presente invención, el filtrado deshidratado 33 obtenido por recuperación del yeso 31 de la suspensión de absorción 30 se seca por pulverización. Así, se puede evitar que se produzca obstrucción en los medios pulverizadores.
Más específicamente, dado que la suspensión de absorción 30 propiamente dicha no se pulveriza, la cantidad de partículas secadas generadas junto con la evaporación del efluente desulfurizado se puede reducir de forma significativa. Como resultado, la obstrucción producida por la adherencia de las partículas secadas puede reducirse. Además, el cloruro de mercurio también se separa y quitado conjuntamente con el yeso 31 por la deshidratación de la suspensión de absorción 30. Así, se evita que la concentración de mercurio en los gases de combustión 18 aumente durante la pulverización del efluente.
Además, parte de los gases de combustión 18 que fluyen hacia el calentador de aire 13 se bifurcan de la línea de alimentación de gases de combustión L2 mediante la línea de introducción de gases de combustión L11 según la presente realización. Así, la temperatura de los gases de combustión es alta (de 350 a 400°C) y por ello el secado por pulverización del filtrado deshidratado 33 puede realizarse eficientemente.
Obsérvese que el filtrado deshidratado 33 es pulverizado al cuerpo del aparato por aire comprimido 59 alimentado desde un compresor 58 a una tasa de flujo predeterminada y con un tamaño de partícula de las gotitas de pulverización.
La figura 2 es una vista esquemática que ilustra el aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado según la presente realización. La figura 3 es una vista en sección transversal que ilustra una parte principal del aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado.
Como se representa en la figura 2, el aparato de secado por pulverización 50A de la presente realización incluye: un orificio de introducción de gas 52 dispuesto en una porción de una pared lateral 51b cerca de una parte superior (tapa) 51a del cuerpo de aparato de secado por pulverización, para introducir los gases de combustión 18 para secar por pulverización líquido 33a del filtrado deshidratado 33; una boquilla pulverizadora 54 colgada de la parte superior (tapa) 51a del cuerpo de aparato de secado por pulverización, para pulverizar el filtrado deshidratado 33; una región de secado por pulverización L formada en el cuerpo de aparato de secado por pulverización, para uso al secar el filtrado deshidratado pulverizado 33 con los gases de combustión 18; un orificio de descarga de gas 53 dispuesto en una porción de la superficie lateral 51b cerca de la parte inferior del cuerpo de aparato de secado por pulverización, para descargar los gases de combustión 18 que contribuyen al secado por pulverización hacia la línea de alimentación de gases L3, que es un conducto principal de gases de combustión; y una boquilla de lavado 60, que es una unidad de lavado para lavar la boquilla de pulverización 54 y el interior del cuerpo del aparato con líquido de lavado.
Aquí, se han dispuesto ocho boquillas de lavado 60 en la presente realización a lo largo de la superficie interior de la pared lateral 51b del cuerpo del aparato como se representa en la figura 3.
Aquí, para la introducción de los gases de combustión 18, los gases de combustión 18 pueden introducirse al aparato de secado por pulverización 50A por medio de una diferencia en la pérdida de presión entre la línea de alimentación de gases de combustión L2 y la línea de introducción de gases de combustión L11 o los gases de combustión 18 pueden introducirse con un ventilador de tiro inducido, o análogos, cuando sea necesario.
El filtrado deshidratado 33 es lanzado como el líquido de pulverización 33a a los gases de combustión 18 que tienen un flujo laminar desde la boquilla de pulverización 54.
Aquí, la boquilla de pulverización 54 no se limita a ningún tipo concreto a condición de que pueda pulverizar el filtrado deshidratado 33 con un diámetro de gotita predeterminado. Por ejemplo, se pueden usar medios pulverizadores tales como una boquilla de dos fluidos o un atomizador rotativo. Obsérvese que la boquilla de dos fluidos es adecuada para rociar una cantidad relativamente pequeña de filtrado deshidratado 33 y el atomizador rotativo es adecuado para rociar una cantidad relativamente grande de filtrado deshidratado 33.
Además, el número de tales boquillas no se limita a uno. Se pueden disponer múltiples boquillas según la cantidad de tratamiento.
En la presente invención, para facilitar la pulverización, el compresor 58 se usa para introducir el aire comprimido 59 a la boquilla 54 mediante una línea de alimentación de aire L23. Aquí, el aire comprimido 59 y el filtrado deshidratado 33 son introducidos por separado a la boquilla de pulverización 54 y pulverizados como el líquido de pulverización 33a en el cuerpo. Obsérvese que el signo V5 denota una válvula de conmutación para conmutar la introducción de aire.
Para facilitar el secado satisfactorio del líquido de pulverización 33a pulverizado desde la boquilla de pulverización 54, la longitud de la región de secado por pulverización L dentro de la columna del aparato de secado por pulverización 50A se cambia según la tasa de evaporación del filtrado con el fin de prolongar el tiempo de permanencia del líquido de pulverización 33a porque el filtrado es filtrado desulfurizado que tiene un punto de ebullición más alto que el del agua ordinaria.
Aquí, los gases de combustión 18 que contribuyen al secado por pulverización son descargados por el orificio de descarga de gas 53 dispuesto en la porción de la pared lateral 51b cerca de la parte inferior del aparato de secado por pulverización 50A.
Cuando es pulverizado por la boquilla de pulverización 54, el filtrado deshidratado 33 entra en contacto con los gases de combustión introducidos 18 en la región de secado por pulverización L, por lo que se secan por pulverización.
Secando por pulverización el filtrado deshidratado 33 de esta manera, se puede lograr drenaje nulo del filtrado deshidratado 33 del desulfurizador 15.
Dado que el filtrado deshidratado 33 contiene varios tipos de sales, su sólido secado por pulverización 56 es descargado de una tolva de descarga 51c dispuesta en la parte inferior del cuerpo de aparato de secado por pulverización a través de una línea continua de descarga L31.
La boquilla de lavado 60 dispuesta en una porción superior dentro del cuerpo del aparato realiza purga de aire excluyendo el período de lavado con el fin de evitar el bloqueo debido a la influencia del sólido secado por pulverización 56, o análogos.
Para la purga de aire, aire 59 procedente del compresor 58 se hace fluir mediante una línea L24. Obsérvese que una válvula de conmutación V6 para conmutar la introducción de aire está interpuesta en la línea L24.
Cuando el interior del cuerpo del aparato es lavado con la boquilla de lavado 60, el lavado se realiza parando la introducción de aire y alimentando el filtrado deshidratado 33.
Así, cuando se lleva a cabo el lavado, el filtrado deshidratado 33 es alimentado a la boquilla de lavado 60 mediante una línea de líquido de lavado L22 bifurcada de la línea de alimentación de filtrado deshidratado L21. Obsérvese que los signos V3 y V4 indican válvulas de conmutación para conmutar la alimentación del filtrado deshidratado 33.
El líquido de lavado 61, que es el filtrado deshidratado 33 pulverizado de la boquilla de lavado 60, lava la superficie de pared interior del cuerpo del aparato, el orificio de descarga de gas 53, la boquilla de pulverización 54, y la superficie interior de la tolva 51c en la parte inferior del cuerpo del aparato, y quita por lavado sustancias extrañas tales como el sólido secado por pulverización adherido 56, con el fin de restablecer las porciones anteriores a un estado limpio.
La figura 4 es una vista esquemática que ilustra un depósito de tratamiento en el que se introducen efluente de lavado y gases de combustión no tratados.
Como se representa en la figura 4, el efluente de lavado 62 usado para el lavado es descargado de un extremo de la tolva 51c en la parte inferior del cuerpo del aparato e introducido a un depósito de tratamiento de efluente 73 mediante una línea de descarga de líquido de lavado L32.
Dado que el sólido secado por pulverización 56 generado durante el secado es descargado a través de la línea continua de descarga L31, las válvulas de conmutación V1 y V2 son conmutadas de modo que no fluya efluente de lavado 62 a la línea continua de descarga L31.
Obsérvese que el efluente de lavado 62 puede ser tratado en una instalación de tratamiento de efluente dentro o fuera del sistema después de ser retenido en el depósito de tratamiento de efluente 73.
Alternativamente, el efluente de lavado 62 puede ser introducido al absorbente en la porción inferior 22 del desulfurizador 15. Alternativamente, el efluente de lavado 62 puede ser introducido al deshidratador 32 para deshidratar la suspensión de absorción 30 del desulfurizador 15.
Como se representa en la figura 5, la presencia o ausencia de fallo de pulverización y secado debido, por ejemplo, a la generación de incrustaciones dentro del aparato de secado por pulverización es detectado por una unidad de detección, tal como varios sensores.
Se puede usar alguno, o una combinación, de un manómetro de presión diferencial 81, un termómetro de gas 82, un medidor de humedad de gas 83, un termómetro 84 en la superficie del cuerpo del aparato, etc, como la unidad de detección para detectar tal fallo, aunque la presente invención no se limita a ello.
La figura 5 es una vista esquemática que ilustra un ejemplo del aparato de secado por pulverización provisto de varios sensores.
Como se representa en la figura 5, se han dispuesto manómetros de presión en la línea de introducción de gases de combustión L11 y la línea de suministro de gases de combustión L12 para medir la diferencia de presión entre la entrada y la salida para introducir y descargar gas en el aparato de secado por pulverización 50A. La diferencia de presión en los gases de combustión 18 es detectada entonces por el manómetro de presión diferencial 81.
Una unidad de determinación 85 determina, por ejemplo, si la diferencia de presión se ha incrementado o no por encima de una presión predeterminada.
Además, el termómetro de gas 82 está dispuesto en la línea de suministro de gases de combustión L12 para medir la temperatura de salida de los gases de combustión 18 descargados del aparato de secado por pulverización 50A. De esta manera, la temperatura de los gases de combustión 18 en el lado de salida es detectada por el termómetro de gas 82.
Si la temperatura de los gases se ha incrementado o no por encima de una temperatura predeterminada lo determina entonces la unidad de determinación 85. Cuando la temperatura de los gases de combustión introducidos es 350°C y el secado por pulverización se ha realizado bien, por ejemplo, la temperatura de descarga de los gases de combustión en el lado de salida ha disminuido sólo 170°C. Cuando la temperatura de descarga es 2 0 0 °C, por ejemplo, puede determinarse que hay fallo en el secado por pulverización.
Además, el medidor de humedad 83 para medir la concentración de humedad en los gases de salida, que son los gases de combustión 18 descargados del aparato de secado por pulverización 50A, está dispuesto en la línea de suministro de gases de combustión L12. De esta manera, la humedad de los gases de combustión 18 es detectada por el medidor de humedad 83.
Si la concentración de humedad ha disminuido o no por debajo de una concentración predeterminada lo determina entonces la unidad de determinación 85. Cuando el secado por pulverización se ha realizado bien, la humedad en los gases de combustión es 20% en volumen. Sin embargo, cuando la humedad en los gases de combustión es de 17 o 18% en volumen, por ejemplo, puede determinarse que hay fallo en el secado por pulverización dado que no pueden evaporarse gotitas.
Alternativamente, tal fallo puede ser detectado a partir de una anomalía en la temperatura superficial exterior del cuerpo de aparato de secado por pulverización o análogos. Consiguientemente, se montan sensores de temperatura (por ejemplo, termopares o análogos) 84a, 84b, y 84c en posiciones predeterminadas en la superficie exterior de la pared lateral 51b del cuerpo del aparato, de modo que la temperatura superficial sea detectada por el termómetro 84 en la superficie del cuerpo del aparato. Si la temperatura ha disminuido o no por debajo de una temperatura predeterminada debido a la adherencia del material secado por pulverización a la superficie interior, por ejemplo, lo determina la unidad de determinación 85.
Dejando a un lado los termopares, la detección de temperatura puede realizarse con un sensor sin contacto, o se puede usar una combinación de un sensor del tipo de contacto y un sensor de temperatura del tipo sin contacto. La presente realización incluye: los varios sensores 81 a 84 para detectar fallo de pulverización en la boquilla de pulverización 54 o fallo de secado; la unidad de determinación 85 para determinar si los estados de pulverización y secado del filtrado deshidratado 33 son buenos o malos en base a los resultados de la detección de los sensores; y una unidad de control 86 para indicar u ordenar el lavado de la boquilla de pulverización 54 y el interior del cuerpo del aparato por la boquilla de lavado 60 cuando se determina que hay fallo de pulverización y secado como resultado de la determinación efectuada por la unidad de determinación 85.
Además, como se representa en la figura 1, se han dispuesto reguladores 70, 70 en la línea de introducción de gases de combustión L11 y la línea de suministro de gases de combustión L12 en el sistema de control de contaminación del aire 10 con el fin de parar la entrada de los gases de combustión 18 cuando se determina que hay fallo en el secado por pulverización.
Además, después de parar la introducción de los gases de combustión 18, una unidad de refrigeración 71 introduce gas refrigerante 72 al cuerpo del aparato con el fin de enfriar el interior del cuerpo del aparato calentado por la corriente de aire de los gases de combustión 18 en preparación para el lavado. El interior del cuerpo del aparato se enfría por ello a una temperatura predeterminada (por ejemplo, de 40 a 50 grados) o más baja.
Por ejemplo, puede usarse un ventilador de refrigeración por aire, un compresor de boquilla de dos fluidos, aire de servicio general, o análogos, como la unidad de refrigeración 71. Además, después de que el interior del cuerpo del aparato ha sido enfriado a la temperatura predeterminada, el enfriamiento del interior puede facilitarse lanzando el filtrado deshidratado 33 desde la boquilla de lavado 60 y la boquilla de pulverización 54.
Cuando se para la introducción de los gases de combustión 18, el gas no tratado 18a que queda en el cuerpo del aparato es enviado al depósito de tratamiento de efluente 73 mediante la línea de descarga de líquido de lavado L32. Entonces, el gas 18a se hace burbujear, y se trata con el efluente de lavado 62.
Además, durante el enfriamiento rápido realizado por la unidad de refrigeración 71 o el líquido de lavado, por ejemplo, dentro del cuerpo del aparato se genera gas que tiene un volumen mayor o igual a la capacidad interior del cuerpo del aparato. El gas no tratado 18a es enviado al depósito de tratamiento de efluente 73 y se trata en él sin que pueda escapar al exterior del sistema.
A continuación se describirá un procedimiento que se realiza después de determinar que hay fallo en el secado por pulverización durante la operación del aparato de secado por pulverización.
1) Paso 1
Típicamente, el secado por pulverización se realiza introduciendo el filtrado deshidratado 33 y los gases de combustión 18 en el aparato de secado por pulverización 50. Entonces, el regulador 70 se está abriendo. También se realiza purga de aire durante tal secado por pulverización alimentando aire 59 a la boquilla de lavado 60.
2) Paso 2
El fallo en el secado por pulverización lo determina la unidad de determinación 85 en base a la detección efectuada por varios sensores.
La unidad de control 86 sugiere u ordena una operación de parada según los resultados de la unidad de determinación 85, parando así la alimentación del filtrado deshidratado 33 a la boquilla de pulverización 54.
3) Paso 3
El regulador 70 es conmutado con el fin de parar la entrada de los gases de combustión 18 al aparato de secado por pulverización.
4) Paso 4
La válvula V1 en la línea continua de descarga L31 se cierra para parar la descarga del sólido secado por pulverización 56, mientras que la válvula V2 en la línea de descarga de líquido de lavado L32 se abre para preparar la descarga del efluente de lavado 62.
Además, el gas no tratado 18a, resultante de la parada de la entrada de los gases de combustión 18, es introducido al depósito de tratamiento de efluente 73 a través de la línea de descarga de líquido de lavado L32 y es tratado. 5) Paso 5
El gas de refrigeración 72 es alimentado al cuerpo del aparato por la unidad de refrigeración 71 y el interior es enfriado a la temperatura predeterminada.
6) Paso 6
El filtrado deshidratado 33 es lanzado desde la boquilla de lavado 60 para lavar la boquilla de pulverización 54 y el interior del aparato.
7) Paso 7
El efluente de lavado 62 es descargado al depósito de tratamiento de efluente 73 a través de la línea de descarga de líquido de lavado L32. El efluente es tratado en la instalación de tratamiento de efluente dentro del sistema o devuelto al absorbedor o el deshidratador.
8) Paso 8
Una vez que se ha realizado una operación de lavado predeterminada durante un período de tiempo predeterminado, se determina el final del lavado.
Adicionalmente, un operador o análogos puede entrar al interior del cuerpo del aparato a través de un agujero de hombre para comprobar el interior cuando sea necesario.
9) Paso 9
Se realiza una operación de recuperación.
Se conmutan varias líneas.
El regulador de gas 70 se abre para iniciar la introducción de los gases de combustión 18.
A continuación, una vez alcanzada una temperatura predeterminada, el filtrado deshidratado 33 es alimentado para iniciar el secado por pulverización.
El aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado según la presente realización permite realizar el mantenimiento de lavado en un período corto de tiempo por control remoto sin requerir que un operador entre en el interior del cuerpo del aparato.
Además, no se descarga líquido de lavado al exterior del sistema. Además, se trata el gas no tratado que queda después de la parada del secado por pulverización, evitando así que sea descargado al exterior.
Si el secado por pulverización se ha realizado bien o no se determina con varios sensores, pudiendo realizar así el mantenimiento de lavado en un período corto de tiempo por control remoto.
Además, el interior del aparato es enfriado por la unidad de refrigeración después de la parada del secado por pulverización, pudiendo realizar así inmediatamente el lavado que efectúa la unidad de lavado.
Segunda realización
La figura 6 es una vista esquemática que ilustra un aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado según la segunda realización. Obsérvese que los componentes idénticos a los del aparato de secado por pulverización 50A según la primera realización se indicarán con los mismos números de referencia y se omitirá su descripción.
Como se representa en la figura 6, el aparato de secado por pulverización 50B de la presente realización está configurado de tal manera que el orificio de descarga 53 de los gases de combustión 18, dispuesto en una porción inferior del cuerpo del aparato, esté inclinado hacia un lado superior del cuerpo de aparato de secado por pulverización con respecto a la dirección horizontal un ángulo predeterminado (a grados).
Esto evita que el filtrado deshidratado 33, que es el líquido de lavado caído de la boquilla de lavado 60, y el efluente de lavado 6 2 salgan a la línea de suministro de gases de combustión L12 conectada a la línea de alimentación de gases L3, que es el conducto de gases de combustión.
Tercera realización
La figura 7 es una vista esquemática que ilustra un aparato de secado por pulverización para filtrado deshidratado según la tercera realización. Obsérvese que los componentes idénticos a los del aparato de secado por pulverización 50A según la primera realización se indicarán con los mismos números de referencia y se omitirá su descripción.
Como se representa en la figura 7, el aparato de secado por pulverización 50C de la presente realización está configurado de tal manera que el líquido de lavado a alimentar a la boquilla de lavado 60 no se limita al filtrado deshidratado 33, y se usa alguno o varios del filtrado deshidratado 33, agua (agua industrial) 74 y vapor 75. Cuando estos se usan en combinación, la conmutación puede efectuarse con las válvulas de conmutación V7 y V8 a voluntad.
Así, se puede seleccionar un tipo de líquido de lavado según varios casos, por ejemplo, donde el efluente puede ser descargado o no o donde las incrustaciones pueden quitarse fácilmente o no.
Lista de signos de referencia
10: sistema de control de contaminación del aire
11: caldera
12: desnitrificador
13: calentador de aire
14: precipitador
15: desulfurizador
16: ceniza precipitada
18: gases de combustión
30: suspensión de absorción
: deshidratador
: filtrado deshidratado
, 50A a 50C: aparato de secado por pulverización : orificio de introducción de gas
: orificio de descarga de gas
: boquilla de pulverización
: aire
: unidad de lavado (boquilla de lavado)
: efluente de lavado
: regulador
: unidad de refrigeración

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Un aparato de secado por pulverización (50; 50A; 50B; 50C), incluyendo:
una boquilla pulverizadora (54) para rociar el filtrado (33) suministrado desde un deshidratador (32) mediante una línea de alimentación de filtrado (L21) a un cuerpo de aparato de secado por pulverización;
un orificio de introducción (52) dispuesto en el cuerpo de aparato de secado por pulverización, para introducir gases de combustión (18) para secar el filtrado (33) pulverizado desde la boquilla de pulverización (54);
una región de secado (L) formada en el cuerpo de aparato de secado por pulverización, para secar el filtrado pulverizado (33) con los gases de combustión (18);
un orificio de descarga (53) para descargar los gases de combustión (18);
una boquilla de lavado (60) para lanzar un líquido de lavado alimentado mediante una línea de alimentación de líquido de lavado (L22) con el fin de lavar la boquilla de pulverización (54) y el interior del cuerpo del aparato, bifurcándose la línea de alimentación de líquido de lavado (L22) de la línea de alimentación de filtrado (L21);
un compresor (58) para introducir aire comprimido (59) a la boquilla de pulverización (54) mediante una línea de alimentación de aire (L23) para facilitar la pulverización y a la boquilla de lavado (60) mediante la línea (L24) excluyendo el período de lavado; y
una unidad de detección para detectar fallo de pulverización en la boquilla de pulverización (54) o fallo de secado; y una unidad de determinación (85) para determinar si los estados de pulverización y secado del filtrado (33) son buenos o malos en base al resultado de la detección de la unidad de detección; donde
una unidad de control (86) que indica y ordena el lavado de la boquilla de pulverización (54) y el interior del cuerpo del aparato por la boquilla de lavado (60) cuando se determina que hay fallo de pulverización y secado como resultado de la determinación efectuada por la unidad de determinación (85).
2. El aparato de secado por pulverización (50; 50A; 50B; 50C) según la reivindicación 1, donde
la unidad de detección es uno o una combinación de un manómetro de presión diferencial (81), un termómetro de gas (82), un medidor de humedad de gas (83), y un termómetro (84) en una superficie del cuerpo del aparato.
3. El aparato de secado por pulverización (50; 50A; 50B; 50C) según la reivindicación 1, incluyendo:
una unidad de refrigeración (71) para enfriar el interior del cuerpo del aparato calentado por corriente de aire de los gases de combustión (18).
4. El aparato de secado por pulverización (50; 50A; 50B; 50C) según alguna de las reivindicaciones 1 a 3, donde el orificio de descarga (53) está dispuesto en una porción inferior del cuerpo de aparato de secado por pulverización e inclinado hacia un lado superior del cuerpo de aparato de secado por pulverización con respecto a una dirección horizontal.
5. El aparato de secado por pulverización (50; 50A; 50B; 50C) según alguna de las reivindicaciones 1 a 4, donde el líquido de lavado es alguno de, o una combinación de, el filtrado (33), agua y vapor.
6. El aparato de secado por pulverización (50; 50A; 50B; 50C) según alguna de las reivindicaciones 1 a 5, incluyendo:
una línea de descarga de líquido de lavado (L32) para descargar efluente de lavado.
7. Un sistema de control de contaminación del aire incluyendo:
una caldera (11) para quemar un combustible (F);
un calentador de aire (13) para recuperar calor de gases de combustión (18) descargados de la caldera (11) a través de un conducto de gases de combustión;
un precipitador (14) para quitar polvo de ceniza en los gases de combustión (18) después de la recuperación de calor;
un desulfurizador (15) para quitar óxidos de azufre contenidos en los gases de combustión sin polvo (18) con un absorbente;
un deshidratador (32) para recuperar yeso de suspensión de absorción descargada del desulfurizador (15);
el aparato de secado por pulverización (50; 50A; 50B; 50C) según alguna de las reivindicaciones 1 a 6 para rociar filtrado (33) procedente del deshidratador (32);
una línea de introducción de gases de combustión (L11) ramificado del conducto de gases de combustión para introducir parte de los gases de combustión (18) al aparato de secado por pulverización (50; 50A; 50B; 50C);
una línea de suministro de gases de combustión (L12) para hacer volver los gases de combustión al conducto de gases de combustión; y
una unidad reguladora interpuesta en la línea de introducción de gases de combustión (L11) y la línea de suministro de gases de combustión (L12) para parar la introducción y reiniciar el retorno de los gases de combustión (18), respectivamente.
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