FI58443B

FI58443B - GASSKRUBBER

Info

Publication number: FI58443B
Application number: FI763778A
Authority: FI
Inventors: Haokan Wilhelm Romantschuk
Original assignee: Tampella Oy Ab
Priority date: 1976-12-31
Filing date: 1976-12-31
Publication date: 1980-10-31
Also published as: SE7714883L; SE423492B; FI763778A; DE2757317A1; FI58443C; DE2757317B2; JPS5385778A

Description

-I KUULUTUSjULKAlSU _ Q . . --I ANNOUNCEMENT _ Q. . -

Jrafifc B *11) utlAggni ngsskrift 5 8 4 4 3 (4S> ^^ (51) Ky.ik.WaJ B 01 D 47/14 SUOMI—FINLAND pi) P»Mnlhilt«mui-h«i««*^i 763778 (22) Htkwnisptiv* —An«6ki>l(t|ad«g 31.12.76 (FI) (23) Alkupllvi—-Gllctgh«ttdag 31.12.76 (41) Tulhit |ulklMk«l — Bllvlt offmtltf 01.07*78Jrafifc B * 11) utlAggni ngsskrift 5 8 4 4 3 (4S> ^^ (51) Ky.ik.WaJ B 01 D 47/14 FINLAND — FINLAND pi) P »Mnlhilt« mui-h «i« «* ^ i 763778 (22) Htkwnisptiv * —An «6ki> l (t | ad« g 31.12.76 (FI) (23) Alkupllvi —- Gllctgh «ttdag 31.12.76 (41) Tulhit | ulklMk« l - Bllvlt offmtltf 01.07 * 78

Patentti- ja rekisterihallitus (44) NthtivUuipynon j« kuuL|uik»iwn pvm. —National Board of Patents and Registration (44) NthtivUuipynon j «kuL | uik» iwn date. -

Patent· och registerstyreleen ' Araokan utiagd och utUkrtfwfl publicand 31.10.o0 (32)(33)(31) Pyydetty «tuolkeu»—tafftrt priorltat (71) Oy Tampella Ab, Tampere, Suomi-Finland(Fl) (72) Hakan Wilhelm Romantschuk, Tampere, Suomi-Finland(FI) (7M Berggren Oy Ab (5*+) Kaasupesuri - Gasskrubber Tämä keksintö kohdistuu sellaiseen kaasupesuriin ja etenkin savukaasu-pesuriin, joka käsittää täytekappalekerroksella varustetun tornin, jonka alaosaan on yhdistetty pestävän kaasun tulojohto ja pesunesteen poistojohto ja jonka yläosaan on sovitettu pestyn kaasun poistojohto ja pesunesteen jakelujärjestelmä.Patent · och registerstyreleen 'Araokan utiagd och utUkrtfwfl publicand 31.10.o0 (32) (33) (31) Requested «tuolkeu» —tafftrt priorltat (71) Oy Tampella Ab, Tampere, Finland-Finland (Fl) (72) Hakan Wilhelm Romantschuk This invention relates to a scrubber, and in particular to a flue gas scrubber, comprising a tower with a filler layer, the lower part of which is connected to a scrubbing gas inlet line and a scrubber outlet line, and with a flush gas outlet line and a scrubbing liquid distribution system fitted at the top.

Täytekappaletornien käyttö absorptiotarkoituksiin on sinänsä hyvin yleistä, mutta suurten savukaasumäärien puhdistukseen niitä ei kuitenkaan ole käytetty, vaan tähän tarkoitukseen on käytetty joko pesurei-ta, joille on ominaista, että kaasun ja nesteen välinen kosketuspinta aikaansaadaan hajoittamalla neste suuttimien avulla, tai venturi-laitteita, joissa kosketuspinta aikaansaadaan osittain nostamalla kaasun nopeus suureksi venturin kurkkukohdassa ja lisäksi hajoittamalla absorptioneste suuttimella. Näissä tunnetuissa laitteissa suuttimien aiheuttama painehäviö on merkittävä, ja koska hajoitettava nestemäärä on suuri, on myös pumppauksen energiankulutus merkittävä.The use of infill towers for absorption purposes is very common per se, but they have not been used to clean large quantities of flue gases, but either scrubbers are used for this purpose, characterized in that the gas-liquid interface is obtained by disintegrating the liquid by means of nozzles. the contact surface is achieved in part by increasing the gas velocity at the venturi throat and further dispersing the absorption liquid by a nozzle. In these known devices, the pressure drop caused by the nozzles is significant, and since the amount of liquid to be dispersed is large, the energy consumption of the pumping is also significant.

Syynä siihen, ettei täytekappaletorneja ole käytetty suurten savu-kaasumäärien puhdistukseen, lienee ollut käsitys, ettei sellainen 58443 täytekappaletorni ole toteutettavissa, joka samalla olisi riittävän suuri ja tehokas eikä aiheuttaisi liian suurta painehäviötä. Toisena syynä on ollut, että savukaasuissa on kiinteitä ainehiukkasia,esimerkiksi soodakattilan savukaasuissa natriumsulfaattihiukkasia, ja näistä johtuva tukkeutumisvaara on estänyt täytekappaletornien käytön. Käytännössä täytekappaletorneissa täytekappalekerroksen korkeuden ja tornin halkaisijan suhde on ollut yli 2, ja tornien läpimitta ei yleensä ole ylittänyt 2-3 m.The reason why the filler towers have not been used to clean large amounts of flue gas may have been the perception that a 58443 filler tower that is at the same time sufficiently large and efficient and would not cause excessive pressure drop is not feasible. Another reason has been that there are solid particles in the flue gases, for example sodium sulphate particles in the flue gases of the recovery boiler, and the resulting risk of clogging has prevented the use of filler towers. In practice, in infill towers, the ratio of the height of the infill layer to the diameter of the tower has been more than 2, and the diameter of the towers has generally not exceeded 2-3 m.

Tämän keksinnön mukaisesti on nyt kuitenkin todettu, että täytekappa-letornia voidaan menestyksellisesti käyttää suurten savukaasumäärien puhdistukseen hyvällä absorptioteholla ja ilman tukkeutumisvaaraa, kun torni mitoitetaan siten, että täytekappalekerroksen korkeuden ja läpimitan suhde on 0,15-0,4 ja täytekappalekerroksen korkeus on 1,0-1,6 m, ja että pesunesteen jakelujärjestelmä on pesurin koko poikkipinta-alalle jaettu valutusjärjestelmä ilman suihkusuuttimia.However, in accordance with the present invention, it has now been found that a filler tower can be successfully used to clean large volumes of flue gases with good absorption efficiency and no risk of clogging when the tower is dimensioned to have a filler layer height to diameter ratio of 0.15 to 0.4 and a filler layer height of 1.0. -1.6 m, and that the washing liquid distribution system is a drainage system distributed over the entire cross-sectional area of the scrubber without spray nozzles.

Hyvän absorptiotehon aikaansaamiseksi on pesuliuos jaettava täytekappalekerroksen päälle hyvin tasaisesti. Keksinnön mukaisessa kaasu-pesurissa tämä on toteutettu siten, että pesunesteen jakelujärjestelmä käsittää pienin välein yhdensuuntaisesti yli pesurin koko poikkileikkauspinta-alan ulottuvat avoimet valutuskourut, joissa on pienin välein valutusaukkoja, sekä useita valutuskourujen yläpuolella ja niitä vastaan kohtisuoraan kulkevat avoimet jakelukanavat, joissa on valutuskourujen kohdalla jakeluaukot, jolloin pesunesteen tulojohto on sovitettu haarautumaan jokaiseen jakelukanavaan pesunesteen syöttämiseksi niihin ja edelleen valutuskouruihin. Sekä valutuskourujen valutusaukot että jakelukanavien jakeluaukot sijaitsevat tällöin edullisesti kourujen vastaavasti kanavien sivuseinissä.In order to achieve a good absorption efficiency, the washing solution must be distributed very evenly over the filler layer. In the gas scrubber according to the invention, this is realized in such a way that the washing liquid distribution system comprises, at small intervals, open drains extending parallel to the entire cross-sectional area of the scrubber, with , wherein the washing liquid supply line is adapted to branch into each distribution channel for supplying washing liquid to them and further to the drainage troughs. Both the drainage openings of the drainage chutes and the distribution openings of the distribution channels are then preferably located in the side walls of the channels, respectively.

Keksintö esitetään seuraavassa lähemmin viittaamalla oheisessa piirustuksessa esitettyyn keksinnön mukaisen savukaasupesurin sovellutusesimerkkiin. Piirustuksessa kuva 1 esittää kaaviollisesti pysty-leikkausta savukaasupesurin läpi, ja kuva 2 esittää pesunesteen jakelujärjestelmää päältä katsottuna.The invention will now be described in more detail with reference to an application example of a flue gas scrubber according to the invention shown in the accompanying drawing. In the drawing, Fig. 1 schematically shows a vertical section through a flue gas scrubber, and Fig. 2 shows a top view of the washing liquid distribution system.

Piirustuksen kuvassa 1 viitemerkki 1 tarkoittaa pesuritornia, jonka pohjaan on yhdistetty pestävän savukaasun tulojohto 2 ja pesunesteen poistojohto 3. Tornissa 1 on täytekappalekerros 4 ja tämän yläpuolella pesunesteen jakelujärjestelmä 5, johon on yhdistetty pesunesteen tulojohto 6. Tornin 1 yläosassa on pisaranerotin 7 ja pestyjen savu- 3 58443 kaasujen poistojohto 8. Pesunesteen poistojohto 3 ja tulojohto 6 ovat yhdistetyt pesunesteen kierrätysjärjestelmään, joka käsittää nestesäiliön 9, kierrätyspumpun 10, veden syöttöjohdon 11, kemikaalien syöttöjohdon 12 ja haarajohdon 13 kulutetun pesunesteen poistamiseksi .In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a scrubber tower to the bottom of which the flue gas inlet line 2 and the scrubber outlet line 3 are connected. The tower 1 has a filler layer 4 and above it a scrubber supply system 5 to which a scrubber inlet line 6 is connected. 58443 gas discharge line 8. The washing liquid discharge line 3 and the inlet line 6 are connected to a washing liquid recirculation system comprising a liquid tank 9, a recirculation pump 10, a water supply line 11, a chemical supply line 12 and a branch line 13 for removing spent washing liquid.

Pesuri torni 1 on poikkileikkaukseltaan edullisesti ympyrän muotoinen. Se voidaan toteuttaa käytännöllisesti katsoen kokonaan muovirakenteisena, mikä on edullista korroosion kannalta. Savukaasun tulojohdon 2 torniin työntyvä osa on siten suojattu, kuten osalla 14 on kaaviollisesti havainnollistettu, ettei tornin pohjalla oleva neste tai ylhäältä tuleva neste pääse tulojohtoon 2. Savukaasun tulojohto 2 voi myös olla yhdistetty tornin 1 vaippapintaan pohjan asemesta, mikäli tämä ratkaisu paikallisista olosuhteista johtuen olisi edullisempi.The scrubber tower 1 is preferably circular in cross section. It can be practically entirely made of plastic, which is advantageous from the point of view of corrosion. The part of the flue gas inlet line 2 protruding into the tower is thus shielded, as schematically illustrated by part 14, so that no liquid at the bottom of the tower or liquid from above enters the inlet line 2. The flue gas inlet line 2 can also be connected to the tower 1 instead. cheaper.

Täytekappalekerros 4 käsittää edullisesti sinänsä tunnettuja muovisia täytekappaleita, jotka on sovitettu sopivan ritilärakenteen kannattamiksi siten, että kerroksen korkeuden ja läpimitan suhde on tunnetuista täytekappaletorneista poiketen 0,15-0,40. Kerroksen korkeus voi tällöin olla niin pieni kuin 1,0-1,6 m. Kun käytetään muovisia täytekappaleita ja kun savukaasujen lämpötila on korkea, täytekappaleet saattavat sulaa. Tämän estämiseksi on esitetyssä so-vellutusmuodossa täytekappalekerroksen 4 alapuolella olevaan tilaan sovitettu pesunesteen suihkusuuttimia 15, joihin nestesäiliöön 9 yhdistetyn syöttöjohdon 16, jossa on kierrätyspumppu 17, avulla syötetään pesunestettä savukaasujen jäähdyttämiseksi. Vaihtoehtoisesti voidaan täytekappalekerros järjestää siten,että alimpana on ohuempi kerros 4a metallisia täytekappaleita ja tämän päällä paksumpi kerros 4b muovisia täytekappaleita. Metallitäytekappaleet jäähdyttävät tällöin savukaasuja ennen kuin ne joutuvat kosketukseen muovitäyte-kappaleiden kanssa. Metallitäytekappalekerroksen 4a korkeuden ja muovitäytekappalekerroksen 4b korkeuden suhde voi olla 0,14-0,20.The infill layer 4 preferably comprises plastic infill pieces known per se, which are adapted to be supported by a suitable grating structure so that the ratio of the height and diameter of the layer is 0.15-0.40, in contrast to known infill towers. The height of the layer can then be as low as 1.0-1.6 m. When plastic fillers are used and when the flue gas temperature is high, the fillers may melt. To prevent this, in the embodiment shown, washing liquid spray nozzles 15 are arranged in the space below the filler layer 4, to which washing liquid 16 is fed by means of a supply line 16 connected to the liquid tank 9 with a recirculation pump 17 for cooling flue gases. Alternatively, the filler layer can be arranged so that at the bottom there is a thinner layer 4a of metal fillers and on top of this a thicker layer 4b of plastic fillers. The metal filler pieces then cool the flue gases before they come into contact with the plastic filler pieces. The ratio of the height of the metal infill layer 4a to the height of the plastic infill layer 4b may be 0.14 to 0.20.

Edellä selostetussa vaihtoehtoisessa tapauksessa voidaan metalli-täytekappalekerroksen ohella käyttää suihkusuuttimia 15 tai ne voidaan jättää pois.In the alternative case described above, spray nozzles 15 may be used in addition to the metal filler layer or may be omitted.

Käytettäessä niin ohutta täytekappalekerrosta 4 kuin 1,0-1,6 m, on tärkeätä, että pesuneste saadaan jaettua täytekappalekerroksen päälle hyvin tasaisesti, jotta absorptioteho saataisiin riittäväksi. Tämä on saatu aikaan kuvassa 2 esitetyn pesunesteen jakelujärjestelmän 4 58443 avulla. Tämä jakelujärjestelmä käsittää pienin välein yhdensuuntaisesti yli tornin 1 koko poikkipinta-alan sovitetut avoimet valutus-kourut 18, joiden poikkileikkaus on U-muotoinen. Näiden valutuskou-rujen sivuseinissä on suuri määrä pienin välein sovitettuja valutus-aukkoja, jotka on osoitettu nuolilla 19. Valutusaukot ovat edullisesti siirretyt toistensa suhteen viereisissä kouruissa tasaisesti jaetun pesunesteen valutuksen aikaansaamiseksi. Valutuskourujen 18 yläpuolella kulkevat tasavälein sijoitetut avoimet jakelukanavat 20, joiden poikkileikkaus myös on U-muotoinen. Jakelukanavia on esitetyssä tapauksessa neljä kappaletta. Jakelukanavien 20 sivuseinissä on jokaisen valutuskourun 18 kohdalla syöttöaukot pesunesteen jakamiseksi valutuskouruihin, kuten nuolilla 21 on osoitettu. Jakelukanavat 20 saavat pesunestettä tulojohdosta 6, josta jokaisen jakelukanavan kohdalla lähtee kummallekin puolelle vastaavaan jakelukanavaan avautuva haaraputki 6a.When using a filler layer 4 as thin as 1.0-1.6 m, it is important that the washing liquid be distributed over the filler layer very evenly in order to obtain sufficient absorption power. This is achieved by the washing liquid distribution system 4 58443 shown in Figure 2. This distribution system comprises, at small intervals, parallel drainage troughs 18 with a U-shaped cross-section arranged parallel to the entire cross-sectional area of the tower 1. The side walls of these drainage troughs have a large number of spaced-apart drainage openings, indicated by arrows 19. The drainage openings are preferably moved relative to each other in adjacent troughs to provide evenly distributed washing liquid drainage. Above the drain troughs 18 run evenly spaced open distribution channels 20, which also have a U-shaped cross section. There are four distribution channels in the case shown. At the side walls of the distribution channels 20, at each drain chute 18, there are supply openings for distributing the washing liquid to the drain chutes, as indicated by the arrows 21. The distribution ducts 20 receive washing liquid from the inlet line 6, from which, at each distribution duct, a branch pipe 6a opens on each side into a corresponding distribution duct.

Selostetussa pesunesteen syöttöjärjestelmässä ei ole lainkaan ha-joitussuuttimia, joten tarvittava pumppausteho on pieni verrattuna pesureihin, joissa käytetään hajoitussuuttimia. Tasaisen pesunesteen jakaantumisen ansiosta täytekappalekerrokseen absorptioteho on hyvä. Niinpä S02~absorptioteho on 95-98 %. Myös savukaasujen sisältämien kiinteiden hiukkasten erottamiskyky on hyvä ilman, että täytekappale-kerros olisi altis tukkeutumiselle.The described washing liquid supply system has no scattering nozzles at all, so the required pumping power is small compared to scrubbers using scattering nozzles. Due to the even distribution of the washing liquid in the filler layer, the absorption efficiency is good. Thus, the SO 2 absorption efficiency is 95-98%. The solubility of the solid particles contained in the flue gases is also good without the filler layer being prone to clogging.

Pesunesteenä käytetään sinänsä tunnettuun tapaan alkaalista liuosta, kuten natriumkarbonaattia, natriumhydroksidia tai heikkoa valkolipeää. Kuumien savukaasujen vaikutuksesta haihtuu vettä pesunesteestä. Tämän vuoksi vettä voidaan lisätä pesunesteen kierrätysjärjestelmään 9 johdon 11 kautta. Savukaasujen happamet kaasukomponentit taas ja etenkin rikkidioksidi kuluttavat alkalia, minkä vuoksi alkalia voidaan tämän korvaamiseksi lisätä johdon 12 kautta. Veden ja alkalin lisäystä voidaan valvoa automaattisilla tiheyden ja pH-mittauksilla.An alkaline solution such as sodium carbonate, sodium hydroxide or a weak white liquor is used as the washing liquid in a manner known per se. Under the influence of hot flue gases, water evaporates from the washing liquid. Therefore, water can be added to the washing liquid recirculation system 9 via line 11. The acidic gas components of the flue gases, on the other hand, and in particular sulfur dioxide, consume alkali, so that alkali can be added via line 12 to replace this. The addition of water and alkali can be monitored by automatic density and pH measurements.

Keksinnön havainnollistamiseksi esitetään seuraava esimerkki.The following example is provided to illustrate the invention.

5 84435,8443

EsimerkkiExample

Savukaasupesuri:A flue gas scrubber:

Halkaisija 8600 mm korkeus 6000 mm täytekappalekerroksen korkeus 1500 mm täytekappaleet 1 1/2 " Fall-renkaat 3Diameter 8600 mm height 6000 mm filler layer height 1500 mm fillers 1 1/2 "Fall rings 3

Kaasumäärä V 55,5 m /s nGas flow V 55.5 m / s n

Tulevan kaasun lämpötila n 165°CIncoming gas temperature n 165 ° C

Tulevan kaasun S02~ pitoisuus n 700 ppmThe SO2 concentration of the incoming gas is about 700 ppm

Poistuvan kaasun SO2- pitoisuus n 15 ppmThe SO2 content of the exhaust gas is about 15 ppm

Poistuvan kaasun lämpö-Exhaust gas heat

tila n 67°Cmp 67 ° C

Pesurin painehäviö 440 Pa (45 mntf^O)Washer pressure drop 440 Pa (45 mntf ^ O)

Pesuneste Na2S02~liuos pH 8-9 3Wash liquid Na2SO2 ~ solution pH 8-9 3

Pesunesteen kiertomäärä n 800 m /hWashing fluid circulation approx. 800 m / h

Pumppauksen tehontarve 90 kWPumping power requirement 90 kW

Claims

Gas scrubber for removing harmful gases from a gas intended for washing, which scrubber includes a tower (1) filled with filler bodies, to the lower end of which is connected an inlet (2) for the gas to be washed and a drain (3) ) for washing liquid and tili, the upper part of which is connected to an outlet (8) for washed gas and a distribution system (5) for washing liquid, characterized in that the ratio between the height and diameter of the filler body (4) is 0.15-0.4 and the filler body layer has a height of 1.0-1.6 m, and that the washing liquid distribution system (5) consists of an irrigation system distributed throughout the scrubber without spray nozzles.

Gas scrubber according to claim 1, characterized in that the filler body layer (4) consists of a lower thin layer (4a) of metal filler bodies and a thicker layer (4b) of plastic filler bodies on top thereof.

Gas scrubber according to claim 2, characterized in that the ratio between the heights of the metal filler body layer (4a) and the plastic filler body layer (4b) heights is 0.14-0.20.

Gas scrubber according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the small liquid spacer distribution system (5) includes, in parallel, over the entire scrubber cross-sectional area of open scrubber grooves (18) having small spacer openings (19). above them and perpendicular to the same open-ended distribution channels (20) with distribution openings (21) opposite each irrigation channel (18), whereby an inlet (6) for washing liquid is arranged to branch (6a) into each distribution channel (20) for supply of washing liquid in the same and further to the gutters (18)

Gas scrubber according to claim 4, characterized in that the spraying openings (19) of the gutter (18) are located in the side walls of the gutter. Gas scrubber according to claim 4 or 5, characterized in that the distribution openings (21) of the distribution channels (20) are located in the side walls of the channels.