HU220402B - Eljárás gáznemű szennyezők leválasztására forró folyamatgázokból - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás gáznemű szennyezők, főként kén-dioxid forró folyamatgázokból, mint például füstgázokból történő leválasztására, amely eljárásban a folyamatgázokat egy kontaktreaktoron vezetik keresztül, amelyben a gáznemű szennyezőkkel reakcióba lépő szemcsés abszorbeáló anyagot vezetnek be nedvesített állapotban a folyamatgázokba, aminek révén a gáznemű szennyezőket leválasztható porrá alakítják, majd a folyamatgázokat egy porleválasztón vezetik keresztül, amelyben a port leválasztják a folyamatgázokból és amelyből a megtisztított folyamatgázokat elvezetik, míg a porleválasztóban leválasztott por egy részét egy keverőhöz vezetik, ahol összekeverik és vízzel nedvesítik, majd abszorbeáló anyagként visszatáplálják a folyamatgázokba, friss abszorbens hozzáadása mellett.

A gáznemű szennyezők forró folyamatgázokból történő leválasztására szolgáló fentebb leírt eljárás ismert például az SE 8504675-3 és az SE 890406-5 számú szabadalmi leírásokból. Az említett két iratban ismertetett eljárás szerint friss abszorbensként előnyösen szemcsés formájú oltott meszet (kalcium-hidroxidot) alkalmaznak. Ezt az abszorbenst összekeverik a folyamatgázokból a porleválasztóban leválasztott porral, majd a keveréket víz hozzáadásával nedvesítve bevezetik a kontaktreaktorban levő füstgázokba. Mivel az oltott mész viszonylag drága, ezért számos kísérlet történt az égetett mésszel (kalcium-oxiddal) való helyettesítésére, amely lényegesen olcsóbb. Ezen kísérletek során olyan berendezést alkalmaztak, amelyben az égetett meszet először beoltották, vagyis a kalcium-oxidot vízzel reagáltatták kalcium-hidroxid létrehozása céljából, mielőtt abszorbensként bevezették a tisztítási folyamatba. Az ilyen mészoltó berendezés azonban meglehetősen drága, amely gyakorlatilag felemészti az oltott mészről az égetett mészre való áttérésből adódó hasznot.

A találmány által megoldandó feladat olyan eljárás létrehozása gáznemű szennyezők forró folyamatgázokból történő leválasztására, amelyben az oltott mész égetett mésszel helyettesíthető, anélkül, hogy egy külön, drága berendezést kellene alkalmazni az égetett mész oltására.

A kitűzött feladatot a bevezetőben ismertetett eljárásból kiindulva a találmány értelmében azáltal oldjuk meg, hogy friss abszorbensként égetett meszet adagolunk be és a porleválasztóban leválasztott por nagyobbik részét lényegében folyamatos áramban adagoljuk be a keverőbe és bocsátjuk ki abból, miközben a port addig tartjuk benn a keverőben és annyiszor tápláljuk vissza, hogy a nedves állapotú égetett mész keverőben való teljes tartózkodási ideje elégségesen hosszú legyen ahhoz, hogy az égetett mész gyakorlatilag teljes mértékben reagáljon a keverőbe betáplált vízzel és oltott mésszé alakuljon.

Az égetett meszet, mint friss abszorbenst, célszerűen a keverőbe tápláljuk be, de hozzáadható a porleválasztóban leválasztott por azon részéhez is, amelyet a keverőbe táplálunk be. Alternatív megoldásként az égetett mész bevezethető közvetlenül a kontaktreaktorban levő füstgázokba is.

Előnyös, ha a keverőbe egy, a benne összekevert port fluidizáló levegőáramot táplálunk be, ami javítja a keveredést.

A találmányt részletesebben egy kiviteli példa kapcsán, a csatolt rajz alapján ismertetjük, amelynek egyetlen ábrája egy széntüzelésű fűtőmű füstgáztisztító berendezését tünteti fel vázlatosan, amely füstgáztisztító berendezés a találmány szerinti eljárás megvalósítására alkalmas felszereléssel van ellátva.

Amint azt említettük, az ábrán egy széntüzelésű

I fűtőműből kibocsátott füstgázok tisztítására alkalmas berendezés vázlatos felépítése látható, ahol a füstgázok port, mint például szálló hamut, valamint gáznemű szennyezőket, mint például kén-dioxidot tartalmaznak. A fűtőmű után egy 2 előhevítő van elrendezve, amely a forró füstgázok hőjét az égési levegőnek adja át, amelyet 2a légcsatomán keresztül egy 3 ventilátorral táplálunk be az 1 fűtőműbe.

A forró füstgázok egy 4 füstcsatornán keresztül egy 5 porleválasztóba kerülnek, amely a bemutatott kiviteli példában egy három egymást követő egységből álló elektrosztatikus porleválasztóként van kialakítva, amelynek egységein keresztül átáramlanak a tisztítandó füstgázok. A portól megtisztított füstgázok egy 6 csatornán keresztül egy 7 füstgázventilátorhoz jutnak, amely azokat egy további 8 csatornán keresztül egy 9 kéménybe táplálja, amely a füstgázokat kibocsátja a környező légtérbe. Porleválasztóként nemcsak elektrosztatikus porleválasztó, hanem zsákos porszűrő is alkalmazható.

A 4 füstgázcsatoma egy függőleges szakasszal rendelkezik, amely egy 10 kontaktreaktort képez. A 10 kontaktreaktor az alsó részén egy 11 keverővei áll összeköttetésben. All keverő egy, a füstgázokban levő gáznemű szennyezőkkel reakcióba lépő szemcsés abszorbeáló anyagot vezet be nedves állapotban a 10 kontaktreaktor alsó részében levő füstgázokba. Ez az abszorbeáló anyag (abszorbens) a gáznemű szennyezőket porrá alakítja, amelyet leválasztunk az 5 porleválasztóban.

Az 5 porleválasztóban leválasztott porrészecskéket a porleválasztó egységek 12 gyűjtőtartályaiban gyűjtjük össze. Az összegyűjtött porrészecskék nagyobbik részét az alábbiakban ismertetett módon visszatápláljuk a rendszerbe. Az összegyűjtött porrészecskék megmaradó részét az alábbiakban nem részletezett módon, például szállítócsiga segítségével eltávolítjuk.

All keverő megfelel az SE 9404104-3 számú szabadalmi leírásban ismertetett típusú keverőnek. Ez a

II keverő lényegében egy dupla fenekű szekrény, amelynek felső feneke egy kifeszített, poliészteranyagú fluidizáló 13 szitaszövet. A két fenék között egy 14 kamra van, amelybe all keverőben levő szemcsés abszorbeáló anyagot fluidizált állapotba hozó levegőt vezetünk egy 15 levegő-tápvezetéken keresztül. All keverőbe vizet táplálunk be egy 16 víztápvezetéken és 17 fúvókákon keresztül, amelyek all keverő felső részében vannak elrendezve. Az összekeverendő szemcsés anyagot két 18 és 19 beadagolóvezetéken keresztül tápláljuk be a 11 keverőbe, annak bemeneti végénél. All keverő tartalmaz továbbá egy mechanikus 20 keverőmechanizmust, amely két egymással együttműködő és párhuzamos keve2

HU 220 402 Bl rőszervből áll (amelyek közül csak az egyik van az ábrán feltüntetve), amely keverőszervek mindegyike egy vízszintes tengellyel rendelkezik, amelyre megdöntött elliptikus lapátok sorozata van felszerelve. All keverő kimeneti vége benyúlik a 10 kontaktreaktorba, hogy abba folyamatosan jól összekevert, megnedvesített abszorbenst tápláljon be egy 21 túlfolyón keresztül.

A porleválasztó egységek 12 gyűjtőtartályaiban összegyűjtött porrészecskék azon részét, amelyet vissza kell juttatni a rendszerbe, a 19 beadagolóvezetéken keresztül tápláljuk be a 11 keverőbe. Ugyanakkor szemcsés égetett meszet (kalcium-oxidot) táplálunk be a 11 keverőbe a 18 beadagolóvezetéken keresztül, hogy az összekeveredjen a 19 beadagolóvezetéken keresztül betáplált porrészecskékkel. Az így kapott keveréket a 17 fúvókákon keresztül bepermetezett vízzel nedvesítjük. A 17 fúvókákon keresztül azért is táplálunk be vizet, hogy beoltsuk a 11 keverőbe beadagolt égetett meszet. A mechanikus 20 keverőmechanizmus szerkezetének és a 11 keverőbe betáplált anyagrészecskék fluidizációjának köszönhetően, all keverő az anyagrészecskék egyenletesen nedvesített, homogén keverékét hozza létre, amelyet all keverő 21 túlfolyóján keresztül folyamatosan betáplálunk a 10 kontaktreaktorba, mint abszorbeáló anyagot. Az anyagrészecskék tartózkodási ideje a 11 keverőben 5-60 s nagyságrendű, főként 10-20 s.

Az anyagrészecskék fentebb megadott tartózkodási ideje (10-20 s) a 11 keverőben, vagyis az az idő, amelynek során a mészrészecskék nedvesített állapotban vannak, nem elégséges az égetett mész számára, hogy legyen ideje teljes mértékben reakcióba lépni az oltáshoz hozzáadott vízzel és oltott meszet képezzen. Az ilyen reakció viszonylag lassan megy végbe és több percet is igényel.

A találmányt most az alábbi elméleti példa alapján ismertetjük részletesebben, amely példában a rajz A, B és C pontjaiban, vagyis all keverő előtti 4 füstcsatornában, all keverő utáni 10 kontaktreaktorban az 5 porleválasztó bemeneténél, valamint az 5 porleválasztó kimeneténél fennálló feltételeket vizsgáljuk.

	A	B	C
Gázáram (Nm3/h) 100 000	103 993	103 993
Gázhőmérséklet (°C)	125	65	65
SO2-koncentráció (ppm)	1150	280	172
Porkoncentráció (g/Nm3)	20	1000	<0,03

A por az A pontnál lényegében szálló hamu, míg a B pontnál szálló hamu és abszorbeáló anyag. A D ponton keresztül 2930 kg por távozik óránként, amiből 2000 körülbelül szálló hamu.

A példában a szemcsés abszorbeáló anyag, beleértve a közben beoltódó égetett meszet, átlagosan mintegy 35-ször (1,0x103 993/2930^=35) van visszatáplálva a rendszerbe, mielőtt a D ponton keresztül eltávolítjuk. Az abszorbeáló anyag teljes tartózkodási ideje a 11 keverőben így 350-700 s, vagyis 6-12 min nagyságrendű, ami már elégséges ahhoz, hogy az égetett mész teljes mértékben oltott mésszé alakuljon.

A fenti példában a teljes vízfogyasztás 3366 1/h, amiből 152 1/h szükséges a mész beoltásához. Ha ezt a vízmennyiséget fogyasztottuk el, akkor all keverőbői kiadagolt abszorbeáló anyag nedvességtartalma körülbelül 6%. A nedvességtartalom összetételének megfelelően 2-15% tartományban változtatható.

Ha a fenti példában a füstgázok szállóhamu-tartalma az A pontban nulla, vagyis a D ponton keresztül távozó anyagmennyiség 930 kg/h, akkor az anyag-visszatáplálások száma a fentiekből következő módon mintegy 110 (0,980 χ 103 993/930» 110) lesz, ami viszont 1100-2000 s, vagyis 18-37 min nagyságrendű tartózkodási időt eredményez.

Claims (5)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás gáznemű szennyezők, főként kén-dioxid forró folyamatgázokból, mind például füstgázokból történő leválasztására, amely eljárásban a folyamatgázokat egy kontaktreaktoron vezetjük keresztül, amelyben a gáznemű szennyezőkkel reakcióba lépő szemcsés abszorbeáló anyagot vezetünk be nedvesített állapotban a folyamatgázokba, aminek révén a gáznemű szennyezőket leválasztható porrá alakítjuk, majd a folyamatgázokat egy porleválasztón vezetjük keresztül, amelyben a port leválasztjuk a folyamatgázokból és amelyből a megtisztított folyamatgázokat elvezetjük, míg a porleválasztóban leválasztott por egy részét egy keveróhöz vezetjük, ahol összekeverjük és vízzel nedvesítjük, majd abszorbeáló anyagként visszatápláljuk a folyamatgázokba, friss abszorbens hozzáadása mellett, azzal jellemezve, hogy friss abszorbensként égetett meszet adagolunk be és a porleválasztóban (5) leválasztott por nagyobbik részét lényegében folyamatos áramban adagoljuk be a keverőbe (11) és bocsátjuk ki abból, miközben a port addig tartjuk benn a keverőben (11) és annyiszor tápláljuk vissza, hogy a nedves állapotú égetett mész keverőben (11) való teljes tartózkodási ideje elégségesen hosszú legyen ahhoz, hogy az égetett mész gyakorlatilag teljes mértékben reagáljon a keverőbe (11) betáplált vízzel és oltott mésszé alakuljon.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az égetett meszet, mint friss abszorbenst, a keverőbe (11) tápláljuk be.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az égetett meszet, mint friss abszorbenst, a porleválasztóban (5) leválasztott por azon részéhez adjuk hozzá, amelyet a keverőbe (11) táplálunk be.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az égetett meszet, mint friss abszorbenst, közvetlenül a kontaktreaktorban (10) levő füstgázokba vezetjük be.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a keverőbe (11) egy, a benne összekevert port fluidizáló levegőáramot táplálunk be.