HU221181B1

HU221181B1 - Improved wet scrubbing method and apparatus for removing sulfur oxides from combustion effluents

Info

Publication number: HU221181B1
Application number: HU9603356A
Authority: HU
Inventors: Even Bakke; Gerald E Bresowar; Jonas S Klingspor
Original assignee: Alstom Power Inc
Priority date: 1994-06-09
Filing date: 1995-06-07
Publication date: 2002-08-28
Also published as: PL317931A1; CA2190868A1; SI9520071A; HUT77896A; GEP20002319B; RU2149679C1; KR970703798A; SK151696A3; PH31493A; TW349876B; AU2943295A; FI964891A; FI964891A0; HU9603356D0; CZ353396A3; EP0765187A4; BR9507951A; BG101099A; WO1995033547A1; EP0765187A1

Abstract

A kén-oxidokat (SOx) vizes mészköves mosófolyadékkal mossuk ki afüstgázokból egykörös, üres tornyos, ellenáramú, mészköves, nedvesgázmosókban. Nagymértékben megnöveljük a füstgázok áramlásisebességét, és egy- idejűleg csökkentjük a folyadék–gáz arányt és atartózkodási időt a reakciótartályban (130). A javított kivitelűkényszercirkulációs szeparátor (140), a fúvókák új elhelyezése éstérköze, és a visszacirkuláltatáshoz a kisebb mészkőrészecskéket amelléktermékként keletkező gipsztől elválasztó hidrociklon (181) teszilehetővé az említett előnyök elérését. A mészkövet nagyon finomrészecskékre aprítják, amelyek mérete például körülbelül 8 ?m vagykisebb, és a részecskék tömegének több, mint 99%-a kisebb, mint 44 ?m;ezeket a részecskéket egy mosófolyadékhoz adják, amelyetérintkeztetünk az SOx-tartalmú gázzal. A mosófolyadék reaktivitásacsökkent pH-érték mellett is fenntartható a hidrociklon folyamatosműködtetésével, aminek következtében a kalciumtartalmú és akéntartalmú összetevők mólaránya nagyobb, mint körülbelül 1,3–1, ésegyidejűleg alacsony szinten marad a kloridtartalom és a nem reaktívszilárdanyag-tartalom. A hidrociklon (181) eltávolítja a nagy kalcium-szulfát-részecskéket, és finom kal- cium-karbonátot és nem reaktívszilárd anyagokat tartalmazó recirkuláló áramot (184) állít elő,amelyet szükség sze- rint megcsapolnak a kloridok és a nem reaktívszilárd anyagok kívánt alacsony szintjének fenntartásához. ŕSulfur oxides (SOx) are washed out of flue gases with aqueous limestone scrubber in single-circuit, empty-tower, countercurrent, limestone, wet scrubbers. The flue gas flow rate is greatly increased while simultaneously reducing the liquid-to-gas ratio and residence time in the reaction vessel (130). The improved forced circulation separator (140), the new placement of the nozzles, and the hydrocyclone (181) separating the smaller limestone particles from the gypsum formed as a by-product for recirculation make it possible to achieve said advantages. The limestone is crushed into very fine particles, for example about 8 microns in size and more than 99% by weight of the particles are less than 44 microns, and these particles are added to a scrubbing liquid which is contacted with the SOx-containing gas. The wash liquor can be maintained at reduced pH by continuous operation of the hydrocyclone, resulting in a molar ratio of calcium to sulfur-containing components of greater than about 1.3 to 1, while keeping chloride and non-reactive solids low. The hydrocyclone (181) removes large calcium sulfate particles and produces a recycle stream (184) containing fine calcium carbonate and non-reactive solids, which is tapped as needed to reduce the desired low levels of chlorides and non-reactive solids. to maintain. ŕ

Description

A leírás terjedelme 18 oldal (ezen belül 4 lap ábra)The scope of the description is 18 pages (including 4 pages)

HU 221 181 Β1 részecskéket egy mosófolyadékhoz adják, amelyet érintkeztetünk az SO_x-tartalmú gázzal. A mosófolyadék reaktivitása csökkent pH-érték mellett is fenntartható a hidrociklon folyamatos működtetésével, aminek következtében a kalciumtartalmú és a kéntartalmú összetevők mólaránya nagyobb, mint körülbelül 1,3-1, és egyidejűleg alacsony szinten marad a kloridtartalom és a nem reaktív szilárdanyag-tartalom. A hidrociklon (181) eltávolítja a nagy kalcium-szulfát-részecskéket, és finom kalcium-karbonátot és nem reaktív szilárd anyagokat tartalmazó recirkuláló áramot (184) állít elő, amelyet szükség szerint megcsapolnak a kloridok és a nem reaktív szilárd anyagok kívánt alacsony szintjének fenntartásához.The particles are added to a washing liquid which is contacted with the SO _x- containing gas. Reactivity of the wash liquid can also be maintained at a reduced pH by continuous operation of the hydrocyclone, resulting in a molar ratio of calcium-containing to sulfur-containing components of greater than about 1.3-1, while maintaining a low level of chloride and non-reactive solids. Hydrocyclone (181) removes large calcium sulphate particles and produces a recycle stream (184) containing fine calcium carbonate and non-reactive solids which are trapped as necessary to maintain the desired low level of chlorides and non-reactive solids.

A találmány tárgya nedves gáztisztító eljárás és berendezés kén-oxidok (SO_X) eltávolítására égéstermékekből, jó hatásfokkal és alacsony beruházási és működtetési költségekkel.The present invention relates to a wet gas purification process and apparatus for removing sulfur oxides (SO _X ) from combustion products with good efficiency and low investment and operating costs.

A jelentős mennyiségű ként tartalmazó széntartalmú anyagok - közöttük a fosszilis tüzelőanyagok és hulladékok - elégetését a kormányzatok a világon mindenütt szigorúan szabályozzák. Ezeknek az anyagoknak az elégetésekor szabad kén- és oxigéngyökök kelet- 20 keznek, amelyek az égéssel járó magas hőmérsékleten különböző kén-oxidokká egyesülnek, amelyeket együttesen SO_x-nek nevezünk. Sok országban az érvényes rendelkezések - a savas esők következményeinek enyhítése érdekében - előírják az atmoszférába kibocsá- 25 tott kén-oxidok mennyiségének csökkentését.The incineration of coal-containing materials containing significant amounts of sulfur, including fossil fuels and waste, is strictly regulated worldwide by governments. When these materials are burned, free sulfur and oxygen radicals are formed, which combine at various high combustion temperatures to form various sulfur oxides, which are collectively referred to as SO _x . In many countries, the provisions in force require a reduction in the amount of sulfur oxides emitted into the atmosphere to mitigate the effects of acid rain.

Az SO_X atmoszférába történő kibocsátásának csökkentésére többféle stratégiát alkalmaznak. Ezek között vannak olyan eljárások, amelyekkel a ként az elégetés előtt távolítják el a tüzelőanyagból; olyan eljárások, 30 amelyekkel a ként az égés folyamán vegyileg kötik meg; és olyan eljárások, amelyekkel a kén-oxidokat az égéstermékekből távolítják el. Az SO_x-et az égéstermékekből eltávolító eljárások közé tartozik a nedves és a száraz gáztisztítás. A nedves gáztisztítási technológia 35 jól fejlett és hatékony; azonban meglehetősen nagy berendezést igényel, és ezzel arányosak a költségek is.Several strategies are used to reduce emissions to the SO _X atmosphere. Among these are processes by which sulfur is removed from the fuel prior to combustion; processes for chemically bonding sulfur during combustion; and methods for removing sulfur oxides from combustion products. Methods for removing SO _x from combustion products include wet and dry gas cleaning. Wet gas cleaning technology 35 is well developed and efficient; however, it requires quite a lot of equipment and costs are also proportionate.

Az égéstermékek nedves tisztítására szolgáló technológiáknál az SO_X eltávolítása érdekében különböző elrendezésekben érintkeztetik a gázt és a folyadé- 40 kot. Ezek közül a legfontosabbak az egy és kétkörös ellenáramú mosótomyok, és azok a tornyok, amelyek mind azonos áramú, mind ellenáramú szakaszokat tartalmaznak.In the technology for wet cleaning of combustion products, the gas and the liquid are contacted in various arrangements to remove SO _X. The most important of these are one and two-stroke countercurrent wash towels, and towers with both current and counter current sections.

Konstrukcióját és működését tekintve a legegysze- 45 rűbbek az egykörös, üres tornyos rendszerek, amelyekben kalcium-karbonát reagál az SO_x-szel. Ezeket a rendszereket gyakran alkalmazzák, mivel kis nyomáseséssel működtethetők, és nem hajlamosak leválásra vagy eltömődésre. Egyszerűségükből és megbízhatóságuk- 50 ból származó előnyeiket azonban bizonyos esetekben ellensúlyozza nagy méretük. Például, mivel nem tartalmaznak tálcákat vagy tölteléket az égéstermék és a mosófolyadék közötti érintkezés javítására, ezek a tornyok tipikusan magasak, és a jó érintkeztetéshez sok szinten 55 kell a permetező fúvókákat elhelyezni.In terms of design and function, the single-circular, empty tower systems in which calcium carbonate reacts with SO _{x are} the simplest. These systems are often used because they can be operated with low pressure drop and are not prone to detachment or clogging. However, their benefits from simplicity and reliability are in some cases offset by their large size. For example, since they do not contain trays or fillers to improve the contact between the flue gas and the wash liquid, these towers are typically high and, for good contact, the spray nozzles need to be positioned at many levels.

Az üres mosótomyokban a mosófolyadéknak az a képessége, hogy SO_x-et abszorbeál a gázból, a folyadék alkalitásától függ. A gázmosó rendszerekben az alkalitást a leggazdaságosabban kalcium-karbonáttal 60 biztosítják. Azonban a kalcium-karbonát oldhatósága általában csökken, ha nő a mosófolyadék alkalitása. A tölteléket és tálcákat tartalmazó tornyok javítják az 15 abszorbciót, mivel a kalcium-karbonátot hosszabb ideig tartják a gáz folyadék érintkezési zónájában, ezáltal lehetőséget adnak az oldódásra, és ennek eredményeként gazdaságosabb a mosófolyadék felhasználása. Másrészt az üres mosótomyokat tipikusan viszonylag magasra tervezik, hogy a lehető leghosszabb legyen az érintkezési idő, és általában több szinten helyezik el a permetező fúvókákat, hogy a lehető leghatékonyabb legyen a mosófolyadék bevezetése a toronyba.The ability of the wash liquor to absorb SO _x from the gas in the empty washes depends on the alkalinity of the liquid. In gas scrubbing systems, alkalinity is most economically ensured with calcium carbonate 60. However, the solubility of calcium carbonate is generally reduced when the alkalinity of the wash liquor increases. The filling and tray towers improve absorption, since calcium carbonate is kept in the gas fluid contact zone for a longer period of time, thereby allowing for dissolution and, as a result, more economical use of the wash liquid. On the other hand, the empty washes are typically designed to be relatively high so that the contact time is as long as possible, and generally the spray nozzles are placed at several levels to make the washing liquid as effective as possible in the tower.

Kívánatos lenne az egykörös, üres tornyos, kalcium-karbonátos nedves tisztítás javítása az SO_x-tartalmú égéstermékek kezeléséhez, mégpedig a folyamat hatékonyságának növelése és nagyobb gazdaságosság mellett, továbbá a torony méreteinek csökkentése, a kalcium-karbonát kihasználásának javítása, a nagy megbízhatóság megtartása, az energiafogyasztás csökkentése és nagy átáramlás biztosítása nagymértékű SO_X csökkentés mellett.It would be desirable to improve single-circular, empty, towered, calcium carbonate wet cleaning to treat SO _x -containing combustion products, thereby improving process efficiency and economy, and reducing tower dimensions, improving the utilization of calcium carbonate, maintaining high reliability, Reduce energy consumption and ensure high flow through high SO _X reduction.

Kívánatos lenne továbbá az egykörös, üres tornyos, kalcium-karbonátos nedves tisztítás javítása SO_Xtartalmú égéstermékek kezeléséhez oly módon, hogy a mosótoronyban a reakcióképességet kémiai adalékok nélkül növeljük.It would also be desirable to improve the purity of single-circular, empty, towed calcium carbonate for treating combustion products containing SO _X by increasing the reactivity in the wash tower without chemical additives.

Az egykörös, ellenáramú, mészkövet használó mosótomyok tervezését és működését Rader és Bakke ismerteti (Incorporating Full-Scale Experience Intő Advanced Limestone Wet FGD Design, IGCI* Fórum 91, September 12, 1991, Washington, DC [* korábban Industrial Gas Cleaning Institute, most Institute of Clean Air Companies, Washington, DC]). Az üres mosótomyok (azaz azok, amelyek nem tartalmaznak tölteléket, tálcákat vagy más betéteket a gáz-folyadék érintkezésének javítására) egyszerűek és megbízhatóak. Különösen jól használhatók széntüzelésű erőművekben, ahol a keletkező kloridok különböző problémákat okoznak, így csökkentik a mosóoldat reaktivitását és növelik a mosótomyok belsejének korrózióját. Az üres mosótomyok használatát indokoló másik tényező az alacsony nyomásveszteség, aminek következtében a gáz áramoltatására kevesebb energiát kell fordítani.Rader and Bakke describe the design and operation of single-circular, countercurrent, limestone washes (Incorporating Full-Scale Experience Integer Advanced Limestone Wet FGD Design, IGCI * Forum 91, September 12, 1991, Washington, DC [* formerly Industrial Gas Cleaning Institute, now Institute of Clean Air Companies, Washington, DC]). Empty washes (ie those that do not contain fillers, trays, or other pads to improve gas-liquid contact) are simple and reliable. They are particularly useful in coal-fired power plants, where the resulting chlorides cause different problems, thus reducing the reactivity of the washing solution and increasing the corrosion of the inside of the wash. Another factor justifying the use of empty washes is low pressure loss, which results in less energy being used to flow gas.

Különböző reagensek használatát javasolták, de a legelőnyösebbek azok, amelyek sok adalékanyag nélkül is hatékonyak, olcsón beszerezhetők, továbbá tárolásuk és szállításuk nem igényel különösebb gondosságot. A kalcium-karbonát (amely mészkőként és számos más formában áll rendelkezésre) teljesíti ezeket a krité2The use of various reagents has been suggested, but most preferred are those that are effective without many additives, are available inexpensively, and do not require particular care in their storage and delivery. Calcium carbonate (which is available as limestone and in many other forms) fulfills these criteria.

HU 221 181 Bl riumokat, és megfelelő eljárás alkalmazásával olyan melléktermékek képződéséhez vezet, amelyek felhasználhatók talaj feltöltésre, vagy gipszként eladhatók.EN 221 181 bleaching agents and by using an appropriate process to produce by-products that can be used for soil filling or sold as gypsum.

A Rader és Bakke által leírt egykörös, ellenáramú, üres mosótomyokban egy kalcium-karbonát alapú mosófolyadék lefelé, míg az SO_x-tartalmú égéstermék felfelé áramlik. A különböző paraméterek között a gáz sebessége legfeljebb körülbelül 2-5 m/s, ami azt mutatja, hogy az abszorbeáló gáz sebessége csekély befolyással van a folyadék/gáz arányra (L/G), ami fontos tényező mind a beruházási, mind a működtetési költségek tekintetében. A permetezéses érintkezési zóna magassága ezekben a tornyokban nincs megadva, de a tipikus értékek körülbelül 6 és 15 m között vannak, amit fontos tényezőnek tekintenek egy olyan hatékony rendszer kialakításánál, amely alkalmas az SO_X legalább 95%-ának eltávolítására az égéstermékekből.Rader and Bakke described single-circuit, countercurrent, empty washcloths with a calcium carbonate wash liquid downward, while SO _x- containing flue gas flows upwards. Between the various parameters the gas velocity is up to about 2-5 m / s, which indicates that the velocity of the absorbent gas has little influence on the liquid / gas ratio (L / G), which is an important factor in both the investment and operating costs. respect. The height of the spray contact zone in these towers is not specified, but typical values are between about 6 and 15 m, which are considered an important factor in the development of an effective system capable of removing at least 95% of the SO _X from the combustion products.

Az ilyen típusú hagyományos tornyokban a mosófolyadék és a gáz mennyiségének arányát (L/G) tekintik a legfontosabb tervezési paraméternek. Az L/G arány érinti a szivattyúzási költségeket, a tárolótartályok költségét és más működési és gazdasági tényezőket. A mészköves mosófolyadék szivattyúzásának költsége arányosan növekszik a torony magasságával. Ezért kívánatos lenne az L/G arány és a magasság csökkentése az üres tornyoknál.In this type of conventional towers, the ratio of washing liquid to gas (L / G) is considered to be the most important design parameter. The L / G ratio affects pumping costs, storage tank costs, and other operational and economic factors. The cost of pumping the limestone wash liquid increases proportionally with the height of the tower. Therefore, it would be desirable to reduce the L / G ratio and the height at the empty towers.

A kén-oxidok (SO_X), elsősorban az SO₂, abszorbeálódnak a lefelé áramló mosófolyadékban, és egy reakciótartályban gyűlnek össze, ahol szilárd kalciumszulfit és szilárd kalcium-szulfát keletkezik. Célszerű oxigént bevezetni a reakciótartályba a szulfátképződés elősegítésére. Amikor a szulfátkristályok kellő méretűre nőttek, leválasztják ezeket a reakciótartályban levő zagyból.Sulfur oxides (SO _X ), in particular SO ₂ , are absorbed in the downstream wash liquor and are collected in a reaction vessel to form solid calcium sulfite and solid calcium sulfate. It is desirable to introduce oxygen into the reaction vessel to facilitate sulfate formation. When the sulfate crystals have grown to a sufficient size, they are separated from the slurry in the reaction tank.

K. R. Hegemann és társai (THE BISCHOFF FLUE GAS DESULFURIZATION PROCESS, First Combined FGD and Dry SO₂ Control Symposium, Október 25-28, 1988) egy olyan mosótomyot imák le, amely egy hidrociklont tartalmazó körrel van ellátva; a hidrociklon a nedves tisztítóból kilépő gipszes zagyot egy durva szilárd anyagot tartalmazó áramra és egy finom szilárd anyagot tartalmazó áramra választja szét; ez utóbbi áramot visszavezetik a gázmosóba. Az 5215672 számú (Rogers et al.) USA szabadalom a Hagemann és társai féle megoldáshoz hasonló eljárást ismertet, amelynél egy hidrociklont alkalmaznak elsődleges víztelenítő eszközként. Egy finom szilárd anyagot tartalmazó áramot választanak le egy gipszben gazdag durva szilárd anyagot tartalmazó áramból, majd a vizet egy besűrűsödött finom áram részeként a finom anyag egy részével együtt elvezetik. A leírás azonban nem tér ki arra, hogy hogyan valósítható meg az, hogy a hidrociklon elsődleges víztelenítő eszközként történő használatával egyrészt növekszik az eljárás hatékonysága és gazdaságossága, míg másrészt csökken a torony mérete, javul a reagensek kihasználása, megmarad a nagy megbízhatóság, csökken az energiafelhasználás és nagymértékű SO_X csökkenés mellett nagy az átáramlás.Hegemann KR et al (Bischoff Flue THE PROCESS GAS desulfurization, First Combined FGD and Dry _SO2 Control Symposium, October 25-28, 1988) prayers describes a mosótomyot, equipped with a circuit containing the hydrocyclone; the hydrocyclone separates the gypsum slurry leaving the wet cleaner into a stream containing a coarse solid material and a stream containing a fine solid; the latter is fed back to the scrubber. US Patent No. 5215672 (Rogers et al.) Discloses a process similar to Hagemann et al., Wherein a hydrocyclone is used as a primary dewatering device. A stream containing a fine solid is separated from a stream of gypsum-rich coarse solid material, and water is discharged as part of a thickened fine stream with some of the fine material. However, the description does not cover how the use of hydrocyclone as a primary dewatering device can be used to increase the efficiency and economy of the process, while reducing the size of the tower, improving the utilization of reagents, maintaining high reliability, and reducing energy consumption. and high SO _X reduction is high throughput.

Ismeretesek továbbá töltött tornyok is. Rader és Bakke hangsúlyozza, hogy bár az ilyen típusú tornyok bizonyos előnyökkel rendelkeznek a működési költségek tekintetében, további kockázattal járnak. A töltelék, vagy a gáz-folyadék keveredését elősegítő más eszközök eltömődhetnek vagy korrodálódhatnak, és elfogadhatatlan átvezetés vagy nyomásesés keletkezhet, aminek következtében növekszik az állásidő. Előnyös lenne egy olyan üres torony alkalmazása, amely rendelkezik a töltelékes tornyok előnyeivel, de nem igényel tölteléket, és kisebb, mint a hagyományos konstrukciójú üres tornyok.Also, filled towers are known. Rader and Bakke emphasize that although these types of towers have certain advantages in terms of operating costs, they present additional risks. Other devices that aid in the mixing of the filler or the gas liquid may become clogged or corroded, and an unacceptable passage or pressure drop may result, resulting in increased downtime. It would be advantageous to use an empty tower that has the advantages of filling towers, but does not require filling and is smaller than conventional towers with a conventional construction.

Az ismert megoldásokkal foglalkozó irodalom nem tér ki közvetlenül azokra a kérdésekre, amelyek megoldása szükséges ahhoz, hogy az SO_X kivonására szolgáló egykörös, üres tornyos, ellenáramú, mészköves nedves gáztisztítók a töltelékes tornyokkal összehasonlítható eredményeket érjenek el, de töltelék használata és az ezzel járó problémák nélkül.Literature dealing with known solutions does not directly address the issues that need to be solved in order to achieve a single-loop, empty tower, counter-current, limestone wet scrubber for SO _X extraction, which achieves comparable results to filler towers, but the use of filling and associated problems. without.

A Rader és Bakke által leírt típusú egykörös, ellenáramú, üres mosótomyokban kalcium-karbonátot, kalcium-szulfátot, kalcium-szulfitot és más nem reaktív szilárd anyagokat tartalmazó mosófolyadék áramlik lefelé, míg az SO_x-tartalmú gáz felfelé áramlik. Az SO_X, elsősorban az SO₂, abszorbeálódik a lefelé áramló mosófolyadékban, és egy reakciótartályban gyűlik össze, ahol kalcium-szulfit és kalcium-szulfát keletkezik. A reakciótartályt célszerűen oxigénezik, hogy szulfit helyett szulfát keletkezzen. Ha a szulfátkristályok kellő méretűre nőnek, eltávolítják azokat a reakciótartályból, és elválasztják a zagytól. Az oldható szennyeződéseket, például a kloridokat szintén eltávolítják. Ezek a mosótornyok konstrukciójukat és működésüket tekintve viszonylag gazdaságosak, de a költségek mindkét téren a mosófolyadék reaktivitásától függenek. A költségeket növeli, ha a mosófolyadékban nagy koncentrációban vannak jelen oldott kloridok, amelyek elnyomják a kalcium-karbonát reaktivitását.Rader and Bakke described single-flow, countercurrent, empty washcloths with a wash liquid containing calcium carbonate, calcium sulfate, calcium sulfite and other non-reactive solids, while the SO _x containing gas flows upwards. SO _X , in particular SO ₂ , is absorbed in the downstream wash liquid and is collected in a reaction vessel where calcium sulfite and calcium sulfate are formed. The reaction vessel is preferably oxygenated to produce sulfate instead of sulfite. If the sulfate crystals grow sufficiently, they are removed from the reaction tank and separated from the thief. Soluble impurities such as chlorides are also removed. These washing towers are relatively economical in construction and function, but the costs in both areas depend on the reactivity of the wash liquor. The cost is increased by the presence of dissolved chlorides in high concentrations in the wash liquor, which suppress the reactivity of calcium carbonate.

Ismeretes, hogy a mosófolyadék kloridtartalmát egy kivezetett árammal lehet csökkenteni. Ezt az áramot tipikusan a reakciótartályból vagy az eljárás során keletkező gipszből felszabaduló vízből vezetik el.It is known that the chloride content of the wash liquor can be reduced by an outlet current. Typically, this current is discharged from the reaction vessel or from the water released from the gypsum generated by the process.

A 3995006 számú (Downs et al.) USA szabadalom szerint az abszorber gyűjtőtartályából a zagyot egy hidrociklonos szeparátorba vezetik, és egy finom kalciumszulfit részecskékben gazdag áramra és egy viszonylag nagy kalcium-karbonát-részecskéket tartalmazó áramra választják szét. A kalcium-szulfit egy második elválasztását követően kivezetik a kalcium-szulfitot tartalmazó besűrűsödött áramot. A legtöbb esetben a nagy mennyiségű víz ilyen módon történő kivezetése megakadályozza a kloridok felszaporodását a rendszerben. Azonban a nagy mennyiségű víz kivezetése hátrányos mind környezetvédelmi, mind gazdasági szempontból.According to U.S. Patent No. 3995006 (Downs et al.), The slurry is transferred from the absorbent container to a hydrocyclone separator and separated into a stream rich in fine calcium sulfite particles and a stream of relatively large calcium carbonate particles. After a second separation of calcium sulphite, the thickened stream containing calcium sulfite is discharged. In most cases, the removal of large amounts of water in this way prevents the chlorides from accumulating in the system. However, the removal of large amounts of water is disadvantageous both in environmental and economic terms.

Az 5215672 számú (Rogers et al.) USA szabadalom a Downs-féle szabadalomhoz hasonló eljárást ír le, amelyben hidrociklont alkalmaznak a nem reagált kalcium-karbonát elválasztására azoktól a kalciumsóktól, amelyek az égéstermékből kimosott SO_x-szel végbement reakció során keletkeztek. Ebben az esetben egy finom szilárd anyagot tartalmazó áramnak egy gipszben gazdag durva szilárd anyagot tartalmazó áramtól törté3U.S. Patent No. 5,215,672 to Rogers et al. Discloses a process similar to the Downs patent in which hydrocyclone is used to separate unreacted calcium carbonate from the calcium salts formed during reaction with SO _x washed from the combustion products. In this case, a stream containing a fine solid material from a stream of gypsum-rich coarse solid material

HU 221 181 Β1 nő elválasztása után a vizet egy besűrűsödött finom áram részeként elvezetik a finom anyag legalább egy részével együtt. Bár a folyadékkivezetés elegendő a kloridtartalom korlátozására a rendszerben, ha elegendő vizet távolítanak el, eközben azonban viszonylag nagy mennyiségű finom szilárd anyag távozik. A Rogers-féle szabadalom szerint a finom anyagokat hulladékként rakják le. Azonban a jelen találmányi leírásból látható lesz, hogy ennek a módszernek a megfordításával, a víz egy részének a kloridtartalmat korlátozó elvezetése mellett, növelni lehet a reaktivitást a rendszerben.After the separation of a woman, the water is discharged as part of a thickened fine stream with at least a portion of the fine material. Although the liquid outlet is sufficient to limit the chloride content in the system when sufficient water is removed, however, a relatively large amount of fine solid material is removed. According to Rogers patent, fine materials are disposed of as waste. However, it will be apparent from the present invention that by reversing this method, the removal of some of the water by limiting the chloride content, the reactivity in the system can be increased.

Rosenberg és Koch (Bimonthly Report of the Stack Gas Emissions Control Coordination Center Group, July 1989) egy olyan hidrociklont ismertet, amely a Rogers-féle szabadalomhoz hasonlóan egy gipsztartalmú zagyot választ szét egy durva szilárd anyagot tartalmazó áramra és egy finom szilárd anyagot tartalmazó áramra; itt a finom szilárd anyagot tartalmazó egész áramot visszavezetik a gázmosóba. Ennél a megoldásnál tehát ebből az áramból nem vezetnek el egy külön áramot, hanem azt máshonnan veszik, mégpedig a hivatkozott irodalmi hely 2. ábrája szerint egy vákuumszűrőből. A víz kivezetése ezen a ponton szabályozza a kloridtartalmat, de a szükségesnél nagyobb mennyiségű vizet távolítanak el, mivel ehhez a gipsz mosásához használt friss víz is hozzáadódik.Rosenberg and Koch (Bimonthly Report of the Stack Gas Emissions Control Group, July 1989) discloses a hydrocyclone which, like the Rogers patent, separates a gypsum-containing slurry into a stream containing a coarse solid material and a stream containing a fine solid; here, the entire stream containing the fine solid is returned to the scrubber. Thus, in this solution, no separate current is drawn from this stream, but is taken from another source, as shown in Fig. 2 of the cited literature, from a vacuum filter. The water outlet controls the chloride content at this point, but more water than necessary is removed as fresh water used to wash the plaster is added.

Ez a szakirodalmi hely sem foglalkozik közvetlenül azokkal a kérdésekkel, amelyek megoldása szükséges a reaktivitás növeléséhez az SO_X kivonására szolgáló egykörös, üres tornyos, ellenáramú, mészköves, nedves gáztisztítókban.This literature does not directly address the issues that need to be solved to increase reactivity in single-loop, empty tower, counter current, limestone, wet gas purifiers for SO _X extraction.

Célunk a találmánnyal egy tökéletesített eljárás és berendezés létrehozása elsősorban széntüzelésű kazánokból kilépő égéstermékek nedves tisztításához a kénoxidok eltávolítása érdekében.It is an object of the present invention to provide an improved process and apparatus for wet cleaning of combustion products leaving primarily coal-fired boilers to remove sulfur oxides.

Egy másik célunk a találmánnyal egy javított egykörös, üres tornyos, ellenáramú, mészköves, nedves gáztisztító létrehozása az SO_X csökkentéséhez.Another object of the invention is to provide an improved single-loop, empty tower, counter current, limestone, wet gas purifier to reduce SO _X.

További célunk a találmánnyal egykörös, üres tornyos, ellenáramú, mészköves, nedves gáztisztító létrehozása, amely csökkentett folyadék-gáz arány (L/G) mellett működik.A further object of the present invention is to provide a single-circular, empty, counter-current, limestone, wet gas purifier that operates at a reduced liquid-gas ratio (L / G).

Még további célunk a találmánnyal az egykörös, üres tornyos, ellenáramú, mészköves, nedves gáztisztítók méretének csökkentése.A further object of the invention is to reduce the size of single-circular, empty tower, counter current, limestone, wet gas cleaners.

Egy másik célunk a találmánnyal az egykörös, üres tornyos, ellenáramú, mészköves, nedves gáztisztítókon átáramló gáz sebességének növelése.Another object of the present invention is to increase the velocity of gas flowing through a single-loop, empty tower, counter current, limestone, wet gas purifier.

További célunk a találmánnyal a kényszercirkulációs szeparátorok és páramentesítők kialakításának és elhelyezésének javítása az egykörös, üres tornyos, ellenáramú, mészköves, nedves gáztisztítókban a mosott gázok hatékony páramentesítésére és irányuk eltérítésére a mosótorony tetejétől.Another object of the present invention is to improve the design and positioning of forced circulation separators and dehumidifiers in single-circular, empty tower, counter current, limestone, wet gas purifiers for efficient dehumidification of the washed gases and deflection of their direction from the top of the wash tower.

Egy még további célunk a találmánnyal az egykörös, üres tornyos, ellenáramú, mészköves, nedves gáztisztítók működésének javítása a gipszkristályok tartózkodási idejének csökkentésére a gázmosóban, és egy hidrociklon használata ezek elválasztására a kisebb mészkőrészecskéktől.A further object of the invention is to improve the operation of single-circular, empty tower, counter current, limestone, wet gas purifiers for reducing the residence time of gypsum crystals in the scrubber, and the use of a hydrocyclone to separate them from smaller limestone particles.

Egy másik célunk a találmánnyal az egykörös, üres tornyos, ellenáramú, mészköves, nedves gáztisztítók működésének javítása a gipszkristályok tartózkodási idejének csökkentésével a gázmosóban, és egy hidrociklon használatával a kalcium és kén magas sztöchiometrikus arányának fenntartásához és a kalcium-karbonát jó kihasználásának elősegítéséhez.Another object of the present invention is to improve the operation of single-circular, empty tower, counter current, limestone, wet gas purifiers by reducing the residence time of gypsum crystals in the scrubber, and using a hydrocyclone to maintain a high stoichiometric ratio of calcium and sulfur and to promote the good use of calcium carbonate.

Egy további célunk a találmánnyal az egykörös, üres tornyos, ellenáramú, mészköves, nedves gáztisztítókban lefolytatott eljárás hatékonyságának javítása a folyadék és a gáz érintkezésének javításával egy csökkentett magasságú mosózónában, csökkentett számú bepermetezési szint alkalmazása mellett.Another object of the present invention is to improve the efficiency of the process of single-circuit, empty tower, counter current, limestone, wet gas purifiers by improving fluid and gas contact in a reduced height wash zone, using a reduced number of spray levels.

Egy másik célunk a találmánnyal az egykörös, üres tornyos, ellenáramú, mészköves, nedves gáztisztítók működésének javítása a bepermetező fúvókák elrendezésének javításával annak érdekében, hogy csökkenjen a kezelés nélkül áthaladó gázmennyiség, és hogy hatékony legyen a gáz és folyadék érintkezése csökkentett számú bepermetező fúvóka mellett is.Another object of the invention is to improve the operation of single-circular, empty tower, counter current, limestone, wet gas purifiers by improving the arrangement of the spray nozzles in order to reduce the amount of gas passing through the treatment and to make the gas and liquid contact effective at a reduced number of spray nozzles. .

Egy további célunk a találmánnyal az egykörös, üres tornyos, ellenáramú, mészköves, nedves gáztisztítók működésének javítása magas reaktivitás fenntartásával a mosófolyadékban, a mészkő jobb kihasználásával, és az eljárás hatékonyságának általános javításával.A further object of the present invention is to improve the operation of single-circuit, empty tower, counter current, limestone, wet gas purifiers by maintaining high reactivity in the wash liquid, better utilization of limestone, and overall improvement of process efficiency.

Egy még további célunk a találmánnyal az egykörös, üres tornyos, ellenáramú, mészköves, nedves gáztisztítók működésének javítása a kloridok hatékony eltávolításával a mosófolyadékból.A further object of the invention is to improve the operation of single-loop, empty tower, counter current, limestone, wet scrubbers by effectively removing chlorides from the wash liquor.

A találmánnyal megvalósítjuk az említett célokat, valamint még további célokat is, és tökéletesített eljárásokat és berendezéseket hozunk létre nedves gáztisztításhoz, elsősorban kéntartalmú tüzelőanyagok, például szén és szilárd hulladékok elégetésekor keletkező gázok mosásához.The invention also accomplishes these objectives, as well as further objects, and provides improved processes and apparatus for wet scrubbing, in particular for the washing of gases from the combustion of sulfur-containing fuels, such as coal and solid wastes.

A találmány szerint a kitűzött feladatokat egy egykörös, üres tornyos, ellenáramú, mészköves, nedves gáztisztító eljárással, illetve berendezéssel oldjuk meg, amelyek alkalmasak SO_X (elsősorban SO₂) koncentrációjának csökkentésére füstgázokban. Az eljárás során (a) az SO_x-et tartalmazó füstgázáramot felfelé átvezetjük egy függőleges mosótomyon körülbelül 4,5 m/s-nál nagyobb, és körülbelül 6 m/s-ig terjedő áramlási sebességgel; (b) a mosótorony egy függőleges mosószakaszába finoman eloszlatott kalcium-karbonátot, kalciumszulfátot és semleges szilárd részecskéket tartalmazó vizes mosófolyadék cseppjeiből álló permetet vezetünk be, amelyet leszállás közben ellenáramban érintkeztetünk a mosótoronyban felfelé áramló füstgázzal, továbbá előnyösen a kalcium-karbonát-részecskék közepes átmérője 6 pm vagy kisebb, a tömegre vonatkoztatva a részecskék 99%-a kisebb, mint 44 pm, és a kalciumtartalmú és a kéntartalmú összetevők mólaránya a szilárd anyagban legalább 1,1-1,2; (c) a füstgázzal való érintkezés után a mosófolyadékot egy reakciótartályban gyűjtjük; (d) a reakciótartályból körülbelül 8 óra vagy rövidebb átlagos tartózkodási idő után mosófolyadékot vezetünk ki; (e) a reakciótartályból kivezetett mosófolyadékból célszerűen hidrociklonban végzett víztelenítő kezeléssel egy finom kalcium-karbonát részecs4According to the present invention, the present invention is accomplished by solving a single-loop, empty tower, counter current, limestone, wet gas purification method or apparatus suitable for reducing SO _X (primarily SO ₂ ) in flue gases. In the process (a), the flue gas stream containing SO _x is passed upwards at a flow rate of greater than about 4.5 m / s and up to about 6 m / s on a vertical washer; (b) spraying a spray of finely divided aqueous wash liquor containing calcium carbonate, calcium sulfate and neutral solid particles in a vertical washing section of the wash tower, which is contacted with the flue gas flowing upwards in the wash tower during descent, and preferably the average diameter of the calcium carbonate particles 6; pm or less, 99% by weight of the particles are less than 44 µm, and the molar ratio of calcium-containing to sulfur-containing components in the solid is at least 1.1 to 1.2; (c) collecting the wash liquid after contact with the flue gas in a reaction vessel; (d) washing the liquid out of the reaction vessel after an average residence time of about 8 hours or less; (e) a fine calcium carbonate particle4 is preferably removed from the wash tank by means of a dewatering treatment with hydrocyclone.

HU 221 181 Β1 kékben gazdag, a hidrociklon tetejéből kivezetett recirkuláló áramot, amelyben a kalciumtartalmú és a kéntartalmú összetevők mólaránya legalább 1,3, és egy másik, körülbelül 25-55 pm közepes átmérőjű kalciumszulfát-részecskékben gazdag, a hidrociklon aljából kivezetett áramot hozunk létre; (f) a kalcium-karbonátban gazdag recirkuláló áram nagy részét visszavezetjük a folyamatba; és (g) friss kalcium-karbonátot és más nem reaktív szilárd anyagokat táplálunk be a rendszerbe a recirkulációból kivont, elvezetett kalcium, valamint a feloldódott, és a mosótoronyban a folyadékfázis által abszorbeált SO_x-szel reagált kalcium pótlására elegendő mennyiségben, továbbá a betáplálásnál a finoman eloszlatott kalcium-karbonát közepes részecskemérete kisebb, mint körülbelül 10 pm.EN 221 181 Β1 recirculating current from the top of the hydrocyclone, in which the molar ratio of calcium-containing to sulfur-containing components is at least 1.3, and another stream of hydrocyclone discharged from the bottom of the hydrocyclone with another 25-55 µm medium diameter. ; (f) returning a large portion of the calcium carbonate-rich recycle stream to the process; and (g) supplying fresh calcium carbonate and other non-reactive solids to the system in sufficient amounts to replace the calcium extracted from the recycle, the calcium excreted, and the solubilized calcium reacted with the SO _x absorbed by the liquid phase; a finely divided calcium carbonate having an average particle size of less than about 10 µm.

Előnyösen a mosófolyadékot két szinten elhelyezett füvókákkal permetezzük be, ahol a szintek közötti távolság körülbelül 1-2 m, és a fuvókák váltakozva felfelé és lefelé vannak irányítva. Szintén előnyös, ha a torony magassága a permet érintkezési zónájában kisebb 6 m-nél, célszerűen 4 m-nél, mivel ez a magasság nem különösen fontos az égéstermékekben levő SO_X legalább 95%-ának megbízható eltávolítása szempontjából. A találmány egyik előnye az, hogy a torony átmérője viszonylag kicsi lehet, úgyhogy a permetezéses érintkezési zónán függőlegesen átáramló füstgáz sebessége - csak a teljes keresztmetszet alapján, figyelmen kívül hagyva a porlasztófejeket és fuvókákat - nem kevesebb 4,5 m/s-nál, és előnyösen elérheti a 6 m/s-ot. Ez a nagyobb sebesség anélkül biztosítja a folyadék szuszpendálását, hogy növelni kellene a torony magasságát, és tölteléket vagy tálcákat kellene alkalmazni a folyadék lefolyásának lassítására; az így szuszpendált folyadék reakcióképesebb, mivel több idő áll rendelkezésre a kalcium-karbonát oldódásához. A találmány egy különös előnye tehát az, hogy a torony magasságának növelése nélkül növekszik az érintkezési idő, és egyidejűleg megmarad az üres mosótomyok egyszerű szerkezete, működése és fenntartása.Preferably, the washing liquid is sprayed with grasses placed on two levels, the distance between the levels being about 1-2 m, and the booms are alternately directed upwards and downwards. It is also preferred that the height of the tower in the spray contact zone is less than 6 m, preferably 4 m, since this height is not particularly important for reliable removal of at least 95% of SO _{X in} the combustion products. One advantage of the invention is that the diameter of the tower may be relatively small, so that the velocity of the flue gas, which flows vertically through the spray contact zone, only ignoring the spray heads and flutes, based on the full cross-section, is not less than 4.5 m / s, and preferably reaches 6 m / s. This higher speed ensures that the liquid is suspended without increasing the height of the tower and that filling or trays should be used to slow down the flow of liquid; the liquid thus suspended is more reactive because more time is available to dissolve the calcium carbonate. A particular advantage of the invention is that the contact time increases without increasing the height of the tower, and at the same time the simple structure, operation and maintenance of the empty washing tines remain.

Az előnyös kiviteli alakoknál a kalcium-karbonátrészecskék közepes méretét a reakciótartályban körülbelül 2 és körülbelül 6 pm között tartjuk, és a bevezetéskor a finom kalcium-karbonát-részecskék közepes mérete kisebb, mint körülbelül 8 pm, és a tömegre vonatkoztatva a részecskék legalább 99%-a (például 99,5%a) kisebb, mint 44 pm.In preferred embodiments, the average size of the calcium carbonate particles in the reaction vessel is maintained from about 2 to about 6 µm, and the average size of the fine calcium carbonate particles upon introduction is less than about 8 µm, and at least 99% by weight of the particles for example (99.5% a) is less than 44 µm.

Minden ellenáramú üres, töltött vagy tálcás toronynál előnyös, ha a mosószuszpenzió szilárd fázisában a kalciumtartalmú és a kéntartalmú összetevők mólaránya magas. A magas arányok nagyobb alkalitást biztosítanak az SO_X eltávolításához, és így javítják a folyadék abszorpciós kapacitását. Egy magas arány azonban nem gazdaságos, mivel értékes kalciumtartalmú összetevők, elsősorban kalcium-karbonát, mennek veszendőbe a kénes összetevőknek a víztelenítő rendszer útján történő eltávolításakor. A találmány lehetővé teszi a mosótorony működését egy olyan mosófolyadékkal, amelyben a kalcium-karbonát koncentrációja sokkal magasabb, mint ami más rendszereknél gazdaságos. Ha a részecskeméret és a gázfolyadék érintkezés előnyös feltételeit alkalmazzuk, a hidrociklon hatékonyan növeli a rendelkezésre álló kalcium és alkalitás relatív koncentrációját a tartályban.For all countercurrent empty, filled or tray towers, it is preferred that the molar ratio of calcium-containing to sulfur-containing components in the solid phase of the wash suspension is high. High ratios provide greater alkalinity to remove SO _X and thus improve fluid absorption capacity. However, a high ratio is not economical, as valuable calcium-containing ingredients, especially calcium carbonate, are lost when the sulfur components are removed by the dewatering system. The invention enables the operation of a washing tower with a washing liquid in which the concentration of calcium carbonate is much higher than that of other systems. When using the preferred particle size and gas fluid contact conditions, the hydrocyclone effectively increases the relative concentration of available calcium and alkalinity in the container.

Az előnyös kiviteli alakoknál a mosótoronyban legalább egy első kényszercirkulációs szeparátor van elhelyezve, amely eltávolítja a nedvesség jelentős mennyiségét, és a füstgázok áramlási irányát legalább 30°-kal eltéríti a torony függőleges tengelyétől. A szeparátor előnyös kiviteli alakja a körülbelül 100 pm-nél kisebb cseppek többségét vagy közvetlenül kicsapja a gázáramból, vagy nagyobb cseppekké egyesíti azokat, amelyek már könnyen eltávolíthatók egy páramentesítővel. Az első szeparátort előnyösen egy lényegében függőlegesen elhelyezett páramentesítő követi.In preferred embodiments, at least one first forced circulation separator is disposed in the wash tower that removes a significant amount of moisture and deflects the flow direction of the flue gases by at least 30 ° from the vertical axis of the tower. A preferred embodiment of the separator is that most of the droplets of less than about 100 µm are either directly precipitated from the gas stream or merged into larger droplets that can be easily removed with a dehumidifier. Preferably, the first separator is followed by a substantially vertically positioned dehumidifier.

A találmány egy olyan eljárásra is vonatkozik, amely SO_X koncentrációjának csökkentésére alkalmas füstgázban nedves gáztisztítással, és amelynek során: (a) az SO_x-et tartalmazó füstgázáramot felfelé átvezetjük egy mosótomyon; (b) finoman eloszlatott kalciumkarbonátot, kalcium-szulfátot és semleges szilárd részecskéket tartalmazó vizes mosófolyadékból álló permetet vezetünk be, amelyet leszállás közben ellenáramban érintkeztetünk a mosótoronyban felfelé áramló füstgázzal, továbbá a kalcium-karbonát-részecskék közepes átmérője körülbelül 2 pm és körülbelül 6 pm között van; (c) a füstgázzal való érintkezés után a mosófolyadékot egy reakciótartályban gyűjtjük; (d) a mosófolyadékban nagy reaktivitást tartunk fenn azáltal, hogy a reakciótartályból mosófolyadékot vezetünk ki, és a reakciótartályból kivezetett mosófolyadékból hidrociklonban egy finom kalcium-karbonát-részecskékben és nem reaktív szilárd anyagokban dús recirkuláló áramot, és egy másik, kalcium-szulfát-részecskékben dús áramot hozunk létre, amely áramok oldott kloridokat tartalmaznak, és a szilárd anyagot képező kalcium-szulfát és a kalcium-karbonát-részecskékben és nem reaktív szilárd anyagokban dús recirkuláló áram egy részének elvezetésével eltávolítjuk az oldott kloridokat és a nem reaktív szilárd anyagokat; és (e) friss kalcium-karbonátot táplálunk be a rendszerbe a kalcium-szulfát és a recirkuláló áram említett részének leválasztása következtében kivont kalcium pótlására elegendő mennyiségben, továbbá a betáplálásnál a finoman eloszlatott kalcium-karbonát közepes részecskemérete kisebb, mint körülbelül 10 pm.The invention also relates to a method for reducing SO _X concentration in a flue gas by wet scrubbing, and wherein: (a) flue gas containing SO _x is passed upwards on a wash face; (b) injecting a spray of finely divided aqueous carbonate containing calcium carbonate, calcium sulfate and neutral solid particles, which is contacted with the flue gas flowing upwards in the wash tower during descent, and the average diameter of the calcium carbonate particles between about 2 pm and about 6 pm there; (c) collecting the wash liquid after contact with the flue gas in a reaction vessel; (d) maintaining high reactivity in the wash liquor by discharging a washing liquid from the reaction vessel and from a washing liquid discharged from the reaction vessel into a hydrocyclone with a high recycle current rich in calcium carbonate particles and non-reactive solids, and another calcium sulphate particulate rich. generating currents containing dissolved chlorides and removing soluble chlorides and non-reactive solids by discharging the solid calcium sulfate and a portion of the recycle stream rich in calcium carbonate and non-reactive solids; and (e) supplying fresh calcium carbonate to the system in an amount sufficient to replace the calcium extracted from said calcium sulphate and recirculating stream, and a medium particle size of finely divided calcium carbonate at feed is less than about 10 µm.

Az eljárás lehetővé teszi a működést olyan pHértékeken, amelyek a reaktivitást is javítják. Előnyösen a reakciótartályban a mosófolyadék pH-ja körülbelül 5,0 és körülbelül 6,3 között, még előnyösebben körülbelül 5,8 és körülbelül 6,3 között van.The method allows operation at pH values that also improve reactivity. Preferably, the pH of the wash liquid in the reaction vessel is from about 5.0 to about 6.3, more preferably from about 5.8 to about 6.3.

Célszerűen a recirkuláló áramban a kalciumtartalmú és a kéntartalmú összetevők mólaránya nagyobb, mint körülbelül 1,3, előnyösen nagyobb, mint 1,4. Szintén előnyös, ha a recirkuláló áram 15%-nál, még előnyösebben 5%-nál kevesebb szuszpendált szilárd anyagot tartalmaz. Az eljárás során előnyösen meghatározzuk a mosófolyadék kloridtartalmát, és ha ez meghalad egy előre meghatározott, maximálisan megengedhető értéket, elvezetjük a recirkuláló áram egy részét. Még előnyösebb, ha az eljárás során meghatározzuk a szi5Preferably, the molar ratio of calcium-containing to sulfur-containing components in the recycle stream is greater than about 1.3, preferably greater than about 1.4. It is also preferred that the recycle stream contains less than 15%, more preferably less than 5% of the suspended solids. Preferably, the process comprises determining the chloride content of the wash liquid, and if it exceeds a predetermined maximum allowable value, a portion of the recycle stream is discharged. It is even more preferred that the process be determined in the process

HU 221 181 Β1 lárd anyagok sűrűségét a recirkuláló áramban, és elvezetjük a recirkuláló áram egy részét, ha a szilárd anyagok sűrűsége túllép egy előre meghatározott értéket. Az utóbbi esetben a nem reaktív szilárd anyagokból álló frakciót szabályozzuk.EN 221 181 Β1 recycle stream and part of the recirculating current if the density of the solids exceeds a predetermined value. In the latter case, the fraction consisting of non-reactive solids is controlled.

A találmány szerinti nedves gáztisztító berendezés, amely SO_X koncentrációjának csökkentésére alkalmas füstgázokban, a következőket tartalmazza: (a) egy olyan mosótomyot, amely egy gázbevezető csatornával, egy gázkivezető csatornával és egy függőleges mosószakasszal rendelkezik, és úgy van kialakítva, hogy az SO_x-tartalmú füstgáz felfelé áramlik át az említett függőleges mosószakaszon; (b) a mosószakaszban egy permetezőeszköz-elrendezést, amely finoman eloszlatott kalcium-karbonátot, kalcium-szulfátot, kalciumszulfítot és nem reaktív szilárd anyagokat tartalmazó vizes mosófolyadékot permetez be, amely a füstgázzal ellenáramban lefelé száll a mosótoronyban; (c) az említett permetezőeszköz-elrendezés alatt elhelyezett, a függőleges mosószakaszban a füstgázzal érintkező mosófolyadékot egy érintkezési idő után összegyűjtő reakciótartályt, amely olyan méretű, hogy alkalmas az SO_Xreakciójára a kalcium-karbonáttal gipszkristályok képzéséhez, amelyek közepes átmérője legalább kétszer nagyobb, mint a betáplált kalcium-karbonát-részecskéké; (d) körülbelül 10 pm-nél kisebb közepes részecskeméretű kalcium-karbonátot, amely részecskék legalább 99%-a kisebb 44 pm-nél, a reakciótartályba betápláló eszközt; (e) a bepermetezett mosófolyadékot a reakciótartályból a mosószakaszban elhelyezett permetezőeszköz-elrendezéshez szállító rendszert, amely legalább egy szivattyúból és egy hozzá tartozó vezetékből áll; (f) a mosófolyadék minőségét fenntartó rendszert, amelynek része egy hidrociklon a reakciótartályban levő folyadéknak egy kis kalcium-karbonát és nem reaktív szilárdanyag-részecskékben dús áramra és egy viszonylag nagyobb kalcium-szulfát-részecskékben dús áramra történő szétválasztására, legalább egy szivattyú és a hozzá tartozó vezeték a mosófolyadéknak a reakciótartályból a hidrociklonba szállítására, a hidrociklonból a reakciótartályba vezető recirkulációs vezeték, amely egy kalcium-karbonátban és nem reaktív szilárd anyagokban dús áramot szállít a hidrociklonból, a recirkulációs vezetékkel összekötött kivezető vezeték a recirkuláló áram egy részének eltávolításához az említett recirkulációs vezetékből, és egy kalciumszulfátban dús zagyot a hidrociklonból eltávolító vezeték.The wet gas purification apparatus according to the invention, which is suitable for reducing the concentration of SO _X in the flue gases, comprises: (a) a wash nozzle having a gas inlet channel, a gas outlet channel and a vertical wash section and adapted so that the SO _x - a flue gas flowing upwards through said vertical wash section; (b) a spray device arrangement in the washing section spraying an aqueous washing liquid containing finely divided calcium carbonate, calcium sulfate, calcium sulfite and non-reactive solids, which is flushed downstream of the flue gas in the wash tower; (c) a reaction vessel disposed under said spray arrangement and in the vertical wash section in contact with the flue gas after a contact time, of a size suitable for reacting SO _X with calcium carbonate to form gypsum crystals having a mean diameter of at least twice that of into the calcium carbonate particles fed; (d) calcium carbonate having a mean particle size of less than about 10 µm, of which at least 99% of the particles are smaller than 44 µm, into the reaction vessel; (e) a spraying liquid delivery system from the reaction vessel to the spray device arrangement disposed in the wash section, comprising at least one pump and an associated conduit; (f) a system for maintaining the quality of the wash liquid, comprising a hydrocyclone for separating the liquid in the reaction vessel from a stream rich in calcium carbonate and non-reactive solids and into a relatively large amount of calcium sulfate particles, at least one pump and one from the hydrocyclone to the reaction vessel, the recirculating conduit from the hydrocyclone to the reaction vessel, which delivers high current from the hydrocyclone in calcium carbonate and non-reactive solids, the outlet conduit connected to the recirculation line to remove a portion of the recirculation stream from said recirculation line from said recirculation line from said recirculation line and a line of removal of calcium sulfate-rich slurry from the hydrocyclone.

A találmány tárgyát a továbbiakban kiviteli példák és rajzok alapján ismertetjük részletesebben. A rajzokon azThe invention will now be described in more detail by way of examples and drawings. The drawings are

1. ábra: a találmány szerinti eljárás egy előnyös megvalósítási módjának vázlata egy egykörös, üres tornyos, ellenáramú, mészköves, nedves gáztisztítóval, aFigure 1 is a schematic illustration of a preferred embodiment of the method of the present invention with a single-loop, empty tower, countercurrent, limestone, wet gas purifier;

2. ábra: az 1. ábrán látható típusú mosótorony részletesebb rajza, aFigure 2 is a more detailed drawing of the type of wash tower shown in Figure 1, a

3. ábra: a 2. ábrán látható toronyban két szinten elhelyezett permetezőfuvókák elrendezése részben metszetben, aFigure 3 is a sectional view of the spray nozzles disposed on two levels in the tower shown in Figure 2;

4. ábra: a 2. ábrán látható típusú mosótorony két bepermetezési szintjén levő füvókák alulnézete, és azFigure 4 is a bottom plan view of the nozzles at the two spray levels of the type of washing tower shown in Figure 2;

5. ábra: az 1. és a 2. ábra szerinti mosótoronyban elhelyezett kényszercirkulációs szeparátor perspektivikus rajza.Figure 5 is a perspective view of a forced circulation separator located in the washing tower of Figures 1 and 2;

A találmány előnyösen alkalmazható széntüzelésű kazánok füstgázaihoz, és bizonyos szempontból különösen hatékony nagy kloridtartalom esetén, például hulladékégetőkben. Bár a találmány előnyei leginkább az ilyen típusú műveleteknél mutatkoznak meg, a találmány egyáltalán nem korlátozódik ezekre az alkalmazásokra. Bármilyen széntartalmú anyag, például földgáz, szintetikus gáz, tüzelőolaj, bitumen és pakura, háztartási és ipari eredetű szilárd vagy más éghető hulladék stb. égésekor keletkező gázok is kezelhetők.The present invention is advantageously applicable to flue gases from coal-fired boilers and, in some respects, particularly effective for high chloride content, for example in waste incinerators. Although the advantages of the invention are most evident in this type of operation, the invention is not limited to these applications. Any carbonaceous material, such as natural gas, synthetic gas, fuel oil, bitumen and pakura, solid or other combustible waste of household and industrial origin, etc. combustion gases can also be treated.

A továbbiakban az 1. ábra alapján írjuk le a találmány egy előnyös kiviteli alakját; ez egy egykörös, üres tornyos, ellenáramú, mészköves nedves gáztisztító, amely kén-oxidok, elsősorban SO₂ eltávolítására alkalmas égéstermékekből.In the following, a preferred embodiment of the invention will be described with reference to Figure 1; it is a single-circular, empty tower, counter-current, limestone wet scrubber that is used to remove sulfur oxides, primarily SO ₂ .

Kalcium-karbonátként előnyösen mészkő használható, de a kalcium-karbonát más formái is alkalmazhatók. A mészkövön kívül kalcium-karbonát például a kagylóhéj, az aragonit, a kalcit, a mész, a márvány, a márga és az édesvízi mészkő. A kalcium-karbonát bányászható vagy gyártható. Ebben a leírásban a kalcium-karbonát és a mészkő kifejezéseket egymással felcserélhetően használjuk.Calcium carbonate is preferably used as limestone, but other forms of calcium carbonate may be used. In addition to limestone, calcium carbonate includes, for example, shellfish, aragonite, calcite, lime, marble, marl and freshwater limestone. Calcium carbonate can be mined or produced. In this specification, the terms calcium carbonate and limestone are used interchangeably.

Fontos megjegyezni, hogy a kalcium-karbonát természetben megtalálható szinte minden formája kisebb mennyiségben tartalmaz viszonylag semleges anyagokat, például szilícium-dioxidot, magnézium-karbonátot vagy dolomitot, vas-oxidokat, alumínium-oxidot stb. Elvileg kívánatos a mészkő minél tisztább formáit használni a nedves tisztítási eljáráshoz, de a gyakorlatban bizonyos szennyeződések - nem reakcióképes szilárd anyagokként - mindig jelen vannak a nedves tisztítási eljárásban. A folyamatba bekerülő további nem reaktív szilárd anyag a 10 porleválasztón átjutó pernye, amelyet a 100 mosótorony választ le.It is important to note that almost all forms of calcium carbonate found in nature contain less amounts of relatively inert materials such as silica, magnesium carbonate or dolomite, iron oxides, alumina, and the like. In principle, it is desirable to use the clearest forms of limestone for the wet cleaning process, but in practice certain impurities, as non-reactive solids, are always present in the wet cleaning process. An additional non-reactive solid introduced into the process is the fly through the dust separator 10, which is separated by the wash tower 100.

A mészkő finoman fel van aprítva, előnyösen az alábbiakban leírtaknak megfelelő őrléssel, ahol a tömegre vonatkoztatva a szemcsék közepes átmérője körülbelül 10 pm vagy kevesebb, és a szemcsék össztömegének 99%-ában az átmérő 44 pm alatt van. Ez különlegesen finom őrlésnek számít a mészköves szuszpenzióval ellenáramban működő üres toronyban végzett nedves tisztításnál. A tipikus szemcsenagyság az ismert megoldásoknál 15 pm vagy kevesebb, és a részecskék legfeljebb 95%-ának átmérője kisebb 44 pm-nél. Az ismert megoldással szemben a találmány szerinti előnyös szemcsenagyság közepes értéke kisebb, mint körülbelül 8 pm, és a részecskék 90 (például 99,5) tömeg%-a kisebb 44 pm-nél. Az említett szemcsenagyságra történő őrlés számos előnnyel jár.The limestone is finely comminuted, preferably by milling as described below, wherein the average particle diameter of the particles is about 10 µm or less, and 99% of the total weight of the particles is below 44 µm. This is especially fine grinding in wet cleaning with a limestone slurry in a counter-current empty tower. Typical particle sizes for known solutions are 15 µm or less, and at most 95% of particles have a diameter of less than 44 µm. In contrast to the known solution, the average particle size of the present invention has a mean value of less than about 8 µm, and less than about 90 µm (e.g., 99.5) by weight of particles is less than about 44 µm. Grinding to said particle size has many advantages.

Az 1. ábrán látható előnyös elrendezésnél például egy ipari vagy közüzemi széntüzelésű kazánból kilépő füstgáz a szilárd részecskéket eltávolító 10 porleválasztóba, például egy elektrosztatikus leválasztóba vagyFor example, in the preferred arrangement shown in Figure 1, a flue gas from an industrial or utility coal-fired boiler, for example, into a particulate separator 10, such as an electrostatic separator, or

HU 221 181 Β1 szűrőbe kerül, amely a gyakorlati szempontokat kielégítő mértékben eltávolítja az áramlásban sodródó szilárd részecskéket. A tisztított füstgáz ezután a 20 vezetéken át halad a 100 mosótoronyba, ahol felfelé áramlik, ellenáramban egy vizes szuszpenzióból álló permettel, amely finomra őrölt mészkövet tartalmaz, és amelyet egy függőleges 110 mosószakaszon két szinten elhelyezett permetező fúvókák porlasztanak be. A 110 mosószakaszból a gáz a 120 kivezetőcsatomán át távozik. A torony úgy van kialakítva, hogy a füstgáz felfelé áramlik a függőleges mosószakaszban. A függőleges 110 mosószakaszban lefelé hulló mosófolyadék a 130 reakciótartályban gyűlik össze. A 130 reakciótartály előnyösen olyan méretű, hogy lehetővé teszi az SO₂ reagálását a kalcium-karbonáttal; a reakcióban gipszkristályok képződnek, amelyek tömegre vonatkoztatott szemeloszlásában a közepes átmérő legalább kétszer, de előnyösen öt-tízszer nagyobb, mint a betáplált kalcium-karbonát-részecskéké.EN 221 181 Β1, which removes fluid-soluble solids to a practical extent. The purified flue gas then passes through the line 20 into the washing tower 100, where it flows upwardly in a counter current with a spray of aqueous suspension containing finely ground limestone sprayed by spray nozzles disposed at two levels on a vertical wash section 110. From the scrubbing section 110, the gas passes through the outlet port 120. The tower is designed so that the flue gas flows upwards in the vertical wash section. The downstream wash liquid in the vertical wash section 110 is collected in the reaction tank 130. The reaction vessel 130 is preferably sized to allow the reaction of SO ₂ with calcium carbonate; in the reaction gypsum crystals are formed, the average diameter of which is at least twice, but preferably five to ten times the weight of the calcium carbonate particles fed.

A részecskeméretek említett különbsége lehetővé teszi egy zagyáram kivezetését a reakciótartályból, előnyösen körülbelül 6 órás átlagos tartózkodási idő után, és a kalcium-karbonát (az előnyösen 6 μιη-nél kisebb közepes átmérőjű finom részecskék) koncentrálását, illetve a gipsz eltávolítását.Said difference in particle sizes allows the removal of a slurry stream from the reaction vessel, preferably after an average residence time of about 6 hours, and concentration of calcium carbonate (preferably, fine particles with a mean diameter of less than 6 μιη) or removal of gypsum.

A függőleges 110 mosószakaszban permetezőeszközök vannak elhelyezve. Ezek finoman eloszlatott kalcium-karbonátot tartalmazó vizes szuszpenziót porlasztanak be, amely a toronyban a füstgázzal ellenáramban lefelé száll. Az ábrán látható, hogy a permetezőfúvókák két 112, 112’ szinten vannak elhelyezve. A 114 fúvókák (2. ábra) a 116, 116’ vagy 116 elosztócsövekből vezetik be a szuszpenziót. Célszerű egy harmadik szint alkalmazása is, ami lehetővé teszi az egyik szint kiiktatását javítás vagy tisztítás céljából, miközben a másik két szint zavartalanul működhet.Spraying means are arranged in the vertical washing section 110. These sprays an aqueous suspension containing finely divided calcium carbonate, which flows downstream of the flue gas in the tower. The figure shows that the spray nozzles are positioned at two levels 112, 112 '. The nozzles 114 (Figure 2) introduce the suspension from the manifolds 116, 116 'or 116. It is also advisable to apply a third level that allows one level to be eliminated for repair or cleaning while the other two levels can operate smoothly.

A fúvókák előnyösen úgy vannak elrendezve, hogy az egyes szintek között körülbelül 1 m-től legfeljebb 2 m távolság van, és egy adott szinten az egymással szomszédos fúvókák váltakozva felfelé és lefelé irányulnak. A találmány előnyös kiviteli alakjainál csökken a fúvókák közötti távolság, csökken az egyidejűleg üzemelő szintek száma (előnyösen kettőre), és növekszik a függőleges mosószakaszban felfelé haladó gázáram. A beporlasztott szuszpenzió és a toronyban felfelé haladó füstgáz áramlási vázlata a 4. ábrán látható.The nozzles are preferably arranged so that the distance between each level is about 1 m to 2 m, and at a given level the adjacent nozzles are directed up and down alternately. In preferred embodiments of the invention, the distance between the nozzles is reduced, the number of simultaneous operating levels decreases (preferably to two), and the gas flow upward in the vertical wash section increases. The flow diagram of the sprayed suspension and the flue gas flowing in the tower is shown in Figure 4.

A fúvóka előnyösen centrifúgális füvóka, amely körülbelül 90° - 140°-os, célszerűen 120°-os a szög alatt képezi a permetek Előnyösen alkalmazható a Spraying Systems Co., Wheaton, Illinois cég Whirljet (11401/perc kapacitású) füvókája. A cseppek mérete előnyösen körülbelül 100-6000 pm, tipikusan körülbelül 2000 μιη; a közepes átmérőt (Sauter) Maivem Partiele Analyzer segítségével méijük.Preferably, the nozzle is a centrifugal grasshopper that forms a spray at an angle of about 90 ° to 140 °, preferably 120 °. The Spirling Systems Co., Wheaton, Illinois Whirljet (11401 / min capacity) is preferred. The droplets preferably have a size of about 100-6000 µm, typically about 2000 µι; Medium Diameter (Sauter) with Maivem Partiele Analyzer.

A 116 elosztócsövek mindegyike szöget zár be a szomszédos felső vagy alsó sor elosztócsövével. Ez a szög előnyösen 90°, ha két vagy három sort alkalmazunk.Each of the manifolds 116 is angled with the distribution tube of the adjacent top or bottom row. This angle is preferably 90 ° when two or three rows are used.

A találmány egyik javított, új jellemzője az, hogy a tartózkodási idő a reakciótartályban az eddig tipikus legalább 15 óráról 8 óra alá, tipikusan körülbelül 6 órára csökken. Ezt a finom kalcium-karbonát-részecskék jobb oldódása teszi lehetővé, és bizonyos mértékben a kalciumszulfát viszonylag gyors kicsapódása gipszrészecskékké. A szuszpenzió reakcióképességét viszont az javítja, hogy a kalcium-szulfátot elválasztjuk a kalcium-karbonáttól, és a kalcium-karbonátot nagyon finom részecskék formájában visszacirkuláltatjuk, amelyek gyorsan eloszlanak a reakciótartályban. A tartózkodási idő csökkentése a reakciótartályban pozitív hatással van az egész folyamat hatékonyságára, valamint számos előnnyel jár az eljárás könnyű végrehajtása, a berendezés méretezése és a melléktermékként keletkező gipsz minősége szempontjából.An improved novel feature of the invention is that the residence time in the reaction tank from typically at least 15 hours to 8 hours, typically about 6 hours. This is made possible by the better dissolution of the fine calcium carbonate particles and, to some extent, the relatively rapid precipitation of calcium sulfate into gypsum particles. However, the reactivity of the suspension is improved by separating the calcium sulfate from the calcium carbonate and recirculating the calcium carbonate in the form of very fine particles which are rapidly distributed in the reaction tank. Reducing the residence time in the reaction tank has a positive effect on the efficiency of the entire process, and has several advantages in terms of easy implementation of the process, scaling of the equipment and quality of the by-product gypsum.

A függőleges 110 mosószakaszon átáramló füstgáz sebessége legalább 4,5 m/s, de előnyösen akár 6 m/s. Ezek a sebességek nagynak számítanak egy egykörös, üres tornyos, mészköves gázmosónál; a találmány szerint ezt a sebességet más intézkedésekkel együtt alkalmazzuk a teljes eljárás hatékonyságának növelése érdekében. A találmány szerinti mosótorony előnyös kiviteli alakjai lehetővé teszik a füstgázok kezelését alacsony nyomáseséssel és viszonylag kis mennyiségű vizes szuszpenzióval, például alacsony L/G arányok mellett.The flue gas flow through the vertical wash section 110 is at least 4.5 m / s, but preferably up to 6 m / s. These speeds are great for a single-loop, empty tower, limestone scrubber; according to the invention, this rate is used in combination with other measures to increase the efficiency of the entire process. Advantageous embodiments of the wash tower of the present invention allow the treatment of flue gases with low pressure drop and relatively small amount of aqueous suspension, for example at low L / G ratios.

A füstgázban levő kén-oxidok abszorbeálódnak a szuszpenzió vizes fázisában, miközben biszulfit és hidrogénionok keletkeznek. A biszulfit egy része szulfáttá oxidálódik, további hidrogénionok felszabadulása mellett. Amikor a cseppek telítődnek hidrogénionokkal, a kalcium-karbonát fokozott sebességgel kezd bomlani, és így kalciumionok és bikarbónát keletkezik. A finoman porított kalcium-karbonát nagyon hatékonyan abszorbeálja a hidrogénionokat, és ezáltal javul a vizes fázis abszorbeáló képessége a torony permetezőzónájában. Az előnyös kiviteli alakoknál alkalmazott nagy gázsebességek és az előnyös porlasztási elrendezés elősegíti, hogy a mosófolyadék cseppjei bizonyos mértékben fluidizálódva lebegjenek, ami javítja az érintkezést.Sulfur oxides in the flue gas are absorbed in the aqueous phase of the suspension while bisulphite and hydrogen ions are formed. Some of the bisulfite is oxidized to sulphate with the release of additional hydrogen ions. When the droplets are saturated with hydrogen ions, calcium carbonate begins to decompose at an increased rate, resulting in calcium ions and bicarbonate. The finely powdered calcium carbonate absorbs the hydrogen ions very efficiently, thereby improving the absorbency of the aqueous phase in the spray zone of the tower. In the preferred embodiments, the high gas velocities and the preferred spray arrangement facilitate the fluidization of the droplets of the washing liquid to some extent, which improves contact.

Az 1. ábra szerint a mészkövet finomra aprítjuk egy 170 malomban, majd egy 172 ciklonban osztályozzuk, a 174 porkamrában gyűjtjük, és a 176 légzsilipen át a 178 vezetékben nyomás alatt áramló levegőbe adagoljuk. Azáltal, hogy a mészkövet közvetlenül a mosóba történő bevezetés előtt porítjuk, a kalcium-karbonát pótlására a reakciótartályba bevezetett mészkő jól definiált szemcseméret-tartománnyal rendelkezik, és nem tartalmaz olyan részecskéket, amelyek nagyobbak 44 μιηnél. Ez tipikusan megvalósítható a kalcium-karbonát-részecskék száraz porításával körülbelül 8 μπι-nél kisebb közepes szemcsenagyságra, ahol a részecskék 99%-a kisebb 44 μιη-nél. Az, hogy a reakciótartályba bevezetett mészkő nem tartalmaz nagy részecskéket, egy fontos jellemző, mivel lehetővé teszi, hogy a találmány szerinti reakciótartály lényegesen kisebb legyen, mint a jelenleg alkalmazott hagyományos gázmosók esetén.As shown in Figure 1, the limestone is finely comminuted in a mill 170, then classified in a cyclone 172, collected in a dust chamber 174, and fed through a airlock 176 in a stream 178 under pressure in a conduit 178. By pulverizing the limestone immediately prior to introduction into the washer, the limestone introduced into the reaction vessel to replace the calcium carbonate has a well-defined particle size range and does not contain particles larger than 44 μιη. This can typically be accomplished by dry powdering the calcium carbonate particles to a mean particle size of less than about 8 μπι, where 99% of the particles are smaller than 44 μιη. The fact that the limestone introduced into the reaction vessel does not contain large particles is an important feature since it allows the reaction tank according to the invention to be substantially smaller than the conventional gas scrubber currently used.

A 178 vezetékben áramló levegő oxigént szállít a szulfit- és a biszulfitionok szulfátionokká történő oxidálásához. A tartályban előnyösen keverést alkalmazunk az ábrán fel nem tüntetett hagyományos eszközök segítségével.Air flowing in line 178 supplies oxygen to oxidize sulfite and bisulfite to sulfate ions. Preferably, mixing is carried out in the container by conventional means not shown in the figure.

HU 221 181 Β1EN 221 181 Β1

Az 1. ábrán látható folyamat másik részében zagyot vezetünk ki a 130 reakciótartályból annak érdekében, hogy a recirkuláltatáshoz koncentráljuk a reaktív kalcium-karbonátot, és elsősorban gipsz eltávolításával csökkentsük a szilárd anyag mennyiségét. Az 1. ábrán látható módon a 130 reakciótartályból a zagyot a 183 vezetéken át a 181 hidrociklonba vezetjük. A hidrociklon különösen előnyös a találmány szerinti műveletnél, mivel gyorsan és hatékonyan elválasztja a nagyon finom mészkőrészecskéket a nagyobb kalciumszulfát-részecskéktől. A kalcium-szulfát-részecskék közepes átmérője előnyösen körülbelül 25-55 pm. A kisebb mészkőrészecskék elválasztásával egy 184 vezetéken át egy visszatérő áramot hozunk létre, amelyben sok a kalcium-karbonát, és egy 186 vezetéken át egy olyan áramot vezetünk el, amelyben sok a kalcium-szulfát. Előnyösen a rekaciótartályban, és így a 184 vezetéken át recirkuláló áramban levő kalcium-karbonát-részecskék átlagos mérete körülbelül 2-6 pm.In the other part of the process shown in Figure 1, a slurry is discharged from the reaction tank 130 to concentrate the reactive calcium carbonate for recirculation, and to reduce the amount of solids, in particular by removing gypsum. As shown in Figure 1, the slurry 130 is fed from the reaction vessel 130 through the line 183 to the hydrocyclone 181. The hydrocyclone is particularly preferred for the operation of the present invention by separating the very fine limestone particles from the larger calcium sulfate particles quickly and efficiently. The average diameter of the calcium sulfate particles is preferably about 25-55 µm. By separating the smaller limestone particles through a line 184, a recurring stream is formed in which a lot of calcium carbonate is passed and a stream 186 with a lot of calcium sulfate is introduced. Preferably, the average size of calcium carbonate particles in the recycle bin and thus the recycle stream 184 is about 2-6 µm.

Az 1. ábrán a találmány egy előnyös kiviteli alakja látható, ahol a recirkuláló áramhoz a 181 hidrociklonban koncentráljuk a kalcium-karbonátot. A kalcium-karbonát-részecskék célszerű mérete körülbelül 2-6 pm. A kalcium-szulfát-részecskék közepes átmérője körülbelül 25-55 pm.Figure 1 shows a preferred embodiment of the invention where calcium carbonate is concentrated to the recycle stream in hydrocyclone 181. The preferred size of calcium carbonate particles is about 2-6 µm. The average diameter of the calcium sulfate particles is about 25-55 µm.

A 130 reakciótartály a permetezőeszközökből álló elrendezés alatt helyezkedik el, ami lehetővé teszi a szuszpenzió összegyűjtését, miután az egy bizonyos ideig érintkezett a füstgázzal a függőleges 110 mosószakaszban. A 130 reakciótartály mérete lehetővé teszi az SO₂ reakcióját a kalcium-karbonáttal; ennek során gipszkristályok képződnek, amelyek közepes átmérője legalább kétszer, de előnyösen öt-tízszer nagyobb, mint a beadagolt kalcium-karbonát-részecskéké.The reaction vessel 130 is positioned under the arrangement of the spray means, which allows the suspension to be collected after it has been in contact with the flue gas for a certain period of time in the vertical wash section 110. The size of the reaction tank 130 allows the reaction of SO ₂ with calcium carbonate; this results in gypsum crystals having a mean diameter of at least twice, but preferably five to ten times greater than that of the added calcium carbonate particles.

A kalcium-karbonát és a gipsz részecskéinek mérete közötti különbség, valamint a gipsz elválasztására és a kalcium-karbonát koncentrálására alkalmazott eszközök következtében - amint a továbbiakban még részletesebben leírjuk - a kalcium-karbonát koncentrációja körülbelül 20-50%-kal növelhető az ismert ellenáramú gázmosóknál elérhető koncentrációk fölé. A találmány egy további előnye az, hogy a szuszpenzióban a kalciumtartalmú összetevők sztöchiometrikus aránya a kéntartalmú összetevőkhöz viszonyítva tipikusan legalább 1,3-szor, előnyösen körülbelül 1,4-szer vagy még nagyobb mértékben magasabb, mint az ismert rendszereknél. Ez a rendszer legalább egy 182 szivattyút és egy hozzá csatlakozó 183 vezetéket tartalmaz, amelyek segítségével a zagyot a reakciótartályból a hidrociklonba szállítjuk.Due to the difference in the size of the calcium carbonate and the gypsum particles, as well as the means used to separate the gypsum and concentrate the calcium carbonate, as discussed in more detail below, the concentration of calcium carbonate can be increased by about 20-50% in known counter current gas scrubbers. concentrations available. A further advantage of the invention is that the stoichiometric ratio of calcium-containing components in the suspension is typically at least 1.3 times, preferably about 1.4-fold or even higher than that of the known systems. This system comprises at least one pump 182 and a conduit 183 connected to it to deliver the slurry from the reaction tank to the hydrocyclone.

A füstgázban levő kén-oxidok a függőleges 110 mosószakaszban abszorbeálódnak a szuszpenzió vizes fázisában, reagálnak a hidroxidionok miatt alkalikus közeggel, és biszulfitot képeznek, amely a 110 mosószakaszban részben, majd a 130 reakciótartályban majdnem teljesen szulfáttá oxidálható. A lúgosság elvileg a kalcium-karbonát oldódásából származik, amikor bikarbónát és hidroxidionok keletkeznek a 110 mosószakaszban és a 130 reakciótartályban. A szokásos módon előnyösen oxigént vezetünk be, bár bizonyos mennyiségű oxigén nyerhető magából a füstgázból is a 110 mosószakaszban. A reakció bizonyos mértékben már a lefelé hulló cseppekben, de főként a mosófolyadékot összegyűjtő 130 reakciótartályban megy végbe. A találmány egyik új és javított jellemzője az, hogy a tartózkodási idő a reakciótartályban az eddig tipikus körülbelül 15 óráról, körülbelül 6 órára csökken. A tartózkodási idő csökkenése a reakciótartályban számos előnnyel jár az eljárás könnyű végrehajtása, a berendezés mérete és a melléktermékként keletkező gipsz minősége szempontjából.The sulfur oxides in the flue gas are absorbed in the vertical washing section 110 in the aqueous phase of the suspension, react with the hydroxide ions in an alkaline medium, and form bisulfite, which can be partially oxidized in the wash section 110 and then almost completely sulfate in the reaction tank 130. Basically, the alkalinity derives from the dissolution of the calcium carbonate when bicarbonate and hydroxide ions are formed in the wash section 110 and the reaction tank 130. As usual, oxygen is preferably introduced, although a certain amount of oxygen can be obtained from the flue gas itself in the wash section 110. The reaction takes place to some extent already in the downward droplet but mainly in the reaction tank 130 which collects the wash liquid. A novel and improved feature of the invention is that the residence time in the reaction vessel is reduced from about 15 hours to about 6 hours. The reduction in residence time in the reaction vessel has several advantages in terms of ease of operation, size of the apparatus and quality of the gypsum produced as by-product.

A 130 reakciótartályban a zagy pH-ja körülbelül 5,0-6,3, előnyösen körülbelül 5,8-6,3. A magasabb pH azt jelzi, hogy a mosófolyadék alkalikusabb, és következésképpen több SO₂-t képes abszorbeálni. A találmány egyik előnye az, hogy nagyobb lehet a rendelkezésre álló alkalitás, mivel a kalcium-karbonátot finom részecskékként adagoljuk, illetve recirkuláltatjuk a későbbiekben leírt módon. Az ismert rendszerekben tipikusan alacsony pH-értéket alkalmaznak a kalcium-karbonát reakciósebességének növeléséhez, de ez a kisebb alkalitás miatt csökkenti az SO₂ abszorbcióját a mosószakaszban. A találmány szerinti kis részecskeméret a rendelkezésre álló alkalitást a kívánatosnál kisebb pHérték esetén is növeli, és ezáltal nagymértékben ellensúlyozza az alacsony pH hatását a szuszpenzió mosóképességére.In the reaction vessel 130, the pH of the slurry is about 5.0-6.3, preferably about 5.8-6.3. The higher pH indicates that the wash liquid is more alkaline and consequently can absorb more SO ₂ . An advantage of the invention is that the alkalinity available may be greater, as calcium carbonate is added as fine particles and recycled as described below. Typically, in known systems, a low pH value is used to increase the rate of reaction of calcium carbonate, but this reduces the absorption of SO _{2 in} the wash section due to the lower alkalinity. The small particle size of the present invention increases the available alkalinity even at a lower pH than desired, and thus greatly compensates for the low pH effect on the washability of the suspension.

A 130 reakciótartályhoz és a függőleges 110 mosószakaszban levő beporlasztó elrendezéshez a bepermetezett folyadékot szállító rendszer tartozik, amely legalább egy 122 szivattyút és egy ehhez csatlakozó 124 vezetéket tartalmaz, amelyek a mosófolyadékot a 130 reakciótartályból a 110 mosószakaszban elhelyezett porlasztóeszközökhöz szállítják.The spray tank 130 comprises a spray system for delivering at least one pump 122 and a conduit 124 connected therewith to the spray tank 130 and the vertical wash section 110 for delivering the wash liquid from the reaction tank 130 to the spraying means disposed in the wash section 110.

Az 1. ábrán látható módon a mészkövet egy 170 malomban finomra őröljük, egy 172 ciklonnal osztályozzuk, majd egy 174 porkamrába továbbítjuk, és egy 176 légzsilipen keresztül a nyomás alatt álló levegőt szállító 178 vezetékbe adagoljuk, ahonnan közvetlenül a 100 mosótoronyba vagy közvetlenül a gázmosó előtt a 20 vezetékbe juttatjuk. Egy alternatív megoldásnál a mészkövet a 174 porkamrából egy tartályba keverjük be, és a 130 reakciótartályba szivattyúzzuk. Azáltal, hogy a mészkövet a beadagolási ponton vagy annak közelében porítjuk, a porított anyag mérete jól szabályozható.As shown in Figure 1, the limestone is finely milled in a mill 170, classified into a cyclone 172, then transferred to a dust chamber 174 and fed to a pressurized air conduit 178 through an airlock 176, directly into the wash tower 100 or directly into the scrubber 100 prior to the scrubber. passed to line 20. Alternatively, the limestone is mixed from the powder chamber 174 into a container and pumped into the reaction vessel 130. By pulverizing the limestone at or near the feed point, the size of the powdered material can be well controlled.

A részecskeméret különösen kritikus a találmány szempontjából. Előnyösen a kalcium-karbonát közepes szemcsenagysága körülbelül 8 pm vagy kevesebb, és a részecskék 99%-a vagy még nagyobb része kisebb 44 pm-nél, amikor betápláljuk az SO_xszel végbement reakcióban és a melléktermékként képződő gipszhez, valamint az oldható kloridokkal végbement reakcióban - erre később még visszatérünk - elhasználódott kalcium-karbonát pótlására.Particle size is particularly critical for the invention. Preferably, the average particle size of the calcium carbonate is about 8 µm or less, and 99% or more of the particles are smaller than 44 µm when fed in the reaction with the SO _x wind and in the reaction with the gypsum formed as the by-product and with the soluble chlorides. - We will return to this later - to replace calcium carbonate.

A 178 vezetékben a levegő oxigént szállít a kalcium-szulfit kalcium-szulfáttá oxidálásához. A tartályt előnyösen hagyományos eszközökkel keverjük, amelyek nincsenek feltüntetve az ábrán.In line 178, air supplies oxygen to oxidize calcium sulfite to calcium sulfate. Preferably, the container is mixed with conventional means not shown in the figure.

A 130 reakciótartályhoz tartozik még a mosófolyadék minőségét fenntartó 180 rendszer. A jó reakció8The reaction vessel 130 further comprises a system 180 for maintaining the quality of the wash liquid. A good reaction8

HU 221 181 Β1 képesség megőrzése érdekében a rendszerben a kalcium-karbonátot a leírt módon finom részecskék alakjában alkalmazzuk; a 130 reakciótartályban levő zagy egy részét egy 181 hidrociklonba vezetjük, amellyel egyrészt koncentráljuk a kalcium-karbonát finom részecskéit a recirkuláltatáshoz, másrészt pedig eltávolítjuk a gipszet. A 181 hidrociklon a reakciótartályból származó zagyot kisméretű kalcium-karbonát részecskéket és nem reaktív szilárd anyagokat tartalmazó recirkulációs 184 áramra és egy másik, viszonylag nagyobb kalcium-szulfát részecskéket tartalmazó áramra választja szét. A kalcium-karbonát és a nem reaktív szilárd anyagok részecskéinek célszerű közepes átmérője körülbelül 1-8 pm, előnyösen 2-6 pm. A kalcium-szulfát részecskék közepes átmérője körülbelül 25-55 pm. Előnyösen a kalcium-szulfát részecskéinek közepes átmérője legalább kétszer, de célszerűen öt-tízszer nagyobb, mint a kalcium-karbonát részecskéké. Ez a rendszer legalább egy 182 szivattyút, és egy hozzá csatlakozó 183 vezetéket tartalmaz a zagynak a reakciótartályból a hidrociklonba szállításához.In the system, calcium carbonate is used in the form of fine particles as described herein in order to preserve the ability to carry out the process; a portion of the slurry in the reaction tank 130 is fed into a hydrocyclone 181, which on one hand concentrates the fine particles of calcium carbonate for recycling and on the other hand removes the gypsum. The hydrocyclone 181 separates the slurry from the reaction vessel into a recycle stream 184 with small calcium carbonate particles and non-reactive solids and another stream with relatively larger calcium sulfate particles. The preferred average diameter of the particles of calcium carbonate and non-reactive solids is from about 1 to about 8 µm, preferably from about 2 to about 6 µm. The average diameter of the calcium sulfate particles is about 25-55 µm. Preferably, the calcium sulfate particles have an average diameter of at least twice, but preferably five to ten times, greater than that of calcium carbonate particles. This system comprises at least one pump 182 and a conduit 183 connected thereto for transporting the slurry from the reaction vessel to the hydrocyclone.

Amint az ábrán látható, a recirkulációs 184 vezeték a 181 hidrociklonból a 130 reakciótartályba vezet, és a hidrociklonból a kalcium-karbonátban dús recirkulációs áramot továbbítja. A rendszer egy fontos jellemzője a recirkulációs 184 áramból történő kivezetés. A recirkulációs áram egy részének kivezetéséhez egy 185 vezeték csatlakozik a recirkulációs 184 vezetékhez. Előnyösen folyamatosan figyeljük a zagy kloridtartalmát a 183 vezetékben vagy máshol, és a 185 vezetéken át kivezetett mennyiség szabályozásával a mosófolyadék kloridtartalmát megfelelően korlátozzuk, például körülbelül 30000 mg/1, célszerűen 20000 mg/1 alatt tartjuk. A magasabb kloridtartalom lelassítja a kalcium-karbonát oldódását, és csökkenti a mosófolyadék lúgosságát. A 185 vezeték áramában a legmagasabb a kloridok koncentrációja, azaz egyenlő a reakciótartályban fennálló koncentrációval, és ezért ez a legalkalmasabb hely a kloridok eltávolítására a rendszerből.As shown in the figure, the recirculation line 184 leads from the hydrocyclone 181 to the reaction tank 130 and transfers the recycled recycle stream from the hydrocyclone to calcium carbonate. An important feature of the system is the removal from the recirculation current 184. A terminal 185 is connected to the recirculation line 184 to terminate a portion of the recirculation current. Preferably, the chloride content of the slurry is continuously monitored in line 183 or elsewhere, and the amount of chloride in the wash liquor is appropriately limited by controlling the amount discharged through line 185, for example, below about 30000 mg / L, preferably 20000 mg / L. The higher chloride content slows down the dissolution of calcium carbonate and reduces the alkalinity of the washing liquid. The highest concentration of chlorides in the stream of line 185 is equal to the concentration in the reaction tank and is therefore the most suitable place for removing chlorides from the system.

Az is előfordulhat, hogy a 130 reakciótartályban levő nem reaktív szilárd anyagok, amelyek a kalciumkarbonáttal lépnek be a rendszerbe, vagy a 20 vezeték gázáramában sodródnak be, és körülbelül 4-12 pm közepes szemcseméretű viszonylag kis részecskékből állnak, felgyűlnek a 184 vezeték recirkulációs áramában, és koncentrációjuk növekszik a 130 reakciótartályban. Ezeket a nem reaktív szilárd anyagokat a recirkulációs áramban kémiai módszerekkel (azaz egy bizonyos összetevőre, például szilíciumra, vasra vagy egyéb anyagokra irányuló analízissel) vagy fizikai módszerekkel (azaz a részecskeméret eloszlásának analízisével, a teljes szilárdanyag-koncentráció vizsgálatával vagy más alkalmas módszerrel) figyelhetjük. A találmány egyik jellemzője az, hogy a 185 vezetéken át kivezetett áramot úgy állítjuk be, hogy a fentiekben leírt módon szabályozzuk a kloridok vagy a nem reaktív szilárd anyagok koncentrációját a reakciótartályban, vagy egyidejűleg mindkettőt szabályozzuk. A szabályozás előnyös módja az, hogy a 185 vezeték áramát úgy állítjuk be, hogy teljesüljenek a kloridok vagy a nem reaktív szilárd anyagok számára előírt határértékek. Kívánatos a nem reaktív szilárd anyagok szintjét a 130 reakciótartályban általában körülbelül 20 tömeg%, előnyösen 15 tömeg% alatt tartani az összes szilárd anyagra vonatkoztatva.It may also occur that the non-reactive solids in the reaction vessel 130, which enter the system with calcium carbonate or drift into the gas stream of the conduit 20, and consist of relatively small particles having an average particle size of about 4 to 12 µm, accumulate in the recycle stream 184 of the conduit 184, and their concentration increases in reaction tank 130. These non-reactive solids can be observed in the recycle stream by chemical methods (i.e., analysis of a particular ingredient, such as silicon, iron or other materials) or physical methods (i.e., analysis of particle size distribution, total solids concentration, or other suitable methods). One feature of the invention is that the current discharged through the line 185 is adjusted to control the concentration of chlorides or non-reactive solids in the reaction vessel as described above, or to control both at the same time. A preferred method of regulation is to adjust the current of the line 185 to meet the limits for chlorides or non-reactive solids. It is desirable to keep the level of non-reactive solids in the reaction vessel 130 generally below about 20%, preferably below 15% by weight of all solids.

A 185 vezetéken át a reakciótartályból így eltávolított szilárd anyagok a kivezetett folyadékkal együtt eltávoznak, elválaszthatók a folyadéktól, vagy valamilyen más módon kezelhetők és alkalmassá tehetők a lerakásra vagy más felhasználásra. A kivezetett folyadék megfelelő kezelés után szintén elvezethető vagy más módon felhasználható. A találmánnyal nem kívánjuk korlátozni a 185 vezetéken kivezetett áram felhasználását, mivel számos módszer van ennek kezelésére, frakciókra történő szétválasztására, a teljes áramnak vagy annak egy részének recirkuláltatására stb. A 185 vezetéken elvezetett áram kezelésére szolgáló eljárások és eszközök nem tartoznak a jelen találmány körébe.Solids thus removed from line 185 through the reaction vessel are removed with the discharged liquid, separated from the liquid, or otherwise treated and made suitable for depositing or other use. The liquid discharged can also be drained or otherwise used after proper treatment. The present invention is not intended to limit the use of current discharged by wire 185 as there are many methods for handling it, separating it into fractions, recirculating all or part of the current, etc. Methods and means for treating current discharged on the line 185 are not within the scope of the present invention.

A kalcium-szulfátot elvezető 186 vezeték a hidrociklonból távolítja el a kalcium-szulfát zagyot, ahol a kalcium-szulfát nagyobb részecskék alakjában van jelen, mint a kalcium-karbonát részecskéi.The calcium sulphate-discharging line 186 removes the calcium sulfate slurry from the hydrocyclone, where calcium sulfate is present in larger particles than the calcium carbonate particles.

Az 1. ábrán látható előnyös kiviteli alaknál a recirkulációs áramot a 184 vezetéken át visszavezetjük a 130 reakciótartályba. Ennek a találmány szerinti lépésnek az az előnye, hogy nagymértékben növelhető a rendelkezésre álló alkalitás az SO_x-tartalmú gázzal érintkezésbe kerülő folyadékcseppekben. Mivel a recirkulációs áramot közvetlenül a hidrociklonból vezetjük ki azon a ponton, ahol nagy mennyiségben vannak jelen nagyon finom kalcium-karbonát-részecskék, magas a pH-érték és nagy a kalcium és a kén sztöchiometriai aránya, lehetővé válik, hogy a kén-oxidokban gazdag gázokat nagyon rövid érintkezési időkkel kezeljük.In the preferred embodiment shown in Figure 1, the recirculation stream is returned to the reaction vessel 130 via line 184. The advantage of this step of the invention is that the available alkalinity can be greatly increased in the liquid droplets coming into contact with the SO _x- containing gas. Since the recirculating current is discharged directly from the hydrocyclone at the point where very fine calcium carbonate particles are present, the pH is high and the stoichiometric ratio of calcium and sulfur is high, it is possible for the sulfur oxides to be rich gases are treated with very short contact times.

A kalciumtartalmú és a kéntartalmú összetevők sztöchiometriai aránya a 184 vezeték recirkulációs áramában körülbelül 1,2-2,0, előnyösen körülbelül 1,3-1,4. A szuszpendált szilárd anyagok koncentrációja a recirkulációs áramban tipikusan körülbelül 1-10 tömeg%, előnyösen körülbelül 2-6%. A kalcium-szulfát nagyobb részének elválasztása a mészkőtől a 181 hidrociklonban az említett sztöchiometriai arány és az alkalitás növelése mellett csökkenti a zagy szilárdanyag-tartalmát.The stoichiometric ratio of calcium-containing and sulfur-containing components in the recycle stream 184 of the line 184 is about 1.2-2.0, preferably about 1.3-1.4. The concentration of suspended solids in the recycle stream is typically about 1-10%, preferably about 2-6%. Separation of the greater part of calcium sulfate from the limestone in hydrocarbon 181 increases the solids content of the slurry by increasing said stoichiometric ratio and alkalinity.

A találmány szerinti eljárásban alkalmazott technikák kombinálásának egyik előnye az, hogy a reakciótartályban magas a kalciumtartalmú és a kéntartalmú összetevők sztöchiometriai aránya, például körülbelül 1,1-1,6, előnyösen körülbelül 1,2-1,3. Ha ez az előny összekapcsolódik azzal a további jellemzővel, hogy a kalcium-karbonát nagyon kis részecskék alakjában van jelen, jobb lesz a teljes eljárás hatékonysága és gazdaságosabb a berendezés méretezése és a nyersanyag hasznosítása.One advantage of combining the techniques of the present invention is that the stoichiometric ratio of the calcium-containing and sulfur-containing components in the reaction vessel is high, for example about 1.1 to 1.6, preferably about 1.2 to 1.3. If this advantage is coupled with the additional feature that the calcium carbonate is present in the form of very small particles, the efficiency of the whole process and the scaling of the equipment and the utilization of the raw material will be more economical.

A 130 reakciótartályból a 183 vezetéken át érkező áram célszerű szilárdanyag-tartalma körülbelül 10-20%, előnyösen körülbelül 13-17%. A 186 vezeték áramának szilárdanyag-tartalma előnyösen körülbelül 30-55%. A 186 vezeték áramát a 188 szűrőre vagy más alkalmas eszközre vezetjük a zagy víztelenítés9Suitable solids content from the reactor 130 through the line 183 is about 10-20%, preferably about 13-17% solids. The solids content of line 186 is preferably about 30-55% solids. The current of line 186 is fed to filter 188 or other suitable means for dewatering of the slurry

HU 221 181 Β1 éhez. A szilárd gipsz jó minőségű, és építőanyagként felhasználható. Az átszűrt folyadék a 189 vezetéken át visszacirkuláltatható a 130 reakciótartályba, vagy bizonyos része elvezethető, de a találmány egyik előnye az, hogy a kloridok felszaporodásának meggátlása érdekében ebből az áramból nem kell kivezetni.EN 221 181 1. Solid gypsum is of good quality and can be used as a building material. The filtered liquid can be recycled through the line 189 to the reaction vessel 130, or some of it can be discharged, but one of the advantages of the invention is that it is not necessary to remove it from this stream in order to prevent the accumulation of chlorides.

A mosott gázból a folyadékcseppeket az áramlás irányát megváltoztató kényszercirkulációs 140 szeparátor választja le. A találmány szerint alkalmazható nagy gázsebességeken a torony 102 teteje és a hagyományos konstrukciójú páramentesítők - külön intézkedések hiányában - elszennyeződnének. A kényszercirkulációs 140 szeparátor helyett sokkal hatékonyabb tisztítóberendezés használata nem célszerű, mivel a 4,5-6 m/s sebességen nagy hatékonysággal alkalmazható tisztítók nem állnak rendelkezésre, míg a kereskedelemben kapható és erre a célra felhasználható egységek vízelvezetése rossz, könnyen telítődnek, és ezért nem megbízhatóak. A kényszercirkulációs 140 szeparátor a találmány speciális céljainak megfelelően van kialakítva.From the washed gas, the liquid droplets are separated by a forced circulation separator 140 which changes the direction of flow. The high gas velocities that can be used in accordance with the invention would cause the top 102 of the tower and the conventional dehumidifiers to be contaminated without special measures. Instead of a forced circulation separator 140, it is not advisable to use a much more efficient cleaning device, since high-efficiency cleaners at 4.5-6 m / s are not available, while drainage of commercially available and usable units is poor, easily saturated, and therefore not reliable. The forced circulation separator 140 is designed for the specific purposes of the invention.

A kényszercirkulációs 140 szeparátor eltávolítja a nedvesség jelentős mennyiségét a gázból, és legalább 30°-kal eltéríti a füstgáz áramlásának irányát a torony függőleges tengelyétől, és egyenletesebb sebességprofilt állít elő a függőleges 150 páramentesítő felé. A szeparátor előnyös kiviteli alakja eltávolítja azoknak a cseppeknek a többségét (tömegre vonatkoztatva), amelyek átmérője kisebb körülbelül 100 pm-nél; ezek a cseppek vagy kihullanak a gázból, vagy nagyobb cseppekké egyesülnek, amelyek könnyen eltávolíthatók egy további páramentesítővel.The forced circulation separator 140 removes a significant amount of moisture from the gas and deflects the direction of the flue gas flow from the vertical axis of the tower by at least 30 ° and produces a more uniform velocity profile toward the vertical dehumidifier 150. A preferred embodiment of the separator removes most of the droplets (by weight) having a diameter of less than about 100 µm; these droplets either fall off the gas or merge into larger droplets that can easily be removed with an additional dehumidifier.

A kényszercirkulációs 140 szeparátort előnyösen egy lényegében függőleges 150 páramentesítő követi. A gázáram irányát a 140 szeparátor lényegében függőlegesről közel vízszintesre változtatja. Ennek számos előnye közül az egyik az, hogy a zagy kevésbé ütközik a mosótorony 102 tetejéhez, és nem keletkeznek növekvő lerakódások, amelyek idővel olyan méretet érnek el, hogy nagy - gyakran egy méternél is nagyobb átmérőjű - darabokban leszakadnak, amelyek vagy a fúvókák elosztócsöveit károsítják, vagy belehullanak a 130 reakciótartályba, és végül a 112 és 112’ szinteken elhelyezett fúvókák eldugulását okozzák. Szintén fontos, hogy a lényegében vízszintes áramlás nagy hatékonysággal vízteleníthető a függőleges 150 páramentesítő segítségével. A nagy hatékonyságú vízszintes áramlású 150 páramentesítő jól víztelenít, és ezért nagyobb sebességek mellett működtethető, mint egy hasonló, de függőleges áramlású páramentesítő. A készülék kitűnően páramentesíti a vízszintes irányú áramlást. A magas fokú páramentesítés a találmány fontos, bár nem feltétlenül egyedülálló jellemzője, mivel - vízszintes tisztítókat gyakran használnak az FGD rendszerekben és más ipari területeken, ahol nagy hatékonyságú tisztítás szükséges. Azonban egyedülálló jellemző az, hogy a kényszercirkulációs 140 szeparátort kombináljuk a nagy hatékonyságú 150 páramentesítővel, ami javítja a páramentesítést, és viszonylag egyenletes sebességeloszlást biztosít a páramentesítő felé, továbbá a kisebb cseppek nagyobb cseppekké egyesülnek a kényszercirkulációs szeparátorban a nagy hatékonyságú páramentesítővel végzett végső víztelenítés előtt.The forced circulation separator 140 is preferably followed by a substantially vertical dehumidifier 150. The gas flow direction is changed by the separator 140 from substantially vertical to nearly horizontal. One of the many advantages of this is that the slurry is less exposed to the top of the washing tower 102, and there is no build-up of deposits, which in time reach a size that is cut off in large pieces, often larger than one meter in diameter, that damage the nozzle distribution tubes. or fall into the reaction tank 130 and eventually cause the nozzles at levels 112 and 112 'to clog. It is also important that the substantially horizontal flow can be dewatered with high efficiency by means of the vertical defrost 150. The high-efficiency horizontal flow humidifier 150 dehydrates well and can therefore be operated at higher speeds than a similar but vertical flow defogger. The device removes the horizontal flow perfectly. High degree of dehumidification is an important, though not necessarily unique feature of the invention, since - horizontal cleaners are often used in FGD systems and other industrial areas where high efficiency cleaning is required. However, a unique feature is that the forced circulation separator 140 is combined with a high efficiency dehumidifier 150 that improves dehumidification and provides a relatively uniform rate distribution to the dehumidifier, and smaller droplets merge into larger droplets in the forced circulation separator before final dewatering with the high efficiency dehumidifier.

Az 5. ábrán a kényszercirkulációs 140 szeparátor egy előnyös kiviteli alakja látható, amely hatékonyan eltávolítja vagy egyesíti a kisebb (azaz 100 pm-nél kisebb átmérőjű) cseppek többségét, és a függőlegesen áramló gázt eltereli a torony felső falfelületeitől. A kényszercirkulációs szeparátor a 2. ábrán γ szöget zár be a vízszintes iránnyal a 100 mosótoronyban. Ez a szög előnyösen körülbelül 10°-45°, például körülbelül 20°.Figure 5 shows a preferred embodiment of a forced circulation separator 140 which effectively removes or combines most of the smaller droplets (i.e., less than 100 µm in diameter) and divert vertically flowing gas from the top wall surfaces of the tower. The forced circulation separator in Figure 2 shows an angle γ with the horizontal direction in the wash tower 100. This angle is preferably about 10 ° to 45 °, for example about 20 °.

A 140 szeparátor egyszeres átömlésű 142 szeparátorlemezeket tartalmaz a cseppek ütközéssel történő összegyűjtéséhez, és a gáznak a további víztelenítéshez alkalmasabb irányba tereléséhez. Az egyes 142 szeparátorlemezek δ szöget zárnak be a 142 szeparátorlemezek 144,144’, 144 stb. szerelvényeinek alsó felületével. Tipikusan egy ilyen lemez paralelogramma alakú, amelynek kisebbik mérete körülbelül 0,15-0,23 m, és nagyobbik mérete körülbelül 0,6-1,5 m. Az egyes lemezek közötti távolság tipikusan az egyes lemezek kisebbik méretének körülbelül 40-70%-a. A δ szög előnyösen körülbelül 20°-40°, a pontos érték a γ szögtől és a gázáram kívánt irányától függ.The separator 140 includes single-pass separator plates 142 for collecting the droplets with a collision and directing the gas in a direction more suitable for further dewatering. The individual separator plates 142 have an angle δ of the separator plates 144,144 ', 144, etc. with the lower surface of its fittings. Typically, such a plate has a parallelogram having a smaller size of about 0.15 to 0.23 m and a larger size of about 0.6 to 1.5 m. The distance between each plate is typically about 40-70% of the smaller size of each plate. The angle δ is preferably about 20 ° to 40 °, the exact value depends on the angle γ and the desired direction of the gas flow.

A 144 stb. szerelvények úgy vannak kialakítva és elhelyezve, hogy kitűnő vízelvezetést biztosítanak. Az egyes szerelvények zegzugos minta szerint vannak elhelyezve, amint az ábrán látható. A 144 stb. szerelvények egymással célszerűen Θ szöget zárnak be, amely tipikusan körülbelül 125°-145°-os, és előnyösen körülbelül 140°-os. A kényszercirkulációs szeparátor szerkezetét a 146 tartók tartják, amelyek az egyes szerelvények hosszában helyezkednek el. Más tartószerkezetek is lehetségesek.144, etc. the fittings are designed and positioned to provide excellent drainage. The individual assemblies are arranged in a zigzag pattern as shown in the figure. 144, etc. the assemblies preferably have an angle Θ which is typically about 125 ° to 145 ° and preferably about 140 °. The structure of the forced circulation separator is held by the holders 146, which are arranged along the length of each assembly. Other support structures are also possible.

A kényszercirkulációs 140 szeparátor szerkezete lehetővé teszi a lemezek közvetlen érintkezéses mosását a rögzített 147 füvókasorokkal, amelyek a 148 fuvókákkal rendelkeznek; a 148 fúvókák a mosóvizet felülről és alulról közvetlenül a lemezekre permetezik. A mosást tipikusan úgy végezzük, hogy az egyes mosófejeket külön és egymás után működtetjük. A mosóvíz megfelelő minőségű és megfelelő mennyiségű, hogy a szeparátor felületein csökkenjen a telített, oldott sók szintje. A zegzugos elrendezésű 144 stb. szerelvények által biztosított jó vízelvezetés, valamint a jó minőségű mosóvíz használata és a gyakori mosás miatt gyakorlatilag nem keletkeznek lerakódások.The structure of the forced circulation separator 140 allows the plates to be washed in direct contact with the fixed grass fields 147 having the nozzles 148; the nozzles 148 spray the wash water from above and below directly onto the plates. Typically, the wash is performed by separately and sequentially operating each wash head. The washing water is of sufficient quality and in sufficient quantity to reduce the level of saturated soluble salts on the separator surfaces. The zigzag arrangement 144, etc. good drainage by the fittings and the use of high quality washing water and frequent washing do not result in any build-up of deposits.

A találmány egyik jellemzője az, hogy az első kényszercirkulációs 140 szeparátor elválasztási hatékonyságának nem kell olyan nagynak lennie, mint az ismert megoldásoknál alkalmazott többszörös átömlésű szeparátoroknál, mivel az áramlás függőlegesről vízszintes irányba terelése lehetővé teszi nagy hatékonyságú, függőlegesen elhelyezett 150 páramentesítő használatát. Bár az áramlásban sodort anyagok eltávolításának hatékonysága kisebb, mint ami kívánatos lehetne a mosótomyoknál, a kényszercirkulációs szeparátor nagyon kis - például körülbelül 3,8 mm vízoszlop nyomásánál kisebb - nyomásesést okoz, és más előnyökkel is rendelkezik a tisztíthatóság, a vízelvezetés, a nagy gázsebesség és a gázáramnak a torony felső falfelületeitőlOne feature of the invention is that the separation efficiency of the first forced circulation separator 140 does not have to be as high as that of the multi-flow separators used in the known solutions, since the flow from the vertical to the horizontal allows the use of a high-efficiency, vertically positioned dehumidifier 150. Although the removal efficiency of the flow-through materials is less than desirable for washcloths, the forced circulation separator causes a very low pressure drop, such as less than about 3.8 mm of water column pressure, and other advantages of cleanability, drainage, high gas velocity, and more. the gas flow from the top wall surfaces of the tower

HU 221 181 Β1 egy nagy hatékonyságú, függőlegesen elhelyezett 150 páramentesítő felé terelése tekintetében. A 150 páramentesítő előnyösen egy cikcakkos elrendezésű terelőszerkezet.EN 221 181 Β1 with respect to its positioning in a highly efficient, vertically positioned 150 dehumidifier. Preferably, the dehumidifier 150 is a zig-zag guide.

A mosott és páramentesített gáz végül - például egy 160 kéményen át - kibocsátható az atmoszférába. Egy alternatív kiviteli alaknál a páramentesített gázt a kibocsátás előtt egy függőleges gáz-gáz hőcserélőben felmelegítjük, ahogy a jelen találmány feltalálóinak nevében 1994. június 9-én benyújtott S. N. 08/257158 számú függő USA szabadalmi bejelentésben le van írva.The washed and humidified gas can finally be discharged into the atmosphere, for example through a 160 chimney. In an alternative embodiment, the degassed gas is heated prior to discharge in a vertical gas-gas heat exchanger, as described in U.S. Patent No. 08/257158, filed June 9, 1994, in the name of the inventors of the present invention.

A találmány szerinti intézkedések lehetővé teszik egy olyan egykörös, nedves gáztisztítást alkalmazó, üres mosótorony létrehozását, amely a jelenleg használt üres mosótomyok súlyának körülbelül felét teszi ki. Ez a méretkülönbség a zagy által biztosított jobb SO_X abszorbcióval együtt körülbelül 30%-kal vagy még nagyobb mértékben javítja az eljárás teljes hatékonyságát a hagyományos rendszerekhez képest. Az eljárás teljes hatékonyságát a kezeletlen gázból egy egységnyi SO_X eltávolítására fordított összes erőforrás értékével mérjük. Ez tartalmazza mind a beruházási, mind a működtetési költségeket.The measures of the present invention allow the creation of a single-circular, empty gas purifier, which uses about half the weight of the currently used empty washes. This size difference, together with better SO _X absorption provided by the slurry, improves the overall efficiency of the process by about 30% or more compared to conventional systems. The overall efficiency of the process is measured by the value of all resources used to remove one unit of SO _X from the untreated gas. This includes both investment and operating costs.

A fenti leírás szakember számára mutatja be a találmány megvalósítását, és nem foglalkozik a szakember számára nyilvánvaló részletekkel, illetve módosításokkal és változatokkal. Mindezek a módosítások és változatok beletartoznak az igénypontokban meghatározott oltalmi körbe. Az igénypontokban meghatározott oltalmi kör magában foglalja az igényelt elemeknek és lépéseknek a kívánt célok elérésére alkalmas bármilyen elrendezését vagy sorrendjét.The foregoing description will illustrate the implementation of the invention to a person skilled in the art and will not address details or modifications and variations that will be apparent to those skilled in the art. All these modifications and variations are within the scope of the claims. The scope of the claims as defined in the claims includes any arrangement or order of the elements and steps required to achieve the desired objectives.

Claims

PATENT CLAIMS

A single-column, empty-tower, countercurrent, limestone, wet scrubbing process for reducing SO _X in flue gases, comprising: (a) passing a stream of SO _x containing flue gas upstream at a flow rate of about 4.5 m / s;

(b) introducing a spray of droplets of an aqueous wash liquid comprising finely divided calcium carbonate, calcium sulfate, and neutral solid particles into a vertical wash section of the wash tower, which is contacted with downstream flue gas upstream of the wash tower during descent;

(c) after contacting the flue gas, collecting the wash liquid in a reaction vessel;

(d) removing the washing liquid from the reaction vessel;

(e) generating a fine calcium carbonate particle recycle stream from the reaction tank effluent and another calcium sulfate particle stream;

(f) recycling a large portion of the calcium carbonate-rich recycle stream; and (g) introducing fresh calcium carbonate into the system in an amount sufficient to replace the recycled calcium discharged and the dissolved calcium reacted with SO _x absorbed by the liquid phase during the washing phase.

2. A process according to claim 1 wherein finely divided calcium carbonate particles having a mean diameter of less than 8 µιη are fed.

3. The process of claim 1, wherein the washing tower is provided with a washing liquid having a pH of from about 5.0 to about 6.3.

The method of claim 1, wherein the flue gas is flushed through the wash tower at a speed of up to about 6 m / s.

5. The method of claim 1, wherein reducing the amount of droplets in the wash tower with a single-flow forced-flow separator and diverting the flue gas flow direction to an efficient use of a vertically located dehumidifier.

6. The method of claim 5, further comprising using a vertical defogger in the wash tower and deflecting the flue gas flow direction from the vertical axis of the tower by at least 30 ° with said forced circulation separator.

7. A process according to claim 1, characterized in that the washing fluid discharged from the reaction vessel is a recirculating stream rich in fine calcium carbonate particles having a mean diameter of about 6 µm or less in a hydrocyclone, wherein the calcium-containing and sulfur-containing components have a molar ratio of 3, and on the other hand, a relatively large stream rich in calcium sulfite particles having a medium diameter of about 25 to 55 µm.

The process of claim 1, wherein the wash liquid is drained from the reaction vessel after an average residence time of less than about 8 hours.

9. The process of claim 1, wherein at least a portion of the washing liquid in the recirculation stream is returned to the reaction vessel, wherein the wash liquid has a molar ratio of calcium to sulfur containing components of at least 1.3 and a solids concentration of less than 10%.

The process of claim 9, wherein the molar ratio of calcium to sulfur in the recycle stream is greater than about 1.4.

The process of claim 9, wherein the recycle stream comprises less than 5% suspended solids.

The method of claim 1, wherein the washing fluid is sprayed with two-level nozzles, wherein the distance between the levels is less than about 2 m, and the flow from adjacent nozzles is alternately up and down.

13. The process of claim 1, wherein the calcium carbonate particles have a mean size in the reaction vessel of from about 2 to about 6 µm and at the time of introduction of the fine calcium carbonate.

The average particle size is less than about 8 µm and 99% by weight of the particles are less than 44 µm.

14. The process of claim 1, wherein the pH of the wash liquid in the reaction vessel is between about 5.8 and about 6.3.

A single-column, empty-tower, countercurrent, limestone, wet scrubbing process for reducing SO _X in flue gases, comprising: (a) passing a flue gas stream containing SO _x upwardly through a vertical washer greater than about 4.5 m / s and Flow rates up to 6 m / s;

(d) removing the wash liquid from the reaction vessel after an average residence time of less than about 8 hours;

(f) recycling a large portion of the calcium carbonate-rich recycle stream; and (g) feeding fresh calcium carbonate to the system in an amount sufficient to replace the recirculated calcium removed, the calcium dissolved and reacted with SO _x absorbed by the liquid phase in the wash phase, and the finely divided has a particle size of less than about 10 µm.

16. The method of claim 15, wherein the washing column is fed with a washing liquid having a pH of from about 5.0 to about 6.3.

17. The process of claim 16, wherein the pH of the wash liquid in the reaction vessel is between about 5.8 and about 6.3.

18. The method of claim 15, wherein a single-flow forced circulation separator is used to reduce the amount of moisture droplets and to divert the flue gas flow direction to an efficient use of a vertically located dehumidifier.

19. The method of claim 18, further comprising using a vertical defogger in the wash tower and deflecting the flue gas flow direction from the vertical axis of the flue gas by at least 30 ° with said forced circulation separator.

A process according to claim 15, characterized in that the wash liquid discharged from the reaction vessel is a recirculating stream rich in fine calcium carbonate particles having a mean diameter of about 8 µm or less in a hydrocyclone, wherein the molar ratio of calcium-containing to sulfur-containing 3, and, on the other hand, a relatively large stream rich in calcium sulfite particles having a medium diameter of about 25 to 55 microns.

21. The process of claim 20, wherein at least a portion of the washing liquid in the recirculation stream is returned to the reaction vessel, wherein the wash liquid has a molar ratio of calcium-containing to sulfur-containing components of at least 1.3.

22. The process of claim 21, wherein the molar ratio of calcium to sulfur in the recycle stream is greater than about 1.4 and the recycle stream comprises less than 5% suspended solids.

23. The method of claim 15, wherein the calcium carbonate is ground just prior to feeding such that 99% of the calcium carbonate particles are less than 44 µm, and the calcium carbonate particles are medium in size. its size in the reaction vessel is between about 2 and about 6 µm, and upon introduction, the fine calcium carbonate particles have an average size of less than about 8 µm and 99% by weight of the particles are less than 44 µm.

A single-column, empty-tower, countercurrent, limestone, wet scrubbing process for reducing SO _X in flue gases, comprising: (a) passing a flue gas stream containing SO _x up a vertical washer;

(b) introducing a spray of droplets of an aqueous washing liquid containing finely divided calcium carbonate, calcium sulfate, and neutral solid particles into a vertical wash section of the wash tower, preferably having a mean diameter of about 6 µm and less than the components have a molar ratio of at least 1.1 and the spray is countercurrently contacted with the flue gas flowing upstream of the wash tower during descent;

(c) after contacting the flue gas, collecting the wash liquid in a reaction tank having a pH of from about 5.0 to about 6.3;

(d) removing the wash liquid from the reaction vessel after an average residence time of less than about 6 hours;

(e) generating a recycle stream of fine calcium carbonate particles less than 6 µm in a hydrocyclone and another medium of calcium sulfate particles having a medium diameter of about 25 to 55 µm in the hydrocyclone from the reaction tank;

(f) recirculating at least a portion of the calcium carbonate-rich recycle stream, wherein the mole ratio of the calcium-containing to sulfur-containing components is at least 1.4; and (g) feeding fresh calcium carbonate to the system in an amount sufficient to replace the recirculated calcium removed, the calcium dissolved and reacted with SO _x absorbed by the liquid phase in the wash phase, and the finely divided has a particle size of less than about 8 µm.

25. The method of claim 24, wherein the wash tower has a single pass

With a forced-circulation separator, the flow direction of the flue gases is reversed to the direction of efficient use of a vertically located dehumidifier.

26. The method of claim 24, wherein the washing fluid is sprayed with two levels of nozzles into a vertical wash section having a distance of less than about 2 m between the levels and alternately up and down the flow from the adjacent nozzles.

27. The method of claim 24, wherein the calcium carbonate is ground just prior to feeding such that 99% of the calcium carbonate particles are less than 44 µm, and the calcium carbonate particles are medium in size. its size in the reaction vessel is between about 2 and about 6 µm, and upon introduction, the fine calcium carbonate particles have an average size of less than about 8 µm and 99% by weight of the particles are less than 44 µm.

28. A single-column, empty-tower, countercurrent, limestone, wet scrubbing process for reducing SO _X in flue gases, comprising: (a) passing a stream of SO _x containing flue gas upward at a speed of about 4.5 m / s;

(b) introducing a spray consisting of droplets of an aqueous wash liquid containing finely divided calcium carbonate, calcium sulfate, and neutral solid particles into a vertical wash section of the wash tower, contacting the spray counter in which the distance between the levels is less than about 2 m, and the flow from the adjacent nozzles is alternately up and down;

(d) removing the washing liquid from the reaction vessel;

(f) recycling at least a portion of the calcium carbonate-rich recycle stream; and feeding (g) of fresh calcium carbonate into the system withdrawn from the not recycled, the calcium withdrawn and dissolved and absorbed by the scrubbing section of the liquid phase is reacted with SO _X amount sufficient to replace the calcium.

29. A method for reducing the concentration of SO _X in a flue gas by wet scrubbing, comprising: (a) passing a flue gas stream containing SO _x upstream of a washer;

(b) introducing a spray of a finely divided calcium carbonate, calcium sulfate, and aqueous solid washing liquid, which is contacted counter-current with the flue gas flowing upstream of the wash tower during descent, and between about 1 pm and about there;

(d) maintaining high reactivity in the wash liquid by removing the wash liquid from the reaction vessel and by generating a stream rich in fine calcium carbonate particles in a hydrocyclone and another stream rich in calcium sulphate particles from the reaction tank. chlorides and removing dissolved chlorides or non-reactive solids or both by removing the calcium sulfate as a solid and a portion of the recycle stream; and (e) introducing fresh calcium carbonate into the system in an amount sufficient to replace the calcium sulphate and the recirculated stream, and to provide a finely divided calcium carbonate having a mean particle size of less than about 10 µm.

30. A method for reducing the concentration of SO _X in combustion products, comprising: (a) using a washer having a gas inlet, a gas outlet, and a vertical wash section, such that the flue gas flows upwardly through said vertical wash section. ;

(b) providing a spraying arrangement in the wash section for spraying an aqueous wash containing finely divided calcium carbonate, calcium sulfate, calcium sulfite, and non-reactive solids, which is flushed downstream of the flue gas downstream;

(c) feeding calcium carbonate having a mean particle size of less than about 8 µm;

(d) were placed in a reaction vessel during the said spraying means arrangement which collects the washing liquid, once during a contact time in contact with the vertical scrubbing section of the flue gas, in the reaction vessel of a size that is suitable for the _SOx reaction of calcium carbonate, calcium sulfate for the formation of crystals having an average diameter of at least twice the input of calcium particles;

(e) removing the wash liquid from the reaction vessel and feeding the wash liquid to the spray arrangement in the wash section; and (f) maintaining a low chloride content in the reaction vessel by discharging the washing liquid from the reaction vessel into a hydrocyclone to produce a recycle stream rich in small calcium carbonate particles and a relatively larger stream rich in calcium sulfate particles; and recirculating a portion of the recirculating stream as a function of the chloride content determined.

31. A method for reducing the concentration of SO _X in a flue gas by wet scrubbing, comprising: (a) passing a flue gas stream containing SO _x upstream of a washer;

(b) containing finely divided calcium carbonate, calcium sulphate and inert solid particles13

Introducing a spray liquid washing liquid, which is contacted upstream of the flue gas flowing upstream of the wash tower during descent, and the pH of the wash liquid in a reaction vessel is between about 5.0 and about 6.3;

(c) collecting the wash liquid in the reaction vessel;

(d) maintaining a low chloride content in the reaction vessel by conducting a wash liquid from the reaction vessel to a hydrocyclone to produce a recycle stream rich in small calcium carbonate particles and a relatively larger stream rich in calcium sulfate particles; the chloride content of the stream, and venting a portion of the recirculating stream as a function of the chloride content;

(e) returning a portion of the recycle stream to the reaction vessel in which the molar ratio of calcium to sulfur components is greater than about 1.3;

(f) removing the calcium sulfate-rich stream from the hydrocyclone to recover the calcium sulfate; and (g) introducing fresh calcium carbonate into the system in an amount sufficient to replace the extracted calcium, and said finely divided calcium carbonate having an average particle size of less than about 10 µm.

A wet scrubber device for reducing the concentration of SO _X in flue gases, comprising: (a) a wash tumbler (100) having a gas inlet (110), a gas outlet (120), and a vertical wash section, that the flue gas flows upwardly through said vertical wash section;

(b) in the wash section (110), a sprinkler arrangement spraying a finely divided calcium carbonate-containing aqueous wash liquid that flows downstream of the flue gas in the wash tower;

(c) a reaction vessel (130) located beneath said spray device arrangement for collecting flue gas in contact with the flue gas in a vertical wash section (110) of a size suitable for reacting SO ₂ with calcium carbonate to form gypsum crystals of medium size; has a diameter at least twice that of the fed calcium carbonate particles;

(d) means for feeding calcium carbonate (130) having an average particle size of less than about 10 µm into the reaction vessel;

(e) a system for supplying the spray liquid from the reaction tank to the spray arrangement (110) in the wash section, comprising at least one pump (182) and an associated line (183);

(f) a system for maintaining the quality of the washing fluid (180) comprising separating a hydrocyclone (181) from the fluid in the reaction vessel (130) into a stream rich in small calcium carbonate particles and a stream rich in relatively large calcium sulfate particles; A pump (182) and associated conduit (183) for conveying the washing fluid from the reaction vessel (130) to the hydrocyclone (181), a recirculating conduit (184) from the hydrocyclone (181) to the reaction vessel (130) for carrying a calcium carbonate-rich stream. an outlet conduit (185) coupled to the recirculation line (184) to remove a portion of the recirculation stream from said recirculation line (184), and a conduit for removing calcium sulfate slurry (181) from the hydrocyclone (186).