PL105299B1 - Wysokotemperaturowy sposob wymiany ciepla oraz wymiany masy,zwlaszcza usuwania niepozadanych skladnikow ze strumienia gazu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest wysokotemperatu¬ rowy sposób wymiany ciepla oraz wymiany masy, zwlaszcza usuwania niepozadanych skladników ze strumienia gazu. Sposób wedlug wynalazku mozna wykorzystywac do ogrzewania lub chlodze¬ nia strumieni gazu o wysokiej temperaturze, a takze do wymiany energii cieplnej miedzy jednym strumieniem gazowym a innym strumieniem gazu lub cieczy. Sposób wedlug wynalazku nadaje sie do wymiany ciepla w rozmaitych procesach che¬ micznych i/lub usuwania niepozadanych rozdrob¬ nionych materialów i substancji chemicznych ze strumieni odlotowych. Wynalazek dotyczy zwlasz¬ cza usuwania zwiazków siarki z goracych gazów przy uzyciu stopionych metali ciezkich reagujacych ze zwiazkami siarki z utworzeniem nielotnych siarczków. Siarczki te rozklada sie w oddzielnym naczyniu, zregenerowany reagent metaliczny za¬ wraca sie, uzywajac go w znacznym nadmiarze do dalszych reakcji, a siarke elementarna odzyskuje sie. Sposób wedlug wynalazku jest szczegól¬ nie przydatny w przypadkach, w których tempe¬ ratura strumieni gazowych lub ich korozyj- nosc przewyzsza wartosci dopuszczalne dla nor¬ malnych materialów konstrukcyjnych i/lub w któ¬ rych ilosc cial stalych wprowadzanych do ukladu jest wystarczajaca do spowodowania zanieczysz¬ czenia konwencjonalnych powierzchni wymiany ciepla.

Dotychczas przy wymianie ciepla do pracy w ta- kich surowych warunkach konstruowano wymien¬ niki ciepla typu rekuperatorów, które wykonywa¬ no raczej z trudnopalnych materialów ceramicz¬ nych niz ze zwyklych metali. Zle przewodnictwo ciepla, kruchosc i wysoki koszt wytwarzania sta¬ nowia jednak wady takich urzadzen. Ponadto, w konwencjonalnych rekuperatorowych wymiennikach ciepla powierzchnie wymiany ciepla czesto sie zanieczyszczaly, wskutek osadzania wprowadzanych z gazami czastek stalych lub cieczy, przyczyniajac sie do zwiekszenia ilosci prac majacych na celu utrzymanie ruchu i powodujac trudnosci eksplo¬ atacyjne.

Jako rozwiazanie alternatywne w stosunku do rekuperatorowych wymienników ciepla stosowano w przypadku pracy w opisanych wyzej trudnych warunkach w wysokiej temperaturze, regenera¬ cyjne wymienniki ciepla, takie jak ceglane komo¬ ry regeneracyjne uzywane w polaczeniu z piecami w przemysle stalowym. Nawet mimo zadawalaja¬ cej pracy takie regeneracyjne wymienniki ciepla odznaczaja sie pewnymi wadami. Mianowicie, dla osiagniecia pozadanego stanu ustalonego musza pracowac cyklicznie, parami, co wymaga stosowa¬ nia zaworów przystosowanych do ruchu w trud¬ nych warunkach wysokotemperaturowych oraz zlo¬ zonej regulacji procesu, powodujac przy tym nie¬ uniknione mieszanie strumieni gazowych podczas przelaczania oraz trudnosci przy eksploatacji urza¬ dzen pod zwiekszonym cisnieniem. 105 2993 105 299 4 Innym problemem oczekujacym rozwiazania jest usuwanie niepozadanych skladników ze strumie¬ nia goracych gazów.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 690 808 przedstawiono ostatnio opra¬ cowany sposób usuwania zwiazków siarki droga reakcji gazów spalinowych w komorze spalania ze stopiona miedzia i nastepujacej potem obrób¬ ki siarczku miedzi majacej na celu oczyszczenie miedzi i otrzymanie dwutlenku siarki.

Sposób ujawniony w powyzszym opisie paten¬ towym polega na tym, ze w komorze spalania, tuz za strefa spalania znajduje sie zbiornik z miesza¬ niem, zawierajacy roztopiona miedz. Nad tym zbiornikiem znajduje sie drugi zbiornik z roz¬ topiona miedzia, z którego miedz w postaci waskich strumieni lub kropli splywa do zbiornika dolnego wchodzac po drodze w kontakt z gazami spalino¬ wymi i reagujac ze zwiazkami siarki. Miedz ze zbiornika dolnego, po regeneracji podaje sie do zbiornika górnego. W ten sposób krazaca w obiegu roztopiona miedz pozwala na ciagle usuwanie siar¬ ki z gazów spalinowych.

Niniejszy wynalazek pozwala na polepszenie wa¬ runków wymiany ciepla w wysokich temperatu¬ rach i utrzymanie dobrego przewodnictwa cieplne¬ go podczas dlugiej eksploatacji w ukladach nie zwiazanych z komora spalania. Ponadto stwarza on mozliwosci wysokotemperaturowej wymiany ciepla, w której nastepuje usuniecie nie¬ pozadanych materialów stalych, cieklych lub gazowych z przeplywajacych strumieni ga¬ zowych. Usuwanie, sposobem wedlug wyna¬ lazku, tych niepozadanych materialów z przeply¬ wajacych gazów realizuje sie bez ogrzewania lub ebloclzenia strumienia gazu. Wysokotemperaturowa wymiane ciepla i/lub usuwanie materialów sposo¬ bem wecfcfeg wynalazku mozna wykonywac w sze¬ rokim zakresie cisnien. Sposób wedlug wynalazku umozliwia ponadto zblizenie sie do pozadanego stanu ustalonego, jak równiez pozwala na prace w przeciwpracLzie pozwalajac tym samym na wy¬ miane ciepla miecby dwoma strumieniami gazo»- w/yraad) lub rauedjzy strumienieiaa gazowym a stru¬ mieniem cieklym. "Wymiane ciepla sposobem we¬ dlug wynalazku mozna prowadzic przy uzyciu te¬ go samego medium, co stosowane do usuwania niepozadanych skladników gazowych i/lub materia¬ lów rozdrobnionych ze s.truLHpienia lub strumieni toecfeacych przedmiotem obróbki. Sposobem wedlug wyuaalsazku mozna selektywnie usuwac niepozada¬ ne sJ&ladnaiki gazowe z goracych gazów otrzyma- Btych w wyniku spalania lub hydrogazy&kacji wegte. sposób wedjlug wynalazku polega na tym, ze sitvurafe& gazu wprowadza sie d** organicznej; ko- mony przeplywowej, w której. ctalne$ caesci zuaj- droje sóe* kapiel z cieczy skla£lag*cej: sie: ze stafóoc nycb metal* i/lub stopigoja^cb soli Etieoi7janicznych. 2. cieozy tej wyfcwairaa zm knocte. Krople wy«Ne- nietfa ci^plsoi ze sfr»«ieni$inv max* a ponadto moga za*P293Q|a^ ai«iM>aadane skladniki sfeaumiwa gazu hpfe wejsc* w aeak*j* cheimemA * ai«iww«^anym skladnikiem strumienia gazu, ty/Bfc sanosyufc powo¬ dujac jego usuniecie. Krople nastepnie opadaja do basenu, w którym znajduje sie ciecz, po czym z cieczy tej ponownie wytwarza sie krople. Ciecz z basenu doprowadza sie do pozadanego stanu.

W przypadku gdy celem procesu jest wymiana ciepla, doprowadza sie ja do pozadanej tempera¬ tury. W przypadku, gdy celem procesu jest usu¬ niecie niepozadanego skladnika, na przyklad usu¬ niecie zwiazków siarki ze strumienia gazu i gdy ciecza jest stopiony olów, ciecz znajdujaca sie w basenie komory przeplywowej regeneruje sie przez rozklad siarczku olowiu i zawrócenie roztopione¬ go olowiu do ukladu. Dobór cieczy zalezy od tego co jest celem procesu, uwzgledniajac parametry procesu.

W wielu procesach przemyslowych wytwarza sie duze ilosci gazów o wysokiej temperaturze, nazy¬ wanych gazami redukujacymi. Takie gazy redu¬ kujace zawieraja na ogól wodór, pare wodna, tle¬ nek wegla i dwutlenek wegla. W gazach takich moze tez wystepowac azot i weglowodory, nato¬ miast nigdy nie zawieraja one tlenku czasteczko¬ wego w znaczacych ilosciach. Wlasnosci redukuja¬ ce gazu w odniesieniu do okreslonych materialów zaleza od temperatury, stosunku ilosci wody do weglowodorów i stosunku ilosci dwutlenku wegla, do tlenku wegla, które to stosunki dotycza za¬ wartosci wyrazanych w procentach objetoscio¬ wych: H20/H2 i COa/CO.

Zilustrowano to na przykladzie nastepujacych ^ reakcji: PbO +CO^Pb+C02 (1) PbO +H2^Pb+H20 (2) Gaz redukujacy spowoduje, ze reakcja bedzie przebiegac w kierunku na prawo wedlug schematu (1) w temperaturze 4$3°C, jezeli stosunek H20/H2 nie przekracza wartosci okolo 3,5X10\ lub w tem¬ peraturze 92Q°C> jezeli nie przekracza on wartosci okolo £8XllO*. Reakcja (£> bedzie przebiegac na 40 prawo w temperaturze 426>°C, jezeli stosunek C02fCO nie przekracza 2,5X1Q5, lub w tempera¬ turze 9&9°C. jezeli jest on mniejszy od 2,5X10^.

Innymi slowy> tlenek olowiu nie tworzy sie w zetknieciu z nawet bardzo- lagodjnie redukujacymi 45 gazami,, a mianowicie z gazami zawierajacymi nie¬ wielkie tylko* w stosunku do C02 i HgO, ilosci CO i H2.

Gaz wykazujacy wlasnosci redukujace w sto¬ sunku dio pewnego tlenku,, takiego jak tlenek olo- 50 wiu, czesto nie redukuje innycii tlenków- Jak stwierdszono uprzednio, stosunek CO^/CO wymaga¬ ny do zredukowania tlenki cynku, w temperaturze 920°€ jesst mnjejsz-y o4 3»5,Xia*, zas- do zreduko¬ wania tlenku. zelfltfa nie jpwinien przekraczac 55 ©koto fyA5- ^iadocEtf). es^wyiscie, ze stosunku H^O/Hz i C€VCC> z-wiftzaae sa z tak zwana reakcja kon- weiacPt ^entoi w*g& pgoft wo4»a: 60 Osnacza t©, ze w gazie o skladzie równowago- wyaaa s/bosunfcjj E*CyEk i COJCO, przybieraja war¬ tosci, dla których gaz redukuje dany tlenek w«- ctag obmu wspomnianych wyzej reakcji badl tez 65 nie redukuje go wedlug zadnej z nich.5 Gazy redukujace sa zazwyczaj zanieczyszczone siarkowodorem lub innymi gazowymi zwiazkami siarki, takimi jak siarczek karbonylu. Jednym z przykladów jest gaz opalowy wytwarzany droga reakcji wegla lub koksu z para wodna lub z mie¬ szanina tlenu i pary wodnej w podwyzszonej tem¬ peraturze. W wyniku takiej reakcji tworzy sie zlozona mieszanina gazowa zawierajaca wodór, tle¬ nek wegla, metan, pare wodna i inne gazy, wraz z siarkowodorem i innymi zwiazkami siarki. Nie¬ pozadane zwiazki siarki pochodza od siarki za¬ wartej w weglu. Innymi goracymi, redukujacymi gazami opalowymi sa gazy powstajace w reakcji weglowodorów z ropy naftowej z para wodna lub z mieszanina pary wodnej i tlenku w podwyzszo¬ nej temperaturze. Wsród skladników takiego gazu znajduja sie rózne gazowe weglowodory, wodór, tlenek wegla, dwutlenek wegla i niepozadane zwiazki siarki utworzone z siarki wystepujacej w ropie naftowej. W wielu strumieniach gazowych w rafineriach ropy naftowej, zawierajacych glów¬ nie weglowodory, znajduja sie niepozadane zwiaz¬ ki siarki pochodzace z siarki obecnej w surowej ropie.

Na ogól bardzo jest pozadane, a czasami wrecz istotne usuniecie wspomnianych wyzej zwiazków siarki z tych gazów. Zwykle najpierw chlodzi sie gaz do stosunkowo niskiej temperatury, po czym przemywa sie gaz roztworem wodnym zawieraja¬ cym rozpuszczalny w wodzie, reagent, taki jak weglan. Jezeli gazy redukujace maja byc stoso¬ wane w podwyzszonej temperaturze, wówczas po ochlodzeniu i przemyciu musza byc ponownie pod¬ grzane. Takie ochlodzenie i ponowne ogrzewanie stosowane w celu usuniecia siarki jest oczywis¬ cie niepozadane ze wzgledu na zlozonosc procesu i urzadzen oraz koszty z tym zwiazane. Ponadto straty energii cieplnej podczas chlodzenia i po¬ nownego ogrzewania winny byc wyeliminowane w przypadku wielu procesów przemyslowych. Dlatego tez, oczywiscie, istnieje potrzeba opracowania spo¬ sobu usuwania zwiazków siarki z gazów nie wy¬ magajacego wstepnego chlodzenia.

Sposób wedlug wynalazku mozna realizowac przy zastosowaniu urzadzenia, w którym niepozadana siarke usuwa sie z goracych gazów redukujacych przy uzyciu stopu zawierajacego stopiony reagent metaliczny i tworzacy sie w reakcji siarczek me¬ talu, nie usuwajac jednoczesnie innych pozada¬ nych gazowych skladników goracego gazu redu¬ kujacego. Utworzony siarczek metalu regeneruje sie uzyskujac siarke i zregenerowany reagent me¬ taliczny, po czym nadmiar reagenta metalicznego zawraca sie do strefy reakcyjnej stanowiacej zam¬ knieta przestrzen, w której wytwarza sie krople.

Sposób wedlug wynalazku i urzadzenie pozwalaja na usuniecie z goracych gazów redukujacych nie¬ pozadanych zwiazków siarki, takich jak siarkowo¬ dór, siarczek karbonylu, merkaptany i tym podob¬ ne w postaci siarczku metalu, takiego jak siar¬ czek olowiu, który poddaje sie regeneracji uzy¬ skujac w komorze regeneracyjnej elementarna siar¬ ke i stopiony olów, zawracany w nadmiarze w stosunku do ilosci potrzebnej do reakcji ze zwiaz¬ kami siarki znajdujacymi sie w goracych gazach 299 6 redukujacych. Cecha charakterystyczna sposobu wedlug wynalazku jest prowadzenie reakcji w ta¬ kich warunkach, w których siarczek metalu znaj¬ duje sie w roztworze lub tez w postaci stalej, w dajacej sie pompowac zawiesinie w nadmiarze me¬ talu znajdujacego sie w obiegu. Stop latwo jest wówczas transportowac do strefy regeneracji.

Wynalazek i korzysci wynikajace z jego stoso¬ wania stana sie bardziej oczywiste po zapoznaniu io sie z zalaczonymi rysunkami, na których fig. 1 przedstawia perspektywiczny widok urzadzenia z niektórymi czesciami usunietymi w celu pokaza¬ nia szczególów wnetrza. Urzadzenie to przeznaczo¬ ne jest do prowadzenia procesu wymiany sposo- bem wedlug wynalazku.

Na rysunku fig. 2 przedstawiono schematycznie widok urzadzenia do prowadzenia procesu wymia¬ ny sposobem wedlug wynalazku w szeregu prze- ciwpradowo pracujacych podobnych jednostek.

Na rysunku fig. 3 przedstawiono schematycznie urzadzenie do prowadzenia procesu wedlug wy¬ nalazku przy uzyciu cieklego nosnika ciepla sto¬ sowanego do wymiany ciepla miedzy dwoma stru¬ mieniami gazowymi o róznej charakterystyce ter- micznej.

Na rysunku fig. 4 przedstawiono schematycz¬ nie widok szeregowo polaczonych urzadzen uwi¬ docznionych na rysunku fig. 3.

Na rysunku fig. 5 graficznie zilustrowano ciagly sposób usuwania zasadniczo wszystkich zwiazków siarki z goracych gazów redukujacych droga two¬ rzenia siarczku metalu, regeneracji metalu i jego zawracania do obiegu.

Na rysunku fig. 6 podano wykres zaleznosci skladu mieszaniny olowiu i siarczku olowiu od temperatury.

Sposób wedlug wynalazku polega na bezposred¬ niej wymianie ciepla i/lub masy miedzy przeply- 40 wajacym strumieniem gazu i cieklym nosnikiem ciepla. Przy wymianie ciepla realizowanej sposo¬ bem wedlug wynalazku preznosc pary cieklego nosnika ciepla winna byc jak najnizsza, a ko¬ rzystnie pomijalna w stosowanym zakresie tem- 45 peratur. Tak wiec stopien odparowania cieklego nosnika ciepla, winien byc minimalny, aby cieplo dostarczane lub odprowadzane z ukladu sluzylo do zmiany temperatury nosnika a nie do iego od¬ parowywania. Wedlug wynalazku, gdy celem jest 50 wymiana ciepla, jako ciekly nosnik ciepla stosu¬ je sie substancje niereagujaca chemicznie ze sklad¬ nikami przeplywajacego strumienia gazowego. We¬ dlug innej wersji ciekly nosnik ciepla ulega po¬ zadanym reakcjom chemicznym z pewnymi sklad¬ nikami przeplywajacego strumienia gazowego, po¬ wodujac usuniecie niepozadanych skladników ze strumienia.

Sposób wedlug wynalazku realizuje sie wytwa- oo rzajac w przeplywowej komorze krople cieklego nosnika ciepla o duzej powierzchni stanowiacej powierzchnie wymiany ciepla z gazem przeplywa¬ jacym przez komore. Stosowany tu termin kropla obejmuje wszystkie ciekle czastki o rozmiarach od fl5 drobnej mgly do duzych kropel i nie jest ogra-7 nkzony do cieklych czastek o jednakowych roz¬ miarach ani tez czastek o okreslonym ksztalcie.

Strumien kropel mozna wytworzyc wprowadza¬ jac ciecz do przeplywajacego gazu przy uzyciu wirnika lub wirujacego talerza czesciowo zanurzo¬ nego w cieczy znajdujacej sie na dnie komory, badz tez stosujac kondensator rozpryskowy i tym podobne. Alternatywnie taki strumien kropel moz¬ na wytworzyc za pomoca strumienia gazu wpro¬ wadzanego do cieczy. Krople mozna tez utworzyc stosujac odpowiednie glowice lub dysze rozpry- skowe umieszczone w komorze, w której znajdu¬ je sie cyrkulowana ciecz. Krople cieczy przemiesz¬ czajace sie w gazie moga wymieniac cieplo z prze¬ plywajacym gazem, po czym sa zawracane do obiegu. Ciekly nosnik ciepla mozna utrzymywac w zadanym zakresie temperatur cyrkulujac robo¬ cza ciecz i poddajac zetknieciu z drugim strumie¬ niem gazowym, z którym nastepuje wymiana ciepla w ilosci odpowiadajacej ilosci ciepla wymienianej z pierwszym strumieniem gazu. Alternatywnym sposobem doprowadzania lub odprowadzania ciepla z cieklego nosnika ciepla moze byc umieszczenie w cieczy wezownic grzejnych lub chlodzacych.

Do materialów odpowiednich do stosowania w wyzszych temperaturach zalicza sie metale oraz inne materialy nieorganiczne i organiczne pozosta¬ jace niskolepkimi cieczami o malej preznosci pa¬ ry w zadanym zakresie temperatur. Wybór odpo¬ wiedniego nosnika ciepla dyktowany jest skladem strumienia gazowego poddawanego obróbce. I tak, na przyklad, gaz zawierajacy 5#/o H20 i 5% C02 oraz po 45*/o H2 i CO mozna chlodzic lub ogrze¬ wac w zakresie temperatur od okolo 327°C do okolo 800°C przy uzyciu stopionego olowiu /tem¬ peratura topnienia 327°C/, poniewaz olów nie re¬ aguje z takim gazem. Jezeli natomiast pozadane byloby usuniecie H20 i C02 z tego gazu, odpo¬ wiednie byloby zastosowanie cieklego magnezu, poniewaz magnez reagowalby w znacznym stop¬ niu z H2O i C02. Jezeli zatem celem byloby usu¬ niecie H20 i C02 z gazu z jednoczesna wymiana ciepla, magnez bylby korzystniejszy niz olów.

Rodzaj odpowiedniego stopu zalezy ponadto od temperatury topnienia materialu i najnizszej tem¬ peratury ukladu wymieniajacego cieplo. Jezeli, na przyklad, ma sie wymienic cieplo w zakresie 500— —800°C, nie mozna oczywiscie stosowac miedzi /temperatura topnienia 1083°C/, natomiast dopusz¬ czalne jest uzycie nizej topliwych metali, takich jak olów /temperatura topnienia 327°C/ i cyna /temperatura topnienia 232°C/. Podobnie, nie moz¬ na by stosowac do tego celu chlorku sodowego /temperatura topnienia 801°C/, zas odpowiednie bylyby nizej topliwe materialy, takie jak LiJ /tem¬ peratura topnienia 446°C/.

Przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku wy¬ lacznie do wymiany ciepla na ogól wazne jest, aby opuszczajace wymienniki gazy byly w jak najmniejszym stopniu zanieczyszczone parami ciek¬ lego nosnika ciepla. Wysokie cisnienie czasteczko¬ we cieklego nosnika ciepla w gazach odlotowych sa niepozadane z wielu przyczyn, takich jak straty cieczy, toksycznosc takich gazów i komplikacje przy dalszej obróbce gazów. Tak wiec sód meta- 299 8 liczny, który wrze w temperaturze 349°C pod cis¬ nieniem atmosferycznym, bylby nie do przyjecia, jezeli temperatura gazów opuszczajacych wymien¬ nik ciepla pracujacy pod cisnieniem atmosferycz- nym przekraczalaby okolo 500°C. Magnez bylby stosunkowo niekorzystna ciecza do stosowania w temperaturze 500°C, gdyz cisnienie jego pary w tej temperaturze jest stosunkowo wysokie /okolo 0,1 mm Hg/. Znacznie lepszy do stosowania w temperaturze 500°C bylby olów, którego preznosc pary wynosi okolo 10-5 mm Hg. Te same zasady obowiazuja przy wyborze innych materialów ciek¬ lych.

Ciekly nosnik ciepla winien odznaczac sie, ko- rzystnie, niska lepkoscia, bowiem w przeciwnym razie trudno bedzie zdyspergowac go do malych kropel. I tak, czyste zelazo nie jest odpowiednie do stosowania w poblizu temperatury topnienia, poniewaz jest dosc lepkie, podobnie jak wiele krze- mianów w postaci stopionej. Korzystne jest sto¬ sowanie innych metali, takich jak olów lub cyna, badz tez soli, takich jak chlorki, których lepkosc jest niewielka.

Jako ciekle nosniki ciepla mozna stosowac stopy, korzystne ze wzgledu na znacznie nizsza tem¬ perature zestalania /zalezna od skladu/ niz w przypadku czystych metali. Na przyklad, stop olo¬ wiu i cyny, zawierajacy 6,19% cyny, topnieje w temperaturze 183°C, podczas gdy temperatura olo- wiu wynosi 327°C, a temperatura topnienia cyny wynosi 2S2°C. Podobnie, jednofazowy stop mie¬ szaniny soli wykazuje temperature topnienia niz¬ sza niz temperatury topnienia czystych skladni¬ ków. I tak, mieszanina LiCl i KC1 zawierajaca * 4lVo KC1 topnieje w temperaturze 332°C, pod¬ czas gdy temperatury topnienia KC1 i LiCl wy¬ nosza, odpowiednio 776 i 614°C.

Jako ciekly nosnik ciepla mozna stosowac me¬ dium niereagujace chemicznie ze skladnikami stru- 40 mienia gazowego, bedace wówczas wylacznie nos¬ nikiem ciepla. W takich przypadkach, jezeli prze¬ plywajace gazy zawieraja ciecze lub ciala stale, czesc z nich bedzie wychwytywana przez ciekly nosnik ciepla. Z nosnika mozna je usuwac taki- 45 mi sposobami, jak saczenie, sedymentacja i inne> których wybór nalezy do prowadzacego proces.

W razie koniecznosci usuniecia niepozadanego skladnika lub skladników gazowych, cieklych lub stalych z przeplywajacego strumienia gazowego mozna, droga wlasciwego wyboru cieklego nosni¬ ka ciepla, zrealizowac zadana wymiane ciepla i jednoczesnie usunac niepozadany skladnik ze stru¬ mienia gazowego. Jako ciekly nosnik ciepla sto¬ sowac mozna stopiony metal lub sól nieorganicz¬ na wchodzaca w reakcje chemiczna z niepoza¬ danym skladnikiem, wskutek czego usuwa sie go ze strumienia gazowego. Produkt reakcji nie moze byc lotny. W takich przypadkach produkt reakcji musi byc latwo usuwalny z cieklego nosnika ciepla w celu umozliwienia regeneracji i zawrotu.

Droga wlasciwego doboru cieczy wprowadzanej do strumienia gazowego mozna takze selektywnie usunac niepozadane skladniki gazowe z goracego « gazu nie obnizajac jego temperatury. Jednym z105 299 9 przykladów jest usuwanie pary tlenku sodu z go¬ racych gazów pochodzacych ze spalania lub hy- drogazyfikacji wegla. Tlenek sodu usuwa sie prze¬ puszczajac gazy zanieczyszczone Na20 przez ko¬ more rozpryskowa, jak to pokazano na rysunku * fig. 1, stosujac kwasna ciecz, taka jak krzemian sodowy lub fosforan sodowy o odpowiednim skla¬ dzie. Tlenek sodu z gazów reaguje tworzac fosfo¬ ran sodowy. Kwasowosc i temperatura fosfora¬ nu sodowego sa funkcjami stosunku Na20/PE05, 19 jak to podano w Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, I wydanie, tom X, str. 445.

Utrzymujac stosunek Na20/P205 równy 1,5 usu¬ neloby sie Na20 z przeplywajacych gazów. Sto¬ sunek Na20/P205 mozna utrzymywac na zadanym 11 poziomie dodajac P2Ob do ukladu. Staly fosforan sodowy mozna latwo usunac z ukladu. Ilosc pary wodnej w gazach spalinowych nie ma w tym przy¬ padku zadnego wplywu, pomimo tendencji sto¬ pionego fosforanu sodowego do wychwytywania 20 pary wodnej, co obniza jego temperature top¬ nienia. Tlenki potasu mozna usunac z goracych gazów za pomoca reakcji tego samego typu. W szeregu takich jednostek mozna zastosowac rózne reagenty chemiczne w celu selektywnego usunie- 25 cia wielu niepozadanych skladników gazowych.

Ponizej opisano bardziej szczególowo urzadze¬ nie przedstawione na rysunku fig. 1. W zamknie¬ tej komorze 10 znajduje sie wal napedowy 12 odpowiednio zaczopowany w scianach 13 i 14. Na 30 wale 12 zamocowane sa na stale kola lopatkowe i 16, które obracaja sie wraz z walem. Na dnie komory 10 znajduje sie kapiel 17 stopu lub cieczy, której lustro jest na takim poziomie, aby dolne czesci kól 15 i 16 byly w niej zanurzone. 36 Zewnetrzna chlodnica 18, równiez zanurzona w kapieli 17, sluzy no wymiany ciepla z otoczeniem.

Kapiel 17 mozna utrzymywac w zadanej tempe¬ raturze droga wymiany ciepla przez sciany ko¬ mory lub przez powierzchnie wymiany ciepla znaj- 40 dujaca sie w kapieli. Goracy gaz przeznaczony do ochlodzenia lub ogrzania dostarcza sie do komory przewodem 19, zas odprowadza otworem 20 i przewodem 21.

Podczas ruchu kapiel 17 utrzymuje sie w za- 45 danej, okreslanej zawczasu temperaturze przy u- zyciu wymiennika ciepla 18 i obraca sie walem napedowym 12 powodujac wirowanie kól 15 i 16 i w ten sposób, wytwarzanie strumienia kropel cieczy w gazie przeplywajacym przez komore 10. 50 Wskutek rozwiniecia duzej powierzchni tak otrzy¬ manych kropel nastepuje bardzo szybka i efek¬ tywna wymiana ciepla ze strumieniem gazowym przeplywajacym przez komore 10. Komora 10 wy¬ pelniona, jest kroplami pierwotnej cieczy, podrzu- 55 canej do góry szybko obracajacymi sie kolami zanurzonymi czesciowo w kapieli 17 znajdujacej sie w dolnej czesci zbiornika. Krople przelatuja do góry przez gaz, po czym spadaja przez gaz do kapieli 17 wymieniajac cieplo z gazem. Niektóre z eo kropel uderzaja o sufit komory, skad sciekaja opadajac przez warstwe gazu. Ciecz pierwotna w tym wymienniku mozna z kolei chlodzic lub ogrzewac za pomoca drugiej cyrkulujacej cieczy przeplywajacej przez wezownice 18 zanurzona w w kapieli 17 i utrzymywana w zadanej temperaturze.

Jako te druga ciecz mozna stosowac stopiona sól lub stopiony metal, badz tez olej weglowodorowy, a cieplo przenoszone jest przez te ciecz w posta¬ ci ciepla namacalnego. Alternatywnie w wezow- nicy tej mozna odparowywac wode w odpowied¬ niej temperaturze i pod odpowiednim cisnieniem.

Pierwotny ciekly nosnik ciepla mozna tez cyrku- lowac przez zewnetrzny wymiennik ciepla. Sposo¬ by doprowadzania zamiast odprowadzania ciepla od pierwszej cieczy sa oczywiste. Duzy strumien ciepla przenoszony miedzy gazerrt a pierwszym cieklym nosnikiem ciepla mozna osiagnac dzieki duzemu stezeniu kropel cieczy w komorze 10, któ¬ re mozna uzyskac wieloma sposobami.

Jako pierwszy ciekly nosnik ciepla mozna sto¬ sowac stopiony metal lub stopiona sól, zaleznie od wymagan co do jej wlasciwosci. Jezeli z ga¬ zem wprowadza sie ciala stale lub ciecze, to czesc z nich bedzie wychwytywana przez pierw¬ szy ciekly nosnik ciepla. Jezeli materialy te sa nierozpuszczalne w nosniku ciepla, mozna usunac je droga saczenia, zgarniac z powierzchni fazy cieklej lub podobnymi sposobami.

Urzadzenie przedstawione na rysunku fig. 1 wy¬ kazuje wiele zalet w stosunku do zwyklych, re¬ kuperatorowych lub regeneratorowych wymienni¬ ków ciepla. Do minimum zmniejszone sa trudnosci konstrukcyjne, poniewaz w stosunku do zadnej z czesci urzadzenia nie trzeba stosowac bezpiecz¬ nych ograniczen temperaturowych. Na przyklad kola lopatkowe 15 i 16 oraz wal 12, mozna w ra¬ zie potrzeby chlodzic od wewnatrz, podobnie jak i sciany komory rozpryskowej. Wymiana ciepla jest doskonala, zwlaszcza ze wzgledu na ciagle odnawianie powierzchni kropel, wskutek czego nie istnieje problem zanieczyszczania. Latwo jest pro-? wadzic operacje w systemie ciaglym i w bardzo-, wysokich temperaturach.

Na przyklad objetosc wolnej przestrzeni w ko morze 10 ponad powierzchnia cieczy wynosi oW lo 27 ms. Przez komore przepuszcza sie pod cis¬ nieniem atmosferycznym, gazowy azot wprowa¬ dzajac go w temperaturze okolo 540°C. Ciecza chlodzaca jest stopiony olów o temperaturze okolo 315°C, którego gestosc wynosi 10,5 g/cm*, a cieplo wlasciwe wynosi 0,011 Kcaykg°C> srednica kro¬ pel wytwarzanych przez kola lopatkowe wynosi srednio okolo 1,3 mm. Wspólczynynik przenika¬ nia ciepla miedzy kroplami a gazem waha sie w granicach okolo 170—8400'Kcal/m1 parzesfizeni ga- zoweJ!/godziney°C. Przy liniowej predkosci przeply¬ wu gazu wynoszacej okolo 0,3 m/sekunde od stro¬ ny wlotu goracych gazów mozna je schlodzic o okolo 110°C, to znaczy przy wylocie z komory ich temperatura wynosi okolo 430°C. Wprawdzie w urzadzeniu przedstawionym na rysunku fig. 1 mozna zrealizowac wspól- i przeciwpradowy prze¬ plyw cieczy i gazu, jednak w jednej komorze osiaga sie niewielka tylko poprawe wymiany cie¬ pla przy przeplywie przeciwpradowym, jezeli nie jest ona dostatecznie dluga, a to ze wzgledu na intensywne mieszanie.

Sposób wedlug wynalazku zilustrowany na fig. 1 dotyczy procesu jednostopniowego. Sposób wedlug11 wynalazku moze byc prowadzony takze w wielu szeregowo polaczonych urzadzeniach pracujacych wspól- lub przeciwpradowo, jak to uwidoczniono na rysunku fig. 2. Komory 22, 23 i 24 polaczone sa szeregowo przewodami 25 i 26. Podobnie, kapie¬ le 27, 28 i 29 polaczone sa przewodami 30 i 31, a ciecz z tych kapieli zawracana jest przewodem 32 za pomoca pompy 33, przeplywajac przez wymien¬ nik ciepla 36. Kola lopatkowe 39—47 osadzone sa na wale napedowym 48 zaczopowanym w scianach komór 22, 23 i 24. Sa one obracane przy uzyciu odpowiedniego silnika nie pokazanego na rysun¬ ku. Przy wiejkszej liczbie komór lub stopni pola¬ czonych szeregowo mozna bardziej zblizyc sie do rezultatów osiaganych przy przeplywie przeciw- pradowym w urzadzeniach konwencjonalnych.

Sposób wedlug wynalazku mozna realizowac w urzadzeniu zilustrowanym na rysunku fig. 3. Rów¬ nolegle polaczone komory 49 i 50 zapewniaja wy¬ miane ciepla miedzy dwoma strumieniami gazo¬ wymi. W komorze 49 znajduje sie wal napedowy 51 zaopatrzony w kola lopatkowe 52 i 53, których dolne czesci zanurzone sa w kapieli 54. Podobnie, w komorze 50 znajduje sie wal napedowy 55 z zamontowanymi na nim kolami lopatkowymi 56 i 57, czesciowo zanurzonymi w kapieli 58. Jeden ze strumieni gazowych wplywa przewodem 59 i odplywa przewodem 60, natomiast inny strumien wplywa przewodem 61, zas odplywa przewodem 62. Ciecz recyrkuluje sie miedzy kapielami 54 i 58, przewodami 83 i 64. Sposobem tym Jeden z wprowadzanych strumieni gazowych moze odda¬ wac cieplo do kropel cieczy wytwarzanych w od¬ powiedniej komorze powodujac podniesienie tem¬ peratury w kapieli znajdujacej sie w tej komorze.

Poniewaz te ciecz o stosunkowo wysokiej tempe¬ raturze transportuje sie do drugiej kapieli, prze¬ to krople cieczy wytwarzane w tej drugiej komo¬ rze moga oddawac cieplo innemu strumieniowi ga¬ zowemu ogrzewajac go. Dalsze korzysci mozna osiagnac prowadzac operacje systemem przeciw- pradowym.

W celu zrealizowania wymiany ciepla miedzy dwoma strumieniami gazowymi w systemie prze- ciwpradowym par^ komór, takie jak pokazane na rysunku fife. 3, mozna laczyc szeregowo wzgle¬ dem przeplywu gazu, jak to zilustrowano na ry¬ sunku fig. 4. W ukladzie tym nastepuje wymiana ciepla miedzy komorami 83^ 84 i 85, a odpowied¬ nio komorami 82, 81 i 80 i' miedzy przeplywajacymi przeciwpradowo w stosunku do siebie gazami wprowadzanymi, odpowiednio, przewodami 74 i 70. Jak to wyjasniono przy omawianiu fig. 3, ka¬ piele 88 i 89, 87 i 90 oraz 86 i 91 przenosza cieplo odpowiednio miedzy komorami 83 i 82, 84 i 81 oraz 85 i 80. Przez zastosowanie takich komór pracujacych w systemie przeciwpradowym osiaga sie zblizenie temperatury przy wlocie 70 i przy wylocie 77, jak równiez temperatury, przy wlocie 74 i przy wylocie 73, a tym samym przyblizenie sie do pozadanego stanu ustalonego.

Wiele goracych strumieni gazowych niesie z so¬ ba rozdrobnione materialy stale, które trzeba usu¬ nac przed dalsza obróbka gazu. Na przyklad, przy zgazowywaniu sproszkowanego wegla droga reak- 299 12 cji z wodorem, para wodna lub tlenem popioly stanowiace .pozostalosc poreakcyjna zawieszone sa w stanowiacym produkt strumieniu gazowym w postaci drobnoziarnistego ciala stalego. Czastkom takim mozna nadac ladunek elektrostatyczny spo¬ sobami dobrze znanymi przy odpylaniu elektro¬ statycznym. W typowym, dwustopniowym odpy- laczu elektrostatycznym pyl znajdujacy sie w ga¬ zie przeplywa najpierw przez '„stopien jonizujacy", a mianowicie przez system cienkich drutów wol¬ framowych i uziemionych plyt, w którym rózni¬ ca potencjalów miedzy drutami a plytami wyno¬ si okolo 13 000 woltów. Czestki pylu stykajace sie z tym ukladem staja sie szybko naladowane. W drugim stopniu osadzania czastki przeplywaja mie¬ dzy równolegle umieszczonymi plytami metalowy¬ mi oddalonymi od siebie o 6—8 mm, miedzy któ¬ rymi utrzymuje sie róznice potencjalów okolo 6000 woltów. Wedlug wynalazku plyty z drugiego stop- nia mozna zastapic ciecza przewodzaca elektrycz¬ nosc znajdujaca sie w dwóch sasiadujacych komo¬ rach rozpryskowych, przez które szeregowo prze¬ plywa zapylony gaz. W odizolowanych elektrycz¬ nie kapielach przewodzacych cieczy w obu komo- rach utrzymuje sie potencjal okolo 6000 woltów.

Dlatego tez naladowane czastki pylu przyciagane sa i wychwytywane przez naladowany stopiony metal lub stopiona sól z tych komór. Tego typu operacje wykonuje sie, z dobrymi wynikami, w temperaturach do okolo 650°C i pod cisnieniem do 110 atm.

W przypadku niektórych zapylonych gazów moz¬ na wyeliminowac etap jonizowania. Dwie komory zawierajace naladowane krople cieczy spelniaja g wówczas funkcje jonizatora i lapacza czastek. Cza¬ sami mozna tez uzyskac pewne korzysci mieszajac krople o przeciwnych ladunkach w jednym na¬ czyniu, co mozna osiagnac rozpryskujac w danej komorze ciecz z dwóch oddzielnych kapieli. Od- pylanie mozna równiez prowadzic przy uzyciu jednej kapieli cieczy przewodzacej elektrycznosc, utrzymywanej przy stosunkowo wysokim poten¬ cjale, tak, ze naladowane sa tez wytwarzane krop¬ le, wskutek czego z przeplywajacego strumienia gazowego usuwane sa rozdrobnione materialy.

Sposobem wedlug wynalazku zasadniczo moana usunac zanieczyszczenia siarkowe i siarkowodór z goracych gazów redukujacych bez koniecznosci ich ochlodzenia i ponownego ogrzewania. Nie ma po¬ trzeby zmniejszania ilosci ciepla niesionego z ga¬ zami redukujacymi przy wprowadzaniu ich do strefy oczyszczania lub strefy reakcyjnej, w której gazy stykaja sie ze stopionym metalem ciezkim, który mozna utrzymywac w podwyzszonej tem¬ peraturze. Ja'ko reagenty metaliczne mozna stoso¬ wac rozmaite stopione metale ciezkie bedace cie¬ czami w podwyzszonych temperaturach, które z gazami stanowiacymi przedmiot zainteresowania, tworza raczej siarczki niz tlenki. Reakcje prze- biegajaca w strefie oczyszczania, w której naste¬ puje usuniecie siarki, mozna zapisac nastepujaco: M+X2S=MS+X2 M oznacza tu zdefiniowany uprzednio reagent me- »5 taliczny, X oznacza atom wodoru, rodnik metylo-105 299 13 14 wy i tym podobne, zas MS oznacza siarczek me¬ talu. W korzystnej wersji sposobu wedlug wyna¬ lazku w strefie oczyszczania lub w strefie reak¬ cyjnej siarkowodór poddaje sie reakcji ze stopio¬ nym olowiem, przebiegajacej zgodnie z równa¬ niem: PB+H2S=PbS+H2 Po przebyciu strefy lub komory oczyszczania, w ^której zachodzi powyzsza reakcja jeszcze gorace gazy, zasadniczo pozbawione siarkowodoru, opusz¬ czaja urzadzenie. Stala równowagi olowiu z siar¬ kowodorem przybiera korzystnie wartosci w tem¬ peraturach do okolo 1100°C, a nawet wyzszych.

Dlatego tez w gazach odlotowych, doprowadzanych ze strefy oczyszczania, znajduja sie tylko sladowe ilosci siarkowodoru, jezeli zapewniony jest dobry kontakt miedzy gazem a stopionym metalem. Po¬ zadana duza powierzchnie styku miedzy gazem a stopionym metalem osiaga sie róznymi srodkami.

W korzystnej wersji sposobu wedlug wynalazku strumien kropel wprowadza sie do gazów prze¬ plywajacych przez komore reakcyjna za pomoca wirujacego talerza lub kól lopatkowych, jak to opisano uprzednio. Alternatywnie, taki strumien kropel mozna otrzymac wprowadzajac strumien gazu pod powierzchnie cieczy. W celu poprawie¬ nia wydajnosci gorace gazy mozna przemywac w dwóch lub wiecej komorach tego typu polaczonych -szeregowo i pracujacych, jak to opisano wczes¬ niej, w systemie wspól- lub przeciwpradowym.

TV innej wersji mozna zastosowac kolumne z wy¬ pelnieniem, w której stopiony olów plynie do dolu, w przeciwpradzie do gazów plynacych ku górze.

Mozna stosowac takze inne urzadzenia.

Jezeli stosunki HaO/H2 i COa/CO przybieraja, jak stwierdzono uprzednio, odpowiednie wartosci, to me tworza sie niepozadane tlenki i reagent metaliczny zachowuje zdolnosc do yeakcji z siar¬ ka. Oznacza to, ze stopiony reagent metaliczny tworzy raczej siarczek metalu niz tlenek metalu.

Sposród metali o takich wlasciwosciach mozna wymienic olów, nikiel, srebro, miedz, cyne i ze¬ lazo. Stopy stanowiace mieszaniny tych metali mozna takze uzywac w sposobie wedlug wynalaz¬ ku stosownie do warunków, co jest latwo okreslic.

Utrzymywanie reagenta metalicznego w postaci cieklej w strefie oczyszczania pozadane jest nie tylko ze wzgledu na stosunkowo duza latwosc przemieszczania miedzy strefami oczyszczania i regeneracji, lecz równiez z uwagi na reaktywnosc.

Czastki metalu w postaci ciala stalego nie bylyby zdolne do tak intensywnej reakcji, gdyz na ich powierzchni tworzylaby sie cienka warstewka siarczku powodujac ustawanie reakcji mimo nie¬ tknietego metalu znajdujacego sie we wnetrzu cza¬ stek. W przypadku kropel cieczy za kazdym ra¬ zem, gdy kropla spada do kapieli i w odnowionej postaci wyrzucana jest do fazy gazowej, tworzy sie nowa powierzchnia cieklego metalu. Tak wiec, mozna spowodowac reakcje takiej ilosci reagenta metalicznego, jaka jest potrzebna.

Nalezy zaznaczyc, iz powstajacy siarczek roz¬ puszcza sie w metalicznym reagencie az do osiag¬ niecia stanu nasycenia, a taki stopiony metal na¬ sycony jego siarczkiem nazywany jest tutaj „sto¬ pem". Dodatkowa ilosc siarczku utworzonego lub dodanego stanu bedzie wystepowac jako odrebna faza stala lub ciekla, zawieszona w stopie, badz tez istniejaca jako warstewka graniczna stopu.

Korzystniej faza stala wytraca sie w postaci ma¬ lych platków lub ziaren, a nie w postaci duzych kawalków. Takie niewielkie czastki znajduja sie potem w zawiesinie, która powstaje, na przyklad, przy wprowadzaniu strumienia kropel stopu do gazu zawierajacego siatke. Nalezy stwierdzic po¬ nadto, ze metal w tych stopach, nawet zawieraja¬ cych stale czastki siarczku olowiu, odznacza sie prawie tak samo duza reaktywnoscia w stosunku do siarkowodoru, jak czyste metale. Dlatego tez obecnosc stalych czastek siarczku olowiu nie czy¬ ni zadnej szkody, dopóki swieza powierzchnie cieklego stopu metalu mozna doprowadzic do zet¬ kniecia z gazem. Ponadto, przy dostatecznej ilosci stopu zawiesine stalego siarczku olowiu mozna pom¬ powac prawie tak latwo jak sam stopiony metal.

Strefe oczyszczania lub strefe reakcyjna mozna dokladniej zidentyfikowac jako zawierajaca taki stop lub zawiesine w stopie. Zaleznosc równowa¬ gowego skladu mieszaniny odpowiedniego metalu ciezkiego i siarczku metalu od temperatury oraz warunki prowadzenia operacji stanowia o tym, czy siarczek metalu wystepuje w postaci stalej, czy znajduje sie w roztworze. Wspomniana zalez¬ nosc pozwala na okreslenie, dla danej temperatu¬ ry i stezenia siarki, czy siarczek metalu w tych warunkach obecny jest w postaci fazy stalej, czy tez jest rozpuszczony w stopionym metalu. Stop znajdujacy sie w strefie reakcyjnej w kazdym momencie zawiera nieco rozpuszczonego siarczku metalu i, byc moze, nieco stalych czastek siarczku.

Taki stop lub zawiesine w sposób ciagly usuwa sie ze strefy reakcyjnej, do której wprowadza sie zregenerowany stopiony metal, czesto zawie¬ rajacy siarczek olowiu lecz w mniejszych ilos¬ ciach. Stop zawierajacy dostateczna ilosc mefcalu stale zawraca sie do strefy reakcyjnej nie tylko w celu wprowadzenia reagenta, zdolnego do zwiar zania wszystkich zwiazków siarki znajdujacych sia. w goracych gazach redukujacych lecz takze podaje sie go w nadmiarze wystarczajacym do utworze¬ nia dajacej sie pompowac zawiesiny.

Stop zawierajacy utworzony siarczek metalu znajdujacy sie w roztworze i/lub zawiesinie od¬ prowadza sie ze strefy oczyszczania i podaje do strefy lub komory regeneracji, gdzie co najmniej czesc siarczku rozkladana jest do metalu i siarki elementarnej lub zwiazku zawierajacego siarke.

Te siarke lub zwiazek ja zawierajacy wyladowuje sie z komory lub strefy regeneracji, a zregenero¬ wany, stopiony metal stanowiacy czesc stopu za¬ wraca sie do strefy oczyszczania w celu poddania go reakcji z nowymi strumieniami goracych ga¬ zów redukujacych. Stop zawierajacy zregenerowa¬ ny reagent metaliczny zawraca sie w nadmiarze wynoszacym co najmniej okolo 30°/« objetoscio¬ wych w stosunku do ilosci potrzebnej do reakcji z zasadniczo wszystkimi, oznaczonymi uprze*» zwiazkami siarki w gazie redukujacym. Ten mi¬ nimalny nadmiar stopu potrzebny jest w celu u- 4f 45 50 55 60105 299 zyskania srodowiska odpowiedniego do przenosze¬ nia stalych czastek siarczku olowiu przez pompe, przewody i komore. Minimalny nadmiar zawraca¬ nego stopu pozwala zatem na usuniecie stalego siarczku metalu w postaci dajacej sie pompowac 5 zawiesiny. Korzystnie jest w praktyce utrzymy¬ wac w obiegu nadmiar stopu metalu kilkakrotnie wiekszy od ilosci potrzebnej do reakcji ze wszyst¬ kimi zwiazkami siarki, na przyklad nadmiar 100— —200% objetosciowych. 10 Strefa regeneracji zawiera oddzielna i niezalez¬ na komore reakcyjna, w której zbiera sie stopio¬ ny metal przeznaczony do zawrotu i wprowadze¬ nia do strefy lub komory oczyszczania. Co naj¬ mniej czesc siarczku olowiu przeprowadza sie w 15 niej do metalicznego olowiu przy uzyciu jednego z wielu znanych sposobów, takich jak przeprowa¬ dzenie w tlenek lub siarczan i reakcja tych tle¬ nowych pochodnych z pozostalym siarczkiem olo¬ wiu z utworzeniem metalicznego olowiu i dwu- 20 tlenku siarki. Tlenek olowiu mozna tez zreduko¬ wac do olowiu przy uzyciu wegla, wodoru lub tlenku wegla. Wedlug innego sposobu regeneracje mozna prowadzic przedmuchujac olów zawieraja¬ cy rozpuszczony lub zawieszony siarczek olowiu 25 ograniczona iloscia powietrza w oddzielnym urza¬ dzeniu, czemu towarzyszy powstawanie elemen¬ tarnego olowiu i dwutlenku siarki, jezeli regene¬ racje wykonuje sie sposobem przedstawionym w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Amery- 30 ki nr 3 281 237.

Siarczek olowiu mozna takze rozlozyc elektro¬ litycznie w wannie elektrolitycznej stosujac olów jakd katode, a pret weglowy jako anode. Jako elektrolit stosuje sie wówczas roztwór siarczku 35 olowiu w innych materialach przewodzacych, ta¬ kich jak siarczki oraz chlorki metali alkalicznych i tym podobnych. Zastosowanie mieszanych elek¬ trolitów sposród tych ostatnich moze byc pozada¬ ne, a to w celu obnizenia temperatury topnie¬ nia, zwiekszenia sprawnosci energetycznej i tym podobnej. Podczas elektrolizy na anodzie wydzie¬ la sie siarka, a na katodzie olów metaliczny. Siar¬ ke otrzymuje sie w postaci stalej, cieklej lub gazowej, w zaleznosci od temperatury, cisnienia i innych parametrów.

Siarczek olowiu mozna wprowadzac do wanny w postaci cieczy lub stalego zuzla, badz tez w postaci roztworu albo zawiesiny w stopionym olo¬ wiu. We wszystkich przypadkach siarczek olowiu 50 rozpuszcza sie w pewnym stopniu w warstwie elektrolitu w wannie ulegajac podzialowi miedzy elektrolit i olów zgodnie ze znanymi prawami dla procesu rozpuszczania skladnika rozpuszczalnego w obu ciaglych warstwach cieczy. Obecnosc siarcz- 55 ku olowiu w olowiu stanowiacym katode nie wply¬ wa w znacznym stopniu na dzialanie katody.

Ponizej opisano ciagly sposób usuwania zasad¬ niczo wszystkich, stanowiacych zanieczyszczenia zwiazków siarki z goracych gazów redukujacych 60 droga tworzenia siarczku olowiu w strefie oczysz¬ czania. Siarczek olowiu odprowadza sie z tej stre¬ fy w postaci roztworu, a czesciowo takze w po¬ staci zawiesiny w stopie olowiu do strefy regene¬ racji, gdzie odzyskuje sie olów z co najmniej 65 40 45 16 czesci siarczku olowiu i zawraca sie go do strefy oczyszczania. Zgodnie ze sposobem wedlug wyna¬ lazku konieczne jest zawracanie stopionego olo¬ wiu ze stopem w ilosci wystarczajacej nie tylko do reakcji ze wszystkimi zwiazkami siarki znaj¬ dujacymi sie w goracych gazach redukujacych, ale takze w ilosci niezbednej do uzyskania daja¬ cej sie pompowac zawiesiny stalego siarczku olo¬ wiu. W przypadku wielu procesów przemyslowych mozna latwo okreslic zawartosc gazowych zwiaz¬ ków siarki w goracych gazach redukujacych. W oparciu o te dane prowadzacy proces moze okres¬ lic ilosc stopionego olowiu, która nalezy zawrócic w postaci stopu do strefy reakcji nie tylko w celu reakcji ze wszystkimi znanymi zwiazkami siarki w danym goracym gazie redukujacym. Po¬ nadto, nalezy zwrócic stop w takim nadmiarze, aby utworzyc dajaca sie pompowac zawiesine sta¬ lego olowiu w stopie. W przypadkach watpliwych mozna okreslic ilosc powstajacych zwiazków siarki pobierajac próbke goracego gazu redukujacego i analizujac ja. Nie jest niezbedna bardzo doklad¬ na analiza, bowiem prowadzacy proces moze z pewnoscia okreslic, czy ilosc stopionego metalu zawracanego ze stopem wystarczy do reakcji ze wszystkimi zwiazkami siarki, opierajac sie na wy¬ nikach analizy podanej z okreslonym bledem, wy¬ znaczy on najmniejsza i najwieksza ilosc metalu.

Inaczej mówiac, taka ilosc stopu, która zawiera stopiony reagent metaliczny w nadmiarze co naj¬ mniej 30%, wyznaczana jest na podstawie okreslo¬ nej wczesniej zawartosci siarki w goracych gazach redukujacych. Oczywiscie w przypadku zamiaru rozpuszczania calego utworzonego siarczku olowiu nalezy zawracac duze ilosci stopionego olowiu, co najmniej 300% objetosciowych, jak to wynika z wykresu fig. 6. Mozna tez zainstalowac czujnik pomiarowy do pobierania próbek goracego gazu redukujacego i analizowanie ich na zawartosc siarki, na przyklad spektrometrycznie.

Na rysunku fig. 5 zilustrowano zestaw aparatu¬ ry dla sposobu wedlug wynalazku w wersji, w przypadku której czujnik 202 podlaczony jest do przewodu 203, którym doprowadza sie gorace gazy redukujace. Próbki pobierane do analizy moga przeplywac przez czujnik, w którym szybko sie je analizuje, na przyklad spektrometrycznie lub za pomoca chromatografii gazowej. Mozna tez za¬ stosowac konwencjonalne metody analizy chemicz¬ nej goracych gazów redukujacych pobierajac prób¬ ki bezposrednio przed wprowadzeniem reagentów do komory i ze strefy reakcyjnej zbiornika 204 zawierajacego zawiesine siarczku w metalu lub stopie, stale wrzucana kolem 216 do gazu znajdu¬ jacego sie w komorze. Zanieczyszczenia w postaci zwiazków siarkowych usuwa sie w zbiorniku 204, z gazu droga reakcji z tym stopem w postaci kro¬ pelek, po czyni oczyszczone gazy odlotowe opusz¬ czaja reaktor przewodem 207.

Gestosc siarczków jest na ogól mniejsza niz ge¬ stosc metali, od których pochodza i dlatego, w razie potrzeby, mozna je zbierac z powierzchni stopione|prsa»etalu. Jak tp pokazano na fig. 5, stop stopionego metalu i siarczku metalu odprowadza105 299 --.'-.¦¦¦ 17 sie w postaci zawiesiny lub roztworu siarczku me¬ talu w metalu. Stop odplywa z reaktora 204 prze¬ wodem 208 pod wplywem dzialainia sily grawitacji badz tez przy uzyciu pompy 209, w ilosci regulo¬ wane} zaworem 210. Przewód 208 laczy sie ze stre¬ fa regeneracji w komorze 211, gdzie zebrany siar¬ czek metalu elektrolizuje sie, co najmniej czescio¬ wo, do cieklego metalu i siarki elementarnej.

Zregenerowany metal, wraz z nierozlozonym siarcz¬ kiem olowiu, znajdujacym sie w postaci roztworu lub zawiesiny zawraca sie przewodem 213 za po¬ moca pompy 214, przez zawór regulacyjny 215 do reaktora 204 w ilosci co najmniej wystarczajacej nie tylko do reakcji ze wszystkimi, zanalizowany¬ mi uprzednio zwiazkami siarki znajdujacymi sie w goracych gazach redukujacych, ale takze do na¬ dania zawiesinie takich wlasnosci, aby dawala sie pompowac. Stop zawierajacy zregenerowany sto¬ piony metal kieruje sie do naczynia reakcyjnego lub oczyszczalnika, a obracajace sie kolo 216 dy¬ sperguje stop w fazie gazowej do postaci kropelek powstajacych z kapieli, w której takie kolo jest czesciowo zanurzone. Kolo takie moze byc wy¬ konane zgodnie z zasada przedstawiona dla kon¬ densatora rozptryskowego w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 1715960, 1 091 543, 2 380 548 i 2 457 544. Stop 205 w zbior¬ niku 204 moze byc czesciowo pokryty warstwa stalych czastek siarczku metalu. W takim przy¬ padku kolo 216 powinno byc zanurzone ponizej tej warstwy, tak aby metal i siarczek byly wrzu¬ cane do fazy gazowej.

W strefie regeneracyjnej znajduje sie weglowa anoda 217 polaczona przewodem 218 ze zródlem napiecia 219* Podobny przewód laczy zródlo na¬ piecia ze znajdujacym sie w stopionym metalu elementem kontaktowym 220 dzialajacym jako ka¬ toda. Anoda 217 zanurzona jest w warstwie elek¬ trolitu 222, którym moze byc chlorek stosowanego -inetalu-lufo sól metalu alkalicznego, taka jak chlo¬ rek potasowy, siarczek sodowy i tym podobne, z rozpuszczonym w nim siarczkiem metalu. Na sku¬ tek elektrolizy regeneruje sie stopiony metal za¬ wracany przewodem 213, a gazowa /lub ciekla/ siarke powstajaca przy anodzie usuwa sie otworem odlotowym 223, który moze równiez sluzyc do la¬ dowania swiezego elektrolitu 222 do komory.

Oczywiscie urzadzenia skonstruowane wedlug tego schematu wylozone bylyby wymurówkami odpo¬ wiednimi dla reaktora i dla strefy regeneracji, podobnie jak termoodpornymi materialami wylo¬ zone bylyby urzadzenia pomocnicze, takie jak przewody i tym podobne. W razie potrzeby w sto¬ pionym metalu znajdujacym sie w reaktorze i w komorze regeneracyjnej umieszczone bylyby ele¬ menty grzejne. Stwierdzono, ze pozadane jest od¬ prowadzanie cieklego olowiu z miejsca tak nisko polozonego w warstwie elektrolitu 222, aby obecne w nim chlorki nie byly przenoszone do strefy re¬ generacji 211.

Strumien przeplywajacy przewodem 208 do ko¬ mory 211 moze wystepowac, zaleznie od warun¬ ków, w postaci stopu lub zawiesiny siarczku w stopie, to znaczy moze zawierac siarczek metalu w roztworze lub w zawiesinie. We wszystkich 18 tych przypadkach stop lub zawiesina podawana do komory regeneracyjnej 211 przewodem 208 bedzie opadac laczac sie z warstwa metaliczna 221 dzia¬ lajaca jako katoda. Siarczki beda zanurzac sie i/lub rozpuszczac w warstwie elektrolitu 222. -Na przewodzie 213 mozna zainstalowac kurek 2£5 do pobierania próbek zregenerowanego metalu w celu okreslenia ilosci, jezeli w ogóle obecny, nierazlo- zonego siarczku olowiu.

Olów, który topnieje w temperaturze 327°C, jest metalem odpowiednim do tego procesu. Siarczek olowiu topnieje w stosunkowo wysokiej tempera¬ turze 1135°C i miesza sie z olowiem tylko powy¬ zej tej temperatury. Rozpuszczalnosc siarczku olo- wiu w olowiu w nizszych temperaturach zilustro¬ wano wykresem zaleznosci skladu roztworu od temperatury, przedstawionym na fig. 6. Powierzch¬ nia zacieniowana odpowiada PbS rozpuszczonemu w stopionym olowiu i wyznaczona jest tempera- tura oraz iloscia siarki. Zawartosc siarki wynosi od 1/2 do 15% wagowych w temperaturze 300— —1200°C. Olów topnieje w temperaturze 327°C, co oznaczono dolna pozioma linia na wykresie, i siarczek olowiu obecny jest w postaci stalej w obszarze dwóch faz, reprezentowanym przez czysta czesc na wykresie. Jak stwierdzono, w temperatu¬ rze okolo 1lL35°C caly siarczek olowiu znajduje sie w fazie cieklej. Zawartosc siarki w stopionym olowiu w jakiejkolwiek temperaturze mozna regu- lowac iloscia stopionego olowiu pozostajacego w obiegu, zawracanego ze strefy regeneracji do stre¬ fy reakcji lub oczyszczania. Im wiekszy jest sto¬ sunek ilosci olowiu do ilosci goracych gazów re¬ dukujacych, tym mniejsze jest stezenie siarki w stopionym metalu. Ponizej temperatury topnienia PbS, gdzie ograniczona jest rozpuszczalnosc siarczku olowiu w olowiu, zawartosc siarczku olowiu w za¬ wiesinie mozna regulowac iloscia zawracanego olo¬ wiu.

Z wykresu zaleznosci skladu roztworu od tem¬ peratury dla dowolnego metalu stopionego i siar¬ ki mozna, okreslic taka temperature w strefie re¬ akcji, w której siarczek metalu znajduje stfetw roztworze w stopie lub tez bedzie wystepowali* postaci zawiesiny. Im mniejsze jest stezenie siarki w stopie, tym nizsza jest temperatura niezbedna do utrzymania calej siarki w postaci cieklej lub, na przyklad, w roztworze. Informacja ta stanowi bardzo uzyteczne narzedzie pozwalajace dobrac temperature procesu w zaleznosci od tego, czy siarczek metalu ma znajdowac sie w roztworze, czy tez ma byc w postaci zawiesiny. Najkorzyst¬ niej jest zawracac do strefy reakcyjnej stopiony metal w ilosci potrzebnej do reakcji ze wszystki¬ mi, oznaczonymi uprzednio zwiazkami siarki znaj¬ dujacymi sie z goracymi gazami redukujacymi, zwiekszonej o taka ilosc, aby utworzyc zawiesine siarczku olowiu dajaca sie pompowac i poddawac .. innej obróbce. Zawartosc zwiazków siarki okresla 60 sie przy uzyciu konwencjonalnych czujników po¬ miarowych i stosownie do niej dopasowuje sie ilosc stopionego metalu zawracanego do strje&fcrfe- akcji. Zawracany reagent metaliczny rozpusci siaj- 85 czek metalu lub tez co najmniej uczyni ze zarae-105 299 19 sine mozna pompowac, a tym samym usuwac do strefy regeneracji.

Ponizszy przyklad ilustruje sposób usuwania siarkowodoru sposobem wedlug wynalazku.

Przyklad I. Zanalizowano gorace, reduku¬ jace gazy opalowe stwierdzajac, ze zawieraja one 0,3*/t siarkowodoru, G,l*/« siarczku karbonylu, 23% wody, 9% dwutlenku wegla, 26% tlenku wegla, % metanu i reszte wodoru.

Gorace gazy redukujace o temperaturze 426°C przetlaczano pod cisnieniem 20 atm, do oczyszczal- nika zasilanego stopionym olowiem, który dysper¬ gowano w sposób ciagly rozpryskujac go w gazie za pomoca kól obracajacych sie w kapieli stopio¬ nego olowiu znajdujacej sie w tym zbiorniku. Na kazde 27 m8 gazu opalowego wprowadzono do komory oczyszczajacej 23 kg olowiu znajdujacego sie w obiegu, to znaczy ilosc okolo 3-krotnie wiek¬ sza od wymaganej do reakcji ze wszystkimi zwiaz¬ kami siarki z gazu. Po jednym przejsciu zawartosci siarki w goracym gazie opuszczajacym oczyszczal- nik, utrzymywany równiez w temperaturze 126°C, obnizala sie znacznie ponizej 2000 czesci na milion.

Utworzony siarczek olowiu usuwano z komory re¬ akcyjnej 204 w postaci zawiesiny w olowiu. W duzym stopniu rozkladal sie on do pierwiastków w komorze 211 droga elektrolizy w roztworze chlorkowym, przy czym olów zbierano, a siarke odparowano. Olów nie zawierajacy kropel elektro¬ litu, zas zawierajacy okolo 0,1% rozpuszczonej siar¬ ki, zawracano do oczyszczalnika.

Przyklad II. Gorace gazy o temperaturze %l5°C ochlodzono do temperatury 482°C przez jffzepuszczenie przez trzy izolowane komory na¬ tryskowe polaczone w serie, Jak pokazano na lig. 3. Gazy te zawieraly w % objetosciowych %i CO, 40% H* 15% H20, 10% CO* 5% N2.

Cisnaenje w calym ukladzie wynosilo 3 atm. Ciekly ol^w zawracano przez komory w przeciwpradzie do gazu, jak pokazano na fig. 2. Olów wprowa¬ dzany byl do komory pierwszej w temperaturze 370°C a opuszczal komore trzecia w temperaturze 705°C do ochlodzenia i zawracania* Szybkosc prze¬ plywu cieklego ojpwiu wynosila .31,6 kg/sekunde podczas gdy szybkosc przeplywu goracych gazów wynosila 1,68 kg/sekunde* kazda z trzech komór natcyskowyclL miala objetosc 11,3 m8 i zawierala na din^e basen,ze stopionym olowiem o pojemnos¬ ci 2,12 m*. Czesciowo zanurzone kola lopatkowe obracaly sie z szybkoscia 80 obrotów/sekunde two¬ rzac kropelki olowiu w strumieniu gazu. Goracy o2£w splywal w komorach pod wplywem sily ciez¬ kosci. Po pewnym okresie czasu zostal osiagniety stan ustalony, po którym zarówno ciecz jak i stru¬ mien gazu opuszczajace komore 24 pokazana na fig. 2 mialy temperature okolo 705°C, po opuszcze¬ niu komory 23 mialy temperature 593°C, zas po opuszczeniu komory 22 zarówno ciecz jak i gaz mialy temperature 482°C.

Ciekly goracy olów z basenu 29 zawracano przez chlodnice 36, w której olów oziebial sie do temperatury 370°C i pompowano go w sposób ciagly do komory 22 i cykl powtarzano.

Przyklad III. Obróbce poddano gaz zlozony z 50% H2, 30% CO i 20% azotu zawieral okolo 2000 ziarn na 1 m3 cial stalych zlozonych glów¬ nie z czasteczek wegla o wymiarach 5—40 mikro¬ nów. Ten zanieczyszczony gaz przepuszczano w temperaturze 370°C i przy cisnieniu atmosferycz- nym przez 2 komory natryskowe polaczone w serii, z przeplywem gazu takim jak pokazano na fig. 2. W kazdej komorze natryskowej znajdowal sie basen z olowiem z obracajacym sie kolem lo¬ patkowym tworzacym i wyrzucajacym kropelki do io strumienia gazu. Pierwsza komora natryskowa do której najpierw wprowadzono strumien gazu byla izolowana elektrycznie i niosla ladunek 6000 wolt. Druga komora natryskowa usytuowana za pierwsza byla uziemiona. Elektryczna izolacja ko- mory pierwszej obejmowala uzycyie rur ceramicz¬ nych na przewody gazowe oraz izolatory do obu¬ dowy komory i silników napedzajacych kola lo¬ patkowe w komorze.

Zanieczyszczony goracy gaz wprowadzano do pierwszej komory natryskowej z szybkoscia 140 litrów/sekunde. Kazda komora miala objetosc 0,56 m8 zapewniajac, ze czas przebywania gazu w kaz¬ dej komorze wynosil okolo 4 sekundy. Gaz opusz¬ czajacy druga komore natryskowa zawieral okolo 100 ziaren na 1 m8. Pyl usuniety z gazu wychwy¬ tywany byl przez czasteczki cieczy i zbieral sie na powierzchni olowiu w basenie, zwlaszcza w dru¬ giej komorze. Ciala stale usuwano z ukladu przez zwykle zgarnianie z powierzchni w komorach na- tryskowych.

Ustalony stan warunków termicznych osiagnie¬ ty zostal gdy zrównaly sie temperatury gazu na wejsciu i wyjsciu.

Widoczne sa korzysci wynikajace ze stosowania stopionego ciezkiego metalu jako srodka usuwaja¬ cego zwiazki siarki z zanieczyszczonych goracych, gazów redukujacych Mozna ten sposób modyfiko¬ wac rozmaaicie w odpasieniu do warunków* jak i do iwraadzen. Na przyklad, jako rozpuszczalnik 40 olowiu, mozna stosowac cyne w celu zmniejszenia pfceznosci par olowiu nad stopionym olowiem.

Wprawdzie mozna stosowac inne ciezkie metale w sposób opisany wyzej, jednak olów charaktery¬ zuje sie szczególnymi zaletami, zwiazanymi z jego 45 nizsza temperatura topnienia 327°C. Na przyklada miedz równiez latwo reaguje z siarka i z goracymi gazami, ale topnieje dopiero w temperaturze 1083°C.

Przyklad IV. Jako ciekly metal zastosowa¬ no stop o skladzie w °/o wagowych 20°/o cynku i 50 80*/a kadmu o temperaturze topnienia 270°C. Stop ten umieszczono w pojedynczej komorze wymien¬ nika ciepla przedstawionego na fig. 1 do chlodze¬ nia od temperatury &38°C do temperatury 370°C gazowego strumienia organicznego zlozonego z al- 55 koholi o lancuchach rozgalezionych. Stop ten za¬ stosowano z tego wzgledu, ze w odróznieniu od materialów konstrukcyjnych nie katalizuje on kra- kingu powyzszych zwiazków organicznych. Opary organiczne wprowadzane do komory rozpryskowej 60 w temperaturze 538°C chlodzono do temperatury 370°C natomiast ciekly stop ulegal ogrzaniu do temperatury 365°C. Stop ten przeprowadzano przez zewnetrzna chlodnice, gdzie ulegal schlodzeniu do temperatury 315°C i zawracano z powrotem w tej es temperaturze do komory rozpryskowej. Objetosc109 299 21 23 komory rozpryskowej byla dziesieciokrotnie wiek¬ sza do objetosci ochlodzonych gazów przeplywaja¬ cych r?a sekunde.

Przyklad V. Sehladfcario goracy gaz od tem¬ peratury 81«5°C do temperatury 482°C przez prze¬ puszczenie go przez dwie zaizolowane komory rozprys^owe polaczone w serie jak pokazano na fig. 2. Goracy gaz skladal sie objetosciowo z 5©*/ HCI, W» N* Cisnienie w ukladzie bylo bliskie cisnieniu atmosferycznemu. Jako ciecz chlodzaca stosowano sól roztopiona o skladzie wagowym 1W# Jfc*Cl, 5W» KC1 i 40*/» LiCl o temperaturze t#niernlnoie6J(> 4O0*C, która krazyla przez komo- t? w rfrzeciwpradzie do przeplywajacego gazu, jak pokazano na fig. 2. Roztopiona sól wprowadzano do komory pierwszej w temperaturze 423°C a od¬ bierano do ochlodzenia i zawracania z kocttory drugiej w temperaturze 744°C. Przeplyw stopionej sorf wynosil 0,34 kg/sekunde;, zas szybkosc prze¬ plywajacego gazu wynosila 0,45 kg/sekunde. Obje¬ tosc kazdej z dwóeh kort*©* roaprysftowyeh wyno¬ sila 11,3 m8, zas pofeflMiosc beserou z Foztopiena ainaj ns Srne komcry wynosila Zyl m* Czesciowo zanurzone feofo zetoftte oferatea^J^e sie z £zyl)ko«ci3 &fr oteotowi^eftunde wyrzucalo kropie roztopionej soft do stanmiertra gazu. Goraca roztopiona* sól pod wprywem ffziafej^yefr sil rozpylona w kom&»- rze sp&rwafo w tfó* potf wplywowi ciezkosci. Po pewrrytti oteesie czasu zostal osiagniety stan usta¬ lony.

Goraca ro^topitwia sól z basenia> 29 zawracano przez cnlodtorce; 3*, w której ulegala o*htodzeniu do 428^ f w sposób* ciag^ pompowana© z powro¬ tem do kofrtory 22, po czym- powtarzano* eykl.

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe1 1. Wysokotemperaturowy sposób wyimiany ciepla przez kontaktowanie strumienia gazu poddawane¬ go wymianie ciepla z kroplami cieczy, znamienny tym, ze strumien gazu przepuszcza sie przez co najmniej jedna ograniczona scianami komore prze¬ plywu, w której na dole znajduje sie basen z ciecza stanowiaca stopiony metal lub stopiona sól nieorganiczna i która zaopatrzona jest w elementy do wytwarzania kropel cieczy znajdujacej sie w tym basenie, przy czym strumien gazu w komorze kontaktuje sie z kroplami wytwarzanymi jedynie z cieczy zawartej w basenie, rozpylanymi w calej jej ograniczonej przestrzeni, które po kontakcie ze strumieniem gazu opadaja z powrotem do ba¬ senu skad odbiera sie ciecz dla doprowadzenia jej do zadanej temperatury i stanu i zawraca do wy¬ twarzania kropel, zas z przestrzeni nad basenem odbiera sie strumien gazu poddawanego wymia¬ nie ciepla.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako ciecz stosuje sie stopiony metal lub stopiona sól nieorganiczna, niereagujace chemicznie ze stru¬ mieniem gazu.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako ciecz stosuje sie stopiony metal lub stopiona sól, reagujace chemicznie z co najmniej jednym niepozadanym skladnikiem strumienia gazu.

4, Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako ciecz stosuje sie ciecz przewodzaca elektrycz¬ nosc, która utrzymuje sie przy stosunkowo wy¬ sokim potencjale elektrycznym powodujac usuwa- i nie-naladowanych elektrycznie kropli lub e2astek stalych znajdujacych sie w strumieniu gazu pod¬ dawanego wymianie ciepla.

5, Sposób wedlug zastrz, 1 albo 2, albo %, albo 4, znamienny tym, ze wymiane ciepla miedzy dwo¬ ma strumieniami gazu przeprowadza sie w co najmniej dwóch komorach przeplywu, przy czym strumien gazu o wyzszej temperaturze przepuszcza sie przez pierwsza konaore przeplywu, gdzie ulega schlodzeniu ogrzewajac krople cieczy z pierwszego basenu, ciecz po doprowadzeniu do pozadanej temperatury przeprowadza sie do drugiego basenu w drugiej komorze, w której z cieczy tej wytwa¬ rza sie krople, strumien gazu o temperaturze niz¬ szej od temperatury tych kropel przepuszcza sie przez druga komore przeplywu gdzie nastepuje ogdzande strumienia gazu i schlodzenie kropel, po czym schlodzona ciecz z drugiego basenu zawraca sie' do pierwszego basenu. 6v Sposób wedlug zastrz. 5, znamieaiiy tym, ze wiele pierwszych* i drugich komór laczy sie tak, aby umozliwic przeplyw przez pierwsze komory jednego- stan*raienia gazowego w temperaturze wyz¬ szej od temperatury kropel w pierwszej komorze i przeplyw przez, drugie komory innego- strumie¬ nia, gasu o temperaturze nizszej od temperatury kropel w drugiej, komorze. 7. Sposób- wedlug, zastrz, 6, znamienny tymy ze strumien gsazu przeplywa wspólpradowo w stosun¬ ku d& kierunku przeplywu cieczy w basenie.

6, Sposób wedlug, zastrz. 6r znamienny tym, ze strumien, gazu przeplywa w przeciwpradzie w sto¬ sunku do cieczy przeplywajacej miedzy sasiedni¬ mi basenamk 9. Wysokotemperaturowy sposób wymiany masy, zwlaszcza usuwania niepozadanych skladników ze strumienia gazu po odebraniu go z komory spa¬ lania, przez kontaktowanie strumienia poddawane¬ go obróbce gazu z kroplami cieczy, znamienny tym, ze strumien gazu przepuszcza sie przez ogra¬ niczona scianami komore przeplywu, w której na dole znajduje sie basen z ciecza stanowiaca sto¬ piony metal lub stopiona sól nieorganiczna i któ¬ ra zaopatrzona jest w elementy do wytwarzania kropel z cieczy znajdujacej sie w tym basenie, przy czym strumien gazu w komorze kontaktuje sie z kroplami wytwarzanymi jedynie z cieczy za¬ wartej w basenie, rozpylanymi w calej jej ogra¬ niczonej przestrzeni, które po skontaktowaniu ze strumieniem gazu opadaja z powrotem do basenu skad odbiera sie ciecz dla doprowadzenia jej do pozadanego stanu i zawraca do wytwarzania iro- pel, zas z przestrzeni nad basenem odbiera sie strumien gazu poddanego obróbce. 10. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze stosuje sie stopiony metal lub stopiona sól reagu¬ jace chemicznie z co najmniej jednym niepoza¬ danym skladnikiem strumienia gazowego. 11. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze stosuje sie kapiel z cieczy przewodzacej elektrycz¬ nosc, która utrzymuje sie przy stosunkowo wy¬ ra 29 29 3ff 30 4f 45 50 55 6023 >sokim potencjale elektrycznym, wskutek czego na¬ ladowane elektrycznie krople powoduja usuwanie czawtek stalych i cieklych znajdujacych sie w stru¬ mieniu gazowym. 12. Sposób wedlug zastrz. 11, znamienny tym, ze stosuje sie wiele kapieli z cieczy przewodzacych umieszczonych w komorach i utrzymywanych przy stosunkowo wysokim potencjale elektrycznym, wskutek czego naladowane elektrycznie krople u- suwaja czastki znajdujace sie w strumieniu gazo¬ wym. 13. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze s*ferumien gazu przeplywa wspólpradowo w stosun¬ ku do kierunku ruchu cieczy w basenach. 14. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze strumien gazu przeplywa w przecrwpradzie do cieczy przeplywajacej miedzy sasiadujacymi base¬ nami. 15. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze /w komorze przeplywu wytwarza sie wiele kropel cieszy tak dobranej, aby reagowala z niepozada¬ nymi skladnikami gazowymi dajac staly produkt, przez komore przepuszcza sie gaz zawierajacy nie¬ pozadane skladniki gdzie reaguje z kroplami, od¬ dziela sie produkt reakcji od cieklych kropel i ciecz zawraca do wytwarzania kropel. 16. Sposób wedlug zastrz. 9, znamienny tym, ze do usuwania z goracych gazów redukujacych zwia¬ zku siarki tworzacego siarczek ciezkiego metalu, gorace gazy redukujace zawierajace oznaczona wczesniej ilosc zwiazku siarki doprowadza sie ze strefy ich wytwarzania do komory przeplywu za¬ wierajacej stop skladajacy sie zasadniczo tylko z reagenta w postaci stopionego metalu ciezkiego i rozpuszczonego siarczku metalu, kontaktuje sie, w komorze przeplywu, gorace gazy redukujace z ciezkim metalem charakteryzujacym sie latwiej¬ szym tworzeniem siarczku niz tlenku, z komory usuwa sie gorace gazy o znacznie zmniejszonej 299 24 zawartosci zwiazku siarka, stopiony metal zawie¬ rajacy utworzony siarczek metalu podaje sie do strefy regeneracji, regeneruje sie swiezo powstaly siarczek metalu z utworzeniem stopionego reagen- I ta metalicznego i siarki elementarnej, zawraca sie zregenerowany reagent metaliczny do basenu w ilosci wystarczajacej do reakcji z zasadniczo wszy¬ stkimi zwiazkami siarki znajdujacymi sie w gazie i do utworzenia co najmniej dajacej sie pompo- i§ wac zawiesiny stalego siarczku metalu i stopione¬ go reagenta metalicznego, zas siarke elementarna usuwa sie w strefie regeneracji w postaci gazowej. 17. Sposób wedlug zastrz. 16, znamienny tym* ze jako stopiony metal stosuje sie olów a jako 15 siarczek metalu otrzymuje sie siarczek olowiu. 18. Sposób wedlug zastrz. 16, znamienny tym, ze stosuje sie nadmiar zawracanego stopionego re¬ agenta metalicznego, wynoszacy co najmniej 30% objetosciowych w stosunku do ilosci reagenta me- 20 talicznego wymaganej do reakcji z zasadniczo wszystkimi zwiazkami siarki znajdujacymi sie w goracych gazach redukujacych. 19. Sposób wedlug zastrz. 17, znamienny tym, ze zawraca sie nadmiar stopionego olowiu, który 29 wynosi 200—1000% objetosciowych w stosunku do ilosci reagenta metalicznego potrzebnego do reak¬ cji z zasadniczo wszystkimi zwiazkami siarki znaj¬ dujacymi sie w goracych gazach redukujacych. 20. Sposób wedlug zastrz. 17, znamienny tym, ze 30 utworzony siarczek olowiu utrzymuje sie w fazie cieklej w basenie, przy czym zawartosc siarki w stopie wynosi okolo 0,5—50% wagowych, a tem¬ peratura reakcji wynosi okolo 900—1200°C. 21. Sposób wedlug zastrz. 17, znamienny tym, 35 ze siarczek olowiu utrzymuje sie jako faze stala w basenie, przy czym zawartosc siarki w tej stre¬ fie wynosi okolo 10—50% wagowych, a tempera¬ tura reakcji wynosi od temperatury topnienia olo¬ wiu do okolo 900°C.105 299 £let^/ -36 £LCT^3 50 J 56 57 L X .6/ 62' 5^ "«^y~H -^^^Ti?1 ¦55 6tf ^ £3 \ £- 54? 3=T^ 54 ^Ilj^4 ,ii c 85 ,117 J16 n* r _._. L76 p 84 -. r75 P 83 <-7Q 92^ « ^ 113 /-M2 107 rl06 s>£ 13 T=3" J05 ,104 W a r A74 O S!L« "C3 * 03 ,102 ozzoj^jti {t.j x: ...i/\ '86 ^87 -TZJ^o~o 36105 299 -f^-^5 202 203 210^ 207 215 TJ SC.ID WIltllllllSlll 17S/ fz^r^e O 5 !0 15 Bltk 1443/79 r. 100 egz. A4 Cena 45 zl