PL165922B1 - Współprądowy absorber rozpyłowy, zwłaszcza dla odsiarczania spalin kotłowych metodą półsuchą - Google Patents

Abstract

Współprądowyabsorberrozpyłowy, zwłaszcza dla odsiarczania spalin kotłowych metodą półsuchą, z wtórnym wprowadzeniem do przepływającego gazu produktu poreakcyjnego, posiadający korpus złożony z płaszcza cylindrycznego, zamkniętego od góry pokrywą, w której współosiowo zabudowane są spiralnie zwinięty kanał wlotowy gazu i zespół rozpylający ciekły sorbent, oraz którego część dolną stanowi stożkowy lej zsypowy wyposażony w urządzenie odbierające wysuszony produkt poreakcyjny a kanał wylotowygazuwyprowadzony jest przez ściankę boczną korpusu, znamienny tym. ze nad lejem zsypowym (4) posiada komorę dolną (8), obejmującą kanałwylotowy (7) a wydzieloną z przestrzeni korpusu przez stożkowy lej ażurowy (9j którego pobocznica ma wiele nachylonych dośrodkowo szczelin (11) a jego wysyp (12) wprowadzony jest do komory nadawczej (13)strumieniowego podajnikapneumatycznego (14), przy czym przewód tłoczny (16) podajnika pneumatycznego (14) doprowadzony jest do pierścieniowego kanału rozpyłowego (18). obejmującego lej ażurowy (9) w pobliżu jego górnej podstawy oraz posiadającego dysze rozpyłowe (15) skierowane w dół

Description

Przedmiotem wynalazku jest wopóapbądooy absorber rtzpyłooy, oddzielający gazowe składniki lub zanieczyszczenia z mieszaniny gazów przy użyciu ciekłego sorbentu, rozpylanego we współprądowym układzie przepływu przez kolumnę reakcyjną, z wysuszeniem produktu poreakcyjnego. Absorber nadaje się zwłaszcza w instalacjach ochrony środowiska, oczyszczających dyinronne do atmosfery gazy przemysłowe, szczególnie do odsiarczania gazów spalinowych metodą półsuchą z zakładów wytwarzających energię elektryczną i cieplną.

165 922

Znane są absorbery współprądowe posiadające korpus złożony z cylindrycznego płaszcza, zamkniętego od góry pokrywą w której współosiowo zabudowane są kanał wlotowy gazu i zespół rozpylający ciekły sorbent. Przy współprądowym przepływie w dół gazu i rozpylanego sorbentu następuje odparowanie cieczy, natomiast część fazy stałej stanowiącej produkt poreakcyjny unoszona jest dalej wraz z gazem do kanału wylotowego a pozostała część opada na dno absorbera. Część dolną absorbera stanowi stożkowy lej zsypowy, wyposażony w urządzenie odbierające wysuszony produkt. Kanał wylotu gazu wyprowadzony jest przez ściankę boczną korpusu. Przykładowo rozwiązanie takie stosowane jest w instalacjach do odsiarczania gazów spalinowych przedstawionych w polskich opisach patentawych nr nr 116 641 i S5 164. W instalacjach tych skordentem jest roztwór lub zawiesina czynnika alkalizującego, na przykład zawiesina wodorotlenku wapnia w wodzie. Fazę stałą stanowią produkty reakcji, nieprzereagowany czynnik alkalizujący i popiół.

W celu zintensyfikowania procesu absorpcji inżynieria- chemiczna stosuje wielostopniową absorpcję mieszaniny gazowej, prowadzoną w jednej, wysokiej kolumnie o kilku sekcjach obróbki usytuowanych ponad sobą względnie w kilku absorberach połączonych szeregowo.

Znany jest również, z polskiego opisu patentowego nr 143 667 absorber do usuwania tlenków siarki i innych kwaśnych gazów z gorących spalin, w którym produkty poreakcyjne zawracane są do powtórnego obiegu. Przepływ gazu przez kolumnę prowadzony jest od dołu do góry. W dolnej, cylindrycznej części korpusu znajduje się przewód Doprowadzający produkt poreakcyjny, wytrącony w cyklonowym separatorze zainstalowanym za absorberem. Poniżej przewodu doprowadzającego produkt, do kanału wlotowego gazu włączony jest przewód, którym dostarczana jest woda i/lub sorbent. Rozwiązanie intensyfikuje reakcję w wyniku wysokiej koncentracji produktu poreakcyjnego, zawieszonego fluidalnie w gazie.

Absorber według wynalazku posiada wydzieloną ponad lejen zsypowym komorę dolną, obejmującą kanał wylotowy gazu, a ograniczoną od góry stożkowy lej ażurowy. Pobocznica leja ażurowego ma wiele nachylonych dośrodkowo szczelin a jego wysyp wprowadzony jest do komory nadawczej strumieniowego podajnika pneumatycznego. Przewód tłoczony podajnika pneunatycznego doprowadzony jest do pierścieniowego kanału rozpyłowego, obejmującego lej ażurowy w pobliżu jego górnej podstawy oraz posiadającego dysze rozpyłowe skierowane w dół. Wtórny proces prowadzony w komorze dolnej pozwala na zmniejszenie ilości sorbentu zmniejszenie wysokości korpusu absorbera, ponad to stwarza warunki utleniające, z korzystnym przejściem przykładowo siarczynów w siarczany.

Lej ażurowy utworzony jest z szeregu, nałożonych na siebie z odstępem szczeliny, stożkowych pierścieni. Wymiary pierścieni są tak dobrane, że średnica większej podstawy danego pierścienia jest większa od średnicy mniejszej podstawy pierścienia położonego powyżej.

Kanał wylotowy gazu wyprowadzony jest stycznie do ścianki bocznej korpusu, a strefa jego spiralnego wyprowadzenia na zewnątrz oddzielona jest od komory dolnej przegrodą odpylającą. Stanowić ją mogą zestawy elementów lamelowych lub filtr tkaninowy o rozwiniętej powierzchni. Rozwiązanie z przegrodą odpylającą eliminuje konieczność zabudowy w instalacji dalszych urządzeń odpylających, sprowadza do jednomiejscowego problem odbioru pyłów, ponad to badania wykazały ze przy stosowaniu filtra tkaninowego zachodzi na tkaninie dodatkowy proces odsiarczania.

Wynalazek ma kilka istotnie usprawniających go rozwinięć, wpływających na skuteczność pracy absorbera. Połączenie z lejem ażurowym wibratora zabezpiecza przed ewentualnym zarastaniem i zatykaniem jego szczelin produktem poreakcyjnym i dławieniem przepływu. Zintensyfikowanie oraz cnemiczne profilowanie wtórnego procesu w komorze dolnej osiąga się przez zainstalowanie na przewodzie zasilającym podajnika pneumatycznego wtryskiwacza zasilanego dodatkowym sorbentem, podgrzewacza powietrza, ozonizatora. Podgrzane powietrze dosusza produkt poreakcyjny a jednocześnie intensyfikuje utlenianie związków toksycznych. Ponadto, skuteczność absorpcji jest wyraźnie zwiększona przez zabudowę urządzeń magnetyzujących: na przewodzie sorbentu, zasilającym zespół rozpylający oraz na powietrznym przewodzie zasilającym podajnik pneumatyczny.

Rozwiązanie absorbera według wynalazku umożliwia prowadzenie dwustopniowej absorpcji z wysoką sprawnością procesu. Konstrukcja jest zwarta, wibracje leja ażurowego oraz fluidyzujący charakter wtórnego obiegu produktu poabsorpcyjnego zapewniają eksploatacyjną drążność układu.

165 922

Wynalazek wyjaśniony jest opisem -pokazanego na rysunku- przykładowego wykonania absorbera, przeznaczonego do odsiarczania spalin kotłowych. Figura 1 rysunku przedstawia przekrój pionowy, a fig. 2 widok z góry absorbera.

Korpus absorbera, wyznaczający pionową kolumnę reakcyjną, stanowi płaszcz cylindryczny 1, zamknięty od góry pokrywą 2 a od dołu lejem zsypowym 4, którego pobocznica ma kształt stożkowo-spiralny. W pokrywie 2 zabudowany jest kanał wlotowy gazu 3, ukształtowany korzystnie w formie ślimaka, a którego wylot usytuowany jest w osi korpusu. Centralnie w wylocie kanału wlotowego gazu 3 zamocowany jest zespół rozpylający 5, wyposażony w rozpylacz dynamiczny hydrauliczny luo pneumatyczny względnie w rozpylacz wirnikowy. Zespół rozpylający 5 zasilany jest przez przewód sorbentu 24 zawiesiną wapienną Ca/OH^. Na przewodzie sorbentu 24 zainstalowane jest urządzenie magnetyzujące 25, zwiększające reaktywność i zdolność rozpraszania się cieczy. Na płaszczu cylindrycznym 1 korpusu zamocowany jest wiorator 29 oraz wziernik kontrolny 30. Króciec końcowy leja zsypowego 4 zamknięty jest urządzeniem odbierającym 6, w postaci przenośnika ślimakowego. Ponad lejem zsypowym 4 znajduje się komora dolna 8, wydzielona lejem ażurowym 9. Lej ażurowy 9 zamocowany jest krawędzią górną do korpusu, nieco powyżej kanału wylotowego 7 gazu, który wyprowadzony jest przez ściankę boczną korpusu. Pobocznicę leja ażurowego 9 tworzą stożkowe pierścienie 10, nałożone kolejno na siebie z odstępem szczeliny 11, nachylonej dośrodkowo. Wymiary pierścieni 10 są tak dobrane, ze średnica większej podstawy danego pierścienia jest większa od średnicy mniejszej podstawy pierścienia położonego powyżej. Centralnie u góry, do konstrukcji leja ażurowego 9 zamocowany jest wibrator 20. Wysyp 12 leja ażurowego 9 wprowadzony jest do komory nadawczej 13 strumieniowego podajnika pneumatycznego 14, zamocowanej w komorze dolnej 8 ponad króćcem leja zsypowego 4. Dysza podajnika 15 połączona jest przez przewód zasilający 17 z wentylatorem 26. Na kanale ssącym wentylatora 26 zabudowany jest podgrzewacz powietrza 22, stanowiący wymiennik ciepła zasilany ciepłem odsiarczanych gazów spalinowych lub innym ciepłem, na przykład oporowej grzałki elektrycznej. Za wentylatorem 26, na przewodzie zasilającym 17, zainstalowany jest wtryskiwacz 21 dodatkowego sorbentu, którym w tym rozwiązaniu jest amoniak lub inne środki alkaliczne wiążące N0*. Ponadto, powietrze przepływające przewodem zasilającym 17, obrabiane jest w ozomzatorze 23. Wypływający z dyszy podajnika 15 strumień gazu, transportuje produkt poaosorpcyjny przez przewód tłoczony 16 do kanału rozpyłowego 18. Kanał rozpyłowy 18 ma kształt pierścienia, który ooejmuje lej ażurowy 9, w pobliżu jego górnej podstawy. Na dolnej powierzchni wyposażony jest w wiele, skierowanych w dół dysz rozpyłowych 19. Kanał wylotowy 7 wyprowadzony jest stycznie z korpusu, co narzuca -na jego wysokośśi- ukształtowanie ścianki bocznej spiralnie na zewnątrz. Strefa spiralnego wyprowadzenia oddzielona jest od komory dolnej 8 przegrodą odpylającą, wykonaną z zestawu lamelowych elementów pionowych 27 i poziomych 28: Wychwycony na przegrodzie pył opada do leja zsypowego 4. Zamiast elementów lamelowych, przegrodę odpylającą stanowić może filtr tkaninowy, o rozwiniętej harmonijkowo lub pofalowanej powierzchni. Wibrator połączony z konstrukcją filtra zrzuca wychwycone pyły do leja zsypowego 4, zapewniając wymaganą przepuszczalność.

Opisany absorber pracuje w instalacji do odsiarczania spalin z kotłowni zakładowej, działającej na potrzeby pary technologicznej oraz w sezonie grzewczym zasilającej instalację centralnego ogrzewania. Podczas przepływu gazów spalinowych współprądowo z opadającą mgłą mleka wapiennego, zachodzi absorpcja dwutlenku siarki oraz odparowanie wody. Większość wysuszonego produktu poreakcyjnego opada zsuwając się po pierścieniach 10 leja ażurowego 9 do komory nadawczej 13 podajnika pneumatycznego 14. Następnie produkt transportowany jest -w strumieniu' podgrzanej, zozonizowanej lub/i zawierającej amoniak mieszaniny gazowej- do kanału rozpyłowego 18. Mieszanina ta wypływając przez dysze rozpyłowe 19 tworzy swojego rodzaju kurtynę fluidyzacyjną, pierścieniowo obejmującą lej ażurowy 9. Po przeniknięciu przez szczeliny 11 pobocznicy leja ażurowego 9, gazy spalinowe przepływają przez strefę opisanej kurtyny fluidyzacyjnej - co powoduje dalszą absorpcję SO^ oraz dodatkowo znaczną redukcję tlenków azotu, zwłaszcza gdy powietrze podda się ozonizacji lub doprowadzi się do niego amoniak. Strumień powietrza, doprowadzony przewodem 17, może być jeszcze dodatkowo poddany obróbce polem magnetycznym co obniża lepkość gazów i aktywuje proces absorpcji.

165 922

Przeprowadzone badania absorbera, pracującego w tych samych warunkach wykazały, że wprowadzenie wtórnego obiegu w komorze dolnej 8 spowodowało zwiększenie jego sprawności do 92% ± 3, ze wzrostem o około 8% względem pracy bez komory dolnej 8. Przy pracy absorbera bez zabudowanej przed kanałem wylotowym 7 przegrody odpylającej, ilość pyłów w gazach wylotowych wzrosła zaledwie o 3 do 4%, natomiast zastosowanie przegrody wyeliminowało konieczność instalowania dodatkowych odpylaczy.

165 922

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.

Claims (9)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Współprądowy absorber rozpyłowy, zwłaszcza dla odsiarczania spalin kotłowych metodą półsuchą, z wtórnym wprowadzeniem do przepływającego gazu produktu poreakcyjnego, posiadający korpus złożony z płaszcza cylindrycznego, zamkniętego od góry pokrywą, w której współosiowo zabudowane są: spiralnie zwinięty kanał wlotowy gazu i zespół rozpylający ciekły sorbent, oraz którego część dolną stanowi stożkowy lej zsypowy wyposażony w urządzenie odbierające wysuszony produkt poreakcyjny a kanał wylotowy gazu wyprowadzony jest przez ściankę boczną korpusu, znamienny tym, że nad lejem zsypowym /4/ posiada komorę dolną /8/, obejmującą kanał wylotowy /7/ a wydzieloną z przestrzeni korpusu przez stożkowy lej ażurowy /9/, którego pobocznica ma wiele nachylonych dośrodkowo szczelin /11/ a jego wysyp /12/ wprowadzony jest do komory nadawczej /13/ strumieniowego podajnika pneumatycznego /14/, przy czym przewód tłoczny /16/ podajnika pneumatycznego /14/ doprowadzony jest do pierścieniowego kanału rozpyłowego /18/, obejmującego lej ażurowy /9/ w pobliżu jego górnej podstawy oraz posiadającego dysze rozpyłowe /15/ skierowane w dół.
2. 2. Absorber według zastrz. 1, znamienny tym, że lej ażurowy /9/ utworzony jest z wielu, nałożonych na siebie z odstępem szczeliny /11/, stożkowych pierścieni /10/, których wymiary są tak dobrane, że średnica większej podstawy danego pierścienia jest większa od średnicy mniejszej podstawy pierścienia położonego powyżej.
3. 3. Absorber weełuu zatrzz. 1 , znamienny tym , że kanał wylotowy III wyprowadzony jest stycznie do ścianki bocznej korpusu, a strefa jego spiralnego wyprowadzenia na zewnątrz oddzielona jest od komory dolnej /8/ przegrodą odpylającą, wykonaną z elementów lamelowych /27,28/ lub jako filtr tkaninowy o rozwiniętej powierzchni.
4. 4. A b so r be r uwe^u zssrr. . , , znamienyy tym , że oe leje aZuowegoe 99| połączony jest wibrator /19/.
5. 5. Absorber według zastrz. 1, znamienny tym, że na przewodzie zasilającym /17/ dyszę /15/ podajnika pneumatycznego /14/ zainstalowany jest wtryskiwać /21/ dodatkowego sorbentu.
6. 6. AAsorber astrz. e , e znamienye t m m e że ne ρ^μο^ι, sscyme i^i^ity^latora /26/ podajnika pneumatycznego /14/ zabudowany jest podgrzewacz powietrza /fil.
7. 7. Absorber według zastrz. 1,znamienny tym, że na przewodzie zasilającym /17/ dyszę /15/ podajnika pneumatycznego /14/ zainstalowany jest ozonirator /23/.
8. 8. Absorber wwdług astrz. e , e znaminnwe t m m, że a e bzżotdrzly ^beBnu e /4// zasilającym zespół rozpylający /5/ zabudowane jest urządzenie yagnetwzueącd /24/ sorbent.
9. 9. Absorber według zastrz. 1, znamienny tym, te na przewodzie zasilającym /17/ dyszę /15/ podajnika pneumatycznego /14/ zabudowane jest urządzenie yngnżtyzującż powietrze .