PL166298B1

PL166298B1 - Sposób oczyszczania gazów odpadkowych i urzadzenie do oczyszczania gazów odpadkowych PL PL PL

Info

Publication number: PL166298B1
Application number: PL91295791A
Authority: PL
Inventors: Reijo Kuivalainen
Original assignee: Ahlstroem Oy
Priority date: 1990-02-23
Filing date: 1991-02-19
Publication date: 1995-05-31
Also published as: ATE110584T1; EP0515474B1; BR9106058A; JPH05504720A; DE69103747T2; FI900915A0; DK0515474T3; EP0515474A1; ES2063496T3; KR950012525B1; FI84435C; HUT64249A; WO1991012876A1; AU645528B2; CA2075379A1; HU9202644D0; US5380498A; AU7256591A; US5310528A; JPH0722673B2

Abstract

Sposób oczyszczania gazów odpadkowych, wytwarzanych w procesach spalania, zgazowywania tub w procesach chemicznych i zawiera jacych zanieczyszczenia, takie jak zwiazki tlenków siarki, chloru lub fluoru, polegajacy na dodawaniu do gazów podczas procesu lub po procesie reagenta i/lub absorbentu, reagujacego z zanieczyszczeniami, zawartymi w tych ga- zach, nastepnie na wprowadzaniu tych gazów do wielu poziomów reaktora zwilzajacego, aby zwilzac gazy woda lub para wodna w celu aktywowania reagenta i/lub absorbentu, zawartego w tych gazach, oraz na oddzieleniu od tych gazów przereagowanych calkowicie lub czesciowo czastek reagenta lub absorbentu, znamienny tym, ze wprowadza sie calosc gazów do co najmniej dwóch poziomów reaktora zwilzajacego, przy czym pierwsza czesc tych gazów podaje sie do poziomu strefy zwilzania ponizej dysz natryskujacych wode i/lub pare wodna do gazów, w której zawiesina wytwarzana z gazu oraz reagenta i/lub absorbentu jest zwilzana woda i/lub para wodna, a druga czesc gazów doprowadza sie do poziomu drugiej strefy umieszczonej pod strefa zwilzania, nastepnie przepuszcza sie pierwsza i druga czesc gazów w góre reaktora zwilzajacego w przeciwpradzie wzgledem reagenta i/lub absorbentu, przeplywajacych w dól przez strefe zwilzania, oddziela sie czastki stale od gazów ponad strefa zwilzania w najwyzszej czesci reaktora zwilzajacego wyprowadza sie gaz z reaktora zwilzajacego, i zawraca sie czastki stale oddzielone od gazów ponad strefa zwilzania ku dolowi reaktora zwilzajacego, w przeciwpradzie wzgledem plynacych ku górze gazów, do poziomu strefy zwilzania lub ponizej strefy zwilzania, utrzymujac za pomoca tej wewnetrznej cyrkulacji czastek stalych stezenie czastek w reaktorze wyzsze niz stezenie czastek w gazach wprowadzanych do reaktora. 20 Urzadzenie do oczyszczania gazów odpadkowych, wytwarza nych w procesach spalania, zgazowywania lub w procesach chemicznych, zawierajace reaktor zwilzajacy, wyposazony w liczne wloty gazów odpadko- wych, do których dodano reagent i/lub absorbent dla usuniecia zanieczyszczen zawartych w tych gazach, wodne lub parowe dysze natryskowe, tworzace strefe zwilzania aktywujaca reagent i/lub absorbent, wylot gazu, znajdujacy sie nad strefa zwilzania, filtr umieszczony w polaczeniu z wylotem gazu w górnej sekcji reaktora zwilzajacego, oddzielajacy stale czastki od gazów i zawracajacy je do dolnej sekcji reaktora, oraz wylot oddzielanych od gazów, znajdujacy sie w dolnej sekcji reaktora zwilzajacego, znamienne tym. ze wloty (12,14,56) gazów odpadkowych sa umieszczone . . . . F ig 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do oczyszczania gazów odpadkowych, na przykład wytwarzanych przy spalaniu, zgazowaniu lub przy niektórych procesach chemicznych albo metalurgicznych. Typowymi zanieczyszczeniami, zawartymi w tych gazach, są dwutlenki siarki, amoniak, chlor i związki fluoru oraz kondensujące związki węglowodorowe. W szczególności wynalazek dotyczy sposobu, według którego reagent lub absorbent, reagujące z zanieczyszczeniami zawartymi w tych gazach, są aktywne za pomocą doprowadzania gazów do reaktora zwilżającego. Reagent lub absorbent dodaje się do samego procesu lub do gazów odlotowych z procesu. Cząstki reagenta lub absorbentu, przereagowane całkowicie albo częściowo, oddziela się od gazów. Jako reagenty lub absorbenty stosowane są węglany, tlenki lub wodorotlenki metali alkalicznych albo metali ziem alkalicznych.

Wynalazek dotyczy również urządzenia do oczyszczania gazów odpadkowych, a zwłaszcza reaktora zwilżającego, który ma odpowiedni wlot dla gazów odpadkowych i dla reagenta lub absorbentu, z zespołem natryskowym dla wody lub pary wodnej, przy czym wspomniany zespół natryskowy tworzy strefę zwilżającą służącą do aktywowania absorbentu, filtr umieszczony nad strefą zwilżającą w górnej sekcji reaktora zwilżającego, aby oddzielać stałe cząstki od gazów, wylot gazu , podłączony do filtru, oraz kanał wylotowy cząstek, oddzielonych od gazów, umieszczony w dolnej sekcji reaktora zwilżającego.

Jak wiadomo, przy spalaniu paliw kopalnych wytwarzają się gazy spalinowe, zawierające dwutlenek siarki i powodujące zakwaszenie środowiska. Zawartość siarki w gazach spalinowych zmienia się zależnie od zawartości siarki w paliwie. Podjęto starania w celu możliwości wykorzystania paliw, które zawierają coraz więcej siarki, mimo wzrastających wymagań odnośnie ograniczeniaemisji siarki. Istniejące już piece do spopielania odpadków, coraz powszechniej stosowane, także wytwarzają gazy spalinowe zawierające siarkę, które muszą być oczyszczane, tak aby dostosować się do ustalonych norm granicznych. Gazy spalinowe, wytwarzane w takich piecach do spopielania odpadków, na przykład tworzyw sztucznych, zawierają obok SO2 i SO3, także kwasy chlorowodorowe i fluorowodorowe oraz inne szkodliwe gazowe i stałe związki.

Gazy technologiczne, wytwarzane w różnych procesach zgazowania, mogą także zawierać szkodliwe ilości związków siarkowych lub innych, które trzeba przed dalszą obróbką oddzielać od gazów.

Dotychczas opracowano kilka sposobów w celu zmniejszenia emisji siarki z obiektów spalania. Najbardziej powszechnie stosuje się sposób mokrego przemywania, według którego przemywa się gazy wodną zawiesiną reagentu, takiego jak wapno palone, reagującego przykładowo z dwutlenkiem siarki. Wodna zawiesina jest natryskiwana do gazu przepływającego w płuczce wieżowej lub skruberze za komorą spalania, siarka jest pochłaniana przez wodną zawiesinę, a dwutlenek siarki reaguje z wapnem palonym, przy czym tworzy się siarczan wapniowy lub siarczyn wapniowy.

CaO + SO2 + I/2O2 —> CaSOą lub CaO + SO2 —> CaSO 3.

Wodną zawiesinę natryskuje się w takiej ilości, aby wytwarzane tym sposobem związki siarki nie miały dostatecznie dużo czasu do wyschnięcia i aby były usuwane jako muł płuczkowy z dolnej sekcji skrubera. Mokry proces płuczący jest skomplikowany, ponieważ wymaga środków do przygotowania wodnej zawiesiny oraz środków do jej późniejszej obróbki. Ponadto, sposób ten wymaga zwykle dodatkowej energii do suszenia wytwarzanego mułu płuczkowego w urządzeniu do obrabiania mułu. Z tego względu doprowadza się wodną zawiesinę do układu jako możliwie suchą, aby minimalizować zapotrzebowanie na energię. Z powodu stosowania dużej ilości wodnej zawiesiny, gaz może być chłodzony w skruberze do stosunkowo niskiej temperatury, natomiast gaz odprowadzany ze skrubera może powodować korozję i zatykanie filtrów. Ponadto zużywa się energię do ponownego ogrzania gazów spalinowych przed wyprowadzeniem ich z układu. W tym mokrym układzie płuczącym stopień oddzielania SO2 wynosi w przybliżeniu 95%. Ostatnio opracowano półsuche sposoby płukania gazów, w których natryskuje się poprzez dysze drobnoziarnistą zawiesinę alkaliczną, na przykład zawiesinę wodorotlenku wapniowego, do strumienia gorących gazów spalinowych w reaktorze kontaktowym, w którym tlenki siarki rozpuszczają się w wodzie, a po wyschnięciu zawiesiny wiążą się

166 298 do związku wapniowego. Woda w reaktorze kontaktowym zostaje odparowana, aby utworzyć stały odpad, zaś produkty reakcji, na przykład siarka i wapno palone, dają się łatwo oddzielać od gazów za pomocą filtrów. Podejmuje się próbę zachowania takiej konsystencji zawiesiny wodorotlenku wapniowego, aby zawartość ciepła gazów spalinowych była wystarczająca do odparowania z niej wody. Gęsta zawiesina wapna palonego łatwo jednak osadza warstwy na ścianach reaktora, a szczególnie wokół dysz natryskowych, i w końcu może zatykać całkowicie dysze. Reaktory powinny być stosunkowo duże w celu minimalizowania wad w wyniku powstawania osadu. Ponadto, ponieważ potrzebne jest osobne wyposażenie do wytwarzania zawiesiny wapna palonego, zatem do realizacji sposobu przepłukiwania półsuchego jest potrzebne rozbudowane wyposażenie, przez co oczyszczanie gazów tym sposobem jest dosyć kosztowne. Dodatkową wadą jest to, że zawiesina wapna palonego działa niszcząco na dysze, które szybciej się zużywają.

Półsuchy sposób przepłukiwania jest korzystny dla procesu, ponieważ zanieczyszczenia w gazach można usuwać jako odpady suche. Wady tego procesu polegają na. trudnościach związanych z regulacją oraz pochłanianiem siarki poniżej 90%, co stanowi wartość mniejszą niż w wypadku przepłukiwania mokrego. Jeszcze inną wadą jest to, że do sposobu półsuchego nie można stosować taniego kamienia wapiennego, ponieważ bardzo powoli reaguje z siarką. Zamiast tego trzeba stosować znacznie droższy tlenek albo wodorotlenek wapniowy. W dużych urządzeniach do spalania koszt takiego absorbentu jest znaczny.

Proponowano również dodawanie kamienia wapiennego do etapu spalania lub zgazowywania. W wyniku takiego dodawania, kamień wapienny jest kalcynowany do postaci tlenku wapniowego według następującej reakcji chemicznej:

CaCO3 —> CaO + CO2

Następnie tlenek wapniowy może reagować już w komorze spalania z tworzonymi tam tlenkami siarki. Reakcja ta zachodzi następująco:

CaO + SO2 + 1/2 O2 —> CaSOą

Jednakże w trakcie przebiegu reakcji chemicznych warstwy siarczanu wapniowego lub siarczynu wapniowego pokrywają powierzchnię cząstek tlenku wapniowego i uniemożliwiają przenikanie siarki przez cząstki, przez co następuje spowolnienie i w końcu uniemożliwienie reakcji między siarką i wapnem palonym, przez co nie reaguje ono całkowicie i dlatego nie jest wykorzystywane optymalnie. Ponadto na absorpcję siarki oddziaływuje wiele innych parametrów, takich jak stosunek molowy Ca/S, temperatura i czas retencji.

Im bardziej temperatura przebiegu reakcji zbliża się do temperatury rosy, tym większa staje się reaktywność związków alkalicznych. Lepsza reaktywność jest spowodowana tym, że przy zwilżonych cząsteczkach reakcje zachodzą w fazie wodnej jako szybkie reakcje jonowe. W pobliżu temperatury rosy cząstki nadal są zwilżone a reaktywność pozostaje przez dłuższy czas na odpowiednim poziomie. Wilgotność cząstek jest korzystnie utrzymywana na tak wysokim poziomie, że woda otacza i przenika cząstki. Gdy woda przenika cząstki wapna palonego, wówczas osadzona na nich warstwa siarczanu lub siarczynu ulega pękaniu, przez co odsłania się nowy obszar wapna palonego. Zawarty w gazach dwutlenek siarki rozpuszcza się w wodzie otaczającej cząstki i reaguje ze związkami wapniowymi w fazie ciekłej.

Z fińskiego opisu patentowego nr 78401 jest znany sposób, za pomocą którego dwutlenek siarki gazów spalinowych reaguje w strefie reakcji i przekształca się w stałe siarczany i siarczyny, które można oddzielać od gazów spalinowych. Gazy spalinowe przepływają do dolnej sekcji pionowego reaktora o długotrwałym kontakcie. Ponadto, sproszkowane wapno palone i woda są osobno doprowadzane do reaktora w kilku miejscach tak, aby siarka była absorbowana przez wapno palone. Zawiesiny gazów spalinowych są usuwane z górnej sekcji przepływowego reaktora a następnie są doprowadzane do stopnia oddzielania pyłów. Wskutek doprowadzania sproszkowanego wapna palonego i wody osobno do reaktora unika się wytwarzania, obrabiania i natryskiwania zawiesiny wodnej. Sposób ten, zastosowany do absorbowania siarki tlenkiem wapnia, pozwala osiągnąć w przybliżeniu 80% zmniejszenie zawartości SO2 przy stosunku molowym Ca/S = 1,56 oraz w przybliżeniu 90% zmniejszenia zawartości SO 2 przy stosunku molowym Ca/S = 2,22. Zmniejszenia 98% zawartości SO2 nie osiąga się dopóty, dopóki stosunek molowy nie wyniesie Ca/S = 4. Według tego sposobu optymalnie nie należy dopuszczać do

166 298 spadku temperatury przepływu gazów spalinowych blisko temperatury rosy, ponieważ cząstki zawarte w zawiesinie gazów spalinowych osadzają wtedy warstwy osadowe na ścianach rur i innych urządzeń i utrudniają oddzielanie pyłu.

Z europejskiego opisu patentowego nr 0 104 335 jest znany inny dwufazowy, półsuchy układ oczyszczania gazów spalinowych. Według tego sposobu suchy reagent doprowadza się do gazów spalinowych w pierwszym stopniu reaktora kontaktowego, zaś wodę lub wodny roztwór, do którego dodano rozpuszczony reagent, w drugim stopniu. W pierwszym stopniu reaktora na cząsteczkach reagenta jest tworzona nieaktywna warstwa powierzchniowa. Warstwa ta zmniejsza prędkość reakcji lub uniemożliwia reakcje chemiczne między reagentem i przykładowo tlenkiem siarki. Przez dodanie wody do drugiego stopnia reagent zostaje ponownie aktywowany, przez co jest on bardziej całkowicie wykorzystany. Dopuszcza się zmniejszenie temperatury gazu do poziomu powyżej temperatury rosy, na przykład do 105°C. Według tego sposobu nie można dopuścić do zmniejszenia temperatury gazu blisko temperatury rosy, ponieważ wówczas wszelkie utworzone zwilżone cząstki będą utrudniały długotrwały przebieg, nawet jeżeli reaktywność reagenta przy niższej temperaturze byłaby dużo lepsza. Według tego sposobu można zmniejszyć wymaganą ilość reagenta poprzez zawracanie do obiegu zawierającego reagent materiału stałego oddzielonego w późniejszym stopniu od gazu i następnie regenerowanego poprzez rozdrabnianie albo innym sposobem. Wada tego sposobu polega jednak na tym, że jest potrzebne osobne urządzenie do obsługiwania i gromadzenia cząstek ponownie zawracanych do obiegu.

Z amerykańskiego opisu patentowego nr 4 509 049 jest znane urządzenie do suchego oczyszczania gazów, w którym do gazów spalinowych w kotle dodaje się wapno palone, które następnie reaguje z gazami spalinowymi w reaktorze. Wapno palone, które częściowo przereagowało z zanieczyszczeniami w gazach spalinowych oddziela się od gazów w filtrze w górnej reakcji reaktora. Suche wapno palone, oddzielone od gazów, jest gromadzone w podstawowej części reaktora albo w osobnej komorze, w której jest rozdrabniane i obrabiane suchą parą wodną dla reaktywności, a następnie wapno jest zawracane do przepływu gazu w miejscu przed reaktorem. Obróbka wapna palonego suchą parą wodną zachodzi w przeciągu 2 do 24 godzin, co stanowi długi czas wymagający dużego zużycia energii.

Z duńskiego opisu patentowego nr 146 214jest znany sposób i urządzenie do oczyszczania gazów, w których zastosowano wprowadzanie gazów do wielu poziomów reaktora, zawierającego liczne wloty dla gazów odpadkowych.

Celem wynalazku jest ulepszenie sposobu i urządzenie do oczyszczania gazów odpadkowych, takich jak związki siarki, chloru i fluoru oraz inne związki ulegające kondensacji.

Następnym celem wynalazku jest opracowanie sposobu, za pomocą którego można znacznie zmniejszyć zawartość siarki w gazie odpadkowym bez potrzeby zwiększania ilości reagenta.

Celem wynalazku jest również opracowanie sposobu i urządzenia, za pomocą których oczyszczany gaz może być zwilżany w temperaturze bardzo bliskiej temperatury rosy, na przykład 0-20°C względem temperatury rosy w reaktorze zwilżającym, przy czym cząstki oddzielane od gazów są nadal usuwane w stanie suchym.

Sposób oczyszczania gazów odpadkowych, wytwarzanych w procesach spalania, zgazowywania lub w procesach chemicznych, i zawierających zanieczyszczenia, takie jak związki tlenków siarki, chloru lub fluoru, polegający na dodawaniu do gazów podczas procesu lub po procesie reagenta i/lub absorbentu, reagującego z zanieczyszczeniami, zawartymi w tych gazach, następnie na wprowadzaniu tych gazów do wielu poziomów reaktora zwilżającego, aby zwilżać gazy wodą lub parą wodną w celu aktywowania reagenta i/lub absorbentu, zawartego w tych gazach, oraz na oddzielaniu od tych gazów przereagowanych całkowicie lub częściowo cząstek reagenta lub absorbentu, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wprowadza się całość gazów do co najmniej dwóch poziomów reaktora zwilżającego, przy czym pierwszą część tych gazów podaje się do poziomu strefy zwilżania poniżej dysz natryskujących wodę i/lub parę wodną do gazów, w której zawiesina, wytwarzana z gazu oraz reagenta i/lub absorbentu, jest zwilżana wodą i/lub parą wodną, a drugą część gazów doprowadza się do poziomu drugiej sfery, umieszczonej pod strefą zwilżania, następnie przepuszcza się pierwszą i drugą część gazów w

166 298 górę reaktora zwilżającego w przeciwprądzie względem reagenta i/lub absorbentu, przepływających w dół przez strefę zwilżania, oddziela się cząstki stałe od gazów ponad strefą zwilżania w najwyższej części reaktora zwilżającego, wyprowadza się gaz z reaktora zwilżającego, i zawraca się cząstki stałe oddzielone od gazów ponad strefą zwilżania ku dołowi reaktora zwilżającego, w przeciwprądzie względem płynących ku górze gazów, do poziomu strefy zwilżania lub poniżej strefy zwilżania, utrzymując za pomocą tej wewnętrznej cyrkulacji cząstek stałych stężenie cząstek w reaktorze wyższe niż stężenie cząstek w gazach wprowadzanych do reaktora.

Korzystnie, stałe cząstki oddziela się od gazów, wyprowadzanych z reaktora zwilżającego, przepuszczając je przez filtr umieszczony w górnej sekcji reaktora, przy czym cząstki oddziela się od filtru i opuszcza do strefy zwilżającej i/lub dolnej sekcji reaktora, przy czym cząstki oddziela się od filtru w odstępach czasowych.

Korzystnie cząstki, płynące ku dołowi od strefy zwilżającej kontaktuje się z drugą częścią gazów i osusza się je. «

Za pomocą drugiej części gazu, doprowadzanej do przestrzeni pod strefą zwilżającą zawraca się ponownie część cząstek, zgromadzonych w dolnej sekcji reaktora, do jego górnej sekcji.

Drugą część gazu, doprowadzoną do przestrzeni pod strefą zwilżającą, doprowadza się w postaci przynajmniej jednego strumienia natryskowego, przynajmniej częściowo skierowanego ku dołowi, rozbija się za pomocą tych strumieni gazowych grudki cząstek, zgromadzone w dolnej sekcji reaktora, i powoduje się mieszanie tych cząstek.

Cząstki wyprowadza się korzystnie z dolnej sekcji reaktora zwilżającego.

Część cząstek wyprowadzonych z dolnej sekcji reaktora zwilżającego zawraca się ponownie do obiegu w reaktorze.

Gazy w reaktorze zwilżającym chłodzi się do temperatury w przybliżeniu od 0 do 20°C względem temperatury rosy.

Stosunek ilości pierwszej części gazów, doprowadzanych do strefy zwilżania, względem ilości drugiej części gazów, doprowadzanych poniżej strefy zwilżania, wynosi około 10:1-1:5.

Stosuje się ilość gazu, doprowadzanego do strefy zwilżania, większą niż ilość gazu, doprowadzanego do drugiej strefy.

Do strefy zwilżania wprowadza się około 60% całkowitej ilości gazu. Co najmniej część gazu, doprowadzanego do strefy zwilżania, dostarcza się w postaci strumienia płaszczowego gazu, przepływającego do strefy zwilżania kanałami rozmieszczonymi w ścianach reaktora zwilżającego i/lub wzdłuż ścian tego reaktora, jako skierowany ku dołowi strumień natryskowy, zapobiegający chłodzeniu ścian i osadzaniu warstw cząstek stałych na ścianach reaktora. Co najmniej część gazu, doprowadzanego poniżej strefy zwilżania, dostarcza się do reaktora zwilżającego w postaci płaszczowego strumienia gazu, przepływającego do reaktora kanałami, umieszczonymi w ścianach tego reaktora, zapobiegającego chłodzeniu tych ścian. Co najmniej część drugiej części gazów, doprowadzanej poniżej strefy zwilżania, dostarcza się do reaktora zwilżającego poprzez co najmniej jedną dyszę, umieszczoną zasadniczo w środku powierzchni przekroju poprzecznego reaktora zwilżającego, i rozdziela się gazy równomiernie wzdłuż całej powierzchni przekroju poprzecznego reaktora. Wodę lub parę wodną doprowadza się do strefy zwilżania w postaci skierowanych ku dołowi strumieni natryskowych.

Korzystnie wodę lub parę wodną doprowadza się do wielu stref w reaktorze zwilżającym.

Ponowne zawracanie lub wewnętrzne krążenie cząstek w reaktorze zwilżającym reguluje się za pomocą nastawiania ilości drugiej części gazów doprowadzanych poniżej strefy zwilżania. Jako reagent i/lub absorbent stosuje się węglany, tlenki lub wodorotlenki metali alkalicznych lub ziem alkalicznych.

Urządzenie do oczyszczania gazów odpadkowych, wytwarzanych w procesach spalania, zgazowywania lub w procesach chemicznych, zawierające reaktor zwilżający, wyposażony w liczne wloty gazów odpadkowych, do których dodano reagent t/lub absorbent dla usunięcia zanieczyszczeń zawartych w tych gazach, wodne lub parowe dysze natryskowe, tworzące strefę zwilżania aktywującą reagent i/lub absorbent, wylot gazu, znajdujący się nad strefą zwilżania, filtr umieszczony w połączeniu z wylotem gazu w górnej sekcji reaktora zwilżającego, oddzie8

166 298 lający stałe cząstki od gazów i zawracający je do dolnej sekcji reaktora, oraz wylot cząstek oddzielanych od gazów, znajdujący się w dolnej sekcji reaktora zwilżającego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wloty gazów odpadkowych są umieszczone na co najmniej dwóch różnych poziomach, przy czym co najmniej jeden wlot gazu jest umieszczony na poziomie strefy zwilżania poniżej dysz natryskujących wodę i/lub parę wodną, i co najmniej jeden wlot gazu jest umieszczony na poziomie drugiej strefy znajdującej się pod strefą zwilżania.

Górna sekcja reaktora zwilżającego ma filtr tkaninowy.

Co najmniej część ściany reaktora zwilżającego w strefie zwilżania stanowi podwójną ścianę, w której jest utworzony wlotowy kanał doprowadzający gaz do strefy zwilżania.

Dolna sekcja reaktora zwilżającego ma mechaniczne mieszadło, mieszające stałe cząstki, zgromadzone we wspomnianej dolnej sekcji reaktora zwilżającego, i rozbijające utworzone wewnątrz grudki cząstek.

Dysze wodne lub parowe dysze natryskowe w strefie zwilżania są umieszczone w poziomym zespole podporowym, przechodzącym poprzez reaktor zwilżający.

Druga część gazów korzystnie służy jako gaz suszący i jest kontaktowana ze zwilżonymi cząstkami, płynącymi ku dołowi od strefy zwilżającej dla ich osuszenia. Co najmniej część płynących ku dołowi cząstek zostaje następnie odprowadzona za pomocą płynącego ku górze gazu suszącego i przeniesiona z powrotem ku górze do strefy zwilżającej, aby aktywować nadal nieprzereagowany reagent lub absorbent. W górnej sekcji reaktora zwilżającego cząstki oddziela się od gazów za pomocą filtrów, a następnie zawraca się je do dolnej sekcji reaktora. Tym sposobem w reaktorze zwilżającym zostaje wytworzona wewnętrzna cyrkulacja cząstek reagenta lub absorbentu i utrzymuje się w nim stosunkowo dużą gęstość cząstek.

Cząstki oddziela się od gazu w filtrze tkaninowym, filtrze elektrycznym lub jakimś innym równoważnym rodzaju oddzielacza. Cząstki są usuwane z filtru w sposób przerywany albo ciągle, na przykład za pomocą impulsowego przepłukiwania, wymywania lub wstrząsania, przez co cząstki opadają osobno albo grudkami ku dołowi reaktora.

Co najmniej pewna część cząstek zlepia się ze sobą w strefie zwilżającej lub w filtrze i tworzy większe grudki, a następnie przesuwa się ku dołowi poprzez strefę zwilżającą na całej drodze do dolnej sekcji reaktora, zaś pojedyncze małe cząstki są łatwo odprowadzane za pomocą płynącego ku górze gazu i są przenoszone od zwilżającej strefy do górnej sekcji reaktora. Większe grudki mokrych, ciężkich cząstek suszą się i rozdrabniają na drobniejsze cząstki za pomocą suszącego gazu lub mieszania innego rodzaju, gdy zostaną doprowadzone do dolnej sekcji reaktora.

Suszący gaz jest korzystnie doprowadzany do dolnej sekcji reaktora początkowo jako skierowane ku dołowi natryski. Suszący gaz powoduje suszenie, rozdrabnianie i zawirowania cząstek, gromadzonych w dolnej sekcji reaktora. Dokładne mieszanie cząstek w dolnej sekcji reaktora wytwarza korzystny skutek przez wyrównywanie ilości ciepła i wilgoci w zawiesinie cząstek. W miarę rozdrabniania cząstek na mniejsze, ich reagująca powierzchnia wzrasta. Następnie co najmniej część cząstek odprowadza się w gazach suszących i przepuszcza ponownie poprzez strefę zwilżającą, przez co cząstki te są aktywowane i ponownie zdolne do absorbowania siarki w strefie reagowania..

Mieszanie i ponowne zawracanie do obiegu cząstek zwiększa czas retencji, gęstość pyłu, stosunek molowy Ca/S oraz całkowity obszar powierzchni cząstek wapna palonego w strefie reagowania, przez co zostaje zmniejszona potrzeba doprowadzania nowego reagenta. Według wynalazku średnia gęstość cząstek jest utrzymywana za pomocą wewnętrznego obiegu w reaktorze zwilżającym, przy czym gęstość ta jest wyraźnie większa niż gęstość cząstek w gazie, doprowadzanym do reaktora. Zewnętrzny obieg można regulować za pomocą regulowania ilości i prędkości gazu, doprowadzanego do sekcji suszącej. Usytuowanie miejsca doprowadzenia gazu suszącego również ma wpływ na ponowne zawracanie do obiegu. Im krótszy jest odstęp, od którego gazowy natrysk kieruje się na warstwę cząstek, tym silniejszy jest skutek ruchu wirowego natrysku.

Korzystnie, część cząstek usuwa się z reaktora poprzez wylot znajdujący się w dolnej sekcji reaktora zwilżającego, poniżej strefy suszącej. W razie potrzeby część wylotowych cząstek można zawracać do reaktora. Tym sposobem w reaktorze można również tworzyć zewnętrzny

166 298 obieg cząstek. Cząstki mogą podlegać obróbce wewnątrz reaktora, na przykład w celu regenerowania pewnej ilości reagenta. Gęstość cząstek w reaktorze można także regulować za pomocą regulowania ilości cząstek, usuwanych z dolnej sekcji reaktora.

Zewnętrzny obieg cząstek w reaktorze zwilżającym można tworzyć za pomocą podłączenia filtru lub równoważnego oddzielacza cząstek, który jest całkowicie albo częściowo umieszczony zewnątrz reaktora, do górnej sekcji reaktora zwilżającego. W takim filtrze lub oddzielaczu cząstek oddziela się przereagowane orazjeszcze nieprzereagowane cząstki absorbentu od gazów, przy czym co najmniej część tych cząstek jest bezpośrednio zawracana do dolnej sekcji reaktora zwilżającego, korzystnie do sekcji suszącej. Cząstki mogą być oddzielane od filtru w sposób ciągły albo przerywany, i są zawracane do dolnej sekcji reaktora zwilżającego. Część materiału, oddzielanego za pomocą oddzielacza cząstek, może być całkowicie usunięta z układu.

Sposób według wynalazku pozwala na zmniejszenie średniej temperatury gazów w reaktorze zwilżającym do wartości, która różni się w przybliżeniu od 0 do 20°C, korzystnie od 0 do 10°C względem temperatury rosy, a nawet dojście do aktualnej temperatury rosy, bez powodowania ujemnych skutków wywoływanych obecnością zbyt mokrych cząstek w górnej lub dolnej sekcji reaktora. Cząstki nawilżane w strefie zwilżającej i opadające ku dołowi są osuszane gazem suszącym w strefie suszenia, bez powodowania zakłóceń pracy dolnej sekcji reaktora. Dzięki ponownemu zawracaniu do obiegu, różnice temperatury i wilgotności są bardzo małe także nad strefą zwilżającą w różnych punktach przekroju poprzecznego reaktora. Można w ten sposób uniknąć miejscowych kłopotów, powodowanych mokrymi cząstkami lub kroplami wody.

Stosunkowe ilości gazu, wprowadzane do różnych stref reaktora zwilżającego, mogą zmieniać się odpowiednio do temperatury i składu chemicznego gazów. Stosunek ilości gazu, wprowadzanego do strefy zwilżającej, do ilości gazu suszącego wynosi w przybliżeniu od 10:1 do 1:5. Zwykle korzystne jest doprowadzenie do strefy zwilżającej większej ilości gazu niż do strefy suszącej, przykładowo tak, aby w przybliżeniu 60% gazu było doprowadzone do strefy zwilżającej. Nad zwilżającą strefę może być doprowadzana mała część gazu, korzystnie mniej niż 10% dla zapewnienia dostatecznego osuszenia płynącej do góry zawiesiny gazowej, doprowadzonej do filtru. Wkładka lub warstwa absorbentu, tworzona na filtrze, zawiera częściowo reaktywny absorbent, który może absorbować znaczną część siarki, zawartej w tym dodawanym gazie.

Według wynalazku, można uniknąć powstawania warstw zwilżonych cząstek na ścianach reaktora zwilżającego w ten sposób, że co najmniej część gazu, doprowadzana do strefy zwilżającej, jest doprowadzana do reaktora zwilżającego w postaci przepływu płaszczowego tak, aby gazy pośrednio albo bezpośrednio ogrzewały ściany reaktora. Gaz doprowadza się do reaktora kanałami, rozmieszczonymi na przykład w ścianach, przez co płynący kanałami gorący gaz uniemożliwia chłodzenie ścian i tym samym osadzanie cząstek w postaci warstw na ścianach. Można również wtryskiwać gazy bezpośrednio do wnętrza reaktora i powodować w ten sposób skierowany ku dołowi przepływ wzdłuż ścian dla ich ochrony. Tak więc zwilżone cząstki są odgradzane od ściany, albo ulegają osuszeniu podczas przepływu poprzez płaszczowy przepływ, za nim zetkną się ze ścianą. Płaszczowy przepływ jest wywoływany za pomocą doprowadzania zasilającego gazu do reaktora poprzez pierścieniowy otwór w ścianie.

Usuwanie osadów ze ścian można także zintensyfikować za pomocą wstrząsania lub przez wykonanie ścian z materiału giętkiego, przez co normalnie występujące w układzie fluktuacje ciśnienia wstrząsają tymi ścianami i powodują odpadanie osadów.

W dużych reaktorach można także doprowadzać gaz do wewnętrznej części strefy zwilżającej, aby powodować możliwie równomierny rozpływ gazu w reaktorze. Gaz można doprowadzać na przykład poprzez wiele dysz lub szczelin w kanale gazowym w środkowej części reaktora. Gaz można także doprowadzać do reaktora zwilżającego do więcej niż dwóch poziomów.

Gaz można także wprowadzać do strefy suszącej w postaci przepływu płaszczowego, albo można go wprowadzać do wewnętrznej części sekcji suszącej, aby zapewnić równomierne rozprowadzenie tego gazu.

Za pomocą natrysku wodą lub parą wodną, w górnej lub środkowej sekcji reaktora zwilżającego tworzy się strefę zwilżającą. Korzystnie natryskuje się wodę do gazów spalino10

166 298 wych, głównie ku dołowi, z miejsca znajdującego się nad wlotami gazu. Natryski wodne lub pary wodnej są korzystnie tak rozmieszczone, aby możliwie najbardziej równomiernie pokrywały przepływ gazu.

Dolna sekcja reaktora korzystnie ma mechaniczne mieszadło, mieszające materiał stały, gromadzony w dolnej sekcji reaktora. Tym sposobem mieszadło to zwiększa skutek działania gazu suszącego w celu wytworzenia wewnętrznego obiegu cząstek w reaktorze. Prędkość mieszadła może być regulowana, co razem ze strumieniem gazu dopływającym do obszaru mieszania, daje szeroki zakres regulowania obiegu cząstek.

Dolna sekcja reaktora zwilżającego ma zespół, służący do usuwania cząstek z reaktora. Korzystnie cząstki usuwa się za pomocą opisanego wyżej mieszadła. Łopatki mieszadła mogą być skośnie ukierunkowane, tak aby progresywnie usuwały cząstki w stronę jednego końca dolnej sekcji reaktora, a następnie z tego miejsca cząstki mogą być usuwane w stanie suchym za pomocą odpowiedniego zespołu uszczelniającego. Cząstki te mogą także być usuwane osobną śrubą lub przenośnikiem wyładowczym. Korzystnie, usuwa się je z reaktora zwilżającego w stanie suchym, tak aby mogły być następnie przenoszone, na przykład pneumatycznie.

W razie potrzeby, dolna sekcja reaktora zwilżającego może mieć osobny punkt zasilania reagentem lub absorbentem. Do reaktora zwilżającego można wprowadzać kilka różnych reagentów, aby usuwać szkodliwe substancje z gazów w pojedynczym etapie technologicznym.

Rozwiązanie według wynalazku posiada liczne zalety. Przede wszystkim, pozwala na realizowanie kilku funkcji, takich jak absorbcja siarki, zwilżanie reagentu, suszenie i oddzielanie cząstek, w jednym urządzeniu. Zwilżanie gazu można wykonywać w tej samej przestrzeni, w której zachodzi oddzielanie istniejącego popiołu, przy czym dla każdego procesu nie są potrzebne żadne dodatkowe urządzenia, ani osobne reaktory.

Ponadto według wynalazku można wykonywać operacje robocze w temperaturze bardzo bliskiej temperatury rosy, a nawet prawie tuż przy temperaturze rosy, ponieważ filtr znajduje się bezpośrednio w reaktorze, a nie są potrzebne żadne gazowe kanały, przez co zostaje rozwiązany problem warstw, które osadzają się na ścianach kanałów gazowych prowadzących gaz, który nawilża się w temperaturze bliskiej temperatury rosy. Możliwość pracy w warunkach bliskich temperatury rosy pozwala na bardzo wydajne usuwanie emisji SO2, SO 3, HCl oraz HF.

Wewnętrzny obieg cząstek przez strefę zwilżającą zmniejsza zużycie reagenta lub absorbentu. Tym sposobem znacznie przedłuża się czas retencji absorbentu w reaktorze, korzystnie w przybliżeniu od 2 do 10 razy dłużej w porównaniu do wcześniej znanych reaktorów przepływowych. Urządzenie według wynalazku pozwala również na skuteczne oddzielanie od gazów drobnoziarnistego popiołu. Popiół i zużywany absorbent można odzyskiwać w stanie suchym w jednym wspólnym etapie roboczym. Jest potrzebny tylko jeden układ usuwania i obróbki popiołu. Suchy popiół i absorbent można przenosić pneumatycznie.

We wcześniej znanych sposobach, prawie całkowite usuwanie siarki było możliwe jedynie wówczas, gdy zawartość SO 2 w gazie wlotowym była mniejsza niż 40 części na milion. Sposób według wynalazku pozwala na całkowite usuwanie siarki nawet wtedy, jeśli zawartość SO2 we wlotowym gazie jest większa niż 100 części na milion.

W urządzeniu według wynalazku można jednocześnie i optymalnie stosować trzy główne czynniki, mające dodatni wpływ na reakcje pochłaniania, a mianowicie chłodzenie gazu do poziomu bliskiego temperaturze rosy w celu zapewnienia szybkiego przebiegu reakcji, wysoki stosunek molowy Ca/S w strefie reakcji oraz długi czas retencji w celu optymalnego wykorzystywania absorbentu. Sposób i urządzenie według wynalazku są bardzo proste.

Przedmiot wynalazku zostanie uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenie według wynalazku do stosowania sposobu według wynalazku, fig. 2 - inny wariant rozwiązania urządzenia według wynalazku, fig. 3 jeszcze inny wariant rozwiązania urządzenia według wynalazku, a fig. 4 - stosunek zmniejszenia SO2 względem stosunku molowego Ca/S w sposobie według wynalazku.

Na figurze 1 przedstawiono reaktor zwilżający 10, mający gazowe wloty 12 i 14, kanał wylotowy 16 gazu oraz wyładowczy kanał 18 dla cząstek, które zostały oddzielone od gazu. Reaktor zwilżający ma także dysze 20 do rozpylania wody lub pary wodnej do reaktora

166 298 zwilżającego w miejscu nad wlotami gazu. Górna sekcja reaktora ma filtr 22, oddzielający cząstki od płynącego ku górze gazu.

Reaktor zwilżający według wynalazku może być usytuowany w kanale gazów spalinowych za komorą spalania pieca rusztowego, komorą spalania paliwa proszkowanego lub komorą spalania o złożu fluidalnym, taką jak reaktor o krążącym złożu fluidalnym, korzystnie za kotłem od odzyskiwania ciepła. Przed wejściem do reaktora zwilżającego, gazy spalinowe są chłodzone do temperatury mniejszej niż 300°C, korzystnie do temperatury mniejszej niż 150°C. Aby usunąć tlenki siarki z gazów spalinowych, do komory spalania reaktora o złożu fluidalnym doprowadza się absorbent, taki jak kamień wapienny. Absorbent co najmniej częściowo jest kalcylowany w gorącym gazie spalinowym, aby otrzymać tlenek wapnia, który pochłania siarkę jako siarczan wapniowy i siarczyn wapniowy. Stosunek wapna palonego do siarki wynoszący od 1,5 do 2,1 powoduje zmniejszenie ilości siarki w przybliżeniu od 80% do 95% w reaktorze o krążącym złożu fluidalnym. Gazy spalinowe wprowadzane do reaktora zwilżającego nadal zawierają siarkę, jak również nieprzereagowane wapno palone. Istotnym celem reaktora zwilżającego według wynalazku jest aktywowanie wapna palonego lub innego absorbentu w gazach spalinowych, tak aby była możliwa do usunięcia reszta siarki, zawartej w gazach spalinowych.

W urządzeniu przedstawionym na fig. 1, gazy spalinowe zawierające siarkę i wapno palone transportuje się poprzez rurę 24 do reaktora zwilżającego. Przed doprowadzeniem gazów spalinowych do reaktora, gazy te zostają podzielone na dwa osobne strumienie gazów spalinowych w kanałach 26 i 28. Strumień gazu spalinowego w kanale 26 doprowadza się do reaktora, zasadniczo do tego samego poziomu, na którym znajdują się wodne dysze 20. Strumień gazu spalinowego w kanale 28 doprowadza się do poziomu dolnego.

Główny strumień gazów spalinowych doprowadza się do reaktora zwilżającego zasadniczo na tym samym poziomie, na którym znajdują się dysze wodne. Istotne jest, aby doprowadzany do reaktora gaz został dobrze zmieszany z natryskiem wodnym. Gaz i woda są korzystnie doprowadzane do reaktora jako skierowany ku dołowi natrysk, który zwraca się ku górze w małym odstępie od wlotu. Tym sposobem wiry natrysku gazowego i natrysku wodnego są wytwarzane w strefie zwilżania, przez co również osiąga się dobry skutek mieszania.

Wodne natryski tworzą strefę zwilżania 30 w reaktorze zwilżającym. W tej strefie zwilżania gazy spalinowe są zwilżane i chłodzone przy temperaturze możliwie najbardziej zbliżonej do temperatury rosy, korzystnie w przybliżeniu od 0 do 3°C względem temperatury rosy. W strefie zwilżania cząstki wapna palonego zostają nawilżone, przez co przez te cząstki jest absorbowana siarka i mogą zachodzić szybkie reakcje jonowe między siarką a wapnem w fazie ciekłej.

Korzystne jest, jeżeli woda jest natryskiwana za pomocą dysz, które wytwarzają małe krople, korzystnie o średnicy mniejszej niż 100 gm, i które mają duży kąt rozwarcia tak aby cały przekrój poprzeczny reaktora i cały strumień gazowy znajdowały się w zasięgu natryskiwania. Wodę natryskuje się ku dołowi reaktora. Strefa zwilżania pokrywa pionową strefę reaktora, która korzystnie jest równa hydraulicznej średnicy reaktora.

W rozwiązaniu pokazanym na fig. 1, gaz spalinowy doprowadza się do reaktora w postaci strumienia płaszczowego. Z kanału 26 gaz jest wprowadzony najpierw do rurowego kanału 32, otaczającego reaktor.

Z rurowego kanału 32 gazy transportuje się dalej do jednego lub więcej skierowanych ku dołowi kanałów 36, utworzonych przez ścianę 34 reaktora. Reaktor ma podwójną ścianę, tak aby był utworzony wlotowy kanał 36 dla gazu spalinowego między ścianami 34 a 38. Z kanałów 36 gazy spalinowe są przenoszone poprzez wloty 12 do strefy zwilżania 30 w reaktorze.

Zgodnie z tym, gaz doprowadza się od dolnego gazowego kanału 28 do rurowego kanału 42 otaczającego reaktor, a stąd dalej do skierowanego ku dołowi kanału 46, wyznaczonego ścianami 44 reaktora. Od tego kanału 46 gazy spalinowe płyną dalej do dolnej sekcji, to jest do suszącej lub mieszającej drugiej strefy 40 reaktora.

Doprowadzanie gazu do reaktora zwilżającego reaktora jest regulowane na przykład za pomocą przepustnic 27 i 29 w kanałach 26 i 28. Można także regulować doprowadzanie gazu za pomocą nastawialnej szczeliny 48 w kanale 46.

166 298

Gaz suszący można doprowadzać do sekcji suszącej w takim stopniu, aby zgromadzone w dolnej sekcji reaktora cząstki były zasadniczo suche. Temperatura w dolnej sekcji reaktora jest zatem utrzymywana powyżej temperatury rosy dla zapewnienia skutecznego suszenia. Gazy płyną ze strefy suszącej w górę, osuszając tym samym cząstki płynące ku dołowi z filtra i strefy zwilżania. Przepływ gazu suszącego jest regulowany automatycznie za pomocą członów 47 i 49, odpowiednio do temperatury gazu w dolnej sekcji reaktora lub temperatury wyładowywanych cząstek.

Ponadto, dolna sekcja reaktora ma mechaniczne mieszadła 50. Przykład wykonania pokazany na fig. 1 obejmuje dwa takie mieszadła, umieszczone na spodzie reaktora, mające łopatki 52. Mieszadła rozbijają grudki cząstek, opadające do dolnej sekcji reaktora. Jednocześnie wyrównują one temperaturę i wilgotność między tymi cząstkami. Łopatki mieszadeł są korzystnie tak rozmieszczone, aby przy obracaniu przesuwały cząstki do jednego końca dolnej sekcji reaktora, przy czym koniec ten ma wyładowczy kanał 18 dla cząstek. Korzystnie cząstki płyną ponad płytą przepływu nadmiarowego, nie pokazaną, do kanału wyładowczego. Tym sposobem w reaktorze zawsze utrzymuje się zaporę cząstek, która wyrównuje temperaturę i wilgotność cząstek płynących ku dołowi.

Na figurze 2 przedstawiono reaktor zwilżający 10, podobny do pokazanego na fig. 1 z wyjątkiem tego, że gaz wprowadza się do suszącej sekcji poprzez wlotowy kanał gazowy 54, umieszczony wewnątrz reaktora. Wlotowy kanał gazowy ma skierowane ku dołowi dysze 56, poprzez które gaz przepływa najpierw do cząstek zgromadzonych w dolnej sekcji reaktora, a później w górę. W ten sposób realizuje się mieszanie cząstek, zgromadzonych w dolnej sekcji reaktora.

W reaktorze według fig. 2, ilość wody doprowadzanej do strefy zwilżania jest regulowana za pomocą członu 21 odpowiednio do temperatury gazu w górnej strefie reaktora. Reaktor zwilżający może być wyposażony w dysze wodne na kilku różnych poziomach, jeśli jest to wymagane dla równomiernego zwilżania gazu.

Na figurze 1 i 2, reaktory są utworzone w postaci komór z filtrem rurowym, przy czym każda z tych komór ma standardowy filtr, zaś w dolnej sekcji komory znajduje się strefa zwilżania i strefa suszenia.

Na figurze 3 przedstawiono reaktor, w którym filtr 60 znajduje się bezpośrednio na zewnątrz komory reaktora. Tym sposobem, dodatkowo do obiegu wewnętrznego w reaktorze realizuje się także zewnętrzny obieg cząstek. Niektóre z cząstek, zwilżonych w strefie zwilżania 30, oddzielają się od gazów samorzutnie i płyną, ze względu na swój ciężar, ku dołowi do strefy suszącej, w której zostają poddane działaniu suszącego gazu. Po wysuszeniu, cząstki, ponownie płyną ku górze, unoszone gazami, tworzą tym samym wewnętrzny obieg. Część zwilżonych cząstek płynie razem z gazami do górnej sekcji reaktora i do filtru 60 i jest zwracana za pośrednictwem kanału 62 do suszącej sekcji w drugiej strefie 40 reaktora. W razie potrzeby cząstki mogą być usuwane z obiegu za pomocą wylotu 64, który może być zamykany zaworem 66. Cząstki mogą być także zwilżane na zewnątrz reaktora zwilżającego.

W reaktorze pokazanym na fig. 3 wlotowe kanały 26 i 28 gazów spalinowych mogą być podłączone do rozwartych punktów procesów spalania, na przykład tak, aby gaz doprowadzany do reaktora za pośrednictwem kanału 26 był bardziej chłodzony niż gaz doprowadzany za pośrednictwem kanału 28, przy czym kanał ten może doprowadzać bardziej gorący gaz, aby zapewnić realizację procesu suszenia.

Wynalazek zapewnia dużo lepszą absorpcję siarki z gazów spalinowych przy dużo mniejszym zużyciu wapna palonego, takjak podano w załączonych wynikach prób, które zostały dokonane w stosunku do niektórych gatunków węgla i kamienia wapiennego.

Przykład Do przeprowadzania serii próby zastosowano urządzenie według fig. 1. Do reaktora zwilżającego doprowadzano gazy spalinowe o temperaturze w przybliżeniu 870°C z reaktora o krążącym złożu fluidalnym, zasilanym kamieniem wapiennym, przy czym stosunek molowy Ca/S wynosił od 1,41 do 2,33. Teoretyczna zawartość SO 2 w gazach spalinowych wynosiła od 860 do 960 części na milion. Siarka zawarta w gazach spalinowych już reagowała w reaktorze o krążącym złożu fluidalnym przed reaktorem zwilżającym w taki sposób, że zawartość SO2 w gazach spalinowych, doprowadzanych do reaktora zwilżającego, wynosiła w

166 298 przybliżeniu od 60 do 201 części na milion. Gazy doprowadzano do reaktora zwilżającego w temperaturze około 130°C do 160°C. Teoretyczna temperatura rosy dla gazów w reaktorze zwilżającym wynosiła w przybliżeniu 54°C.

Wyniki prób są przedstawione w poniższej tabeli.

Ca/S	Temp. za reaktorem	SO2 przed reaktorem części/milion	SO2 za reaktorem części/milion	Absorpcja SO2
1.88	55	201	27	97
1.91	55	111	2	100
1.95	55	107	0	100
1.94	57	105	0	100
2.33	57	129	2	100
1.93	59	60	0	100
1.41	61	183	83	91
1.87	63	121	25	97
2.00	66	136	61	93
2.08	81	77	53	95

Wyniki prób wyraźnie pokazują, że pochłanianie siarki sposobem według wynalazku jest prawie całkowite nawet przy bardzo małych stosunkach molowych Ca/S, kiedy końcowe reakcje zachodzą prawie przy temperaturze rosy, to jest od 1°C do 5°C względem temperatury rosy. Bardzo dobre wyniki osiąga się nawet przy najwyższych wartościach temperatury, to jest przy 10°C do 30°C względem temperatury rosy, oraz przy zużyciu wapna palonego dużo niższym niż w przypadku stosowania znanych sposobów.

Reaktory zwilżające według znanego stanu techniki zapewniały zmniejszenie SO2 w przybliżeniu do 90% stosunku molowym Ca/S = 2,22. Zmniejszenie SO2 w przybliżeniu 98% nie mogło być osiągnięte dopóty, dopóki stosunek molowy Ca/S nie był równy 4.

Na figurze 4 przedstawiono stosunek redukcji SO2 względem stosunku molowego Ca/S, otrzymanego w wyżej opisanej serii prób, w których stosowano sposób według wynalazku. Dla porównania, przedstawiono stosunek zmniejszenia SO2 względem stosunku molowego Ca/S, w przypadku prób prowadzonych bez stosowania reaktora zwilżającego.

Według wynalazku można zatem łączyć różne stopnie kilku odmiennych procesów w jedną całość.

Reaktor zwilżający obejmuje przestrzeń, znajdującą się pod kasetami filtrowymi lub podobnymi. Układ dyszowy znajdujący się w tej przestrzeni natryskuje wodę, zwilżającą cząstki popiołu i absorbentu i obniżającą temperaturę gazu spalinowego do wartości bliskiej temperatury rosy, to jest od 0 do 20°C względem temperatury rosy.

Filtr tkaninowy lub podobny działa zarówno na zasadzie zwykłego oczyszczania przeciwbieżnego przy stosowaniu impulsów ciśnieniowych, jak i przepłukiwania lub wstrząsania.

Połączone zespoły transportowania i mieszania absorbentu i popiołu są umieszczone na przykład w odbiorczym oleju wyładowczym u spodu reaktora. Zespół mieszający korzystnie obraca się z tak dużą prędkością, że kruszy osady, które jeśli są wilgotne to odpadają od ścian i filtru ku dołowi i zostają osuszone przepływem gorącego gazu.

Obieg popiołu i absorbentu jest wywoływany za pomocą przedmuchiwania części doprowadzanego gazu spalinowego do reaktora poprzez jego dolną sekcję. Można także wdmuchiwać gaz do reaktora od dołu mieszadeł w taki sposób, że gaz fluidyzuje masę cząsteczkową, zgromadzoną w dolnej sekcji reaktora. Gaz wprowadzany do reaktora z jego dolnej sekcji razem z głównym przepływem gazu, doprowadzanym od ścian bocznych, osusza mokre grudki cząstek, opadające z górnej sekcji reaktora zwilżającego. Gazy przechwytują część cząstek i doprowadzająje z powrotem do strefy zwilżania, przez co w reaktorze zwilżającym zachodzi wewnętrzne krążenie cząstek.

166 298

Fty 2.

166 298

3.

166 298

OJ cn co ω

-- σ O

ID lO ω

OJ

166 298

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

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób oczyszczania gazów odpadkowych, wytwarzanych w procesach spalania, zgazowywania lub w procesach chemicznych i zawierających zanieczyszczenia, takie jak związki tlenków siarki, chloru lub fluoru, polegający na dodawaniu do gazów podczas procesu lub po procesie reagenta i/lub absorbentu, reagującego z zanieczyszczeniami, zawartymi w tych gazach, następnie na wprowadzaniu tych gazów do wielu poziomów reaktora zwilżającego, aby zwilżać gazy wodą lub parą wodną w celu aktywowania reagenta i/lub absorbentu, zawartego w tych gazach, oraz na oddzieleniu od tych gazów przereagowanych całkowicie lub częściowo cząstek reagenta lub absorbentu, znamienny tym, że wprowadza się całość gazów do co najmniej dwóch poziomów reaktora zwilżającego, przy czym pierwszą część tych gazów podaje się do poziomu strefy zwilżania poniżej dysz natryskujących wodę i/lub parę wodną do gazów, w której zawiesina wytwarzana z gazu oraz reagenta i/lub absorbentujest zwilżana wodą i/lub parą wodną, a drugą część gazów doprowadza się do poziomu drugiej strefy umieszczonej pod strefą zwilżania, następnie przepuszcza się pierwszą i drugą część gazów w górę reaktora zwilżającego w przeciwprądzie względem reagenta i/lub absorbentu, przepływających w dół przez strefę zwilżania, oddziela się cząstki stałe od gazów ponad strefą zwilżania w najwyższej części reaktora zwilżającego wyprowadza się gaz z reaktora zwilżającego i zawraca się cząstki stałe oddzielone od gazów ponad strefą zwilżania ku dołowi reaktora zwilżającego, w przeciwprądzie względem płynących ku górze gazów, do poziomu strefy zwilżania lub poniżej strefy zwilżania, utrzymując za pomocą tej wewnętrznej cyrkulacji cząstek stałych stężenie cząstek w reaktorze wyższe niż stężenie cząstek w gazach wprowadzanych do reaktora.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stałe cząstki oddziela się od gazów, wyprowadzanych z reaktora zwilżającego, przepuszczając je przez filtr umieszczony w górnej sekcji reaktora, przy czym cząstki oddziela się od filtru i opuszcza do strefy zwilżającej i/lub dolnej sekcji reaktora.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że cząstki oddziela się od filtru w odstępach czasowych.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że doprowadza się do kontaktu drugiej części gazów z cząstkami, płynącymi ku dołowi od strefy zwilżającej i osusza się je.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że druga część gazu, doprowadzana do przestrzeni pod strefą zwilżającą zawraca ponownie część cząstek, zgromadzonych w dolnej sekcji reaktora, do jego górnej sekcji.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że drugą część gazu, doprowadzoną do przestrzeni pod strefą zwilżającą, doprowadza się w postaci przynajmniej jednego strumienia natryskowego, przynajmniej częściowo skierowanego ku dołowi, rozbija się za pomocą tych strumieni gazowych grudki cząstek, zgromadzone w dolnej sekcji reaktora, i powoduje się mieszanie tych cząstek.
7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że cząstki wyprowadza się z dolnej sekcji reaktora zwilżającego.
8. Sposób według zastrz. 7, znamienny tym, że część cząstek wyprowadzonych z dolnej sekcji reaktora zwilżającego zawraca się ponownie do obiegu w reaktorze.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gazy w reaktorze zwilżającym chłodzi się do temperatury w przybliżeniu od 0 do 20°C względem temperatury rosy.
10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek ilości pierwszej części gazów, doprowadzanych do strefy zwilżania względem ilości drugiej części gazów, doprowadzanych poniżej strefy zwilżania, wynosi około 10:1-1:5.

166 298
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że stosuje się ilość gazu, doprowadzanego do strefy zwilżania, większą niż ilość gazu, doprowadzanego do drugiej strefy.
12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że do strefy zwilżania wprowadza się około 60% całkowitej ilości gazu.
13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej część gazu, doprowadzanego do strefy zwilżania, dostarcza się w postaci strumienia płaszczowego gazu przepływającego do strefy zwilżania kanałami rozmieszczonymi w ścianach reaktora zwilżającego i/lub wzdłuż ścian tego reaktora, jako skierowany ku dołowi strumień natryskowy, zapobiegający chłodzeniu ścian i osadzaniu warstw cząstek stałych na ścianach reaktora.
14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej część gazu, doprowadzanego poniżej strefy zwilżania, dostarcza się do reaktora zwilżającego w postaci płaszczowego strumienia gazu przepływającego do reaktora kanałami, umieszczonymi w ścianach tego reaktora, zapobiegającego chłodzeniu tych ścian.
15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że co najmniej część drugiej części gazów, doprowadzanej poniżej strefy zwilżania, dostarcza się do reaktora zwilżającego poprzez co najmniej jedną dyszę, umieszczoną zasadniczo w środku powierzchni przekroju poprzecznego reaktora zwilżającego, i rozdziela się gazy równomiernie wzdłuż całej powierzchni przekroju poprzecznego reaktora.
16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że doprowadza się wodę lub parę wodną do strefy zwilżania w postaci skierowanych ku dołowi strumieni natryskowych.
17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że doprowadza się wodę lub parę wodną do wielu stref w reaktorze zwilżającym.
18. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ponowne zawracanie lub wewnętrzne krążenie cząstek w reaktorze zwilżającym reguluje się za pomocą nastawiania ilości drugiej części gazów doprowadzanych poniżej strefy zwilżania.
19. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako reagent i/b absorbent stosuje się węglany, tlenki lub wodorotlenki metali alkalicznych lub ziem alkalicznych.
20. Urządzenie do oczyszczania gazów odpadkowych, wytwarzanych w procesach spalania, zgazowy wania lub w procesach chemicznych, zawierające reaktor zwilżający, wyposażony w liczne wloty gazów odpadkowych, do których dodano reagent i/lub absorbent dla usunięcia zanieczyszczeń zawartych w tych gazach, wodne lub parowe dysze natryskowe, tworzące strefę zwilżania aktywującą reagent i/lub absorbent, wylot gazu, znajdujący się nad strefą zwilżania, filtr umieszczony w połączeniu z wylotem gazu w górnej sekcji reaktora zwilżającego, oddzielający stałe cząstki od gazów i zawracający je do dolnej sekcji reaktora, oraz wylot oddzielanych od gazów, znajdujący się w dolnej sekcji reaktora zwilżającego, znamienne tym, że wloty (12, 14, 56) gazów odpadkowych są umieszczone na co najmniej dwóch różnych poziomach, przy czym co najmniej jeden wlot (12) gazu jest umieszczony na poziomie strefy zwilżania (30) poniżej dysz (20) natryskujących wodę i/lub parę wodną, i co najmniej jeden wlot (14,56) gazu jest umieszczony na poziomie drugiej strefy (40), znajdującej się pod strefą zwilżania (30).
21. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że górna sekcja reaktora zwilżającego (10) ma filtr tkaninowy (22).
22. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że co najmniej część ściany reaktora zwilżającego (10) w strefie zwilżania (30) jest podwójną ścianą, w której jest utworzony wlotowy kanał (36) doprowadzający gaz do strefy zwilżania (30).
23. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że dolna sekcja reaktora zwilżającego (10) ma mechaniczne mieszadło (50), mieszające stałe cząstki, zgromadzone we wspomnianej dolnej sekcji reaktora zwilżającego, i rozbijające utworzone wewnątrz grudki cząstek.
24. Urządzenie według zastrz. 20, znamienne tym, że dysze wodne lub parowe dysze natryskowe (20) w strefie zwilżania (30) są umieszczone w poziomym zespole podporowym, przechodzącym poprzez reaktor zwilżający (10).

166 298