PL167327B1 - Układ katalitycznego oczyszczania spalin przemysłowych - Google Patents

Abstract

Układ katalitycznego oczyszczania spalin przemysłowych zawierający elektrofiltr, podgrzewacz, wentylator, wymiennik ciepła, dozownik, czynnik redukcyjny, przewody doprowadzające gazy i medium, znamienny tym, że za podgrzewaczem powietrza /1/ znajduje się elektrofiltr/2/ połączony i/lub z wymiennikiem ciepła /3/ i/lub podgrzewaczem/4/ i systemem dozowania /5/ czynnika redukcyjnego z reaktorem /6/ denitryfikacji i desulfuryzacji spalin, a następnie z zespołem skraplacza /7/ i płuczką /8/, elektrofiltremmokrym/9/ orazprzewodem/10/ poprzezwymiennik ciepła /11/ do komina /12/.

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ katalitycznego oczyszczania spalin przemysłowych.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 154 980 układ technologiczny do oczyszczania gazów spalinowych. Układ ten ma zespół dwustopniowego chłodzenia i doczyszczania gazów, składający się z dwóch chłodnic oraz skrubera mokrego, strefę utleniania tlenków azotu, znajdującą się między skruberem a wieżami zraszającymi, bez wypełnienia połączonymi z zespołem zbiorników-filtrów i reaktorem oraz zespół składający się z wyparki i krystalizatora.

Niekorzystnym skutkiem tego układu do odsiarczania i odazotowania spalin jest fluor, który jest materiałem trudnodostępnym i silnie toksycznym oraz nadtlenek wodoru,który w podwyższonych temperaturach bardzo szybko rozkłada się z gazowego tlenu.

Zastosowanie wodorotlenku potasu powoduje, że produkty reakcji w postaci siarczanów i azotanów potasu twarzą roztwory, które ze względu na ochronę środowiska należy zestalić w celu składowania, co się wiąże z dużymi kosztami i dodatkowymi operacjami technologicznymi.

Innym znanym z polskiego opisu zgłoszenia zarejestrowanego za numerem P-285662 publikowanego w BUP 25/91 jest układ do obniżania emisji pyłów i gazów toksycznych ze spalin kotłowni. Układ ten charakteryzuje się tym, że kocioł ma zawór klapkowy i podłączony jest do dozownika akceptora siarki, który również posiada cyklon. Między wentylatorem a kominem zabudowane jest urządzenie pochłaniające lotne tlenki siarki i azotu z bezpyłowych spalin oraz urządzenie do zabezpieczenia kierunku przepływu gazów i jego częściowego oczyszczania, które połączone jest z kominem kanałem, w którym znajduje się syfon, siatka odwadniająca oraz doprowadzone przewody z gorącym powietrzem.

Niekorzystnym skutkiem tego rozwiązania jest to, że stosowane roztwory sorbcyjne lub neutralizacyjne tworzą ścieki, zużywa się dużo wody przez co do środowiska wprowadza się ze ściekami uciążliwe odpady, co doprowdza do nieodwracalnych zmian w środowisku. Spaliny przy użyciu tej metody są oczyszczone w zakresie 30%-70% - głównie tlenków siarki. Brak jest skutecznych metod do usuwania tlenków azotu. Odpady w postaci gipsu ze względu na zawarte w nim pierwiastki szkodliwe dla zdrowia jest trudny do zagospodarowania.

Istota rozwiązania według wynalazku charakteryzuje się tym, że za podgrzewaczem powietrza znajduje się elektrofiltr połączony i/lub z wymiennikiem ciepła i/lub podgrzewaczem i systemem dozowania czynnika redukcyjnego z reaktorem denitryfikacji i desulfuryzacji spalin oraz z zespołem skraplacza i spłuczką, elektrofiltrem mokrym a dalej przewodem poprzez wymiennik ciepła do komina.

16*7327

Korzystnym skutkiem rozwiązania według wynalazku jest brak odpadów takich jak gips, ścieki roztworów sorbcyjnych lub neutralizacyjnych, uzyskuje się ponad 90% odsiarczanie i odazotowanie spalin. Z procesu uzyskuje się dodatkowy produkt w postaci 71% kwasu siarkowego stanowiącego dogodny surowiec do dalszej przeróbki taki jak: gips, nawozy sztuczne i stężony kwas siarkowy. Tlenki azotu są rozkładane do wolnego azotu i wody. Cały proces utylizacji spalin przebiega w jednym reaktorze. Układ nie wymaga dodatkowego ogrzewania poza etapem inicjacji.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym schematycznie przedstawiono układ katalitycznego oczyszczania spalin przemysłowych.

Przykład I. Spaliny po wyjściu z kotła przechodzą przez podgrzewacz powietrza 1 dalej przez elektrofiltr 2 uzyskując temperaturę 160°C. Elektrofiltr ten połączony z wymiennikiem ciepła 3, podgrzewaczem 4, systemem dozowania 5 czynnika redukcyjnego, osiągając temperaturę 480°C. Spaliny kierowane są do reaktora 6 denitryfikacyjno-desulfuryzacyjnego, po czym wracają przewodem do wymiennika ciepła 3, gdzie oddają ciepło gazom wchodzącym na reaktor 6, dalej kierowane są do skraplacza 7, w którym zostają schłodzone do temperatury 115°C, dalej do płuczki 8 i po przejściu przez elektrofiltr mokry 9, na którym zostaje usunięty pyl resztkowy, kierowane są przewodem 10 poprzez wymiennik ciepła 11, do którego doprowadzone jest medium odbierające ciepło ze skraplacza 7. Ogrzane spaliny w przewodzie 10 kierowane są do komina 12. Dla odazotowania i odsiarczania spalin z kotłów o różnej wielkości w układzie wykorzystuje się katalizatory, w obecności których przy pomocy amoniaku tworzącego atmosferę redukcyjną prowadzi się redukcję tlenków azotu do czystego azotu i wody według reakcji:

2NOi + 4NH₃ + O2- 3N2 + 6H2O 4NO + 4NH3 + O2 ·* 4N2 + 6H2O

Amoniak jest dozowany dozownikiem 5 w postaci gzzowejdo przewodu spalin przed reaktorem 6. dopreeCiciu przep piwwi^ze oloża reaotora 6 dotizdają ooolo 6*% nadmiaru tlenu, co pozwala w drugim stopniu reaktora na utlrairaie dwutlenku siarki w obecności katalizatora na trójtlenek siarki w następnych złożach reaktora 6 według reakcji:

502 + 0,5O2 -* SO3

Trójtlenek siarki jest łatwo rozpuozcoalan w z/zZoie i spaliny po przejściu przez ten reaktor są schładzane, następuje rozpuszczenie SO3 i powstaje kwas siarkowy według reakcji:

503 + H2O -> H2SO4

Kwas siarkowy może być wyprodukowany w postaci stężonej o0oło 70% lub po reakcji z wapnem przekształcony w gips.

Skuteczność powyższych procesów zależna jest głównie od zapylenia i temperatury spalin, dlatego reaktor zabudowuje się za elektrofiltrem i podwyższa temperaturę spalin. Redukcja tlenków azotu, przy zakładanej skuteczności 90% wymaga temperatury około 400°C, a utlenienie SO2 najskuteczniej przebiega w temperaturze około 450°C.

Przykład II. Spaliny po wyjściu z kotła przechodzą przez luvo 1, dalej przez elektrofiltr 2 połączony z podgrzewaczem 4 i systemem dozowania 5 czynnika redukcyjnego w postaci zagazowanego amoniaku, dalej z reaktorem 6 ZeniSryfikacyjno-Zroulfurnoacyjnym - po czym wracają przewodem do wymiennika ciepła 3, gdzie oddają ciepło gazom wchodzącym na reaktor 6, dalej kierowane są do skraplacza 7, w którym zostają schłzdozar do temperatury 115°C,dalej do płuczki 8 i po przejściu przez elektrofiltr mokry 9, na którym zostaje usunięty pył resztkowy kierowane są przewodem 10 poprzez wymiennik ciepła 11, do którego doprowαZzonejest medium odbierające ciepło ze skraplacza 7 a ogrzane spaliny w przewodzie 10 kierowane są do komina 12. Proces katalitycznego oczyszczania przebiega analogicznie jak w przykładzie pierwszym.

167 327

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ katalitycznego oczyszczania spalin przemysłowych zawierający elektrofiltr, podgrzewacz, wentylator, wymiennik ciepła, dozownik, czynnik redukcyjny, przewody doprowadzające gazy i medium, znamienny tym, że za podgrzewaczem powietrza/1/ znajduje się elektrofiltr /2/ połączony i/lub z wymiennikiem ciepła /3/ i/lub podgrzewaczem /4/ i systemem dozowania /5/ czynnika redukcyjnego z reaktorem /6/ denitryfikacji i desulfuryzacji spalin, a następnie z zespołem skraplacza /7/ i płuczką /8/, elektrofiltrem mokrym /9/ oraz przewodem /10/ poprzez wymiennik ciepła /11/ do komina /12/.