PL168112B1 - Sposób oczyszczania gazów - Google Patents

Abstract

1. Sposób oczyszczaniagazów wytwarzanych w wyniku procesów spalania, gazyfikacji lub eynoecnw oremiocwcor, ktpye tn gzcc czwieyzją czwieoccccocehiz tzkie jzk tlenki cizyki, cwiącki ohlnyu lub flunyu, poleczjący wz dndzwzyiu dn azcnw w tyzkoie pynoecu lub po pynoecie yezcehtz i/lub zbcnybewtu yezgująoecn c azyieocccaoaeyizmi czwzytymi w czczch, yzctęehie wz weynwzdczhiu tyah azcnw dn yezktnyz cwilżzjąoecn dlz cwilżewiz cz pnmnoą wndy lub pzyc wndwej dlz zktcwnwzyiz yezcehtz i/lub zbcnybehtu czwzytegn w czczcr, pycy ocym gzcc weynwzdcz cię dn ctyefc ocucazyiy w dnlhej cekcji yezktnyz cwilżzjąoecn z hzctęehie w cnyę dn ctyefc cwilżzhiz yezktnyz awilżzjąoean, cdcie czwiecihz wctweycchz c czcu i yezcehtz i/lub zbcnybehtu ject cwilżzhz wndą i/lub ezyą wndhą, nyzc hz oddaielzyiu ozłknwioie lub ocęśoinwn eyaeyezanwzycor ocąctek yezcehtz i/lub zbcnybehtu w filtyce umieccocnhcm w cpyyej cekoji yezktnyz awilżzjąceco pyced wceynwzdaeyiem azapw c yezktoracwilżzjąoecn, anymiennc tym, że knhtzktuje cię wilcnthe caącteoaki popiołu i kynele wndc nezdyjąoe w dni c cPyhej cekoji yeyktoyz awilżzjąoeco c wzyctwą popiołu e°hiżej pociomu wlotu czcu w dnlhej cekoji yezktnyz awilżąjącecn dlz ioh romncehiczoji, pycc occm tę wzyctwę popiołu twnycc cię c ocąctek oddcielhcor od czcu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania gazów odpadowych, które są wytwarzane przykładowo w procesach spalania, gazyfikacji, lub niektórych procesach chemicznych lub metalurgicznych.

Typowymi zanieczyszczeniami zawartymi w takich gazach są dwutlenki siarki, amoniak, związki chloru i fluoru i stężone związki węglowodoru.

Znany jest sposób oczyszczania gazów, w którym reagent i/lub absorbent, reagujący z zanieczyszczeniami zawartymi w gazach, jest aktywowany przez wprowadzanie gazów do reaktora zwilżającego. Reagent i/lub absorbent jest dodawany do samego procesu lub do gazów wyprowadzanych z procesu. Gazy są wprowadzane do reaktora zwilżającego dla zwilżenia ich wodą lub parą wodną dla aktywowania reagenta zawartego w gazach. Gazy są najpierw podawane do dolnej sekcji reaktora zwilżającego a następnie w górę do strefy zwilżania, gdzie zawiesina utworzona z gazu i reagenta jest zwilżana wodą lub parą wodną. Cząsteczki reagenta i/lub absorbentu, które przereagowały całkowicie albo częściowo, są oddzielane od gazów za pomocą filtra w górnej części reaktora zwilżającego, zanim gazy zostaną wyładowane z reaktora. Jako reagenty lub absorbenty są stosowane węglany, tlenki lub wodorotlenki metali alkalicznych albo metali ziem alkalicznych.

Jak wiadomo, spalanie paliw kopalnych powoduje wytwarzanie gazów spalinowych zawierających tlenek siarki i powodujących zakwaszenie środowiska. Zawartość siarki w gazach spalinowych zmienia się w zależności od zawartości siarki w paliwie. Czynione są wysiłki odnośnie możliwości stosowania paliw, które zawierają jak najwięcej siarki, jakkolwiek ograniczenia dotyczące emisji siarki stają się coraz ostrzejsze. Piece do spopielania odpadów, których liczba stale rośnie, także wytwarzają gazy spalinowe zawierające siarkę, które muszą być oczyszczone tak aby zawartość siarki mieściła się w obrębie ustalonych granic. Gazy spalinowe wytwarzane w piecach do spopielania odpadów, w których spalano na przykład związki tworzyw sztucznych, zawierają poza SO2 i SO3 również kwas chlorowodorowy i fluorowodorowy oraz inne szkodliwe związki gazowe i stałe.

Gazy procesowe wytwarzane w rozmaitych procesach gazyfikacji mogą również zawierać szkodliwe ilości związków siarkowych lub innych związków, które muszą zostać oddzielone od gazów przed ich dalszą obróbką.

Opracowywano rozmaite sposoby zmniejszania emisji siarki przez piece do spalania. Najbardziej popularnym stosowanym dotychczas sposobem jest przemywanie gazów za pomocą wodnej zawiesiny reagenta, takiego jak wapno, reagującego przykładowo z tlenkami siarki. Wodna zawiesina jest rozpryskiwana do strumienia gazu w płuczce wieżowej, umieszczonej za

168 112 komorą spalania, przez co siarka jest absorbowana do zawiesiny wodnej a dwutlenek siarki reaguje z wapnem, tworząc siarczan wapnia lub siarczyn wapnia.

CaO + SO2 +1/2 O2 -> CaSO4 albo

CaO + SO2 —> CaSO3.

Wodna zawiesina jest rozpryskiwana w takiej ilości, że utworzone związki siarki nie mają wystarczającej ilości czasu do wyschnięcia i są wyprowadzane w postaci szlamu z dolnej sekcji płuczki wieżowej. Proces przemywania gazu jest skomplikowany z tego względu, że wymaga środków do przygotowywania wodnej zawiesiny oraz środków do późniejszej obróbki. Ponadto sposób ten wymaga zwykle doprowadzenia dodatkowej energii do osuszania wytworzonego szlamu w urządzeniu do późniejszej obróbki szlamu. Z tego względu, zawiesina wodna jest zwykle doprowadzana do systemu w stanie możliwie suchym w celu zminimalizowania zapotrzebowania na energię. Ze względu na znaczną ilość zastosowanej zawiesiny wodnej, gaz może być ochłodzony do temperatury stosunkowo niskiej w płuczce wieżowej, a w konsekwencji gaz wyprowadzany z płuczki wieżowej może powodować korozję i zatykanie filtrów. Ponadto do ponownego podgrzewania gazów spalinowych przed wyprowadzaniem ich z układu jest pobierana energia. W układzie przemywania gazu, stopień oddzielenia przykładowo SO2 wynosi około 95%.

W ostatnich latach opracowano półsuche sposoby przepłukiwania gazu, w których drobna zawiesina alkaliczna np. zawiesina wodorotlenku wapnia jest rozpryskiwana przez dysze do strumienia gorącego gazu spalinowego w reaktorze kontaktowym, gdzie tlenki siarki rozpuszczają się w wodzie i po osuszeniu zawiesiny zostają wiązane na związek wapniowy. W reaktorze kontaktowym woda zostaje odparowana tak, aby utworzyć odpad stały, przez co produkty reakcji, przykładowo siarki i wapna, są łatwo oddzielane od gazu za pomocą filtra. Proponuje się utrzymywać konsystencję wodorotlenku wapnia w zawiesinie na takim poziomie, aby zawartość ciepła w gazach spalinowych była wystarczająca do odparowania z niej wody. Jednakże gęsta zawiesina wapna łatwo powoduje osadzanie warstw na ścianach reaktora, a szczególnie wokół dyszy rozpryskujących i w rezultacie może całkowicie zatkać dysze. Reaktory muszą mieć wymiary stosunkowo duże dla zminimalizowania niedogodności spowodowanych przez te osady. Ponadto, ponieważ dla wytwarzania zawiesiny wapna jest wymagane oddzielne wyposażenie, przy czym znaczna część wyposażenia jest potrzebna do półsuchego sposobu przepłukiwania gazu, zatem oczyszczanie gazu tym sposobem jest dość kosztowne. Dalszą niedogodnością jest niszczący wpływ zawiesiny wapiennej na dysze. Półsuchy sposób przepłukiwania gazu jest korzystny dla procesu, ponieważ zanieczyszczenia w gazach mogą być usuwane jako odpad suchy. Proces ten ma jednak niedogodności polegające na tym, że jest on trudny do kontrolowania i zapewnia absorpcję siarki poniżej 90%, to jest mniej niż przy przepłukiwaniu wilgotnym. Następną niedogodnością jest to, że w sposobie półsuchym nie można stosować niedrogiego kamienia wapiennego, ponieważ reaguje on bardzo wolno z siarką. Zamiast niego musi być stosowany tlenek wapnia albo wodorotlenek wapnia, które są znacznie bardziej kosztowne. W dużych piecach do spalania, koszt absorbentu jest znaczny.

Sugerowano również dodawanie kamienia wapiennego do bieżącego etapu spalania lub gazyfikacji. W rezultacie takiego dodatku, kamień wapienny ulega kalcynacji do tlenku wapnia zgodnie z następującą reakcją

CaCO3 —> CaO + CO2

Tlenek wapnia jest następnie poddawany reakcji w komorze spalania z tlenkami siarki w niej tworzonymi. Reakcja przebiega następująco:

CaO + SO2 + 1/2O2 —> CaSO4

Jednakże podczas reakcji warstwy siarczanu wapnia lub siarczynu wapnia pokrywają powierzchnię cząstek tlenku wapnia, zabezpieczając siarkę przed wchodzeniem w głąb tych cząstek, przez co spowalniają a w rezultacie zapobiegają reakcjom pomiędzy siarką i wapnem. Tak więc wapno nie przereaguje całkowicie, a zatem nie będzie wykorzystane optymalnie. Wiele innych parametrów, takich jak stosunek molowy Ca/S, temperatura i czas przetrzymywania również wpływają na absorbcję siarki.

Im bliżej punktu rosy reakcji, tym większa reaktywność związków alkalicznych. Lepsza reaktywność jest spowodowana tym, że w cząsteczce wilgotnej reakcje następują w fazie wodnej jako szybkie reakcje jonowe. Bliżej punktu rosy, cząsteczki stają się wilgotne i reaktywność pozostaje na pożądanym poziomie przez dłuższy okres czasu. Wilgotność cząstek jest korzystnie utrzymywana na tak wysokim poziomie, że woda otacza cząstki a także wnika do nich. Gdy woda przenika cząstki wapna, wówczas osadzona na nich warstwa siarczanu lub siarczynu będzie przerwana, przez co odsłania się nowa powierzchnia reakcyjna wapna. Dwutlenek siarki zawarty w gazach rozpuszcza się w wodzie otaczającej cząstki i reaguje ze związkami wapna w fazie płynnej.

Z fińskiego opisu patentowego 78401 jest znany sposób, w którym dwutlenek siarki w gazach spalinowych reaguje w strefie reakcyjnej i zostaje przekształcony do postaci stałych siarczanów i siarczynów oddzielanych od gazów spalinowych. Gazy spalinowe są wprowadzone do dolnej sekcji pionowego reaktora o przedłużonym kontaktowaniu. Dodatkowo sproszkowane wapno i woda są wprowadzane do reaktora oddzielnie z kilku miejsc dla absorbowania siarki przez wapno. Zawiesiny gazu spalinowego są wyprowadzane z górnej sekcji przepływowego reaktora i następnie są prowadzone do stopnia oddzielenia pyłu. Przez zasilanie sproszkowanego wapna i wody oddzielnie do reaktora unika się wytwarzania, obróbki i rozpryskiwania zawiesiny wodnej. Według tego opisu, sposób zastosowany do absorpcji siarki za pomocą tlenku wapnia spowoduje około 80% redukcji SO2 przy stosunku molowym Ca/S = 156 i około 90% redukcji SO2 przy stosunku molowym Ca/S = 2,22. Redukcja 98% SO2 nie jest uzyskiwana, chyba że stosunke molowy wyniesie Ca/S = 4. W tym sposobie temperatura przepływu gazu spalinowego nie może obniżyć się optymalnie blisko punktu rosy, ponieważ cząstki stałe zawarte w zawiesinie gazu spalinowego osiadałyby wówczas w postaci warstw na ścianach rur i innego wyposażenia, powodując tym samym utrudnienie oddzielenia pyłu.

Z europejskiego opisu patentowego 0 104 335 jest znany dwufazowy sposób pół-suchego oczyszczania gazu spalinowego. W tym sposobie, suchy reagent jest podawany do gazów spalinowych w reaktorze kontaktowym w pierwszym stopniu, a woda lub wodny roztwór do którego został dodany rozpuszczony reagent, w drugim stopniu. W pierwszym stopniu na cząsteczkach reagenta jest tworzona warstwa o powierzchni nieaktywnej. Warstwa ta spowalnia lub zapobiega reakcjom pomiędzy reagentem i np. tlenkiem siarki. Poprzez dodanie wody w drugim stopniu reagent zostaje reaktywowany. W ten sposób reagent jest wykorzystany bardziej kompletnie. Temperatura gazu może obniżyć się do poziomu, w którym zawsze pozostaje ponad punktem rosy, przykładowo do 105°C. Temperatura gazu w tym sposobie nie możejednak opaść zbyt blisko punktu rosy, ponieważ jakiekolwiek ewentualnie utworzone wilgotne cząstki będą powodowały trudności w długim cyklu pracy, nawet jeżeli reaktywność reagenta w niższej temperaturze będzie znacznie lepsza. Według tego sposobu wymagana ilość reagenta może być zredukowana przez zawracanie materiału stałego zawierającego reagent, który został oddzielony od gazu w późniejszym etapie a następnie reagowany przez zmielenie lub w dowolny inny sposób. Wadą tego sposobu jest konieczność zastosowania oddzielnego wyposażenia do obsługi i magazynowania zawróconych cząstek stałych.

Z opisu patentowego USA 4509049 jest znany sposób oczyszczania suchego gazu, w którym do gazów spalinowych w kotle jest dodawane wapno, które następnie ulega reakcji z gazami spalinowymi w reaktorze. Wapno, które częściowo przereagowało z zanieczyszczeniami w gazach spalinowych, jest oddzielane od gazów w filtrze w górnej sekcji reaktora. Oddzielone od gazów suche wapno jest gromadzone i mielone, a następnie obrabiane suchą parą wodną w celu zwiększenia reaktywności suchego wapna, a następnie jest zawracane do przepływu gazu w miejscu przed reaktorem. Obróbka wapna suchą parą wodną trwa 2 do 24 godzin, co stanowi długi czas wymagający dużego zużycia energii.

Celem wynalazku jest opracowanie ulepszonego sposobu oczyszczania gazów odpadowych, zawierających przykładowo związki siarki, chloru i fluoru lub inne związki ulegające kondensacji.

Następnym celem wynalazku jest opracowanie sposobu, za pomocą którego można znacznie zwiększyć stopień redukcji siarki, korzystnie bez potrzeby zwiększenia ilości reagenta.

168 112

Celem wynalazku jest także opracowanie sposobu, za pomocą którego oczyszczany gaz może być zwilżony w reaktorze zwilżającym bardzo blisko punktu rosy, przykładowo 0-20°C od tego punktu, przy jednoczesnej możliwości oddzielania cząstek gazu w stanie suchym.

Sposób oczyszczania gazów wytwarzanych w wyniku procesów spalania, gazyfikacji lub procesów chemicznych, które to gazy zawierają zanieczyszczenia takie jak tlenki siarki, związki chloru lub fluoru, polegający na dodawaniu do gazu w trakcie procesu lub po procesie reagenta i/lub absorbentu reagującego z zanieczyszczeniami zawartymi w gazach, następnie na wprowadzaniu tych gazów do reaktora zwilżającego dla zwilżenia za pomocą wody lub pary wodnej dla aktywowania reagenta i/lub absorbentu zawartego w gazach, przy czym gazy wprowadza się do strefy osuszania w dolnej sekcji reaktora zwilżającego a następnie w górę do strefy zwilżania reaktora zwilżającego, gdzie zawiesina wytworzona z gazu i regenta i/lub absorbentu jest zwilżana wodą i/lub parą wodną, oraz na oddzielaniu całkowicie lub częściowo przereagowanych cząstek reagenta i/lub absorbentu w filtrze umieszczonym w górnej sekcji reaktora zwilżającego przed wyprowadzeniem gazów z reaktora zwilżającego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że kontaktuje się wilgotne cząsteczki popiołu i krople wody opadające w dół z górnej sekcji reaktora zwilżającego z warstwą popiołu poniżej poziomu wlotu gazu w dolnej sekcji reaktora zwilżającego dla ich homogenizacji, przy czym tę warstwę popiołu tworzy się z cząstek oddzielonych od gazu.

Cząstki stałe oddzielone od gazów w filtrze korzystnie usuwa się w sposób przerywany a następnie spuszcza się je do strefy zwilżania i/lub dolnej sekcji reaktora zwilżającego.

W sposobie według wynalazku korzystnie kontaktuje się gaz wlotowy z wilgotnymi cząstkami płynącymi w dół ze strefy zwilżania dla osuszania tych cząstek.

Gaz doprowadza się do przestrzeni poniżej strefy zwilżania dla porwania części cząstek zgromadzonych w dolnej sekcji reaktora zwilżającego do jego górnej sekcji.

Warstwę popiołu miesza się z wilgotnymi cząstkami i kroplami wody za pomocą mieszadła.

Duże grudki cząstek rozciera się za pomocą tego samego mieszadła.

Gaz doprowadzany do przestrzeni poniżej strefy zwilżania doprowadza się w postaci jednego lub więcej strumieni, które przynajmniej częściowo kieruje się w dół i rozbija się strumieniem gazu grudki cząstek zgromadzone w dolnej sekcji reaktora, a także tym strumieniem gazu miesza się te cząstki.

Cząstki wyprowadza się z dolnej sekcji reaktora zwilżającego, przy czym część cząstek wyprowadzanych z dolnej sekcji reaktora zwilżającego zawraca się z powrotem do reaktora zwilżającego.

Przed zawróceniem cząstki zwilża się na zewnątrz reaktora zwilżającego.

Gazy chłodzi się w reaktorze zwilżającym do temperatury około 0-20°C powyżej punktu rosy, a korzystnie do temperatury 0-10°C powyżej punktu rosy.

Korzystnie stosuje się objętość warstwy popiołu, wynoszącą przynajmniej 50 kg na m³/s gazu wlotowego.

Korzystnie stosuje się grubość warstwy popiołu wynoszącą przynajmniej 25 cm.

Warstwę popiołu poniżej poziomu wlotu gazu w dolnej sekcji reaktora zwilżającego poddaje się obróbce homogenizującej, gdy warstwa popiołu sięga przynajmniej do poziomu działania tej obróbki.

Przynajmniej część gazu wprowadzanego do strefy zwilżającej podaje się do reaktora zwilżającego w postaci przepływu płaszczowego, w którym gaz przepływa do strefy zwilżania przez przewody umieszczone w ścianach reaktora zwilżającego i/lub wzdłuż ścian reaktora zwilżającego w postaci płynącego w dół strumienia, chroniącego ściany przed ochłodzeniem a warstwy cząstek stałych przed osadzaniem na ścianach.

Przynajmniej część gazu wprowadzanego do strefy osuszania wprowadza się do reaktora zwilżającego w postaci przepływu płaszczowego, w którym gaz przepływa do strefy osuszania poprzez przewody umieszczone w ścianach reaktora zwilżającego, zapobiegając ochłodzeniu ścian.

Wodę lub parę wodną doprowadza się w postaci skierowanych ku dołowi rozpylonych strug, wprowadzanych do strefy zwilżania.

168 112

Korzystnie wodę lub parę wodną doprowadza się do wielu stref w strefie zwilżania reaktora.

Zawracanie lub wewnętrzne krążenie cząstek w reaktorze zwilżającym kontroluje się poprzez regulowanie przepływu popiołu do wyładowania.

Korzystnie w warstwie popiołu jest umieszczone mieszadło mechaniczne, np. mieszadło łopatkowe do mieszania i rozcierania ewentualnych grudek cząstek na mniejsze, tak aby ujednorodnić temperaturę i wilgotność warstwy popiołu. Istotnejest utrzymanie warstwy popiołu tak suchej, aby popioły mogły być wyprowadzane z reaktora zwilżającego pneumatycznie. Objętość warstwy popiołu jest utrzymywana w dolnej sekcji reaktora zwilżającego, np. przez regulowanie ilości wyprowadzanych popiołów. Korzystnie, ilość warstwy popiołu wynosi przynajmniej 50 kg na 1 m/s doprowadzanego gazu. Praktycznie, przy reaktorze zwilżającym mającym stosunkowo proste dno, oznacza to warstwę popiołu o grubości przynajmniej około 25 cm przy spodzie reaktora. Jeżeli spód reaktora ma kształt litery V, wówczas warstwa popiołu musi być grubsza.

Stwierdzono, że nieodłącznie konieczne dla skutecznego działania poziomego mieszadła łopatkowego jest to, aby poziom popiołu był korzystnie wyższy niż wałek miksera. Jednakże warstwa popiołu nie powinna ogólnie być grubsza niż wymagana dla skutecznego działania mieszadła w górnej części warstwy popiołu ze względu na możliwość odrzucania cząstek z warstwy popiołu do przestrzeni gazowej powyżej. Podobnie poziom popiołu nie może być wyższy niż aktualny poziom wlotu gazu.

Gorący gaz wprowadzany do reaktora może również służyć jako gaz osuszający, który jest kontaktowany z wilgotnymi cząsteczkami popiołu i grudkami cząstek, spływającymi w dół ze strefy zwilżania, i osusza je. Cząsteczki popiołu z dolnej sekcji reaktora są wyprowadzane przez płynący w górę gaz osuszający i prowadzone z powrotem do strefy zwilżania dla aktywowania ciągle nieprzereagowanego reagenta lub absorbentu zawartego w popiele. W reaktorze zwilżającym cząsteczki zostają oddzielone od gazu za pomocą filtra a następnie są zawracane do dolnej sekcji reaktora. W ten sposób w reaktorze zwilżającym uzyskuje się wewnętrzną cyrkulację cząstek reagenta lub absorbentu i utrzymuje się w nim stosunkowo wysoką gęstość cząstek.

Cząstki są oddzielane od gazu np. za pomocą filtra tkaninowego, filtra elektrycznego lub jakiegoś innego równoważnego rodzaju separatora. Cząstki zostają oddzielone od filtra w sposób przerywany lub ciągły np. przez przepłukiwanie pulsacyjne, przepłukiwanie zwrotne lub potrząsanie, przez co cząstki opadają oddzielnie albo w postaci grudek w dół reaktora zwilżającego.

Przynajmniej część cząstek skleja się ze sobą w strefie zwilżania lub przy filtrze i tworzy większe aglomeraty i przechodzi następnie w dół przez strefę zwilżania do dolnej sekcji reaktora, przy czym pojedyncze małe cząstki są łatwo porywane przez płynący w górę gaz i prowadzone ze strefy zwilżania do górnej sekcji reaktora. Większe grupki cząstek i wilgotne, ciężkie cząstki zostają osuszone i rozdrobnione na mniejsze cząsteczki przez mieszanie, kiedy dojdą do warstwy popiołu w dolnej sekcji reaktora.

Dokładne mieszanie cząstek za pomocą mieszalnika w dolnej sekcji reaktora daje pozytywny efekt, wyrównujący ciepło i wilgotność w warstwie popiołu dla homogenizacji materiału popiołu. Ponieważ cząsteczki są rozdrobnione na mniejsze, zatem ich powierzchnia reakcyjna wzrasta i przynajmniej część z nich zawirowuje w górę ponad poziom popiołu, i w konsekwencji są unoszone wraz z suszącymi gazami w górę z powrotem do strefy zwilżania. W strefie zwilżania cząsteczki są reaktywowane i ponownie nadają się do absorbowania siarki w strefie reakcyjnej. Mieszanie wykonywane przez mieszadło mechaniczne lub inne równoważnie silne, ma istotne znaczenie dla przebiegu pracy reaktora zwilżającego. Zadaniem mieszania jest:

- stanowienie środka przenoszącego popioły z rozmaitych części dna reaktora w kierunku wylotu/wlotów;

- homogenizacja popiołów przez zmieszanie ich do postaci odpowiedniej dla korzystania pneumatycznego przenoszenia;

- pokruszenie wilgotnych lub osuszonych grudek popiołu do postaci miałkej.

Suchy popiół, który opada w dół podczas oczyszczania na filtrze lub który w inny sposób jest oddzielony od gazu spalinowego gdy wchodzi do reaktora, służy jako skuteczny czynnik osuszający wilgotny popiół i kropelki wody opadające w dół ze strefy zwilżania. Mieszadło

168 112 miesza substancje wilgotne i suche, przez co uzyskuje się wspomniany wcześniej efekt homogenizacji.

Mieszadło powoduje również zawirowywanie popiołów ponad warstwą popiołu lub przegrodą popiołu, przez co gorący gaz (gaz spalinowy) wprowadzony do dolnego poziomu porywa je dalej, wywołując tym samym wewnętrzną cyrkulację popiołu w reaktorze. Powoduje to dodatkowa intensyfikację przekazywania energii suszenia, przekazywanej przez gaz wilgotnym cząsteczkom popiołu.

Mieszanie i zawracanie cząstek zwiększa czas przetrzymywania, gęstość popiołu, stosunek molowy Ca/S i całkowitą powierzchnię cząstek wapna w strefie reakcyjnej, zmniejszając tym samym potrzebę dodawania nowego reagenta. Według wynalazku, jest utrzymywana średnia gęstość cząsteczek poprzez wewnętrzną cyrkulację w reaktorze zwilżającym, która to gęstość jest wyraźnie większa niż gęstość cząsteczek w gazie wprowadzanym do reaktora. Wewnętrzne krążenie może być kontrolowane przez regulowanie ilości i prędkości przepływu cząstek zawirowujących w górę z warstwy popiołu. Usytuowanie miejsca doprowadzania gazu wlotowego ma istotny wpływ na recyrkulację. Im krótsza jest odległość z której strumień gazu jest kierowany do warstwy popiołu, tym więcej cząstek zostaje wychwyconych ze strumieniem gazu i unoszonych wraz z nim do góry.

Część cząstek jest korzystnie usuwana z reaktora przez wylot umieszczony w dolnej sekcji reaktora zwilżającego poniżej strefy osuszania. Część wyładowanych cząstek może być w razie potrzeby zwrócona do reaktora zwilżającego. Tak więc, można również zastosować zewnętrzną cyrkulację cząstek względem reaktora zwilżającego. Cząstki mogą być obrabiane na zewnątrz reaktora, przykładowo dla regenerowania części reagenta.

Gęstość cząstek w reaktorze może być kontrolowana poprzez regulowanie ilości cząstek usuwanych z dolnej sekcji reaktora, przykładowo przez wprowadzenie cząstek z warstwy popiołu ponad ustawialnym poziomem przelewu do otworu wyładowania popiołu i dalej do kanału wyładowania popiołu. Objętość warstwy popiołu również może być regulowana za pomocą elementu sterowania poziomem, który kontroluje przepływ przez otwór wyładowczy lub kanał wyładowczy.

Zewnętrzna cyrkulacja cząstek w reaktorze zwilżającym może być realizowana przez podłączanie filtra lub równoważnego separatora cząstek, który jest całkowicie albo częściowo umieszczony na zewnątrz reaktora, do górnej sekcji reaktora zwilżającego. W takim filtrze lub separatorze cząstek, przereagowane i stale nieprzereagowane cząstki absorbentu są oddzielane od gazów, i przynajmniej część tych cząstek jest bezpośrednio zawracana do dolnej sekcji reaktora zwilżającego, korzystnie do strefy osuszania. Cząstki mogą być oddzielane od filtra w sposób ciągły albo przerywany i zawracane do dolnej sekcji reaktora zwilżającego. Część materiału oddzielonego za pomocą separatora cząstek może być całkowicie odłączona od układu.

Za pomocą sposobu według wynalazku jest możliwe zmniejszenie średniej temperatury gazów w reaktorze zwilżającym do poziomu, który znajduje się około 0-20°C względem punktu rosy, a nawet do aktualnego punktu rosy, a jednocześnie unikania niedogodności spowodowanych przez zbyt wilgotne cząstki w górnej lub dolnej sekcji reaktora. Cząstki zwilżane w strefie zwilżania i opadające w dół są osuszane strumieniem gorącego gazu w strefie suszenia, tym samym nie powodując żadnego utrudnienia przebiegu procesu w dolnej sekcji reaktora. Wskutek zawracania cząstek do obiegu, różnice w temperaturze i wilgotności są bardzo małe również powyżej strefy zwilżania, w rozmaitych miejscach przekrojowych reaktora. W ten sposób unika się miejscowych zakłóceń spowodowanych przez wilgotne cząstki lub krople wody.

Według zalecanego rozwiązania sposobu według wynalazku, można uniknąć powstawania warstw tworzonych przez wilgotne cząstki na ścianach reaktora zwilżającego w taki sposób, że przynajmniej część gazu podawanego do strefy zwilżania jest wprowadzana do reaktora zwilżającego w postaci przepływu płaszczowego, tak że gazy pośrednio lub bezpośrednio ogrzewają ściany reaktora. Gaz jest wprowadzony do reaktora przez przewody umieszczone przykładowo w ścianach, przez co gorący gaz płynący w przewodach chroni ściany przed ochłodzeniem, a tym samym cząstki stałe przed osadzaniem na ścianach w postaci warstw. Gazy mogą również być wtryskiwane bezpośrednio do wnętrza reaktora, przepływającego ku dołowi wzdłuż ścian, tym samym chroniąc ściany. W ten sposób wilgotne cząstki są albo kierowane od ściany, albo

168 112 są osuszane przechodząc przez strumień płaszczony przed zetknięciem ze ścianą. Strumień płaszczowy jest wprowadzany przez gaz zasilający, na przykład do reaktora cylindrycznego przez pierścieniowy otwór w ścianie.

Usuwanie ze ścian osadów można również zintensyfikować przez potrząsanie lub przez wykonywanie ścian z materiału giętkiego, przez co występujące zwykle w układzie fluktuacje ciśnienia będą powodowały wstrząsy ścian, powodując opadanie w dół osadów.

Szczególnie w dużych reaktorach, gaz można również wprowadzać do wewnętrznej części strefy zwilżania dla możliwie równomiernego rozprowadzania gazu w reaktorze. Gaz może być doprowadzany przykładowo przez liczne dysze lub szczeliny umieszczone w przewodzie gazowym środkowej części reaktora. Gaz może również być wprowadzany do reaktora zwilżającego na kilku rozmaitych poziomach.

Gorący gaz wprowadzany do dolnej sekcji reaktora ma wielkie znaczenie, ponieważ jego zadaniem jest, na przykład

- wyzwolenie energii suszącej dla osuszania wilgotnego popiołu lub kropel wody;

- prowadzenie popiołów zawirowanych przez mieszadło z powrotem do strefy zwilżania, powodując tym samym wewnętrzną cyrkulację popiołu w reaktorze; i

- utrzymywanie ścian reaktora w stanie ogrzanym, co dodatkowo redukuje tendencję do osadzania warstw na ścianach.

Przez natryskiwanie wody lub pary wodnej tworzy się strefa zwilżania w górnej lub środkowej sekcji reaktora zwilżającego. Woda jest korzystnie rozpryskiwana do gazów spalinowych, głównie ku dołowi z miejsc usytuowanych ponad otworami wlotowymi gazu. Rozpylone strumienie, wody lub pary wodnej korzystnie możliwie równomiernie pokrywają przepływ gazu.

Strefa zwilżania reaktora zwilżającego jest korzystnie wyposażona w skierowane ku dołowi dysze wodne lub pary wodnej, umieszczone przykładowo w członach podporowych, biegnących poziomo przez reaktor zwilżający.

Filtr umieszczony w górnej sekcji reaktora zwilżającego stanowi korzystnie filtr tkaninowy, taki jak filtr przewodowy, kasetowy, elektryczny lub inny równoważny, z którego cząstki są zawracane do dolnej sekcji reaktora przez potrząsanie lub przedmuchiwanie filtra.

Dolna sekcja reaktora jest korzystnie wyposażona w mieszadło mechaniczne, mieszające stały materiał zgromadzony w dolnej sekcji reaktora. Mieszanie stałego materiału powoduje intensyfikację wyrównywania wilgotności i ciepła cząstek, przez co cząstki które są stale wilgotne będą osuszane po skontaktowaniu się z cząstkami bardziej suchymi i gorącymi. Jednocześnie, mieszadło powoduje rozbijanie grudek cząstek tak, aby ułatwić ich prowadzenie w górę reaktora poprzez przepływ gazu. Tak więc mieszadło intensyfikuje efekt oddziaływania gazu suszącego dla powodowania wewnętrznej cyrkulacji cząstek w reaktorze. Prędkość mieszadłajest regulowana, i wraz z przepływem gazu wchodzącego do przestrzeni mieszania można uzyskać szeroki zakres regulacji krążenia cząstek.

Dolna sekcja reaktora zwilżającego jest wyposażona w środki do wyładowywania cząstek z reaktora. Cząstki są korzystnie wyładowywane przez opisane powyżej mieszadło. Łopatki mieszadła mogą być skierowane skośnie, tak że stopniowo przesuwają cząstki do jednego końca dolnej sekcji reaktora, skąd mogą być usuwane jako cząstki suche przez odpowiednie elementy uszczelniające. Mogą one również być usuwane przez oddzielną śrubę wyładowczą lub przenośnik wyładowczy. Cząstki są wyładowywane z reaktora zwilżającego korzystnie w takim stanie suchym, że mogą być dalej prowadzone na przykład pneumatycznie.

Otwór wykładowczy musi być tak umieszczony, że gromadzenie popiołu następuje w mieszalniku, przy czym objętość (wysokość) nagromadzonego popiołu zależy od wymarów mieszadła. Przykładowo jeżeli jest zastosowane mieszadło łopatkowe z poziomym wałkiem, wówczas poziom popiołu jest korzystnie przynajmniej taki sam jak poziom wałka. Jednakże poziom popiołu nie powiniem przekraczać punktu, powyżej którego mieszadło nie będzie już wywierało jakiegokolwiek oddziaływania mieszającego w górnej warstwie popiołu. Przy mieszadłach łopatkowych skuteczna wysokość stanowi około 1 do 4-krotność średnicy mieszadła. Średnica mieszadła stanowi w przybliżeniu dwukrotność długości łopatki.

Poza mieszadłami łopatkowymi z wałkami poziomymi można stosować również inne rodzaje mieszadeł. Reaktory cylindryczne mogą mieć zastosowane na przykład mieszadła

112 pionowe lub miejscowe młyny strumieniowe lub rozdrabniacze, w których efekt mieszania wywołuje para wodna lub powietrze.

W razie potrzeby, dolna sekcja reaktora zwilżającego może być wyposażona w oddzielny środek doprowadzający reagent lub absorbent. Do reaktora zwilżającego można wprowadzać kilka odmiennych reagentów dla usuwania szkodliwych substancji z gazów w jednym etapie.

Sposób według wynalazku wykazuje następujące korzyści w stosunku do wcześniej znanych sposobów. W jednym reaktorze można prowadzić kilka zabiegów, takich jak absorpcja siarki, zwilżenie reagenta, oddzielenie cząstek i osuszanie. Zwilżenie gazu może być prowadzone w tej samej przestrzeni co oddzielanie popiołu, przez co nie ma potrzeby stosowania dodatkowych urządzeń ani osobnych reaktorów dla każdego odrębnego zabiegu. Ponadto według obecnego wynalazku jest możliwa praca bardzo blisko punktu rosy, nawet prawie przy punkcie rosy, ponieważ filtr jest umieszczony bezpośrednio w reaktorze i nie są potrzebne przewody gazowe, przez co unika się problemu osadzania warstw na ściankach takich przewodów gazowych dla prowadzenia gazu, który staje się wilgotny, gdy znajduje się blisko punktu rosy. Możliwość działania blisko punktu rosy powoduje wysoce skuteczną eliminację emisji SO2, SO3, HCl i HF. Wewnętrzne krążenie cząstek przez strefę zwilżania zmniejsza zużycie reagenta lub absorbentu. Według tego sposobu, czas przetrzymywania absorbentu w reaktorze znacznie się wydłuża, i jest korzystnie około 2 do 10 razy dłuższy w porównaniu z wcześniej znanymi reaktorami jednoprzelotowymi. Ponadto w tego rodzaju sposobie uzyskuje się również oddzielenie drobnego popiołu od gazów. Popiół i zużyty absorbent mogą być zawracane w stanie suchym i we wspólnym etapie. Potrzebny jest tylko jeden zespół usuwania popiołu i obróbki popiołu. Suchy popiół i absorbent mogą być prowadzone pneumatycznie.

Ponadto we wcześniej znanych sposobach uzyskiwano prawie całkowitą absorpcję siarki w etapie zwilżania gazów, zawierających SO2 tylko wówczas, jeżli zawartość SO2 gazu wlotowego była < 40 cząstek na milion. W sposobie według wynalazku całkowite usunięcie siarki jest możliwe nawet wówczas jeżeli zawartość SO2 gazu wlotowego jest > 100 części na milion. Istotną korzyścią sposobu według wynalazku jest także jego prostota.

W sposobie według wynalazku, trzy główne czynniki mają pozytywny wpływ na reakcję absorpcji i mogą być stosowane równocześnie i optymalnie. Na czynniki te składa się:

- chłodzenie gazu do poziomu temperatury bliskiego punktu rosy w celu uzyskania szybkich reakcji;

- wysoki stosunek molowy Ca/S w strefie reakcyjnej; i

- długi czas przetrzymywania dla optymalnego wykorzystania absorbentu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczną ilustrację zalecanego urządzenia do prowadzenia sposobu według wynalazku, fig. 2 i 3 stanowią schematyczne ilustracje dwóch innych urządzeń do prowadzenie sposobu według wynalazku, a fig. 4 przedstawia stosunek redukcji SO2 do stosunku molowego Ca/S uzyskiwany sposobem według wynalazku. Na fig. 1 pokazano reaktor zwilżający 10, wyposażony we wloty gazowe 12 i 14, przewód wylotowy gazu 16 i przewód wyładowczy 18 dla cząstek oddzielonych z gazu. Reaktor zwilżający jest również wyposażony w dyszę 20 do natryskiwania wody lub pary wodnej do reaktora zwilżającego ponad wlotami gazu. Górna sekcja reaktora jest wyposażona w filtr 22 do oddzielania cząstek z płynącego do góry gazu.

Reaktor zwilżający stosowany w sposobie według wynalazku może być umieszczony w przewodzie gazu spalinowego za komorą spalania pieca rusztowego, komorą spalania sproszkowanego paliwa lub komorą spalania złoża fluidalnego, na przykład reaktora z krążącym złożem fluidalnym, przy czym reaktor zwilżający jest korzystnie umieszczony za kotłem do odzysku ciepła. Przed wejściem do reaktora zwilżającego gazy spalinowe są chłodzone do < 300°C, korzystnie do < 150°C. Dla usunięcia z gazów spalinowych tlenku siarki, absorbent w rodzaju kamienia wapiennego jest podawany do komory spalania lub reaktora ze złożem fluidalnym lub poza nimi. Absorbent jest przynajmniej częściowo kalcynowany w gorącym gazie spalinowym na tlenek wapnia, który absorbuje siarkę jako siarczan wapnia i siarczyn wapnia. Stosunek wapno/siarka o wartości 1,5 - 2,1 powoduje około 80 do 95% redukcji siarki w reaktorze z krążącym złożem fluidalnym. Gazy spalinowe przy wejściu do reaktora zwilżającego stale zawierają siarkę jak również nieprzereagowane wapno. Ważną cechą reaktora zwilżającego jest

168 112 aktywowanie wapna lub innego absorbentu w gazach spalinowych, co powoduje usuwanie resztek siarki z gazów spalinowych.

W układzie pokazanym na fig. 1, gazy spalinowe zawierające siarkę i wapno są wprowadzane rurą 24 do reaktora zwilżającego. Przed wprowadzeniem gazów spalinowych do reaktora, zostają one podzielone na dwa oddzielne stłumienie gazu spalinowego w przewodach 26 i 28. Przepływ gazu spalinowego w przewodzie 26 jest wprowadzony do reaktora zasadniczo na tym samym poziomie jak strumienie wodne 20. Przepływ gazu spalinowego w przewodzie 28 jest wprowadzany na poziom znacznie niższy.

Jeden strumień gazu spalinowego jest prowadzony do reaktora zwilżającego zasadniczo na tym samym poziomie co strumienie wodne, względnie powyżej lub poniżej poziomu strumieni wodnych. Istotne jest by gaz doprowadzany do reaktora był dobrze zmieszany ze strumieniem wody. Zarówno gaz jak i woda są korzystnie doprowadzane do reaktora w postaci płynącego w dół strumienia, który w niewielkiej odległości od wlotu skręca w górę. W ten sposób w strefie zwilżania powstają zawirowania gazu i strumienia wody, które również powodują dobry efekt mieszania.

Strumienie wody tworzą strefę zwilżania 30 w reaktorze zwilżającym. W tej strefie zwilżania gazy spalinowe zostają zwilżone i ochłodzone tak blisko punktu rosy jak to jest możliwe, korzystnie około 0-3°C względem punktu rosy. W strefie zwilżania zostają zwilżone cząstki wapna, przez co siarka zostaje absorbowana przez te cząstki i mogą nastąpić szybkie reakcje jonowe pomiędzy siarką i wapniem w fazie płynnej.

Woda jest korzystnie natryskiwana za pomocą dysz, które wytwarzają małe kropelki, korzystnie wielkości < 100 mikronów, i napędzane pod dużym kątem, tak że przekrój reaktora i przepływ gazu są dobrze pokryte. Woda jest natryskiwana ku dołowi. Strefa zwilżania przykrywa pionową strefę reaktora, która korzystnie równajest średnicy hydraulicznej reaktora.

W rozwiązaniu pokazanym na fig. 1, gaz spalinowy jest wprowadzany do reaktora w postaci strumienia płaszczowego. Gaz z przewodu 26 jest najpierw prowadzony do rurowego przewodu 32 otaczającego reaktor. Z przewodu rurowego gazy są prowadzone dalej do jednego lub więcej skierowanych ku dołowi przewodów 36, wyznaczonych przez ścianę reaktora 34. Reaktor ma podwójną ścianę, tak aby utworzyć przewód wlotowy 36 dla gazu spalinowego pomiędzy ścianami 34 i 38. z przewodów 36 gazy spalinowe zostają przeprowadzone przez wloty 12 do strefy zwilżania 30 reaktora.

Podobnie jest prowadzony gaz z dolnego przewodu gazowego 28 do rurowego przewodu 42 otaczającego reaktor a stąd dalej do skierowanego ku dołowi przewodu 46 utworzonego przez ściany reaktora 44. Z tego przewodu 46 gazy spalinowe płyną do dolnej sekcji, tj. strefy suszenia lub mieszania 40 reaktora.

Wprowadzanie gazu do reaktora zwilżającego jest kontrolowane na przykład za pomocą przepustnic 27 i 29 w przewodach 26 i 28. Wprowadzanie gazu jest również kontrolowane za pomocą regulowanej szczeliny 48 w przewodzie 46.

Gazy płyną od strefy osuszania w górę, tym samym osuszając cząstki przepływające w dół 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 cząstek do wyładowania.

Ponadto dolna sekcja reaktorajest wyposażona w mieszadła mechaniczne 50. Rozwiązanie pokazane na fig. 1 posiada dwa takie mieszadła, usytuowane na dne reaktora i wyposażone w łopatki 52. Mieszadła rozdrabniają grudki cząstek spadających w dół do dolnej sekcji reaktora. Jednocześnie wyrównują one temperaturę i wilgotność cząstek. Mieszadła korzystnie działają tak, aby rozpryskać część cząstek z warstwy popiołu w górę do przestrzeni gazowej w strefie suszenia, skąd płynący ku górze gorący przepływ gazu unosi te cząstki przez strefę zwilżania możliwie aż do górnej sekcji reaktora. Łopatki mieszadła są korzystnie tak umieszczone, że podczas obrotu przesuwają one stopniowo cząstki na jeden koniec dolnej sekcji reaktora, który jest wyposażony w przewód wyładowczy 18 cząstek. Cząstki korzystnie płyną nad niepokazaną płytą przelewową do przewodu wyładowczego. W ten sposób utrzymywana jest zawsze w reaktorze strefa buforowa cząstek, która wyrównuje temperaturę i wilgotność cząstek płynących ku dołowi.

168 112

Na fig. 2 pokazano reaktor zwilżający 10 podobny do pokazanego na fig. 1 z tym wyjątkiem, że gaz jest wprowadzany do dolnej sekcji reaktora przez przewód wlotowy gazu 54 umieszczony wewnątrz reaktora. Przewód wlotowy gazu jest wyposażony w skierowane ku dołowi dysze 56, przez które gaz przepływa najpierw w kierunku cząstek zgromadzonych w dolnej sekcji reaktora a następnie w górę. W ten sposób jest realizowane mieszanie cząstek zgromadzonych w dolnej sekcji reaktora również za pomocą gazu.

W reaktorze według fig. 2, ilość wody doprowadzanej do strefy zwilżania jest regulowana za pomocą członu 21 odpowiednio do temperatury gazu w górnej sekcji reaktora. Reaktor zwilżający może być w razie potrzeby wyposażony w dysze wodne na kilku rozmaitych poziomach dla równomiernego zwilżania gazu. Pokazane na fig. 1 i 2 reaktory posiadają przewodowe komory filtracyjne, z których każda posiada standardowy filtr, a w dolnej sekcji komory strefę zwilżania i strefę osuszania.

Na fig. 3 pokazano reaktor, w którym filtr 60 jest umieszczony bezpośrednio na zewnątrz komory reaktora. Tak więc, dodatkowo do wewnętrznego krążenia, w reaktorze jest również reaHzowane zewnętrzne krążenie cząstek. Niektóre z cząstek zwilżonych w strefie zwilżania 30 same oddzielają się od gazu i płyną wskutek swego ciężaru w dół do sekcji osuszania, gdzie ulegają wpływowi gazu osuszającego. Po wysuszeniu, cząsteczki ponownie płyną w górę, unoszone wraz z gazami, wytwarzając tym samym wewnętrzne krążenie. Część zwilżonych cząstek wpływa z gazami do górnej sekcji reaktora i do filtra 60, gdzie zostaje zawrócona poprzez przewód 62 do sekcji osuszania 40. W razie potrzeby cząsteczki mogą być usuwane z krążenia za pomocą elementów wylotowych 64, które mogą być zamknięte zaworem 66.

Na fig. 3 pokazano przewody wlotowe gazu spalinowego 26 i 28, które mogą być włączone w rozmaitych miejscach procesu spalania, przykładowo tak, że gaz wchodzący do reaktora przewodem 26 zostaje bardziej ochłodzony niż gaz wchodzący przewodem 28, który to przewód może doprowadzać bardziej gorący gaz dla zabezpieczenia procesu suszenia.

W porównaniu ze stanem techniki, sposób według wynalazku pozwala na uzyskanie znacznie lepszej absorpcji siarki z gazów spalinowych przy znacznie niższym zużyciu wapna, jak pokazano na podstawie towarzyszących wyników badań, dokonanych dla niektórych gatunków węgla i kamienia wapiennego.

Przykład. W przebiegu próbnym zastosowano urządzenie według fig. 1. Reaktor zwilżający zasilano gazami spaHnowymi w temperaturze około 870°C z reaktora z krążącym złożem fluidalnym, do którego dostarczono kamień wapienny przy stosunku molowym Ca/S wynoszącym 1,41 - 2,33. Teoretyczna zawartość SO2 w gazach spalinowych wynosiła 860 do 960 części na milion. Siarka zawarta w gazach spalinowych już przereagowała w reaktorze z krążącym złożem fluidalnym przed reaktorem zwilżającym w taki sposób, że zawartość SO2 w gazach spalinowych wchodzących do reaktora spalinowego wynosiła około 60 do 201 części na milion. Gazy były prowadzone do reaktora zwilżającego w temperaturze około 139 do 160°C. Teoretyczny punkt rosy gazów w reaktorze zwilżającym wynosił około 54°C.

Wyniki badań są zestawione w tabeli poniżej.

Ca/S mol/mol	Temp. za reaktorem °C	SO2 przed reaktorem cz. na mln	SO2 za reaktorem cz. na mln	SO2 abs. %
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	177	53	95

168 112

Wyniki badań jasno pokazują, że poprzez sposób według wynalazku uzyskuje się prawie kompletną absorpcję siarki nawet przy bardzo małych stosunkach molowych Ca/S, gdy końcowe reakcje następują blisko punktu rosy, tj. 1-5° od punktu rosy. Uzyskuje się bardzo dobre rezultaty nawet przy wyższych temperaturach, tj. 10 - 30°C od punktu rosy i przy znacznie mniejszym zużyciu wapna niż we wcześniej znanych sposobach.

Według informacji podawanych w literaturze, znane ze stanu techniki reaktorzy zwilżające dawały około 90% redukcji SO2, przy stosunku molowym Ca/S = 2,22. Redukcja około 98% SO2 nie była uzyskiwana, o ile stosunek molowy nie wynosił Ca/S = 4.

Na fig. 4 pokazano stosunek redukcji SO2 do stosunku molowego Ca/S, otrzymywany w opisach powyżej seriach przebiegów próbnych, w których zastosowano sposób według wynalazku. Dla porównania, fig. 4 pokazuje również stosunek redukcji SO2 do stosunku molowego Ca/S, gdy przebieg próbny jest realizowany bez reaktora zwilżającego.

Reasumując, sposób według wynalazku umożliwia połączenie rozmaitych etapów kilku odmiennych procesów w całość.

Reaktor zwilżający posiadający przestrzeń poniżej kasetowych filtrów lub tym podobnych ma układ dysz umieszczony w tej przestrzeni, który rozpryskuje wodę dla zwilżania cząstek popiołu i absorbentu i dla obniżania temperatury gazu spalinowego blisko punktu rosy tj. 0 20°C od tego punktu, a ponadto posiada filtr tkaninowy lub tym podobny, który pracuje według zwykłej zasady czyszczenia w przeciwprądzie, względnie z impulsami ciśnieniowymi, płukaniem powrotnym lub potrząsaniem, oraz połączone środki mieszające i przenoszące popiół i absorbent, umieszczone przykładowo w leju odbiorczym przy spodzie reaktora. Środek mieszający korzystnie obraca się z tak dużą prędkością, że rozłamuje osady, które po zwilżeniu opadają w dół ze ścian i z filtra, i które są osuszane gorącym przepływem gazu. W reaktorze następuje krążenie popiołu i absorbentu, który jest wprowadzany przez wdmuchującą część doprowadzającą gaz spaUnowy do reaktora przez jego dolną sekcję. Gaz może być również wdmuchiwany do reaktora od spodu mieszalnika w taki sposób, że gaz fluidyzuje masę cząsteczek zgromadzoną w dolnej sekcji reaktora. Gaz wprowadzany do reaktora z dolnej jego sekcji wraz z głównym strumieniem gazu przychodzącym ze ścian bocznych osusza wilgotne grudki cząstek padające w dół z górnej ^^k<cji reaktora zwilżającego. Gazy wychwytują część cząstek z powrotem do strefy zwilżania, powodując tym samym wewnętrzne krążenie cząstek w reaktorze zwilżającym.

Claims (20)

1. Sposób oczyszczania gazów wytwarzanych w wyniku procesów spalania, gazyfikacji lub procesów chemicznych, które to gazy zawierają zanieczyszczenia takie jak tlenki siarki, związki chloru lub fluoru, polegający na dodawaniu do gazów w trakcie procesu lub po procesie reagenta i/lub absorbentu reagującego z zanieczyszczeniami zawartymi w gazach, następnie na wprowadzaniu tych gazów do reaktora zwilżającego dla zwilżenia za pomocą wody lub pary wodnej dla aktywowania reagenta i/lub absorbentu zawartego w gazach, przy czym gazy wprowadza się do strefy osuszania w dolnej sekcji reaktora zwilżającego a następnie w górę do strefy zwilżania reaktora zwilżającego, gdzie zawiesina wytworzona z gazu i reagenta i/lub absorbentu jest zwilżana wodą i/lub parą wodną, oraz na oddzielaniu całkowicie lub częściowo przereagowanych cząstek reagenta i/lub absorbentu w filtrze umieszczonym w górnej sekcji reaktora zwilżającego przed wyprowadzeniem gazów z reaktora zwilżającego, znamienny tym, że kontaktuje się wilgotne cząsteczki popiołu i krople wody opadające w dół z górnej sekcji reaktora zwilżającego z warstwą popiołu poniżej poziomu wlotu gazu w dolnej sekcji reaktora zwilżającego dla ich homogenizacji, przy czym tę warstwę popiołu tworzy się z cząstek oddzielnych od gazu.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że cząstki stałe oddzielone od gazów w filtrze usuwa się w sposób przerywany a następnie spuszcza się je do strefy zwilżania i/lub dolnej sekcj i reaktora zwilżającego.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kontaktuje się gaz wlotowy z wilgotnymi cząstkami płynącymi w dół ze strefy zwilżania dla osuszania tych cząstek.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że doprowadza się gaz do przestrzeni poniżej strefy zwilżania dla porwania części cząstek zgromadzonych w dolnej sekcji reaktora zwilżającego do jego górnej sekcji.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwę popiołu miesza się z wilgotnymi cząstkami i kroplami wody za pomocą mieszadła.

6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że duże grudki cząstek rozciera się za pomocą tego samego mieszadła.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz doprowadzany do przestrzeni poniżej strefy zwilżania doprowadza się w postaci jednego lub więcej strumieni, które przynajmniej częściowo kieruje się w dół i rozbija się stnimieniem gazu grudki cząstek zgromadzone w dolnej sekcji reaktora, a także tym stnimieniem gazu miesza się te cząstki.

8.Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że cząstki wyprowadza się z dolnej sekcji reaktora zwilżającego.

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że część cząstek wyprowadzanych z dolnej sekcji reaktora zwilżającego zawraca się z powrotem do reaktora zwilżającego.

10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że przed zawróceniem cząstki zwilża się na zewnątrz reaktora zwilżającego.

11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gazy chłodzi się w reaktorze zwilżającym do temperatury około 0-20°C powyżej punktu rosy.

12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że gazy chłodzi się do temperatury 0-10°C powyżej punktu rosy.

13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się objętość warstwy popiołu, wynoszącą przynajmniej 50 kg na m'/s gazu wlotowego.

14. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się grubość warstwy popiołu wynoszącą przynajmniej 25 cm.

15. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że warstwę popiołu poniżej poziomu wlotu gazu w dolnej sekcji reaktora zwilżającego poddaje się obróbce homogenizującej, gdy warstwa popiołu sięga przynajmniej do poziomu działania tej obróbki.

168 112

16. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przynajmniej część gazu wprowadzanego do strefy zwilżającej podaje się do reaktora zwilżającego w postaci przepływu płaszczowego, w którym gaz przepływa do strefy zwilżania przez przewody umieszczone w ścianach reaktora zwilżającego i/lub wzdłuż ścian reaktora zwilżającego w postaci płynącego w dół strumienia, chroniącego ściany przed ochłodzeniem a warstwy cząstek stałych przed osadzaniem na ścianach.

17. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przynajmniej część gazu wprowadzanego do strefy osuszania wprowadza się do reaktora zwilżającego w postaci przepływu płaszczowego, w którym gaz przepływa do strefy osuszania poprzez przewody umieszczone w ścianach reaktora zwilżającego, zapobiegając ochłodzeniu ścian.

18. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodę lub parę wodną doprowadza się w postaci skierowanych ku dołowi rozpylonych strug, wprowadzanych do strefy zwilżania.

19. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wodę lub parę wodną doprowadza się do wielu stref w strefie zwilżania reaktora.

20. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zawracanie lub wewnętrzne krążenie cząstek w reaktorze zwilżającym kontroluje się poprzez regulowanie przepływu popiołu do wyładowania.