PL172971B1 - Sposób i urządzenie do oczyszczania gazów ze spalania odpadów - Google Patents

Abstract

1. Sposób oczyszczania gazu ze spalania odpadów polegający na usunięciu dwóch grup związków· kwaś1 nych, takich jak SO2 HCl, HF, HCN, oraz związków metali ciężkich i wielkocząsteczkowych organicznych pochodnych furanu i dioksanu, ze wstępnym ochłodzeniem gazu surowego, jego oczyszczeniem z wykorzystaniem aktywowanych alkalicznych sorbentów, a następnie ponownym ogrzaniu gazu oczyszczonego pi zed skierowaniem do odpylania, znamienny tym, ze oczyszczanie gazu surowego prowadzi się dwuetapowo w pierwszym etapie usuwa się metale ciężkie i wyższe organiczne pochodne aromatyczne furanu i dioksanu na ztozu stałym aktywnego wysuszonego sorbenta, a w drugim etapie usuwa się związki kwaśne na drodze kontaktu z rozpylonym sorbentem ciekłym, który ulega w trakcie procesu oczyszczania wysuszeniu przez przepływający gaz i stanowi złoze stałe używane do oczyszczania w etapie pierwszym 3. Urządzenie do oczyszczania gazów ze spalania odpadów zawierających związki kwaśne oraz metale ciężkie i wielkocząsteczkowe pochodne furanu i dioksanu, przy pomocy kontaktu z sorbentem stałym i ciekłym, składające się z pionowej kolumny (1) wyposażonej u góry w dystrybutor cieczy (2), a u dołu wspust odpadu stałego (31, posiadającyu góry wlot gazu (4), a u dołu wylot gazu (10), znamienne tym, ze pionowa kolumna (11 umieszczonajestwewnątrz dwóch koncentrycznych pierścieniowych kanałówgazu (5) i (9) przy czym wlot gazu surowego (4) połączony jest z pierścieniowym kanałemwewnętrznym (5) a wylot gazu oczyszczonego (10) z pierścieniowym kanałem zewnętrznym (9) przy czym kanał (9) połączonyjest z kolumną (1) kanałami (8) poziomymi korzystnie pochylonymi

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do oczyszczania gazów powstałych przy spalaniu odpadów komunalnych znanymi metodami półsuchymi, posiadające zastosowanie w nowej generacji zakładach utylizacji odpadów komunalnych odzyskujących energię ze śmieci, uprzednio pozbawionych odpadów niebezpiecznych oraz niektórych surowców wtórnych.

Dotychczas znane sposoby oczyszczania gazów ze spalania odpadów bazują na wykorzystaniu jednej z metod odsiarczania spalin z kotłowni opalanych węglem, najchętniej metodą suchą polegającą na podawaniu suchego, sproszkowanego addytywu do gorących spalin. Suchy addytyw np. NaHCO3 ulega najpierw rozkładowi termicznemu, a potem następuje chemisorpcja SO2, a sproszkowany produkt odbierany jest na filtrze workowym lub cyklonie. Można też zastosować typową metodę mokrą kontaktując spaliny w absorberze z roztworem alkalicznym. Obie metody przy znanych zaletach: prostoty metody suchej i wysokich sprawnościach metody mokrej znalazły zastosowanie przy odsiarczaniu spalin ze spalania węgla. Metody te znane w szeregu modyfikacjach posiadają jednak istotne ograniczenia: zostały pomyślane do usuwania SO2 i co ważniejsze w ilościach znacznych tj. rzędu 2000 ppm SO2. Wynika to ze specyfiki

172 971 paliwa jakim jest węgiel i stopnia zasiarczenia węgli oferowanych na rynku. Węgle mało siarkowe nie wymagają bowiem instalacji odsiarczania, a węgle bardziej zasiarczone, zawierające 2 i więcej procent siarki, taniej jest wstępnie odsiarczyć w pobliżu kopalń. W gazach spalinowych ze śmieci SO2 jest zwykle mniej niż w spalinach węglowych - choć zależy to od szczegółowego składu śmieci, natomiast towarzyszą dwutlenkowi siarki inne zanieczyszczenia, które należy koniecznie usunąć. Pełny skład zanieczyszczeń do usunięcia musi być przedmiotem szczegółowej analizy dla danego rodzaju śmieci, tym niemniej generalnie będą to dwie grupy związków:

- związki kwaśne takie jak SO2, HCl, HF, HCN,

- związki metali ciężkich i wielkocząsteczkowe organiczne pochodne aromatyczne furanu i dioksanu.

Właśnie istotną wadą sposobów dotychczasowych, było to, że każda z tych grup związków daje się wyłapać w innych warunkach i innymi sorbentami. I tak, grupa pierwsza, czyli związki kwaśne dobrze wyłapywane są przez roztwory zasadowe, a druga przez aktywowane sorbenty stałe. Znane metody odsiarczania spalin w stosunku do oczyszczania gazów ze spalania śmieci mają podstawową wadę: są jednoetapowe.

Sposób według wynalazku likwiduje opisaną uprzednio wadę metod dotychczasowych, prowadząc proces dwuetapowo:

I etap - usuwanie związków metali ciężkich i wielkocząsteczkowych związków organicznych na zaktywizowanych termicznie płytach stałych.

II etap - usuwanie wspomnianych związków kwaśnych przez przepłukanie kroplami cieczy.

Dodatkową zaletą sposobu według wynalazku jest używanie cieczy będącej wieloskładnikowym roztworem wodnym, który po wyczerpaniu swej alkaliczności w etapie II (wysuszeniu 1 aktywacji termicznej) i podgrzaniu, podawana jest jako aktywny sorbent stały do etapu I. Realizacji tej dodatkowej zalety poświęcona jest konstrukcja urządzenia, realizująca oba etapy sposobu w jednym aparacie w sekcjach usytuowanych jedna pod drugą.

Typową geometrię urządzenia według wynalazku podano na rysunku. Urządzenie składa się w górnej części z pionowej cylindrycznej kolumny natryskowej 1 zaopatrzonej u góry w dyszową głowicę dystrybucyjną 2 i z części dolnej o kształcie kolumny ze złożem stałym, zaopatrzonej u dołu w spust do odbioru pylistego granulatu 3, będącego odpadem po oczyszczaniu. Kolumna ta umieszczona jest wewnątrz koncentrycznego wymiennika ciepła typu rura w rurze, na który składają się kanały gazów spalinowych. I tak gaz surowy wpływa króćcem 4 do pierścieniowego kanału wewnętrznego 5 i płynie w dół ulegając schłodzeniu, a następnie zawróceniu i podawany jest do sekcji 6, gdzie w kontakcie z suchym aktywnym sorbentem realizuje się etap I według sposobu, a następnie przepływa ku górze w sekcji 7 kontaktując się z kroplami realizując etap II według sposobu, a jednocześnie całkowicie suszy spadające krople.

Następnie oczyszczony gaz, przez poziome kanały 8 podawany jest do pierścieniowego kanału zewnętrznego 9, gdzie podgrzewa się przeponowo gazem surowym, a następnie kierowany jest na zewnątrz króćcem 10. Dodatkowo, aby usprawnić procesy, wlot i wylot gazu oraz kanały 8, są usytuowane stycznie, co ilustruje przekrój A-A na rys. Dodatkowym elementem jest też przegroda perforowana 1 1 oddzielająca kanał 5 od 6, która ułatwia zorganizowanie przepływu spalin przez złoze w przestrzeni 6. Złoże to korzystnie może ulegać turbulizacji lub fluidyzacji.

172 971

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób oczyszczania gazu ze spalania odpadów polegający na usunięciu dwóch grup związków: kwaśnych, takich jak SO2 HCl, HF, HCN, oraz związków metali ciężkich i wielkocząsteczkowych organicznych pochodnych furanu i dioksanu, ze wstępnym ochłodzeniem gazu surowego, jego oczyszczeniem z wykorzystaniem aktywowanych alkalicznych sorbentów, a następnie ponownym ogrzaniu gazu oczyszczonego przed skierowaniem do odpylania, znamienny tym, ze oczyszczanie gazu surowego prowadzi się dwuetapowo: w pierwszym etapie usuwa się metale ciężkie i wyższe organiczne pochodne aromatyczne furanu i dioksanu na złożu stałym aktywnego wysuszonego sorbenta, a w drugim etapie usuwa się związki kwaśne na drodze kontaktu z rozpylonym sorbentem ciekłym, który ulega w trakcie procesu oczyszczania wysuszeniu przez przepływający gaz i stanowi złoże stałe używane do oczyszczania w etapie pierwszym.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze złoże stałe sorbentu suchego ulega sturbulizowaniu korzystnie fluidyzacji przepływającym gazem oczyszczonym.
3. 3. Urządzenie do oczyszczania gazów ze spalania odpadów zawierających związki kwaśne oraz metale ciężkie i wielkocząsteczkowe pochodne furanu i dioksanu, przy pomocy kontaktu z sorbentem stałym i ciekłym, składające się z pionowej kolumny (1) wyposażonej u góry w dystrybutor cieczy (2), a u dołu w spust odpadu stałego (3), posiadający u góry wlot gazu (4), a u dołu wylot gazu (10), znamienne tym, że pionowa kolumna (1) umieszczona jest wewnątrz dwóch koncentrycznych pierścieniowych kanałów gazu (5) i (9) przy czym wlot gazu surowego (4) połączony jest z pierścieniowym kanałem wewnętrznym (5) a wylot gazu oczyszczonego (10) z pierścieniowym kanałem zewnętrznym (9) przy czym kanał (9) połączony jest z kolumną (1) kanałami (8) poziomymi korzystnie pochylonymi.
4. 4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że wlot gazu z pierścieniowego kanału wewnętrznego (5) do dołu kolumny (1) stanowi przegroda perforowana.
5. 5. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że kanały (8) usytuowane są stycznie do pionowej ściany kolumny (1).
6. 6. Urządzenie według zastrz.3, znamienne tym, że wlot (4) i wylot (10) usytuowane są stycznie do ścian pionowych odpowiednich kanałów (5) i (9).