PL180232B1

PL180232B1 - Urzadzenie do odsiarczania gazu spalinowego PL PL

Info

Publication number: PL180232B1
Application number: PL95310031A
Authority: PL
Inventors: Atsushi Tatani; Kazuaki Kimura; Yoshio Nakayama; Yukio Kitamura; Masakazu Onizuka
Original assignee: Mitsubishi Heavy Ind Ltd; Mitsubishi Jukogyo Kk
Priority date: 1994-08-18
Filing date: 1995-08-16
Publication date: 2001-01-31
Also published as: ES2152372T3; PL310031A1; US5902555A; EP0697234B1; JPH0857248A; CN1127155A; DK0697234T3; CN1050067C; JP2989484B2; EP0697234A1; KR960006983A; KR0158259B1

Abstract

1 . Urzadzenie do odsiarczania gazu spalinowe- go, zawierajace wieze absorpcyjna majaca sekcje wlotowa nieoczyszczonego gazu spalinowego, w której sa umieszczone rury glowicowe wyposazone we wtryskiwacze szlamu absorbentu zawierajacego zwiazek wapnia, i majaca sekcje wylotowa oczysz- czonego gazu spalinowego, przy czym w dolnej czesci tej wiezy absorpcyjnej znajduje sie zbiornik szlamu gipsowego, za którym znajduje sie separator fazy stalej-cieklej, znamienne tym, ze separator fazy stalej-cieklej (30) zawiera bebnowy filtr zasy- sajacy (33, 71), wyposazony w warstwe filtracyjna umieszczona ruchomo i majaca tor krazenia prze- chodzacy czesciowo przez szlam gipsowy znajduja- cy sie wewnatrz zbiornika (2), i wyposazony w rury zasysajace (37, 75) majace wloty usytuowane we- wnatrz bebnowego filtra zasysajacego (33, 71) ponad powierzchnia szlamu gipsowego w zbiorniku (2), zas za bebnowym filtrem zasysajacym (33, 71) znajduje sie zespól usuwajacy gips. F IG . I PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do odsiarczania na mokro gazu spalinowego.

W ostatnich latach stały się popularne urządzenia do odsiarczania na mokro w tak zwanym rodzaju utleniania zbiornikowego. W urządzeniach tego rodzaju jest wyeliminowana konieczność stosowania wieży utleniającej przez doprowadzanie powietrza do zbiornika wieży absorpcyjnej tak, że szlam (zawierający związek wapnia taki jak kamień wapienny) z zaabsorbowanym dwutlenkiem siarki jest utleniany poprzez kontakt z powietrzem.

Tego rodzaju znane urządzenie odsiarczające zawiera wieżę absorpcyjną posiadającą w dolnej części zbiornik. Zbiornik jest wyposażony w pręt mieszający podparty przez wydrążony wał i obracany poziomo za pomocą silnika, rury doprowadzające powietrze odchodzące od wydrążonego wału i posiadające otwarte końce poniżej pręta mieszającego i obrotowe złącze do łączenia bliskiego końca wydrążonego wału ze źródłem powietrza. Poprzez obracanie wydrążonego wału podczas doprowadzania powietrza pod ciśnieniem, powietrze jest doprowadzane z rur doprowadzających powietrze do przestrzeni fazy gazowej

180 232 utworzonych na tylnej stronie obracającego się pręta mieszającego, zaś tylne zakończenia tych przestrzeni fazy gazowej podlegają rozpraszaniu pod wpływem sił wirowych, pochodzących od obrotu zbiornika mieszającego. W ten sposób zostaje wytworzona duża ilość zasadniczo jednolitych, drobnych pęcherzyków powietrza, co umożliwia skuteczny kontakt powietrza z zawiesiną absorbentu zawierającą zaabsorbowany dwutlenek siarki i wytwarzanie gipsu przez całkowite utlenienie zawiesiny absorbentu.

W tego rodzaju urządzeniu nieobrobiony gaz spalinowy jest wprowadzany do sekcji wlotowej gazu spalinowego wieży absorpcyjnej i kontaktowany z zawiesiną absorbentu wtryskiwaną z rur głowicowych za pomocą pompy cyrkulacyjnej dla absorbowania i usunięcia dwutlenku siarki występującego w nieobrobionym gazie spalinowym. Otrzymywany gaz spalinowy jest wyładowywany jako obrobiony gaz spalinowy z sekcji wylotowej gazu spalinowego. Zawiesina absorbentu wtryskiwana z rur głowicowych przepływa w dół przez materiał wypełniający, absorbując dwutlenek siarki, i wchodzi do zbiornika gdzie ulega utlenieniu w wyniku kontaktu z duża ilością pęcherzyków powietrza wytwarzanych przez opisane powyżej rozpraszanie w trakcie mieszania za pomocą pręta mieszającego, i następnie podlega reakcji zobojętnienia dla utworzenia gipsu.

Główne reakcje występujące w trakcie tych obróbek są przedstawione za pomocą następujących formuł reakcyjnych 1 do 3.

(Reakcja w wieży absorpcyjnej)

SO2 + H₂O -> H+ + HSO3' ((1 (Reakcje w zbiorniku)

H+ + HSO3- + 1/202 -> 2H+ + SO42- (22

2H+ + SO42- + CaCO3 + H2O -> CaSO4 · 2H2O + CO2 (3)

Tak więc, zawiesina wewnątrz zbiornika zawiera gips i niewielką ilość kamienia wapiennego stosowanego jako absorbent. Zawiesina ta jest odciągana za pomocą pompy szlamowej i podawana do koncentratora. Za pomocą pompy szlamowej otrzymany koncentrat jest podawany do separatora fazy stałej-ciekłej, gdzie zostaje odfiltrowany i odzyskiwany jako gips mający niską zawartość wody (zwykłe około 10%). Płyn otrzymywany z koncentratora i filtrat z separatora fazy stałej-ciekłej są prowadzone do zbiornika filtratu, gdzie dodawany jest kamień wapienny a otrzymywana mieszanina jest zawracana do zbiornika jako część zawiesiny absorbentu za pomocą pompy szlamowej.

Ponadto, w celu utrzymania wysokiego stopnia odsiarczania i wysokiej czystości gipsu podczas pracy, określa się stężenie dwutlenku siarki w nieobrobionym gazie spalinowym i pH zawiesiny wewnątrz zbiornika za pomocą czujników, zaś szybkość doprowadzania kamienia wapiennego i szybkość doprowadzania zawiesiny absorbentu są regulowane odpowiednio za pomocą regulatorów; Zawiesina absorbentu jest doprowadzana z oddzielnego zbiornika szlamu kamienia wapiennego.

Tak więc, w konwencjonalnym układzie do odsiarczania gazu spalinowego na mokro, dla oddzielenia fazy stałej i ciekłej w szlamie gipsowym jest stosowane wyposażenie do oddzielania fazy stałej i ciekłej zawierające wiele skomplikowanych jednostek o dużych rozmiarach, takich jak pompy szlamowe, koncentrator i separator fazy stałej-ciekłej (obejmujący separator odśrodkowy, filtr pasowy, osadnik odśrodkowy typu odstojnikowego lub tym podobny). Ponadto, potrzebny jest zbiornik filtratu i pompa szlamowa dla zmniejszenia ilości wody odpadowej przez ponowne wykorzystanie oddzielonej wody. W konsekwencji, istnieje znacząca potrzeba redukcji wymiarów i uproszczenia wyposażenia potrzebnego do etapu oddzielania fazy stałej-ciekłej i tym samym redukowania wielkości przestrzeni instalacyjnej zajmowanej przez układ do odsiarczania na mokro gazu spalinowego.

180 232

Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia do odsiarczania na mokro gazu spalinowego, zawierającego separator fazy stałej-ciekłej o niewielkim rozmiarze i prostej konstrukcji, podłączony bezpośrednio do zbiornika dla wytwarzania szlamu gipsowego podlegającego rozdzieleniu fazy stałej-ciekłej, co umożliwi zredukowanie rozmiarów wyposażenia do oddzielania fazy stałej-ciekłej i uproszczenie jego konstrukcji, a także uzyskanie znacznego obniżenia kosztów wyposażenia, kosztów konstrukcyjnych, kosztów nabycia potrzebnego terenu itp.

Urządzenie do odsiarczania na mokro gazu spalinowego, zawierające wieżę absorpcyjną mającą sekcję wlotową nieoczyszczonego gazu spalinowego, w której są umieszczone rury głowicowe wyposażone we wtryskiwacze szlamu absorbentu zawierającego związek wapnia, i mającą sekcję wylotową oczyszczonego gazu spalinowego, przy czym w dolnej części tej wieży absorpcyjnej znajduje się zbiornik szlamu gipsowego, za którym znajduje się separator fazy stałej-ciekłej, według wynalazku charakteryzuje się tym, że separator fazy stałej-ciekłej zawiera bębnowy filtr zasysający, wyposażony w warstwę filtracyjną umieszczoną ruchomo i mającą tor krążenia przechodzący częściowo przez szlam gipsowy znajdujący się wewnątrz zbiornika, i wyposażony w rury zasysające mające wloty usytuowane wewnątrz bębnowego filtra zasysającego ponad powierzchnią szlamu gipsowego w zbiorniku, zaś za bębnowym filtrem zasysającym znajduje się zespół usuwający gips.

Bębnowy filtr zasysający zawiera obrotowy bęben, mający warstwę filtracyjną w postaci tkaniny filtracyjnej, zamontowanej ruchomo po torze krążenia przechodzącym przez obwodową powierzchnię obrotowego bębna i przez zespół usuwający gips w postaci rolek.

Bębnowy filtr zasysający zawiera obrotowy bęben, zawierający warstwę filtracyjną w postaci obwodowej ściany filtracyjnej, zaś zespół usuwający gips jest w postaci zgarniacza o ostrzu usytuowanym przy obwodowej ścianie filtracyjnej obrotowego bębna.

Bębnowy filtr zasysający jest umieszczony obrotowo na wale pomiędzy dwiema ścianami bocznymi zbiornika i jest wyposażony w zespół kontrolny regulujący położenie pionowe bębnowego filtra zasysającego, który to zespół kontrolny zawiera regulator, którego wyjście sygnałowe jest połączone z podzespołem napędowym i sekcją podnośnika połączoną z bębnowym filtrem zasysającym, a wejście jest połączone z czujnikiem poziomu szlamu.

Nad szczytem bębnowego filtra zasysającego jest umieszczony zraszacz.

Bębnowy filtr zasysający jest wyposażony w rolki ściskające, umieszczone po obu stronach tkaniny filtracyjnej pomiędzy obrotowym bębnem a zespołem usuwającym gips w postaci rolek.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematyczny widok urządzenia do odsiarczania na mokro gazu spalinowego według pierwszego rozwiązania wynalazku, fig. 2 - widok części urządzenia z fig. 1, ilustrujący separator fazy stałej-ciekłej i jego najbliższe otoczenie, fig. 3 - widok części urządzenia ilustrujący zespół kontrolny kontrolujący położenie bębnowego filtra zasysającego urządzenia według drugiego rozwiązania wynalazku, fig. 4 - widok części urządzenia do odsiarczania na mokro gazu spalinowego według trzeciego rozwiązania wynalazku, ilustrujący separator fazy stałej-ciekłej i jego najbliższe otoczenie, fig. 5- powiększony widok części urządzenia do odsiarczania na mokro gazu spalinowego według czwartego rozwiązania wynalazku, ilustrujący separator fazy stałej-ciekłej i jego otoczenie, fig. 6 powiększony widok częściowy w przekroju, obrazujący warstwę filtracyjną w postaci tkaniny filtracyjnej, fig. 7 - powiększony widok częściowy warstwy filtracyjnej w postaci ściany filtracyjnej, podzielonej na bloki filtracyjne, zastosowanej w filtrze zasysającym urządzenia według czwartego rozwiązania wynalazku, a fig. 8 - schematyczny widok konwencjonalnego urządzenia do odsiarczania na mokro gazu spalinowego.

Na fig. 1 i 2 przedstawiono urządzenie do odsiarczania na mokro gazu spalinowego według pierwszego rozwiązania wynalazku. Jak pokazano na fig. 1, urządzenie to zawiera wieżę absorpcyjną 1 posiadającą w dolnej części zbiornik 2. Zbiornik 2 jest wyposażony w pręt mieszający 4 podparty przez wydrążony wał 3 i obracany poziomo za pomocą silnika

180 232 (nie pokazanego), rury doprowadzające powietrze 5 odchodzące od wydrążonego wału 3 i posiadające otwarte końce 5a poniżej pręta mieszającego 4 i obrotowe złącze 6 do łączenia bliskiego końca wydrążonego wału 3 ze źródłem powietrza.

Poprzez obracanie wydrążonego wału 3 podczas doprowadzania powietrza pod ciśnieniem, powietrze C jest doprowadzane z rur 5 doprowadzających powietrze do przestrzeni fazy gazowej utworzonych na tylnej stronie obracającego się pręta mieszającego 4, zaś tylne zakończenia tych przestrzeni fazy gazowej podlegają rozpraszaniu pod wpływem sił wirowych, pochodzących od obrotu zbiornika mieszającego 2. W ten sposób zostaje wytworzona duża ilość zasadniczo jednolitych, drobnych pęcherzyków powietrza, co umożliwia skuteczny kontakt powietrza z zawiesiną absorbentu zawierającą zaabsorbowany dwutlenek siarki i wytwarzanie gipsu przez całkowite utlenienie zawiesiny absorbentu.

W tego rodzaju urządzeniu nieobrobiony gaz spalinowy A jest wprowadzany do sekcji wlotowej la gazu spalinowego wieży absorpcyjnej 1 i kontaktowany z zawiesiną absorbentu wtryskiwaną z rur głowicowych 8 za pomocą pompy cyrkulacyjnej 7 dla absorbowania i usunięcia dwutlenku siarki występującego w nieobrobionym gazie spalinowym A. Otrzymywany gaz spalinowy jest wyładowywany jako obrobiony gaz spalinowy B z sekcji wylotowej 1b gazu spalinowego. Zawiesina absorbentu wtryskiwana z rur głowicowych 8 przepływa w dół przez materiał wypełniający 9, absorbując dwutlenek siarki, i wchodzi do zbiornika 2 gdzie ulega utlenieniu w wyniku kontaktu z dużą ilością pęcherzyków powietrza wytwarzanych przez opisane powyżej rozpraszanie w trakcie mieszania za pomocą pręta mieszającego 4, i następnie podlega reakcji zobojętnienia dla utworzenia gipsu.

Sekcja oddzielania fazy stałej-ciekłej 22 jest utworzona na stronie wyładowczej gazu spalinowego w zbiorniku 2, tworzącym dolną część wieży, absorpcyjnej 1, i jest odizolowana od sekcji wylotowej 1b gazu spalinowego za pomocą ściany przegrodowej 21. Ta sekcja oddzielania fazy stałej-ciekłej 22 jest wyposażona w separator fazy stałej-ciekłej 30 do oddzielania i gromadzenia gipsu z zawiesiny gipsu. Ściana przegrodowa 21 jest umieszczona tak, aby sięgać na wstępnie określoną głębokość od powierzchni szlamu gipsowego, oddzielając tym samym sekcję oddzielania fazy stałej-ciekłej 22 od strony mieszalnika.

Jak przedstawiono na fig. 1 i fig. 2, separator fazy stałej-ciekłej 30 posiada bębnowy filtr zasysający 33, zawierający obrotowy bęben 31 i tkaninę filtracyjną 32, zamontowaną na powierzchni obrotowego bębna 31 i tworzącą warstwę filtracyjna. Obrotowy bęben 31 jest umieszczony wewnątrz obydwu krawędzi ściany bocznej 22a sekcji oddzielania fazy stałej-ciekłej 22. Obrotowy bęben 31 posiada w środku obrotowy wał 34 oraz nieobrotową płytę dzielącą 35, która przesuwa się wzdłuż wewnętrznej ściany obrotowego bębna 31 i jest umieszczona na obrotowym wale 34.

Obrotowy wał 34 jest umieszczony równolegle do ściany bocznej 22a sekcji oddzielania fazy stałej-ciekłej 22, i jest podparty w takim położeniu, że część obwodowej powierzchni obrotowego bębna 31 jest zanurzona w szlamie gipsowym wewnątrz sekcji oddzielania fazy stałej-ciekłej 22 na wstępnie określoną głębokość.

Obydwa boki obrotowego bębna 31 są szczelnie zamknięte, zaś jedna strona 31a obrotowego bębna 31 jest wyposażona w obrotowe złącze 36, które może obracać się w kierunku obwodowym. Do boku 36a tego obrotowego złącza 36 są podłączone dwie rury zasysające 37 dla odpowietrzania wnętrza obrotowego bębna 31 w celu powodowania przylegania gipsu do powierzchni obrotowego bębna 31 i dla powodowania wysysania filtratu przez tę powierzchnię. Te rury zasysające 37 są podłączone do pompy próżniowej 39 za pomocą zbiornika buforowego 38. Do zbiornika buforowego 38 jest przyłączona pompa filtratu 40 dla odzyskiwania filtratu zgromadzonego na dnie zbiornika buforowego 38. Rury zasysające 37 są wyposażone w zawory zasuwowe 37a po stronie zbiornika buforowego, tak, że część obrotowego bębna 31 podlegająca odpowietrzaniu może podlegać oddziaływaniu zmian podciśnienia przez uruchamianie tych zaworów.

Na zewnętrznej stronie sekcji oddzielania fazy stałej-ciekłej 22 znajduje się mechanizm rolkowy. Ten mechanizm rolkowy składa się z rolki wyładowczej 41 o małej średnicy,

180 232 mającej swój wał umieszczony równoległe do wału 34 obrotowego bębna 31, rolki powrotnej 42 umieszczonej poniżej rolki wyładowczej 41 i rolki zbiorczej 43 umieszczonej powyżej rolki powrotnej 42 i powyżej ściany bocznej 22a sekcji oddzielania fazy stałej-ciekłej 22. Tkanina filtracyjna 32 jest tak zamontowana, aby mogła krążyć ponad obrotowym bębnem 31, rolką wyładowczą 41, rolką powrotną 42 i rolką zbiorczą 43.

Ponadto, dla uniknięcia zatykania gipsem, pomiędzy rolką wyładowczą 41 i rolką zbiorczą 43 są zamontowane zraszacze 45 do przemywania wodą tkaniny filtracyjnej 32, które przepłukują przednią i tylną stronę tkaniny za pomocą wody pod wysokim ciśnieniem, oraz środek regulacyjny 45a do korygowania ewentualnego zygzakowatego ruchu tkaniny filtracyjnej 32. Ponadto, poniżej rolki wyładowczej 41, rolki powrotnej 42 i rolki zbiorczej 43 jest zainstalowany zbiornik 46 na wodę płuczącą, zaś popłuczyny zgromadzone w zbiorniku 46 są wyładowywane przez przewód rurowy.

Ponadto, poniżej rolki wyładowczej 41 znajduje się pas przenośnikowy 47 do przenoszenia oddzielonych i odzyskanych płatków gipsu 52. Ponadto, w sąsiedztwie szczytu obrotowego bębna 31 jest zamontowany zraszacz 48 do przepłukiwania wodą gipsu przylgniętego do tkaniny filtracyjnej 32.

Gdy obrotowy bęben 31 obraca się, powodując przechodzenie tkaniny filtracyjnej 32 od powierzchni L szlamu gipsowego w kierunku rolki wyładowczej 41, wówczas tkanina filtracyjna 32 oddziela się od powierzchni bębna 31 przy miejscu oddzielania 49. Położenie płyty oddzielającej 35 jest regulowane tak, aby zasysanie poprzez obwodową powierzchnię obrotowego bębna 31 było dokonywane w obszarze sięgającym od jego części zanurzonej w szlamie gipsowym do opisanego powyżej miejsca oddzielania 49. Tak więc, bębnowy filtr zasysający 33 zasysa filtrat ze szlamu gipsowego w obrębie sekcji oddzielania fazy stałejciekłej 22 tylko poprzez tę część obwodowej powierzchni obrotowego bębna 31, która leży w szczególnym obszarze zasysania. Faza ciekła zasysana do obrotowego bębna 31 poprzez jego obwodową powierzchnię w tym obszarze zasysania jest odciągana od strony 36a obrotowego złącza 36 poprzez rury zasysające 37 za pomocą pompy filtracyjnej 40 i odzyskiwana w zbiorniku buforowym 38.

W takim rozwiązaniu, wewnętrzna przestrzeń obrotowego bębna 31 jest podzielona na dwa przedziały za pomocą pojedynczej płyty oddzielającej 35, jednakże wewnętrzna przestrzeń obrotowego bębna 31 może być podzielona na większą ilość mniejszych przedziałów za pomocą licznych płyt oddzielających 35, zaś optymalny obszar zasysania może być utworzony przez połączenie niektórych przedziałów, odpowiednio dobranych.

Na fig. 2 przedstawiono sposób odsiarczania na mokro gazu spalinowego według wynalazku, w szczególności na podstawie separatora fazy stałej-ciekłej 30.

Wał 34 bębna 31 jest obracany za pomocą, silnika (nie pokazanego), przy czym uruchamia się pompę próżniową 39. W wyniku tego, ta część obrotowego bębna 31, która leży w opisanym powyżej obszarze zasysania, zostaje odpowietrzana i z tego względu tkanina filtracyjna 32 na obwodowej powierzchni tej części jest objęta warunkami zasysania w trakcie krążenia.

Ponieważ faza ciekła jest absorbowana z tej części szlamu gipsowego w obrębie sekcji oddzielania fazy stałej-ciekłej 22, w której jest zanurzana tkanina filtracyjna 32, zatem szlam gipsowy koncentruje się w jej sąsiedztwie tak, że ulega się zamąceniu i powoduje przyleganie gipsu do tkaniny filtracyjnej 32. Tkanina filtracyjna 32 z przyłączonym gipsem jest przenoszona powyżej powierzchni L, w trakcie utrzymywania warunków zasysania. Ponieważ to zasysanie trwa stale powyżej powierzchni L, zatem zmącony gips ulega odwodnieniu, tworząc odwodnioną warstwę gipsu 51. Gdy odwodniona warstwa gipsu 51 przechodzi pod zraszaczem 48, wówczas ulega przepłukaniu strumieniem wody, a płucząca woda jest odsysana przez tkaninę filtracyjną 32. Przepłukana warstwa gipsu 51 zostaje następnie odwodniona przez obrotowy bęben 31, oddziela się od niego w miejscu oddzielenia 49 i na tkaninie filtracyjnej 32 zostaje wprowadzona do rolki wyładowczej 41. Ponieważ rolka wyładowcza 41 ma niedużą średnicę, zatem tkanina filtracyjna 32 podlega w tym miejscu

180 232 gwałtownemu wygięciu. Warstwa gipsu 51 nie nadąża za tym wygięciem i oddziela się od tkaniny filtracyjnej 32 a następnie opada w postaci płatków gipsu 52. W ten sposób odzyskuje się gips.

Tak więc urządzenie według tego wariantu rozwiązania wynalazku umożliwia odzyskiwanie gipsu mającego niską zawartość wody przez zastosowanie separatora fazy stałejciekłej 30 o bardzo prostej konstrukcji, podłączonego bezpośrednio do zbiornika 2. Umożliwia to wyeliminowanie konieczności stosowania skomplikowanych i dużych jednostek, takich jak konwencjonalne pompy szlamowe, koncentratory i separatory fazy stałej-ciekłej, a tym samym uzyskuje się znaczną oszczędność w kosztach wyposażenia, kosztach konstrukcyjnych, kosztach nabycia terenu.

Na fig. 3 przedstawiono drugie rozwiązanie urządzenia według wynalazku. W tym drugim rozwiązaniu, separator fazy stałej-ciekłej 30 jest zainstalowany na szczycie sekcji podnośnika 53, tak aby mógł być ruchomy pionowo względem zbiornika 2. Sekcja podnośnika 53 jest zamontowana na zbiorniku 2 za pośrednictwem uszczelnienia 54. Do tej sekcji podnośnika 53 jest podłączony bębnowy filtr zasysający 33 zawierający obrotowy bęben 31 i tkaninę filtracyjną 32. Sekcja podnośnika 53 jest napędzana za pomocą podzespołu napędowego 55 zawierającego cylinder hydrauliczny, który to podzespół napędowy 55 jest kontrolowany poprzez regulator 57 do regulacji poziomu szlamu (lub regulacji położenia) na podstawie analizy sygnału wyjściowego z czujnika poziomu szlamu 56 dla wykrywania poziomu szlamu wewnątrz zbiornika 2.

Zespół kontrolny do kontrolowania pionowego położenia bębnowego filtra zasysającego 33 realizuje serwosterowanie pionowym położeniem sekcji podnośnika 53 poprzez kontrolowanie zespołu napędowego 55 za pomocą hydraulicznego serwozaworu (nie pokazanego) lub tym podobnego, przy jednoczesnym wykrywaniu pionowego położenia sekcji podnośnika 53 za pomocą detektora położenia (nie pokazanego) takiego jak potencjometr, tak że zawsze jest zapewniona optymalna wysokość względna powierzchni szlamu względem obrotowego bębna 31. W ten sposób, pomimo zmian poziomu szlamu gipsowego wewnątrz zbiornika 2, obrotowy bęben 31 może być umieszczony zawsze na optymalnej wysokości dla uzyskiwania wydajnego oddzielenia (i gromadzenia gipsu).

Na fig. 4 przedstawiono trzecie rozwiązanie urządzenia według wynalazku. W tym rozwiązaniu, pomiędzy miejscem oddzielania 49 i rolką wyładowczą 41 separatora fazy stałej-ciekłej 30 według dowolnego z powyżej opisanych rozwiązań zainstalowano rolki ściskające 61 stanowiące parę rolek odciskających pomiędzy sobą wodę z warstwy gipsu 51 wraz z tkaniną filtracyjną 32.

W urządzeniu do odsiarczania na mokro gazu spalinowego zawierającego separator fazy stałej-ciekłej 30, szlam gipsowy wewnątrz sekcji oddzielania fazy stałej-ciekłej jest zasysany za pomocą obrotowego bębna 31 pod powierzchnią L, tak że szlam gipsowy ulega stężeniu, powodując przyleganie gipsu do tkaniny filtracyjnej 32. Gdy tkanina filtracyjna 32 przesuwa się ponad powierzchnią szlamu gipsowego, wówczas gips ulega odwodnieniu tworząc warstwę gipsu 51. Gdy tkanina filtracyjna 32 przesuwa się dalej, wówczas ta warstwa gipsu 51 jest przemywana woda za pomocą zraszacza 48 i w pewnym stopniu odwadniana poprzez zasysanie do obrotowego bębna 31. Następnie warstwa gipsu 51 jest prowadzona poza miejsce oddzielania 49 i zbliża się do rolek ściskających 61, za pomocą których warstwa gipsu 51 zostaje silnie sprasowana z wyciśnięciem wody znajdującej się pomiędzy cząsteczkami gipsu. Ta ściśnięta i odwodniona warstwa gipsu 51 zostaje usunięta z tkaniny filtracyjnej 32 i odzyskana jako płatki gipsu 52.

Na fig. 5 przedstawiono czwarte rozwiązanie urządzenia według wynalazku. W tym rozwiązaniu, separator fazy stałej-ciekłej 30 stanowi bębnowy filtr zasysający 71 i zgarniacz 72. Filtr zasysający 71 ma bęben z obwodową ścianą filtracyjną 73, zaś obydwa jego boki są szczelnie zamknięte. Ściana filtracyjna 73 podlega cyrkulacji poprzez obracanie bębna na wydrążonym wałku 74.

180 232

Bębnowy filtr zasysający 71 jest zamontowany wewnątrz krawędzi ściany bocznej 22a sekcji oddzielania fazy stałej-ciekłej 22, tak że jego wałek 74 jest równoległy do ściany bocznej 22a i jest zainstalowany w taki sposób, że część powierzchni ściany filtracyjnej 73 jest zanurzona w szlamie gipsowym, zaś w wyniku obrotu bębna ściana filtracyjna 73 z przyłączonym do niej gipsem jest przenoszona ponad powierzchnię L szlamu gipsowego. Wałek 74 bębnowego filtra zasysającego 71 jest umieszczony ponad powierzchnią L szlamu gipsowego. Ponadto, jak opisano powyżej w związku z drugim rozwiązaniem, wałek 74 jest korzystnie kontrolowany za pomocą czujnika poziomu (nie pokazanego) i środka sterowania położeniem (nie pokazanego), tak że może się poruszać pionowo przy jednoczesnym pozostawaniu w położeniu poziomym, zaś odległość pomiędzy wałkiem 74 a powierzchnią L zawsze pozostaje stała. Z wydrążonego wałka 74 odchodzi rura zasysająca 75, która jest podłączona do pompy próżniowej 39 i pompy filtratu 40 za pomocą zbiornika buforowego 38.

Zgarniacz 72 ma postać łopatkowo ukształtowanej płyty wystającej wzdłuż linii podłużnej na ścianie filtracyjnej 73, i ta łopatkowo ukształtowana płyta jest dociskana do ściany filtracyjnej 73 ze stałym ciśnieniem tak, aby była ustawiona przeciwnie do kierunku obrotu ściany filtracyjnej 73. Zgarniacz 72 jest umieszczony tuż powyżej tej części powierzchni L, z którą ponownie kontaktuje się obracająca się ściana filtracyjna 73.

Poniżej zostanie opisany sposób odsiarczania na mokro gazu spalinowego w urządzeniu według wynalazku, a w szczególności na podstawie pracy separatora fazy stałej-ciekłej 30.

Wałek 74 bębnowego filtra zasysającego 71 obraca się za pomocą silnika (nie pokazanego) i uruchamia się pompę próżniową 39. W wyniku tego zostaje odpowietrzona wewnętrzna przestrzeń bębnowego filtra zasysającego 71, i wówczas ściana filtracyjna 73 znajduje się w warunkach zasysania podczas obrotu. W takich warunkach szlam gipsowy sekcji oddzielania fazy stałej-ciekłej 22 wchodzi w kontakt z tą częścią ściany filtracyjnej 73, która jest w nim zanurzona. Ponieważ ściana filtracyjna 73 znajduje się w warunkach zasysania, zatem jest absorbowana faza ciekła i szlam gipsowy ulega stężeniu w sąsiedztwie ściany filtracyjnej 73 tak, że staje się zagęszczony i przylega do ściany filtracyjnej 73. Ściana filtracyjna 73 z przyłączonym gipsem obraca się ponad powierzchnią L przy jednoczesnym utrzymywaniu warunków zasysania. Ponieważ zasysanie trwa stale powyżej powierzchni L, zatem zagęszczony gips ulega odwodnieniu, tworząc warstwę gipsu 76. Gdy całkowicie odwodniona warstwa gipsu 76 obróci się dalej i dojdzie do łopatki zgarniacza 72, wówczas ulega zgarnieniu i zdjęciu ze ściany filtracyjnej 73. Otrzymane płatki gipsu 78 opadają ze zgarniacza 72 na pas przenośnikowy 47 i są za jego pomocą prowadzone do wstępnie określonego miejsca składowania.

Faza ciekła wysysana poprzez ścianę filtracyjną 73 jest odciągana z wydrążonego wałka 74 i wyładowywana poprzez rurę zasysającą 75 i zbiornik buforowy 38 za pomocą pompy filtratu 40. W ten sam sposób jak w konwencjonalnych urządzeniach, wyładowana ciecz może być mieszana z kamieniem wapiennym dla utworzenia zawiesiny kamienia wapiennego i następnie zawrócona do wieży absorbcyjnej 1 jako część zawiesiny absorbentu. Ponieważ bębnowy filtr zasysający 71 jest kontrolowany tak, że odległość między wałkiem 74 a powierzchnią L zawsze pozostaje stała, zatem głębokość na jaką ściana filtracyjna 73 jest zanurzana w szlamie gipsowym zawsze pozostaje stała pomimo zmian poziomu powierzchni L. Tak więc, gips tworzony w sekcji oddzielania fazy stałej-ciekłej 22 jest oddzielany w sposób ciągły i odzyskiwany w postaci odwodnionego gipsu.

W opisanych powyżej rozwiązaniach urządzenia według wynalazku, materiał i konfiguracja warstwy filtracyjnej w postaci tkaniny filtracyjnej 32 lub ściany filtracyjnej 73 bębnowego filtra zasysającego 33 lub 71 może być dobierana dowolnie. Przykładowo, jak pokazano na fig. 6, tkanina filtracyjna 32 może być rozciągnięta na wystającej podłużnie ramie 81, utworzonej na obwodowej powierzchni bębna. Alternatywnie, jak pokazano na fig. 7, można zastosować następną konfigurację, w której na obwodowej ścianie filtracyjnej 73 bębna umieszczono liczne wystające podłużnie bloki filtracyjne 82, zaś granice pomiędzy

180 232 blokami filtracyjnymi 82 są uszczelnione szczeliwem 83, przy czym te bloki filtracyjne 82 są oddzielnie wyposażone w rury zasysające 84, zaś te rury zasysające 84 są przyłączone do pompy próżniowej 39 za pomocą rury zasysającej 75.

Na fig. 8 pokazano schematyczny widok znanego urządzenia odsiarczającego na bazie wilgotnego wapna-gipsu.

Układ ten zawiera wieżę absorpcyjną 1 posiadającą w dolnej części zbiornik 2. Zbiornik 2 jest wyposażony w pręt mieszający 4 podparty przez wydrążony wał 3 i obracany poziomo za pomocą silnika (nie pokazanego), rury doprowadzające powietrze 5 odchodzące od wydrążonego wału 3 i posiadające otwarte końce 5a poniżej pręta mieszającego 4 i obrotowe złącze 6 do łączenia bliskiego końca wydrążonego wału 3 ze źródłem powietrza. Poprzez obracanie wydrążonego wału 3 podczas doprowadzania powietrza pod ciśnieniem, powietrze C jest doprowadzane z rur 5 doprowadzających powietrze do przestrzeni fazy gazowej utworzonych na tylnej stronie obracającego się pręta mieszającego 4, zaś tylne zakończenia tych przestrzeni fazy gazowej podlegają rozpraszaniu pod wpływem sił wirowych, pochodzących od obrotu zbiornika mieszającego 2. W ten sposób zostaje wytworzona duża ilość zasadniczo jednolitych, drobnych pęcherzyków powietrza, co umożliwia skuteczny kontakt powietrza z zawiesiną absorbentu zawierającą zaabsorbowany dwutlenek siarki i wytwarzanie gipsu przez całkowite utlenienie zawiesiny absorbentu.

W szczególności, w układzie tym nie obrobiony gaz spalinowy A jest wprowadzany do sekcji wlotowej 1a gazu spalinowego wieży absorpcyjnej 1 i kontaktowany z zawiesiną absorbentu wtryskiwaną z rur głowicowych 8 za pomocą pompy cyrkulacyjnej 7 dla absorbowania i usunięcia dwutlenku siarki występującego w nieobrobionym gazie spalinowym A. Otrzymywany gaz spalinowy jest wyładowywany jako obrobiony gaz spalinowy B z sekcji wylotowej 1b gazu spalinowego. Zawiesina absorbentu wtryskiwana z rur głowicowych 8 przepływa w dół przez materiał wypełniający 9, absorbując dwutlenek siarki, i wchodzi do zbiornika 2 gdzie ulega utlenieniu w wyniku kontaktu z dużą ilością pęcherzyków powietrza wytwarzanych przez opisane powyżej rozpraszanie w trakcie mieszania za pomocą pręta mieszającego 4, i następnie podlega reakcji zobojętnienia dla utworzenia gipsu.

Zawiesina wewnątrz zbiornika 2 zawiera gips i niewielką ilość kamienia wapiennego stosowanego jako absorbent. Zawiesina ta jest odciągana za pomocą pompy szlamowej 10 i podawana do koncentratora 11. Za pomocą pompy szlamowej 11 a otrzymany koncentrat D jest podawany do separatora fazy stałej-ciekłej 12, gdzie zostaje odfiltrowany i odzyskiwany jako gips E mający niską zawartość wody (zwykle około 10%). Płyn F otrzymywany z koncentratora 11 i filtrat z separatora 12 fazy stałej-ciekłej są prowadzone do zbiornika filtratu 13, gdzie dodawany jest kamień wapienny G a otrzymywana mieszanina jest zawracana do zbiornika 2 jako część zawiesiny absorbentu za pomocą pompy szlamowej 14.

Ponadto, w celu utrzymania wysokiego stopnia odsiarczania i wysokiej czystości gipsu podczas pracy, stwierdza się stężenie dwutlenku siarki w nieobrobionym gazie spalinowym A i pH zawiesiny wewnątrz zbiornika 2 za pomocą czujników, zaś szybkość doprowadzania kamienia wapiennego i szybkość doprowadzania zawiesiny absorbentu są regulowane odpowiednio za pomocą regulatorów (nie pokazanych). Zawiesina absorbentu jest doprowadzana z oddzielnego zbiornika szlamu kamienia wapiennego (nie pokazanego).

Tak więc, w konwencjonalnym układzie do odsiarczania gazu spalinowego na mokro, dla oddzielenia fazy stałej i ciekłej w szlamie gipsowym jest stosowane wyposażenie do oddzielania fazy stałej i ciekłej zawierające wiele skomplikowanych jednostek o dużych rozmiarach, takich jak pompy szlamowe 10 i 11 a, koncentrator 11 i separator fazy stałej ciekłej 12 (obejmujący separator odśrodkowy, filtr pasowy, osadnik odśrodkowy typu odstojnikowego lub tym podobny). Ponadto, potrzebny jest zbiornik filtratu 13 i pompa szlamowa 14 dla zmniejszenia ilości wody odpadowej przez ponowne wykorzystanie oddzielonej wody.

180 232

Ponieważ odsiarczanie na mokro gazu spalinowego za pomocą urządzenia według wynalazku zawiera etapy zanurzania części krążącej warstwy filtracyjnej filtra zasysającego do szlamu gipsowego tak, aby spowodować przyleganie gipsu do tej warstwy filtracyjnej, przenoszenia warstwy filtracyjnej z osadzonym gipsem ponad powierzchnią szlamu gipsowego, odsysania fazy ciekłej poprzez warstwę filtracyjną dla utworzenia na niej odwodnionej warstwy gipsu, i usuwania warstwy gipsu z warstwy filtracyjnej, zatem za pomocą takiego urządzenia można oddzielać i odzyskiwać gips o wysokim stopniu czystości bezpośrednio ze szlamu gipsowego wewnątrz zbiornika poprzez zastosowanie wyposażenia o niewielkich rozmiarach i łatwego do eksploatacji. Urządzenie do odsiarczania na mokro gazu spalinowego według wynalazku stanowi zwarte urządzenie, zawierające separator fazy stałej-ciekłej przyłączony bezpośrednio do zbiornika wieży absorpcyjnej. Urządzenie to nie wymaga stosowania dużej ilości podzespołów lub dużej przestrzeni instalacyjnej dla oddzielania gipsu, i z tego względu można uzyskać znaczną redukcję kosztów wyposażenia, kosztów konstrukcyjnych, kosztów nabycia terenu itp., tym samym wdrażając popularyzację układów odsiarczających i zwiększając popyt na takie układy.

Jeżeli urządzenie według wynalazku zostanie wyposażone w regulator poziomu dla podnoszenia lub opuszczania separatora fazy stałej-ciekłej w odpowiedzi na zmianę poziomu szlamu wewnątrz zbiornika, wówczas można przeprowadzać wydajne oddzielanie fazy stałej-ciekłej pomimo zmian poziomu szlamu gipsowego wewnątrz zbiornika tak, że można uzyskać nie tylko redukcję kosztów i przestrzeni instalacyjnej ale również łatwe warunki eksploatacyjne urządzenia i dużą niezawodność jego pracy.

180 232

F I G. 3

180 232

F I G. 5

180 232

F I G. 6

F I G. 7

180 232 , ^A FIG . I

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do odsiarczania gazu spalinowego, zawierające wieżę absorpcyjną mającą sekcję wlotową nieoczyszczonego gazu spalinowego, w której są umieszczone rury głowicowe wyposażone we wtryskiwacze szlamu absorbentu zawierającego związek wapnia, i mającą sekcję wylotową oczyszczonego gazu spalinowego, przy czym w dolnej części tej wieży absorpcyjnej znajduje się zbiornik szlamu gipsowego, za którym znajduje się separator fazy stałej-ciekłej, znamienne tym, że separator fazy stałej-ciekłej (30) zawiera bębnowy filtr zasysający (33, 71), wyposażony w warstwę filtracyjną umieszczoną ruchomo i mającą tor krążenia przechodzący częściowo przez szlam gipsowy znajdujący się wewnątrz zbiornika (2), i wyposażony w rury zasysające (37, 75) mające wloty usytuowane wewnątrz bębnowego filtra zasysającego (33, 71) ponad powierzchnią szlamu gipsowego w zbiorniku (2), zaś za bębnowym filtrem zasysającym (33, 71) znajduje się zespół usuwający gips.
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że bębnowy filtr zasysający (33) zawiera obrotowy bęben (31), mający warstwę filtracyjną w postaci tkaniny filtracyjnej (32), zamontowanej ruchomo po torze krążenia przechodzącym przez obwodową powierzchnię obrotowego bębna (31) i przez zespół usuwający gips w postaci rolek (41, 42, 43).
3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że bębnowy filtr zasysający (71) zawiera obrotowy bęben, zawierający warstwę filtracyjną w postaci obwodowej ściany filtracyjnej (73), zaś zespół usuwający gips jest w postaci zgarniacza (72) o ostrzu usytuowanym przy obwodowej ścianie filtracyjnej (73) obrotowego bębna.
4. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że bębnowy filtr zasysający (33) jest umieszczony obrotowo na wale (34) pomiędzy dwiema ścianami bocznymi zbiornika (2) i jest wyposażony w zespół kontrolny regulujący położenie pionowe bębnowego filtra zasysającego (33), który to zespół kontrolny zawiera regulator (57), którego wyjście sygnałowe jest połączone z podzespołem napędowym (55) i sekcją podnośnika (53) połączoną z bębnowym filtrem zasysającym (33), a wejście jest połączone z czujnikiem poziomu szlamu (56).
5. Urządzenie według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienne tym, że nad szczytem bębnowego filtra zasysającego (33, 71) jest umieszczony zraszacz (48).
6. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że bębnowy filtr zasysający (33) jest wyposażony w rolki ściskające (61), umieszczone po obu stronach tkaniny filtracyjnej (32) pomiędzy obrotowym bębnem (31), a zespołem usuwającym gips w postaci rolek (41,42, 43).