PL180474B1

PL180474B1 - Zbiornik do zageszczania zawiesiny PL PL

Info

Publication number: PL180474B1
Application number: PL96314416A
Authority: PL
Inventors: Taku Shimizu; Koichiro Iwashita; Yoshikazu Endo; Masakazu Onizuka; Toru Takashina
Original assignee: Mitsubishi Heavy Ind Ltd; Mitsubishi Jukogyo Kk
Priority date: 1995-05-26
Filing date: 1996-05-24
Publication date: 2001-02-28
Also published as: JPH08318123A; DK0744209T3; TR199600408A2; EP0744209A3; EP0744209B1; KR960040433A; CN1068243C; EP0744209A2; US5770166A; PL314416A1; ES2164227T3; TW315757U; KR100263798B1; CN1138497A

Abstract

1. Zbiornik do zageszczania zawiesiny, usy- tuowany ponizej powierzchni zawiesiny, zawartej w zbiorniku zawiesiny, znamienny tym, ze jego korpus zawiera sciany (3, 15, 19), wlot zawiesiny (17) usytuowany w górnej czesci korpusu, wlot za- geszczonej zawiesiny (9) umieszczony w dolnej czesci korpusu, zespól do odprowadzania sklaro- wanej cieczy (11,13) umieszczony w górnej czesci korpusu, a sciana (19) korpusu rozciagajaca sie od wlotu zawiesiny (17) do wylotu zageszczonej zawie- siny (9) posiada kat nachylenia (a ) wiekszy od kata spoczynku zawiesiny, przez co zawiesina wprowa- dzana do korpusu zbiornika przez wlot zawiesiny jest zageszczona przez sedymentacje w korpusie zbiornika, a pow stajaca zageszczona zawiesina jest odprowadzana z korpusu zbiornika przez w y- lot zageszczonej zawiesiny. FI G . 6 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zbiornik do zagęszczania zawiesiny, do stosowania w systemach odsiarczania mokrych gazów spalinowych.

Wynalazek dotyczy zbiornika do zagęszczania zawiesiny poprzez sedymentację zawartych w niej stałych cząstek. Zbiornik do zagęszczania zawiesiny może być stosowany w kolumnie absorpcyjnej w systemach odsiarczania mokrych gazów spalinowych bazujących na mokrych procesach wykorzystujących wapno i gips.

Poniżej została przykładowo opisana standardowa metoda zagęszczania zawiesiny gipsowej i oddzielania gipsu w systemach odsiarczania gazu spalinowego w procesie mokrego wapna i gipsu (dla uproszczenia nazywanych dalej systemami odsiarczania gazu spalinowego). Jak to zostanie szczegółowo przedstawione w opisie przykładów wykonania, te systemy odsiarczania gazów spalinowych wytwarzają zawiesinę o zawartości gipsu około 20-30% wagi w kolumnie absorpcyjnej lub tym podobnym urządzeniu. Gdy zawiesina zostanie podzielona na gips (w postaci drobnych cząstek o średniej wielkości około 40 mm) i ciecz, gips jest odzyskiwanyjako produkt uboczny, podczas gdy większość cieczy jest zawracana do kolumny absorpcyjnej.

W klasycznych systemach odsiarczania gazów spalinowych, zagęszczanie zawiesiny i dehydratyzacja gipsu były wykonywane poprzez połączenie zastosowania zbiornika do zagęszczania zawiesiny, zwanego zagęszczaczem gipsu, oraz separatora odśrodkowego. Zagęszczacz gipsu jest rodzajem zbiornika sedymentacyjnego do dzielenia zawiesiny na zagęszczoną zawiesinę i ciecz sklarowaną (tzn. separatorem grawitacyjnym wykorzystującym różnicę w ciężarze właściwym). W takim układzie, ciężar właściwy gipsu wynosi 2.32, podczas gdy ciężar właściwy wody wynosi około 60% wagi. W separatorze odśrodkowym, zagęszczona zawiesina powstająca w zagęszczaczu jest poddawana oddzielaniu części stałych od płynnych pod wpływem siły odśrodkowej. Gips odwodniony przez separator odśrodkowy posiada zawartość wody około 5% wagi.

Mówiąc dokładniej, zagęszczacz niejest prostym zbiornikiem, leczjest wyposażony w studzienkę zasilającą do łagodnego rozpraszania zawiesiny i rozprowadzania jej po całym zbiomi180 474 ku, oraz w skos obrający się z małą prędkością w celu kumulowania gipsu nagromadzonego wokół ujścia odprowadzającego zawiesinę umieszczonego w środku spodu zbiornika, oraz w mechanizm napędowy do napędzania tego skosu. Ponadto, z punktu widzenia odporności na korozję, różne części zagęszczacza są wyłożone gumą lub żywicą lub są wykonane z materiału odpornego na korozję, takiego jak stal nierdzewna.

Separator odśrodkowy jest złożony z zamocowanej zewnętrznej obudowy, szybko obracającego się kosza i mechanizmu napędzającego ten kosz, urządzenia zgarniającego i tym podobnych. Zewnętrzna obudowa jest zazwyczaj wyłożona gumą, a kosz jest z reguły wykonany ze stali nierdzewnej, przy czym w zależności od właściwości cieczy może być wyłożony gumą. Jako ośrodek filtracyjny może być zastosowana siatka ze stali nierdzewnej pokryta tkaniną polipropylenową lub tym podobny ośrodek. Urządzenie zgarniające, które jest stosowane do zagarniania odwodnionego gipsu z kosza, zawiera człon ze stali nierdzewnej posiadający krawędź o hartowanej powierzchni.

Powyżej opisany tradycyjny system obróbki zagęszczonej zawiesiny gipsowej zajmuje dużo miejsca i jest kosztowny. W związku z tym, wymaga dużej przestrzeni, a jego wyposażenie jest kosztowne. Szczególnie w przypadku uproszczonych systemów odsiarczania gazów spalinowych dostosowanych do używania w krajach rozwijających się, najbardziej pożądane jest zmniejszenie kosztów wyposażenia. Ponadto, w przypadku umieszczania systemu odsiarczania gazów spalinowych w pracujących elektrowniach, pożądana jest minimalizacja zajmowanego przez niego miejsca z powodu ograniczeń w dostępnej przestrzeni.

W celu dostarczenia ekonomicznego uproszczonego systemu do odsiarczania gazów spalinowych w odpowiedzi na powyższe zapotrzebowania, niniejszy wynalazca wcześniej zaproponował dodawanie zbiornika zagęszczającego do kolumny absorpcyjnej do zastosowania w systemach odsiarczania gazów spalinowych według tymczasowej publikacji japońskiego patentu nr 7-308539/1995.

Według tego rozwiązania zbiornik przechowujący zawiera pojedynczy zbiornik, który jest podzielony przez przegrodę na zbiornik zawiesiny gipsowej (lub cieczy absorpcyjnej) i zbiornik zagęszczania zawiesiny gipsowej (określany dla uproszczenia jako zbiornik zagęszczający). Zbiornik zagęszczania zawiesiny jest wyposażony w dyszę służącą do wstrzykiwania powietrza do zawiesiny gipsowej powodując jej mieszanie. Służy to do zapobiegania osadzaniu się cząstek gipsu zawartych w zawiesinie gipsowej, oraz do unikania utleniania absorbowanego kwasu siarkowego na kwas siarkowy.

Ponadto, pompa dla zawiesiny jest zainstalowana w rurze łączącej zbiornik zawiesiny gipsowej i głowicę dyszową, przez co zawiesina gipsowa jest wprowadzana ze zbiornika zawiesiny gipsowej do głowicy dyszowej w sposób obiegowy.

Przegroda posiada otwór uformowany w odpowiednim jej miejscu, tak że zawiesina gipsowa w zbiorniku zawiesiny gipsowej może przepływać do zbiornika zagęszczania zawiesiny gipsowej przez otwór. Zbiornik zagęszczający posiada wystarczającą pojemność, by zapewnić czas pobytu wymagany do zagęszczenia zawiesiny poprzez naturalną sedymentację.

Zbiornik zagęszczania zawiesiny gipsowej jest w swej dolnej części wyposażony w wylot, przez który zagęszczona zawiesina gipsowa jest odprowadzana na zespół przenoszący (na przykład przenośnik pasowy). Ponadto, w celu regulacji stopnia zagęszczania, wlot powietrza do doprowadzania powietrza komunikuje się ze zbiornikiem zawiesiny gipsowej.

Zostało wykonane urządzenie testujące o konstrukcji podobnej do wyżej opisanego zbiornika zagęszczającego zawiesinę gipsową umieszczonego w kolumnie absorpcyjnej, przy pomocy którego został wykonany test zagęszczania zawiesiny. W rezultacie, stwierdzono, że powstał problem blokowania się wylotu zagęszczonej zawiesiny. Mówiąc precyzyjniej, gdy spód zbiornika zagęszczania zawiesiny gipsowej jest płaski, masa gipsowa gromadzi się na spodzie zbiornika zagęszczania zawiesiny gipsowej. W tej sytuacji, zagęszczona zawiesina przepływa przez wąskie przejście uformowane pomiędzy nagromadzoną masą gipsową i korpusem zbiornika, po czym jest odprowadzana przez wylot.

180 474

Jednakże, jeśli nagromadzona masa gipsowa stopniowo narasta po prawej stronie, a kąt nachylenia ukośnej powierzchni przekroczy kąt spoczynku masy gipsowej, zgromadzona po prawej stronie część masy gipsowej może obsunąć się do przejścia. Wówczas wylot zablokuje się i zagęszczona zawiesina nie będzie mogła być odprowadzana. W najgorszym przypadku, konieczne jest wyłączenie całej kolumny absorbcyjnej, wyciągnięcie zawiesiny i usunięcie blokady.

Zbiornik do zagęszczania zawiesiny, usytuowany poniżej powierzchni zawiesiny zawartej w zbiorniku zawiesiny, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jego korpus zawiera ściany, wlot zawiesiny usytuowany w górnej części korpusu, wlot zagęszczonej zawiesiny umieszczony w dolnej części korpusu, zespół do odprowadzania sklarowanej cieczy umieszczony w górnej części korpusu, a ściana korpusu rozciągająca się od wlotu zawiesiny do wylotu zagęszczonej zawiesiny posiada kąt nachylenia większy od kąta spoczynku zawiesiny, przez co zawiesina wprowadzana do korpusu zbiornika przez wlot zawiesiny jest zagęszczona przez sedymentację w korpusie zbiornika, a powstająca zagęszczona zawiesina jest odprowadzana z korpusu zbiornika przez wylot zagęszczonej zawiesiny.

Ponadto wlot zagęszczonej zawiesiny zawiera co najmniej jeden otwór lub szczelinę, wykonane w pionowej lub przewieszonej części ściany wchodzącej w skład korpusu zbiornika.

Zespół do odprowadzania sklarowanej cieczy zawiera mechanizm powietrznego podnoszenia złożony z rury rozciągającej się od górnej części korpusu zbiornika do przestrzeni ponad zbiornikiem zawiesiny, oraz zespół do tworzenia strumienia gazu w celu wytwarzania skierowanego do góry strumienia gazu w rurze.

W powyżej opisanym zbiorniku do zagęszczania zawiesiny, powierzchnia strukturalnego członu korpusu zbiornika rozciągającego się od wlotu zawiesiny do wylotu zagęszczonej zawiesinyjest tak zaprojektowana, że posiada kąt nachylenia większy niż kąt spoczynkowy dla zagęszczonej zawiesiny. Mówiąc precyzyjniej, boczna płyta umieszczona wewnątrz zbiornika na zawiesinę, stanowiąca część zbiornika do zagęszczania zawiesiny, rozciągającą się od miejsca położenia wlotu zawiesiny do wylotu zagęszczonej zawiesiny, jest uformowana z płyty, której kąt nachylenia jest większy niż kąt spoczynkowy zagęszczonej zawiesiny. Jednakże, ten kąt nachylenia nie musi być koniecznie stały patrząc od wlotu zawiesiny do wylotu zagęszczonej zawiesiny, lecz może zmieniać się w taki sposób, że boczna część zawiera pionową część lub delikatnie pochyloną część. Najważniejsze jest to, że części na których zagęszczona zawiesina ma tendencje do gromadzenia się powinny być tak uformowane, by ich kąt nachylenia był większy od kąta spoczynkowego.

Alternatywnie, ta boczna płyta może · być uformowana w taki sposób, że jej część lub całość posiada zakrzywioną powierzchnię. Przy takiej strukturze, nie ma miejsca, w którym zagęszczona zawiesina mogłaby gromadzić się tworząc nagromadzoną masę gipsową. W· konsekwencji, nie powstaje zjawisko blokowania wylotu zagęszczonej zawiesiny przez osuwającą się masę gipsową.

Gromadzenie się masy gipsowej, które może spowodować blokowanie wylotu zagęszczonej zawiesiny, będzie powstawać na każdej płaskiej powierzchni, jeśli jest ona umieszczona w zbiorniku zagęszczania zawiesiny lub zbiorniku zawiesiny. Jeśli taka masa gipsowa osadza się lub gromadzi wokół wlotu zawiesiny zbiornika zagęszczania zawiesiny, może to powodować blokowanie wlotu zawiesiny. Zgodnie z tym, wlot zawiesiny jest formowany w pionowej lub zwisającej ścianie. Tak więc, masa gipsowa ani nie będzie się gromadziła przy wlocie zawiesiny, ani opadała i wpadała do wlotu zawiesiny, przez co wlot zawiesinyjest chroniony przed blokowaniem.

Zawiesina w zbiorniku z zawiesiną przechodzi do zbiornika zagęszczania zawiesiny przez wlot zawiesiny. W zbiorniku zagęszczania zawiesiny, bardzo gęsta część składowa zawiesiny opada, podczas gdy płyn o małej gęstości podnosi się do góry, tworząc płyn sklarowany. Następnie, zawiesina jest zagęszczana przez sedymentację, także zagęszczona zawiesina wzbogacona o stałą materię gromadzi się na spodzie zbiornika zagęszczania zawiesiny, a warstwa sklarowanej cieczy jest wytwarzana w górnej części zbiornika zagęszczania zawiesiny. Powstająca zagęszczona zawiesinajest odprowadzana ze zbiornika zagęszczania zawiesiny przez wylot zagęszczonej zawiesiny, podczas gdy ciecz sklarowana jest wyciągana ze zbiornika zagęszczania zawiesiny przez zespół odprowadzania cieczy składowanej. Następnie, odpowiednia ilość zawiesiny

180 474 wpływa do korpusu zbiornika przez wlot zawiesiny, a sedymentacja przyczyniająca się do zagęszczania zawiesiny jest kontynuowana.

Zespół do odprowadzania sklarowanej cieczy ze zbiornika zagęszczania zawiesiny zawiera mechanizm powietrznego podnoszenia cieczy. Mówiąc dokładniej, górna część korpusu zbiornika, w którym znajduje się sklarowana ciecz, jest połączona z fazą gazową ponad powierzchnią zawiesiny w zbiorniku zawiesiny przez rurę. Jeśli pewna skierowana do góry siła działa na tę rurę, sklarowana ciecz w zbiorniku zagęszczania zawiesiny będzie dostarczana do przestrzeni ponad zbiornikiem zawiesiny. Ta siła napędowa jest wywierana przez zespół formowania strumienia gazu do wytwarzania skierowanego do góry strumienia gazu w rurze. W wyniku przyciągania przez ten skierowany do góry strumień gazu, oraz w następstwie ciągu, powodowanego przez różnice w ciężarze właściwym pomiędzy gazem i zawiesinąw rurze, sklarowana ciecz obecna w górnej części zbiornika zagęszczania zawiesiny jest wypychana do góry i doprowadzana do przestrzeni ponad powierzchnią zawiesiny w zbiorniku zawiesiny

Ten zespół do odprowadzania sklarowanej zawiesiny typu podnośnika powietrznego posiada tę zaletę, że duża ilość cieczy może być transportowana przez małą ilość powietrza. To znaczy, gdy powietrze o małej gęstości jest wdmuchiwane do rury podnoszenia powietrznego, gęstość sklarowanej cieczy w rurze zmniejsza się, w porównaniu do zawiesiny poza rurą. Ta różnica gęstości powoduje powstawanie siły napędowej, dzięki której ciecz w rurze jest napędzana tak, jak gdyby była wpychana, a następnie zwalniana na szczycie rury.

Jako inny zespół do odprowadzania cieczy sklarowanej może być zastosowana zwykła rura wyciągająca, wyposażona na przykład w pompę ssącą.

Jak widać z powyższego opisu, zastosowanie zbiornika zagęszczania zawiesiny według wynalazku daje następujące rezultaty.

Ponieważ powierzchnia strukturalnego członu rozciągającego się od wlotu zawiesiny do wylotu zagęszczonej zawiesiny jest tak zaprojektowana, by miała kąt nachylenia większy niż kąt spoczynkowy zagęszczonej zawiesiny, wylot zagęszczonej zawiesiny jest chroniony przed zablokowaniem. Umożliwia to ciągłą pracę zbiornika zgęszczania zawiesiny bez żadnych kłopotów-·.

Ponieważ wlot zawiesiny do zbiornika zagęszczania zawiesiny zawiera jeden lub więcej otwór albo szczelinę w pionowym lub zwisającym członie ściany będącym częścią korpusu zbiornika, wlot zawiesiny może być chroniony przed zablokowaniem. Wpływa to również na łagodny przebieg operacji w zbiorniku zagęszczania zawiesiny.

Ponieważ zespół odprowadzania sklarowanej cieczy zawiera mechanizm podnoszenia powietrznego złożony z rury rozciągającej się od górnej części korpusu zbiornika do przestrzeni ponad zbiornikiem zawiesiny, oraz zespół tworzenia strumienia gazu do wytwarzania skierowanego do góry strumienia gazu w rurze, ilość wprowadzanej zawiesiny może być regulowana poprzez kontrolę wielkości przepływu powietrza wprowadzanego przez rurę wdmuchiwania powietrza. Tak więc, koncentracja zagęszczonej zawiesiny może być łatwo regulowana.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia boczny widok ukazujący konstrukcję zbiornika do zagęszczania zawiesiny według jednego przykładu wykonania niniejszego wynalazku, fig. 2 - schematyczny przedni widok zbiornika zagęszczania zawiesiny z fig. 1 pokazany z wnętrza zbiornika przechowywania zawiesiny, fig. 3 - schematyczny boczny widok pokazujący konstrukcję kolumny absorpcyjnej stosowanej w systemach odsiarczania gazów spalinowych, fig. 4 - schematyczny widok pokazujący sytuację, która powoduje problem związany z blokowaniem wylotu zagęszczonej zawiesiny przez zgromadzoną masę gipsową, powstający w tradycyjnym zbiorniku zagęszczania zawiesiny z fig. 3, fig. 5 - uproszczony schemat przykładowy system odsiarczania gazów spalinowych zawierający kolumnę absorpcyjną ze zbiornikiem do zagęszczania zawiesiny według niniejszego wynalazku, fig. 6 - schematyczny boczny widok pokazujący konstrukcję kolumny absorpcyjnej stosowanej w systemach odsiarczania gazów spalinowych zawierającej zbiornik do zagęszczania zawiesiny według przykładu wykonania niniejszego wynalazku..

Figura 1 przedstawia boczny przekrojowy widok pokazujący konstrukcję zbiornika do zagęszczania zawiesiny według jednego przykładu wykonania wynalazku, a fig. 2 jest przednim

180 474 widokiem zbiornika zagęszczania zawiesiny z fig. 1 widzianym z wnętrza zbiornika przechowywania zawiesiny. Zbiornik zagęszczania zawiesiny 1 pokazany na fig. 1 i 2 jest przymocowany do wewnętrznej osłony zbiornika przechowywania zawiesiny 18 znajdującego się w kolumnie absorpcyjnej, stosowanej w systemach odsiarczania gazów spalinowych.

Korpus zbiornika zagęszczania zawiesiny 1 zawiera osłonę 3 zbiornika przechowywania zawiesiny 18,górnąpłytę 15, bocznąpłytę 19 i tym podobne. Wnętrze zbiornika zagęszczania zawiesiny 1 ogólnie wyznacza zamkniętą przestrzeń, tak że zawiesina wprowadzana do zbiornika zagęszczania zawiesiny 1 może pozostawać w spokoju, bez silnego poruszania lub mieszaniajej. Górna płyta 15 korpusu zbiornika jest nachylona do dołu w stronę wnętrza zbiornika przechowywania zawiesiny 18 (o 30° w zilustrowanym przykładzie wykonania). Służy to do - zapobiegania gromadzeniu się masy gipsowej na górnej płycie 15. Ten kąt nachylenia jest dobrany odpowiednio dla każdego rozwiązania.

Płyta tworząca wlot zawiesiny 16 rozciąga się od dolnego końca górnej płyty 15. Ta płyta 16 jest w położeniu pionowym i, co wyraźniej widać na fig. 2, jest zaopatrzona w liczne wyloty zawiesiny 17. Przez te wyloty zawiesiny 17 zawiesina wpływa z pojemnika przechowywania zawiesiny 18 do zbiornika zagęszczania zawiesiny 1. Ponieważ wloty zawiesiny 17 zawierają względnie małe otwory (na przykład 15 otworów o średnicy 25 mm rozmieszczonych na obszarze 45 mm), zawiesina jest powstrzymywana przed przechodzeniem w tę i z powrotem w wyniku zakłóceń przepływu powodowanych przez powietrze wdmuchiwane do zbiornika zagęszczania zawiesiny 1 i, przez to, zawiesina w zbiorniku zagęszczania zawiesiny 1 nie jest mieszana. Zamiast licznych oddzielnych okrągłych otworów może być użyty wlot zawiesiny 17 zawierający ciągłą szczelinę. Powód, dla którego płyta formująca wlot zawiesiny 16 jest w pozycji pionowej, został opisany wcześniej.

Boczna płyta zbiornika zagęszczania zawiesiny 19 jest umieszczona pod płytą tworzącą wlot zawiesiny 16. Boczna płyta 19 rozciąga się prosto i w sposób nachylony od dolnych końców wlotów zawiesiny 17 do wylotu zagęszczonej zawiesiny 9. W tym przykładzie, kąt nachylenia (a na fig. 1) bocznej płyty 19 wynosi 60°. Jednąz cech niniejszego wynalazkujest to, żetenkąt apowinien być większy niż kąt spoczynku zagęszczonej zawiesiny. Jeśli rozważa się zawiesinę gipsową obecnąw systemie odsiarczania gazów spalinowych, kąt spoczynku zagęszczonej zawiesiny o zawartości gipsu około 60% wagi wynosi około 40° i, wówczas, kąt a powinien być większy od 40°. Wówczas, zagęszczona zawiesina zsuwa się w dół pomiędzy osłoną 3 i bocznąpłytą 19 bez zalegania i jest odprowadzana ze zbiornika zagęszczania zawiesiny przez 1 przez wylot zagęszczonej zawiesiny 9. W przykładzie pokazanym na fig. 2, boczne płyty 19' i 19 są rozmieszczone po obu stronach środkowej bocznej płyty 19.

Zostanie teraz wyjaśniona konstrukcja dolnej części zbiornika zagęszczania zawiesiny 1. Wylot zagęszczonej zawiesiny 9 składa się z krótkiej rury przymocowanej do osłony 3 tak, że jest ona nachylona do dołu (pod kątem 45° w tym przykładzie). Jak opisano wyżej, ten wylot 9 służy do odprowadzania zagęszczonej zawiesiny. To nachylenie do dołu ma za zadanie zapobiegać blokowaniu wylotu 9 przez gromadzenie się zagęszczonej zawiesiny.

Rurą przepłukująca 7 umieszczona ponad wylotem zagęszczonej zawiesiny służy do wlewania nie zagęszczonej zawiesiny do dolnej części zbiornika zagęszczania zawiesiny 1 i przez to przepłukiwania jej (lub mycia). Na przykład, gdy praca kolumny absorpcyjnej systemu odsiarczania gazów spalinowych jest zatrzymana z powodu kontroli lub innego tym podobnego, dolna część zbiornika zagęszczania zawiesiny 1 może być wypełniona zagęszczoną zawiesiną (lub nagromadzoną masą gipsową). W innych przypadkach, ta dolna część może być zablokowana z innych powodów. Wówczas, rura przepłukująca 7 może być zastosowana w celu usunięcia blokady.

Rura recyrkulacyjna 5 umieszczona ponad rurą przepłukującą 7 jest również środkiem zapobiegającym zablokowaniu wylotu zagęszczonej zawiesiny 9 i dolnej części zbiornika zagęszczania zawiesiny 1. To znaczy, w czasie wyłączania systemu odsiarczania gazów spalinowych lub w czasie pracy przy względnie małym obciążeniu, szybkość odprowadzania z wylotu zagęszczonej zawiesiny 9 jest zmniejszona, co powoduje komasowanie się zagęszczonej zawiesiny w sąsiedztwie wylotu zagęszczonej zawiesiny 9. W takim przypadku, zawiesina jest w sposób

180 474 ciągły wlewana z rury recyrkulacyjnej 5 do wylotu 9 powodując krążenie zawiesiny i zapobiegając zablokowaniu wylotu 9.

Zostanie teraz opisana konstrukcja górnej części zbiornika zagęszczania zawiesiny 1. Otwór włazowy 2 umieszczony w górnej części osłony 3 zbiornika przechowującego jest umieszczony w celu ułatwienia obsługi. Rura powietrznego podnoszenia 11 jest ustawiona w górnej części górnej płyty 15. Górny koniec rury powietrznego podnoszenia 11 uchodzi do przestrzeni ponad powierzchnią. 12 zawiesiny w zbiorniku przechowywania zawiesiny 18. Wysokość powierzchni 12 zawiesiny zmienia się w zależności od obecności lub braku wdmuchiwanego powietrza, które służy jako środek do utleniania zawiesiny w kolumnie absorpcyjnej. Na tej figurze, powierzchnia zawiesiny jest oznaczonajako 12 w przypadku obecności wdmuchiwanego powietrza, oraz przez 12' w przypadku braku wdmuchiwanego powietrza.

W odległości około jednej trzeciej długości rury podnoszenia powietrznego 11, mierząc od jej dolnego końca, rura wdmuchiwania powietrza (lub zespół tworzenia strumienia gazu) 13 jest połączona z rurą 11 w taki sposób, że jest włożona do jej ściany. Powietrze wdmuchiwane do rury powietrznego podnoszenia 11 przez rurę wdmuchiwania powietrza 13 tworzą skierowany do góry strumień powietrza. Efekt powietrznego podnoszenia przez ten strumień został wcześniej opisany. Zamiast mechanizmu podnoszenia powietrza, rura wyciągająca sklarowaną ciecz może być, na przykład, zaopatrzona przy górnym końcu włazu 2 w celu wyciągania sklarowanej cieczy w naturalną głowicę lub głowicę pompy ssącej. W zbiornik zagęszczania zawiesiny 1 z tego przykładu, rura podnoszenia powietrza 11 jest rurą 60A, a rura wdmuchiwania powietrza jest rurą 10A, gdzie 10A i 60A określają nominalną średnicę.

Przeprowadzono eksperyment na urządzeniu (o konstrukcji pokazanej na fig. 1) zgodnie z opisanymi w tabeli warunkami. W efekcie otrzymano zagęszczoną zawiesinę o koncentracji gipsu 60% wagi.

Tabela

Koncentracja gipsu w zbiorniku przechowywania zawiesiny	30% wagi
Pojemność zbiornika przechowywania zawiesiny	35 m³
Wymiary i inne własności zbiornika zagęszczania zawiesiny	wysokość - około 2.5 m; długość 1.9 m; maksymalna grubość nachylonej części - około 2.1 m; kąt nachylenia bocznej płyty (a na fig. 1) - 65°; kąt nachylenia górnej płyty - 30°; wloty zawiesiny - 15 otworów o średnicy 25 mm.
Rura powietrznego podnoszenia: rura 10A	wysokość - około 1.3 m
Szybkość odprowadzania zagęszczonej zawiesiny	- 0.8 m3/godz.
Ciśnienie powietrza wprowadzanego do rury powietrznego podnoszenia	0.3 kg/cm3
Wielkość przepływu powietrza wprowadzanego do rury podnoszenia powietrznego	0-20 m3N/godz.

Kolumna absorpcyjna 60 pokazana na fig. 3 jest pojedynczą pionową kolumnopodobną konstrukcjązawierającądolny zbiornik przechowujący 18, umieszczony ponad nią obszar absorpcji 20, oraz komin 22 umieszczony najwyżej. Na zewnątrz tej konstrukcji, pierścieniowy silos

180 474 absorbujący 24 (określany dalej jako silos) jest umieszczony w położeniu pomiędzy obszarem absorpcji 20 i kominem 22.

Dolna część obszaru absorpcji jest wyposażona we wlot gazu spalinowego 25, przez który gaz spalinowy 23 jest wprowadzany do obszaru absorpcji 20 i przepływa do góry w tym obszarze absorpcji 20. W dolnej części obszaru absorpcji 20, liczne dysze 26 do wstrzykiwania zawiesiny absorbującej (lub cieczy absorpcyjnej) są umieszczone na jednopoziomowej głowicy 28 w taki sposób, że są w miarę jednorodnie rozmieszczone w płaszczyźnie poziomej. Dysze 26 posiadają skierowane do góry otwory służące do wstrzykiwania do góry zawiesiny absorbującej.

Absorbentjest wciągany z silosu 24 za pomocą zasilacza 30 i jest wprowadzany do dolnego zbiornika przechowującego 18 przez pojedynczą rurę. Z drugiej strony, sproszkowany kamień wapienny jest transportowany z pojemnika przechowującego kamień wapienny (nie pokazany) do silosu 24 za pomocą klasycznych środków transportujących.

Zbiornik przechowujący 18 zawiera pojedynczy zbiornik, który jest podzielony przez przegrodę 34 na zbiornik, zawiesiny gipsowej (lub cieczy absorpcyjnej) 36 i zbiornik zagęszczania zawiesiny gipsowej (określany dla uproszczenia jako zbiornik zagęszczający) 38. Zbiornik zagęszczania zawiesiny 36 jest wyposażony w dyszę 40 służącą do wstrzykiwania powietrza do zawiesiny gipsowej powodując jej mieszanie. Służy to do zapobiegania osadzaniu się cząstek gipsu zawartych w zawiesinie gipsowej, oraz do unikania utleniania absorbowanego kwasu siarkowego na kwas siarkowy.

Ponadto, pompa dla zawiesiny 41 jest zainstalowana w rurze łączącej zbiornik zawiesiny gipsowej i głowicę 36 dyszową 28, przez co zawiesina gipsowa jest wprowadzana ze zbiornika zawiesiny gipsowej 36 do głowicy dyszowej 28 w sposób obiegowy.

Przegroda 34 posiada otwór 42 uformowany w odpowiednim jej miejscu, tak że zawiesina gipsowa w zbiorniku zawiesiny gipsowej 36 może przepływać do zbiornika zagęszczania zawiesiny gipsowej 38 przez otwór 42. Zbiornik zagęszczający posiada wystarcząjącąpojemność, by zapewnić czas pobytu wymagany do zagęszczenia zawiesiny poprzez naturalną sedymentację.

Zbiornik zagęszczania zawiesiny gipsowej 38 jest w swej dolnej części wyposażony w wylot 46, przez który zagęszczona zawiesina gipsowa jest odprowadzana na zespół przenoszący (na przykład przenośnik pasowy) 48. Ponadto, w celu regulacji stopnia zagęszczania, wlot powietrza 44 do doprowadzania powietrza 39 komunikuje się ze zbiornikiem zawiesiny gipsowej 36.

Mieszarka (nie pokazana) jest zainstalowana przy przednim końcu zespołu przenoszącego 48. W mieszarce, zagęszczona zawiesina gipsowa jest mieszana z popiołem węglowym spadającym ze zbiornika przechowującego popiół węglowy (nie pokazanego), tak że zagęszczona zawiesina gipsowa traci swąpłynność i może być transportowana w poręczny sposób przez zwykły przenośnik pasowy.

Na szczycie komina 22 umieszczony jest przechwytywacz oparów 50 do wychwytywania oparów obecnych w odprowadzanych przetworzonych gazach spalinowych 55. Przechwytywacz oparów 50 jest znanym przechwytywaczem typu przepływu spiralnego. Przechwycone opary spontanicznie opadają z przechwytywacza 50 i są przejmowane przez zawiesinę absorbującą^ wstrzykiwaną do obszaru absorpcji 20. Urządzenie przedstawione na fig. 3 potrafi usuwać dwutlenek siarki zawarty w gazie spalinowym przy stopniu odsiarczania 70-90%.

Jak tylko zawiesina absorbująca 27 wstrzykiwana do góry przez dysze 26 osiągnie pewną wysokość, zaczyna opadać do dołu tworząc w wyniku wzajemnych zderzeń małe kropelki, a następnie wpływa do zbiornika zawiesiny gipsowej 36 poniżej obszaru absorpcji 20. Dwutlenek siarki zawarty w gazie spalinowym reaguje z wapnem obecnym w zawiesinie absorbującej wytwarzając siarczan wapnia, to znaczy gips, w wyniku czego tworzy zawiesinę gipsową. Zawiesina zawierająca wapno, które nie weszło w reakcję i gips opada do zbiornika zawiesiny gipsowej 36. Następnie zawiesina gipsowa opada do zbiornika zagęszczania zawiesiny gipsowej 38 przez otwór 42 i jest tam zagęszczana.

Zostało wykonane urządzenie testujące o konstrukcji podobnej do wyżej opisanego zbiornika zagęszczającego zawiesinę gipsową umieszczonego w kolumnie absorpcyjnej z fig. 3, przy pomocy którego został wykonany test zagęszczania zawiesiny 46. W rezultacie, stwierdzono, że

180 474 powstał problem blokowania się wylotu zagęszczonej zawiesiny. Mówiąc precyzyjniej, gdy spód zbiornika zagęszczania zawiesiny gipsowej 38 jest płaski, takjak na fig. 4, masa gipsowa gromadzi się na spodzie zbiornika zagęszczania zawiesiny gipsowej 38, jak pokazano na fig. 4. W tej sytuacji, zagęszczona zawiesina przepływa przez wąskie przejście 52 uformowane pomiędzy nagromadzonąmasągipsową 51 i korpusem zbiornika, po czymjest odprowadzana przez wylot 46.

Jednakże, jeśli nagromadzona masa gipsowa 51 stopniowo narasta po prawej stronie fig. 4, a kąt nachylenia ukośnej powierzchni przekroczy kąt spoczynku masy gipsowej, zgromadzona po prawej stronie części masy gipsowej 51 może obsunąć się do przejścia 52. Wówczas wylot 46 zablokuje się i zagęszczona zawiesina nie będzie mogła być odprowadzana. W najgorszym przypadku, konieczne jest wyłączenie całej kolumny absorpcyjnej, wyciągnięcie zawiesiny i usunięcie blokady.

Figura 5 przedstawia uproszczony schemat działania przykładowego systemu odsiarczania mokrych gazów spalinowych, zawierającego kolumnę absorpcyjną ze zbiornikiem według niniejszego wynalazku, a fig. 6 - schematyczny przekrojowy widok pokazujący przykładową konstrukcję kolumny absorpcyjnej zawierającą zbiornik do zagęszczania zawiesiny według wynalazku.

System odsiarczania mokrych gazów spalinowych (określany dalej j ako system) 61 z tego przykładu ma za zadanie usuwanie dwutlenku siarki zawartego w gazach spalinowych przy wykorzystaniu procesu wapienno - gipsowego korzystającego z kamienia wapiennego jako absorbenta, oraz zawiera kolumnę absorpcyjną60, mieszarkę F do mieszania zagęszczonej zawiesiny gipsowej z popiołem węglowym, oraz zbiornik z kamieniem wapiennym G.

Gazy spalinowe wytwarzane w palonym węglem parowym generatorze A elektrociepłowni są zasysane przez wentylator wyciągowy (IDF) E i wprowadzane do kolumny absorpcyjnej 60 po wcześniejszym przejściu przez wykorzystanie wstępnego podgrzewacza powietrza B i elektrostatycznego wytrącacza C. Mówiąc dokładniej, gazy spalinowe po opuszczeniu generatora parowego A przechodzą przez podgrzewacz powietrza B, gdzie są chłodzone przekazując swe ciepło do ogrzania powietrza spalinowego, a następnie wchodzą do elektrostatycznego wytrącacza C. W elektrostatycznym wytrącaczu C, pył taki jak popiół węglowy jest oddzielany i usuwany z gazu spalinowego, oraz jest gromadzony w leżącym poniżej zbiorniku przechowującym popiół węglowy D. Z drugiej strony, gazy spalinowe są zasysane przez wentylator wyciągowy E i wprowadzane do kolumny absorpcyjnej 60.

Na figurze 6, konstrukcja kolumny absorpcyjnej 60 jest taka sama jak pokazana na fig. 3, z wyjątkiem zbiornika do zagęszczania zawiesiny gipsowej 38. Zbiornik przechowujący 38 kolumny absorpcyjnej jest wyposażony w zbiornik zagęszczania zawiesiny gipsowej o takiej samej konstrukcji jak ten pokazany na fig. 1. Nazwy i funkcje pozostałych części kolumny absorpcyjnej sątakie same jak w przypadku opisanym dla fig. 3 i 1, w związku z tym ich opis nie zostanie ponowiony. Te same części są określone tymi samymi numerami odnośnymi.

Kolumna absorpcyjna do stosowania w systemach odsiarczania gazów spalinowych wyposażona w zbiornik zagęszczania zawiesiny typu sedymentacyjnego według wynalazku, zawiesina może być istotnie zagęszczana w kolumnie absorpcyjnej i odprowadzana z kolumny absorpcyjnej jako zagęszczona zawiesina gipsowa. Umożliwia to uprościć etapy zagęszczania zawiesiny i dehydratyzacji gipsu kolumnie absorpcyjnej. Tak więc, niniejszy wynalazek dostarcza tanią i nie zajmującą dużo miejsca kolumnę absorpcyjną do stosowania w systemach odsiarczania gazów spalinowych, szczególnie odpowiednią dla uproszczonych systemów odsiarczania gazów spalinowych.

180 474

F I G. 2

180 474

F I G. 3 <>55

180 474

F I G. 4

F I G. 5

180 474

F I G. 6

O⁵⁵

180 474

FIG. I

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Zbiornik do zagęszczania zawiesiny, usytuowany poniżej,- powierzchni zawiesiny, zawartej w zbiorniku zawiesiny, znamienny tym, że jego korpus zawiera ściany (3,15,19), wlot zawiesiny (17) usytuowany w górnej części korpusu, wlot zagęszczonej zawiesiny (9) umieszczony w dolnej części korpusu, zespół do odprowadzania sklarowanej cieczy (11, 13) umieszczony w górnej części korpusu, a ściana (19) korpusu rozciągająca się od wlotu zawiesiny (17) do wylotu zagęszczonej zawiesiny (9) posiada kąt nachylenia (a) większy od kąta spoczynku zawiesiny, przez co zawiesina wprowadzana do korpusu zbiornika przez wlot zawiesiny jest zagęszczona przez sedymentację w korpusie zbiornika, a powstająca zagęszczona zawiesina jest odprowadzana z korpusu zbiornika przez wylot zagęszczonej zawiesiny.
2. Zbiornik według zastrz. 1, znamienny tym, że wlot zagęszczonej zawiesiny (17) zawiera co najmniej jeden otwór lub szczelinę, wykonane w pionowej lub przewieszonej części ściany (16) wchodzącej w skład korpusu zbiornika (18).
3. Zbiornik według zastrz. 1, znamienny tym, że zespół do odprowadzania sklarowanej cieczy zawiera mechanizm powietrznego podnoszenia złożony z rury (11) rozciągającej się od górnej części (15) korpusu zbiornika (18) do przestrzeni ponad zbiornikiem zawiesiny, oraz zespół do tworzenia strumienia gazu w celu wytwarzania skierowanego do góry strumienia gazu w rurze (11).