PL182489B1 - Sposób i urządzenie do płukania gazów dla redukcji stężenia SO w spalinach - Google Patents

Abstract

1. Sposób plukania gazów dla redukcji stezenia SO2 w spalinach, w którym spaliny kontaktuje sie przeciwprado- wo z zawiesina wodna weglanu wapniowego, która po kon- takcie ze spalinami zbiera sie i odprowadza, zas czesc zebra- nej zawiesiny zawraca do dalszego kontaktu ze spalinami, natomiast wyplukane spaliny poddaje sie procesowi odmgle- nia, znamienny tym, ze pionowej strudze spalin nadaje sie szybkosc wieksza od 4,5 metra na sekunde, zas po kontakcie z wymieniona zawiesina jednoczesnie zmienia sie kierunek przeplywu strugi spalin co najmniej o kat 45° wzgledem uprzedniego, pionowego kierunku przeplywu strugi spalin i zmniejsza sie poprzez konsolidacje lub wytracenie o co najmniej 40% ilosc kropel o srednicy mniejszej niz 100 µ m wedlug Sautera zawartych w strudze wyplukanych spalin, przy spadku cisnienia nie wiekszym niz 3,82 mm slupa wody. 2. Urzadzenie do plukania gazów dla redukcji steze- nia SO2 w spalinach, zawierajace pluczke wiezowa zaopa- trzona od dolu w kanal doprowadzajacy spaliny do pionowej sekcji plukania, która to pionowa sekcja plukania spalin jest zakonczona u góry zespolami zraszajacych glowic zas u dolu posiada reakcyjny zbiornik, znamienne tym, ze wiezowa pluczka (1) ma co najmniej jeden wychwytujacy separator (6) umiejscowiony powyzej i w poprzek pionowej sekcji (3) plukania wiezowej pluczki (1) pod katem ( ? ) o wielkosci od 10° do 45° wzgledem poziomu, zas za wychwytujacym sepa- ratorem (6) jest usytuowany co najmniej jeden eliminator mgly (8) o przeplywie poziomym i pionowej orientacji. Fig 1 PL PL PL PL PL PL

Description

Spalanie materiałów zawierających siarkę jak na przykład ropy, nafty i węgla prowadzi do powstawania różnorodnych tlenków siarki oznaczonych grupowo jako SO2. Regulacje prawne nakładają obowiązek redukowania emisji SO2. Przykładem efektywnej metody przetwarzania spalin w celu usunięcia SO2 jest mokre płukanie wykorzystujące wapień. Technologia mokrego płukania opartego na wapieniu została dobrze rozwinięta i jest efektywna. Jednak do jej stosowania konieczny jest sprzęt o dużych rozmiarach. Proporcjonalnie wysokie są także koszty. Pożądaną rzeczą byłoby stworzenie możliwość wykorzystania gazów o dużej prędkości z wielu przyczyn wyjaśnionych w oczekującym na przyjęcie patencie identyfiko182 489 wanym jako U.S. Patent application S.N. 08/257, 160 zgłoszonym w imieniu G.E. Bresowara,

J. Klingspora i E. Bakke'a 09 czerwca 1994 r. (attomey's number 1930-P0004).

Użycie gazowo - cieczowych sorberów o dużych prędkościach gazów, takich jak wieże rozpylające bez wypełnienia stwarza problemy podczas usuwania ciekłych kropel z gazów, utrudnia utrzymanie w czystości urządzeń eliminujących mgłę, wywołuje niedogodności związane z uderzaniem kropelek o ściany, dachy oraz inne urządzenia. Przegrodowe eliminatory mgły wykorzystywane w takich procesach mają tendencję do zatykania się, ponieważ osadzająca się ciecz przesyca się siarczanem wapniowym. Wykrystalizowany siarczan wapniowy osiada na ścianach, dachach i innym wyposażeniu i może prowadzić do spadków ciśnienia wewnątrz płuczki, a osadzone substancje stałe od czasu do czasu mogą odrywać się w postaci dużych kawałków i spadając uszkadzać wyposażenie płuczki, takie jak głowice, dysze, wzmocnienia itd. Ponadto osadzone substancje stałe odrywające się w takiej postaci mogą dostawać się do systemu przetwarzania cieczy i roztworu sorpcyjnego, co prowadzi do zatykania się dysz i obniżenia niezawodności całego systemu. Rzeczą pożądaną byłoby ulepszenie usuwania z szybko poruszającego się strumienia gazu, na przykład spalin, porwanych przez ten gaz kropel, na przykład kropel sorbentu. W celu zapewnienia efektywnego działania separatora wychwytującego ciecz, należy doprowadzać do uderzania ciekłych kropel o jedną lub kilka powierzchni, aby zmniejszyć ilość cieczy w gazie. Powierzchnie muszą być dostępne do mycia i łatwe do ociekania. Jednocześnie nie powinny one przyczyniać się do wtórnego wytwarzania kropli. W wielu przypadkach preferuje się użycie pionowo zorientowanych eliminatorów mgły, ale nie są one praktyczne, gdy należy zmieniać pionowy kierunek przepływu gazu za pomocą ścian, przez które gaz przechodzi. Konsekwencją jest krystalizacja osadów i inne związane z tym problemy.

Rzeczą pożądaną byłoby ulepszenie płukania gazów i innych technologii opierających się na kontaktowaniu gazu z cieczą przy wychwytywaniu i usuwaniu cieczy za spalin poprzez podwyższenie wydajności wychwytywania i usuwania ciekłych kropli przy wysokim przerobie, niskich spadkach ciśnienia i małej tendencji do odkładania się substancji stałych niesionych przez ciecz.

Jednoobiegowe systemy płuczek bez wypełnienia wykorzystujące węglan wapniowy do reagowania z SO2 są najbardziej prostymi ze względu na konstrukcję i sposób działania. Preferowane jest użycie tych systemów, ponieważ pracują one przy małych spadkach ciśnienia i nie mają tendencji do łuszczenia się osadów i zatykania. Ich zalety wynikające z prostoty i niezawodności sąjednak umniejszone przez duże rozmiary urządzeń związanych z reaktywnością wykorzystywanych zawiesin węglanu wapniowego. Ponieważ są to wieże bez wypełnień, rusztów, sit itp., dla zapewnienia niezbędnego kontaktu między spalinami a cieczą płuczącą wysokości tych wież są zazwyczaj duże i wykorzystywane muszą być liczne poziomy dysz rozpylających. Innym źródłem problemów jest konieczność zapewnienia odpowiedniej zdolności sorpcyjnej cieczy płuczącej, do absorpcji SO2 z gazów, która to cecha zależy od alkaliczności cieczy. Rozpuszczalność węglanu wapniowego spada jednak wraz ze wzrostem alkaliczności, tak, więc wieże muszą być wysokie aby ułatwić dobrą absorpcję SO2 nawet przy dużym obciążeniu systemu.

Korzystnym byłoby ulepszenie jednoobiegowego mokrego płukania w wieżach bez wypełnień wykorzystujących węglan wapniowy do przetwarzania spalin zawierających SO2 poprzez zwiększenie liniowej szybkości spalin przechodzących w górę wieży i obniżenia wysokości wieży w celu zmniejszenia wymagań, co do zajętości samej przestrzeni i ułatwienia użycia pionowo zorientowanego, obrotowego gazowo - gazowego wymiennika ciepła między gazami.

Technologię mokrego płukania spalin w celu usunięcia SO2 zapewnia szereg różnych układów do kontaktowania gazu z cieczą. Jednym z najlepszych z nich jest system oparty na przeciwprądowych wieżach rozpylających bez wypełnienia albo wieżach z wypełnieniem. W przeważającej większości konstrukcji tego typu gaz płynie w górę, a ciecz pod wpływem grawitacji w dół. Zaleca się użycie różnorodnych odczynników, jednak najbardziej preferowanymi są odczynniki uzyskiwane po niskich kosztach oraz przechowywane i transportowane bez konieczności zapewnienia jakichś szczególnych zabezpieczeń. Węglan wapniowy dostęp4

182 489 ny na rynku w różnorodnych postaciach w tym jako wapień jest wzorcowym materiałem, gdyż spełnia powyższe wymagania oraz prowadzi do powstawania produktów ubocznych, które mogą być w prosty sposób usuwane jako odpady składowane w gruncie lub sprzedawane pod postacią gipsu.

Konstrukcja i sposób działania jednobiegowych, przeciwprądowych wież rozpylających wykorzystujących wapień opisane są przez Radera i Bakke'a w artykule Incorporating Full - Scale Experience Into Advanced Limestone Wet FGD Designs zaprezentowanym w trakcie IGCI Forum '91, 12 września 1991, Waszyngton, D.C. Wieże rozpylające bez wypełnienia to znaczy nie posiadające rusztów, sit lub wypełnień stałych ułatwiających kontakt pomiędzy cieczą a gazem przedstawiane są jako proste w konstrukcji, umożliwiające wysokie odsiarczanie spalin (FGD) ze względu na niezawodność. Autorzy nie przeprowadzają szerokiej dyskusji separatora wychwytującego, ale prezentuj ą dwustopniowy eliminator mgły oraz sposób mycia oddolnego i odgórnego.

Dokładne omówienie konwencjonalnych eliminatorów mgły dostępnych na rynku przeprowadzone zostało przez Jonesa, McIntusha, Lundeena, Rhudyego i Bowena w tekście Mist Elimination System Design and specification for FGD Systems zaprezentowanym 26 sierpnia 1993 r. na SO2 Control Symposium, Boston, MA. Autorzy wykazują, poprzez wyniki wyczerpującego tekstu, że poprzez wykorzystanie dużych, pionowych wież i skierowanych ku górze prędkości gazów większych niż około 4,5 metra na sekundę, w strefie rozpylania trudno jest przeprowadzać efektywne usuwanie mgły, ze względu na występujące zjawisko „zachłystywania”. „Zachłystywanie” występuje przy niewystarczającym odwodnieniu, gdy eliminator mgły zostaje zalany cieczą. Problem ten w zależności od różnych konstrukcji eliminatorów mgły pojawia się przy różnych prędkościach gazów, co z kolei zależy od innych elementów poszczególnych konstrukcji. Jednak jest ogólną prawidłowością, że nie istnieje żaden eliminator mgły, który działałby satysfakcjonująco przy pionowym przepływie gazów w górę z prędkościami większymi niż 4,5 metra na sekundę. W przypadku każdego z nich istnieje ryzyko wystąpienia zalania („zachłystywania”).

Pożądaną rzeczą byłoby wykorzystanie eliminatora mgły pracującego efektywnie przy prędkościach gazów wyższych niż 4,5 metra na sekundę, zgłoszonego przez Radera i Bakkea. Jeden z producentów pionowo - przepływowych systemów do odsiarczania gazów spalinowych opartych na wapieniu dostarcza systemu, który udowodnił swą przydatność w sytuacji występowania w strefie rozpylania prędkości gazów większych niż 4,5 metra na sekundę. Konstrukcja ta zilustrowana jest w postaci systemu eliminowania mgły w N. V. Provinciale Zeeuwse Energie - Maatschappij's Borssele power Station, Unit 12, położonym w Holandii i w miarę dobrze opisanego przez Rosenberga i Kocha 10 lipca 1989 w raporcie Batelle's Stack Gas Emissions Control Coordination Centre Group. Konstrukcja ta oparta jest na poziomo - przepływowym eliminatorze mgły usytuowanym około i ponad strefą pionowego przepływu rozpylonej substancji. Sorbent porwany ze strefy rozpylania musi przemieszczać się w górę i następnie wykonać radialny zwrot na zewnątrz, aby przejść przez eliminator mgły. Eliminator mgły działa przy o wiele niższej szybkości powierzchniowej niż szybkość występująca w strefie rozpylania w wieży, w rzeczywistości wynoszącej około 20% prędkości w strefie rozpylania. Ponadto, górne obszary eliminatora mgły nie są wykorzystywane w ' wystarczającym stopniu, gdy tymczasem obszary dolne, najbliższe strefie rozpylania, przerabiają większość gazów spalinowych i porwanego sorbentu. Jednostka zaprezentowana w Borsselle jest droga w konstrukcji i utrzymaniu. Jeżeli konstrukcja z Borsselle miałaby ulec skróceniu w celu obniżenia kosztów, wtedy należałoby spodziewać się problemów z odkładaniem się substancji stałych na dachu ze względu na uderzenia kropel wychodzących pionowo ze strefy rozpylania i nie zawracanych do eliminatora mgły. W konsekwencji, pomimo, że powszechnie przyjęty jest sposób wykorzystania poziomego eliminatora mgły w systemach odsiarczania gazów spalinowych opartych na wapieniu i działających dla prędkości gazów z zakresu od

4,5 do 6,0 metrów na sekundę, jego zastosowanie nie byłoby możliwe w przypadku konstrukcji z Borsselle ze względu na duże ryzyko tworzenia się osadów na dachu.

Uderzanie kropel sorbentu w powierzchnie położone u dołu lub u góry eliminatora mgły w systemach odsiarczania spalin opartych na wapieniu jest zjawiskiem niepożądanym.

182 489

Krople, które uderzają o jakąś powierzchnię i nie włączą się ponownie do obiegu, na przykład nie zostają wypłukane podczas mycia lub nie odpadają samoczynnie, prowadzą do powstawania łuszczących się osadów, gdyż rozpuszczone jony wapnia wraz z zaabsorbowanym siarczynem utleniają się do siarczanu. Te łuszczące się osady gipsu narastają samoczynnie i w przypadku działania wystarczająco dużych sił mechanicznych i własnego ciężaru odpadają. Zjawisko to jest bardzo niekorzystne, gdyż prowadzi do szeregu poważnych uszkodzeń wewnętrznych urządzeń wieży rozpylającej oraz innego sprzętu.

Znane rozwiązania nie zajmują się koniecznością dokonania jakichś ulepszeń w metodach usuwania porwanych ciekłych kropel pojawiających się w strumieniach płukanego gazu w procesach odsiarczania spalin przebiegających przy prędkościach gazów większych niż

4,5 metra na sekundę.

W jednoobiegowych przeciwprądowych wieżach bez wypełnienia typu omówionego przez Radera i Bakkea, sorbent oparty na węglanie wapnia płynie w dół, podczas gdy lotne spaliny zawierające SO2 przemieszczaj ą się w górę. Pozwala to sumować wartości wielu parametrów włączając w to prędkość gazu absorbowanego wynoszącą od 2 do mniej niż

4,5 metrów na sekundę zaznaczając, że prędkość gazu absorbowanego ma słaby wpływ na stosunek cieczy do gazu (L/G) - kluczowy czynnik ze względu zarówno na koszty inwestycyjne i ruchowe. W przypadku opisanych wież wysokość kontaktowej strefy rozpylania nie jest podana, ale zazwyczaj jest ona rzędu od 6 do 15 metrów, co stanowiło wymagany warunek umożliwiający osiąganie oczekiwanej 95% redukcji SO2 w spalinach.

SO2, absorbowany jest przez opadający ku dołowi płuczący sorbent zbierany w zbiorniku reakcyjnym, gdzie powstają siarczyn wapniowy i siarczan wapniowy. Najlepiej, gdy zbiornik reakcyjny jest natleniany w celu zwiększenia produkcji siarczanu. Gdy kryształy siarczanu urosną do wystarczających rozmiarów, odseparowuje się je od sorbentu w zbiorniku reakcyjnym. Takie wieże płuczące są relatywnie wydajne biorąc pod uwagę ich działanie, jednak ich rozmiary i całkowite koszty jednostki mogą stanowić czynnik ograniczający przydatność tego typu płuczek wieżowych w istniejących elektrowniach.

Sposób płukania gazów dla redukcji stężenia SO2 w spalinach według wynalazku, w którym spaliny kontaktuje się przeciwprądowo z zawiesiną wodną, którą po kontakcie ze spalinami zbiera się i odprowadza, zaś część zebranej zawiesiny zawraca się do dalszego kontaktu ze spalinami, natomiast wypłukane spaliny poddaje się procesowi odmglenia charakteryzuje się tym, że pionowej strudze spalin nadaje się szybkość większą od 4,5 metra na sekundę, zaś po kontakcie z wymienioną zawiesiną jednocześnie zmienia się kierunek przepływu strugi spalin co najmniej o kąt 45° względem uprzedniego, pionowego kierunku przepływu strugi spalin i zmniejsza się poprzez konsolidację lub wytrącenie o co najmniej 40% ilość kropel o średnicy mniejszej niż 100 pm według Sautera zawartych w strudze wypłukanych spalin, przy spadku ciśnienia nie mniejszym niż 3,8 mm słupa wody.

Urządzenie do płukania gazów dla redukcji stężenia SO2 w spalinach, według wynalazku, zawierające płuczkę wieżową zaopatrzoną od dołu w kanał doprowadzający spaliny do pionowej sekcji płukania, która to pionowa sekcja płukania spalin jest zakończona u góry zespołami zraszających głowic zaś u dołu posiada reakcyjny zbiornik, podczas gdy powyżej sekcji płukania, przy wylocie spalin jest usytuowany eliminator mgły charakteryzuje się tym, że wieżowa płuczka ma co najmniej jeden wychwytujący separator umiejscowiony powyżej i w poprzek pionowej sekcji płukania wieżowej płuczki pod kątem o wielkości od 10° do 45° względem poziomu, zaś za wychwytującym separatorem jest usytuowany co najmniej jeden eliminator mgły o przepływie poziomym i o pionowej orientacji. Wychwytujący separator jest utworzony z jednopoziomowej grupy zespołów blaszek, przy czym sąsiadujące ze sobą zespoły blaszek są usytuowane względem siebie pod kątem od 120° do 150°, zaś blaszki w każdym z zespołów są usytuowane równolegle względem siebie, natomiast poszczególne blaszki względem pionu są zorientowane pod kątem od 35° do 55°, a odległość pomiędzy poszczególnymi blaszkami wynosi od 40% do 70% szerokości pojedynczej blaszki. Każdy z zespołów blaszek jest zaopatrzony w usytuowany nad nim i pod nim kolektor zaopatrzony w dysze przeznaczone do okresowego przepłukiwania blaszek wodą..

182 489

Wynalazki są bliżej objaśnione w przykładach wykonania za pomocą rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie preferowaną postać realizacyjną procesu stanowiącego wynalazek, wykorzystującego jednoobiegową, przeciwprądową, płuczącą wapieniem płuczkę wieżową bez wypełnienia, fig. 2 przedstawia w widoku aksonometrycznym separator wychwytujący pokazany w wieży rozpylającej na fig. 1, fig. 3 - w widoku aksonometrycznym alternatywną postać realizacyjną separatora wychwytującego.

Opis przykładu wykonania dotyczy preferowanej postaci realizacyjnej przedstawionej na fig. 1, która opiera się na działaniu jednoobiegowej płuczki wieżowej bez wypełnienia z przeciwprądowym myciem wapieniem w celu usunięcia tlenków siarki, głównie SO2 ze spalin. Jednak technologia według wynalazku może być stosowaną w innych procesach opartych na kontakcie gazu i cieczy oraz innych rodzajach płuczek wieżowych.

W sposobie według wynalazku (fig. 1) spaliny, pochodzące przykładowo z opalanych węglem kotłów przemysłowych lub utylizacyjnych wprowadza się do wieżowej płuczki 1 przez wprowadzający kanał 2. Gaz kieruje się w górę przez pionową sekcję 3 płukania, przeciwprądowo względem rozpylonej wodnej zawiesiny zawierającej drobno zmielone drobiny wapienia, wydalanej przez rzędy 4 i 4' rozpylających dysz. Rozpylona zawiesina przyjmuje w wieży postać kropli.

Według wynalazku strumieniowi gazu nadaje się prędkość powyżej 4,5 metrów na sekundę, a najlepiej od 5 do 6 metrów na sekundę. Takie wartości prędkości gazu pożądane są w przypadku jednoobiegowych płuczek wieżowych bez wypełnienia, opartych na mokrym myciu wapieniem, ponieważ ułatwiają przetwarzanie spalin z wykorzystywaniem relatywnie mniejszych ilości zawiesiny wodnej, to znaczy przy niższym stosunku cieczy do gazu (L/G). Wapień jest preferowaną postacią węglanu wapniowego, ale jeżeli jest to konieczne może być zastąpiony inną postacią węglanu wapniowego. Prócz wapienia innymi postaciami węglanu wapniowego są muszle ostryg, aragonit, kalcyt, kreda, marmur, margiel i trawertyn. Można wydobywać go lub wytwarzać przemysłowo. W niniejszym opisie termin węglan wapniowy i wapień używane są zamiennie. Preferuje się użycie drobno zmielonego wapienia, najlepiej w. postaci drobin o średnioważonej średnicy mniejszej niż 8 pm w momencie wprowadzenia. Tlenki siarki w spalinach absorbowane są do wodnej fazy zawiesiny i reagują z dostępnym wapniem tworząc głównie siarczyn wapniowy, który można następnie utleniać do siarczanu wapniowego. Reakcja do pewnego stopnia zachodzi w opadających kropelkach, ale głównie zachodzi w zbiorniku reakcyjnym 5 zbierającym zawiesinę.

Wypłukane spaliny przemieszcza się następnie przez jednostopniowy, wychwytujący separator 6 za pomocą którego jednocześnie zmienia się kierunek przepływu spalin co najmniej o kąt 45° względem pionowego kierunku przepływu strugi spalin i zmniejsza się o około 40% ilość kropel o średnicy mniejszej niż 100 pm według Sautera nie zmniejszając spadku ciśnienia o więcej niż 3,8 mm słupa wody.

Zmiana kierunku przepływu spalin oczyszczonych w procesie ich płukania daje szereg korzyści, włączając w to redukcję rozmiarów uderzania zawiesiny o dach 7 wieżowej płuczki 1. Pozwala ponadto na wydajne usunięcie mgły z lotnych spalin o dużej prędkości poprzez zastosowanie do odmglenia zasadniczo eliminatora 8 mgły poziomego przepływu o pionowej orientacji. Duże prędkości gazu w pionowej sekcji 3 płukania mają tą dużą zaletę, że pozwalają lepiej rozpraszać kropelki zawiesiny płuczącej dając w ten sposób każdej kropli większy czas kontaktu ze spalinami przy danej wysokości wieży. Czyste i pozbawione mgły spaliny są następnie usunięte przewodem 9.

Duże prędkości przepływu spalin pożądane dla skuteczniejszego sposobu odsiarczania spalin w znanych rozwiązaniach stwarzają problemy związane z wytrącaniem się osadów na dachu wieżowej płuczki i konwencjonalnym eliminatorze mgły. Gromadzenie osadów wystąpić może zawsze, gdy porwana przez gaz zawiesina gromadzi się i nie jest spłukiwana lub usuwana z powierzchni. Porwana przez gaz zawiesina może szybko ulec nasyceniu siarczanem wapniowym i dalej strącać się do gipsowego, łuszczącego się nalotu, który szybko rośnie prowadząc do poważnego zarastania. W przypadku dużego zarośnięcia przekroju porzecznego płuczki wzrosnąć może spadek ciśnienia w płuczce wieżowej i doprowadzić to może do odrywania się kawałków nalotu i ich wpadania do części rozpylającej wieżowej płuczki.

182 489

Prowadzi to potencjalnie do uszkodzeń głowic, dysz lub części wspierających. Gdy opadające kawałki dostaną się do zbiornika reakcyjnego 5 mogą być dalej transportowane przez pompę zawracającą do zraszających głowic 10 i 10' i spowodować zatykanie się dysz 11.

W zastępstwie separatora wychwytującego 6 można by zastosować bardziej wydajne eliminatory mgły, jednak z opisanych wcześniej przyczyn eliminatory mgły mają bardzo małą wydajność przy pionowych prędkościach gazu o wartościach 4,5 do 6,0 metrów na sekundę.

W znanych rozwiązaniach duże prędkości gazów nie są praktykowane z powodu osadów, które zbiorą się na dachu wewnątrz wieżowej płuczki.

Sposób według wynalazku umożliwia stosowanie dużych prędkości strumienia spalin, bez pociągania za sobą negatywnych skutków, jak to ma miejsce w znanym stanie techniki.

Urządzenie do płukania gazów dla redukcji stężenia SO2 w spalinach, według wynalazku ma jednostopniowy wychwytujący separator 6 usytuowany powyżej i w poprzek pionowej sekcji 3 płukania. Konstrukcja i działanie wychwytującego separatora 6 są wystarczająco efektywne do zredukowania odpowiedniej ilości kropel mgły i zmiany kierunku przepływu spalin do. położenia pozwalającego wydajnie wykorzystać eliminator mgły o dużej mocy i poziomym przepływie. Wychwytujący separator 6 zilustrowany na fig. 2 ustawiony jest pod kątem γ w 'stosunku do poziomu wieżowej płuczki 1. Najlepiej, gdy kąt ten ma wartość od 10° do 45°, na przykład 20°. Preferowana postać separatora 6 przedstawiona jest na fig. 2.

Wychwytujący separator 6 ma jeden poziom blaszek 12 do zbierania uderzających w nie kropli i zmieniania kierunku gazu w sposób najbardziej odpowiedni dla następującej potem eliminacji wychwytującej, najlepiej w sposób nie doprowadzający do uderzania w dach 7 wieżowej płuczki 1. Pojedyncze blaszki 12 montowane są w ramach 13 aby utworzyć zespoły 14 4-14'. Jak pokazano zespoły 14 4- 14' zbudowane są z wielu blaszek 12, ale rzeczywista ilość blaszek w zespołach 14 h-14' będzie się zmieniać w zależności od pożądanego ciężaru poszczególnych zespołów 14 4- 14', przy czym ciężar ten powinien wynosić tyle, aby jedna lub dwie osoby zajmujące się systemem mogły w razie potrzeby z łatwością instalować lub przesuwać te zespoły 14 4- 14'. Zazwyczaj pojedynczy zespół 14 - 14' złożony jest z trzech do sześciu blaszek. Zespoły 14 - 14' przylegają do siebie tworząc cały układ separatora wychwytującego. Dolne granice ram 13 określają dolną powierzchnię 15 zespołów 14 - 14'. Pojedyncze blaszki 12 zorientowane są w stosunku do pionu pod pewnym kątem δ. Zazwyczaj blaszka tego typu ma postać prostokąta o szerokości od 15 cm do 23 cm i długości od 6θ do 150 centymetrów. Odległości pomiędzy poszczególnymi blaszkami zazwyczaj przyjmują wartość od 40% do 70% szerokości pojedynczej blaszki. Najlepiej, gdy kąt δ, zawarty jest w granicach od 35° do 55°, przy czym dokładna wartość zależy od kierunku przepływu strumienia spalin.

Z_esp_oły 14 _- 14' są skonstruowane i zorientowane w sposób ułatwiający jak najleps_ze odwadmanie. Pokazano pojedyncze zespoły/14 - 14' o kształcie szewronu. Najlepiej, gdy zespoły 14 4- 14' sy pod kątem Θ zwyczajowo przyjmującym wartości od 120° d_o ^p50^o, korzystme z zak^sesu od ^po5° do 145°, a najleptej 140°. Struktura separatora wvychwytującego wspitmragaMi jest przez dolne powierecheis 15, które prowadzą kolektory 17 każdego izespofo M - 14'. Możliwe jent stosowanie mnych urządzs^y wspomagających strriktorę. Jakkolwiek wież_owa płucAa 1 pokazana na rysunku ma kształty psosłokąSne, może przyjąć p_ost:ać _okrągł_ej', _a z_esp_oły 14 _- M''' b^saszek ^a2 w sąsiedztwie ściany będą odpowiad^pio iikiształtow^e. Stoiktora WyCewyt.ującego sepsratosa 6 pozw4la na bazpoś5ednie mycie M^ek 1^a za pomocą zan^rontosss^eych na kolektorach 17 rozpylającyżh dysz 18, które mogą rozpryskiwać wodę wprost na bluzki 12 z dołu i z ^ry. Mycie 4lyaonuje się oparutąc oddztototo k^cdą gfowtoą myją_cą i ^sekw_ancyjnia w sto sunku do innyc^y, tym eiemljiet możliwe są także imw strategto mycia. PreykUdowo wygodnieusze może tyć operowanie dwoma gtowicami jednocześme. Woda myjąca posiadać powinna dobą jakość ^p być s4ykor4ystywsea w nośici odpowiedmej do zredukowania poziomu soli rczpsιczczonych i yćcożoeych, a znaj5π^οΛ się na powierzchniach separatora. Typowe prędkości wody podczas pracy głowicy wy^^ą od 16 do 60 litrów na minutę na metr kwadratowy powierzchni. Mycie górne za^zwożz_aj _Odbo^rza się na tym s susouu obszarze, jednak rzadziej ei^o mycie na dole. D obrze j est, gdy mycie od góry i od dołu odbywa się w częstych cyklach, aby zapobiegać aabudowowsaiu

182 489 się nalotów gipsowych. Wykorzystywanie dobrej jakościowo wody i częstego mycia, przy dobrym sposobie odwadniania, zapewnianym przez ustawienie układów blaszek w szewron, praktycznie zapewnia funkcjonowanie urządzenia bez odkładania się nalotów gipsowych. Jednak sekwencje myjące mogą różnić się w zależności od wymagań konkretnego procesu odsiarczania spalin.

Zaletą wynalazku jest to, że wydajność separacji wykonywanej przez wychwytujący separator 6 nie musi być tak duża jak w przypadku wielowarstwowych separatorów stosowanych w znanych wcześniej technologiach, ponieważ zmiana kierunku przepływu z pionowego na poziomy pozwala zastosować wysoko wydajny eliminator 8 mgły o przepływie poziomym. Tak, więc jakkolwiek można by sądzić, że wydajność czynności wychwytywania jest niższa niż pożądana dla płuczek wieżowych stosujących mokre oczyszczanie spalin, to wychwytujący separator 6 zapewnia bardzo małe spadki ciśnienia, to jest około 3,8 mm słupa wody, redukuje lub konsoliduje do 40% kropel mających wymiary poniżej 100 pm, i ma inne zalety patrząc z punktu widzenia możliwości oczyszczania, odwadniania, łatwości utrzymania, niezawodności i ukierunkowywania przepływu gazów w kierunku wysoko wydajnego eliminatora 8 mgły o przepływie poziomym, przy czym najlepiej, gdy eliminator 8 mgły jest typu przegrodowego, na przykład przegrodowy typu zygzakowatego zilustrowany w artykule Jonesa i współautorów. Alternatywna realizacja zilustrowana jest na fig. 3, gdzie pokazano pojedynczy zespół 19 łopatek 20 ułożonych ukośnie na płaskiej powierzchni wspomaganej ramą 21. Łopatki zorientowane są pod kątem a wielkości od 15° do 45°, a najlepiej około 20° względem ramy i pod takim samym kątem do pionu jak w realizacji przedstawionej na fig. 2. Ważne jest, że zestawy łopatek pokazane na fig. 3 nie mają kształtu szewronu i są raczej płaskimi występami pomiędzy elementami wspomagającymi 16. Dobre odwadnianie ułatwione jest dzięki grawitacji działającej na przechwycone kropelki wzdłuż dróg osuszających utworzonych przez kąt a i kąt y.

Claims (4)

1. Sposób płukania gazów dla redukcji stężenia SO2 w spalinach, w którym spaliny kontaktuje się przeciwprądowo z zawiesiną wodną węglanu wapniowego, którą po kontakcie ze spalinami zbiera się i odprowadza, zaś część zebranej zawiesiny zawraca do dalszego kontaktu ze spalinami, natomiast wypłukane spaliny poddaje się procesowi odmglenia, znamienny tym, że pionowej strudze spalin nadaje się szybkość większą od 4,5 metra na sekundę, zaś po kontakcie z wymienioną zawiesiną jednocześnie zmienia się kierunek przepływu strugi spalin co najmniej o kąt 45° względem uprzedniego, pionowego kierunku przepływu strugi spalin i zmniejsza się poprzez konsolidację lub wytrącenie o co najmniej 40% ilość kropel o średnicy mniejszej niż 100 μm według Sautera zawartych w strudze wypłukanych spalin, przy spadku ciśnienia nie większym niż 3,82 mm słupa wody.

2. Urządzenie do płukania gazów dla redukcji stężenia SO2 w spalinach, zawierające płuczkę wieżową zaopatrzoną od dołu w kanał doprowadzający spaliny do pionowej sekcji płukania, która to pionowa sekcja płukania spalin jest zakończona u góry zespołami zraszających głowic zaś u dołu posiada reakcyjny zbiornik, znamienne tym, że wieżowa płuczka (1) ma co najmniej jeden wychwytujący separator (6) umiejscowiony powyżej i w poprzek pionowej sekcji (3) płukania wieżowej płuczki (1) pod kątem (γ) o wielkości od 10° do 45° względem poziomu, zaś za wychwytującym separatorem (6) jest usytuowany co najmniej jeden eliminator mgły (8) o przepływie poziomym i pionowej orientacji.

3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że wychwytujący separator (6) jest utworzony z jednopoziomowej grupy zespołów (14 - 14”') blaszek (12), przy czym sąsiadujące ze sobą zespoły (14 -14') są usytuowane względem siebie pod kątem od 120° do 150°, podczas gdy blaszki (12) w każdym z zespołów (14 - 14') są usytuowane równolegle względem siebie, zaś poszczególne blaszki (12) względem pionu są zorientowane pod kątem od 35° do 55°, natomiast odległość pomiędzy poszczególnymi blaszkami wynosi od 40% do 70% szerokości pojedynczej blaszki.

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że każdy z zespołów (14 -14') blaszek (12) jest zaopatrzony w usytuowany nad nim i pod nim kolektor (17) zaopatrzony w dysze (18) przeznaczone do okresowego przepłukiwania blaszek (12) wodą

Przedmiotem wynalazków są sposób i urządzenie do płukania gazów dla redukcji stężenia SO2 w spalinach. Wynalazki dotyczą ulepszeń w metodzie odseparowywania ciekłych kropel od strumienia gazów, prowadzących do podwyższenia wydajności i niezawodności procesu umożliwiającego usuwanie dwutlenku siarki ze spalin. Wynalazki są szczególnie przydatne w systemach mokrego płukania gazów wykorzystujących wapień, stosujących przeciwprądowe rozpylające wieże absorpcyjne bez wypełnienia do absorpcji SO2 ze spalin, a w szczególności, w rozpylających wieżach bez wypełnienia, w których w celu podwyższenia efektywności oczyszczania stosuje się duże prędkości gazów.