PL187312B1

PL187312B1 - Rura czołowa urządzenia do kontaktowania gazu z płynem

Info

Publication number: PL187312B1
Application number: PL97320323A
Authority: PL
Inventors: Shigeo Hasegawa; Naohiko Ukawa; Kenji Iwasaki; Tamotsu Higuchi; Koichiro Iwashita
Original assignee: Mitsubishi Heavy Ind Ltd
Priority date: 1996-06-04
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 2004-06-30
Also published as: EP0811415B1; EP0811415A2; CN1101719C; EP0811415A3; DK0811415T3; TR199700460A3; TR199700460A2; ES2207713T3; JP3382778B2; JPH09313923A; US5785901A; KR980000553A; TW330157B; PL320323A1; CN1173388A; HK1008503A1; ID17023A

Abstract

. 1. Rura czolowa urzadzenia do kontak- towania gazu z plynem, przeznaczonego do stosowania w ukladach odsiarczajacych, w którym to urzadzeniu do rury czolowej przylacza sie liczne dysze natryskowe dla rozpryskiwania szlamu w góre, majaca glówny korpus wykonany z materialu kom- pozytowego w postaci zywicy wzmocnionej wlóknem, znamienna tym, ze na glównym korpusie rury czolowej (10) znajduje sie zewnetrzna warstwa (12) wykonana z zy- wicy zawierajacej 5 do 90% wagowo czastek ceramicznych. FIG. I PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest rura czołowa urządzenia do kontaktowania gazu z płynem.

Obecnie znane są szeroko urządzenia do odsiarczania na mokro gazu spalinowego, w których dwutlenek siarki występujący w gazie spalinowym jest usuwany poprzez absorpcję do szlamu absorbentu. W tego rodzaju układach odsiarczających pewne jest wydajne kontaktowanie gazu spalinowego ze szlamem absorbentu. Tak więc, uprzednio proponowano tego rodzaju wykonanie układu odsiarczającego gaz spalinowy, że szlam był rozpryskiwany w górę w głównym korpusie wieży, przez którą przepływa gaz i tym samym uzyskiwano polepszenie skuteczności kontaktowania gazu z płynem, redukcję pożądanej objętości i uproszczenie konstrukcji (patrz publikacja japońskiego wzoru użytkowego nr 59-53828/'84).

W konwencjonalnym urządzeniu do kontaktowania gazu z płynem, w warunkach że wysokość kolumny płynu szlamu absorbentu jest duża, stężenie gipsu w szlamie absorbentu jest wysokie, i/lub szybkość krążenia szlamu absorbentu jest tak duża ze daje dużą prędkość przepływu płynu w rurach czołowych, rury czołowe muszą być wykonane z kosztownego materiału odpornego na korozję i odpornego na zużycie dla uniknięcia spadku niezawodności w wyniku zużycia jak również korozji.

Powoduje to niekorzystny wzrost kosztów materiałowych, wytwarzania i roboczych, a ponadto wzrost kosztów instalacji, co powoduje zmniejszoną skuteczność ekonomiczną. W szczególności, w przypadkach w których wysokość kolumny płynu szlamu absorbentu jest większa niż 1 m, stężenie gipsu w szlamie absorbentu jest większe niż 15% wagowo, i/lub prędkość przepływu płynu w rurach czołowych jest większa niż 2 m/sek., na rury czołowe zwykle stosowano kosztowny materiał metaliczny mający dużą twardość i wykazujący znakomitą odporność na zużycie, co wymagało stosowania znacznych kosztów materiałowych, wytwarzania i obróbki. Ponadto, w przypadkach w których pożądana jest odporność na korozję w szczególnie trudnych warunkach, wówczas względy ekonomiczne stają się jeszcze bardziej istotne ze względu na konieczność zastosowania stopów niklu.

Celem wynalazku jest opracowanie rury czołowej urządzenia do kontaktowania gazu z płynem, mającej znakomitą odporność na zużycie i odporność na korozję i tym samym wykazującej dużą niezawodność i dającej korzystne skutki ekonomiczne.

Rura czołowa urządzenia do kontaktowania gazu z płynem, przeznaczonego do stosowania w układach odsiarczających, w którym to urządzeniu do rury czołowej przyłącza się liczne dysze natryskowe dla rozpryskiwania szlamu w górę, mająca główny korpus wykonany

187 312 z materiału kompozytowego w postaci żywicy wzmocnionej włóknem, według wynalazku charakteryzuje się tym, że na głównym korpusie rury czołowej znajduje się zewnętrzna warstwa wykonana z żywicy zawierającej 5 do 90% wagowo cząstek ceramicznych.

Druga postać wykonania rury czołowej urządzenia do kontaktowania gazu z płynem, przeznaczonego do stosowania w układach odsiarczających, w którym to urządzeniu do rury czołowej przyłącza się liczne dysze natryskowe dla rozpryskiwania szlamu w górę, mającej główny korpus wykonany z materiału kompozytowego w postaci żywicy wzmocnionej włóknem, według wynalazku charakteryzuje się tym, że na głównym korpusie rury czołowej znajduje się zewnętrzna warstwa wykonana z żywicy zawierającej 5 do 90% wagowo cząstek ceramicznych, a także wewnętrzna warstwa wykonana z żywicy zawierającej 1 do 70% wagowo cząstek ceramicznych.

Według wynalazku, na zewnętrznej powierzchni lub zewnętrznych i wewnętrznych powierzchniach rur czołowych wytwarza się odporną na korozję i odporną na zużycie warstwę, dzięki której można zredukować zużycie zewnętrznej warstwy rur czołowych w wyniku opadania i uderzania rozpraszanego ku górze szlamu i/lub zużycie wewnętrznej powierzchni rur czołowych w wyniku tarcia powodowanego przez przepływ szlamu. W konsekwencji, według wynalazku umożliwia się zapewnienie odporności na zużycie, z zastosowaniem jako główny korpus rury czołowej niekosztownych i lekkich materiałów FRP o dużej odporności na udary, przez co polepsza się wydajność ekonomiczną i niezawodność urządzenia do kontaktowania gazu z płynem a tym samym układu odsiarczania.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój przez pierwsze rozwiązanie rury czołowej urządzenia do kontaktowania gazu z płynem, fig. 2 - przekrój przez drugie rozwiązanie rury czołowej urządzenia do kontaktowania gazu z płynem, a fig. 3 - schematyczny widok konwencjonalnego układu odsiarczania gazu spalinowego, w którym można zastosować urządzenie do kontaktowania gazu z płynem, zawierające rury czołowe według wynalazku.

Według wynalazku, rury czołowe urządzenia do kontaktowania gazu z płynem są wykonane z materiału kompozytowego w postaci żywicy wzmocnionej włóknem, a ich zewnętrzna warstwa jest wytworzona z odpornej na korozję i odpornej na zużycie warstwy żywicy zawierającej 5 do 90% wagowo cząstek ceramicznych, dla zredukowania zużycia, spowodowanego podczas opadania rozpraszanego szlamu absorbentu i uderzania o rury czołowe. W konsekwencji, można zredukować zużycie powodowane przez opadający szlam absorbentu nawet w takich warunkach, gdy wysokość kolumny płynu wytryskiwanego szlamu jest nie mniejsza niż 1 m.

Ponadto, w warunkach wysoce korozyjnego i zużywalnego środowiska [np., gdy prędkość przepływu szlamu absorbentu podawanego do rur czołowych jest duża, lub gdzie jest wysokie stężenie cząstek (takich jak gips) w szlamie absorbentu], wewnętrzna warstwa rur czołowych, dodatkowo do ich zewnętrznej warstwy jest utworzona z odpornej na korozję i odpornej na zużycie żywicy zawierającej 1 do 70% wagowo cząstek ceramicznych. Tak więc, można znacząco zredukować zużycie powodowane w wyniku uderzania szlamu absorbentu o wewnętrzną powierzchnię rur czołowych, nawet w takich warunkach, gdy prędkość przepływu szlamu absorbentu podawanego do rur czołowych jest większa niż 2 m/sck. i/lub stężenie gipsu w szlamie absorbentu jest większe niż 15% wagowo.

Jak przedstawiono na fig. 1 i 2, kompozytowy materiał stosowany do wytworzenia głównego korpusu rur czołowych 10 według wynalazku w urządzeniu do kontaktowania gazu z płynem może składać się z włókna wzmacniającego takiego jak włókno szklane, włókno węglowe lub włókno z żywicy organicznej (np. włókno poliestrowe), i składnika żywicznego zawierającego żywicę poliestrową taką jak nienasycona żywica poliestrowa, żywica epoksyakrylanowa (żywica winyloestrowa) lub epoksy żywica. Między innymi, zaleca się stosowanie materiału kompozytowego składającego się z włókna szklanego i żywicy poliestrowej lub żywicy winyloestrowej.

Jako materiał dysz natryskowych 11 przyłączonych do rur czołowych 10 można zastosować wysoce odporny na zużycie materiał wybrany z grupy materiałów metalicznych, ceramicznych, gumy i tym podobnych.

187 312

Cząstki ceramiczne stosowane do utworzenia odpornej na korozję i odpornej na zużycie warstwy zewnętrznej 12 (fig. 1) lub warstwy zewnętrznej 12 i warstwy wewnętrznej 13 (fig. 2) rur czołowych 10 według wynalazku powinny mieć twardość większą niż twardość cząstek gipsu, zawartych w szlamie absorbentu. Przykładowo, korzystnie można zastosować tlenek glinu, węglik krzemu, węglik wolframu i tlenek cyrkonu.

Zawartość cząstek ceramicznych stosowanych do wytworzenia odpornej na korozję i odpornej na zużycie warstwy 12, 13 może być korzystnie określona odpowiednio do własności i prędkości przepływu szlamu absorbentu, wysokości na którą jest on rozpryskiwany i tym podobnych. Ich zalecany zakres różni się cokolwiek dla warstwy zewnętrznej 12 i warstwy wewnętrznej 13 rur czołowych, ze względu na różnice w warunkach środowiskowych. Ta zawartość w warstwie zewnętrznej 12 jest korzystnie 5 do 90% wagowo, a korzystniej 10 do 70% wagowo. Jeżeli jest ona mniejsza niż 5% wagowo, wówczas nadmiernie wzrasta zużycie powodowane przez rozpryskiwany i opadający szlam absorbentu w takich warunkach, gdy wysokość kolumny płynu jest nie mniejsza niż 1 m. Jeżeli zawartość ta jest większa niż 90% wagowo, wówczas staje się trudne nałożenie odpornej na korozję i odpornej na zużycie warstwy, co powoduje wzrost kosztów obróbki. Z drugiej strony, wspomniana zawartość cząstek ceramicznych w warstwie wewnętrznej 13 jest korzystnie w zakresie 1 do 70% wagowo, a najkorzystniej 5 do 70% wagowo. Jeżeli jest ona mniejsza niż 1% wagowo, wówczas nadmiernie wzrasta wielkość zużycia w takich warunkach, gdy prędkość przepływu jest nie mniejsza niż 2 m/sek. i/lub stężenie gipsu jest nie mniejsze niż 15% wagowo. Z drugiej strony, ponieważ warstwa wewnętrzna zwykle jest poddawana mniejszemu zużyciu niż warstwa zewnętrzna, zatem wystarczająca odporność na zużycie jest otrzymywana przy zawartości około 70% wagowo.

Jako żywica stosowana do utworzenia odpornej na korozję i odpornej na zużycie warstwy 12, 13 może być stosowana dowolna z opisanych powyżej żywic, które mogą być wykorzystywane jako składnik żywicy tworzącej korpus rur czołowych 10. Odporna na korozję i odporna na zużycie warstwa może ewentualnie zawierać włókno wzmacniające. Z punktu widzenia łatwości wytwarzania, jest zwykle zalecane aby odporna na korozję i odporna na zużycie warstwa była wytwarzana z tej samej żywicy co żywiczny składnik materiału FRP tworzącego korpus rur czołowych 10, i aby nie wprowadzano do niej żadnego włókna wzmacniającego.

Rury czołowe 10, mające odporną na korozję i odporną na zużycie zewnętrzną warstwę 12, zawierającą cząstki ceramiczne, mogą być wytworzone w następujący sposób.

Nasyca się żywicą taką jak żywica epoksy, poliestrowa lub winyloestrowa, matę, tkaninę lub przędzę składającą się z włókna wzmacniającego takiego jak włókno szklane, włókno węglowe lub włókno z żywicy organicznej, a następnie nakłada się całość lub nawija na zewnętrzną powierzchnię drewnianej formy mającej średnicę odpowiadającą wewnętrznej średnicy rur czołowych według technologii obejmującej ręczne układanie lub owijanie. W ten sposób powstaje rura czołowa 10 z materiału kompozytowego mająca pożądaną grubość ściany.

Następnie, miesza się 5 do 90% wagowo materiału ceramicznego mającego średnicę cząstek nie większą niż 1 mm, takiego jak tlenek glinu, węglik krzemu, węglik wolframu, tlenek cyrkonu lub ich mieszanina, z dowolną z opisanych powyżej żywic, i otrzymaną mieszaninę nakłada się na zewnętrzną powierzchnię rury za pomocą łopatki, pędzla, pistoletu natryskowego lub podobnych środków. W ten sposób zostaje utworzona na zewnętrznej powierzchni rury czołowej 10 odporna na korozję i odporna na zużycie zewnętrzna warstwa 12 składająca się z żywicy zawierającej cząstki ceramiczne i mająca grubość 0,01 do 20 mm.

Powierzchnie cząstek ceramicznych nie muszą być obrabiane związkiem silanowym lub podobnym, który jest powszechnie stosowany dla zwiększenia przylegania międzyfazowego pomiędzy cząstkami ceramicznymi i żywicą. Można stosować cząstki ceramiczne o powierzchni obrobionej i nieobrobionej.

Pożądana średnia średnica cząstek ceramicznych jest zmienna w zależności od warunków stosowania. Ponieważ cząstki ceramiczne są dodawane dla zwiększenia odporności na zużycie i odporności na korozję warstwy, zatem pożądana średnia średnica cząstek przekłada się na docelowy czas użytkowania odpornej na korozję i odpornej na zużycie warstwy, w za187 312 leżności od warunków w których jest stosowane urządzenie do kontaktowania gazu z płynem. Gdy odporna na korozję i odporna na zużycie warstwa jest stosowana w urządzeniu do kontaktowania gazu z płynem szlamu o dużym stężeniu gipsu, wówczas zawartość cząstek ceramicznych powinna być zwiększona dla wydłużenia czasu użytkowania. Gdy zawartość cząstek ceramicznych będzie tak duża jak 90% wagowo jak pokazano w poniższym przykładzie, wówczas nie są odpowiednie cząstki ceramiczne mające średnią średnicę cząstek rzędu tak dużego jak 1 mm. Dzieje się tak z tego względu, że wówczas między przestrzenie cząstek stają się zbyt duże dla wypełnienia pozostałą ilością 10% wagowo żywicy, tak że powstające w ten sposób pory w znaczący sposób obniżają odporność zewnętrznej warstwy 12 na korozję i na zużycie. Zgodnie z tym, gdy pożądana jest duża zawartość cząstek ceramicznych, wówczas pożądane jest stosowanie cząstek mających niewielką średnicę cząstek, rzędu 10 pm. Z drugiej strony, gdy zawartość cząstek ceramicznych jest niska w warunkach, w których nie jest pożądana wysoka odporność na zuzycie, wówczas można stosować cząstki ceramiczne mające szeroki zakres średniej średnicy cząstek od małego do dużego. Należy zauważyć, że większe cząstki mają lepszą odporność na zużycie.

Grubość odpornej na korozję i odpornej na zużycie zewnętrznej warstwy 12 może być określana przez pożądany czas użytkowania i jej odporność na zużycie. Z punktu widzenia wytwarzania i ekonomii, grubość odpornej na korozję i odpornej na zużycie zewnętrznej warstwy 12 jest praktycznie w zakresie 0,01 do 20 mm, a korzystnie w zakresie 1 do 5 mm. Zgodnie z tym, średnia średnica cząstek i ilość cząstek ceramicznych są również określane dla otrzymania pożądanej grubości.

Ponadto, rury czołowe 10 według wynalazku mogą być wyposażone w dwie odporne na korozję i odporne na zużycie warstwy 12 i 13 wytworzone na zewnętrznej i na wewnętrznej powierzchni tych rur. Rury te mogą być wytworzone przykładowo w następujący sposób. Miesza się z żywicą taką jak żywica epoksydowa, poliestrowa lub winyloestrowa, materiał ceramiczny mający cząstki o średnicy nie większej niż 1 mm, takie jak tlenek glinu, węglik krzemu, węglik wolframu, tlenek cyrkonu lub ich mieszanina, w zakresie zawartości materiału ceramicznego wynoszącym 1 do 70% wagowo. Następnie, za pomocą łopatki, pędzla, pistoletu natryskowego lub podobnych środków nakłada się otrzymaną mieszaninę na zewnętrzną powierzchnię drewnianej formy mającej średnicę odpowiadającą wewnętrznej średnicy rur czołowych tak, aby otrzymać grubość 0,01 do 20 mm. W ten sposób zostaje wytworzona, odporna na korozję i odporna na zużycie wewnętrzna warstwa 13.

Następnie, impregnuje się matę, tkaninę lub przędzę składającą się z włókna wzmacniającego takiego jak włókno szklane, włókno węglowe lub włókno z żywicy organicznej, żywicą taką jak żywica epoksydowa, poliestrowa lub winyloestrowa, a następnie nakłada się lub nawija całość na wspomnianą powyżej odporną na korozję i odporną na zużycie warstwę wewnętrzną 13 poprzez ręczne układanie lub nawijanie. W ten sposób powstaje rura czołowa 10 z materiału kompozytowego mająca pożądaną całkowitą grubość. Na koniec, na zewnętrznej powierzchni rury czołowej 10 wytwarza się odporną na korozję i odporną na zużycie zewnętrzną warstwę 12 składającą się z żywicy zawierającej cząstki ceramiczne i mającą grubość 0,01 do 20 mm, w ten sam sposób jak opisano powyżej.

Obecnie zostanie wyjaśniony bardziej szczegółowo wynalazek w połączeniu z urządzeniem do kontaktowania gazu z płynem, zastosowanym do konwencjonalnego układu odsiarczania gazu spalinowego przedstawionego na fig. 3.

Tego typu układ odsiarczający gaz spalinowy jest wyposażony w zbiornik 2 utworzony przy spodzie wieży absorpcyjnej 1 i zasilany szlamem absorbentu S, stanowiącym przykładowo kamień wapienny, za pomocą układu podawania szlamu, pompę cyrkulacyjną 4 do podawania szlamu absorbentu S wewnątrz zbiornika 2 do głównego korpusu wieży 3, utworzonego w górnej części wieży absorpcyjnej 1 i kontaktowanie go z gazem spalinowym, oraz mieszadło 7 podparte na górnej płycie zbiornika 2 za pomocą obrotowego wału 5, i obracane poziomo w szlamie absorbentu S wewnątrz zbiornika 2 za pomocą silnika 6. Ponadto, przy szczycie głównego korpusu 3 wieży i odpowiednio przy szczycie bocznej części zbiornika 2 są zainstalowane kanały 8 i 9 służące jako wlot i jako wylot gazu spalinowego, tak że gaz spalinowy

187 312 przepływa przez górny korpus 3 wieży i ponad powierzchnią szlamu absorbentu S wewnątrz zbiornika 2.

Ponadto, w głównym korpusie 3 wieży umieszczono przynajmniej jedną rurę czołową 10, przyłączoną do strony dostarczającej w pompie cyrkulacyjnej 4. Do każdej z tych rur czołowych 10 są przyłączone liczne dysze natryskowe 11 do wytryskiwania szlamu absorbentu S w górę w postaci kolumn płynu. Tak więc, otrzymano urządzenie do kontaktowania gazu z płynem, przeznaczone do skutecznego kontaktowania gazu spalinowego ze szlamem absorbentu S. W opisanym układzie odsiarczającym, urządzenie do kontaktowania gazu z płynem jest zwykle wyposażone w liczne rury czołowe 10.

Jeżeli urządzenie to będzie stosowane w stosunkowo umiarkowanych warunkach środowiskowych, przykładowo w takich warunkach, że wysokość kolumny płynu szlamu absorbentu S jest nie większa niż 1 m, a stężenie gipsu w szlamie absorbentu S jest nie większe niż 15% wagowo, to rury czołowe 10 są konwencjonalnie wykonane z materiału kompozytowego stanowiącego żywicę wzmocnioną włóknami (poniżej określonego jako FRP), takiego jak zwykła żywica poliestrowa wzmocniona włóknami szklanymi, lub z materiału zawierającego stal węglową wyłożoną żywicą zaprojektowaną z wyłącznym uwzględnieniem odporności na korozję. Jednakże, w ciężkich warunkach które wymagają zwiększenia wysokości kolumny płynu szlamu absorbentu S i/lub stężenia gipsu w szlamie absorbentu S powyżej wspomnianych granic, powszechną praktyką jest stosowanie materiałów metalicznych (np. stali nierdzewnej i Hastelloy) mających wysoką twardość i wykazujących znakomitą odporność na zużycie i odporność na korozję.

W tego rodzaju układzie do odsiarczania gazu spalinowego, nieobrobiony gaz spalinowy jest wprowadzany, przykładowo poprzez kanał 8, i kontaktowany ze szlamem absorbentu S podawanym za pomocą pompy cyrkulacyjnej 4 i rozpryskiwanym z dysz natryskowych 11, tak ze dwutlenek siarki występujący w nieobrobionym gazie spalinowym jest usuwany poprzez absorpcję do szlamu absorbentu S. Otrzymany gaz spalinowy jest wyładowywany przez kanał 9 jako obrobiony gaz spalinowy. Szlam absorbentu S wytryskiwany z dysz natryskowych 11 przepływa w dół absorbując dwutlenek siarki, i wchodzi do zbiornika 2 gdzie ulega utlenieniu poprzez kontakt z dużą ilością pęcherzyków powietrza, wytworzonych z powietrza wprowadzanego do szlamu absorbentu S wewnątrz zbiornika 2 ze źródła powietrza (nie pokazanego), podczas mieszania za pomocą mieszadła 7. Tak więc, jako produkt pośredni powstaje gips, który jest usuwany z układu.

Podczas tego procesu, szlam absorbentu S jest wytryskiwany w górę z dysz natryskowych 11 w postaci kolumn płynu. Rozpryśnięty szlam absorbentu S rozprasza się przy swym szczycie i następnie opada, tak że opadający szlam absorbentu S i rozpryśnięty szlam absorbentu S zderzają się ze sobą dla wytworzenia drobnych kropelek. Tak więc, w porównaniu z wieżami absorpcyjnymi typu wieży upakowanej i podobnej, urządzenie to wykazuje zwiększenie powierzchni kontaktu gazu z płynem na jednostkę objętości pomimo swej prostej konstrukcji.

Jednakże, ponieważ gaz spalinowy jest skutecznie wciągany do rozpryśniętych strumieni szlamu absorbentu S w sąsiedztwie dysz natryskowych 11, zatem szlam absorbentu S i gaz spalinowy podlegają skutecznemu zmieszaniu. Efekt ten również służy zwiększeniu wydajności kontaktowania gazu z płynem, tak że nawet mająca niewielką objętość i zwykła wieża absorpcyjna 1 mogą oczyścić gaz spalinowy z dużym stopniem odsiarczenia. Ponadto, można skutecznie zmieniać wydajność kontaktowania gazu z płynem i tym samym stopień odsiarczenia przez kontrolowanie ciśnienia dostarczania przez pompę cyrkulacyjną 4 lub inne parametry dla zmiany wysokości kolumny płynu szlamu absorbentu S wytryskiwanego z dysz natryskowych 11.

Jak przedstawiono na fig. 3, rury czołowe 10 stanowią rury mające przyłączone do ich górnej strony liczne dysze natryskowe 11 do rozpryskiwania szlamu absorbentu w głównym korpusie 3 wieży. W urządzeniu do kontaktowania gazu z płynem według wynalazku, rury czołowe 10 są wykonane z materiału kompozytowego a zewnętrzna ich powierzchnia jest utworzona z odpornej na korozję i odpornej na zużycie warstwy 12 z żywicy zawierającej 5 do 90% wagowo cząstek ceramicznych jak pokazano na fig. 1. Alternatywnie, jak pokazano

187 312 na fig. 2, zewnętrzna warstwa 12 rur czołowych 10 jest utworzona z odpornej na korozję i odpornej na zużycie żywicy zawierającej 5 do 90% wagowo cząstek ceramicznych, a ich wewnętrzna warstwa 13 jest utworzona z odpornej na korozję i odpornej na zużycie żywicy zawierającej 1 do 70% wagowo cząstek ceramicznych. Gdy stosowane są liczne rury czołowe 10, wówczas nie zawsze są one umieszczone na tej samej płaszczyźnie.

W pokazanym na fig. 3 układzie odsiarczającym, nieobrobiony gaz spalinowy jest wprowadzany przykładowo poprzez kanał 8 i kontaktowany ze szlamem absorbentu S podawanym za pomocą pompy cyrkulacyjnej 4 i rozpryskiwanym w górę z dysz natryskowych 11, tak że zawarty w nieobrobionym gazie spalinowym dwutlenek siarki zostaje usunięty poprzez absorpcję do szlamu absorbentu S. Następnie, otrzymywany gaz spalinowy zostaje wyładowywany przez kanał 9 jako obrobiony gaz spalinowy.

Podczas tego procesu, odporna na korozję i odporna na zużycie warstwa 12 utworzona na zewnętrznej powierzchni rur czołowych 10 zapobiega zużyciu materiału kompozytowego przez opadający lub uderzający, rozpryśnięty w górę szlam absorbentu S. Ponadto, odporna na korozję i odporna na zużycie warstwa 13 utworzona na wewnętrznej powierzchni rur czołowych 10 chroni materiał kompozytowy przed zużyciem wskutek przepływu szlamu absorbentu S w takich warunkach, że szybkość krążenia szlamu absorbentu wzrasta tak, że prędkość przepływu wewnątrz rur czołowych 10 jest większa niż 2 m/sek., i/lub stężenie gipsu w szlamie absorbentu Sjest większe niż 15% wagowo.

W urządzeniu do kontaktowania gazu z płynem, zawierającym rury czołowe 10 według wynalazku jest możliwe uzyskiwanie dużej odporności na korozję i odporności na zużycie, z zastosowaniem niekosztownego i lekkiego materiału FRP o dużej odporności na udary jako główny korpus rury czołowej 10. Tak więc, można dokonywać oczyszczania gazu spalinowego z wysokim stopniem odsiarczenia, porównywalnym do otrzymywanego w stanie techniki, przy użyciu zwykłej wieży absorpcyjnej o niewielkiej objętości.

Tak więc wynalazek obecny umożliwia właściwe utrzymywanie przez rury czołowe 10, oddziaływania nawet wysoce korozyjnego i oddziaływującego zużywalnie środowiska, w którym szlam absorbentu jest wytryskiwany na wysokość 1 m lub większą, prędkość przepływu szlamu absorbentu zawierającego gips jest większa niż 2 m/sek., i/lub stężenie gipsu jest większe niż 15% wagowo, co powoduje polepszenie skuteczności ekonomicznej i niezawodności urządzenia do kontaktowania gazu z płynem, a tym samym układu odsiarczającego.

Dla zademonstrowania efektów obecnego wynalazku przedstawiono poniższy przykład.

Zastosowane w tym przykładzie cząstki ceramicżne nie miały powierzchni obrobionych.

Przykład 1

Wykonano rury czołowe 10 mające strukturę przedstawioną na fig. 2, zaś ich własności dotyczące zużywania zostały sprawdzone w urządzeniu testującym mającym konstrukcję przedstawioną na fig. 3. Rury czołowe 10 stosowane w tych badaniach były wykonane następująco.

Na zewnętrznej powierzchni drewnianej formy mającej zewnętrzną średnicę 100 mm wytworzono zawierającą cząstki ceramiczne wewnętrzną warstwę 13 odporną na korozję i odporną na zużycie, mającą grubość 3 mm, z zastosowaniem żywicy winylowej bisfenolu i cząstek ceramicznych jak pokazano w tabeli 1. Następnie, nałożono na nią przez układanie ręczne włókno szklane impregnowane żywicą poliestrową na bazie kwasu izoftalowego dla utworzenia korpusu rury czołowej 10 z materiału FRP, mającego grubość 10 mm. Ponadto, z zastosowaniem tej samej żywicy winylowej na bazie bisfenolu jak stosowana do wspomnianej powyżej wewnętrznej warstwy 13 odpornej na korozję i odpornej na zużycie i cząstek ceramicznych jak pokazano w tabeli 1, utworzono na niej zewnętrzną warstwę 12 odporną na korozję i odporną na zużycie, zawierającą cząstki ceramiczne i mającą grubość 3 mm. Wykonana w ten sposób rura czołowa 10 miała całkowitą długość 5 mm, zaś 9 dysz natryskowych przyłączono do niej w odstępach 0,5 m.

Dla celów testowania, wykonane w opisany powyżej sposób rury czołowe według wynalazku i konwencjonalne rury czołowe wykonane z tego samego FRP lecz nie zawierające cząstek ceramicznych w zewnętrznej i wewnętrznej warstwie, zainstalowano w urządzeniu

187 312 testującym o konstrukcji przedstawionej na fig. 3. Następnie to urządzenie testujące zostało uruchomione przez 6 miesięcy w takich warunkach, ze stężenie gipsu w szlamie absorbentu S mieściło się w zakresie od 10 do 30% wagowo, wysokość rozpryskiwanego szlamu absorbentu S była w zakresie od 1 do 5 m, a prędkość przepływu szlamu absorbentu S w rurach czołowych była w zakresie od 1 do 3 m/sek. Następnie zbadano wielkość zużycia tych rur czołowych, a otrzymane w ten sposób rezultaty w stosunku do zewnętrznej i wewnętrznej warstwy zostały pokazane w tabelach 1 i 2, odpowiednio.

Tabela 1

Numer testu	Cząstki ceramiczne	Zawartość cząstek ceramicznych w zewn. odpornej na korozję i na zużycie warstwie (% wag)	Stężenie gipsu w szlamie absorbentu (% wag.)	Wysokość rozpryskiwanego szlamu absorbentu (m)	Zużycie zewnętrznej powierzchni po 6 miesiącach testowania (mm)
Typ	średnia średnica cząstek (pm)
1	-		0	10	1	0,15
2	-		0	15	1	0,5
3	-		0	30	1	0,8
4	-		0	30	5	5,4
5	tlenek glinu (Al₂O3)	100	1	15	1	0,2
6	(AhOa)	50	5	15	3	0,25
7	(Al₂O₃)	50	20	20	5	0,2
8	(Al₂O₃)	10	50	30	5	0,15
9	(Al₂O 3)	10	70	30	5	<0,1
10	(Al₂O3)	10	90	30	5	<0,1
11	(Al ₂O₃)	10	50	30	1	<0,1
12	(Al₂O₃)	10	50	20	5	0,15
13	(Al₂O₃)	10	50	30	5	0,15
14	węglik krzemu (SiC)	10	5	15	1	0,1
15	(SiC)	100	90	30	5	< 0,1
16	węglik wolframu (WC)	100	5	15	1	0,1
17	(WC)	10	90	30	5	<0,1
18	tlenek glinu (Al₂O₃)	100	5	15	3	0,25
19	(Al₂O 3)	50	20	20	5	0,2

187 312

Tabela 2

Numer testu	Cząstki ceramiczne	Zawartość cząstek ceramicznych w wewn. odpornej na korozję i na zużycie warstwie (% wag)	Stężenie gipsu w szlamie absorbentu (% wag.)	Prędkość przepływu szlamu absorbentu w rurze czołowej (m/sek.)	Zużycie wewnętrznej powierzchni po 6 miesiącach testowania (mm)
Typ	średnia średnica czystek (pm)
1	-	-	0	10	1	0,1
2	-	-	0	15	2	0,4
3	-	-	0	30	2	0,7
4	-	-	0	30	3	2,3
5	tlenek glinu (AhOa)	10	50	15	2	< 0,1
6	(AkO,)	10	50	15	2	< 0,1
7	(Al₂O₃)	10	50	20	2	< 0,1
8	(AI2O3)	10	50	30	3	0,1
9	(Al₂O₃)	10	50	30	2	<0,1
10	(A1₂O₃)	10	50	30	2	<0,1
11	(Al₂O₃)	100	1	30	3	0,35
12	(Al₂O₃)	50	20	20	2	0,2
13	(AI2O3)	10	70	30	3	< 0,1
14	węglik krzemu (SiC)	100	1	15	2	< 0,1
15	(SiC)	10	70	30	3	< 0,1
16	węglik wolframu (WC)	100	1	15	2	<0,1
17	(WC)	10	70	30	3	< 0,1
18	tlenek glinu (AI2O3)	100	5	15	2	0,1
19	(AI2O3)	50	10	20	2	< 0,1

Jak pokazano w tabeli 1, w warunkach w których stężenie gipsu w szlamie absorbentu S było nie mniejsze niż 15% wagowo a wysokość rozpryskiwanego szlamu absorbentu S była nie mniejsza niż 1 m, powstawało jedynie niewielkie zużycie w rurach czołowych zawierających nie mniej niż 5% wagowo cząstek ceramicznych (zawierających tlenek glinu, węglik krzemu lub węglik wolframu) w ich powierzchni zewnętrznej, natomiast obserwowano znaczące zniszczenie pochodzące ze zużycia w innych rurach czołowych.

187 312

Ponadto, jak pokazano w tabeli 2, gdy przez rury czołowe przepływał szlam absorbentu S zawierający stężenie gipsu wynoszące 15% wagowo z prędkością przepływu nie mniejszą niż 2 m/sek. w rurach czołowych zawierających nie mniej niż 1% wagowo cząstek ceramicznych (zawierających tlenek glinu, węglik krzemu lub węglik wolframu) zaobserwowano jedynie niewielkie zużycie wewnętrznej powierzchni rur, natomiast w innych rurach czołowych zaobserwowano znaczące zniszczenie pochodzące ze zużycia.

187 312

F I G. 3

187 312

F I G. I

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Rura czołowa urządzenia do kontaktowania gazu z płynem, przeznaczonego do stosowania w układach odsiarczających, w którym to urządzeniu do rury czołowej przyłącza się liczne dysze natryskowe dla rozpryskiwania szlamu w górę, mająca główny korpus wykonany z materiału kompozytowego w postaci żywicy wzmocnionej włóknem, znamienna tym, że na głównym korpusie rury czołowej (10) znajduje się zewnętrzna warstwa (12) wykonana z żywicy zawierającej 5 do 90% wagowo cząstek ceramicznych.
2. Rura czołowa urządzenia do kontaktowania gazu z płynem, przeznaczonego do stosowania w układach odsiarczających, w którym to urządzeniu do rury czołowej przyłącza się liczne dysze natryskowe dla rozpryskiwania szlamu w górę, mająca główny korpus wykonany z materiału kompozytowego w postaci żywicy wzmocnionej włóknem, znamienna tym, że na głównym korpusie rury czołowej (10) znajduje się zewnętrzna warstwa (12) wykonana z żywicy zawierającej 5 do 90% wagowo cząstek ceramicznych, a także wewnętrzna warstwa (13) wykonana z żywicy zawierającej 1 do 70% wagowo cząstek ceramicznych.