PL222860B1 - Sposób odsiarczania wysokozasiarczonych gazów w instalacji dwukolumnowej - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób odsiarczania gazów w instalacji dwukolumnowej.

Znany jest z patentu nr PL 178 199 sposób odsiarczania gazów polegający na kontaktowaniu zasiarczonych gazów z rozpyloną zawiesiną wodną zmielonego wapienia w dwóch stopniach absorpcji. Sposób polega na tym, że w pierwszym stopniu absorpcji prędkość gazu jest od 1 do 5 razy większa, a natężenie zraszania od 1 do 5 razy mniejsze niż w drugim stopniu absorpcji natomiast wymianę mieszaniny absorpcyjnej prowadzi się periodycznie przez odpompowywanie z obiegu pierwszego stopnia absorpcji części objętości zbiornika i uzupełnianie obiegu zawiesiną z drugiego stopnia absorpcji oraz uzupełnieniu drugiego stopnia absorpcji świeżą zawiesiną zmielonego wapienia. Pierwszy obieg absorpcji pracuje przy niskim pH w granicach 4,5-5 w celu stworzenia możliwości utlenienia zaabsorbowanego siarczanu(IV) do siarczanu(VI) i wykrystalizowania łatwo odwadniającego się gipsu. Drugi stopień absorpcji pracujący przy pH ok. 6 ma za zadanie zabsorbować SO₂ do wymaganego poziomu. Przy tak wysokim pH możliwe jest uzyskanie wysokiego stopnia absorpcji SO₂, jednakże w tych warunkach brak jest możliwości utlenienia zaabsorbowanego siarczanu(IV). Z tych względów w znanym rozwiązaniu instalacji dwukolumnowej z oddzielnymi obiegami pierwszego i drugiego stopnia absorpcji powietrze utleniające doprowadzane jest wyłącznie do zbiornika cyrkulacyjnego obiegu pierwszego stopnia. Wymianę zawiesiny absorpcyjnej prowadzi się okresowo poprzez wyprowadzanie części objętości zawiesiny absorpcyjnej ze zbiornika cyrkulacyjnego obiegu pierwszego stopnia po obniżeniu się pH w tym obiegu do wartości ok. 4,5. Uzupełnienie cieczy absorpcyjnej w tym obiegu wykonuje się poprzez przepompowanie odpowiedniej objętości zawiesiny absorpcyjnej z obiegu drugiego stopnia absorpcji. Kolejno do zbiornika cyrkulacyjnego obiegu drugiego stopnia absorpcji podaje się zawiesinę mączki kamienia wapiennego do wymaganego poziomu.

W przypadku wysokiego stężenia SO₂ w odsiarczanych gazach (powyżej 0,3%) zachodzi zjawisko pochłaniania dużej części absorbowanego SO₂ w obiegu drugiego stopnia absorpcji, co powoduje przy braku dotlenienia zawiesiny powstawanie osadu siarczanowo(VI)-siarczanowego(IV). Osadem tym zarasta instalacja przy wysokim pH cieczy obiegowej drugiego stopnia absorpcji, co jest zjawiskiem niekorzystnym.

Celem wynalazku jest wyeliminowanie zjawiska zarastania instalacji osadami siarczanowo(VI)-siarczanowymi(IV). Usunięcie wyżej wymienionych niedogodności uzyskuje się poprzez wprowadzenie dotleniania zawiesiny absorpcyjnej obiegu drugiego stopnia absorpcji oraz częściową cyrkulację zawiesiny obiegu pierwszego stopnia absorpcji do obiegu drugiego stopnia absorpcji, w wyniku czego następuje obniżenie pH w obiegu drugiego stopnia absorpcji, co umożliwia utlenianie zaabsorbowanych w cieczy siarczanów(IV) wapnia.

Istotą wynalazku jest sposób odsiarczania wysokozasiarczonych gazów w instalacji dwukolumnowej o zawartości SO₂ powyżej 0,3% prowadzony w układzie dwukolumnowym z dwoma oddzielnymi obiegami cyrkulacyjnymi charakteryzujący się tym, że proces napowietrzania zawiesiny obiegowej prowadzi się w obu zbiornikach cyrkulacyjnych. Do zbiornika cyrkulacyjnego pierwszego stopnia absorpcji podaje się powietrze utleniające w nadmiarze stechiometrycznym w ilości 2 w stosunku do ładunku wlotowego SO₂, zaś do zbiornika cyrkulacyjnego drugiego stopnia absorpcji podaje się powietrze utleniające w nadmiarze stechiometrycznym w ilości 1-2 w stosunku do ładunku wlotowego SO₂, a w zawiesinie obiegowej drugiego stopnia absorpcji utrzymuje się pH w granicach 5-6,5, korzystnie 5,5 poprzez zawrót części strumienia obiegowego pierwszego stopnia absorpcji. Sposób polega zatem na periodycznym wyprowadzaniu z obiegu pierwszego stopnia absorpcji 5% objętości zawiesiny cyrkulującej po obniżeniu się pH w obiegu pierwszego stopnia absorpcji do wartości 4,5-4,7, a następnie odpompowaniu kolejnych 5% objętości zbiornika pierwszego stopnia absorpcji do zbiornika cyrkulacyjnego drugiego stopnia absorpcji z jednoczesnym uzupełnieniem poziomu w zbiornika cyrkulacyjnym pierwszego stopnia absorpcji ze zbiornika drugiego stopnia absorpcji. Po wykonaniu tych czynności do zbiornika drugiego stopnia absorpcji doprowadza się zawiesinę mączki kamienia wapiennego i uzupełnia wodą do wymaganego poziomu. Równocześnie przez cały okres pracy instalacji IOG do obu zbiorników cyrkulacyjnych - pierwszego i drugiego stopnia absorpcji doprowadzane jest powietrze utleniające.

P r z y k ł a d I

Instalacja dwukolumnowa z oddzielnymi obiegami cyrkulacyjnymi pierwszego i drugiego stopnia absorpcji o przepustowości 100 000 Nm /h gazów o stężeniu SO₂ 0,5% składa się z dwóch kolumn ₃ absorpcyjnych połączonych szeregowo nad zbiornikami cyrkulacyjnymi o objętości po 100 m³, każdy.

PL 222 860 B1 pH zawiesiny obiegowej pierwszego stopnia absorpcji utrzymuje się w granicach 4,5-5, z okresowym co około 15 minut wyprowadzaniem 5 m zawiesiny obiegowej po obniżeniu się pH do wartości 4,5-4,7. Zawiesina obiegowa w zbiorniku cyrkulacyjnym pierwszego stopnia jest napowietrzana powietrzem w ilości 3750 Nm /h w celu utlenienia zaabsorbowanego w instalacji ditlenku siarki w postaci siarczanu(IV). Uzupełnianie zawiesiny obiegowej obiegu pierwszego stopnia następuje przez okresowe prze₃ pompowanie 5 m zawiesiny absorpcyjnej drugiego stopnia absorpcji o pH ok. 6 zawierającej zawiesinę o zawartości 60-70% CaSO₃x0,5H₂O. Drugi stopień absorpcji jest uzupełniany zawiesiną mączki kamienia wapiennego o stężeniu 115 g/dm w ilości 5 m /cykl. Efektem takiej pracy instalacji jest wytrącanie się osadów kryształów mieszanych siarczanu (IV) wapnia i siarczanu (VI) wapnia w obu kolumnach absorpcyjnych powodując zarastanie instalacji, głównie dysz rozpryskowych cieczy obiegowej pogarszając skuteczność absorpcji ditlenku siarki.

P r z y k ł a d II

Instalacja dwukolumnowa z oddzielnymi obiegami cyrkulacyjnymi pierwszego i drugiego stopnia ₃ absorpcji o przepustowości 100 000 Nm /h gazów o stężeniu SO₂ 0,5% składa się z dwóch kolumn ₃ absorpcyjnych połączonych szeregowo nad zbiornikami cyrkulacyjnymi o objętości po 100 m³, każdy.

Zawiesina obiegowa w zbiorniku cyrkulacyjnym obiegu pierwszego stopnia absorpcji jest napowie₃ trzana powietrzem w ilości 2500 Nm /h w celu utlenienia zaabsorbowanego w pierwszym stopniu absorpcji ditlenku siarki w postaci siarczanu(IV). Zawiesina obiegowa w zbiorniku cyrkulacyjnym obiegu ₃ drugiego stopnia absorpcji jest napowietrzana powietrzem w ilości 1250 Nm³/h w celu utlenienia zaabsorbowanego w drugim stopniu absorpcji ditlenku siarki w postaci siarczanu(IV). pH zawiesiny obiegowej pierwszego stopnia absorpcji utrzymuje się w granicach 4,5-5, z okresowym co około 15 minut ₃ wyprowadzaniem 5 m zawiesiny obiegowej po obniżeniu się pH do wartości 4,5-4,7. W celu obniże₃ nia pH w drugim stopniu absorpcji w trakcie wymiany zawiesiny przepompowuje się 5 m zawiesiny obiegowej pierwszego stopnia absorpcji o pH 4,5 do zbiornika obiegowego drugiego stopnia absorpcji.

Uzupełnianie zawiesiny obiegowej obiegu pierwszego stopnia następuje przez okresowe przepompo₃ wanie 10 m zawiesiny absorpcyjnej drugiego stopnia absorpcji o pH 5,3-5,8 zawierającej zawiesinę o zawartości 0,7% CaSO₃x0,5H₂O. Drugi stopień absorpcji jest uzupełniany zawiesiną mączki kamie33 nia wapiennego o stężeniu 115 g/dm w ilości 5 m /cykl. Efektem takiej pracy instalacji jest krystalizacja w obu obiegach gruboziarnistych kryształów siarczanu (VI) wapnia, nie powodującego zarastania ścianek kolumn i dysz zraszających oraz poprawa jakości produktu odsiarczania - stężenie CaSO₃x0,5H₂O poniżej 0,5%.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób odsiarczania wysokozasiarczonych gazów w instalacji dwukolumnowej o zawartości SO2 powyżej 0,3% prowadzony w układzie dwukolumnowym z dwoma oddzielnymi obiegami cyrkulacyjnymi, znamienny tym, że proces napowietrzania zawiesiny obiegowej prowadzi się w obu zbiornikach cyrkulacyjnych, przy czym do zbiornika cyrkulacyjnego pierwszego stopnia absorpcji podaje się powietrze utleniające w nadmiarze stechiometrycznym w ilości 2 w stosunku do ładunku wlotowego SO₂, zaś do zbiornika cyrkulacyjnego drugiego stopnia absorpcji podaje się powietrze utleniające w nadmiarze stechiometrycznym w ilości 1-2 w stosunku do ładunku wlotowego SO₂, a w zawiesinie obiegowej drugiego stopnia absorpcji utrzymuje się pH w granicach 5-6,5, korzystnie 5,5, poprzez zawrót części strumienia obiegowego pierwszego stopnia absorpcji.