Przedmiotem wynalazku jest sposób prowadzenia procesu oczyszczania przemyslowych gazów kominowych oraz urzadzenie do prowadzenia procesu oczyszczania przemyslowych gazów kominowych.Problemy zwiazane z odprowadzaniem do atmosfery, wraz z przemyslowymi gazami kominowymi, duzych ilosci tlenków siarki, a zwlaszcza dwutlenku siarki powoduja, ze cor?? wiecej uwagi poswieca sie rozwojowi systemów kentroli zanieczyszczenia atmosfery oraz sposobom usuwania dwutlenku siarki z gazów przemyslowych. Usuwanie dwutlenku siarki osiaga sie na ogól w systemach wymywajacych, do których doprowadza sie w nadmiarze substancje reagujaca z dwutlenkiem siarki. Systemy takie maja jednak dwie powazne wady, które zmniejszaja korzysci zwiazane z usuwaniem dwutlenku siarki. Pierwsza wada jest dodatkowy koszt zwiazany z dostarczeniem nadmiaru substancji reagujacej z dwutlenkiem siarki. Druga niedogodnosc stanowia znaczne ilosci stalych substancji odpadowych, które nalezy usuwac z takich systemów.Tego rodzaju substancje odpadowe musza byc skladowane w sposób zgodny z aktualnymi przepisami o zanieczyszczeniu srodowiska. Ponadto, pH cieczy w takich systemach, a zwlaszcza w strefie przemywania lub w strefie kontaktowej skruberamoze ulegac znacznym wahaniom na skutek zmiany zawartosci siarki w paliwie lub zmian ilosci dodatków do paliwa, a nawet na skutek zmiany reaktywnosci substancji reagujacej z dwutlenkiem siarki.Stwierdzono, ze jesli pH w strefie kontaktowej jest zbyt niskie to skruber narazony jest na korozje spowodowana dzialaniem kwasu. Przeciwnie, jesli pH jest zbyt wysokie, nastepuje wytracanie sie substancji stalych w strefie kontaktowej, co powoduje osadzanie sie kamienia i zmniejszenie sprawnosci calego systemu.Zauwazono, ponadto, ze w celu uzyskania optymalnego wymywania przemyslowych gazów kominowych wskruberze, nalezy utrzymywac bardzo wysoka szybkosc przeplywu gazu przez skruber. W tym celu projektowano systemy kontroli zanieczyszczenia atmosfery zlozone z wielu skruberów pracujacych równolegle i wlaczanych lub wylaczanych okresowo w zaleznosci ód ilosci przeplywajacego gazu. Pozwala to na utrzymanie szybkosci przeplywu przemyslowego gazu kominowego przez dany skruber na odpowiednim poziomie.2 94 401 Zastosowanie wielu pracujacych równolegle skruberów czesciowo rozwiazuje problem optymalizacji i regulacji stezenia substancji reagujacej z dwutlenkiem siarki oraz pH w róznych skruberach. Jednakze, rurociagi doprowadzajace przemyslowe gazy kominowe do wielu równoleglych skruberów moga róznic sie znacznie pod wzgledem dlugosci i srednicy co powoduje, ze zapotrzebowanie na substancje reagujaca z dwutlenkiem siarki w kazdym skruberze moze sie znacznie róznic i tym samym w kazdym skruberze wystepuja inne warunki usuwania dwutlenku siarki. Takie zróznicowanie warunków moze przejawiac sie duzymi zaklóceniami pH w strefie kontaktowej skruberów.W publikacji Arthur L. Kohl i Fred C. Riesenfeld, pt. „Oczyszczanie gazu" WNT, Warszawa, 1965 podano przyklady znanych sposobów usuwania dwutlenku siarki. Jeden z nich znany pod nazwa „proces Battersea" polega na zastosowaniu bardzo rozcienczonego wodnego roztworu soli metali alkalicznych, takiego jak woda z rzeki z jej naturalna zawartoscia alkiliów, w celu usuwania dwutlenku siarki na drodze przeprowadzania go do roztworu i utlenienia przed ponownym spuszczeniem do rzeki. W sposobie tym lacznie z woda doprowadzana na szczyt skruberów dodawano weglanu wapnia zas do roztworów odprowadzanych z dolu skruberów dodawano t~^ katalizator utlenienia, taki jak surowy siarczan magnezu. Wytracone w skruberze oraz po dodaniu katalizatora utleniania ciala stale oddzielano na drodze filtracji. Utlenianie prowadzono w celu przystosowania odpadowych roztworów do wymogów stawianych sciekom odprowadzanym dorzeki. : i W'-""--*--- lRnym znanym sposobem jest cykliczny proces wapienny. W sposobie tym gazy spalinowe myje sie w skruberze mieszanina siarczanu wapniowego z woda. Alkaliczny odczyn tej mieszaniny uzyskuje sie przez dodanie wapna lub wapniaka, które reaguja z absorbowanym dwutlenkiem siarki. Proces oparty jest na absorpcji dwutlenku siarki w roztworze wodnym zawierajacym wodorotlenek wapnia Ca(OH)2 (lub weglan wapnia CaC03). Poczatkowo tworzy sie siarczyn wapnia zgodnie z reakcja.Ca(OH)2 + S02 -? CaS03 + H20 Siarczyn wapnia w roztworze utlenia sie stosunkowo szybko tlenem zaabsorbowanym z gazów odlotowych, z wytworzeniem siarczanu wapnia CaS03 + 1/2 02 -? CaS04 Zarówno siarczyn wapnia jak i siarczan wapnia sa trudno rozpuszczalne w wodzie. Zwiazki te wytracaja sie tworzac szlam, który stanowi odpadowy produkt uboczny tego procesu. Wydajnosc utlenienia mozna podwyzszyc utrzymujac pH roztworu ponizej 6,4, poniewaz siarczyn jest bardziej rozpuszczalny w srodowisku kwasnym a utlenienie moze nastepowac jedynie wtedy, gdy zwiazek ten znajduje sie w roztworze. Aby zapobiec przesycaniu w ukladzie instaluje sie zbiornik retencyjny, w którym zachodzi krystalizacja na zawieszonych krysztalach CaS04 •2H2 O.Sposób wedlug wynalazku rozwiazuje wystepujace dotychczas problemy zuzywania substancji alkalicznych w nadmiarze i stabilizacji warunków reakcji w prostym, niedrogim i latwym w obsludze systemie usuwania dwutlenku siarki z przemyslowych gazów kominowych, z jednoczesnym zmniejszeniem ilosci elementów wyposazenia stosowanego uprzednio, zajmujac minimalna przestrzen. System ten zapewnia skuteczne dzialanie.Wedlug wynalazku, sposób prowadzenia procesu oczyszczania przemyslowych gazów kominowych zawierajacych dwutlenek siarki na drodze kontaktowania przemyslowych gazów kominowych w strefie kontaktowej skrubera z wodnym roztworem zawierajacym substancje reagujaca z dwutlenkiem siarki, gdzie tworzy sie wstepny produkt reakcji, który nastepnie przeksztalca sie w bardziej trwaly produkt reakcji polega na tym, ze roztwór wodny ze wstepnym produktem reakcji zawierajacym dwutlenek siarki w roztworze wodnym przeprowadza sie ze skrubera do napelnianego w sposób ciagly przeplywowego reaktora, gdzie wstepny proclukt reakcji podlega reakcji z roztworem wodnym zawierajacym zwiazki alkaliczne z wytworzeniem bardziej trwalego produktu reakcji w trakcie przeplywu roztworu przez reaktor, przy czym warunki reakcji kontroluje sie wewnatrz reaktora w ustalonych punktach kontrolnych a pH mieszaniny reakcyjnej reguluje sie automatycznie na podstawie porównania obserwowanych warunków reakcji w pierwszym punkcie kontrolnym usytuowanym blizej wlotu do reaktora zwartoscia zadana oraz kontroluje sie warunki reakcji w drugim punkcie kontrolnym usytuowanym za pierwszym punktem kontrolnym w kierunku odplywu z reaktora i automatycznie reguluje sie pH mieszaniny reakcyjnej na podstawie porównania obserwowanych w drugim punkcie kontrolnym warunków reakcji z druga wartoscia zadana. Z reaktora odprowadza sie pierwsza czesc roztworu wodnego zawierajacego drugi produkt reakcji. Oddziela sie od roztworu drugi produkt reakcji na drodze np. osadzania, a roztwór z kolei zawraca sie od reaktora zbiornikowego. Druga porcje roztworu odprowadzanego z reaktora zawraca sie w sposób ciagly do skrubera.Dzieki regulowaniu ilosci zwiazków alkalicznych obecnych w ukladzie, a zwlaszcza w dwóch punktach kontrolnych wewnatrz reaktora, w których kontroluje sie warunki reakcji, w sposobie wedlug wynalazku, uzycie94 401 3 zwiazków alkalicznych zostalo wyraznie zmniejszone. Ponadto do strefy kontaktowej skrubera wprowadza sie tylko rozcienczone roztwory lub roztwory zawierajace jedynie dostateczna ilosc zwiazków alkalicznych aby zaszla poczatkowa reakcja to jest rozpuszczania dwutlenku siarki w roztworze. Zapobiega to wytraceniu sie wskruberze trwalych kompleksów siarkowych, które stanowia,, koncowy produkt reakcji ze zwiazkami alkalicznymi. W znanych sposobach oczyszczania gazów, trwale kompleksy siarki wytracaja sie w strefie reakcyjnejskrubera. , .Jako ciecz w ukladzie skruberów stosuje sie wode, a substancje reagujaca z dwutlenkiem siarki dobiera sie sposród takich substancji, jak sole lub substancje naturalne, które calkowicie lub czesciowo rozpuszczaja sie w wodzie. Do takich substancji naleza, miedzy innymi zwiazki metali alkalicznych, na przyklad wodorotlenek wapniowy, weglan wapniowy, kwasny weglan wapniowy, weglan sodowy, kwasny weglan sodowy oraz szereg naturalnie wystepujacych substancji, takich jak trona i nahkolit, jak równiez dowolne polaczenie tych substancji.Najkorzystniejsza substancja reagujaca z dwutlenkiem siarki jest wodorotlenek wapniowy, gdyz kation reaguje z dwutlenkiem siarki, a anion sluzy jednoczesnie do regulacji pH. W przypadku, gdy stosuje sie zwiazek bez grupy hydroksylowej, w celu regulacji pH/do roztworu zawierajacego substancje reagujaca z dwutlenkiem siarki dodaje sie mocnej zasady, takiej jak wodorotlenek sodowy. W celu przyspieszenia reakcji pomiedzy zwiazkami metali alkalicznych i dwutlenkiem siarki pozadane moze byc wprowadzenie niewielkich ilosci zwiazków wanadu.Instalacja do prowadzenia sposobu wedlug wynalazku, w której sklad wchodzi skruber ma urzadzenie do regulacji szybkosci przeplywu roztworu wodnego recyrkulowanego do strefy kontaktowej skrubera, reaktor, pierwsze urzadzenie do pomiaru i regulacji pH wewnatrz reaktora, urzadzenie do porównania wartosci pH zwartoscia zadana, urzadzenie do regulacji dodawania wodnego roztworu regulujacego pH w zaleznosci od zmienionej wartosci pH, drugie urzadzenie do pomiaru i kontroli pH wewnatrz reaktora umieszczone za pierwszym urzadzeniem, urzadzenie do regulacji dodawania substancji reagujacej z dwutlenkiem siarki, zwiazku dostarczajacego jony hydroksylowe i wody uzupelniajacej, urzadzenie do zawracania czesci roztworu wodnego z reaktora do strefy kontaktowej skrubera oraz urzadzenie do usuwania stalych osadów z reaktora zbiornikowego.Sposób oraz urzadzenie wedlug wynalazku dokladniej ilustruje nastepujacy przyklad wykonania przedstawiony schematycznie na zalaczonym rysunku.Gorace, przemyslowe gazy kominowe wprowadza sie przewodem .10 wlotowym do skrubera 11, w którym kontaktuja sie one wstepnie z ciecza zawierajaca substancje reagujaca z dwutlenkiem siarki, wprowadzana dysza 12. Gazowy strumien przeplywa nastepnie przez dolna czesc skrubera do góry poprzez przegrode 14, strefe 15 kontaktowa, wokól systemu dysz 13, poprzez oddzielacz kropli wody 16 i odprowadzany jest kominem 17.Dwutlenek siarki znajdujacy sie w tych gazach reaguje w strefie kontaktowej 15 z roztworem substancji reagujacej z dwutlenkiem siarki, który wprowadzany jest poprzez dysze 12 i 13, w wyniku czego powstaje wstepny produkt reakcji. Ten wstepny produkt splywa z ciecza na dno pluczki wiezowej i przewodem 18 w sposób ciagly wprowadzany jest na wlot przeplywowego reaktora 19. Ciecz zawierajaca wstepny produkt reakcji zbiera sie w reaktorze 19, w którym produkt ten poddawany jest reakcji z substancja alkaliczna do bardziej stabilnego, drugiego produktu reakcji.W reaktorze 19 znajduja sie przegrody 21 zapewniajace lepsze wymieszanie cieczy. Przegrody 21 rozmieszczone sa w taki sposób, ze dziela reaktor 19 na sekcje. Dzieki temu ciecz wplywajaca na wlocie do reaktora przeplywa przez pierwsza przegrode 21A zanim dostanie sie do podzielonych przestrzeni reaktora.Zapewnia to lepsze ujednorodnienie cieczy w sekcjach reaktora. Pierwszy czujnik 22 umieszczony jest w podzielonej przestrzeni blisko wlotu do reaktora i rejestruje warunki reakcji na wlocie do reaktora. Informacja z czujnika 22 przekazywana jest do komputera 23, który porównuje ja zwartoscia zadana. Jesli w ramach optymalizacji warunków reakcji porównanie to wskazuje na potrzebe regulacji pH do wartosci w za kresie od 2—10, komputer daje sygnal do otwarcia zaworu 25 na przewodzie 24 i uruchamia doplyw do reaktora zbiornikowego swiezej cieczy zawierajacej kation reagujacy z dwutlenkiem siarki i jony hydroksylowe, na przyklad wodny roztwór wodorotlenku wapniowego. Substancje reagujaca z dwutlenkiem siarki i jony hydroksylowe w swiezej cieczy w przewodzie 28 utrzymuje sie we wlasciwym stosunku stechiometrycznym i tym samym nie wystepuje akumulacja kationów z jednoczesnym wyczerpaniem jonów hydroksylowych w reaktorze zbiornikowym.Drugi czujnik 26 w porównaniu z czujnikiem 22 umieszczony jest przy wylocie, a sygnal z tego czujnika przekazywany jest do komputera 27, który z kolei reaguluje wartosc pH w zakresiw 2-10 na wylocie z reaktora przez wysylanie sygnalów otwarcia zaworu 30 na przewodzie 28. W trakcie przeplywu cieczy przez druga przegrode 21B przy wlocie do reaktora i wzdluz reaktora, poczatkowy produkt reakcji przechodzi w drugi, bardziej stabilny produkt reakcji. Dzieki szybkiej i precyzyjnej, regulacji pH warunki reakcji w reaktorze utrzymywane sa na optymalnym poziomie, co zapewnia bardzo efektywne wykorzystanie substancji reagujacej4 94 401 z dwutlenkiem siarki. Proces usuwania dwutlenku siarki staje sie zatem bardziej oplacalny i korzystny z punktu widzenia powstawania minimalnej ilosci produktu odpadowego.Produkt reakcji tworzy sie w zasadzie jako osad i wytraca sie na dnie reaktora zbiornikowego, z którego usuwany jest spustem 31 za pomoca pompy 32 i oddzielany jest na drodze filtracji, odwirowania lub innymi metodami, po czym ciecz zawierajaca niezuzyta substancje reagujaca z dwutlenkiem siarki zawraca sie przewodem 33 jako wode po rozdzieleniu (polaczenia nie wskazane szczególowo). Druga czesc cieczy odprowadza sie wylotem 34 za pomoca pompy 36 przewodem 37 poprzez zawór 39 sterowany przez czujnik 38 umieszczony na polaczeniu przewodów 41 i 42. Czujnik 38 reguluje zawracanie cieczy przewodami 41 i 42 odpowiednio do dysz 12 i 13.Dysze 12 i 13 sa tak rozmieszczone wskruberze 11, aby zapewnic optymalny kontakt cieczy z gazem.Dysza 12 umieszczona jest na wlocie gazu w taki sposób, ze kieruje ciecz, korzystnie roztwór wodny, wspólpradowo z doplywajacym gazem kominowym. System dysz 13 umieszczony jest powyzej strefy kontaktowej 15 skrubera i kieruje ciecz przeciwpradowo w stosunku do kierunku przeplywu gazów kominowych.Sygnal z czujnika 38 przesylany jest kanalem 43 do komputerów 23 i 27, w których porównywany jest z podobnymi sygnalami przeplywów odbieranymi na zaworach 25, 30, 44 i 46, jak równiez z informacjami o poziomie cieczy w reaktorze 19, uzyskiwanymi z czujników 22 i 26. Komputery wykorzystuja te informacje do sterowania poziomem cieczy w reaktorze zbiornikowym, w zasadzie poprzez regulowanie doplywu swiezej wody do ukladu przewodem 29. Komputer 23 jest zatem polaczony z komputerem 27 co umozliwia informacje pomiedzy tymi maszynami cyfrowymi i zapewnia sterowanie poziomem cieczy w reaktorze. Mozliwe jest zastapienie komputerów 23 i 27 jedna maszyna cyfrowa. Dysze 12 mozna równiez umiescic w strumieniu doplywajacej swiezej wody, a ciecz zawracac do reaktora jedynie przewodem 42 i systemem dyszy 13.Nalezy zwrócic uwage, ze nie kontroluje sie rzeczywistych warunków w strefie zraszania w skruberze.W strefie tej nie ma bowiem stanu ustalonego i w efekcie informacja uzyskiwana z niej bylaby bledna i zmienna, zatem nie moglaby byc traktowana jako reprezentatywna dla warunków reakcji w strefie kontaktowej.Stwierdzono, ze na podstawie oznaczen warunków reakcji w reaktorze 19 mozna sterowac skladem cieczy podawanej przez dysze 12 i 13 dokladniej niz to jest potrzebne. W zwiazku z tym, nalezy równiez zwrócic uwage,- ze czujnik 22 umieszczony jest blisko wlotu reaktora zbiornika 19 i mierzy reprezentatywna, homogeniczna próbke cieczy tuz po wyjsciu z pluczki wiezowej. Ta informacja przesylana jest do komputera 23, w którym porównywana jest z wartoscia zadana, która odpowiada optymalnemu, pozadanemu skladowi cieczy w tym miejscu, a nastepnie informacja ta jest przesylana do komputera 27, w którym porównywana jest z sygnalem z czujnika 26 podajacym sklad cieczy przed wprowadzeniem jej do skrubera dyszami 12 i 13.Komputer 27 moze nastepnie spowodowac przystosowanie róznych przeplywów cieczy przewodami 28, 29 i 33 w celu uzyskania z niezbedna dokladnoscia odpowiedniego skladu cieczy podawanej do skrubera w oparciu o dane o skladzie uzyskiwane z komputera 23. PL