SE440608B - Forfarande for rokgasrening samt anordning for rokgasrening - Google Patents

Description

8Z>0ä716'7 I figuren visas ett första avskiljningssteg 1 och ett andra avskiljnings~ steg 2, vilka är inbördes förbundna med ett rör 3. Ett inloppsrör Ä för rökgaser förefinns vid det första avskiljningsstegets 1 nedre parti. Ett utloppsrör S för renade rökgaser förefinns vid det andra avskiijningsste- gets 2 övre parti.

Vidare betecknar siffrorna 6,7 och 8 reglerventiler, siffrorna 9 och 10 pumpar, siffran 11 ett vatten- och/eller ånglås samt siffran 12 en av- skiljningstank. Pilarna i figuren anger strömningsriktningar.

Rökgaser 13 från en förbränningsanläggning är avsedda att inmatas i an- ordningen via inloppsröret Å. Lämpligen kyls rökgaserna ned innan inmat- ningen av dessa, i en icke visad kylare, till en temperatur av 200 - 2500 C.

De sålunda inmatade rökgaserna stiger upp genom det första avskiljnings- steget 1.

Det första avskiljningssteget 1 innefattar ett cylindriskt kärl, i vilket ett rörsystem lå förefinns. Rörsystemet 10 innefattar ett antal lämpligen vertikalt anordnade rör 15, vilka är anslutna direkt eller indirekt tillett eller flera matarrör ifiil Varje rör 15,16 är försett med ett stort antal hâL vilka fungerar som spraymunstycken för vatten. I figuren har för tydlig- hets skull endast ett mindre antal hål markerats medelst utströmmande vat- ten 18.

Under drift pumpas vatten medelst en pump 10 i matarröret 17 till rörsys- temet 14, varvid finfördelat vatten utströmmar ur nämnda hål. Härigenom kommer den uppåtströmmande rökgasen att effektivt blandas med vattendrop~ par.

Det andra avskiljningssteget 2 innefattar också ett cylindriskt kärl, i vilket ett rörsystem 19 motsvarande det som beskrivits i samband med det första avskiljningssteget förefinns.

Detta rörsystem 19 har samma syfte och funktion. Rörsystemet 19 förses vid drift med vatten, från ett matarrör 20, vilket inpumpas medelst en pump 9.

Det andra avskiljningssteget är i sin nedre ände utformat med ett uppåt konvext parti 21. Nämnda rör 3 förbinder det första avskiljningsstegets övre del med det andra ávskiljningsstegets 2 nedre del. Röret 3 är anslu- tet vid det konvexa partiets 21 högsta punkt, varvid en ringformig skål 22 är utbildad i det andra avskiljningssstegets 2 nedre del. I botten på skålen 22 är ett utloppsrör 23 anslutet. 8304716-7 En strömningskrets för det andra avskiljningssteget 2 innefattar ~ i strömningsriktningen markerad med pilarna Zë - utloppsröret 23, en pump 37, en kylare 25, såsom en värmepump, en eventuell anordning 26 för jus- tering av vattnets pH-värde och innehållet av uppslammade ämnen, nämnda pump 9, en reglerventil 6 och slutligen nämnda matarrör 20, vilket är an- slutet tíll rörsystemet 19.

Nämnda matarrör 17 till det första avskiljningsstegets l rörsystem ih är via en reglerventil 8 anslutet till nämnda strömningskrets.

I den nedre delen av det första avskiljningssteget 1 förefinns en av- loppsledníng 27, vilken mynnar i en tank 12. Avloppsledningen 27 är för- sedd med ett vatten- och/eller ånglås.

Tanken 12 är försedd med en eller flera sektioner eller kan bestå av fri- stående seriekopplade enheter för neutralisation och/eller utfällning av olika ämnen i det från det nedre avskiljningssteget kommande vattnet. Tan- ken 12 är för detta ändamål försedd med, dels en eller flera dysor 30,31, 32 eller motsvarande för tillsättning av kemikalier för utfällning av öns- kade ämnen, dels anordningar för omrörning och blandning, samt dels för avskiljning av uppkomna fällningar. Ändamålet med uppfinningen är, som inledningsvis nämndes, att neutralise- ra och/eller avskilja vattenlösliga eller potentiellt vattenlösliga sub- stanser ur gaser och rökgaser med ett högt innehåll av vattenånga.

Avskiljningen av substanserna åstadkommer, genom att avkyla gasen eller rörkgasen genom direktkontakt mellan gas och finfördelatvatten i två el- ler flera seriekopplade avskiljningssteg. Den erforderliga vattenmängden erhålles genom att gasens temperatur sänkes till önskad nivå under dess daggpunkt.

Syftet med det andra avskiljningssteget 2 är främst att genom avkylning av gasen utkondensera den vattenmängd, som önskas i det första avskilj- ningssteget l. Härvid kan enkla konstruktionsmaterial utnyttjas i det andra avskiljningssteget.

Utkondenseringen av vatten ur gaserna tillgår så att gaserna avkyls me- delst ur rörsystemetl9 utströmmande vatten till en temperatur under daggpunkten vid ifrågavarande tryck. Exempelvis väljs en ingångstempera- tur hos gaserna, som inströmmar i det andra avskiljningssteget 2 av om- kring 60 - 700 C och en utgångstemperatur hos gaserna av omkring 350 C.

Det avskilda vattnet cirkuleras i nämnda strömningskrets. Vattnet kyls 30à716-7 i kylaren 25, vilken företrädesvis innefattar en värmepump. Uppvärmt me- dium kan därvid utpassera genom ett rör 28.

Som ovan nämnts kan en icke närmare beskriven anordning 26 för att juste- ra det avskilda vattnets egenskaper såsom pH-värde förefinnas. När vatt- neteller avskilda suspenderade ämnen behöver avtappas ur strömningskrets- en utnyttjas ovan nämnda ventil 7 med en tillhörande pump 38 och ett av- loppsrör 29.

Den huvudsakliga delen eller allt vatten, som utkondenserats i det andra avskiljningsstegetleds emellertid via ventilen 8 från strömningskretsen till nämnda matarledning l7 och via pumpen 10 till det första avskilj- níngsstegets l rörsystem lå. Ventilen 8 är belägen efter kylaren 25, var- för kylt vatten bringas att finfördelas och spridas via rörsystemet i det första avskiljningssteget l.

I det första avskiljningssteget l kyls inkommande rökgaser, vilka har en temperatur av exempelvis Zl5 - 2300 C ned till ovan nämnda temperatur av 60 - 700 C, varvid dels vattnet i gasen till viss del kan utkondenseras, dels vattenlösliga substanser uttvättas ur gasen. Den del av det inspru- tande vattnet, som därvid inte förångas föres ur systemet genom avlopps- ledningen 27 till tanken l2.

Anordningen och förfarandet är speciellt lämpat föravskiljningav klor- väte ur rökgaser samt för substanser, som bildar komplexa svârflyktiga äm- nen med klor.

Således inlöses och avskiljes saltsyra, HC]-gas, jämte vattenlösliga kvick- silverföreningar och andra vattenlösliga substanser. Speciellt värdefull är avskiljningen av kvicksilver ur rökgaser från förbränning av exempelvis hushållsavfall.

Eftersom HCl förekommer i rökgaserna bildas komplexa joner mellan kvick- silver och klor vilka inte är flyktiga, utan stannar i vattenfasen.

Givetvis sker inte en 100%-ig rening i det första avskiljningssteget l, utan det andra avskiljningssteget 2 tränar, förutom som kylare, som slut- reningssteg.

Kontakten mellan gas och vätska är således avsedd att ske i en kombination av mot- och tvärströmsapparater, där vätska insprayas på olika nivåer i- avskiljningsstegen. Därvid erhålles dels ett lågt tryckfall för gasen, dels en upprepad droppbildning med hög uttvättníngseffektivitet. 83047164 Såsom framgått ovan behöver inte tvättvatten tillsättas utöver det som krävs för att initialt starta processen.

Processen drives således med en relativt liten mängd vatten, vilket är fördelaktigt för den vidare behandlingen av det med föroreningar anrika- de vattnet.

Det i det första avskiljningssteget 1 insprutade vattnet utrinner, som nämnts, genom avloppsledningen 27 i tanken 12.

Genom att den egentliga uttvättningen sker i ett system utan recirkula- tion av vätska fås en hög och specifik avskiljníng av resp. substans.

Dessa kan i tanken neutraliseras resp. avskiljas från vattnet genom kombinationer av reaktion- och filtreringssteg.

Det i tanksystemet 12 uppsamlade vattnet behandlas med kemikalier, som är specifika för de föroreningar, som man önskar avskilja från vattnet el- ler vidarebehandla.

Exempelvis tillsättes företrädesvis kalk (Ca0) för neutralisering av salt- syra (HCl). Vidare är det föredraget att avskilja kvicksilver, vilket sker medelst tillsättande av den vattenlösliga sulfiden Na?S.

Tillsättandet av Ca0 och Na2S sker på lämpligt sätt, exempelvis genom dy- sorna 30,3l,32.

Föreliggande uppfinning är inte begränsad till avskiljning av saltsyra och kvicksilver, vilket är aktuellt då hushållssopor förbränns, utan varje önskad förening kan avskiljas i tanksystemet 12 genom tillsättning av kända kemikalier, som reagerar med den substans, som önskas avskild.

Därvid uppkommande fällningar kan uppsamlas i olika separata sektioner 33,3h,35 i tanksystemet 12. Därigenom renat vatten kan avledas genom en avloppsledning 36.

Uppkomna restprodukter, såsom fällningar, kan därefter slutförvaras el- ler utnyttjas för andra ändamål.

Förfarandet och anordningen medger således en ytterst effektiv avskilj- ning av föroreningar i rökgaser med tillhjälp av endast det i rökgaser- na förefintliga vattnet. Detta medför att det uppsamlade vattnet har hög halt av föroreningar, vilket underlättar den vidare behandlingen av föroreningarna êšüåflléfl Vidare är både förfarandet och änordningen ytterst enkla att genomföra resp. tillverka, varför kostnaderna för rökgasreningen kan hållas myc- ket iåga jämfört med då konventionell teknik utnyttjas.

Givetvis måste anordningen dimensioneras efter behovet, såsom rökgasvo- lym och -temperatur, de föroreningar, som skall avskiljas etc.

Emellertid kan som exempel nämnas att när avskiljningsstegens kärls di- ameter är omkring 2 meter och dess höjd 6 m har de vertikala rören sam- manlagt omkring 100 hål med en diameter av 2,5 mm.

Vid ett sådant utförande och en rökgasvolym av 9 m3/sek. genereras 0,6 liter vatten/sek., vilket är tillräckligt för att i huvudsak avskilja HCl och Hg ur rökgaser från normala hushållssopor.

Uppfinningen kan givetvis varieras. Sålunda kan två eller flera serier av avskiljningssteg ínkopplas parallellt, en viss mängd vatten tillsät- tas externt, rening av avskiit vatten kan införas även i senare avskilj- ningssteg, kärlen kan arrangeras horisontellt etc. Dylíka modifikationer anses innefattade i uppfinningen i dess vidaste form.

Föreliggande uppfinning skall således inte anses begränsad till de ovan angivna utföringsexemplen, utan kan varieras inom dess av bifogade pa- tentkrav angivna ram.

Claims (9)

1. 8304716-7 7 Patentkrav l. Förfarande för rökgaaening innefattande avskiljande av vattenlösliga substanser ur rökgaser innehållande vattenånga, där rökgaserna bringas att konma i direktkontakt med finfördelat vatten i två eller flera avkiljnings- steg, k ä n n e t e c k n a t a v, att i ett i rökgasernas strömningsrikt- ning senare avskiljningssteg rökgaserna nedkyles medelst finfördelat vatten till en temperatur, där vattnet í rökgaserna utkondenseras, vilket vatten uppsamlas och därefter dels recirkuleras för utnyttjande i nämnda senare avskiljningssteg, dels införes i ett i rökgasernas strömningsriktning tidi- gare avskíljningssteg, i vilket tidigare avskiljningssteg vattnet bringas att finfördelas och möta orenade rökgaser, vars vattenlösliga och potenti- ellt vattenlöslíga substanser därvid inlöses i det finfördelade vattnet, samt av, att det sålunda förorenade vattnet uppsamlas för vidare behand-~ ling.

2. Förfarande enl. krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v, att i vart och ett av avskiljningsstegen införes vatten medelst en pump i ett rörsystem innefattande ett stort antal hål eller dysor för fínfördelning av vattnet och av, att finfördelat vatten bringas att utströmma i större delen av vo- iymen hos ett kärl, vilket omsluter avskiljningssteget.

3. Förfarande enL krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t a v, att det vatten, som recirkuleras i nämnda senare avskiljningssteg kyles medelst en kylare belägen, i strömningsriktningen, efter det senare avskiljningsste- gets kärl, men före en förbindelseledning till nämnda tidigare avskiljnings- steg. Ä.

4. Förfarande enl. krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a t a v, att vid nämnda vidare behandling av uppsamlat, förorenat vatten, tillsättes ke- mikalier, vilka tillsammamns med föroreningen i fråga bildar en vattenlös- lig förening, vilken bringas att avskiljas från vattnet.

5. Anordning för rökgasrening innefattande avskiljande av vattenlösliga substanser ur rökgaser innehållande vattenånga, där tvâ eller flera avskilj- ningssteg (1,2) förefinns, vilka vart och ett är försett med organ (lü,l9) för att i ett kärl inspruta finfördelat vatten och försedda med in- och ut- loppsrör (ü,3,5) avsedda att föra rökagser genom kärlet, k ä n n e t e c k - n a d a v, att ett I rökgasernas strömningsriktning senare avskiljnings- steg (2) är försett med en strömningskrets (23,25,20,6,9) anordnad att dels recirkulera i det senare avskiljningssteget (2) ur rökgaserna avskilt vat- asuaiis-i ten i syfte att kontinuerligt avskilja vatten ur rökgaserna, dels via en förbindelseledning (17) förse ett i rökgasernas strömningsriktning tidi- gare avskiljningssteg (l) med sålunda avskilt vatten, i syfte att därige- nom i det tidigare avskiljningssteget (l) avskilja vattenlösliga och po- tentiellt vattenlösliga substanser i rökgaserna genom dessas inlösning i vattnet, samt av, att det tidigare avskiljningssteget (1) är anslutet till ett uppsamlingskärl (12) eller motsvarande för sålunda förorenat vat- ten.

6. Anordning enl. krav 5, k ä n n e t e c k n a d a v, att vart och ett av avskiljningsstegen (1,2) innefattar ett kärl försett med nämnda organ (1Ä,19), vilka organ (1ü,19) innefattar ett rörsystem (1k,19) omfat- tande ett flertal rör (15,l6) med ett stort antal hål eller dysor, för att vid inpumpning av vatten i rörsystemet (lä,19) åstadkomma att finfördelat vatten möter strömmande rökgaser och av, att rörsystemet (lë,l9) är så an- ordnat att finfördelat vatten kan bringas att utströmma i större delen av volymen hos nämnda kärl.

7. Anordning enl. krav 5 eller 6, k ä n n e t e c k n a d a v, att en kylare (25) förefinns placerad i strömningsriktningen efter det senare av- skiljningsstegets (2) kärl, men före nämnda förbindelseledning (17) till nämnda tidigare avskiljningssteg (1).

8. Anordning enl. krav 5, 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a d a v, att det senare avskiljningssteget (2) är cylindriskt och utfört med en uppåt konvex botten (Zl), i vars högsta punkt en inloppsledning (3) för rökgaser är placerad och av, att en sålunda runt bottnen förefintlig rlngformig skål (22) för uppsamlande av avskilt vatten är ansluten via en utloppsledning (23) till resterande del av nämnda strömningskrets (25,20,6,9).

9. Anordning enl. krav 6, 7 eller 8, k ä n n e t e c k n a d a v, att nämnda kärl är anordnade för vertikalt uppåtriktad transport av rökgaser och av, att nämnda rör (15) med hål eller dysor är vertikalt anordnade i kärlet.