SK279861B6 - Spôsob čistenia prúdu dymového plynu premývacou kv - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu čistenia prúdu dymového plynu premývacou kvapalinou, ktorá sa vstrekuje do horúceho prúdu dymového plynu aspoň v jednom stupni, ktorou sa z prúdu dymového plynu odlučuje vznikajúci kondenzát a ktorá sa opäť privádza do prúdu dymového plynu, zatiaľ čo časť kvapaliny sa z okruhu kvapaliny oddeľuje.

Doterajší stav techniky

Je známe, že na čistenie napríklad odpadových plynov vznikajúcich pri spaľovaní odpadkov sa používajú premývače dymového plynu vo forme premývacích kolón, ktorými dymový plyn prúdi zdola nahor, zatiaľ čo vstrekovaná premývacia kvapalina preniká premývacou kolónou v protiprúde k prúdu dymového plynu. Premývacia kvapalina, zvyčajne voda, sa zhromažďuje so vznikajúcim kondenzátom obsahujúcim škodlivé látky určené na odvedenie, v spodnej časti premývacej kolóny a privádza sa v okruhu opäť do jej hornej časti, takže následkom vedenia v okruhu sa v premývacej kvapaline zhromažďujú absorbované škodlivé látky, prípadne ich reakčné produkty. Pre udržovanie hornej hranice koncentrácie týchto absorbovaných látok sa následne časť kvapaliny oddeľuje z okruhu kvapaliny a nahrádza sa nezaťaženou, prípadne menej zaťaženou premývacou kvapalinou.

Týmto spôsobom spracovaný prúd dymového plynu sa po odlúčení kvapiek prípadne podrobí v ďalšom premývači dymového plynu dodatočnému mokrému čisteniu pred tým, ako je odsatý’. Pretože následkom predbežného čistenia dymových plynov v predradenej premývacej kolóne je zaťaženie premývacej vody v nasledujúcom stupni pomerne nepatrné, môže byť množstvo kvapaliny oddelené z okruhu kvapaliny prvého stupňa nahradené kvapalinou oddelenou z okruhu kvapaliny druhého stupňa.

Pri takom jedno- alebo viacstupňovom mokrom čistení dymových plynov je predovšetkým nevýhodné, že kvapalina oddelená z okruhu kvapaliny a zaťažená absorbovanými škodlivými látkami musí byť nákladné vyčistená. Ak sa použijú na čistenie odpadových plynov suché filtre, odpadne síce nutnosť čistenia premývacej kvapaliny, jednako však známe suché filtre nemôžu nahradiť mokré čistenie pri vyšších požiadavkách na čistenie dymového plynu. Vo zvláštnych prípadoch sa za premývače dymového plynu prídavné zaradí suchý filter, aby sa dosiahli zvláštne účinky čistenia. Takéto zaradenie suchého filtra nerobí však nutné spracovanie premývacej kvapaliny oddelenej z procesu zbytočným.

Úlohou vynálezu je tiež vytvoriť spôsob čistenia prúdu dymového plynu premývacou kvapalinou bez toho, aby sa premývacia kvapalina musela čistiť.

Podstata vynálezu

Vynález rieši úlohu tým, že vytvára spôsob čistenia prúdu dymového plynu premývacou kvapalinou, ktorá sa vstrekuje do horúceho prúdu dymového plynu aspoň v jednom stupni, ktorou sa z prúdu dymového plynu odlučuje vznikajúci kondenzát a ktorá sa opäť privádza do prúdu dymového plynu, zatiaľ čo časť kvapaliny sa z okruhu kvapaliny oddeľuje, ktorého podstata spočíva v tom, že kvapalina oddelená z okruhu kvapaliny sa v horúcom prúde dymového plynu pred jeho mokrým čistením odparuje predtým, ako týmto odparením na teplotu nad rosným bodom ochladený prúd dymového plynu preteká suchým filtrom, ktorý je predradený mokrému čisteniu a v ktorom sa vznikajúce škodlivé látky adsorbujú a odlučujú.

Privádzaním premývacej kvapaliny oddelenej z mokrého čistenia a zaťaženej škodlivými látkami k prúdu dymového plynu v smere prúdenia pred mokrým čistením odpadne nutnosť čistenia tejto premývacej kvapaliny, lebo absorbované škodlivé látky zaťažujúce premývaciu kvapalinu sú prinajmenšom z najväčšej časti adsorbované v suchom filtri zaradenom pred mokrým čistením a môžu byť v suchom stave odlúčené. Nasadenie takéhoto suchého filtra predpokladá však zodpovedajúce ochladenie horúcich dymových plynov na teplotu prípustnú pre suchý filter, čo sa výhodne dosiahne odparením premývacej kvapaliny privádzanej do prúdu dymového plynu pred suchým filtrom. V každom prípade je nutné prídavné chladenie čerstvou vodou. V každom prípade je treba dbať na to, aby teplota dymového plynu zostávala nad rosným bodom, aby sa vylúčila kondenzácia pary v oblasti suchého filtra. Dymový plyn príslušne vopred vyčistený v suchom filtri sa potom podrobí mokrému čisteniu zvyčajným spôsobom v jednom alebo v dvoch stupňoch, pričom sa vstrekovaním alebo kropením premývacou kvapalinou ochladí pod rosný bod, aby sa umožnilo tvorenie zodpovedajúceho kondenzátu. Hodnota pH premývacej kvapaliny vedenej v okruhu môže byť nastavená pridaním niektorého lúhu, napríklad sodného lúhu, takže kyslé zložky ako chlorovodík, fluorovodík alebo oxid siričitý sú výhodne odlúčené.

Ak je vytvorené mokré čistenie premývacou kvapalinou vedenou v okruhu v dvoch stupňoch, potom kvapalina odvádzaná z okruhu nasledujúceho stupňa sa privádza do okruhu kvapaliny predchádzajúceho stupňa, zatiaľ čo kvapalina odvádzaná z okruhu kvapaliny predchádzajúceho stupňa sa privádza do horúceho prúdu dymového plynu pred suchým filtrom, lebo v tomto prvom stupni je príslušne vyššia koncentrácia reakčných produktov, ako je chlorid sodný, fluorid sodný, kyslý siričitan sodný a siričitan sodný.

Do horúceho prúdu dymového plynu môžu byť pred suchým filtrom primiešavané pomocné, prípadne adsorpčné prostriedky, prednostne hydrát vápenatý a aktívne uhlie. Hydrát vápenatý· zlepšuje výkon odlučovania filtračného prostriedku, zatiaľ čo aktívnym uhlím môžu byť výhodne adsorbované dioxíny, furány a ťažké kovy. Pevné látky, ktoré vznikajú v suchom filtri v zhromažďovacej oblasti a ktoré obsahujú aktívne uhlie a hydrát, môžu byť čiastočne v okruhu opäť privedené do prúdu dymového plynu, aby bolo možné tieto pomocné a adsorpčné prostriedky lepšie využiť.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Na jedinom obrázku je znázornená schéma zariadenia na vykonávanie spôsobu čistenia prúdu dymového plynu premývacou kvapalinou podľa predloženého vynálezu.

SK 279861 Β6

Príklad uskutočnenia vynálezu

Znázornené zariadenie na vykonávanie spôsobu čistenia prúdu dymového plynu podľa predloženého vynálezu pozostáva v podstate zo sériového zapojenia suchého filtra a dvoch premývačov 2 a 3 dymového plynu. Premývače a 3 dymového plynu, ktoré predstavujú dva stupne mokrého čistenia prúdu dymového plynu, sú vytvorené vo forme valcových premývacích kolón, ktoré sú zvyčajným spôsobom opatrené vyložením z tkaniny kropeným premývacou kvapalinou a násypom výplňových telies. Premývacia kvapalina vstrekovaná prívodným potrubím 4 sa s vytváraným kondenzátom zhromažďuje v spodnej oblasti premývacích kolón pre vytváranie čerpacej zásoby, ktorá sa obehovým čerpadlom 5 v okruhu 6 kvapaliny dopravuje k prívodnému potrubiu 4. K tomuto okruhu 6 kvapaliny sa cez dávkovacie potrubie 8 zo zásobnej nádrže 7 primiešava vodný hydroxid sodný, aby bolo možné nastaviť hodnotu pH napríklad 8 až 8,5, vhodnú na odlučovanie kyslých zložiek škodlivých látok. Na tento účel sa cez vetvu 9 potrubia pripojenú k okruhu 6 kvapaliny určuje hodnota pH kvapaliny okruhu príslušným meradlom 10, ktoré je pripojené k vstupu skutočnej hodnoty regulátora 11, takže pri vzniknutom rozdieli skutočnej a žiadanej hodnoty je motor 12 dávkovacieho čerpadla 13 cez zodpovedajúci nastavovací člen 14 riadený v zmysle porovnania skutočnej a žiadanej hodnoty. Ak majú byť nielen v suchom filtri, ale i v stupni mokrého čistenia odlučované ťažké kovy, môže byť hodnota pH znížená na hodnotu menšiu ako 7. Pre odlučovanie oxidov dusíka môže byť hodnota pH zvýšená nad 9.

Časť kvapaliny z okruhu 6 kvapaliny sa odčerpáva čerpadlom 15, ktoré privádza oddelenú premývaciu kvapalinu v prípade premývača 3 dymového plynu cez potrubie 16 do premývača 2 dymového plynu, zatiaľ čo premývacia kvapalina oddelená z okruhu 6 kvapaliny premývača 2 dymového plynu sa dopravuje cez dopravné potrubie 17 do prúdu dymového plynu v miešacej komore 18, aby dymový plyn pred vstupom do suchého filtra 1 bol ochladený na teplotu prípustnú pre suchý filter 1 nad rosným bodom. Po privedení premývacej kvapaliny potrubím 17 sa teplota dymového plynu sleduje teplotným čidlom 19, aby pred prekročením najvyššej prípustnej teploty pre suchý filter 1 mohla byť do miešacej komory 18 privedená potrubím 20 pre čerstvú vodu prídavná chladiaca voda. Pomocou príslušného regulátora 21 môže byť príslušne ovládaný nastavovací člen 22 prítokového ventilu 23 v potrubí 20 pre čerstvú vodu.

Pred vstupom do suchého filtra 1 sa do prúdu dymového plynu primiešava vápenný hydrát a aktívne uhlie, pričom tieto prostriedky sa odoberajú cez dávkovacia závitovka 25 zo zásobnej nádrže 24 a cez dúchadlo 26 sa dopravujú do potrubia 27 dymového plynu. Vápenný hydrát tejto zmesi zlepšuje výkon odlučovania suchého filtra 1, ktorý je výhodne zostavený pomocou filtračných hadíc z teflonu, zatiaľ čo pomocou aktívneho uhlia môžu byť adsorbované dioxíny, furány, ako i ťažké kovy. Pevné látky, ktoré sa odlučujú a zhromažďujú na dne suchého filtra 1, sa odvádzajú odvádzacou závitovkou 28 na ďalšie spracovanie. Aby sa zmes aktívneho uhlia a vápenného hydrátu výhodne využila, môže sa časť týchto pevných látok v okruhu opäť zavádzať do prúdu odpadového plynu.

Dymový plyn ochladený pred suchým čistením, napríklad na 150 až 240 °C, po suchom čistení v suchom filtre 1 sa vo vstrekovacom chladiči 29 obsahujúcom Venturiho trubicu a predradenom premývači 2 dymového plynu adiabaticky ochladí na teplotu pod 80 °C, pričom vstrekovaná chladiaca kvapalina sa cez potrubie 30 odoberá z okruhu 6 kvapaliny premývača 2 dymového plynu. Ak teplota prúdu dymového plynu privádzaného do premývača 2 dymového plynu prekročí vopred danú hornú hraničnú teplotu, napríklad 90 °C, čo sa zistí teplotným čidlom 31, môže byť sacie dúchadlo 32 zaradené na dopravu dymového plynu za premývačom 2 dymového plynu odpojené cez regulátor 33, ktorý ovláda hnací motor 34 sacieho dúchadla 32 cez nastavovací člen 35. Rovnakým spôsobom môže byť sacie dúchadlo 32 odpojené, keď teplota dymového plynu vnútri premývača 2 dymového plynu prekročí vopred danú hraničnú hodnotu.

Dymový plyn ochladený na teplotu pod rosným bodom sa vnútri premývača 2 dymového plynu podrobí zvyčajným spôsobom mokrému čisteniu zavedením premývacej kvapaliny cez prívodné potrubie 4, pričom premývacia kvapalina, ktorá prijíma vznikajúci kondenzát s absorbovanými škodlivými látkami, prípadne reakčnými produktmi, je vedená v okruhu 6 kvapaliny opísaným spôsobom. Pred výstupom z premývača 2 dymového plynu je usporiadaný kvapkový odlučovač, ktorý zamedzuje strhávaniu jemných kvapôčok kvapaliny prúdom dymového plynu. Dymový plyn predbežne vyčistený mokrým čistením sa vedie spojovacím potrubím 36 do ďalej zaradeného premývača 3 dymového plynu, v ktorom sa podobným spôsobom vykoná konečné čistenie. Zatiaľ čo v premývači 2 dymového plynu sa podiel kvapaliny oddelený z okruhu 6 kvapaliny nahrádza podielom kvapaliny oddeleným z okruhu 6 kvapaliny premývača 3 prúdu dymového plynu, sa tento podiel kvapaliny nahrádza čerstvou vodou, ktorá sa vstrekuje cez napájacie potrubie 37 do premývača 3 dymového plynu. Po zodpovedajúcom odlúčení kvapiek sa vyčistený dymový plyn vedie cez potrubie 38 do odťahového komína 39, pričom do potrubia 38 môže byť zaradený tlmič 40 zvuku, prípadne opatrený vykurovaním 41, aby bola potlačená kondenzácia vodnej pary pri výstupe dymových plynov z odťahového komína 39.

Ako je z obrázka bez ďalšieho výkladu zrejmé, privádzaním podielov kvapaliny oddelených z mokrého čistenia do horúcich dymových plynov a nasledujúcim suchým čistením dymových plynov ochladených na teplotu nad rosným bodom môže byť vylúčený podiel premývacej kvapaliny, ktorý by bolo potrebné čistiť, čo podstatne zníži náklady na takéto čistiace zariadenia a prináša väčšiu znášanlivosť so životným prostredím.

Ak sa do suchého filtra 1 primiešava napríklad zmes 95 % hmotnostných bieleho vápenného hydrátu a 5 % hmotnostných pecného koksu, môžu byť organické škodlivé látky ako dioxíny, furány, polychlórované bifenyly, ako i produkty ich rozkladu, práve tak odstránené adsorpciou ako plynná ortuť a kadmium. Okrem toho sa odstránia kyslé škodlivé látky ako chlorovodík, oxid siričitý a fluorovodík. To znamená, že ďalej zapojené stupne mokrého čistenia budú zaťažené prachom a aerosólmi v množstve menšom ako 1 mg.m’3, dioxíny a furány v množstve menšom ako 0,1 ng.m'3, ako i ortuťou a kadmiom v množstve menšom ako 50 pg.m^_3. Tým je tiež zbytočné vykonávať jeden z oboch stupňov mokrého čistenia v kyslom režime s cieľom odlúčiť ortuť. Alkalický prevádzkované premývače 2,3 dymového plynu potom umožňujú zníženie oxidov dusíka asi o 50 %. Okrem toho sa dosiahne významné obmedzenie kyslých škodlivých látok ako chlorovodíka, oxidu siričité3 ho a fluorovodíka. Vyčistené dymové plyny majú obsah prachu menší ako 1 mg.m'3, obsah chlorovodíka menší ako 5 mg.m3, obsah oxidu siričitého menší ako 20 mg.nr-ζ obsah ortuti menší ako 25 pg.m’J, obsah kadmia menší ako 25 pg.m'3, obsah fluorovodíka menší ako 30 pg.rrr^ a obsah dioxínov a furánov menší ako 0,05 ng.m'3.

Claims (3)

1. Spôsob čistenia prúdu dymového plynu premývacou kvapalinou, ktorá sa vstrekuje do horúceho prúdu dymového plynu aspoň v jednom stupni, ktorou sa z prúdu dymového plynu odlučuje vznikajúci kondenzát a ktorá sa opäť privádza do prúdu dymového plynu, zatiaľ čo časť kvapaliny sa z okruhu kvapaliny oddeľuje, vyznačujúci sa t ý m , že kvapalina oddelená z okruhu (6) kvapaliny sa v horúcom prúde dymového plynu pred jeho mokrým čistením odparuje predtým, ako týmto odparením na teplotu nad rosným bodom ochladený prúd dymového plynu preteká suchým filtrom (1), ktorý je predradený mokrému čisteniu, a v ktorom sa škodlivé látky adsorbujú a odlučujú.

2. Spôsob podľa nároku 1,vyznačujúci sa t ý m , že prúd dymového plynu sa čistí v dvoch stupňoch premývacou kvapalinou vedenou v okruhu (6) kvapaliny, pričom kvapalina odvádzaná z okruhu (6) kvapaliny do nasledujúceho stupňa (2) sa privádza do okruhu (6) kvapaliny predchádzajúceho stupňa (2), a že kvapalina odvádzaná z okruhu (6) kvapaliny predchádzajúceho stupňa (2) sa odparuje v horúcom prúde dymového plynu.

3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m , že pred suchým filtrom (1) sa do prúdu dymového plynu primiešavajú pomocné, prípadne adsorpčné prostriedky, prednostne vápenný hydrát a aktívne uhlie.