EA008436B1 - Устройство для очистки дымовых газов - Google Patents

Abstract

Устройство для очистки дымового газа, содержащее сборник 16 орошающей жидкости, состоит из окислительного устройства 24, имеющего по меньшей мере один трубопровод 21 и выпускные отверстия 22 для кислорода, предусмотренные в нем для введения кислорода в указанный сборник 16 орошающей жидкости; и циркуляционного средства 28, предназначенного для циркуляции орошающей жидкости, присутствующей в указанном сборнике 16, в указанном сборнике 16 орошающей жидкости, отличающееся тем, что указанные выпускные отверстия 22 для кислорода по меньшей мере одного трубопровода 21 указанного окислительного устройства 24 имеют диаметр не менее 9 мм.

Description

Данное изобретение относится к устройству для очистки дымового газа, в частности для десульфуризации отработавшего газа угольной электростанции или подобного ему.

Устройства для очистки уже известны. Обычно они содержат башенный скруббер, имеющий форсунки для орошающей жидкости, которые зачастую расположены на нескольких уровнях, сборник для орошающей жидкости, в котором собирается орошающая жидкость, и абсорбционную зону, которая проходит внутри приемника башенного скруббера из сборника орошающей жидкости до верхнего уровня форсунок для орошающей жидкости. Дымовой газ подается в нижнюю секцию абсорбционной зоны в башенном скруббере, откуда протекает вертикально вверх и выходит из башенного скруббера через выпускное отверстие, выполненное выше форсунок для орошающей жидкости. На своем пути через башенный скруббер дымовой газ вступает в контакт с орошающей жидкостью, выходящей из форсунок для орошающей жидкости, и при этом очищается, как более подробно описывается ниже.

Такое устройство для очистки известно, например, из документа ΌΕ-Ά-10058548. Орошающая жидкость предпочтительно содержит помимо воды щелочные земли, реагирующие с оксидами серы, присутствующими в дымовом газе, и оксидами серы, образующимися в башенном скруббере. В частности, используется известь в виде оксида кальция, гидроксида кальция, карбоната кальция и т.п.

Щелочные земли реагируют с оксидами серы, присутствующими в дымовом газе, с образованием практически сульфита кальция, который связывается в орошающей жидкости. Таким образом дымовой газ очищается от нежелательных оксидов серы и после этого вытекает из устройства для очистки. Орошающая жидкость, содержащая частицы сульфита кальция, которые поддерживаются в ней на плаву, протекает в сборник орошающей жидкости и собирается там.

Из орошающей жидкости, собранной в сборнике орошающей жидкости, необходимо извлечь сульфат кальция. Сульфат кальция обладает такими же положительными свойствами, что и природный гипс, и в большинстве случаев подвергается дальнейшей переработке в материалы, в частности в строительные материалы.

Для того чтобы превратить частицы сульфита кальция, которые образовались при очистке дымового газа в абсорбционной зоне башенного скруббера, в частицы сульфата кальция, известным решением является наличие в сборнике орошающей жидкости окислительного устройства, которое вводит в сборник орошающей жидкости кислород в виде воздуха или подобном виде. При реакции кислорода и сульфитов кальция образуется сульфат кальция. В целях оптимизации этой реакции предпочтительно, чтобы окислительное устройство создавало большое количество очень маленьких пузырьков воздуха (по возможности диаметром менее 1 мм). Маленькие пузырьки воздуха обладают тем преимуществом, что имеют более продолжительное, чем большие пузыри воздуха, время пребывания в сборнике орошающей жидкости, благодаря чему улучшается проникание кислорода в орошающую жидкость. Кроме того, уменьшение диаметра пузырьков воздуха и увеличение числа пузырьков приводят к большей поверхности контакта между пузырьками кислорода и орошающей жидкостью и лучшему обмену кислорода путем диффузии и (или) растворения на поверхностях контакта между частицами сульфита кальция и пузырьками кислорода. Наконец, более продолжительное время пребывания удлиняет путь пузырьков и тем самым время контакта.

Однако создание очень маленьких пузырьков кислорода имеет тот недостаток, что малые выпускные отверстия для кислорода окислительного устройства относительно быстро засоряются, это приводит к увеличению объема работ по техническому обслуживанию.

Для того чтобы предотвратить засорение этих малых выпускных отверстий для кислорода окислительного устройства, в документе ΌΕ-Ά-4329427 предлагается башенный скруббер для установки десульфуризации дымового газа, в котором вводы потока должны располагаться в сборнике орошающей жидкости башенного скруббера, а трубы с выпускными отверстиями для кислорода окислительного устройства - в зоне наибольшего расхода вводов потока. Благодаря высоким расходам в выпускных отверстиях для кислорода можно предотвратить быстрое засорение этих отверстий. Кроме того, увеличение расхода улучшает к тому же и реакцию в зоне окисления. Недостатком этого устройства, однако, является установка вставок для потока, которая требует больших трудозатрат.

Целью данного изобретения является создание устройства для очистки дымового газа, в котором от указанных вставок для потока можно отказаться без ухудшения реакции в зоне окисления, улучшенной благодаря малым выпускным отверстиям для кислорода и вставок для потока.

Эта цель достигается, в соответствии с данным изобретением, устройством для очистки дымового газа, содержащим сборник орошающей жидкости, который содержит окислительное устройство, имеющее по меньшей мере один трубопровод и выпускные отверстия для кислорода, предусмотренные в нем для введения кислорода в сборник орошающей жидкости, и циркуляционное средство, предназначенное для циркуляции орошающей жидкости, присутствующей в сборнике орошающей жидкости. В этом устройстве выпускные отверстия для кислорода по меньшей мере одного трубопровода окислительного устройства имеют, в соответствии с данным изобретением, диаметр не менее 9 мм, предпочтительно 12 мм и особенно предпочтительно 15 мм.

Для того чтобы можно было отказаться от вставок для потока, которые используются в устройстве для очистки дымового газа по документу ΌΕ-Ά-4329427, и одновременно предотвратить засорение выпу

- 1 008436 скных отверстий для кислорода окислительного устройства, выпускные отверстия для кислорода по меньшей мере одного трубопровода окислительного устройства имеют, в соответствии с данным изобретением, диаметр не менее 9 мм, предпочтительно 12 и 15 мм.

При таком большом диаметре недостатками, обусловленными засорением, можно пренебречь. Однако одним из недостатков такого решения является то, что реакция в зоне окисления сборника орошающей жидкости значительно хуже по сравнению с известным устройством для очистки дымового газа. Однако установлено, что это ухудшение реакции можно компенсировать, если внутрь сборника орошающей жидкости поместить циркуляционное средство, предназначенное для циркуляции орошающей жидкости, присутствующей в сборнике орошающей жидкости, поскольку расходы внутри сборника орошающей жидкости, обеспечиваемые этим циркуляционным средством, оказывают положительное влияние на реакцию в зоне окисления. По сравнению со вставками для потока циркуляционное средство имеет очень простую конструкцию, поскольку в своем простейшем варианте осуществления состоит из трубопровода, имеющего впускное и выпускное отверстия, и соответствующего насоса. Кроме того, преимущества такого циркуляционного средства заключаются в том, что орошающая жидкость, присутствующая в сборнике орошающей жидкости, всегда хорошо смешивается, и на дне сборника орошающей жидкости не образуется отложений.

По другому варианту осуществления данного изобретения циркуляционное средство содержит впускное отверстие, соединенное с верхней зоной сборника орошающей жидкости, выпускное средство, расположенное в нижней зоне сборника орошающей жидкости, и насос, сторона всасывания которого соединена с впускным отверстием, а сторона выпуска - с выпускным средством. При этом орошающая жидкость перекачивается из верхней зоны сборника орошающей жидкости в нижнюю зону, и, таким образом, орошающая жидкость в нижней зоне, в частности, смешивается, благодаря чему не должны ожидаться отложения на дне сборника орошающей жидкости.

Кроме того, предпочтительно, если по меньшей мере один трубопровод окислительного устройства расположен по меньшей мере частично на циркуляционном средстве с тем, чтобы можно было не использовать отдельное крепежное средство.

Кроме того, циркуляционное средство преимущественно содержит дозировочное устройство, предназначенное для введения добавок в орошающую жидкость. При этом состав орошающей жидкости внутри башенного скруббера можно при необходимости в этом регулировать.

Ниже со ссылками на прилагаемый чертеж объясняется один из предпочтительных вариантов осуществления устройства для очистки дымового газа. Эта фигура представляет собой эскизный вид спереди варианта осуществления предлагаемого устройства 10 для очистки дымового газа. Дымовым газом предпочтительно является дымовой газ угольной электростанции или подобный. Устройство 10 содержит приемник 12, предпочтительно имеющий форму параллелепипеда. В верхней части приемника 12 расположены форсунки 14 для орошающей жидкости, которые могут размещаться на разных уровнях, ориентированные в разных направлениях, например горизонтально или вертикально, причем горизонтальная ориентация форсунок для орошающей жидкости является предпочтительной. В нижней части приемника 12 предусмотрен сборник 16 орошающей жидкости, предназначенный для приема орошающей жидкости. Между форсунками 14 для орошающей жидкости и указанным сборником 16 приемник 12 содержит абсорбционную зону 18, в которую в рабочем состоянии устройства 10 подлежащий очистке дымовой газ подается через впускное отверстие 17 практически горизонтально и с практически постоянной скоростью в направлении, показанном стрелками А, и вытекает через выпускное отверстие 19. Орошающая жидкость насосным устройством 20 по трубе 21 выкачивается из сборника 16 орошающей жидкости в указанные форсунки 14 для орошающей жидкости и распыляется ими в виде мелкого тумана на дымовой газ, протекающий через указанную абсорбционную зону 18. Щелочные земли, содержащиеся в орошающей жидкости, например карбонат кальция, реагируют с оксидами серы в дымовом газе, и при этом образуется практически сульфит кальция, который в свою очередь связывается в орошающую жидкость. Таким образом, дымовой газ, протекающий через указанную абсорбционную зону 18, очищается. Преимущество практически горизонтального потока дымового газа через абсорбционную зону 18 заключается в том, что при этом можно добиться очень однородного потока, что в свою очередь обеспечивает улучшенное отделение оксидов серы в абсорбционной зоне 18.

Орошающая жидкость, выходящая из указанной абсорбционной зоны 18 и содержащая сульфиты кальция, собирается в сборнике 16 орошающей жидкости и реагирует здесь с кислородом, который подается в указанный сборник 16 через выпускные отверстия 22 для кислорода окислительного устройства 24, помещенного в указанный сборник 16 орошающей жидкости. Эти выпускные отверстия 22 для кислорода имеют диаметр не менее 9 мм, т. е. диаметр, достаточно большой, чтобы предотвратить засорение указанных выпускных отверстий 22 для кислорода. При этой реакции сульфиты кальция, присутствующие в указанном сборнике 16 орошающей жидкости, окисляются в сульфат кальция. Последний в итоге по выпускной трубе 26 выкачивается из указанного сборника 16 орошающей жидкости вместе с орошающей жидкостью для последующей обработки.

Для того чтобы улучшить реакцию, протекающую в зоне окисления указанного сборника 16 орошающей жидкости, предусмотрено циркуляционное средство 28, которое практически содержит трубу

- 2 008436 с насосом 30, по которой орошающая жидкость перекачивается из верхней части указанного сборника 16 орошающей жидкости в нижнюю часть указанного сборника 16 орошающей жидкости. При этом в указанном сборнике 16 обеспечивается циркуляция орошающей жидкости, которая приводит к улучшенной реакции в зоне окисления. Кроме того, указанное циркуляционное средство 28 помогает предотвратить образование отложений твердых частиц на дне приемника 12.

Наконец, указанное циркуляционное средство 28 содержит дозировочное устройство 34, посредством которого в орошающую жидкость, протекающую по трубе 32, можно вводить добавки. Следует, однако, отметить, что указанное дозировочное устройство 34 является необязательным.

Сочетание указанного окислительного устройства 24, трубы которого содержат выпускные отверстия 22 для кислорода, имеющие диаметр более 9 мм, и указанного циркуляционного средства 28, которое циркулирует орошающую жидкость в указанном сборнике 16 орошающей жидкости, дает конструкцию внутри указанного сборника 16 орошающей жидкости, с которой от вставок для потока можно отказаться, причем предотвращается засорение указанных выпускных отверстий 22 для кислорода указанного окислительного устройства 24 и обеспечивается очень хорошая реакция в зоне окисления указанного сборника 16 орошающей жидкости.

Наконец, следует отметить, что предлагаемое устройство можно использовать, например, и для опреснения в цементной промышленности или на электростанциях, работающих на ископаемых топливах.

Ясно, что рассмотренный выше предпочтительный вариант осуществления не является ограничивающим и что возможны другие варианты и изменения в защищенных пределах данного изобретения, которые определяются прилагаемой формулой изобретения.

Перечень позиций

- устройство

- приемник

- форсунки для орошающей жидкости

- сборник орошающей жидкости

- впускное отверстие

- абсорбционная зона

- выпускное отверстие

- насосное устройство

- труба

- выпускное отверстие для кислорода

- окислительное устройство

- выпускная труба

- циркуляционное средство

- насос

- труба

- дозировочное устройство

А - направление

Claims (4)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Устройство для очистки дымового газа, включающее в себя сборник 16 орошающей жидкости, которое содержит окислительное устройство 24, имеющее по меньшей мере один трубопровод 21 и выпускные отверстия 22 для кислорода, предусмотренные в нем для введения кислорода в указанный сборник 16 орошающей жидкости;

   циркуляционное средство 28, предназначенное для циркуляции орошающей жидкости, присутствующей в указанном сборнике 16, в указанном сборнике 16 орошающей жидкости;

   отличающееся тем, что указанные выпускные отверстия 22 для кислорода по меньшей мере одного трубопровода 21 указанного окислительного устройства 24 имеют диаметр не менее 9 мм.
2. 2. Устройство для очистки дымового газа по п.1, отличающееся тем, что указанное циркуляционное средство 28 содержит впускное отверстие, соединенное с верхней зоной указанного сборника 16 орошающей жидкости, выпускное средство, расположенное в нижней зоне указанного сборника 16 орошающей жидкости, и насос 30, сторона всасывания которого соединена с впускным отверстием, а сторона нагнетания - с выпускным средством.
3. 3. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что по меньшей мере один трубопровод указанного окислительного устройства 24 расположен по меньшей мере частично в зоне циркуляционного средства 28.
4. 4. Устройство по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что указанное циркуляционное средство 28 содержит дозировочное устройство 34, предназначенное для введения добавок в орошающую жидкость.