Пристрій для десульфуризації димових газів з розділеним збірником зрошувальної рідини та спосіб його використання

1. Пристрій для десульфуризації димового газу, що містить приймач, в якому у верхній частині вертикально розташовані форсунки для зрошувальної рідини, а у нижній частині вказаного приймача передбачений збірник зрошувальної рідини для приймання зрошувальної рідини, де вказаний збірник зрошувальної рідини розділений на перший басейн і другий басейн за допомогою розділової стінки, вказана розділова стінка виступає вище найвищого рівня рідини в збірнику зрошувальної рідини, де вказана розділова стінка включає засоби для вирівнювання рівня у вказаному збірнику зрошувальної рідини, що забезпечує обмін зрошувальної рідини між вказаними басейнами, де принаймні у вказаному першому басейні передбачений окислювальний пристрій для окислювання небажаних сульфітів кальцію у сульфати кальцію. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що він містить аналізатор зрошувальної рідини. 3. Пристрій за п. 2, який відрізняється тим, що аналізатор зрошувальної рідини виконаний таким чином, що він безперервно аналізує проби зрошувальної рідини. 4. Пристрій за одним із попередніх пунктів, який відрізняється тим, що щонайменше одна сторона C2 2 (19) 1 3 88619 4 вальної рідини, у якому збирається зрошувальна рційна розміру або діаметру крапель зрошувальрідина, і абсорбційну зону, яка проходить усереної рідини подаваної з форсунок для зрошувальної дині циліндричного приймача баштового скруберу рідини. Відповідно, у документі СА-А-1 251 919 зі збірника зрошувальної рідини до верхнього рівпропонується розпорошувати зрошувальну рідину ня форсунок для зрошувальної рідини. Димовий за допомогою форсунок для зрошувальної рідини газ подається в нижню секцію абсорбційної зони в як можна дрібніше, щоб тим самим зменшити розбаштовому скрубері, відкіля протікає нагору і вимір крапель зрошувальної рідини і, відповідно, ходить з баштового скруберу через випускний збільшити загальну поверхню контакту між зрошуотвір, виконаний вище форсунок для зрошувальвальною рідиною і димовим газом, який очищаєтьної рідини. На своєму шляху через баштовий ся. скрубер димовий газ вступає в контакт із зрошуваМайже повної реакції лужних земель протягом льною рідиною, вихідної з форсунок для зрошувапроцесу очищення димового газу можна домогтися льної рідини, і при цьому очищається, як більш і за рахунок збільшення часу перебування зрошудокладно описується нижче. Такий пристрій для вальної рідини в абсорбційній зоні баштового очищення відомо, наприклад, з документу DE-Aскруберу для того, щоб дати лужним землям до100 58 548. статню можливість прореагувати з оксидами сірки Зрошувальна рідина переважно містить крім в димовому газі. При цьому підвищується імовірводи лужні землі, які реагують з оксидами сірки, які ність того, що в цій реакції буде брати участь кожприсутні у димовому газі, і оксидами сірки, які на частка лужних земель. Для того щоб збільшити утворюються в баштовому скрубері. Зокрема, вичас перебування зрошувальної рідини в абсорбкористовується вапно у виді оксиду кальцію, гідроційній зоні баштового скруберу, у документі СА-А-1 ксиду кальцію, карбонату кальцію і т.п. 252 919, наприклад, пропонується змусити зрошуЛужні землі реагують з оксидами сірки, які вальну рідину кілька разів циркулювати між збірприсутні у димовому газі, з утворенням практично ником зрошувальної рідини і форсунками для сульфіту кальцію, який зв'язується в зрошувальній зрошувальної рідини, щоб вона частіше проходила рідині. Таким шляхом димовий газ очищається від через абсорбційну зону баштового скруберу. небажаних оксидів сірки і після цього випливає з Ще одна проблема, зв'язана з остаточним пристрою для очищення. Зрошувальна рідина, отриманням сульфату кальцію високої якості, поутримуючі частки сульфіту кальцію, що підтримулягає в тім, що при реакції зрошувальної рідини з ються в ній на плаву, протікає в збірник зрошувадимовим газом утворюється не тільки сульфат льної зрошувальної рідини і збирається там. кальцію, але і небажані побічні продукти, наприСульфат кальцію, що утворюється під час клад, сульфіти, зокрема, сульфіт кальцію, який очищення димового газу, має такі ж позитивні влазабруднює сульфат кальцію. стивості, що і природний гіпс. Тому він є бажаним Для того щоб знизити частку цих небажаних побічним продуктом процесу очищення димового сульфітів у зрошувальній рідині, присутньої в збіргазу, який отримують з зрошувальної рідини, зінику зрошувальної рідини у документі US-A-4 539 браної в збірнику зрошувальної рідини. Частки 184 пропонується вводити щонайменше в одну сульфату кальцію віддаляються зі збірника зрошузону збірника зрошувальної рідини кисень у виді вальної рідини разом з зрошувальною рідиною, і повітря або подібному виді для окислювання припотім у наступному процесі отримують з зрошувасутніх у ній сульфітів кальцію в сульфат кальцію. льної рідини. Сульфат кальцію можна потім піддаМетою даного винаходу є створення пристрою вати подальшій переробці в матеріали, зокрема, у і способу очищення димового газу, зокрема, димобудівельні матеріали. вого газу вугільної електростанції, у якому і по Для отримання сульфату кальцію високої якоякий реакція між лужними землями, розчиненими в сті необхідно досягти, щоб у зрошувальній рідині, зрошувальній рідині і оксидами сірки, які присутні у зібраної в збірнику зрошувальної рідини, при її димовому газі, ще більш оптимізується. видаленні зі збірника для зрошувальної рідини для Зазначена мета досягається, відповідно до отримання сульфату кальцію містилося якнаймеданого винаходу, пристроєм по п. 1 формули винше лужних земель. находу і способом очищення димових газів по п. 8 Відповідно, протягом процесу очищення димоформули винаходу. вого газу з оксидами сірки, які містяться в підлягаПропонований пристрій для очищення димоючому очищенню димовому газі, повинні прореавого газу містить збірник зрошувальної рідини, гувати майже всі лужні землі, додані в який розділений на кілька басейнів. Зрошувальна зрошувальну рідину. рідина вихідна з абсорбційної зони, збирається Такої повної реакції лужних земель можна дощонайменше в одному басейні. Потім її можна могтися різними способами, які можна здійснювати щонайменше частково видалити відтіля для отриі спільно. мання сульфату кальцію. Щонайменше в один З одного боку, можна спробувати домогтися інший басейн додається свіжа добавка, наприполіпшеної реакції між компонентами реакції, щоб клад, вапняк. підвищити імовірність відповідної реакції. Перевага поділу збірника зрошувальної рідиРеакція лужних земель і оксидів сірки з одерни, щонайменше на два басейни полягає в тім, що жанням сульфіту кальцію досягається при дифузії і додавання добавки і видалення зрошувальної рі(або) розчиненні на поверхні контакту між зрошудини, необхідне для отримання сульфату кальцію, вальною рідиною і димовим газом. При цьому чим можна локально відокремити. Додавання добавки більше поверхня контакту, тим кращою буде досянеобхідно для забезпечення зрошувальної рідини, гнута реакція. Поверхня контакту обернено пропокомпонентами по реакції, які необхідні для очи 5 88619 6 щення, у виді лужних земель, але, з іншого боку, вок у напрямку другого басейну. Таким чином, занадто високої концентрації добавок варто уникаконцентрація добавок зрошувальної рідини у збірти, оскільки такі добавки, які не беруть участь у нику зрошувальної рідини підвищується в напрямреакції, забруднюють зрошувальну рідину, викорику другого басейну, де вона досягає максимуму. стовувану для отримання сульфату кальцію, який Нарешті, по ще одному кращому варіанті здійміститься в зрошувальній рідині. снення способу зрошувальну рідину для отриманДля попереднього очищення димового газу ня сульфату кальцію відбирають тільки з одного зрошувальна рідина, яка необхідна для процесу басейну збірника зрошувальної рідини переважно очищення, береться з басейну, який має низьку з того басейну, у якому зрошувальна рідина має концентрацію добавок, а для остаточного очищеннайменшу концентрацію добавок. При цьому, відня вона береться з басейну, у який додані добавповідно, можна отримувати сульфат кальцію високи. Висока концентрація добавок, використовувана кої якості. таким спеціальної шляхом, приводить до оптиміДокладний опис винаходу приводиться нижче зованих характеристик очищення. Зрошувальна з посиланнями на графічний матеріал. рідина для отримання сульфату кальцію відбираОпис графічного матеріалу ється з басейну, що має низьку концентрацію доФіг.1 являє собою загальний вид першого вабавок, і завдяки цьому можна одержати сульфат ріанту здійснення пропонованого пристрою для кальцію кращої якості. очищення димового газу. Для того щоб розділити збірник зрошувальної Фіг.2 являє собою вид збоку першого варіанту рідини на кілька басейнів, передбачається щонайздійснення пропонованого пристрою, показаного менше одна розділова стінка. Ця розділова стінка на Фіг.1. переважно містить засоби для вирівнювання рівнів Фіг.3 являє собою загальний вид другого варіу збірнику зрошувальної рідини, наприклад, наанту здійснення пропонованого пристрою для скрізні отвори, які у невеликій мірі забезпечують очищення димового газу. обмін зрошувальної рідини між басейнами. Фіг.4 являє собою загальний вид ще одного По одному з кращих варіантів здійснення приваріанту здійснення пропонованого пристрою для стрій містить аналізатор зрошувальної рідини, очищення димового газу. який переважно безупинно аналізує проби зрошуФіг.5 являє собою загальний вид четвертого вальної рідини. Цей аналізатор зрошувальної ріваріанту здійснення пропонованого пристрою для дини дозволяє виконувати аналіз складу зрошуваочищення димового газу. льної рідини водневого показника зрошувальної Фіг.6 являє собою загальний вид п'ятого варірідини і т.п. Відповідно, можна забезпечити, що анту здійснення пропонованого пристрою для зрошувальна рідина, яка направляється в абсорбочищення димового газу. ційну зону, і зрошувальна рідина, яка відбирається Фіг.1 являє собою загальний вид першого вадля отримання сульфату кальцію, завжди має опріанту здійснення пропонованого пристрою 10 для тимальний склад, необхідний водневий показник і очищення димового газу, на якому стінки пристрою т.п. 10 для кращого виду представлені «прозорими», Крім того, по ще одному варіанті здійснення щоб були видні компоненти усередині пристрою даного винаходу, переважно, якщо щонайменше 10. Це стосується і пристроїв, представлених на одна сторона приймача має таку форму, що об'єм Фіг.2-6. Димовим газом переважно є димовий газ абсорбційної зони в напрямку від впускного отвору вугільної електростанції або подібний. Пристрій 10 для димового газу до випускного збільшується або містить приймач 12, що переважно має форму зменшується, і при цьому димовий газ, що протіпаралелепіпеду. У верхній частині приймачу 12 кає через абсорбційну зону, відповідно сповільнюрозташовані форсунки 14 для зрошувальної рідиється або прискорюється, що у свою чергу відповіни, що можуть розташовуватися на різних рівнях, дно відбивається на часі перебування димового орієнтованими в різних напрямках, наприклад, газу в абсорбційній зоні. Зазначеної щонайменше горизонтально або вертикально, причому вертикаоднією стороною приймача може бути, наприклад, льна орієнтація форсунок 14 для зрошувальної верхня сторона, одна або кілька бічних стінок або рідини є кращою. У нижній частині приймачу 12 їхнє відповідне сполучення. передбачений збірник 16 зрошувальної рідини, У пропонованому способі зрошувальна рідина призначений для прийому зрошувальної рідини. в окремих басейнах збірника зрошувальної рідини Збірник 16 зрошувальної рідини, розділений на має різні склади, принаймні, при роботі. При роботі перший басейн 20 і другий басейн 22 розділовою зрошувальну рідину з першого басейну з боку впустінкою 18. У цьому пристрої зазначена розділова скного отвору для газу перекачують до форсунок стінка 18 виступає вище найвищого рівня рідини в для зрошувальної рідини з боку впускного отвору збірнику зрошувальної рідини і два басейни 20 і 22 для газу, а зрошувальну рідину із другого басейну цілком відділені друг від друга. У розділовій стінці з боку випускного отвору для газу перекачують до передбачені отвори (не показані), призначені для форсунок для зрошувальної рідини з боку випусквирівнювання рівня в збірнику зрошувальної рідиного отвору для газу. Таким чином, зрошувальну ни, що у невеликій мірі забезпечують обмін зрошурідину їхнього першого басейну використовують вальної рідини між басейнами 20 і 22. Між форсундля попереднього очищення, а зрошувальну рідиками 14 для зрошувальної рідини і збірником 16 ну їхнього другого басейну використовують для зрошувальної рідини приймач 12 містить абсорбостаточного очищення димового газу. Через деційну зону 24, через яку в робочому стані приякий час у зрошувальній рідині з першого басейну строю 10 підлягаючий десульфуризації димовий досягається природній градієнт концентрації добагаз подається через впускний отвір 17 горизонта 7 88619 8 льний у напрямку, показаному стрілками А, і виФіг.2 являє собою вид збоку пристрою, покапливає через випускний отвір 19. Зрошувальна заного на Фіг.1. рідина форсунками 14 для зрошувальної рідини На Фіг.2 показано, що форсунки 14 для зрошурозпорошується у виді дрібного тумана на димовальної рідини, розташовані на різних рівнях. вий газ, що протікає через зазначену абсорбційну Фіг.3 являє собою загальний вид другого варізону 24. Лужні землі, що містяться в зрошувальній анту здійснення пропонованого пристрою для рідині, наприклад, карбонат кальцію, реагують з очищення димового газу. Пристрій 10, представоксидами сірки в димовому газі, і при цьому утволений на Фіг.3, істотно відрізняється від пристрою, рюється практично сульфіт кальцію, що у свою представленого на Фіг.1 і 2, тим, що верхня частичергу зв'язується в зрошувальну рідину. Таким на 28 проходить під кутом усередину так, що від чином десульфуризується димовий газ, який провпускного отвору 17 для димового газу в напрямку тікає через зазначену абсорбційну зону 24. випускного отвору 19 для димового газу об'єм абЗрошувальна рідина, яка виходить з зазначесорбційної зони 24 стає менше. У цьому зразковоної абсорбційної зони 24 і утримує сульфати кальму варіанті здійснення і розмір впускного отвору 17 цію, накопичується в збірнику 16 зрошувальної для димового газу більше розміру випускного рідини - як у першому басейні 20, так і в другому отвору 19 для димового газу. Через таку форму басейні 22. У басейні 20 і (або) басейні 22 відповіприймачу 12, а також через розміри впускного і дно міститься зрошувальна рідина, яка проходить випускного отворів 17 і 19 для димового газу, дианаліз за допомогою аналізатора зрошувальної мовий газ, що протікає через абсорбційну зону 24, рідини (не показаний), тобто, визначається склад і прискорюється в приймачі 12, тобто, швидкість (або) водневий показник зрошувальної рідини. димового газу збільшується, і, отже, час перебуЯкщо параметри зрошувальної рідини, яка мівання в приймачі 12 і, відповідно, в абсорбційній ститься в першому басейні, визначені за допомозоні 24 скорочується. гою аналізатора зрошувальної рідини (не показаФіг.4 ілюструє ще один варіант здійснення ний), збігаються з параметрами зрошувальної пропонованого пристрою для очищення димового рідини, необхідними для отримання сульфату газу. На відміну від пристрою, представленого на кальцію, зрошувальна рідина відбирається з перФіг.3, верхня частина 28 проходить під кутом назошого басейну 20 по відповідній трубі 30. Труба 30 вні так, що від впускного отвору 17 для димового містить засоби, необхідні для добору зрошувальгазу в напрямку випускного отвору 19 для димовоної рідини (не показані), наприклад, клапани, наго газу об'єм абсорбційної зони 24 збільшується, соси і т.п. причому розмір впускного отвору 17 для димового В другий басейн чи порційно 22 безупинно догазу відповідно менше розміру випускного отвору даються добавки у виді лужних земель для заміни 19 для димового газу. При цьому димовий газ на лужних земель у зрошувальній рідині, які реагують своєму шляху від впускного отвору 17 для димовоз оксидами сірки, які присутні у димовому газі в го газу в напрямку випускного отвору 19 для димоабсорбційній зоні 24. При цьому зрошувальна рівого газу через абсорбційну зону 24 приймачу 12 дина завжди містить добавки, необхідні для просповільнюється, тобто, його швидкість знижується, цесу очищення. Додавання лужних земель може і, отже, час його перебування в абсорбційній зоні здійснюватися і за результатами вищезгаданого 24 продовжується. аналізу. Фіг.5 являє собою загальний вид четвертого У басейнах 20 і 22, але, зокрема, у басейні 20, варіанту здійснення пропонованого пристрою для переважно передбачене окисний пристрій, приочищення димового газу, який практично відповізначений для окислювання сульфітів кальцію, які дає варіанту здійснення, показаному на Фіг.4. Одприсутні тут, у сульфат кальцію. Цим окисним принак під кутом назовні проходить згідно Фіг.5 не строєм (не показане) може бути, наприклад, приверхня сторона 28 приймачу 12, а бічні стінки пристрій подачі кисню у виді повітря, у якому переваймачу 12, і при цьому від впускного отвору 17 для жно подається повітря по трубах, які мають димового газу в напрямку випускного отвору 19 відповідні випускні отвори для повітря, виконані для димового газу об'єм абсорбційної зони збільгоризонтально в басейні 20 і (або) басейні 22. шується. Насоси 26 перекачують зрошувальну рідину, Нарешті, Фіг.6 являє собою загальний вид п'язібрану в збірнику 16 зрошувальної рідини остатотого варіанта здійснення пропонованого пристрою чно назад у форсунки 14 для зрошувальної рідини. для очищення димового газу, що практично аналоУ цьому пристрої зрошувальна рідина відібрана з гічний варіанту здійснення, представленому на першого басейну 20, повертається у форсунки 14 Фіг.3, у якому під кутом усередину проходить не поруч із впускним отвором для газу для поперезазначена верхня сторона 28 приймачу 12, а бічні днього очищення димового газу, а зрошувальна стінки приймача 12, і при цьому від впускного рідина відібрана з другого басейну 22, повертаєтьотвору 17 для димового газу в напрямку випускнося у форсунки 14 поруч з випускним отвором для го отвору 19 для димового газу об'єм абсорбційної газу для остаточного очищення димового газу. зони 24 зменшується. Відповідно, у зрошувальній рідині створюється Кожний з варіантів здійснення пропонованого градієнт концентрації добавок, а саме: від низької пристрою, представлених на Фіг.1-6, має в збірниконцентрації в першому басейні 20 до максимальку зрошувальної рідини, окислювальний пристрій, ної концентрації в другому басейні 22. При цьому який для спрощення на цих фігурах не показано. для того, щоб отримати сульфат кальцію, з басейЗа допомогою цього окисного пристрою в збірник ну 20 завжди може відбиратися зрошувальна різрошувальної рідини подається кисень, який реадина, яка має дуже низьку концентрацію добавок. 9 88619 10 гує із сульфітами кальцію з перетворенням їх у Крім того, збірник зрошувальної рідини може сульфат кальцію. містити більш двох басейнів. Ясно, що описані вище кращі варіанти здійсНарешті, пропонований пристрій і пропонованення не є обмежуючими і, отже, можливі інші ваний спосіб можна використовувати, наприклад, і ріанти і зміни в межах захищеного обсягу даного для опріснення, у цементній промисловості або на винаходу, що визначається прикладеною формуелектростанціях, що працюють на викопних палилою винаходу. вах. Наприклад, розділова стінка 18 не обов'язково Перелік позицій: повинна цілком розділяти два басейни 20 і 22 з 10 пристрій таким розрахунком, щоб у визначеній мірі уможли12 приймач вити обмін зрошувальної рідини між двома басей14 форсунки для зрошувальної рідини нами. 16 збірник зрошувальної рідини Крім того, аналізатор зрошувальної рідини і 17 впускний отвір для димового газу (або) окисний пристрій можна передбачити тільки 18 розділова стінка в одному з двох басейнів 20 чи 22. 19 випускний отвір для димового газу Крім того, димовий газ може протікати через 20 перший басейн пристрій 10 і з нижньої частини у верхню, тобто, 22 другий басейн димовий газ надходить, наприклад, у нижню сек24 абсорбційна зона цію абсорбційної зони 24 приймача 12 і виходить з 25 труба неї з правої сторони над форсунками 14 для зро26 насосний пристрій шувальної рідини через відповідний отвір. Але ми 28 верхня сторона хотіли б відзначити, що горизонтальний наскрізний 30 труба потік димового газу через приймач 12, як показано на Фіг.1, є більш переважним. 11 88619 12 13 88619 14 15 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 88619 Підписне 16 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601