CZ285532B6 - Zařízení pro odsířování plynných spalin mokrou cestou - Google Patents

Abstract

Těleso absorpční věže (2), obsahující vstupní a výstupní prostor, je upevněno na horní části cirkulační nádrže (7) a vytváří s ní jeden celek, který má samonosnou konstrukci a spočívá pouze na cirkulační nádrži. Alespoň v nejvyšší části rozstřikovací zony vstupního kanálu se nacházejí rozstřikovací trubky (4), s tryskami, složícími k rozstřikování absorpční kapaliny ve směru rovnoběžném se směrem proudu plynu, a alespoň v nejnižší části rozstřikovací zony vstupního kanálu (3) se nacházejí rozstřikovací trubky (4), s tryskami, sloužícími k rozstřikování absorpční kapaliny ve směru proti proudu plynu.ŕ

Description

Zařízení pro odsiřování plynných spalin mokrou cestou

Oblast techniky

Tento vynález se týká zařízení pro odsiřování plynných spalin mokrou cestou, které je konstruováno tak, že dráha toku plynných spalin je vymezena v horizontálním směru.

Dosavadní stav techniky

Tzv. vápencově-sádrový systém odsiřování plynných spalin mokrou cestou je velmi známý a je určen k absorpci oxidů síry (které budou dále označovány SO_X nebo SO₂) z plynných spalin, za použití sloučenin vápníku, jako vápence nebo vápna, jako absorbentu a k přeměně reakcí vzniklého siřičitanu vápenatého na stabilní sádru, jako vedlejší produkt. Odsiřovací reakci v tomto procesu proměny vápence v sádru vystihuje následující chemická rovnice:

CaCO₃ + SO₂ + 2 H₂O + 1/2 O₂ -> CaSO₄.2HO₂O + CO₂

U konvenčního zařízení pro odsiřování plynných spalin, ve kterém se vytváří sádra jako vedlejší produkt za použití vápence jako absorbentu jsou plynné spaliny přiváděny do absorpční věže a přicházejí do styku s cirkulujícím kalem v rozstřikovací zóně, aby byly ochlazeny, zbaveny prachu a odsířeny. Potom je upravený plyn zbaven kapiček aerosolu v odmlžovači a odveden z absorpční věže.

Na jiném místě tohoto zařízení je vápencový kal, který je absorpční kapalinou přiveden čerpadlem vápencového kalu do cirkulační nádrže a oběhovým čerpadlem dodán do rozstřikovací zóny v absorpční věži s množstvím rozstřikovacích trysek, umístěných uvnitř tak, aby přišel do styku s plynnými spalinami, čímž jsou oxidy síry odstraněny absorpčním způsobem. Potom je vytvořený kal vrácen do cirkulační nádrže, ze které se recirkuluje. Poté, co byl kal použit k absorpci SO_x,je odtahovým čerpadlem přiveden do zahušťovače, kde je zahuštěn a pak je tento zahuštěný kal ukládán v nádrži sádrového kalu a konečně odvodněn odstředivým odlučovačem, čímž se získá sádra v práškové formě. Kalová kapalina, získaná v zahušťovači a v odstředivém odlučovači, je recirkulována a znovu použita k přípravě čisticí vody a vápencového kalu uvnitř tohoto systému.

Nevýhoda tohoto dosavadního stavu techniky spočívá v tom, že rozstřikovaný kapalný kal je přiváděn do styku s plynnými spalinami vertikálním prouděním v absorpční věži nebo v rozstřikovací zóně, a proto aby byla zajištěna kontaktní doba pro takový styk, bývá zvětšena výška absorpční věže, což má za následek zvýšení velikosti a složitosti konstrukce zařízení jako zvýšenou délku kanálů vedoucích ve směru proudění plynu i proti němu. Jinou nevýhodou je to, že výkon oběhového čerpadla je zvýšen v důsledku zvětšené výšky absorpční věže, což má za následek vyšší spotřebu energie v zařízení. Jsou-li kanály komplikovanější, dochází k vyšší nestejnorodosti toku plynu uvnitř absorpční věže, což má za následek snížení odsiřovací účinnosti.

Proto byl rovněž navržen systém, ve kterém je cirkulační nádrž pro absorbent připojena k horizontální absorpční věži, navržené pro horizontální rozstřikování absorpční kapaliny. Tento systém však není příliš výhodný, protože sražené částečky aerosolu jen s obtížemi volně odkapávají a úroveň kapaliny ve spodní části absorpční věže se mění v důsledku změn v množství rozstřikované kapaliny a množství plynných spalin a ovlivňuje tak proudění plynu. Navíc jsou v takto navrženém typu systému absorpční věž a cirkulační nádrž odděleny, což má nutně za následek větší výšku věže.

Podstata vynálezu

Cílem tohoto vynálezu je proto navrhnout zařízení pro odsiřování plynných spalin mokrou cestou, ve kterém je výška věže nižší a zařízení může být zjednodušeno.

Jiným cílem tohoto vynálezu je navrhnout zařízení pro odsiřování plynných spalin mokrou cestou, které je samonosné, a ve kterém může být snížena spotřeba energie.

Dalším cílem tohoto vynálezu je navrhnout odsiřovací zařízení, které je ekonomické a schopné dosáhnout vyššího odsiřovacího účinku.

Ještě dalším cílem tohoto vynálezu je navrhnout zařízení pro odsiřování plynných spalin mokrou cestou s vysokou spolehlivostí, ve kterém je absorpční věž kompaktní, ale množství rozptýlených částeček aerosolu může být sníženo.

Jiným cílem tohoto vynálezu je dále navrhnout zařízení pro odsiřování plynných spalin mokrou cestou, ve kterém se předchází nestejnorodosti v toku plynných spalin a rozstřikovací trubky jsou pevně fixovány.

Dalším cílem tohoto vynálezu je navrhnout zařízení pro odsiřování plynných spalin mokrou cestou, u kterého je dosažena zvýšená operační účinnost v důsledku řízení kvality rozstřikované absorpční kapaliny, přicházející do kontaktu s plynnými spalinami, ve kterém není snížena kvalita produkované sádry a odsiřovací účinek může být zvýšen.

Ještě dalším cílem tohoto vynálezu je snížení tlakové ztráty uvnitř absorpční věže účinným odstraněním rozptýlené kapaliny a zmenšení absorpční věže, aby byl dosažen vyšší odsiřovací účinek při snížení nákladů na zařízení a provoz.

Aby bylo dosaženo výše uvedených cílů, je navrženo zařízení pro odsiřování plynných spalin mokrou cestou, sestávající z absorpční věže s dráhou proudu plynných spalin, probíhající ve směru odlišném od vertikálního a mající vstupní kanál pro přívod plynných spalin obsahujících oxidy síry a výstupní kanál s odmlžovačem pro odstraňování rozptýlených částeček aerosolu z cirkulační nádrže pro zachycování absorpční kapaliny odtékající z absorpční věže a oxidaci oxidů síry v absorpční kapalině vzduchem během doby, kdy se tato absorpční kapalina zdržuje v cirkulační nádrži a z cirkulačního systému pro cirkulaci absorpční kapaliny z cirkulační nádrže do rozstřikovací zóny v absorpční věži, přičemž velikost k proudu plynných spalin kolmého průřezu vstupního kanálu v místě nejdále po proudu plynných spalin je menší než velikost průřezu kolmého k proudu plynných spalin v části zařízení nacházející se mezi vstupním a výstupním kanálem nad cirkulační nádrží, jehož podstata spočívá vtom, že absorpční věž, včetně vstupního kanálu, je integrálně zajištěna na cirkulační nádrži pro vytvoření samonosné konstrukce podpírané cirkulační nádrží, rozstřikovací zóna obsahující rozstřikovací trysky k rozstřikování absorpční kapaliny je umístěna ve vstupním kanále a plocha k proudu plynných spalin kolmého průřezu vstupního kanálu se ve směru toku plynných spalin zvětšuje.

Výhodou takovéto konstrukce je to, že absorpční věž, ve které kanály věže prostupují vrchní část cirkulační nádrže, tj. mají integrální konstrukci, ve které vrchní část cirkulační nádrže tvoří část věže, je samonosná, je jednoduchá a má vysokou pevnost, takže není nutno instalovat nosnou část kanálu věže.

Nevýhoda dosavadního zařízení s vertikálními kanály absorpční věže, kterou je větší absorpční věže, je odstraněna právě u absorpční věže podle vynálezu, zkonstruované jako věž horizontální, ve které je směr proudu plynu omezen na směr horizontální a absorpční kapalina je rozstřikována proti proudu plynu, čímž se dosáhne snížení výšky věže.

-2CZ 285532 B6

Je-li však absorpční kapalina rozstřikována ve vodorovném směru, kdy je rychlost toku plynných spalin relativně nižší, je účinnost styku kapaliny a plynu snížena v důsledku pádu rozstřikovaných kapek vlivem gravitace a v případě, že rychlost toku plynných spalin je relativně vyšší, se na druhé straně zvyšuje množství rozstřikovaných kapek, zachycených plynných spalin, což způsobuje korozi nebo poškození dalších částí, zvyšuje spotřebu energie v zařízení, v důsledku ztrát absorpční kapaliny a v nejhorším případě může způsobit selhání zařízení. Je obecně obtížné přivádět plynné spaliny do absorpční věže v horizontálním směru nebo směru, kteiý není vertikální tak, aby na mezifázi plyn-kapalina docházelo ke styku plynných spalin s rozstřikovanými kapkami.

Na základě výsledku testů bylo zjištěno, že vysokou účinnost odsiřování a odlučování prachu lze za určitých podmínek dosáhnout i při použití absorpční věže, která není konstruována tak, aby plyn v ní proudil vertikálně. Toto bude podrobněji popsáno v dalším textu.

Doba kontaktu rozstřikované absorpční kapaliny s plynnými spalinami může být prodloužena tím, že proudění plynu se uskutečňuje ve směru, který se alespoň poněkud odlišuje od směru vertikálního, pokud možno ve směru horizontálním, a navíc nastavením horizontální složky délky dráhy plynných spalin na velkou hodnotu. V důsledku toho je možné zmenšit výšku absorpční věže, zjednodušit činnost kanálů absorpčního zařízení a snížit nestejnorodost toku plynu.

V zóně rozstřikování absorpční kapaliny nejdále proti proudu plynných spalin je možno vytvořit sací efekt (vytlačovací efekt) s menší nestejnorodostí plynných spalin rozstřikováním absorpční kapaliny ve směru proudění plynných spalin (ve směru souhlasném s tokem plynu). Navíc i v případě, že rozstřikování absorpční kapaliny je zahájeno před tím, než plynné spaliny počnou procházet, nevniká kapalina do částí zařízení nacházejících se v prostoru proti proudu plynu, zařízení tedy nemusí mít speciální opatření proti korozi.

V zóně rozstřikování absorpční kapaliny nejdále po proudu plynných spalin je absorpční kapalina přiváděna do styku plyn-kapalina s oxidy síry, nebo s prachem v plynných spalinách za vyšší relativní rychlosti v důsledku rozstřikování absorpční kapaliny v opačném směru (protisměru) k proudu plynných spalin. To způsobuje nejen vysokou čisticí účinnost, avšak jsou rovněž zachycovány částečky aerosolu stržené plynem a rozptýlené z horní části proudu plynu, což vede ke snížení množství rozptýlených částic, unášených směrem po proudu. Aby byla snížena odchylka v rozstřikování v důsledku kolísání vertikálních poloha v kterékoliv rozstřikovací řadě (výškový rozdíl), je žádoucí, aby byly rozstřikovací trubky rozmístěny příčně (tj. horizontálně).

Absorpční věž a cirkulační nádrž, umožňující volný pád rozstřikovaných kapek, mají integrální konstrukci, takže doba kontaktu kapek rozstřikované absorpční kapaliny s plynnými spalinami může být prodloužena. Dno absorpční věže je nakloněno, aby dovolilo pevným složkám v absorpční kapalině bez hromadění odtékat do nádrže pro cirkulaci absorbentu.

Součástí výše popsaného zařízení mohou být prostředky pro zachycování rozstřikované absorpční kapaliny a její vedení do cirkulační nádrže, nacházející se na nakloněné části dna vstupního kanálu. Tyto prostředky pro zachycování rozstřikované absorpční kapaliny ajejí vedení do cirkulační nádrže mohou mít takovou konstrukci, sloužící pro vedení zachycené kapaliny, že kapalina stéká ve směru tečném k horizontální části okrajové stěny cirkulační nádrže, kterými konkrétně mohou být přehrazení na nakloněné části dna vstupního kanálu, nebo žlábek v této části.

Podle tohoto vynálezu, zvláště u horizontálního odsiřovacího zařízení s nakloněným dnem vstupního kanálu, je rozstřikovaná absorpční kapalina shromažďována na nakloněné části dna

-3CZ 285532 B6 vstupního kanálu, kde je usměrňována pomocí prostředků pro cirkulaci a vedení rozstřikované absorpční kapaliny (tj. přepadem nebo žlábkem) a pak vtéká do cirkulační nádrže.

Umístění přepadu nebo žlábku na nakloněné části dna vstupního kanálu nebo v ní, v místě posunutém od středu, zajišťuje, že kapalina, která vtéká z nakloněné části do cirkulační nádrže, vtéká do této nádrže ve směru tečném k horizontální části její stěny. Množství této přitékající kapaliny je v odsiřovací stanici plynných spalin, instalované ve spojení s parním kotlem 200 MW parní elektrárny tisíce tun za hodinu, a pokud se tato kapalina postupně shromažďuje a vtéká do cirkulační nádrže, způsobuje cirkulaci kapaliny přítomné v cirkulační nádrži. Tím je dosaženo, že kapalina v této nádrži cirkuluje bez použití míchadel, vlivem energie kapaliny do cirkulační nádrže přitékající. V důsledku toho není nutné použití míchadel pro rozptylování vzduchu, přiváděného do kapaliny v cirkulační nádrži a míchadel pro míchání kapaliny v cirkulační nádrži. Protože kapalina v cirkulační nádrži obíhá bez použití míchadel, nemohou se rovněž hromadit na dně cirkulační nádrže sádrové částice, které v nádrži vznikají.

Množství vzduchu, přiváděného do cirkulační nádrže, může být dále sníženo přiváděním oxidačního vzduchu do absorpční kapaliny, které se shromažďuje v přepadu nebo žlábku nakloněné části dna vstupního kanálu, nebo do blízkosti hladiny v cirkulační nádrži, kde byl pohyb kapaliny vynucen.

Zařízení podle tohoto vynálezu může mít dále takovou konstrukci, že plocha průřezu vstupního kanálu, kolmá ke směru toku plynu a obsahující rozstřikovací trubky, vybavené rozstřikovacími tryskami, rozmístěnými ve více stupních ve směru proudu plynu, se postupně zvětšuje ve směru proudu plynu, přičemž plocha průřezu vstupního kanálu kolmá ke směru proudu plynu je menší, než plocha průřezu zařízení, kolmá ke směru proudu plynu, části zařízení mezi vstupním a výstupním kanálem a nad cirkulační nádrží.

Protože rozstřikovací trysky jsou umístěny ve vstupním kanálu ve více stupních, hustota absorpční kapaliny rozstřikované z rozstřikovacích trysek v části vstupního kanálu ve směru se po proudu zvyšuje. Proto může být postupným zvyšováním plochy průřezu kolmé k proudu plynu ve vstupním kanálu, ve směru proudu plynu, např. tím, že povrch dna vstupního kanálu je nakloněný, hustota rozstřikované absorpční kapaliny ve směru proudu plynu uvnitř vstupního kanálu vyrovnávána, takže odsiřování plynných spalin probíhá stejně v každém místě kanálu.

Se zvyšováním rychlosti toku plynu ve vstupním kanálu se zvyšuje účinnost absorpce SO_X v plynných spalinách. Aby se zvýšila rychlost toku plynu ve vstupním kanálu, je nutné snížit plochu průřezu vstupního kanálu. Prochází-li plyn směrem k výstupnímu kanálu při nové vyšší rychlosti toku, zatížení odmlžovače při oddělování částeček aerosolu se zvyšuje. Plocha průřezu, kolmá ke směru proudu plynu v nejspodnější části proudu, je menší než plocha průřezu zařízení, kolmá ke směru proudu plynu, části zařízení mezi vstupním a výstupním kanálem a nad cirkulační nádrží, což umožňuje, aby byla snížena iychlost toku plynu a v důsledku toho, aby rozptýlená kapalina strhovaná proudem plynu volně dopadala ve formě kapek do cirkulační nádrže, aniž by pronikala dále k odmlžovači. V tomto případě, kdy povrch dna vstupního kanálu je nakloněný, je nejspodnější řada rozstřikovacích trysek rozstřikovacích trubek, nacházejících se v mnoha úrovních ve směru proudu plynu ve vstupním kanálu, umístěna v podstatě ve stejné horizontální rovině, takže nedochází k ponoření trysky do rozstřikované absorpční kapaliny, která stéká po dně vstupního kanálu.

Aby se předešlo zvětšení zatížení odmlžovače oddělujícího stržené částečky aerosolu, způsobenému zvýšením rychlosti toku plynu ve vstupním kanálu a aby se co nejvíce prodloužila doba kontaktu rozstřikovaných kapek absorpční kapaliny s plynnými spalinami a kontakt jednotlivých těchto kapek navzájem a snížilo se množství kapaliny strhované do odmlžovače, umístěného směrem po proudu plynu, mohou být mezi řady rozstřikovacích trubek a odmlžovač

-4CZ 285532 B6 umístěny překážky, způsobující obnovu povrchů kapek rozstřikované absorpční kapaliny a rozptýlených částeček aerosolu.

V odsiřovacím zařízení podle tohoto vynálezu tak proudí plynné spaliny, procházející přes rozstřikovací zónu, směrem dolů, přičemž zachycují částečky aerosolu procházející přes film kapaliny, vytvářený na otvorech překážek, narážením kapiček aerosolu na tyto překážky, umístěné v prostoru před odmlžovačem. Když plynné spaliny procházejí přes tento kapalný film, je dosaženo cílového procenta odsíření. Povrch (hraniční film) rozstřikovaných kapek absorpční kapaliny, které jsou uvnitř absorpční věže odsiřovacího zařízení podle tohoto vynálezu strhovány plynnými spalinami, není v důsledku jejich nízké relativní rychlosti vzhledem k rychlosti plynných spalin obnovován, a je proto dosaženo jejich nasycení SOx a tyto kapičky tedy přispívají málo k odsiřovací účinnosti i tehdy, je-li prostor mezi rozstřikovací zónou a odmlžovačem dostatečně velký. Pokud jsou však mezi rozprašovací zónu a odmlžovač umístěny překážky, jako např. desky s otvory, je tím způsobeno nejen to, že rozptýlené kapičky a stržené částečky aerosolu narážejí na tyto překážky a jsou tak odstraňovány, ale také to, že film kapaliny je obnovován průchodem plynných spalin přes tento film kapaliny, vytvořený oddělenými částečkami aerosolu a kapkami, čímž se účinně provádí odsiřovací reakce.

Je třeba poznamenat, že použitou překážkou nemusí být pouze deska s otvory, ale že mohou být použity rovněž jiné prostředky, jsou-li schopny zachycovat proud kapiček rozstřikované absorpční kapaliny a v tomto případě je možno očekávat jisté zvýšení odsiřovacího účinku. Kapičky aerosolu, stržené plynnými spalinami plynem a ochlazené, odprášené a odsířené tímto způsobem, jsou zachycovány v prostoru, kde je prováděno odmlžování a získaná kapalina je recirkulována. Tím je zabráněno jejich pronikání do součástí absorpční věže, umístěných dále po proudu a korozi těchto součástí.

Překážkou, použitelnou pro obnovu povrchu rozptýlených kapiček, může být výstupek, nakloněný ve směru proti proudu plynu a umístěný na bočních stěnách a na dně kanálu před posledním odmlžovačem, nebo skupina desek rozmístěných v určitých vzdálenostech, které určují směr dráhy plynu, nebo deska s otvory. Je-li použito skupiny desek, může kterákoliv z těchto desek mít části, které jsou zvlněné. Plochá deska s otvory a s hladkým povrchem může být umístěna ve směru kolmém k proudu plynu, nebo může být skupina desek s otvory a s hladkým povrchem umístěna ve směru rovnoběžném s proudem plynu.

Překážky mohou být rozmístěny ve dráze proudu plynných spalin za vstupním kanálem a před cirkulační nádrží nebo za cirkulační nádrží a před odmlžovačem ve výstupním kanálu. Je-li na dně kanálu umístěna překážka na povrchu nakloněném směrem dolů k cirkulační nádrži a součástí této překážky je v ní umístěná štěrbina sloužící k odvodu kapaliny, je možno částečky aerosolu a kapičky nahromaděné na této překážce snadno odvádět do cirkulační nádrže. Může být instalován systém sloužící kmytí překážky, používající kalovou vodu ze zařízení pro získávání sádry nebo používající zásobní vodu.

Odsiřovací zařízení podle tohoto vynálezu může mít konstrukci, ve které jsou ve výstupním kanálu alespoň dva odmlžovače, přičemž vertikální plocha průřezu odmlžovače, umístěného nejdále proti proudu, je větší než plocha vertikálního průřezu výstupního kanálu a na povrchu stěny kanálu ve směru proti proudu plynu od tohoto odmlžovače je umístěn přepad. Vzroste-li rychlost toku plynu, plyn proudí u stěny kanálu takovým způsobem, že proniká z velké části podél povrchu stěny, a proto velké množství částeček aerosolu proniká až k odmlžovači. Jsou-li tyto částečky aerosolu, procházející podél povrchu stěny kanálu, odstraněny přepadem nacházejícím se před odmlžovačem, umístěným nejdále proti směru proudu plynu, účinnost tohoto odmlžovače nemůže klesnout, i když je odmlžovač více zatížen. Ke žlábků, který je vytvořen na stěně kanálu pro umístění odmlžovače, nacházejícího se nejdále proti směru proudu plynu, který má plochu vertikálního průřezu větší než plocha vertikálního průřezu výstupního kanálu, jsou připevněny trubice, vedoucí k cirkulační nádrži. Mycí systém odmlžovačů zajišťuje,

-5CZ 285532 B6 že myči vody pro odmlžovač, nacházející se ve směru po proudu plynu, může být použito jako mycí vody pro odmlžovač nacházející se ve směru proti proudu plynu a že mycí voda použitá vodmlžovači, nacházející se nejdále ve směru proti proudu plynu, může být vrácena do cirkulační nádrže.

V zařízení podle tohoto vynálezu mohou být rozstřikovací trysky umístěny na povrchu stěny vstupního kanálu a prostředky bránící volnému průniku plynu mohou být umístěny na části povrchu stěny v oblasti, která je mimo dosah rozstřikovaných kapek a leží mezi rozstřikovacími tryskami.

Právě zmíněné uspořádání je konstruováno tak, že rozstřikovací trysky a podpěry trubek nejsou umístěny ve vstupním kanálu. Proto kapky rozstřikované kapaliny zůstávají po dlouhou dobu v absorpční věži, aniž by narážely na tyto vsunuté části a rušily tak odsiřovací reakci s SO₂ plynem, a tak mohou tyto kapky rozstřikované kapaliny efektivněji přispět k odsiřovací reakci.

Povrch vnitřní stěny vstupního kanálu může být efektivně využit, jsou-li rozstřikovací trysky umístěny na povrchu stěny kanálu. V závislosti na typu a rychlosti toku plynných spalin, přiváděných do vstupního kanálu, koncentraci oxidů síry obsažených v plynných spalinách a jiných faktorech, je možné měnit množství rozstřikované absorpční kapaliny nezávisle pro každou skupinu rozstřikovacích trysek rozmístěných na bočních stěnách a na stropě, nebo nezávisle pro trysky v každé části povrchu stropu. Podle tohoto vynálezu jsou pak trubky apod. umístěny vně absorpční věže, a proto není třeba použít materiálu vysoké kvality.

Pravděpodobnost styku rozstřikované absorpční kapaliny s plynnými spalinami zvyšují prostředky proti volnému průniku plynu, které jsou umístěny na části povrchu stěny v oblasti mimo dosah rozstřikovaných kapek a mezi rozstřikovacími tryskami.

Prostředky proti volnému průniku plynu mohou zahrnovat např. vodicí desky tvaru, který sleduje tvar kužele, ve kterém je rozstřikována absorpční kapalina z rozstřikovacích trysek, nebo jimi mohou být zapuštěné žlábky, vzniklé vtlačením povrchu vnitřní stěny vstupního kanálu a vyčnívající ve směru proudu plynu. Je-li použito zapuštěných žlábků rozstřikovací trysky, mohou být umístěny na površích stěn žlábků nakloněných směrem proti proudu. Je-li tomu tak, je možné účinně zabránit volnému průniku plynu.

V zařízení podle tohoto vynálezu mohou být ve stropní části cirkulační nádrže umístěny trysky pro rozstřikování absorpční kapaliny, sloužící k odstraňování kapiček aerosolu, které rozstřikují absorpční kapalinu proti hladině v cirkulační nádrži, takže stržené částečky aerosolu jsou odstraňovány rozstřikováním absorpční kapaliny z rozstřikovacích trysek. Jsou-li kapky absorpční kapaliny vymršťovány směrem k hladině kapaliny v cirkulační nádrži, nebrání to proudění plynných spalin, z tohoto plynu se však vydělují kapky, které padají k hladině kapaliny.

V důsledku větší specifické hmotnosti stržených kapiček aerosolu v porovnání s plynnými spalinami, mají tyto částečky tendenci pokračovat ve svém pohybu přímým směrem, srážejí-li se však s částečkami letícími od stropu směrem k hladině cirkulační nádoby, dochází kjejich vydělení. Na povrchu stropu nad cirkulační nádrží může být v alternativní obměně tohoto provedení umístěna dělicí deska, způsobující, že plyn je donucen proudit v sousedství hladiny v cirkulační nádrži a na spodním konci této dělicí desky mohou být umístěny rozstřikovací trysky pro rozstřikování absorpční kapaliny. V další alternativní obměně může být tvar samotného povrchu stropu nad cirkulační nádrží změněn tak, aby vyčníval směrem dolů, což způsobí, že proud plynných spalin je dočasně odchýlen do blízkosti kapalného povrchu v cirkulační nádrži, přičemž rozstřikovací trysky mohou být umístěny na vyčnívající části stropu. U obou těchto konstrukcí se účinek zachycování rozptýlených částeček projevuje v odmlžovači podobným způsobem.

-6CZ 285532 B6

V zařízení podle tohoto vynálezu též mohou být všechny rozstřikovací trubky v rozstřikovací zóně vstupního kanálu připevněny na protilehlých koncích na bočních stěnách vstupního kanálu tak, že horizontálně křižují dráhu plynu ve vstupním kanálu, přičemž absorpční kapalina je přiváděna do obou jejich protilehlých konců.

Horizontální rozmístění rozstřikovacích trubek, připevněných na obou protilehlých bočních stěnách vstupního kanálu zajišťuje, že odpor kladený plynným spalinám trubkami se mění z obou horizontálně protilehlých stran směrem k centrální části stejně, a proto může být snížena nestejnorodost proudu plynných spalin, čímž se dosáhne stejnoměrného styku kapaliny s plynem a následně zvýšení odsiřovací účinnosti. Navíc může být do horizontálně umístěných rozstřikovacích trubek přivedeno přes protilehlé boční stěny zobou stran stejné množství absorpční kapaliny, a proto může být rovněž do trysek ve shodných pozicích, vzhledem k oběma stěnám, přiváděno stejné množství kapaliny.

Jsou-li rozstřikovací trysky umístěny horizontálně uvnitř vstupního kanálu, plocha jejich průřezu se postupně zmenšuje od části sousedící s boční stěnou vstupního kanálu směrem k části umístěné v centrální části vstupního kanálu. Tím je způsobeno, že přestože lychlost toku absorpční kapaliny postupně klesá od povrchu boční stěny rozstřikovací oblasti k její centrální části, rychlost toku kalu (absorpční kapaliny) uvnitř rozstřikovacích trubek může být tímto způsobem udržována v podstatě konstantní v každém místě rozstřikovacích trubek. Udržováním rychlosti toku kalu na hodnotě, která je v podstatě konstantní, je pevným složkám zabráněno usazovat se a hromadit uvnitř rozstřikovacích trubek. Rozstřikovací trubky mohou mít takový tvar, že vnitřní průměr jejich úseku, nacházejícího se v centrální části vstupního kanálu, je menší než průměr jejich ostatních částí. Proto může být v centrální části vstupního kanálu, kde je vnitřní průměr trubky menší, připevněn nástavec, zlepšující mechanickou pevnost centrální části trubky s menší plochou průřezu. Tento nástavec působí jako element, bránící proudění plynných spalin v centrální části rozstřikovací trubky, takže tok plynných spalin v zóně absorpční věže s rozstřikovacími tryskami umístěnými uvnitř ní není narušen a lychlost toku plynu je jednotná. Jsou-li rozstřikovací trubky uvnitř vstupního kanálu umístěny horizontálně, rozstřikovací trysky mohou být umístěny na jejich spodních stranách. To zajišťuje, že v případě zastavení rozstřikování absorpční kapaliny, absorpční kapalina zůstávající v trubici vlivem tíže vyteče, atak je možno předejít usazování a hromadění pevných složek absorpční kapaliny v rozstřikovací trubce a je zabráněno ucpávání rozstřikovací trubky.

V zařízení podle tohoto vynálezu může být dráha proudu plynu definována tak, aby bylo možné měnit směr proudu plynných spalin proudících z vstupního kanálu směrem k výstupnímu kanálu v oblasti mezi vstupním a výstupním kanálem směrem dolů. Je-li tomu tak, nedochází ke zvýšení zatížení odmlžovače.

Podrobněji popsáno, buď může být na povrchu stropu ve výstupním kanálu, v místě nacházejícím se proti proudu od odmlžovače, umístěna překážka měnící tok plynu (kterou může být nakloněná deska, způsobující odklonění proudu plynu směrem dolů, nebo plochá deska, jako např. přepážka visící dolů od stropu), takže celkový proud plynu je na vstupu do oblasti, kde dochází k oddělování kapaliny, odkloněn nad cirkulační nádrž a poté opět vzhůru. V tomto uspořádání je proud plynu nejdříve vychýlen směrem dolů nad cirkulační nádrž a poté opět vzhůru a v důsledku toho opouští rozptýlená kapalina proud plynu a padá ve formě kapek do absorpční kapaliny v cirkulační nádrži. Tímto způsobem je značně sníženo množství rozptýlené kapaliny, která se dostává až do odmlžovače. Jsou-li úhel sklonu nakloněné desky vzhledem k horizontálnímu směru, nebo délka desky žlábku vyčnívající do dráhy proudu plynu nastaveny v určitém rozmezí, kapalina se nemůže na této vsunuté překážce (nakloněné desce nebo na desce žlábku) hromadit a nemůže vzniknout problém s nalepováním částeček aerosolu při jejich srážkách s touto vsunutou překážkou.

-7CZ 285532 B6

Úhel, ve kterém je deska umístěná ve stropní části cirkulační nádrže a sloužící ke změně směru proudění plynu nakloněna vzhledem k vodorovné rovině směrem dolů, může být větší než úhel sklonu povrchu dna vstupního kanálu, sousedícího s cirkulační nádrží, což umožňuje, aby proud plynu byl odchýlen směrem k cirkulační nádrži. Pokud v tomto případě není vertikální plocha průřezu otvoru pro dráhu proudu plynu pod překážkou měnící průtok plynu větší než vertikální plocha průřezu vstupního kanálu, není průtok plynu znatelně snížen.

Přepážka ve tvaru žaluzie nebo kolizních desek s průřezem vydutého tvaru (např. s U- nebo V-průřezem), obrácených proti proudu plynu a uspořádaných v několika řadách, např. ve dvou nebo více řadách, které jsou navzájem posunuty a vytvářejí mřížovitý útvar, může také být umístěna na povrchu spodní stěny kanálu, před odmlžovačem napříč celé dráhy toku plynu. Tímto způsobem může být sníženo množství rozptýlené kapaliny beze změny konstrukce absorpční věže. U kolizních desek s vydutým průřezem se zvětšení tlakových ztrát může zabránit pomocí vzájemného posunutí řad těchto desek. Je-li zadní povrch přepážky (přepážky ve tvaru žaluzie nebo kolizní desky s vydutým průřezem) omýván vodou, nenastává v této části problém se vznikem usazenin v důsledku vysychání kalu. Nastavení úhlu jednotlivých listů přepážky ve tvaru žaluzie v rozmezí od 5 do 40 stupňů, vzhledem k vodorovné rovině způsobuje, že povrch a zadní část této přepážky jsou vždy zvlhčené rozptýlenou kapalinou, a proto mohou být částečky aerosolu, usazené na těchto částech, odstraněny bez problémů s jejich adhezi.

Zlepšení způsobu rozstřikování kalu je možno dosáhnout též tak, že směr rozstřikování kalu z rozstřikovacích trysek, nacházejících se v blízkosti povrchu stěn absorpční věže, může být otočen dovnitř absorpční věže, tj. ve směru od povrchu stěny absorpční věže. To umožňuje zabránit narážení kapiček rozstřikovaného kalu na povrch stěn absorpční věže ajejich opětovnému rozptylování.

Jsou-li trysky rozstřikující kapalinu nastaveny směrem dolů, vzhledem k vodorovné rovině, může být množství rozptýlené kapaliny sníženo tím, že povrch stěny absorpční věže nad cirkulační nádrží může být dále nakloněn tak, že plyn, poté co proudil dolů nad cirkulační nádrž, proudí opět vzhůru. Tím je dosaženo, že kapičky rozptýlené kapaliny vypadávají z proudu plynu na hladinu kalu uvnitř cirkulační nádrže, čímž může být množství aerosolu, strhovaného až do odmlžovače, značně sníženo.

Množství aerosolu, strhovaného až do odmlžovače, tak může být značně sníženo kteiýmkoliv z výše popsaných způsobů. Snížení odsiřovací účinnosti a zvýšení tlakových ztrát tak může být eliminováno.

Konstrukce zařízení podle tohoto vynálezu může dále zahrnovat prostředky pro odčerpávání absorpční kapaliny v cirkulační nádrži pro její neutralizaci vápencem, jehož částice jsou větší, než částice sádry, získávané neutralizací absorpční kapaliny vápencem a prostředky pro recirkulaci neutralizované kapaliny do rozstřikovací zóny vstupního kanálu.

Dále jsou uvedeny hlavní reakce probíhající v odsiřovacím zařízení podle vynálezu.

Absorpční kapalina (obsahující vodu jako hlavní složku) absorbuje SO₂ v plynných spalinách za vzniku kyseliny siřičité H₂SO₃, která je oxidována vzduchem na H₂SC>4 (zředěnou kyselinu sírovou). H₂SO4 je zneutralizována vápencem (CaCO₃) za vzniku sádry (CaSO₂.2 H₂O).

(absorpční reakce) H₂O+SO₂=H₂SO₃ (oxidační reakce) H₂SO₃+l/2 O₂=H₂SO4 (neutralizační reakce) H₂SO₄+CaCO₃+H₂O=CaSO4.2 H₂O+C0₂

-8CZ 285532 B6

Při oxidaci kyseliny siřičité vháněním vzduchu do cirkulační nádrže podle tohoto vynálezu je pH absorpční kapaliny nízké, kolem 2 až 3 (při jiných technologických způsobech provedení této operace je 4 až 5).

Proto je dosažena vysoká rychlost oxidace a spotřebovává se méně vzduchu a méně energie pro míchadla, sloužící k jemnému rozptýlení oxidačního vzduchu. Navíc je použito hrubého vápence, a proto není nutné jeho mletí. Vápenec má velký průměr částic (0,5 mm nebo více a přednostně 1,0 mm nebo více) a může být proto lehce oddělen od sádrových částic malé velikosti (obvykle je jejich velikost 20 až 100 mikrometrů) a je méně smíšen s částicemi sádry. Proto i při použití většího množství vápence není kvalita sádry snížena a odsiřovací účinnost je zvýšena. V tomto případě může být absorpční kapalina míchána míchadly a/nebo probublávána vzduchem, aby se zabránilo pokrývání částic vápence sádrovými částicemi. Absorpční reakce může být urychlena řízením množství přiváděného vzduchu, takže koncentrace rozpuštěného kyslíku v absorpční kapalině po oxidaci vzduchem v neutralizačním zařízení apod. je 1 ppm nebo více.

Přehled obrázků na výkresech

Příklady provedení zařízení pro odsiřování plynných spalin mokrou cestou podle tohoto vynálezu jsou znázorněny na připojených výkresech, kde na:

obr. 1 je schematický perspektivní pohled na odsiřovací zařízení plynných spalin mokrou cestou, na obr. 2 zvětšený pohled na rozstřikovací trubku, znázorněnou na obr. 1, obr. 3 schematický horizontální řez druhou variantou odsiřovacího zařízení plynných spalin mokrou cestou, na obr. 4 schematický vertikální řez odsiřovacím zařízením plynných spalin mokrou cestou z obr. 3 a jeho přídavných zařízení, na obr. 5 graf, znázorňující vztah mezi rychlostí toku ve vstupním kanálu absorpční věže, stupněm odsíření a tlakovými ztrátami v zařízení z obr. 1, na obr. 6 graf, znázorňující vztah mezi rychlostí toku na přívodu do absorpční věže zařízení z obr. 1 a na obr. 7 a 8 grafy, znázorňující výsledky zkoušky účinku zařízení uvedeného na obr. 3 a 4.

Na obr. 9 je pak znázorněn pohled na modifikaci výstupního kanálu absorpční věže, na obr. 10 schematický horizontální řez třetí variantou odsiřovacího zařízení plynných spalin mokrou cestou, na obr. 1 1 boční pohled na odsiřovací zařízení uvedené na obr. 10, na obr. 12 pohled na vstupní kanál absorpční věže uvedené na obr. 10 a 11, ve směru proudu plynu, na obr. 13 diagram profilu rychlosti toku plynu ve vstupním kanálu zařízení, uvedeného na obr. 1, na obr. 14 diagram profilu rychlosti toku plynu ve vstupním kanálu, uvedeném na obr. 12 a

-9CZ 285532 B6 na obr. 15 pohled na modifikaci rozstřikovacích trubek, uvedených na obr. 12.

Na obr. 16 je pak dále znázorněn řez podél linie A-A z obr. 15, na obr. 17 schematický boční řez čtvrtou variantou odsiřovacího zařízení plynných spalin mokrou cestou, na obr. 18 pohled na modifikaci odsiřovacího zařízení plynných spalin mokrou cestou, uvedenou na obr. 17, na obr. 19 jiný pohled na modifikaci odsiřovacího zařízení plynných spalin mokrou cestou, uvedenou na obr. 17, na obr. 20 řez podél linie A-A z obr. 19, na obr. 21 pohled na modifikaci odsiřovacího zařízení plynných spalin mokrou cestou, uvedenou na obr. 19, na obr. 22 pohled na další modifikaci odsiřovacího zařízení plynných spalin mokrou cestou, uvedenou na obr. 17 a na obr. 23 pohled na další modifikaci odsiřovacího zařízení plynných spalin mokrou cestou, uvedenou na obr. 17.

Na obr. 24 je dále uveden graf, znázorňující výsledky zkoušky studeného modelu zařízení, uvedeného na obr. 23, na obr. 25 graf, znázorňující výsledky analýzy rozptylu částeček aerosolu ve skutečném měřítku, na obr. 26 graf, znázorňující výsledky zkoušky studeného modelu v měřítku 1:5, na obr. 27 schematický pohled na pátou variantu zařízení pro odsíření plynných spalin mokrou cestou a na obr. 28 pohled, znázorňující konstrukci neutralizačního zařízení z páté varianty.

Na obr. 29 je dále znázorněn graf změny stupně odsíření s časem (křivka a), je-li absorpční kapalina míchána v neutralizačním zařízení a změny stupně odsíření s časem (křivka b), není-li absorpční kapalina míchána, na obr. 30 graf, který uvádí vztah mezi množstvím kyslíku rozpuštěného v absorpční kapalině a stupněm odsíření v pátém provedení, na obr. 31 pohled na modifikaci odsiřovacího zařízení, uvedeného na obr. 27, na obr. 32 schematický pohled na šestou variantu zařízení pro odsíření plynných spalin mokrou cestou, na obr. 33 pohled, znázorňující konstrukci odmlžovače v zařízení, uvedeném na obr. 32, na obr. 34 detailní pohled na část odmlžovače v zařízení, uvedeném na obr. 32, na obr. 35 detailní pohled na modifikaci části odmlžovače v zařízení, uvedeném na obr. 32,

- 10CZ 285532 B6 na obr. 36 graf, který uvádí srovnání mezi rychlostí rozptylu kapaliny (křivka a), je-li v zařízení použito přepadu a rychlostí rozptylu kapaliny (křivka b), není-li přepad použit, na obr. 37 schematický pohled na sedmou variantu zařízení pro odsíření plynných spalin mokrou cestou, na obr. 38 perspektivní pohled na část vertikální desky v zařízení uvedeném na obr. 37 a na obr. 39 pohled na modifikaci části vertikální desky, uvedené na obr. 38.

Na obr. 40 je pak znázorněn schematický pohled na osmou variantu zařízení pro odsíření plynných spalin mokrou cestou, na obr. 41, 42 a 43 pohledy na zařízení, uvedené na obr. 40, na obr. 44 graf, znázorňující srovnání mezi množstvím částeček aerosolu (křivka a) na vstupu odmlžovače při použití desky s otvory a množstvím částeček aerosolu (křivka b) na vstupu odmlžovače, není-li deska s otvory použita, na obr. 45 pohled na modifikaci zařízení, uvedeného na obr. 40, na obr. 46 řez devátou variantou odsiřovacího zařízení plynných spalin mokrou cestou ve směru proudu plynu a na obr. 47 řez podél linie A-A z obr. 46.

Na obr. 48 je dále znázorněn schematický pohled na desátou variantu zařízení pro odsíření plynných spalin mokrou cestou, na obr. 49 pohled na modifikaci zařízení, uvedeného na obr. 48, na obr. 50 graf, znázorňující srovnání mezi rychlostmi rozptylu kapaliny v desáté a v prvé variantě zařízení, na obr. 51 pohled na jinou modifikaci zařízení, uvedeného na obr. 48 a na obr. 52 pohled na další modifikaci zařízení, uvedeného na obr. 48. Na obr. 53 je znázorněn řez jedenácté varianty odsiřovacího zařízení plynných spalin mokrou cestou, při pohledu ve směru proudu plynu, na obr. 54 řez podél linie A-A z obr. 53 a na obr. 55, 56 a 57 pohledy na modifikace zařízení, uvedených na obr. 53 a 54.

Na obr. 58 je pak znázorněn schematický pohled na dvanáctou variantu zařízení pro odsíření plynných spalin mokrou cestou, na obr. 59 řez podél linie A-A z obr. 58, na obr. 60 řez podél linie B-B z obr. 58, na obr. 61 pohled na modifikaci odsiřovacího zařízení, uvedeného na obr. 60 a na obr. 62 další pohled na modifikaci odsiřovacího zařízení, uvedeného na obr. 60.

-11 CZ 285532 B6

Příklady provedení vynálezu

Předložený vynález bude nyní podrobně popsán pomocí jednotlivých provedení ve spojení s doprovodnými obrázky. Záměrem tohoto popisu však není omezení tohoto vynálezu na uvedená provedení.

Příklad 1

Obr. 1 až 5 znázorňují zařízení pro odsíření plynných spalin mokrou cestou podle jednoho z provedení tohoto vynálezu.

Toto zařízení obsahuje rozstřikovací trubky 4, umístěné v mnoha úrovních ve směru proudu plynu a v mnoha úrovních ve směru kolmém na proud plynu tak, že jsou vedeny horizontálně napříč vnitřkem vstupního kanálu 3 plynných spalin 1 v absorpční věži 2, ve které dráha plynných spalin 1 leží v horizontálním směru nebo ve směru, jehož vertikální složka je pokud možno co nejmenší. Počet řad rozstřikovacích trubek 4 a počet rozstřikovacích trysek 6 umístěných na rozstřikovacích trubkách 4 nejsou zvláště omezeny ajejich vhodný počet může být zvolen. Na obr. 1 je horní část 4a rozstřikovacích trubek 4 rozmístěna nejdále proti proudu plynných spalin 1 tak, aby rozstřikovaly absorpční kapalinu 12 ve směru shodném se směrem proudu plynných spalin 1 (rozstřikovací trysky 6 ve směru proudu) a spodní část 4b je rozmístěna nejdále po proudu plynných spalin 1 tak, aby rozstřikovací trubky 4 rozstřikovaly absorpční kapalinu 12 ve směru proti proudu plynných spalin 1 (protiproudé rozstřikovací trubky

6). Části 4a, 4b trubek 4 tvoří rozstřikovací zónu vstupního kanálu 3. Dále po proudu a pod vstupním kanálem 3 je umístěna cirkulační nádrž 7. Jak je uvedeno na obr. 4, je cirkulační nádrž 7 vybavena míchadly 8, připevněnými na boční stěně této cirkulační nádrže 7 a trubkami 10 pro vhánění oxidačního vzduchu, umístěnými v sousedství listů míchadel 8, oběhovými čerpadly 11 a trubkami pro cirkulaci absorpční kapaliny 12 z vnitřku cirkulační nádrže 7 do vstupního kanálu 3, přívodními trubkami 13 pro přívod nové vápenaté absorpční kapaliny do cirkulační nádrže 7 a trubkami 14 a čerpadly 15 pro odčerpání absorpční kapaliny 12 (absorpčního kalu) z vnitřku cirkulační nádrže 7. Jak je znázorněno na obr. 1, míchadly 8 mohou být oxidační míchadla 8a pro jemné rozptýlení zaváděného oxidačního vzduchu a oběhová míchadla 8b, určená výhradně pro míchání absorpční kapaliny 12 uvnitř cirkulační nádrže 7.

Výstupní kanál 19 je umístěn v části absorpční věže 2, kde je výstup plynných spalin 1, tj. v části po proudu nad cirkulační nádrží 7 a obsahuje odmlžovač 16 ze skládaných desek a trubky 18 (viz obr. 4) pro odvod kapaliny nahromaděné v odmlžovači 16 do cirkulační nádrže 7. Kal absorpční kapaliny 12, odčerpaný z cirkulační nádrže 7 odtahovacími čerpadly 15, je zahuštěn v zařízení 20 pro získávání sádry 22. Všechna zařízení, znázorněná ve všech provedeních vynálezu, mohou být vybavena oxidačními míchadly 8a a oběhovými míchadly 8b pro míchání absorpční kapaliny 12, trubkami 10 pro vhánění oxidačního vzduchu, trubkami pro cirkulaci absorpční kapaliny 12, přívodními trubkami 13, pro přívod nové vápenaté absorpční kapaliny 12 a trubkami 14 pro čerpání absorpční kapaliny 12 a zařízením 20 pro získávání sádry 22, přičemž některá ze zařízení nejsou na všech vyobrazeních uvedena.

Absorpční věž 2, jejíž součástí je vstupní kanál 3 a výstupní kanál 19 a která je přizpůsobena k vedení proudu plynných spalin 1 v horizontálním směru nebo v jiném směru, který není vertikální, je připojena tak, že je nasazena na horní boční stěnu samonosné cirkulační nádrže 7, takže celý systém je samonosného typu. Je žádoucí, aby na spojení mezi výstupním kanálem 19 s horizontální částí a boční stěnou cirkulační nádrže 7 byl umístěn žlábek 24 (viz obr. 4), který zabraňuje rozptylování částeček kapaliny unášených prouděním plynu.

- 12CZ 285532 B6

Tímto způsobem je odsiřovací zařízení konstruováno ve formě integrální struktury, ve které horní část cirkulační nádrže 7 je částí horizontální absorpční věže 2. Proto je odsiřovací zařízení samonosné a má navíc jednoduchou konstrukci.

V jednověžovém zařízení pro odsiřování plynných spalin 1 výše popsané konstrukce jsou plynné spaliny 1 vedeny do vstupního kanálu 3 absorpční věže 2, kde je nejdříve uveden do styku s kapkami absorpční kapaliny 12 rozstřikované z rozstřikovacích trubek 4 směrem shodným se směrem proudění. Během této doby jsou plynné spaliny 1 do jisté míry vtahovány a usměrňovány ejektorovým efektem rozstřikovacích trubek 4, zatímco jsou současně ochlazeny na teplotu nasycené páry a částečně odprášeny a odsířeny. Je třeba si povšimnout, že poškození vnitřku zařízení při vniknutí plynu s vysokou teplotou do absorpční věže 2 při výpadku energie, se může předejít tím, že se s výhodou použije zařízení pro rozstřikování vody (neuvedeno) dále ve směru proti proudu od rozstřikovacích trubek 4. Plynné spaliny 1 jsou nakonec odprášeny a odsířeny na cílovou hodnotu pomocí více rozstřikovacích trubek 4 umístěných nejdále ve směru po proudu plynných spalin L Rozstřikovací trubky 4 ve spodní části 4b proudu rozstřikují absorpční kapalinu 12 proti proudu plynných spalin 1, aby je ochladily, odprášily a odsířily, ale také provádějí oddělení kapiček aerosolu, přicházejících z horní části proudu plynu. Aby se snížily odchylky v rozstřikování, nastávající v důsledku různých vertikálních poloh rozstřikovacích trubek 4, je žádoucí uspořádat rozstřikovací trubky 4 příčně (horizontálně), jak je znázorněno na obr. 1. Rozstřikovací trubka 4 má takovou konstrukci, že její průměr se zmenšuje postupně od základny k vrcholu, jak je znázorněno na obr. 2, takže množství rozstřikovaných kapek (znázorněno přerušovanou čárou), rozstřikovací rychlost a podobně jsou vyrovnány jak u základny, tak na koncích. Je také žádoucí, aby rozstřikovací trysky 6 sousedních rozstřikovacích trubek 4 byly uspořádány střídavě ve směru proudu plynných spalin J nebo ve směru proti proudu plynných spalin L Tak je možné zvýšit účinnost styku kapalina-plyn absorpční kapaliny 12 s plynnými spalinami 1 uspořádáním trysek 6 takovým způsobem, že kužele rozstřikovaných kapek absorpční kapaliny 12, znázorněné přerušovanou čárou na obr. 2, se vzájemně nepřekrývají.

Plynné spaliny 1, ochlazené, odprášené a odsířené tímto způsobem opouští absorpční věž 2 poté, co byly zbaveny stržených kapiček aerosolu. V jiné části popisovaného zařízení je vápencový kal, který je s absorpční kapalinou 12 přiváděn přívodními trubkami 13 do cirkulační nádrže 7, míchán s kalem v cirkulační nádrži 7. Potom je rozmíchaný absorpční kal rozstřikován pomocí oběhového čerpadla 11 do vstupního kanálu 3 a uveden tak do styku s plynnými spalinami 1 a poté volně odkapává přímo do cirkulační nádrže 7, nebo na dno vstupního kanálu 3, které je vzhledem k cirkulační nádrži 7 skloněno směrem dolů, aby kal stékal přirozeně ve směru sklonu dna zpět do cirkulační nádrže 7.

V absorpční kapalině 12 se po návratu do cirkulační nádrže 7 znovu upravuje pH. V cirkulační nádrži 7 je vzduch přiváděný z trubek 10 pro přivádění oxidačního vzduchu rozptylován do absorpční kapaliny 12 ve formě jemných bublinek pomocí oxidačního míchadla 8a. V důsledku toho je CaSO₃, vytvořený absorpcí SO_X v absorpční kapalině 12 oxidován na sádru 22. Absorpční kapalina 12 v cirkulační nádrži 7, která obsahuje sádru 22 a nezreagovaný vápenec, je odváděna odtahovými čerpadly 15 a zahušťována ve vírovém odlučovači vody (není znázorněn) na asi 40 až 50 % obsah a oddělená voda (není znázorněna) je recirkulována a použita znovu jako prací voda uvnitř absorpční věže 2, jako voda k přípravě vápencového kalu apod. Zahuštěný sádrový kal je vypouštěn tak jak je, nebo, pokud je to nutné, může být dále sušen pro výrobu práškové sádry 22 pomocí odstředivého odlučovače, pásového filtru apod., které na obr. 4 nejsou uvedeny.

Ochlazení a odprášení plynných spalin 1 a absorpce oxidů síry v odsiřovacím zařízení podle tohoto vynálezu se uskutečňují v procesu rozstřikování, ve kterém je absorpční kapalina 12 rozstřikována do proudu plynných spalin 1, a proto jeho účinnost je značně ovlivněna vychýlením proudu (nestejnorodým tokem) plynu.

- 13CZ 285532 B6

Rozstřikováním absorpční kapaliny 12 ve směru shodném s proudem plynných spalin 1 pomocí horní části 4a rozstřikovacích trubek 4 v zařízení podle tohoto vynálezu, je kombinací vhodné rozstřikovací rychlosti absorpční kapaliny 12 a vhodné rychlosti toku plynných spalin 1 vytvořen ejektorový efekt, usměrňující proud plynných spalin L Na druhé straně jsou rozstřikované kapky strhovány proudem plynných spalin 1 v absorpční věži 2 a ve velkém množství unášeny ve směru proudu plynu. Tento efekt není výhodný, protože je příčinou koroze prostoru v dolní části proudu a zařízení a součástí v něm. Z tohoto důvodu je instalován odmlžovač 16. Množství kapaliny a kapek rozptýlených z horní části 4a rozstřikovacích trubek 4 je však velmi značné, a proto zatížení odmlžovače 16 při odlučování kapaliny je příliš vysoké, což způsobuje opakované rozptylování částeček aerosolu a má za následek příliš komplikovanou konstrukci odmlžovače 16.

Bylo zjištěno, že uspořádáním spodní části 4b rozstřikovacích trubek 4, které způsobuje, že z nich rozstřikovaná absorpční kapalina 12 je přiváděna do protiproudého kontaktu s plynnými spalinami 1, může být velké množství částeček aerosolu, pocházejících z horní části 4a proudu, zachycena a v důsledku toho může být podstatně sníženo zatížení odmlžovače 16 a tím umožněna realizace absorpční věže 2 tohoto typu.

Aby bylo možno libovolně snížit rozptyl do spodní části 4b proudu, prodloužit dobu styku s plynnými spalinami 1 a rozstřikovanou absorpční kapalinu 12 co nejvíce recirkulovat, je žádoucí, aby vstupní kanál 3 byl integrálně spojen s cirkulační nádrží 7.

V absorpční věži 2 typu navrženého pro vedení proudu plynných spalin 1 v horizontálním směru nebo ve směru, který není vertikální, se v případě, že rychlost toku plynných spalin 1 uvnitř absorpční věže 2 je příliš nízká, rozptýlené kapky odchylují z proudu plynných spalin 1 a vlivem tíže padají na dno absorpční věže 2. Proto i při nejvyšší možné kontaktní vzdálenosti v horizontálním směru nebo ve směru blízkém horizontálnímu směru, nedochází ke styku kapalina-plyn. Je-li naopak rychlost toku plynných spalin 1 příliš vysoká, je množství strhovaných kapiček příliš vysoké, což vede k problémů s velkou ztrátou absorpční kapaliny 12, korozí prostoru nejdále po proudu plynných spalin 1 a zařízení a jeho částí, jakož i ke zvýšeným tlakovým ztrátám.

Výsledkem různých zkoumání, uskutečněných v důsledku vzniklých rozporuplných problémů, které souvisí s rozdíly v rychlosti toku uvnitř absorpční věže 2, bylo zjištěno, že existuje optimální rozsah pro rychlosti toku plynu uvnitř absorpční věže 2. Na obr. 5 a 6 jsou uvedeny grafy, znázorňující vztah mezi rychlostí toku plynu na vstupu do absorpční věže 2 a stupněm odsíření, ztrátou tlaku a množstvím stržené kapaliny 12 vstupu odmlžovače 16 za podmínek, že průtok plynu je 3000 Nm³/h a koncentrace SO₂ je 2000 ppm. Čím vyšší je rychlost toku plynu, tím vyšší je stupeň odsíření.

Rychlost toku je s výhodou 5 m/s nebo vyšší. Je-li však rychlost toku rovna nebo vyšší než 15 m/s, stupeň odsíření opět klesá v důsledku snížení kontaktní doby plyn-kapalina apod. Množství kapiček aerosolu na vstupu do odmlžovače 16 prudce roste, je-li rychlost toku plynu vyšší. Proto je pro co možná nejvyšší snížení tlakových ztrát a množství částeček aerosolu na vstupu do odmlžovače 16 a pro maximální zvýšení stupně odsíření žádoucí, aby rychlost toku plynu na vstupu do absorpční věže 2 byla kolem 5-15 m/s. Bylo rovněž zjištěno, že množství částeček aerosolu na vstupu odmlžovače 16 je menší, je-li absorpční kapalina 12 rozstřikována jak ve směru proudu plynu, tak proti němu (jak je znázorněno křivkou b na obr. 6) než, je-li absorpční kapalina 12 rozstřikována pouze ve směru rovnoběžném s proudem plynu (jak je znázorněn křivkou a na obr. 6).

- 14CZ 285532 B6 (Experimentální příklad 1)

Experiment úpravy plynných spalin 1 byl uskutečněn použitím odsiřovacího zařízení mokrého typu uvedeného na obr. 3 a 4.

Podmínky zkoušky:

Množství plynu:	3000 Nm3/h
Koncentrace SO2:	2000 ppm
Koncentrace prachu na vstupu:	200 mg/m
Teplota plynu na vstupu:	150 °C
Množství oxidačního vzduchu:	30 Nm3/h
Počet řad rozstřikovacích trubek:	3
Poměr kapalina-plyn:	20 l/Nm3/h
Velikost vstupu absorpční věže:	350 mm
Přebytečný obsah vápence:	10%

Výsledky zkoušky:

Stupeň odsíření:	80%
Stupeň oxidace:	99,7 %
Ztráta tlaku ve věži:	80 mm H2O
Množství kapaliny na výstupu:	100 mg/Nm3/h

Při prohlídce vnitřku nebylo ani po 100 h činnosti zjištěno žádné zanášení nebo koroze absorpční věže 2 v horní a spodní proudu 4a, 4b.

(Srovnávací experimentální příklad 1)

Na rozdíl od příkladu 1, kdy byl směr rozstřikování absorpční kapaliny 12 z horní části 4a rozstřikovacích trubek 4 proti proudu plynu, byla absorpční kapalina 12 rozstřikována v horní části 4a ve směru plynných spalin 1, což způsobilo snížení hladiny absorpční kapaliny 12 v cirkulační nádrži 7. Po průchodu plynných spalin 1 se tato hladina kapaliny v cirkulační nádrži 7 vrátila na původní úroveň.

Stupeň odsíření:	82%
Stupeň oxidace:	99,7 %
Ztráta tlaku ve věži:	110 mm H2O
Množství kapaliny na výstupu:	100 mg/Nm3/h

Při prohlídce vnitřku po 100 hodinové práci zařízení byla zjištěna akumulace značného množství pevných součástí ve vstupním kanálu 3 absorpční věže 2.

(Srovnávací experimentální příklad 2)

Na rozdíl od experimentálního příkladu 1, kdy byl směr rozstřikování absorpční kapaliny 12 ze spodní části 4b rozstřikovacích trubek 4 rovnoběžný s proudem plynných spalin 1, byl odvod plynu z výstupního kanálu 19 vynucený, což vedlo ke snížení hladiny absorpční kapaliny 12 v cirkulační nádrži 7 a k zastavení činnosti zařízení. Bylo nalezeno velké množství absorpční kapaliny 12 v odvodňovacím sedle (není znázorněno) ve výstupním kanálu 19.

- 15CZ 285532 B6

Příklad 2

Horizontální odsiřovací zařízení, znázorněné na obr. 3 a 4 je konstruováno tak, že plocha průřezu vstupního kanálu 3, kolmá k proudu plynu, s rozstřikovacími tryskami 6 rozmístěnými uvnitř 5 v mnoha řadách ve směru proudu plynu, se postupně zvětšuje a plocha průřezu, kolmá na proud plynu ve spodní části vstupního kanálu 3, je menší než plocha průřezu, kolmá na proud plynu nacházejícího se mezi vstupním kanálem 3 a výstupním kanálem 19 a nad cirkulační nádrží 7.

Protože rozstřikovací trysky 6 jsou rozmístěny v mnoha řadách vstupního kanálu 3, je hustota 10 absorpční kapaliny 12 rozstřikované z těchto rozstřikovacích trysek 6 vyšší v části vstupního kanálu 3, která je nejdále proti proudu plynu. Postupným zvětšováním plochy průřezu vstupního kanálu 3, kolmé na proud plynu, ve směru proudu plynu, např. zhotovením povrchu dna vstupního kanálu 3 v nakloněném tvaru nebo sklonu, je možné vyrovnat hustotu rozstřikované absorpční kapaliny 12 ve směru proudu plynu uvnitř vstupního kanálu 3, aby byl zajištěn stejný 15 stupeň odsíření ve všech částech vstupního kanálu 3.

Se zvyšující se rychlostí toku plynu ve vstupním kanálu 3 se zvyšuje účinnost absorpce SO_X v plynných spalinách 1. Proto je pro zvýšení rychlosti toku plynu ve vstupním kanálu 3 nutno snížit plochu průřezu vstupního kanálu 3. Prochází-li však plyn do výstupního kanálu 19 s touto 20 novou rychlostí toku, zatížení odmlžovače 16 při oddělování kapiček aerosolu je vyšší.

Jak je zřejmé z obr. 4, je plocha průřezu, kolmá k proudu plynu, vstupního kanálu 3 menší než plocha průřezu, kolmá k proudu plynu v části dráhy plynu, nacházející se mezi vstupním kanálem 3, výstupním kanálem 19 a nad cirkulační nádrží 7, čímž je zajištěno snížení rychlosti 25 toku plynu, takže kapičky aerosolu strhované proudem plynu a rozptýlené v něm nepronikají k odmlžovači 16, ale volně odkapávají.

Má-li dno vstupního kanálu 3 tvar nakloněného povrchu, jsou rozstřikovací trysky 6 nejspodnější řady rozstřikovacích trubek 4, umístěné v mnoha řadách vstupního kanálu 3, ve směru proudu 30 plynu, umístěny v podstatě ve stejné horizontální rovině, čímž je zajištěno, že nedojde k ponoření těchto rozstřikovacích trysek 6 do rozstřikované absorpční kapaliny 12, proudící na povrchu dna vstupního kanálu 3.

V horizontálním odsiřovacím zařízení podle tohoto vynálezu je plocha průřezu vstupního kanálu

3 menší než plocha průřezu výstupního kanálu 19. Proto je v důsledku rozdílu v plochách průřezu vstupního kanálu 3 a výstupního kanálu 19 rychlost toku plynu ve vstupním kanálu 3 vyšší, než ve výstupním kanálu 19 a tato relativně vyšší rychlost toku plynu ve vstupním kanálu 3 je příčinou zlepšené odsiřovací účinnosti.

V konstrukci, ve které se plocha průřezu uvnitř absorpční věže 2 postupně zvyšuje ve směru proudu plynu od vstupního kanálu 3 k výstupnímu kanálu 19, platí totéž i v případě, že jsou velikosti ploch průřezů vstupního kanálu 3 a výstupního kanálu 19 vzájemně různě obměňovány.

V tomto případě je žádoucí, aby byl poměr plochy průřezu, kolmé k proudu plynu, ve spodní části vstupního kanálu 3 absorpční věže 2, k ploše průřezu, kolmé k proudu plynu nad hladinou kapaliny v cirkulační nádrži 7, v rozmezí od 100:120 do 200.

(Experimentální příklad)

Pro ověření účinnosti tohoto experimentálního příkladu byla provedena zkouška vlivu rychlosti toku plynu na množství rozptýlených kapiček aerosolu za použití poloprovozního zkušebního zařízení s 3000 Nm³/h. Výsledky této zkoušky jsou uvedeny dále. Průtok plynu je hodnota průtoku plynu na vstupu absorpční věže 2 v nej vyšší části proudu, tj. nej vyšší průtok.

- 16CZ 285532 B6 (a) Podmínky:

Rychlost toku plynu: Poměr kapal ina/plyn:

5-20 m/s

1/Nn?

Počet úrovní rozstřikovacích trubek: 3

Použitou cirkulační kapalinou byla voda.

(b) Výsledky:

Výsledky jsou uvedeny na obr. 7 a 8. Obr. 7 je grafem znázorňujícím charakteristickou křivku obsahu kapaliny v aerosolu, kde je na svislé ose vyneseno množství kapaliny v aerosolu na vstupu z odmlžovače 16 a horizontální osa souřadnic uvádí průtok plynu. Obr. 8 je grafem znázorňujícím charakteristickou křivku obsahu kapaliny v aerosolu, na kterém je na svislé ose vyneseno množství kapaliny v aerosolu na výstupu z odmlžovače 16 a horizontální osa souřadnic uvádí průtok plynu. Se vzestupem průtoku se zvyšuje množství kapaliny v aerosolu, strhované do vstupu odmlžovače 16, současně se také zvyšuje množství kapaliny v aerosolu na výstupu z odmlžovače 16. To ukazuje, že ke snížení koncentrace kapaliny v aerosolu v čištěném plynu, vypouštěném ze systému a ke zvýšení účinnosti odstraňování kapiček v aerosolu, je vhodné snížit průtok plynu uvnitř výstupního kanálu 19 v prostoru před odmlžovačem 16.

Jak je znázorněno na perspektivním pohledu na obr. 9, může být v odsiřovacím zařízení v tomto provedení umístěno množství desek bránících opakovanému rozptylování usazení kapaliny 26 na nakloněné části povrchu dna výstupního kanálu 19. Desky bránící opakovanému rozptylování usazené kapaliny 26 zabraňují usazené kapalině 26 na povrchu dna výstupního kanálu 19, aby byla znovu stržena proudem plynných spalin a tím zamezují jejímu novému proniknutí před odmlžovače 16 a zvýšení množství rozptýlených kapiček aerosolu vstupujících do odmlžovače

16.

Je třeba si povšimnout, že desky bránící opakovanému rozptylování usazené kapaliny 26 jsou rovněž použitelné v jiných provedeních tohoto vynálezu.

Příklad 3

Odsiřovací zařízení plynných spalin mokrou cestou v tomto provedení je znázorněno na schématu na obr. 10 a v bočním pohledu na obr. 11.

V prvním provedení, znázorněném na obr. 1, jsou rozstřikovací trubky 4 rozmístěny horizontálně tak, že vyčnívají od jedné z bočních stěn vstupního kanálu 3 směrem k protilehlé stěně. Základna rozstřikovací trubky 4 klade větší odpor proudu plynných spalin 1, zatímco konec rozstřikovací trubky 4 klade plynným spalinám 1 odpor menší. Takto vzniká nevýhoda, že proud plynu ve vstupním kanálu 3 je na okraji rozstřikovacích trubek 4 vychylován, takže styk plyn-kapalina se neuskutečňuje stejnoměrně, což vede ke snížení odsiřovací účinnosti. Navíc jsou rozstřikovací trubky 4 podepřeny pouze ve svých základnách na povrchu stěn vstupního kanálu 3, a proto je konec každé rozstřikovací trubky 4 nepřipevněn, což vede k nestabilnímu upevnění trubek 4. Protože jsou dále rozstřikovací trysky 6 umístěny ve stejné horizontální rovině jako trubky 4, vzniká nevýhoda, že při zastavení rozstřikování absorpční kapaliny 12 může část absorpční kapaliny 12 zůstat v rozstřikovacích trubkách 4 nebo v rozstřikovacích tryskách 6 a pevné složky (sádra, vápenec a/nebo pod.), obsažené v absorpční kapalině 12, se mohou usazovat nebo hromadit, čímž způsobí zacpání rozstřikovacích trubek 4 nebo trysek 6. Proto je záměrem tohoto provedení zlepšit provedení, uvedené na obr. 1.

- 17CZ 285532 B6

Jak je znázorněno na obr. 10 a 11, absorpční věž 2, přizpůsobená k vedení proudu plynných spalin 1 ve směru, který není vertikální, obsahuje rozstřikovací trubky 4 s rozstřikovacími tryskami 6, sloužící k rozstřikování absorpční kapaliny 12 ve směru proudu plynných spalin J, nebo proti tomuto směru. Rozstřikovací trubky 4 jsou rozmístěny v mnoha řadách uvnitř vstupního kanálu 3 a podepřeny ve svých protilehlých koncích na bočních stěnách vstupního kanálu 3. Rozstřikovací trubky 4 jsou rozmístěny v jedné nebo více řadách ve směru proudu plynu. Vnitřek vstupního kanálu 3 je znázorněn na obr. 12 (ve skutečnosti není na obr. 12 uvedena čelní koncová stěna) v pohledu ze směru proudu plynu. Jak je znázorněno na obr. 12, množství řad rozstřikovacích trubek 4 je umístěno mezi protilehlými bočními stěnami vstupního kanálu 3 a připojeno k centrální části vstupního kanálu 3. Absorpční kapalina 12 může být přiváděna ve stejném množství z protilehlých stěn vstupního kanálu 3 k rozstřikovacím trubkám 4 a průměr každé z rozstřikovacích trubek 4 postupně klesá od části poblíž boční stěny k části v centru vstupního kanálu 3, takže i v případě, že je rychlost toku absorpční kapaliny 12 uvnitř rozstřikovacích trubek 4 snížena směrem k centrální části, rychlost toku uvnitř rozstřikovacích trubek 4 je v každém místě konstantní.

Rozstřikovací trysky 6 jsou rozmístěny na rozstřikovacích trubkách 4 a pod nimi, takže v případě zastavení rozstřikování absorpční kapaliny 12 může být kal, zůstávající uvnitř těchto trubek 4, vypuštěn z rozstřikovacích trysek 6, čímž je odstraněn problém se zacpáváním rozstřikovacích trubek 4 v důsledku usazování a hromadění pevných součástí v absorpční kapalině 12 v rozstřikovacích trubkách 4.

(Experimentální příklad)

Aby byla ověřena účinnost tohoto provedení, byly provedeny srovnávací zkoušky použitím odsiřovacího zařízení mokrou cestou, znázorněného na obr. 1 a na obr. 10 a 11. Zkušební podmínky byly následující:

Množství plynu:	3000 Nm3/h
Velikost vstupu do absorpční věže:	350 mm
Koncentrace SO2:	2000 ppm
Poměr kapalina-plyn:	20 l/Nm3/h
Obsah přebytečného vápence:	10%

(Výsledky zkoušek)

Stupeň odsíření

Zařízení na obr. 1:

Zařízení na obr. 10 a 11:

80%

82%

Profily rychlosti toku plynu ve vstupním kanálu 3 jsou znázorněny na obr. 13 (pro zařízení na obr. 1) a na obr. 14 (pro zařízení na obr. 10 a 11).

Je-li profil rychlosti toku plynu ve vstupním kanálu 3 hodnocen ve smyslu odchylky (%), vzhledem k průměrné rychlosti toku plynu, je v zařízení znázorněném na obr. 1 rychlost toku plynu nižší v oblasti poblíž boční stěny základní části rozstřikovacích trubek 4, ale je zvýšena v oblasti poblíž protilehlé boční stěny. Je tomu tak proto, že účinná plocha průřezu vstupního kanálu 3 se mění v důsledku toho, že rozstřikovací trubky 4 v zařízení znázorněného na obr. 1 se zužují od základny směrem k okrajům. Oproti tomu je v zařízení, znázorněném na obr. 10 a 11, v důsledku sníženého průměru centrální části rozstřikovacích trubek 4, zvýšena rychlost toku plynu uvnitř, ale ve srovnání s rychlostí v zařízení a obr. 1, je odchylka lychlosti toku plynu nižší. Tím bylo potvrzeno, že v tomto provedení je styk kapalina-plyn ve vstupním kanálu 3

- 18CZ 285532 B6 vyrovnanější ve srovnání se zařízením podle prvního provedení, což způsobuje relativně vyšší odsiřovací účinnost.

Po zastavení rozstřikování absorpční kapaliny 12 byly rozstřikovací trubky 4 prohlédnuty. Bylo zjištěno, že ani v jedné z rozstřikovacích trubek 4 nezůstala žádná absorpční kapalina 12 a rozstřikovací trubky 4 a rozstřikovací trysky 6 nebyly zacpány pevnými součástmi.

Aby se dosáhlo odstranění vzrůstu rychlosti toku plynu v centrální části rozstřikovacích trubek 4 v zařízení znázorněném na obr. 10 a 11, mohou být použity rozstřikovací trubky 4, znázorněné na obr. 15 a 16, namísto rozstřikovacích trubek 4, znázorněných na obr. 12. Obr. 15 je pohled na rozstřikovací trubky 4 ve směru proudu plynu ve vstupním kanálu 3. Aby byla zachována tloušťka rozstřikovacích trubek 4, je k centrální části rozstřikovacích trubek 4 se sníženým průměrem připevněn nástavec 27. Takto je tloušťka rozstřikovacích trubek 4 v horizontálním směru v podstatě jednotná, takže proud plynu ve vstupním kanálu 3 není narušen a je umožněno vyrovnání rychlosti toku plynu ve vstupním kanálu 3.

Opatřením pro zlepšení rozstřikování kalu z rozstřikovacích trysek 6 horizontálně uložených rozstřikovacích trubek 4 uvnitř vstupního kanálu 3, je usměrnění kalu vystřikujícího z rozstřikovacích trysek 6 v blízkosti povrchu boční stěny vstupního kanálu 3 dovnitř dráhy plynu ve vstupním kanálu 3. To zajišťuje, že rozstřikované kapky nemohou narážet na povrch boční stěny a tak je zabráněno tomu, aby byly znovu rozptylovány, čímž se snižuje množství rozptýlených kapiček a dochází k redukci zatížení odmlžovače 16.

Příklad 4

Ve vertikálním odsiřovacím zařízení padají kapky zkondenzovaného aerosolu uvnitř absorpční věže 2 směrem dolů a jsou zachycovány prouděním plynu, a proto je množství unášeného aerosolu relativně nízké. V horizontálním odsiřovacím zařízení jsou naopak kapky kalu, rozstřikované z rozstřikovacích trysek 6, zachyceny prouděním plynu, a proto mají tendenci být strhovány do odmlžovače 16, který následuje. Je-li množství kapaliny stržené do odmlžovače 16 vysoké, je obtížné příslušné množství této kapaliny v běžném odmlžovači 16 zpracovat. To vyžaduje buď zvýšení počtu použitých odmlžovačů 16, nebo zvýšení vzdálenosti mezi poslední řadou rozstřikovacích trysek 6 a odmlžovačem 16, čímž se omezí strhování částeček aerosolu do odmlžovače 16. V případě, že dojde ke zvýšení množství aerosolu vstupujícího do odmlžovače 16 a je použit ještě dodatečný odmlžovač 16, hrozí nebezpečí opotřebení odmlžovače 16, jehož zamezení vyžaduje použití odolného materiálu a v důsledku toho zvýšení hmotnosti odmlžovače 16. Zvýšení hmotnosti odmlžovače 16 vyžaduje zpevnění více zatěžované části zařízení. Je-li takové opatření realizováno, konstrukce zařízení je komplikovanější a větší, což vede k nežádoucímu zvýšení nákladů na zařízení. Proto je důležité zabránit tomu, aby aerosol pronikal ve velkém množství z absorpční věže 2 do odmlžovače 16, který je za ní zařazen.

Z těchto důvodů je nutné místo instalace dalšího odmlžovače 16 snížit množství strženého aerosolu modifikací konstrukce absorpční věže 2 nebo způsobu rozstřikování kalu.

Cílem tohoto provedení vynálezu je taková modifikace.

Odsiřovací zařízení tohoto provedení je znázorněno na obr. 17, kde části nebo komponenty se stejnou funkcí, odpovídající částem v odsiřovacím zařízení na obr. 1, jsou označeny stejnými vztahovými značkami jako na obr. 1 a jejich popis je proto vypuštěn.

Kapky absorpční kapaliny 12 s menším průměrem, rozstřikované z rozstřikovacích trysek 6 a jemně rozptýlené, jsou odnášeny plynnými spalinami 1 a zachycovány odmlžovačem 16. Vzroste-li rychlost toku plynu v absorpční věži 2, vzroste množství kapaliny odnášené proudem

- 19CZ 285532 B6 plynu a strhované do odmlžovače 16, což vede ke zvýšení zátěže odmlžovače 16. I když jsou v takovém případě použity dva odmlžovače 16 za sebou, opakované rozptylování kapaliny vede k zvlhčení výstupního kanálu 19, které je příčinou koroze povrchu stěn tohoto výstupního kanálu 19. Proto je na stropní části cirkulační nádrže 7 nebo stropní části výstupního kanálu 19 umístěna 5 nakloněná deska 28, sloužící k odchýlení proudu plynu směrem dolů o předem stanovený úhel, vzhledem k horizontálnímu směru.

Je-li tímto způsobem proudění plynu přiváděného podél rozstřikovacích trysek 6 ve vstupním kanálu 3 odchýleno směrem k cirkulační nádrži 7 pomocí dolů vychýlené nakloněné desky 28, 10 může být množství rozptýleného aerosolu, vychýlené mimo proud plynu, které je strhováno až do odmlžovače 16, značně sníženo. Nastavením úhlu nakloněné desky 28, vzhledem k horizontální rovině, na hodnotu větší než je úhel sklonu povrchu dna vstupního kanálu 3, přilehlého k cirkulační nádrži 7, je proud plynu nucen se vychýlit směrem dolů, což vede k nižšímu množství aerosolu, který je strhován až do odmlžovače 16. Hrozí-li nebezpečí usazování sádry na 15 nakloněné desce 28, může být v případě potřeby instalováno zařízení na mytí nakloněné desky 28 vodou.

Rovněž u zařízení, jehož konstrukce je znázorněna na obr. 17 a ve kterém jsou odmlžovače 16 menších výšek, může být zatížení odmlžovače 16 sníženo, tlakové ztráty nemusí stoupnout 20 a rovněž nemusí dojít k poklesu odsiřovací účinnosti.

Na obr. 18 je znázorněno zařízení, ve kterém je na stropní části výstupního kanálu 19 proti odmlžovači 16 nebo na stropní části cirkulační nádrže 7 umístěna příčka 36 v zavěšené poloze. V tomto případě je proud plynu stočen směrem dolů uvnitř absorpční věže 2 nad cirkulační nádrž 25 7, takže aerosol obsažený v plynu je vychýlen z proudu plynu a padá ve formě kapek na hladinu absorpční kapaliny 12 v cirkulační nádrži 7.

Je žádoucí, aby plocha vertikálního průřezu dráhy proudu plynu nad hladinou absorpční kapaliny 12 na nejnižším konci nakloněné desky 28, nebo příčky 30, byla větší než plocha vertikálního 30 průřezu vstupního kanálu 3, aby odpor kladený proudu plynu byl snížen a zkondenzovaná kapalina mohla snadno odkapávat na hladinu kapaliny v cirkulační nádrži 7.

Je-li překážka, jakou je nakloněná deska 28 nebo příčka 30, umístěna výše uvedeným způsobem na stropní části cirkulační nádrže 7 nebo ve stropní části výstupního kanálu 19, kapky 35 rozstřikované absorpční kapaliny 12 nejsou nuceny na tuto překážku narážet aje zároveň možné snížit množství rozptýlené kapaliny pronikající do odmlžovače 16. V tomto případě nemusí být rychlost toku plynu ve vstupním kanálu 3 snížena a nevzniká nebezpečí poklesu odsiřovací účinnosti.

Provedení, ve kterém je více srážecích desek 31» z nichž každá má průřez tvaru písmene U umístěno vertikálně a v navzájem posunutých polohách, takže tyto srážecí desky 31 kříží dráhu proudu plynu v prostoru před odmlžovačem 16. je znázorněno na obr. 19 a 20 (obr. 20 je řezem podél linie A-A na obr. 19). V tomto provedení je absorpční kapalina 12, obsahující SO₂, absorbovaný uvnitř vstupního kanálu 3, vrácena do cirkulační nádrže 7 a oxidační vzduch je do 45 ní stejnoměrně rozptylován listy míchadla 32 uvnitř nádrže 7. Míchadlo 32 na hřídeli 35 je poháněno motorem 34, umístěným ve stropní části cirkulační nádrže 7.

Rozptýlené kapičky aerosolu unášené proudem plynu jsou odstraňovány srážecími deskami 31 ve tvaru písmene U, umístěnými před odmlžovačem 16. Protože srážecí desky 31 tvaru písmene U 50 jsou rozmístěny ve dvou nebo více řadách v navzájem posunutých polohách, odstraňují značné množství kapaliny, unášené proudem plynu. Protože srážecí desky 31 jsou navzájem posunuty, je značně snížena ztráta tlaku a odstraňují 90% nebo více stržené kapaliny. Aby se předešlo vysychání absorpční kapaliny 12 zachycené na srážecích deskách 31, může být instalováno zařízení schopné přivádět na tyto srážecí desky 31 mycí vodu. Jsou-li rozstřikovací trubky 4

-20CZ 285532 B6 instalovány horizontálně, jak již bylo popsáno, je směr absorpční kapaliny 12, rozstřikované bočními rozstřikovacími tryskami 6a v blízkosti povrchu boční stěny vstupního kanálu 3, vychylován dovnitř vstupního kanálu 3, jak je znázorněno na obr. 20, takže absorpční kapalina nenaráží na boční stěnu, což zabraňuje vzniku částeček aerosolu.

U rozstřikovacích trysek 6 velké velikosti jsou často používány duté kuželovité trysky (viz obr. 2) s rozstřikovacím úhlem 90 stupňů.

Jsou-li rozstřikovací trubky 4 s kuželovitými tryskami instalovány horizontálně a absorpční kapalina 12 je z rozstřikovacích trysek 6 rozstřikována ve směru proudu plynu, velké množství této absorpční kapaliny 12 dopadá na boční stěnu vstupního kanálu 3. Jsou-li naopak boční rozstřikovací trysky 6a v sousedství boční stěny vstupního kanálu 3, znázorněného na obr. 20, pootočeny směrem dovnitř, množství rozptýlené kapaliny je 50 % nebo méně, než množství rozptýlené kapaliny v případě, že rozstřikovací trysky 6 jsou orientovány ve směru proudu plynu. Středové rozstřikovací trysky 6b v centrální části rozstřikovacích trubek 4 (na obr. 20) mohou být rozmístěny takovým způsobem, že směr takto rozstřikovaného kalu může být rovnoběžný se směrem proudu plynu.

Na obr. 21 je uveden příklad odsiřovacího zařízení, ve kterém jsou rozstřikovací trysky 6 rozmístěny ve vstupním kanálu 3 takovým způsobem, že rozstřikování absorpční kapaliny 12 probíhá směrem dolů oproti směru horizontálnímu, takže rozptýlená kapalina je zachycována proudem plynu, což vede ke snížení množství rozptýlené kapaliny. Je žádoucí, aby byly rozstřikovací trysky 6 ve vyšších úrovních rozmístěny takovým způsobem, že směr rozstřikování kalu je pootočen dolů a rozstřikovací trysky 6 na nižším úrovni byly rozmístěny tak, že směr rozstřikování kalu je bud’ horizontální, neboje pootočen poněkud vzhůru oproti horizontálnímu směru. Nastavením směru kalu, rozstřikovaného z rozstřikovacích trysek 6 tímto způsobem, je možné snížit množství kapaliny strhované do odmlžovače 16 beze změny odsiřovací účinnosti.

Na obr. 22 je uveden příklad odsiřovacího zařízení, ve kterém jsou rozstřikovací trysky 6 umístěny ve dvou úrovních ve směru souhlasném s proudem plynu a dvou úrovních ve směru proti proudu plynu. Kapky kalu rozstřikované z rozstřikovacích trysek 6 jsou odnášeny proudem plynu směrem k odmlžovači 16, který následuje, ale většina takových kapiček aerosolu spadne vlivem tíže ještě před tím než vniknou do odmlžovače 16. Jsou-li plynné spaliny 1 vedeny v horizontálním proudu do absorpční věže 2, kapky kapaliny dopadají právě před odmlžovačem 16 pod úhlem v rozmezí od 10° do 30°, vzhledem k horizontálnímu směru. V důsledku toho většina kapaliny, která se dostane až do odmlžovače 16, naráží na jeho dolní část. Proto je umístěním překážek 36 ve tvaru žaluzií ve spodní části prostoru před odmlžovačem 16 možné odstranit rozptýlené částečky kapaliny za současného zvlhčování povrchu přední a zadní části překážek 36 ve tvaru žaluzií. Je-li překážka 36 ve tvaru žaluzie orientována směrem dolů v rozmezí úhlu od 5° do 45°, vzhledem k horizontálnímu směru, prochází dráha plynu přes překážku 36 ve stejném prostoru jako nejkoncentrovanější část aerosolu, a proto dochází k malé ztrátě tlaku a není nutné mýt povrch překážky 36 mycí vodou.

Další příklad odsiřovacího zařízení je znázorněn na obr. 23, na kterém má absorpční věž 2 boční konfiguraci tvaru V. V odsiřovacím zařízení, znázorněném na obr. 23, jsou rozstřikovací trysky 6 umístěny rovnoběžně se směrem sklonu vstupního kanálu 3 ave směru proudu plynu. Rozstřikovací trysky 6 mohou být rovněž umístěny kombinovaně, ve směru proudu plynu a proti tomuto směru. Plynné spaliny 1 jsou přivedeny do vstupního kanálu 3, nakloněného směrem dolů z horizontální polohy, zatímco rozstřikovaná absorpční kapalina 12 se pohybuje směrem dolů vlivem gravitace. Nad cirkulační nádrží 7 se směr proudu plynu stáčí vzhůru, a proto je rozptýlená kapalina vychýlena z proudu plynu a dopadá ve formě kapek na povrch absorpční kapaliny 12 v cirkulační nádrži 7. Tímto způsobem je množství kapaliny, stržené proudem plynu do odmlžovače 16, značně sníženo. Je žádoucí, aby úhel sklonu V-tvaru absorpční věže 2 byl nastaven v rozsahu 10° až 50°, vzhledem k horizontálnímu směru. Výsledky experimentu

-21 CZ 285532 B6 s chladným modelem jsou uvedeny na obr. 24 (je znázorněn vztah mezi úhlem sklonu absorbéru na horizontální ose souřadnic a množstvím rozptýlené kapaliny na vertikální ose). Jeli úhel sklonu nastaven na 10° nebo více stupňů, množství rozptýlené kapaliny, která vniká do odmlžovače 16. může být sníženo na asi jednu čtvrtinu množství oproti stavu, kdy úhel skloňuje nulový. Je-li úhel sklonu nastaven na 40°, množství rozptýlené kapaliny pronikající do odmlžovače 16 může být sníženo na asi jednu desetinu množství oproti stavu, kdy úhel skloňuje nulový. Proto je žádoucí, aby byl úhel sklonu nastaven na co největší hodnotu. Je-li však úhel sklonu nastaven na vyšší hodnotu, je také výška vstupního kanálu 3 přiměřeně vyšší, což vede k vyšším výrobním nákladům absorpční věže 2. Z toho důvodu je žádoucí nastavit úhel sklonu na co nejmenší hodnotu. Obr. 24 znázorňuje výsledky experimentu, při kterém bylo rozstřikování prováděno proti proudu za lychlosti toku plynu 12 m/s a při použití zařízení obsahujícího absorpční věž 2 s průřezem 950 mm x 950 mm a s rozstřikovacími tryskami 6 o průměru 50,8 mm tvaru dutého kužele.

Jak již bylo uvedeno, může být v horizontálním odsiřovacím zařízení sníženo množství kapaliny, přicházející do odmlžovače 16 bez snížení odsiřovací účinnosti.

Obr. 25 znázorňuje výsledky simulační analýzy, při které byl aerosol rozstřikován v horizontálním odsiřovacím zařízení pro elektrárnu o výkonu 350 MW. Obr. 25 znázorňuje chování aerosolu o velikosti částeček 1,5 mm, který byl získán za použití rozstřikovacích trysek 6 ve tvaru dutého kužele, při úhlu rozstřikování 90°.

Křivky na obr. 25 byly získány za následujících podmínek:

Rozstřikování ve směru proudu:

Křivka a: 6 m/s, křivka b: 8 m/s, křivka c: 12 m/s

Rozstřikování proti směru proudu:⁰⁰

Křivka d: 6 m/s, křivka e: 8 m/s, křivka f: 12 m/s.

Z těchto výsledků je patrné, že je-li rychlost toku plynu zvýšena z 6 m/s na 12 m/s, dochází ke zvýšení množství kapaliny strhované až do odmlžovače 16, obzvláště v případě rozstřikování proti proudu. Je-li rychlost toku plynu zvýšena tímto způsobem, odsiřovací zařízení může být zmenšeno, a množství rozptýlené kapaliny, jakož i zatížení odmlžovače 16, vzrostou. To způsobuje, že není-li použit shora popsaný způsob, není možno odsiřovací zařízení realizovat.

Obr. 26 znázorňuje výsledky zkoušek tohoto provedení v chladném modelu v měřítku 1/5. Obr. 26 ukazuje srovnání mezi množstvím rozptýlené kapaliny (v procentech) za rychlosti toku 6 a 12 m/s. Zkoušky, jejichž výsledky jsou znázorněny na obr. 26, byly provedeny tak, že do kanálu nebyla vložena žádná překážka, jak tomu bylo v příkladu znázorněném na obr. 17. Je-li rychlost toku plynu zvýšena na 12 m/s, je intenzita rozptylování kapaliny zvýšena 4, 5-násobně oproti případu, že rychlost plynu je 6 m/s, je-li však použito odsiřovací zařízení podle tohoto provedení vynálezu (obr. 17-19 a obr. 22, 23), je intenzita rozptylování kapaliny při vyšší rychlosti toku v podstatě stejná, jako za podmínek s rychlostí 6 m/s. V tomto případě je postačující i použití dvouřadových odmlžovačů 16 podle dosavadního stavu techniky.

-22CZ 285532 B6

Příklad 5

Na obr. 27 je schematicky znázorněno horizontální odsiřovací zařízení. Stejně jako u odsiřovacího zařízení znázorněného na obr. 1 se horizontální odsiřovací zařízení znázorněné na obr. 27 skládá z vstupního kanálu 3, rozstřikovacích trysek 6, cirkulační nádrže 7, míchadel 8, trubek 10 pro dmýchání vzduchu, odmlžovače 16 a výstupního kanálu 19. Zařízení v tomto provedení dále obsahuje neutralizační zařízení 38 ke zvýšení hodnoty pH absorpční kapaliny 12, jejíž hodnota pH klesla absorpci SO₂ z plynných spalin 1 a separátor 39 k oddělování sádry 22 a vápence A.

Absorpční kapalina 12. rozstřikovaná z rozstřikovacích trysek 6 ve vstupním kanálu 3 v absorpční věži 2, selektivně absorbuje SO₂ z plynných spalin za vzniku kyseliny siřičité a odkapává do cirkulační nádrže 7, kde je kyselina siřičitá oxidována na kyselinu sírovou. Absorpční kapalina 12, obsahující kyselinu sírovou, je odčerpána odtahovými čerpadly 15 pro absorpční kapalinu 12 do neutralizačního zařízení 38, kde je neutralizována vápencem A a kde současně vzniká sádra 22. Absorpční kapalina 12, obsahující sádru 22, je vedena do odlučovače 39, kde jsou od sebe odděleny sádra 22 a vápenec A. Pak je absorpční kapalina 12, obsahující vápenec A, recirkulována k rozstřikovacím tryskám 6, aby byla použita pro selektivní absorpci SO₂. Absorpční kapalina 12, obsahující větší množství sádry 22, je vedena do sušiče 40, kde je sušena a jako produkt je získávána sádra 22. Vápenec A je veden do neutralizačního zařízení 38.

(Experimentální příklad 1)

Odsiřovací zkouška byla provedena za použití zařízení podle popsaného provedení. Koncentrace SO₂ v plynných spalinách 1 ve vstupním kanálu 3 byla 1000 ppm. Vápenec A (se středním průměrem 5 mm), v množství odpovídajícím stejnému množství molů SO₂ v plynných spalinách 1 a potřebném na dvě hodiny provozu, byl předtím umístěn do neutralizačního zařízení 38. Vápenec A v molámím množství 0,97-násobku množství SO₂ v plynných spalinách 1 byl přiváděn z trubky 42 pro přívod vápence A. Množství vzduchu vpuštěného do cirkulační nádrže 7 bylo v molámím pornem 30-ti násobkem množství SO₂ v plynných spalinách 1.

Obr. 29 znázorňuje křivku změny stupně odsíření (vertikální osa) s časem (horizontální osa). V počátečním stádiu odsiřovací reakce byla vykázána vysoká odsiřovací účinnost, ale stupeň odsíření s časem klesal. Příčina byla zkoumána a bylo zjištěno, že pokles odsiřovací účinnosti byl způsoben tím, že sádrové částice přilnuly k povrchům vápencových částic v neutralizačním zařízení 38, což vedlo ke snížené reaktivitě vápence A. Proto byla konstrukce zařízení zlepšena, čímž bylo získáno zařízení znázorněné na obr. 28, ve kterém je vápenec A v neutralizačním zařízení 38 míchán za použití míchadel 43. Křivka b na obr. 29 znázorňuje změnu stupně odsíření s časem po tomto zlepšení. V tomto případě nebylo pozorováno snížení stupně odsíření a po dlouhou dobu byla vykazována vysoká odsiřovací účinnost. Koncentrace SO₂ v plynných spalinách 1 ve vstupním kanálu 3 se měnila od 100 do 5000 ppm, ale za libovolných podmínek byla při použití míchadel 43 dosažena vysoká odsiřovací účinnost.

(Experimentální příklad 2)

Odsiřovací účinnost byla zkoumána za stejných podmínek jako v experimentálním příkladu 1 s tím rozdílem, že množství vzduchu přivedeného do cirkulační nádrže 7 se měnilo od 10 do 100 násobku množství SO₂ v plynných spalinách 1 a koncentrace kyslíku, rozpuštěného zároveň v absorpční kapalině v separátoru 39, byla měřena za použití měřiče 44 rozpuštěného kyslíku. Obr. 30 znázorňuje vztah mezi koncentrací rozpuštěného kyslíku a stupněm odsíření, ve které je při koncentraci rozpuštěného kyslíku rovné nebo nižší než 1 ppm stupeň odsíření nižší.

-23CZ 285532 B6

To je možno očekávat, protože je-li množství vzduchu přivedené do cirkulační nádrže 7 menší.

H₂SO₃ není úplně oxidována, zůstává v kapalině a v důsledku toho rozsah absorpční reakce (H₂O+SO₂=H₂SO₃) klesá.

Je žádoucí, aby koncentrace rozpuštěného kyslíku byla měřena a množství oxidačního vzduchu bylo řízeno tak, aby hodnota koncentrace rozpuštěného kyslíku byla 1 ppm nebo více.

Účelem neutralizačního zařízení 38 ve výše popsaném provedení je provádět reakci absorpční kapaliny 12 s vápencem A. Může být použito neutralizačního zařízení 38 libovolné konstrukce, pokud zabraňuje lnutí sádrových částic k povrchu vápencových částic. Mimo použití míchadel 43 popsaných výše může být lnutí sádrových částic k povrchu vápencových částic zabráněno probubláváním plynem, jako například vzduchem. Jako separátor 39 mohou být použity libovolné prostředky, schopné oddělit sádrové částice od vápencových, jako je například odlučovač mokrého typu. Je-li koncentrace vápencových částic v absorpční kapalině 12 nízká, nebo nezáleží-li na kvalitě sádrových částic, separátor 39 může být vypuštěn. Neutralizační zařízení 38 a separátor 39 mohou být dále spojeny do jednoho zařízení, které má jak neutralizační, tak dělicí funkci.

Tento vynález je výhodný bez ohledu na směr proudění plynných spalin 1 a způsob styku mezi plynnými spalinami 1 a absorpční kapalinou 12 (u absorbéru s vlhkou stěnou apod.).

V odsiřovacím zařízení, znázorněném na obr. 27, je neutralizační zařízení 38 umístěno vně absorpční věže 2, ale prostor 46, naplněný vápencem A, může být umístěn ve spodní části cirkulační nádrže 7. Obr. 3 1 znázorňuje schéma tohoto provedení zařízení. Rovněž při použití této konstrukce je výhodné odstranit sádrové částice přilnuté k povrchu vápence A. Má-li dno cirkulační nádrže 7 funkci oddělování sádrových a vápencových částic, separátor 39 může být vypuštěn.

Způsobem podle tohoto provedení může být množství vzduchu, potřebného pro rychlý průběh oxidace a množství energie spotřebovávané míchadly 8 k jemnému rozptýlení oxidačního vzduchu, menší. Protože je použit hrubý vápenec A, není nutné jeho rozemílání. Vápenec A, který má velkou velikost částic (1 mm nebo více) může být lehce oddělen od sádrových částic (obvykle 20 až 100 mikrometrů), takže množství vápence A v neutralizačním zařízení 38 může být zvýšeno. Takto je dosaženo vyšší odsiřovací účinnosti a získána sádra 22 lepší kvality, protože vápenec A je málo smíšen se sádrovými částicemi.

Příklad 6

Šesté provedení vynálezu je znázorněno na obr. 32. Kapky menších průměrů v absorpční kapalině 12, rozstřikované a jemně rozptylované z rozstřikovacích trysek 6, jsou strhovány plynnými spalinami 1, jsou však zachycovány v odmlžovačích 16a, 16b, umístěných ve výstupním kanálu 19. Jak je znázorněno na obr. 33, narážejí částečky aerosolu, pronikající až k odmlžovači 16a v průběhu tohoto procesu na prvek 47 odmlžovače 16a, hromadí se tam a pak odkapávají ve formě kapalného filmu 48 na spodní část prvku 47. Zkondenzovaná kapalina je sbírána v žlábku 50 v povrchu stěny výstupního kanálu 19 pod odmlžovačem 16a a prochází přes trubky 18 pro cirkulaci kapaliny zpět do cirkulační nádrže 7. Částice obsahující sádru 22 jsou obsaženy v rozptýlené kapalině a postupně se usazují na povrchu prvku 47 odmlžovače 16a, mycí voda nahromaděná v nádrži 51 mycí vody je čerpána do trubky 52 mycí vody čerpadlem a občas rozstřikovaná z trysek 54 mycí vody na odmlžovač 16a. K mytí části odmlžovače 16b. umístěného po proudu plynu, je jako mycí vody použito kapaliny zbavené prachu. Tato mycí kapalina je přiváděna z trubky 55 mycí vody, přes trysky 56 pro rozstřikování mycí vody.

-24CZ 285532 B6

Kapalina obsahující částice, použitá zde jako mycí voda, je sbírán a ve spodní části odmlžovače 16b a přiváděna potrubím 58 do nádrže 51 mycí vody. Množství částic, usazených na odmlžovači 16b. umístěném po proudu plynu, je daleko menší, než na odmlžovači 16a, umístěném proti proudu plynu, a proto je-li tato kapalina sbírána v nádrži 51 mycí vody a použita k mytí odmlžovače 16a, proti proudu, nemusí být používána čerstvá mycí voda pro odmlžovač 16a, což umožňuje efektivní provoz.

Odmlžovač 16a a část zařízení v jeho blízkosti, jsou znázorněny ve schematickém pohledu se shora na obr. 34. Rozměry odmlžovače 16a jsou větší než průměr výstupního kanálu 19. Odmlžovač 16a je umístěn ve žlábku 50, a proto nemůže rozptýlená kapalina procházet mezi výstupním kanálem 19 a odmlžovačem 16a. Většina rozptýlené kapaliny prochází před tím, než vstupuje do odmlžovače 16a, podél povrchu vnitřní stěny výstupního kanálu 19, a proto aby se zabránilo vstupu kapaliny do odmlžovače 16a, může být naproti tomuto odmlžovači 16a umístěn přepad 59. Přepad 59 má konstrukci, ve které je jeho homí okraj zahnut proti směru proudu plynu, takže kapalina shromážděná v této části, může volně odtékat směrem ke spodní části výstupního kanálu 19, bez opětovného rozptylování do sousedící části.

Obr. 35 ukazuje detailní konstrukci části odmlžovačů 16a, 16b. Protože, jak bylo popsáno, se naproti odmlžovači 16a, umístěnému proti proudu plynu, nachází přepad 59, částečky aerosolu, poté co prošly kolem vnitřního povrchu stěny výstupního kanálu 19 a přiblížily se k odmlžovači 16a, jsou sbírány na dně výstupního kanálu 19 v přepadu 59. Spodním povrchem výstupního kanálu 19 je vytvářena nakloněná část 19a, která se nachází v prostoru od přepadu 59, směrem k cirkulační nádrži 7 pod absorpční věží 2. Zachycená kapalina prochází proto po této nakloněné části 19a a poté vtéká do cirkulační nádrže 7. Proto nemůže být z přepadu 59 znovu rozptýlena do proudu plynu. Na spodním výstupního kanálu 19 mezi odmlžovači 16a, 16b je umístěna druhá nakloněná část 19b, takže kapky nahromaděné na nakloněné části 19b mohou odtékat směrem k odmlžovači 16b. umístěnému po proudu plynu. Na druhé nakloněné části 19b mohou být dále umístěny spodní mycí rozstřikovací trysky 62. čímž je zajištěno, že kapalina a částice nahromaděné na dně výstupního kanálu 19 mohou být občas nebo nepřetržitě smývány, aby se tak předešlo problémům s usazováním.

Obr. 36 znázorňuje srovnání mezi množstvím kapaliny rozptýlené u dnes známé vertikální absorpční věže a množstvím kapaliny rozptýlené u horizontální absorpční věže 2 podle tohoto provedení. Poměr rozptylování kapaliny (poměr mezi množstvím rozptýlené kapaliny na celkovém množství rozstřikované absorpční kapaliny 12) je vynesen na vertikální ose, zatímco rychlost toku plynu na horizontální ose souřadnic. Pro účely tohoto dokumentu se množstvím rozptýlené kapaliny rozumí množství kapaliny, strhované proudem plynu do odmlžovače 16a, umístěného proti proudu plynu. Srovná-li se množství kapaliny rozptýlené za rychlosti toku plynu 3 m/s u dosavadní vertikální absorpční věže a u horizontální absorpční věže 2, množství rozptýlené kapaliny (body x na obr. 36) u dosavadní vertikální absorpční věže je velice malé a dosahuje hodnoty 0,2 za předpokladu, že množství rozptýlené kapaliny (křivka a) v tomto provedení je definováno jako 1. Naopak u horizontální absorpční věže 2 bez přepadu 59 je množství rozptýlené kapaliny při zvýšené rychlosti toku plynu (křivka b) vyšší, a jeli rychlost toku plynu 6 m/s, stoupne na úroveň kolem čtyřnásobku hodnoty dosahované v tomto provedení.

Je tomu proto, že většina rozptýlené kapaliny, unášené proudem plynu, naráží na povrch vnitřní stěny výstupního kanálu 19 a dostává se až do odmlžovače 16a. V popisovaném provedení však i při vzestupu rychlosti toku plynu většina rozptýlené kapaliny naráží na přepad 59 a před tím než vstoupí do odmlžovače 16a může být přepadem 59 sbírána. Proto i při zvýšené rychlosti toku plynu zatížení odmlžovače 16 nevzroste a účinnost zachycování kapaliny odmlžovačem 16 se nesníží.

Z toho co bylo uvedeno vyplývá, že v tomto provedení i při zvýšené rychlosti toku plynu, která způsobuje zvýšení množství rozptýlené kapaliny, vzrůstá zatížení odmlžovačů 16a. 16b méně

-25 CZ 285532 B6 a v důsledku toho není účinnost odmlžovačů 16a, 16b snížena a není nutno instalovat další zařízení pro shromažďování strhované kapaliny.

Příklad 7

Odsiřovací zařízení v tomto provedení je znázorněno na obr. 37. Povrch spodní stěny vstupního kanálu 3 v absorpční věži 2 je mírně nakloněn, aby vracel absorpční kapalinu 12 rozstřikovanou z rozstřikovacích trysek 6 ve vstupním kanálu 3. Podstatná část absorpční kapaliny 12. rozstřikované z rozstřikovacích trysek 6, je zachycena množstvím vertikálních desek 63, umístěných ve výstupním kanálu 19 za tvorby kapalného filmu 48 na povrchu každé z vertikálních desek 63, čímž absorbuje a odstraňuje plynný oxid siřičitý, který nebylo možno úplně odstranit odstřikovacími tryskami 6. Vertikální desky 63 jsou rozmístěny rovnoběžně se směrem proudu plynu, jak je znázorněno na zvětšeném pohledu na obr. 38. Aby se předešlo zanášení vertikálních desek 63, mohou být myty kalovou vodou, přiváděnou vedením 64 od zařízení 20 k získávání sádry 22, nebo zásobní vodou, přiváděnou zásobním vedením 66. Absorpční kapalina 12, která nemůže být úplně zachycena vertikálními deskami 63, je odstraňována vertikálním odmlžovačem 16.

Mohou být použity vertikální desky 63, skládané ve tvaru znázorněném na obr. 39. V tomto případě se částečky aerosolu procházející skládanou částí 63a hromadí na vertikální desce 63 v důsledku jejich vzájemných srážek, což vede k zlepšené účinnosti odstraňování rozptýlené kapaliny.

(Experimentální příklad)

Pro zjištění účinnosti tohoto provedení (za použití vertikálních desek 63, jak je znázorněno na obr. 3 8), byla provedena zkouška v poloprovozním zařízení 2500 Nm³/h.

(1) Podmínky:

Množství plynu:	2500Nm3/h
Koncentrace SO2 na vstupu:	2000 ppm
Poměr kapalina-plyn:	15 1/Nm3
Rychlost toku plynu ve věži:	5-12 m/s

(2) Výsledky:

Podmínky pokusu v = 5 m/s bez vertik. desky	v = 5 m/s s vertik. deskou (tento příklad)	v = 12 m/s s vertik. deskou (tento příklad)
Odsíření (%)	86,0	92,4
Množství kapaliny	200	12
na vstupu odmlžovače 16 (g/Nm3) Množství	120	22

na výstupu z odmlžovače 16 (g/Nm³)

-26CZ 285532 B6 v = rychlost plynu

Výše uvedenými zkouškami bylo potvrzeno, že množství kapaliny na vstupu do odmlžovače 16 může být sníženo a odsiřovací účinnost může být zvýšena umístěním množství vertikálních desek 63 proti proudu od odmlžovače 16 ve výstupním kanálu 19.

Umístění množství vertikálních desek 63 po proudu od rozstřikovacích trysek 6 tímto způsobem zajišťuje, že i při zvýšené rychlosti toku plynu v absorpční věži 2, vedoucí ke zvýšení množství rozptýlených rozstřikovaných kapek, může být rozptýlená kapalina sbírána vertikálními deskami 63 a že na povrchu každé z vertikálních desek 63 se může vytvořit kapalný film 48 absorpční kapaliny 12, což umožňuje, že část oxidů síry, která nemůže být úplně odstraněna ve vstupním kanálu 3, je absorbována, což vede k vyššímu odsiřovacímu efektu.

Příklad 8

Odsiřovací zařízení v tomto provedení je znázorněno na obr. 40. Toto provedení se vyznačuje tím, že napříč průřezu výstupního kanálu 19 směrem k výstupní straně absorpční věže 2, od cirkulační nádrže 2 a nad cirkulační nádrží 7 je umístěna deska 69 s otvory. Výhodné je přitom použití přepážky 124 s otvory, umístěné v oblasti spojení mezi horizontální částí výstupního kanálu 19 a boční stěnou cirkulační nádrže 7, která brání rozptylování kapaliny, způsobovanému jejím unášením prouděním plynu, jak je znázorněno na obr. 41 a 42.

Plynné spaliny 1, vpuštěné přes vstupní kanál 3, proudí spolu s kapičkami unášené absorpční kapaliny 12 v přímém směru, ale v okamžiku, kdy procházejí kapalným filmem 48, vytvořeným rozptýlenou kapalinou, narážející na desku 69 s otvory, umístěnou před odmlžovačem 16, je dosaženo cílového hodnoty stupně jejich odsíření. To znamená, že povrch rozstřikovaných kapek absorpční kapaliny 12 (povrchový film) stržený plynnými spalinami 1, může mít v některých případech malou relativní rychlost, vzhledem k rychlosti plynných spalin 1, takže neprobíhá obnova povrchu rozstřikovaných kapek a takový povrch, který již dosáhl nasycení SOx v plynných spalinách 1, proto přispívá méně k odsiřovací účinnosti i v případě, že mezi rozstřikovacími trubkami 4 a odmlžovačem 16 je dostatečný prostor, ve kterém může dojít ke kontaktu. Umístění překážek, jako je deska 69 s otvory, mezi rozstřikovací trubky 4 a odmlžovač 16, však způsobuje nejen oddělování rozptýlené kapaliny narážením jejích kapiček na tyto překážky a jejím následným shromažďováním, ale také zajišťuje obnovu filmu kapaliny, čímž se dosahuje účinné odsiřovací reakce průchodem plynných spalin 1 přes tento film kapaliny vytvořený na desce 69 s otvory z kapiček aerosolu.

Typy překážek, použitelných pro tento účel, nejsou omezeny jen na desku 69 s otvory, ale může být použita libovolná překážka, odlišná od desky 69 s otvory, je-li schopna obnovovat povrch filmu, vytvořeného z kapiček aerosolu a v takovém případě je vždy možno očekávat odsiřovací efekt jistého stupně.

Deska 69 s otvory může být umístěna v nejnižší části vstupního kanálu 3 po proudu, jak je znázorněno na obr. 43. Je žádoucí, aby deska 69 s otvory měla velikost otvorů 10 mm nebo více a podíl plochy otvorů k celkové ploše byl 20 % nebo více, aby bylo možné odtékání absorpčního kalu z absorpční kapaliny 12 a aby tlakové ztráty byly co nejnižší. Může být použito desky 69 s otvory o stejné velikosti otvorů a s jejich stejnou vzdáleností, velikost a vzdálenost otvorů však mohou být proměnné s výškou (se směrem kolmým k proudu plynných spalin 1). Je-li velikost a vzdálenost otvorů proměnná, je výhodné, aby velikost pórů byla větší nebo vzdálenost pórů byla menší v nižší části desky 69 s otvory a aby podíl plochy otvorů k celkové ploše desky 69 byl v této části desky 69 větší, protože zatížení dopadajícími kapičkami kapaliny je vyšší v nižší části desky 69 s otvory. Navíc je žádoucí, aby vstupní kanál 3 měl konstrukci integrální s cirkulační nádrží 7, aby se snížilo rozptylování ve směru proudu na nízký stupeň, kontaktní doba plynných

-27CZ 285532 B6 spalin 1 se prodloužila a rozstřikovaná absorpční kapalina 12 mohla být co nejvíce recirkulována. V desce 69 s otvory v části spojené se dnem vstupního kanálu 3, nakloněným vzhledem k cirkulační nádrži 7, může být umístěna štěrbina, sloužící k odtahování kapaliny.

Na obr. 44 je uveden graf, znázorňující vztah mezi rychlostí toku plynu na vstupu absorpční věže 2 a množstvím kapaliny na vstupu odmlžovače 16, získaný při množství plynu 3000 Nm³/h a koncentraci SO₂ 2000 ppm. Bylo zjištěno, že je-li použita deska 69 s otvory (křivka a), množství kapaliny na vstupu odmlžovače 16 je menší, než když deska 69 s otvoiy není použita (křivka b), i v případě, že rychlost toku plynuje vyšší a použití desky 69 s otvory tedy má značný účinek.

(Experimentální příklad 1)

Byl proveden experiment s plynnými spalinami £ za použití odsiřovacího zařízení mokrou cestou, znázorněného na obr. 40.

Podmínky a výsledky zkoušky jsou následující:

množství plynu:	3000 Nm3/h
koncentrace SO2:	2000 ppm
koncentrace prachu na vstupu:	200 mg/Nm3
teplota plynu na vstupu:	150 °C
množství oxidačního vzduchu:	3ONm3/h
počet řad rozstřikovacích trubek:	3
podíl kapalina/plyn:	15 1/Nm3
velikost vstupu absorpční věže:	350 mm
přebytečné procento vápence:	10%

deska s otvory:

velikost otvorů podíl plochy otvorů:

40 mm 50%

výsledky zkoušky:

stupeň odsíření:	80%
stupeň oxidace:	99,7 %
Tlaková ztráta ve věži:	1000 Pa
množství kapaliny na výstupu:	100 mg/Nm3

(Experimentální příklad 2)

Byl proveden experiment s plynnými spalinami £ za použití odsiřovacího zařízení znázorněného na obr. 43. Podmínky a výsledky zkoušky jsou následující:

množství plynu:	3000Nm3/h
koncentrace SO2:	2000 ppm
koncentrace prachu na vstupu:	200 mg/Nm3
teplota plynu na vstupu:	150 °C
množství oxidačního vzduchu:	30 Nm3/h
počet řad rozstřikovacích trubek:	3
podíl kapalina/plyn:	15 1/Nm3
velikost vstupu absorpční věže:	350 mm
přebytečné procento vápence:	10%

-28CZ 285532 B6 deska s otvory:

velikost otvorů podíl plochy otvorů:

40 mm 50%

výsledky zkoušky:

stupeň odsíření:	83%
stupeň oxidace:	99,7 %
tlaková ztráta ve věži:	1150 Pa
množství kapaliny na výstupu:	95 mg/Nm3

(Experimentální příklad 3)

Byl proveden experiment s plynnými spalinami 1 za použití odsiřovacího zařízení, znázorněného na obr. 40, avšak se vstupním kanálem 3 (na obr. 41), který umožňuje, aby byla všechna rozstřikovaná absorpční kapalina 12 orientována ve směru proudu plynu.

Podmínky a výsledky zkoušky jsou následující:

množství plynu:	3000 Nm3/h
koncentrace SO2:	2000 ppm
koncentrace prachu na vstupu:	200 mg/Nm3
teplota plynu na vstupu:	150 °C
množství oxidačního vzduchu:	30 Nm3/h
počet řad rozstřikovacích trubek:	3
podíl kapalina/plyn:	15 l/Nm3
velikost vstupu absorpční věže:	350 mm
přebytečné procento vápence:	10%

deska s otvory:

velikost otvorů podíl plochy otvorů:

40 mm 50%

výsledky zkoušky:

stupeň odsíření:	80%
stupeň oxidace:	99,7 %
tlaková ztráta ve věži:	550 Pa
množství kapaliny na výstupu:	150 mg/Nm3

(Srovnávací experimentální příklad 1)

Byl proveden experiment s plynnými spalinami 1 v podstatě stejným způsobem jako u příkladu 1, avšak bez desky 69 s otvory, umístěné mezi vstupním kanálem 3 a odmlžovačem 16.

výsledky zkoušky:

stupeň odsíření:	67%
stupeň oxidace:	99,7 %
tlaková ztráta ve věži:	800 Pa
množství kapaliny na výstupu:	150 mg/Nm3

-29CZ 285532 B6

Po 100-hodinové činnosti byl vnitřek zařízení prozkoumán a bylo zjištěno značné poškození odmlžovače 16.

V tomto provedení je zařízení stejně účinné i v případě, že všechny rozstřikovací trysky 6 rozstřikují absorpční kapalinu 12 ve směru proudu plynných spalin 1, jak je ukázáno ve výše uvedeném příkladu 3. V tomto případě je však zátěž kapalinou aerosolu velmi vysoká, a proto je žádoucí, aby mezi cirkulační nádrží 7 a odmlžovačem 16 byla umístěna deska 69 s otvory. Je třeba poznamenat, že při odstraňování běžných kapiček aerosolu odmlžovačem 16 může být 10 limitní rychlost toku přibližně 7 až 8 m/s. Tak může být v některých případech velikost výstupního kanálu 19 včetně odmlžovače 16 větší, než velikost vstupního kanálu 3, umístěného vůči cirkulační nádrži 7 proti proudu.

V tomto provedení může být do jisté míry dosaženo téhož efektu i použitím desek 69 s otvory 15 umístěných v několika řadách horizontálně (tj. ve směru rovnoběžném s proudem plynných spalin, jak je znázorněno na obr. 42). Je tomu tak proto, že rozptýlená kapalina prochází směrem po proudu plynu a současně působením tíže směrem dolů a může tedy být rovněž zachycována deskami 69 s otvory za vzniku kapalného filmu 48, čímž se provádí odsíření.

Toto provedení bylo popsáno s konstrukcí, ve které absorpční věž 2 a cirkulační nádrž 2 tvoří jeden celek, avšak podobného účinku může být dosaženo v jiné možné konstrukci, ve které jsou absorpční věž 2 a cirkulační nádrž 7 samostatné a jsou navzájem spojeny svislou spojovací rourou, jak je znázorněno na obr. 45.

V důsledku toho je podle tohoto provedení nejen výška absorpční věže 2 menší, ale také může být rovněž dosaženo vysoké odsiřovací účinnosti a snížení množství stržené kapaliny na výstupu, což vede k úspoře práce a zvýšení účinnosti.

Příklad 9

Odsiřovací zařízení plynných spalin mokrou cestou v tomto provedení je horizontálního typu, který je znázorněn na obr. 4, liší se však vstupním prostorem. Schematický vertikální řez vstupním kanálem 3 a cirkulační nádrží 7 je znázorněn na obr. 46 a schematický vertikální řez 35 podél linie A-A na obr. 46 je znázorněn na obr. 47.

V provedení znázorněném na obr. 46 jsou rozstřikovací trysky 6 umístěny přímo na povrchu dvou protilehlých vnitřních stěn a na povrchu stropu vstupního kanálu 3. Rozstřikovací trubky 4 a trubky pro cirkulaci absorpční kapaliny 12 jsou umístěny vně vstupního kanálu 3 a připojeny k rozstřikovacím tryskám 6. Absorpční kapalina 12 je přiváděna z cirkulační nádrže 7 pomocí těchto trubek k rozstřikovacím tryskám 6 oběhovými čerpadly H- Je třeba poznamenat, že rozstřikovací trysky 6 jsou instalovány na povrchu stropní stěny a rozstřikovací trubky 4 mohou být proto vypuštěny.

Absorpční věž 2 v tomto provedení má konstrukci, ve které rozstřikovací trubky 4 a podpěry rozstřikovacích trubek 4 nejsou umístěny uvnitř vstupního kanálu 3, a proto není možné, aby kapky absorpční kapaliny 12 mohly narážet na tyto překážky a tím způsobit zastavení absorpční reakce s plynem SOx. V tomto provedení jsou proto kapky absorpční kapaliny 12 schopny účinně přispívat k odsiřovací reakci a v důsledku toho je za použití sníženého množství rozstřikované 50 absorpční kapaliny 12 dosahován stejný stupeň odsíření, jako v odsiřovacím zařízení, znázorněném na obr. 4. Navíc je v tomto provedení v absorpční věži 2 umístěno oběhové čerpadlo 11 pro každou skupinu rozstřikovacích trubek 4 umístěných na bočních stěnách a na stropní stěně vstupního kanálu 3. Proto se množství absorpční kapaliny 12 rozstřikované z určité

-30CZ 285532 B6 boční stěny nebo z určité části stropu vstupního kanálu 3 může měnit v závislosti na typu, rychlosti toku, nebo obsahu SO₂ v plynných spalinách 1.

Je třeba poznamenat, že ve všech provedeních tohoto vynálezu je množství absorpční kapaliny 12 rozstřikované z rozstřikovacích trysek 6 řízeno pomocí prostředků k řízení množství rozstřiku (není znázorněno) umístěných v rozstřikovacích trubkách 4.

Vertikální průřez absorpční věže 2 je na obr. 46 znázorněn jako čtvercový, ale může být zaoblen. Navíc byly rozstřikovací trubky 4 a rozstřikovací trysky 6 znázorněny na obr. 46 a 47 v horizontální poloze, ale toto není jejich jediná možná poloha a mohou být rovněž umístěny vertikálně k boční stěně vstupního kanálu 3.

Jsou-li rozstřikovací trubky 4 a podpěry trubek 4 umístěny uvnitř absorpční věže 2, je běžnou praxí použit pro trubky 4 vysoce kvalitní materiál, takový jako nerezová ocel, aby se předešlo korozi, protože kalová kapalina je silně kyselá. V tomto provedení však tak vysoce kvalitního materiálu nemusí být použito, protože rozstřikovací trubky 4 apod. jsou umístěny vně absorpční věže 2.

Pokud má být za použití tohoto provedení dosažena stejná odsiřovací účinnost jako u zařízení znázorněného na obr. 4, množství rozstřikované absorpční kapaliny 12 může být sníženo, což vede ke snížení provozních nákladů.

Příklad 10

V provedení na obr. 48 je na stropní části cirkulační nádrže 7 (tj. na stropní části absorpční věže 2) umístěna tryska 71 pro rozstřikování absorpční kapaliny 12, sloužící k odstraňování kapiček aerosolu. Účel tohoto provedení spočívá v zachycování rozptýlené kapaliny v plynných spalinách 1, ve zmenšení zatížení odmlžovače j_6, v následném využití odprašovací funkce rozstřikované absorpční kapaliny 12, zvláště z rozstřikovací trysky 71 bez toho, že by ve výstupním kanálu 19 byla umístěna překážka, jako například deska 69 s otvory, znázorněná na obr. 40. Část absorpční kapaliny 12, přivedené z oběhového čerpadla 11, je rozstřikována z rozstřikovací trysky 71, sloužící k odstraňování kapiček aerosolu směrem k povrchu absorpční kapaliny 12 uvnitř cirkulační nádrže 7. Proto jsou plynné spaliny 1, přiváděné přes vstupní kanál 3, vedeny kolmo přes tento proud rozstřikovaných kapek. Plynné spaliny 1 procházejí za současného vydělování kapiček z aerosolu, které putují ke hladině kapaliny v cirkulační nádrži 7, mají však v důsledku působení setrvačné síly tendenci se pohybovat přímým směrem, protože rozptýlené kapičky, obsažené v plynných spalinách 1, mají vysokou specifickou hmotnost ve srovnání s plynem. Tyto rozptýlené kapičky se sráží s kapičkami směřujícími k hladině povrchu v cirkulační nádrži 7 a jsou tak zachycovány.

Efekt tohoto provedení je znázorněn na obr. 50. Z obr. 50 je patrné, že podíl rozptylu kapaliny (vztah mezi množstvím rozptýlené kapaliny a celkovým množstvím rozstřikované kapaliny) na vstupu odmlžovače 16, umístěného uvnitř výstupního kanálu 19, je u tohoto provedení snížen v podstatě na jednu polovinu této hodnoty v druhém provedení (na obr. 4), přičemž je použit jednořadový odmlžovač 16 a není přítomen odmlžovač _16a, umístěný v prostoru směrem proti proudu plynu (obr. 51) a tím je získán v podstatě stejný efekt, jako v případě, že je použito odmlžovače 16a, umístěného v prostoru směrem proti proudu plynu (obr. 5).

Absorpční kapalina 12 rozstřikovaná z trysky 71, sloužící pro odstraňování kapiček aerosolu, rovněž absorbuje SO₂ v plynných spalinách 1, a proto může být výše popsaná funkce zařízení vykonána za použití části absorpční kapaliny 12 přiváděné do rozstřikovacích trysek 6, bez zvýšení množství absorpční kapaliny 12 recirkulované oběhovými čerpadly H. Příkon oběhových čerpadel 11 nemusí být proto zvýšen.

-31 CZ 285532 B6

V provedení znázorněném na obr. 49 je na stropu cirkulační nádrže 7 umístěna dělicí deska 72, takže část proudu plynných spalin 1, tekoucích mezi stropem cirkulační nádrže 7 a hladinou kapaliny, jak je znázorněno na obr. 48, je blokována, čímž je způsobeno, že plynné spaliny 1 proudí v blízkosti povrchu kapaliny. Tryska 71, sloužící pro odstraňování kapiček aerosolu, je umístěna na spodním konci dělicí desky 72. Větší zakřivení proudu plynu dělicí deskou 72 nutí plynné spaliny 1 proudit blíže povrchu kapaliny než u provedení uvedeného na obr. 48 a tím je usnadněno dopadání kapiček aerosolu na povrch kapaliny v cirkulační nádrži 7, nebo na stěnu dna absorpční věže 2, v důsledku jejich setrvačnosti. V provedení znázorněném na obr. 49 se ve srovnání s provedením znázorněným na obr. 48 zvyšuje rychlost toku plynu při jeho průchodu proudem kapek rozstřikovaných z trysky 71, sloužící k odstraňování částeček aerosolu, a proto se setrvačná síla kapiček rovněž zvyšuje a odstraňování rozptýlené kapaliny z plynných spalin 1 je lepší.

V provedení uvedeném na obr. 52 je strop cirkulační nádrže 7 snížen v místě, kde v provedení znázorněném na obr. 49 je umístěna dělicí deska 72, takže část stropuje blíže povrchu kapaliny v cirkulační nádrži 7 a tryska 71, sloužící k odstraňování kapiček aerosolu, je umístěna na části stropu bližší k hladině kapaliny. Proto je, podobně jako u provedení znázorněného na obr. 49, možné další zvýšení účinnosti odstranění rozptýlené kapaliny v plynných spalinách L

U provedení znázorněných na obr. 48, 49 a 52 není před odmlžovačem 16 umístěna konstrukce sloužící k odstraňování rozptýlené kapaliny, a proto je možné snížit cenu zařízení, snížit ztráty tlaku uvnitř absorpční věže 2 a snížit výkon odsiřovacího ventilátoru. Je proto možné absorpční věž 2 zmenšit se zvýšením rychlosti toku plynu.

Příklad 11

Odsiřovací zařízení v tomto provedení je horizontálního typu, jak je znázorněno na obr. 3 a 4, odlišuje se však vstupním kanálem 3. Schematický vertikální částečný řez kanálem 3 a cirkulační nádrží 7 je znázorněn na obr. 53 a schematický částečný řez podél linie A-A na obr. 53 je znázorněn na obr. 54.

Jak je znázorněno na obr. 53 a 54 rozstřikovací trysky 6 jsou umístěny v mnoha řadách na protilehlých bočních stěnách vstupního kanálu 3, který má čtvercový tubulámí tvar (nebo může mít tvar zaobleného tubusu), a proto rozstřikovací trubky 4 mohou být umístěny vně vstupního kanálu 3. Proto není nebezpečí koroze vnějších povrchů rozstřikovacích trubek 4 a není nutné použití podpěr, nesoucích rozstřikovací trubky 4 a rozstřikovací tiysky 6. Instalace potřebné pro rozstřikovací trysky 6 mohou být umístěny vně absorpční věže 2, a proto není nebezpečí koroze a může být použito levného materiálu. Dále rovněž nenastává zvýšení tlakové ztráty proudu rozstřikovaných kapek v důsledku takových překážek jako jsou instalace pro rozstřikovací trysky

6. Jsou-li však rozstřikovací trysky 6 připevněny pouze k bočním stěnám vstupního kanálu 3, centrum kapek rozstřikovaného kalu je z rozstřikovací trysky 6 šířeno ve tvaru kužele a z tohoto důvodu se oblast, ve které rozstřikované kapky absorpční kapaliny 12 nejsou přítomny, nachází mezi rozstřikovacími tryskami 6 v sousedství těchto rozstřikovacích trysek 6. Tím se část plynu ve vstupním kanálu 3 nedostává do styku s absorpční kapalinou 10 a prochází absorpční věží 2, což vede k celkovému snížení odsiřovací účinnosti plynných spalin 1. Proto jsou v řadě poloh mezi rozstřikovacími tryskami 6, rozmístěných v mnoha řadách na bočních stěnách vstupního kanálu 3, umístěny desky 73 bránící volnému průniku plynu, jak je znázorněno na obr. 53 a 54, čímž se zabraňuje volnému průniku plynných spalin 1 mezerou vytvářenou mezi kužely rozstřikované kapaliny a vnitřním povrchem boční stěny vstupního kanálu 3. Desky 73 bránící volnému průniku plynu jsou rozmístěny tak, že jsou natočeny ve směru kapek, které jsou rozstřikovány z rozstřikovacích trysek 6. Navíc je šířka desek 73, bránících volnému průniku

-32CZ 285532 B6 plynu ve směru rozstřikování kapaliny, omezena na oblast, ve které není kapalina rozstřikována.

Proto není zabraňováno rozstřikování kapek.

Provedení znázorněné na obr. 55 je jednou z modifikací provedení, znázorněného na obr. 53. Rozdíl od provedení znázorněného na obr. 53 spočívá v konfiguraci desek 73 bránících volnému průniku plynu. Desky 73 bránící volnému průniku jsou umístěny v množství řad na bočních stěnách vstupního kanálu 3 mezi řadami rozstřikovacích trysek 6 tím způsobem, že vyčnívají pod úhlem, vytvořeným kužely kapek rozstřikovaných z rozstřikovacích trysek 6. V tomto případě je prostor zaujímaný deskou 73, bránící volnému průniku plynu, ve směru rozstřikování kapek omezen na oblast mimo kužele rozstřikovaných kapek a tím je zabráněno plynným spalinám 1 v průchodu mezi rozstřikovacími tryskami 6.

Jiná modifikace provedení znázorněného na obr. 53 je zobrazena na obr. 56. V tomto provedení jsou rozstřikovací trysky 6 umístěny ve stejné výšce jako vícestupňové desky 73. bránící volnému průniku plynu, umístěné na bočních stěnách vstupního kanálu 3 tak, že jejich konce jsou umístěny v úrovni vnitřních stěn vícestupňových desek 73, čímž se předchází volnému průniku plynných spalin 1.

Jiné alternativní provedení, založené na podobném principu, je znázorněno na obr. 57. V tomto alternativním provedení jsou části boční stěny vstupního kanálu 3 zahnuty dovnitř a tím vertikálně vymezují zapuštěné žlábky. Rozstřikovací trysky 6 jsou umístěny na zadních šikmých stěnách těchto žlábků, čímž může být absorpční kapalina 12 rozstřikovaná ve směru proudu plynu. Rozstřikovací trysky 6 ve spodní části proudu plynu ve vstupním kanálu 3 mohou být umístěny na předních šikmých stěnách těchto žlábků, čímž může být absorpční kapalina 12 rozstřikována ve směru proti proudu plynu. Jsou-li rozstřikovací trysky 6 umístěny v jediné řadě, pak v oblasti, ve které se tato řada nachází, se vytváří při rozstřikování kapaliny tryskami 6 oblast mezi těmito tryskami 6, ve které nejsou kapky rozstřikované kapaliny. Umístěním rozstřikovacích trysek 6 ve dvou nebo více řadách nad sebou a jejich střídavým směrováním v těchto jednotlivých řadách po proudu a proti proudu plynu, může být oblast, ve které se stříkané kapky nevyskytují, odstraněna.

Ačkoliv desky 73 bránící volnému průniku plynu nebo zapuštěné žlábky jsou umístěny nebo provedeny svisle na bočních stěnách vstupního kanálu 3 ve výše uvedených provedeních, je výhodnou skutečností, že tyto prostředky bránící volnému průniku plynu, mohou být umístěny rovněž na vodorovné části bočních stěn vstupního kanálu 3 nebo na jejich skloněné části. V tomto případě může být absorpční kapalina 12 přiváděna ze stejné rozstřikovací trubky 4 do skupiny rozstřikovacích trysek 6 ve vodorovném směru, nebo ve směru nakloněném pod určitým úhlem oproti vertikálnímu směru.

Příklad 12

Toto provedení je znázorněno na obr. 58 a 62. V horizontálním odsiřovacím zařízení, znázorněném na obr. 58, odkapává většina kapaliny, rozstřikované z rozstřikovacích trysek 6, na dno vstupního kanálu 3, kde je shromažďována a stéká do cirkulační nádrže 7. Umístěním přehrazení 75 (nebo žlábku 76) v nakloněné části dna, jak je znázorněno na obr. 58, je rozstřikovaná absorpční kapalina 12 shromažďována tímto přehrazením 75. Umístěním přehrazení 75 v poloze vychýlené vzhledem ke středu dna absorpční věže 2 směrem ke stěně (viz obr. 59), odtéká absorpční kapalina 12, dopadající ve formě kapek na nakloněnou část dna, ve směru tečném na kruhové zakřivení boční stěny cirkulační nádrže 7, takže kapalina v cirkulační nádrži 7 cirkuluje bez míchání, vlivem směru 77 a energie přitékající kapaliny.

Obvykle může být míchání kapaliny nutné pro její cirkulaci uvnitř cirkulační nádrže 7 zabezpečeno použitím míchadel 8, 32, schopných promíchat za minutu asi polovinu množství

-33 CZ 285532 B6 kapaliny nacházející se v cirkulační nádrži 7. Je-li objem cirkulační nádrže 7 dost velký, aby pojal velké množství kapaliny, kapalina uvnitř celé cirkulační nádrže 7 nemůže být míchána pouze energií přitékající absorpční kapaliny 12. V takovém případě je nutné do cirkulační nádrže 7 umístit míchadla 8, 32, jako u způsobu podle dosavadního stavu techniky. Z toho vyplývá, že účinně míchat kapalinu v cirkulační nádrži 7 bez instalace míchadla 8, 32 do této cirkulační nádrže 7 je možno jen za podmínky krátké doby zdržení kapaliny v cirkulační nádrži 7. Podle tohoto provedení mohou být vypuštěna míchadla pro rozptylování vzduchu přiváděného do cirkulační nádrže 7, což vede k jednodušší konstrukci cirkulační nádrže 7 a dále ke sníženým energetickým nákladům.

Množství vzduchu přiváděného do cirkulační nádrže 7 může být dále rovněž sníženo přiváděním vzduchu vzduchovou trubicí 79, ústící v nakloněné části dna vstupního kanálu 3, kde je kapalina v rychlém pohybu, nebo přiváděním vzduchu druhou vzduchovou trubicí 80, ústící do absorpční věže 2 v nevelké vzdálenosti nad hladinou kapaliny v cirkulační nádrži 7. Kyslík ve vzduchu přiváděném vzduchovou trubicí, ústící v nakloněné části vstupního kanálu 3, je rozpuštěn jako rozpuštěný kyslík v absorpční kapalině 12 intenzivním proudem kapaliny a způsobuje oxidaci siřičitanu vápenatého. Vzduch přivedený do blízkosti hladiny kapaliny v cirkulační nádrži 7 je pohlcen kapalinou za tvorby bublinek 81, což dále podporuje oxidaci siřičitanu vápenatého. Tak je možné přiváděním vzduchu k nakloněné části dna vstupního kanálu 3, kde je kapalina ve vynuceném pohybu, nebo do blízkosti hladiny kapaliny v cirkulační nádrži 7, snížit množství vzduchu přiváděného přes trubku 10 pro dmýchání oxidačního vzduchu do cirkulační nádrže 7.

Na obr. 59 je konstrukce dna znázorněna v řezu podél linie A-A na obr. 58. V tomto provedení je horizontální část cirkulační nádrže 7 znázorněna jako kruhová, avšak tento tvar není jediným možným a může být např. pravoúhlý. Absorpční kapalina 12, rozstřikovaná z rozstřikovacích trysek 6, dopadající po absorbování SO₂ plynu ve formě kapek na nakloněnou část dna vstupního kanálu 3, je usměrňována přehrazením 75, jehož poloha je vychýlena oproti podélné ose absorpční věže 2 směrem k její boční stěně a odtéká v směru tečném na kruhové zakřivení boční stěny cirkulační nádrže 7. Je-li kapalina přiváděna do cirkulační nádrže 7 tímto způsobem a směrem 77, cirkuluje kapalina nacházející se v cirkulační nádrži 7 bez míchání, vlivem energie přitékající kapaliny. Vytvořené sádrové částice se navíc nemohou v důsledku cirkulace kapaliny shromažďovat na dně cirkulační nádrže 7.

Na obr. 60 je znázorněn pohled podél linie B-B na obr. 58. Přehrazení 75 na nakloněné části dna vstupního kanálu 3 se nachází v místě vychýleném od středu absorpční věže 2 směrem k její boční stěně, a proto kapalina přitéká ve směru 77 (viz, obr. 59) tečném na kruhové zakřivení boční stěny cirkulační nádrže 7.

Na obr. 61 je znázorněn pohled podél linie B-B na obr. 58 na provedení, ve kterém je v nakloněné části dna vstupního kanálu 3 upraven žlábek 76. V provedení znázorněném na obr. 61 se žlábek 76 nachází vmiste vychýleném ze středu absorpční věže 2 směrem kboční stěně, podobně jako přepad 75, znázorněný na obr. 60. Na obr. 62 (který je podobný pohledu podél linie B-B na obr. 58) je znázorněno provedení, ve kterém je na dně vstupního kanálu 3 umístěno jak přehrazení 75, tak žlábek 76.

Jak bylo zmíněno výše, způsob podle tohoto vynálezu umožňuje vypustit míchadla, která by jinak musela být umístěna v cirkulační nádrži 7, což vede ke zjednodušení konstrukce cirkulační nádrže 7 a rovněž ke snížení energetických nákladů. Navíc je přiváděním vzduchu k nakloněné části dna vstupního kanálu 3 a/nebo do blízkosti hladiny kapaliny v cirkulační nádrži 7 možné snížit množství vzduchu, přiváděného do cirkulační nádrže 7, kde je kapalina ve vynuceném pohybu.

Claims (15)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zařízení pro odsiřování plynných spalin mokrou cestou, sestávající z absorpční věže (2) s dráhou proudu plynných spalin (1) probíhající ve směru odlišném od vertikálního a mající vstupní kanál (3) pro přívod plynných spalin (1) obsahujících oxidy síry a výstupní kanál (19) s odmlžovačem (16) pro odstraňování rozptýlených částeček aerosolu, z cirkulační nádrže (7) pro zachycování absorpční kapaliny (12) odtékající z absorpční věže (2) a oxidaci oxidů síry v absorpční kapalině (12) vzduchem během doby, kdy se tato absorpční kapalina (12) zdržuje v cirkulační nádrži (7), a z cirkulačního systému pro cirkulaci absorpční kapaliny (12) z cirkulační nádrže (7) do rozstřikovací zóny v absorpční věži (2), přičemž velikost k proudu plynných spalin (1) kolmého průřezu vstupního kanálu (3) v místě nejdále po proudu plynných spalin (1) je menší než velikost průřezu kolmého k proudu plynných spalin (1) v části zařízení nacházející se mezi vstupním kanálem (3) a výstupním kanálem (19) nad cirkulační nádrží (7), vyznačující se tím, že absorpční věž (2), včetně vstupního kanálu (3), je integrálně zajištěna na cirkulační nádrži (7) pro vytvoření samonosné konstrukce podpírané cirkulační nádrží (7), přičemž rozstřikovací zóna obsahující rozstřikovací trysky (6) k rozstřikování absorpční kapaliny (12) je umístěna ve vstupním kanále (3) a plocha proudu plynných spalin (1) kolmého průřezu vstupního kanálu (3) se ve směru toku plynných spalin (1) zvětšuje.
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že nakloněná část dna vstupního kanálu (3) je opatřena zařízením pro zachycování rozstřikované absorpční kapaliny (12) a její odvádění do cirkulační nádrže (7).
3. 3. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že zařízení pro zachycování rozstřikované absorpční kapaliny (12) obsahuje odváděči kanál pro odtékání absorpční kapaliny (12) ve směru tečném na zakřivení boční stěny cirkulační nádrže (7) pro vyvolání cirkulace absorpční kapaliny (12) v cirkulační nádrži (7) pohybovou energií přitékající absorpční kapaliny (12).
4. 4. Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že obsahuje prostředek ke vhánění oxidačního vzduchu do absorpční kapaliny (12) zachycené v nakloněné části dna vstupního kanálu (3) nebo do absorpční kapaliny (12) míchané v cirkulační nádrži (7), a to v místě u hladiny absorpční kapaliny (12) v cirkulační nádrži (7).
5. 5. Zařízení podle některého z nároků la2, vyznačující se tím, že alespoň nejdále proti proudu plynných spalin (1) jsou ve vstupním kanálu (3) jsou umístěny rozstřikovací trysky (6) pro rozstřikování absorpční kapaliny (12) ve směru shodném se směrem proudu plynných spalin (1) a alespoň nejdále po proudu plynných spalin (1) jsou ve vstupním kanálu (3) jsou umístěny rozstřikovací trysky (6) pro rozstřikování absorpční kapaliny (12) ve směru proti proudu plynných spalin (1).
6. 6. Zařízení podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že obsahuje v rozstřikovací zóně vstupního kanálu (3) rozstřikovací trubky (4), které jsou svými opačnými konci připevněny na bočních stěnách vstupního kanálu (3) a procházejí vodorovným směrem přes dráhu proudu plynných spalin (1) ve vstupním kanálu (3), přičemž opačné konce rozstřikovacích trubek (4) tvoří přívody absorpční kapaliny (12).
7. 7. Zařízení podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že mezi vstupním kanálem (3) a výstupním kanálem (19) je v dráze proudu plynných spalin (1) upraven prostředek pro vychýlení proudu plynných spalin (1) směrem dolů.

   -35CZ 285532 B6
8. 8. Zařízení podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že obsahuje prostředek pro odčerpávání absorpční kapaliny (12) z cirkulační nádrže (7) a její neutralizaci vápencem (A) o velikosti částic větší než je velikost částic sádry (22) získané neutralizací absorpční kapaliny (12) vápencem (A) a dále obsahuje prostředek pro recirkulaci neutralizované absorpční kapaliny (12) do zóny pro rozstřikování absorpční kapaliny (12).
9. 9. Zařízení podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že ve vstupním kanálu (3) jsou upravené rozstřikovací trubky (4) v řadě stupňů ve směru proudu plynných spalin (1) ajsou na nich rozmístěné rozstřikovací trysky (6) tak, že nejníže umístěné rozstřikovací trysky (6) řady stupňů leží v jedné horizontální rovině.
10. 10. Zařízení podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že obsahuje rozstřikovací trubky (4) umístěné ve vstupním kanálu (3) a překážku, upravenou v dráze proudu plynných spalin (1) mezi rozstřikovacími trubkami (4) a odmlžovačem (16).
11. 11. Zařízení podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že rozstřikovací trysky (6) jsou umístěny na povrchu stěn vstupního kanálu (3), přičemž na části povrchu stěn vstupního kanálu (3), nacházející se mezi rozstřikovacími tryskami (6) a nezasahované tryskami (6) rozstřikovanou absorpční kapalinou (12), jsou upevněny prostředky pro zamezení volného průniku plynných spalin (1).
12. 12. Zařízení podle některého z nároků laž5, vyznačující se tím, že obsahuje rozstřikovací trysku (71) pro rozstřikování absorpční kapaliny (12) směrem k hladině absorpční kapaliny (12) v cirkulační nádrži (7), připevněnou na stropní části cirkulační nádrže (7).
13. 13. Zařízení podle některého z nároků, předcházejících vyznačující se tím, že každá rozstřikovací trubka (4) má v centrální části vstupního kanálu (3) průměr menší než v ostatních částech vstupního kanálu (3), přičemž v centrální části vstupního kanálu (3) je opatřena nástavci (27).
14. 14. Zařízení podle některého z nároků, předcházejících vyznačující se tím, že každá rozstřikovací trubka (4) je opatřena rozstřikovacími tryskami (6), které jsou na ní připevněny tak, že se nacházejí v nižší úrovni než trubka (4) v rozsahu své výšky.
15. 15. Zařízení podle některého z nároků, předcházejících laž5, vyznačující se tím, že obsahuje rozstřikovací trysky (6) připevněné na rozstřikovacích trubkách (4) u povrchu stěn vstupního kanálu (3) pro rozstřikování absorpční kapaliny (12) ve směru od povrchu stěn vstupního kanálu (3).