DK141434B - Fremgangsmåde og apparat til reduktion af svovldioxidindholdet i en varm røggas. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT IklkSk DANMARK («) Int el3B 01 O 63/34 §(21) Ansøgning nr. 1563/77 (22) Indleveret den 6. apr. 1977 (23) Løbedag 6. Spr. 1)9*77 (44) Ansøgningen fremlagt og i qOq fremiaeggelsesekriftet offentliggjort den ' ' ·

Dl REKTORATET FOR ««i PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Pnoritrt beæret fra den I. ...... , · 1 :>j, ) : .

(71) PFIZER INC., 235 East 42nd Street, New York, New York, US. 1 -· r (72) Opfinder: Terry James Lee, 2927 Fischer Road, Easton, Pennsylvania, US.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Hofman-Bang & Bout ard._ \ (54) Fremgangsmåde og apparat til reduktion af svovldioxidindholdet, i en varm røggas.

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til reduktion af svovldioxid-* indholdet i en varm røggas, hvorved gassen· bringes i kontakt ; med en kalkopslæmning, samt et røggasrenseapparat til brug ved udøvelse af fremgangsmåden.

Et rørformet roterende renseapparat til fjernelse af svovldioxid fra skorstensgasser ved tumlekontakt med en kalkopslæmning er blevet beskrevet i de følgende US-publikationer og forskellige mundtlige foredrag af lignende indhold: (1) Lewis, C.J., "New Concept for Scrubbing Gases", Brick and Clay Record. June 1973 2 141434 (2) Lewis, C.J., "Lime, Limestone Employed in New Gas Scrubbing Concept", Pit and Quarry, July 1973; (3) Lewis, C.J., "Aqueous Lime Scrubber Simplifies Sulfur Dioxide Removal",

Rock Products, July 1974.

Lewis-systemet fjerner effektivt svovldioxid fra en røggas, men spildslamproduktet indeholder normalt fra omkring 50 til omkring 80 vægtpct. fri fugtighed. Dette slam udgør et affaldsproblem på grund af dets halvfaste natur og væsentlige mængde.

Formålet for den foreliggende opfindelse er at angive en fremgangsmåde og et renseapparat til fjernelse af svovldioxid fra røggas, som formindsker mængden af fugtighed i spildproduktet.

Dette opnås med fremgangsmåden ifølge opfindelsen, som er ejendommelig ved det i krav l’s kendetegnende del anførte, og med rense-apparatet ifølge opfindelsen, som er ejendommeligt ved dét i krav 5's kendetegnende del anførte.

Fortrinsvis reduceres fugtighedsindholdet i spildslammet til 5-15 vægtpct. En omrøringsdel og en i det væsentlige glat no-duliseringsdel af tørrezonen kan med fordel adskilles ved hjælp af en lav ringformet ledeplade eller opstæmning. Et fordelagtigt eksempel på renseapparatet ifølge opfindelsen har en tromle, som er fra omkring 23 til omkring 31 m lang med en diameter på fra omkring 3,0 til omkring 4,6 m; rensezonen er fra omkring 9,1 til omkring 15,3 m lang, idet resten af tromlen består af tørrezonen.

Til mere fuldstændig forståelse af opfindelsen skal denne beskrives nærmere i det følgende med henvisning til tegningen, på hvilken: fig. 1 er et skematisk sidebillede i delvis tværsnit af en rense-installation, som indbefatter en udførelsesform af et renseapparat til brug ved udøvelsen af fremgangsmåden ifølge opfindelsen; 3 141434 fig. 2 er et tværsnitsbillede langs linien 2-2 i fig. 1; og fig. 3 er et andet tværsnitsbillede langs linien 3-3 i fig. 1.

I fig. 1 er vist et røggasrenaesystem 30 omfattende en lang rørformet tromle 32 monteret således, at den kan rotere omkring en svagt hældende længdeakse 34. Hældningen er f.eks. 1 cm pr. m.

Den rørformede tromle 32 er omkring 27 m lang med en indre diameter på omkring 3,4 m. Rensesektionen 36 er omkring 12 m lang og en tørresektion 38 udgør resten af tromlen 32i Tørresektionen 3® inkluderer en omrøringsdel 40 og en i det væsentlige glat noduli-seringsdel 42 op til udgangen 44. Tromlen 32 roteres af et driv- : tandhjul 46 i indgreb med en tandkrans 48 monteret på ydersiden af tromlen 32. En elektrisk motor 50 forbundet til drivtandhjulet 46 leverer rotationskraften. Tromlen 32 er roterbart båret af eller lejret i hjul 47 monteret således, at de optager en hjulkrans 49.

Selv om der kun er vist to sådanne hjul- og kransbæresystemer i fig. 1, kan der anvendes flere sådanne bæresystemer afhængigt af længden af den tromle, som skal bæres og roteres. · ' ·

Kalk- eller kalkstensopslæmning 19 indføres i retning af pilen 52 igennem et forsyningsrør 54 ind i indgangen 56 til en renSe-sektion 36. Opslæmningen 19 fremstilles i en blandetank 57, hvori kalk eller kalksten tilføres fra et lagertårn 58, og vand indføres igennem rørledningen 60 i mængder, der reguleres af en automatisk kontrolventil 62. Røggasser, betegnet ved pile 16, indføres igennem en indføringskanal 64 og et røgfang 66 ind i enden 68 af en -. tørresektion 38 og strømmer igennem tromlen 32. De behandlede gasser 70 strømmer ud af enden 72 af rensesektionen 36 og igennem et røgfang 74, en udløbskanal 76 og en ventilator 78 for at udstødes i atmosfæren. En S02-gas-prøvetagnings- og kontrolenhed 77 er forbundet til gasudløbskanalen 76. Denne enhed kontrollerer svovldioxidindholdet i den behandlede gas, som slipper ud i atmosfæren, ved at forøge eller formindske volumenmængden af opslæmning ved regulering af en opslæmningskontrolventil 53 monteret i opslæmningsforsyningsledningen 54.

Rensesektionen 36 indkluderer tumleorganer 80 omfattende et bur 82, hvortil der er forbundet et kædeaggregat 84. Buret 82 er udta- 4 141434 geligt indsat i rensesektionen 36 for at lette rengøring. Kædeaggregatet 84 er forbundet til buret 82, således at det tumler rundt og omrører opslæmningen 19 i intim kontakt med røggassen 16 for at fjerne svovldioxidet derfra og danne spildprodukt 86, som passerer igennem tørresektionen 38 som senere beskrevet.

Buret 82 inkluderer langsgående ribber, der er udformet som skovle 88, som vist i fig. 2, der spreder og fordeler opslæmningen 19 over hele rensesektionens 36 indre under tromlerotationen. Skovlene 88 og hæveaggregatet 84 ryster kalkopslæmning 19 ind i strømmen af røggas 16 og blander dem grundigt, således at de reagerer med hinanden og i det væsentlige fjerner svovldioxidkomponenter fra gassen 16, før den strømmer ud af enden 72 af rensesektionen 36 i form af behandlet eller renset gas 70, som udblæses i atmosfæren, Rensesystemet 30 reducerer svovldioxidindholdet f.eks. fra omkring 2000-4000 ppm i røggassen 16 til omkring 500 ppm eller mindre i den behandlede gas 70.

Rensesektionen 36 er adskilt fra tørresektionen 38 ved hjælp af en ringformet opstæmning 92, som sikrer, at en væsentlig højde af opslæmningen 19 holdes tilbage i rensesektionen 36.

Tørresektionen 38 inkluderer en omrøringsdel 40 og en i det væsentlige glat noduliseringsdel 42, adskilt fra hinanden af en anden ringformet opstæmning 98. Noduliseringsdelen 42 holder spildprodukt 86 tilbage i tørresektionen 38 i tilstrækkelig tid til at blive noduliseret og tørret af røggassen 16, som strømmer igennem hele tromlens 32 længde. Varme røggasser 16 udtages fra en skorsten 104 af indføringskanalen 64, forbundet under et tværstillet lukkespjæld 106. Skorstenen 104 er f.eks. røgkanalen for en kedel 108 og leder en strøm af røggasser med et væsentligt svovldioxidindhold, når der brændes kul eller brændselsolie med højt svovlindhold i kedlen 108.

Et forankret omrøringskædeaggregat 110 er monteret i omrøringsdelen 40 af tørresektionen 38. Omrøringskæden 110 har en skråtstil-let konfiguration og er f.eks. forbundet som vist i fig. 1 og 3 for at hjælpe med til at omrøre.vådt spildprodukt 86 i hele strømmen af varm røggas 16 for at sænke spildproduktets 86 fugtigheds-indhold, før det strømmer ud af tørresektionens 38 udgang 44. Kædeaggregatet 110 forhindrer opbygningen af aflejringer på trom- 5 141434 lens 32 inderside ved dens konstante kontakt med indervæggen.

Desuden anvendes kæderne som supplerende varmeledere til spildproduktet 86, da de vil lede varmen fra røggassen 16. Spildproduktet 86 har et frit fugtighedindhold på f.eks. fra omkring 50 til omkring 80 vægtpct., når det passerer fra rensesektionen 36 til tørresektionen 38. De varme røggasser 16 indføres igennem kanalen 64 ved omkring 200°C og sænker i betydelig grad fugtig-hedsindholdet af spildproduktet 86, idet det passerer igennem tørresektionen 38. Vandoverførselen til røggassen 16, medens den passerer igennem tørresektionen 38, sænker røggassens 16 tempera- ' tur betydeligt, før den når rensesektionen 36.

En temperaturføler 112, anbragt i tørresektionen 38 er igennem et kontrolsystem 114 forbundet til et sprøjterør 116 i nodulise-ringsdelen 42 for at holde det tørrede spildprodukt 102 ved en temperatur på omkring 77°C og et frit fugtighedsindhold på fra omkring 5 til omkring 25 vægtpct., især 5-15 vægtpct., når det udtømmes i retning af pilen 118 i opsamlingstragten 120. Spildproduktet 102 fjernes igennem opsamlings- og udtømningssystemet 122 og transporteres væk fra rensesystemet af en lastbil 124.

Den eneste kontrollerede variable i tørresektionen 38 er det frie fugtighedsindhold af det udtømte faste stof 102. Det ønskede frie fugtighedsindhold er fra'omkring 5 til omkring 25 vægtpct.. Et fugtighedsindhold på mindre end 5 vægtpct. har tendens til at skabe overdreven støvning i faststofbehandlingssystemerne . Et fugtighedsindhold på meget over 25 vægtpct. får det faste stof til at være overdrevent flydende, foruden at det forøger vægtmængden af det faste affald.

Det frie fugtighedsindhold af det udtømte faste stof 102 kontrolleres ved en empirisk korrelation mellem fugtighedsindholdet og faststoftemperaturen. Faststoftemperaturen ved punktet 44, hvor det faste stof forlader tørresektionen 38, styres af en infrarød temperaturføler 112. Et udgangssignal fra denne føler styrer tilsætningen af vand til tørresektionen 38 via et sprøjterør 116.

Når først hele rensesystemet er blevet startet, udvælges således en faststofudtømningstemperatur svarende til det ønskede frie fug^ tighedsindhold. Dette fugtighedsindhold opretholdes så ved deh automatisk styrede tilsætning af vand til tørresektionen 38.

6 U1434

Det her beskrevne røggasrenseapparat er på grund af dets funktionsmåde, hvorved varm røggas kontinuert bringes i kontakt med en modstrøm af kalkopslæmning i på hinanden følgende rense- og tørrezoner, bemærkelsesværdigt effektivt, ikke kun til fjernelse af svovldioxidet og røggassen, men også ud fra et energibevaringssynspunkt. Svovldioxidet fjernes effektivt i en rensezone af kalkopslæmning, og det dannede spildproduktslam afvandes samtidigt i tørrezonen efter rensezonen i kalkopslæmningens strømningsretning ved kontakt med den indkommende varme røggas. Røggassen træder ind i tørrezonen ved en temperatur på fra omkring 170 til omkring 290°C og forlader rensezonen ved en temperatur på fra omkring 50 til omkring 80°C. Tilstedeværende flyveaske i den indkommende varme røggas fjernes også i tørrezonen såvel som rensezonen og udtømmes i det afvandede slam, som forlader tørrezonen ved en temperatur på fra omkring 40 til omkring 90°C. Således opnås et let håndterligt affaldsprodukt, passende med et frit fugtighedsindhold på fra omkring 5 til omkring 25 vægtpct., uden noget yderligere energiforbrug.

Dette affaldsprodukt er også let at tilpasse til brug som jordfyld. En kendt fremgangsmåde til fremstilling af jordfyld ud fra renseslam er beskrevet i en brochure med titlen "Poz-O-Tec ® " udsendt af IU Conversion Systems, Inc., Philadelphia, Pennsylvania, U.S.A.. Som beskrevet i den brochure behandler "Poz-O-Tec" systemet varm røggas, efter elektrostatisk udfældning af dets flyveaskeindhold, i et svovldioxid-renseapparat, og det resulterende slam afvandes derpå ved fortyknings- og filtreringstrin og rekombi-neres med den udskilte flyveaske og andre additiver ved fremstillingen af et vådt stabiliseret materiale, som er egnet til jordfyld.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan et sådant jordfyld-produkt fremstilles i et enkelt trin. Svovldioxidet og flyveasken fjernes effektivt fra røggassen ved den særlige fremgangsmåde ifølge opfindelsen, og det dannede slam afvandes samtidigt i tørrezonen. Denne fremgangsmåde gør det muligt at udtømme et fast affaldsprodukt med et hvilket som helst ønsket fugtighedsindhold, f.eks. fra omkring 5 til omkring 25 vægtpct. som tidligere anført.

Et sådant fast affaldsprodukt er yderst velegnet til brug som jordfyld. Andre stoffer, såsom kedelfyraske, kan om ønsket inkor-

Claims (3)

7 141434 poreres i det faste affaldsprodukt til brug som Jordfyld.

1. Fremgangsmåde til reduktion af svovldioxidindholdet i en varm røggas, hvorved gassen bringes i kontakt med en kalkopslæmning, kendetegnet ved, at røggassen kontinuert bringes i kontakt med en modstrøm af kalkopslæmningen i på hin- ‘ anden følgende rense- og tørrezoner, således at svovldioxid ' ;r fjernes fra røggassen ved hjælp af kalkopslæaningen i renset zonen, og det dannede spildslam samtidigt afvandes ved inddamp-ning i tørrezonen, som ligger efter rensezonen i kalkopslæmningens strømningsretning, ved kontakt med den indkommende røg* gas, idet processen styres således, at det afvandede slam, som forlader tørrezonen, indeholder 5-25 vægtpct. fugtighed.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det nævnte fugtighedsindhold opretholdes ved styret tilsætning af vand i tørrezonen. - '

3. Røggas-renseapparat til brug ved udøvelse af fremgangsmåden ifølge ethvert af de foregående krav, omfattende en lang rørformet tromle, som er roterbar omkring længdeaksen, k e n de * tegnet ved, at tromlen (32) er forsynet med en rensezdné (36), som strækker sig indad fra den ene ende (72) og går over i en tørrezone (38), som strækker sig indad fra den anden ende (68),, og at tromlen inkluderer opslæmningstilbageholdende organer (92) ved grænsen mellem de nævnte zoner, en gasind* : gang (64) anbragt ved tørrezonen til indføring af varm røggas i tromlen, således at den strømmer igennem den fra tørrezoneenden, . til rensezoneenden, en gasudgahg (76) ved rense-zoneenden, organer (54) til indføring af kalkopslæmning i tromlen, således at den strømmer igennem den fra rensezoneenden til tørrezoneenden, tumleorganer (80) i rensezonen til grundig blanding af opslæmningen med gassen og opsamlingsorganer (120) ved tromlens tørrezoneende til at lede spildslammet ud af tromlen, efter at det er blevet afvandet ved kontakt i tørrezonen med den varme røggas, som indføres ved tørrezoneenden og strømmer igennem tørrezonen.