SE502925C2 - Sätt och anordning för att avlägsna svaveldioxid från en gas - Google Patents

Description

502 925 2 Dylika kalciumbaserade system enligt tidigare teknik inbegriper ett tvättorn, oftast i form av ett spraytorn, vari rökgas införes och i motström behandlas med en in- sprutad suspension av finkornig kalksten eller kalk som absorbent. Vid kontakten med den finfördelade absorbent- suspensionen absorberas svaveldioxid och bildar efter oxi- dation gips (CaS04.2H2O) med absorbenten. Den från svavel- dioxid befriade rökgasen avgår därefter fràn spraytornet.

För att erforderlig oxidation och bildning av gips skall ske inblåses syreinnehållande gas, såsom luft, i absor- bentsuspensionen, vanligtvis i den tank som används som förråd och för återcirkulation av absorbentsuspensionen.

Normalt återcirkuleras stora suspensionsflöden över spray- tornet och volymen absorbentsuspension i förrådstanken är mycket stor. Som exempel kan nämnas att volymen i anlägg- ningar för rökgasrening vid kraftverk kan överstiga 1000 m3 och det förekommer volymer upp till 6000 m3. Denna stora volym anses nödvändig för att på ett bra sätt ut- nyttja den tillförda syreinnehàllande gasen, eftersom lös- ligheten av syre ökar med det djup på vilket det inblåses.

Dessutom anses en stor volym absorbentsuspension nödvändig för att den tillförda absorbenten skall få tillräckligt lång uppehållstid för att upplösas. En lång uppehållstid krävs även för att de utfällda gipskristallerna skall tillväxa och bli lättfiltrerade. Typiska värden för den àtercirkulerade suspensionens uppehållstid ligger i inter- vallet 6-12 min, medan uppehållstiden för den bildade gip- sen ofta är ca 20-30 h. Härutöver skall framhållas att tvättorn av ovanstående slag är stora konstruktioner med en höjdskillnad mellan förrádstanken för absorbentsuspen- sionen och sprutmunstyckena av ca 20-40 m, varjämte trycket i sprutmunstyckena motsvarar en vätskepelare av ca m. Detta innebär att det krävs stora energimängder för uppfordring och recirkulation av absorbentsuspensionen till munstyckena och matning av suspensionen i motström mot rökgasen. 502 925 3 Som exempel pà den tidigare tekniken avseende pà sva- veldioxidavlägsnande från processgaser enligt ovan pà grundval av motströmskontakt mellan gasen och absorbent- suspensionen och där absorbentsuspensionen pumpas upp på hög höjd med stor energiàtgáng för att spridas i motström mot gasen med hjälp av munstycken, kan nämnas EP O 162 536 och DE 34 10 109.

Förutom spraytorn av ovan nämnt slag är det även känt att använda packade torn och torn med bottnar, sàsom sil- bottenkolonner, för att avlägsna svaveldioxid fràn rökga- ser. Som exempel pä torn med silbottnar kan nämnas US patenten 4 263 021 och 5 246 471. Även i dessa patent- skrifter beskrivs emellertid en teknik, vid vilken vätskan måste pumpas upp på hög höjd med hög energiàtgàng för att spridas 1 motströmskontakt med rökgasen. Enligt dessa pa- tentskrifter får absorbentsuspensionen sedan strömma genom hålen i silbottnar, för att pà så sätt transporteras ner till tornets botten.

Förutom att den ovannämnda kända motströmstekniken sålunda är mycket energikrävande medför den skrymmande konstruktioner och mycket stora volymer absorbentsuspen- sion. Det skulle vara en fördel med ett sätt och en anordning som åstadkommer en hög svaveldioxidabsorption, ett effektivt absorbentutnyttjande, en lág vätesulfit- och sulfitjonkoncentration i absorbentsuspensionen (dvs medför liten risk för oönskad utfällning av kalciumsulfit), är energisnàlt och som erfordrar relativt liten volym SOIII absorbentsuspension och medger en förhållandevis kompakt konstruktion.

Uppfinningen Föreliggande uppfinning avser att uppnà detta genom ett Sätt, väsentliga àtgärder och som kan genomföras med en sär- som i kombination omfattar ett antal var för sig skild, definierad anordning, sàsom närmare skall beskrivas i det följande. Mera speciellt utnyttjar uppfinningen fin- fördelning av den gas som skall renas i en absorbentsus- pension, varvid gasen och absorbentsuspensionen matas i 502 925 4 tvarflade 1 förhållande tili varandra, varjamte absorbent- suspensionen har i huvudsak ingen eller endast liten upp- fordringshöjd från förrådet med suspension till kontakt- zonen med gasen, varigenom energiåtgången för matning av suspensionen minimeras.

Uppfinningens närmare kännetecken framgår av de efterföljande patentkraven.

Enligt uppfinningen åstadkommes ett sätt att avlägsna svaveldioxid från en gas, såsom rökgas, med hjälp av en som väljs bland kalk och kalksten, kännetecknat därav, att den svaveldi- oxidinnehållande gasen leds uppåt genom en hålskiva med vattenhaltig suspension av en absorbent, ett därovanpå anordnat, strömmande skikt av absorbentsus- pensionen, varvid skiktets statiska höjd är minst ca 100 mm och dess statiska volym, räknat per m3 svaveldi- oxidinnehållande gas som per sekund strömmar genom skik- tet, är ca 50-500 liter, och att skiktet av absorbentsus- pension strömmar utmed hålskivan med ett flöde av ca -100 liter/s, genomströmmas av 1 m3 räknat på den statiska volym som per sekund svaveldioxidinnehållande gas.

Enligt uppfinningen åstadkommes även en anordning för att avlägsna svaveldioxid från en gas, såsom rökgas, med en absorbent, som valts bland kalk och kalksten, kännetecknad därav, att anordningen inbegriper hjälp av en vattenhaltig suspension, av a) ett inlopp (1) för svaveldioxidinnehållande gas och ett utlopp (2) för gas, varifrån svaveldioxid av- lägsnats, b) en hålskiva (3) mellan inloppet (1) och utloppet (2) för passage underifrån av svaveldioxidinnehållande och för att på hålskivan uppbära ett strömmande skikt av absorbentsuspensionen med en statisk höjd av minst ca gas, 100 mm och en statisk volym, räknat per m3 svaveldioxid- innehållande gas som per sekund strömmar genom skiktet, av ca 50-500 liter, 502 925 c) en tank (5) för absorbentsuspension, d) minst en inloppskanal (6), som förbinder tanken (5) med hàlskivans (3) ovansida, e) organ 8, 10, ll, 12) för matning av absorbentsus- pension frán tanken (5), genom inloppskanalen (6), till hálskivans (3) ovansida, och utmed hàlskivan med ett flöde av ca 5-100 liter/s, räknat pà den statiska volym som per svaveldioxidinnehàllande gas, som förbinder hàlski- vans (3) ovansida med tanken (5) för àterföring av absor- sekund genomströmmas av l m3 f) minst en utloppskanal (7), bentsuspension till tanken (5), g) organ (9, 12) för tillförsel av en syreinnehállan- de gas, h) organ (13) för tillförsel av absorbent, i) organ (14) för tillförsel av vatten, j) organ (16) för uttag av gips.

Det föredrages vid sättet enligt uppfinningen att ab- sorbentsuspensionsskiktets statiska (oexpanderade) höjd är ca 200-500 mm, och att absorbentsuspensionsskiktet ström- mar utmed hàlskivan med ett flöde av ca 10-50 liter/s.

Vidare föredrages det att absorbentsuspensionen innehåller ca 5-20 vikt%, företrädesvis ca 10-15 vikt% gipskristal- ler.

Vid anordningen enligt uppfinningen föredrages det att organet e) inbegriper en propellerpump, som är anord- nad i den nedre delen av varje utloppskanal. Vidare före- drages det att organet g) inbegriper ett munstycke för tillförsel av syreinnehàllande gas anordnat nedströms pro- pellerpumpen i varje utloppskanal. Det föredrages särskilt att anordningen har väsentligen cirkulär tvärsektion, och har en centralt anordnad, uppàtgàende inloppskanal med cirkulär tvärsektion. I samband därmed föredrages det att utloppskanalen eller -kanalerna är anordnade vid anord- ningens periferi och förbinder hàlskivans ovansida med tanken. Det föredrages vidare att hàlskivan har en fri hàlarea av ca 1-20%, mera föredraget ca 1-10%, och mest föredraget ca 3-5%. Slutligen föredrages det att hálskivan 502 925 6 har hål, vars kanter på undersidan är avrundade, varvid de avrundade kanterna har en krökningsradie av ca 5-50 mm.

Dessa och andra utmärkande drag hos uppfinningen kom- mer att framgå ytterligare genom den efterföljande be- skrivningen.

Som särskilt utmärkande för uppfinningen kan nämnas att den svaveldioxidinnehállande gasen matas uppåt genom en hålskiva och ett, ovanpå hålskivan anordnat absorbent- suspensionsskikt, som kontinuerligt tillföres väsentligen sulfitfri absorbentsuspension i tillräcklig mängd för att reagera med sulfatet till bildning av gips (CaSO4.2H2O), varvid absorbentsuspensionsskiktet strömmar i tvärled över hålskivan i ett sådant flöde att förbrukad absorbentsus- pension bortföres och tillräckligt med färsk absorbentsus- pension tillföres för absorption av svaveldioxid ur den uppåtströmmande, svaveldioxidinnehållande gasen.

Genom oxidation av absorberad svaveldioxid sänks sul- fitjonkoncentrationen i absorbentsuspensionen och därmed minskas risken för beläggning eftersom mättnadsgraden för sulfit reduceras. En ytterligare positiv effekt av den sänkta sulfitjonkoncentrationen är det lägre jämviktsång- trycket för svaveldioxid över suspensionen, vilket möjlig- gör en högre avskiljningsgrad av svaveldioxid. En minskad sulfitjonkoncentration gynnar även upplösningen av absor- bent (kalk). kunna oxideras tillföres absorbentsuspensionen syre i en För att all svaveldioxid som absorberas skall sådan omfattning att molförhållandet mellan syre och sva- veldioxid är minst ca O,5:l och företrädesvis ligger mol- förhållandet i intervallet från ca O,5:l till ca 25:l.

På motsvarande sätt skall absorbentsuspensionens halt av kalciumbaserad absorbent (kalk eller kalksten) vara sådan att allt sulfat i absorbentsuspensionen kan utfällas som gips. Under förutsättning att all absorberad svaveldi- oxid omvandlas till sulfat skall således mängden kalcium- baserad absorbent i suspensionen vara åtminstone ekvimolär och helst något högre. Lämpligen ligger molförhållandet mellan den kalciumbaserade absorbenten och svaveldioxid i 502 925 7 intervallet från ca 1:1 till ca l:l,lO, företrädesvis max ca l:1,05. För att underlätta lösligheten föredrages det att tillföra den kalciumbaserade absorbenten som ett fin- kornigt pulver, företrädesvis med en kornstorlek av ca -100 um, en kornstorlek av ca 44 um. varvid minst ca 96% av partiklarna understiger Företrädesvis tillföres det kalciumbaserade pulvret processen som en vattenuppslamning med en koncentration av ca 20-35 vikt%, men det kan också tillföras i torr form genom inblåsning under hàlskivan eller i bädden.

Flödet av svaveldioxidinnehållande gas, åt genom hålskivan och skiktet av absorbentsuspension, som leds upp- skall vara sådant att en god kontakt åstadkommes mellan suspensionen och gasen. För den skull bör kontakttiden vara så lång som möjligt och kontaktytan så stor som möj- ligt. Kontakttiden ökar med minskande gashastighet och ökande höjd hos suspensionsskiktet. Gashastigheten påver- kas av hålskivans öppna area eller hålarea, dvs antalet hål och hålens dimension i hålskivan, varvid gashastig- heten minskar med ökande hålarea. En föredragen fri hål- area hos hålskivan är vid uppfinningen ca 1-20%, mera föredraget ca 1-10% och en fri hålarea av ca 3-5% föredra- ges f n mest. För att uppnå god kontakt mellan suspensio- nen och gasen skall vidare gasflödet vara sådant att tur- bulens alstras i suspensionsskiktet. Även om en låg gashastighet ökar kontakttiden mellan suspensionsskiktet och gasen hàlskivan får gashastigheten gashastigheten minskar under och minskar tryckfallet över inte vara alltför låg, ty när en viss gräns börjar absor- bentsuspensionen att "läcka" genom hålskivan, dvs suspen- sionen rinner ner genom hålen i hålskivan. Vid uppfin- ningen skall gasflödet genom absorbentsuspensionsskiktet därför ligga inom sådana gränser att den undre gränsen för gasflödet medför en tryckskillnad över hàlskivan och skik- tet som är något högre än skiktets statiska (Oexpanderade) höjd. Ett visst, mindre läckage tillåts vid uppfinningen och är sådant att gashastigheten genom hàlskivan vid den undre gränsen, vid vilken ett visst läckage förekommer, är 502 925 8 ca 2/3 av den gashastighet vid vilken läckaget upphör.

Någon skarp kritisk övre gräns för gasflödet finns inte, men om gasflödet ökas alltför mycket rycks absorbentsus- pensionen med av gasflödet och avgår med den avgående gasen. Om gasflödet hålls mellan dessa gränser kan ett tillstånd åstadkommas, vid vilket både suspensionsskiktet kvarhålles på hålskivan och en god kontakt ástadkommes mellan suspensionen och gasen. Generellt ligger gasflödets hastighet, mätt som hastigheten genom hålskivans öppning- ar, i området ca 20-60 m/s, företrädesvis ca 35-50 m/s.

Kontakten mellan den svaveldioxidinnehållande gasen och absorbentsuspensionen påverkas även av absorbentsus- pensionsskiktets statiska (oexpanderade) höjd, varvid kon- takten förbättras ju högre skiktet är genom att kontakt- tiden ökar. Som en undre gräns för skikthöjden gäller vid uppfinningen minst ca 100 mm. Under denna skikthöjd är skiktet alltför tunt för att en tillfredsställande kontakt mellan suspension och gas, och därigenom hög S02-avskilj- ning, skall kunna åstadkommas. Någon kritisk övre gräns för skikthöjden föreligger ej, men man har vid uppfinning- en funnit att en skikthöjd över ca 500 mm medför höga energikostnader och inte ger några väsentliga ytterligare fördelar i form av svaveldioxidavskiljning. Man har vid uppfinningen vidare funnit att suspensionsskiktets sta- tiska höjd företrädesvis bör vara minst ca 200 mm för bästa resultat. Följaktligen föredrages det vid uppfin- ningen att absorbentsuspensionsskiktets statiska höjd är ca 200-500 mm.

Som tidigare framhållits är en utmärkande parameter vid föreliggande uppfinning den statiska (oexpanderade) volym absorbentsuspensionen på hålskivan som per sekund genomströmmas av 1 m3 svaveldioxidinnehållande gas. Denna statiska volym påverkas av suspensionsskiktets statiska höjd och yta, och ju mindre volymen är, desto effektivare kan förfarandet anses vara. Vid föreliggande uppfinning är, såsom nämnts tidigare, 50-500 liter, den statiska volymen ca och företrädesvis är den ca 200-300 liter. 502 925 9 Under ca 50 liter blir absorptionen av svaveldioxid otill- fredsställande, medan en volym av mer än ca 500 liter inte medför nàgra ytterligare fördelar.

Det har vidare visat sig att en omsättning av bubbel- bädden krävs för att hälla nere HSO3--koncentrationen, som ger upphov till ett jämviktstryck av S02, som försämrar S02-absorptionen. Detta beror pà att oxidationen, dvs om- vandlingen av HSO3 till sulfat och vätejoner inte är tillräckligt snabb. Det suspensionsflöde som pà detta sätt måste tillföras och avtappas bubbelbädden är beroende av gasens S02-halt, uppnádd oxidation och önskad reningsgrad för S02.

Det är därför även viktigt vid uppfinningen att skik- tet av absorbentsuspension pà hàlskivan inte är statiskt eller stillaliggande, utan strömmar över hàlskivans yta i ett mot den uppàtstigande, svaveldioxidinnehállande gasen, tvärriktat flöde. Närmare bestämt strömmar absorbentsus- pensionen enligt uppfinningen utmed hàlskivan med ett flö- de, av ca 5-l0O liter/s, företrädesvis ca 10-50 liter/s, räknat pá den statiska volym av absorbentsuspensionen som svaveldioxidinnehàllande Denna parameter kallas L/G (Vätska/Gas). suspensio- per sekund genomströmmas av 1 m3 gas. nens strömning sker fràn ett inlopp för färsk absorbent- suspension, dvs absorbentsuspension som tillförts syre och kalciumbaserad absorbent för att kunna absorbera svaveldi- oxid, och till ett utlopp för förbrukad absorbentsuspen- sion, dvs absorbentsuspension som absorberat svaveldioxid och därvid förbrukat kalciumbaserad absorbent för att om- vandla absorberad svaveldioxid till gips. Genom absorbent- suspensionens strömning i horisontalled över hàlskivan vid uppfinningen uppnàs alltså att den svaveldioxidinnehàllan- de gasen alltid bringas i kontakt med färsk absorbentsus- pension, som är i stànd att absorbera gasens innehåll av svaveldioxid. Samtidigt uppstår naturligtvis en betydande grad av àterblandning (backmixing) p g a att skiktets tur- bulenta rörelser när gasen leds genom hàlskivan. Graden av àterblandning är beroende av geometrin och valda flöden 502 925 for varje enskilt fan. ^ För att sättet enligt uppfinningen skall förlöpa optimalt, inbegripet upplösning av den kalciumbaserade absorbenten och av syre i suspensionen, absorption av svaveldioxid som sulfit eller vätesulfit, oxidation av sulfit och vätesulfit till sulfat, fat som gips, 3,0-5,5, samt utfällning av sul- bör suspensionens pH ligga i området ca företrädesvis ca 3,5-5,0. Normalt innebär detta inga större problem vid uppfinningen. För att ytterligare förbättra funktionen, öka avskiljningen av S02 och minska risken för oönskade utfällningar av inkruster, så kan lämpligt pH-värde stabiliseras med ett buffertmedel. Olika buffertmedel, sàsom organiska syror, oorganiska syror, organiska aminer, m fl, är i och för sig kända och kan utväljas av fackmannen utan en omfattande uppräkning av enskilda buffertmedel. Bland användbara buffertmedel kan dock särskilt nämnas monokarboxylsyror, som t ex myrsyra, ättiksyra, propionsyra, etc, polykarboxylsyror, som t ex bärnstenssyra, adipinsyra, ftalsyra, isoftalsyra, cit- ronsyra, etc, hydroxisubstituerade syror, som t ex gly- kolsyra och mjölksyra, och sulfokarboxylsyror, som t ex Bland dessa buf- mjölksyra, sulfopropion- sulfopropionsyra och sulfobärnstenssyra. fertmedel är särskilt adipinsyra, syra och sulfobärnstenssyra av intresse. Vid uppfinningen föredrages det att som buffertmedel tillsätta en svag särskilt adi- Mängden buffertmedel som tillsätts är den som erfordras för att stabilisera absorbentsuspensionens pH i såväl gränsskikt som huvudmassa till ca 3,0-5,5. Allmänt är mängden buffertmedel ca 100-SOOO ppm, 500-2500 ppm.

Den tidigare nämnda inkrusteringsrisken kan minimeras pà olika sätt. Kalciumsulfitutfällningar undviks effektivt organisk syra med ett pKa i intervallet 3-5, pinsyra. företrädesvis ca genom det valda pH-området inom det sura området. Inkrust- bildning pà grund av gipsutfällning förhindras genom att före- och mest föredraget ca 12 vikt% absorbentsuspensionen fár innehålla ca 5-20 vikt%, trädesvis ca 10-15 vikt%, 502 925 ll gipskristaller som ymppartiklar. Därvid kristalliserar gips selektivt på gipskristallerna i stället för på ut- rustningens ytor.

Ritningsbeskrivning Sättet och anordningen enligt föreliggande uppfinning skall nu beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritningar. På dessa visar: Fig 1 en sidosektionsvy av en föredragen utförings- form av anordningen enligt uppfinningen; Fig 2 en horisontalsektionsvy längs linjen II-II i fig 1 av anordningen i fig 1: Fig 3 en sidosektionsvy av anordningen i fig 1 tagen längs linjen III-III i fig 2; Fig 4 en förstorad, partiell sidosektionsvy av par- tiet A 1 fig 3. i Den i fig 1-3 visade, föredragna anordningen enligt uppfinningen har ett inlopp 1 för svaveldioxidinnehållande gas, såsom rökgas från ett oljeeldat kraftverk, och ett utlopp 2 för den från svaveldioxid renade gasen. Såsom särskilt framgår av fig 2, har anordningen cirkulär hori- sontalsektion, och mellan gasinloppet l och gasutloppet 2 finns en hålskiva eller silplåt 3, genom vilken den sva- veldioxidinnehållande gasen passerar underifrån och uppåt.

Hålskivan 3 hos anordningen har såsom nämnts tidigare lämpligen en fri hålarea av ca l-20%, företrädesvis ca l-10%, och mest föredraget ca 3-5%. Under hålskivan 3 finns en kammare 4 för tillförd, och under kammaren 4 finns en tank 5 för absorbent- svaveldioxidinnehållande gas, suspension. Mitt i tanken 5 sträcker sig en uppåtgående, cylindrisk inloppskanal 6, som passerar genom kammaren 4 och sträcker sig upp till hålskivan 3, varigenom tanken 5 förbinds med ovansidan på hålskivan 3. Den cylindriska inloppskanalen 6 är avsedd att tillföra absorbentsuspen- sion från tanken 5 till hålskivan 3. Anordningen enligt fig 1-3 har vidare ett antal periferiella utloppskanaler 7, som förbinder hålskivans 3 ovansida med tanken 5 för återföring av absorbentsuspension till tanken. Anordningen 502 925 12 har även organ för matning av absorbentsuspension fràn tanken 5, genom den uppàtgáende inloppskanalen, och till hàlskivans 3 ovansida. Vid den f n mest föredragna utfö- ringsformen av uppfinningen utgöres detta organ av pro- pellerpumpar 8, som är anordnade i den nedre delen av varje utloppskanal, såsom särskilt framgår av fig 1 och 3.

Anordningen har dessutom organ för tillförsel av en syre- innehållande gas, sàsom luft, och vid den nämnda, mest föredragna utföringsformen utgöres dessa organ av mun- stycken 9, som är anordnade nedströms propellerpumparna 8 i varje utloppskanal. Som ett alternativ eller komplement till propellerpumparna 8 och luftmunstyckena 9 kan en pro- peller l0 med en motor ll anordnas i den cirkulära in- loppskanalen 6 och luftinblásningsmunstycken 12 anordnas vid den nedre delen av inloppskanalen 6. Om luftinblàs- ningen genom munstyckena 12 är tillräckligt kraftig kan eventuellt propellerpumparna 8 och munstyckena 9 utelämnas och munstyckena 12 ombesörja sàväl tillförseln av den syreinnehállande gasen som cirkulationen av absorbentsus- pensionen genom den mammutpumpverkan som ástadkommes. Om denna mammutpumpverkan är tillräckligt kraftig kan even- tuellt även propellern 10 utelämnas.

Utöver organ för matning av absorbentsuspensionen och för tillförsel av syreinnehàllande gas, inbegriper anord- ningen även organ 13 för tillförsel av absorbent, organ 14 för tillförsel av vatten och eventuellt organ 14 för till- försel av pH-reglerande medel, sàsom antyds med pilarna i fig 1. Absorbenten tillföres lämpligen som en ca -25 vikt% uppslamning av kalkstenspulver i vatten. Det vatten som tillföres via organet 14 utgöres företrädesvis av vatten som àtercirkuleras fràn avvattningen av den ut- fällda gipsen. pH-stabiliseringsmedlet, som tillförs via organet 15, behöver normalt inte tillföras vid sättet en- ligt uppfinningen, men en viss tillsats har en buffrande inverkan, vilket medför en ökad S02-avskiljning. En sådan tillsats kan ske genom tillsättning av exempelvis en syra, såsom adipinsyra, genom organet 15. 502 925 13 Den gips som utfälls vid sättet enligt uppfinningen ansamlas i tanken 5 och uttages via en avtappningsledning 16, som är försedd med en avstängningsventil 17.

För att undvika bildning av en luftficka i tanken 5 under kammaren 4 finns ett eller flera ventilationsrör 18 för utsläpp av syreinnehållande gas (luft).

I fig 4 visas en förstorad, partiell sidosektionsvy av en föredragen utföringsform av hålskivan vid förelig- gande uppfinning, närmare bestämt av partiet A i fig 3.

Man har funnit att om hålplattan utformas såsom antyds i fig 4 medför det ytterligare, fördelaktiga effekter vid uppfinningen. Såsom framgår av fig 4, har hålskivan 3 en plan, slät ovanyta 20, vilket möjliggör och förenklar en effektiv rengöring ovanifrån. Vidare är hålen 19 mjukt avrundade vid den nedre öppningen 21, som bildar ingångs- öppning för den uppåtströmmande gasen. Avrundningen av kanterna vid den nedre öppningen 21 är sådan att krök- ningsradien hos kanterna är ca 5-50 mm, företrädesvis ca -20 mm, och mest föredraget ca 10 mm. Avrundningen vid den nedre öppningen 21 av hålen 19 ger minskade inström- ningsförluster för gasen och medverkar till en jämn gas- fördelning över hela hålskivan 3. avrundade formen hos hålen 19 stabi- ovanpå Utöver den speciella, bör hålskivan 3 ha en viss minsta tjocklek för att lisera det expanderade absorbentsuspensionsskiktet hálskivan 3 och motverka läckage genom hålskivan. Man har funnit att hålskivan bör ha en tjocklek av ca 5-50 företrädesvis ca 20-50 mm, och mest föredraget ca -40 mm, I princip kan hálskivan 3 tillverkas av varje lämp- mm! såsom ca 30 mm. ligt material, som är tillräckligt dimensionsstabilt för att uppbära absorbentsuspensionsskiktet och tillräckligt temperaturtàligt för att motstå de temperaturer som kan förekomma. Det föredrages att utforma hàlskivan 3 av plastmaterial, som är lätta att bearbeta och som har en làg ytenergi och därigenom motverkar inkruster. Ett före- draget plastmaterial är polypropen. 502 925 14 Det är även möjligt att utforma hálskivan som ett sammansatt material, t ex av metall belagd med ett ytskikt av ett plastmaterial, sásom polytetrafluoreten.

Hàlen 19, som i fig 2 är visade som fyrkantiga hål, kan ha vilken som helst lämplig konfiguration, sàsom runda, fyrkantiga, avlånga, mm, och det föredrages att hålen är runda och har en diameter av ca 10-100 mm, före- trädesvis ca 20-50 mm.

För att ytterligare belysa uppfinningen ges nedan ett ej begränsande exempel.

Exempel Detta exempel avser en anordning av den typ som be- skrivits ovan i samband med fig 1-3. Hàlskivan som var av polypropen, hade en tjocklek av ca 30 mm och en fri hál- area av ca 3,6%, varvid hålen hade en diameter av 22 mm och avrundade underkanter av det slag som visas i fig 4.

Som absorbent användes kalksten med en kornstorlek som var sádan att ca 96% passerade en sikt med en maskvidd av 44 um. Absorbenten tillfördes tanken i form av en 25 vikt% vattensuspension. Absorbentsuspensionen i tanken innehöll ca 13 vikt% fastämne och hade ett pH av ca 4,5.

Rök fràn ett oljeeldat kraftverk renades, ingående rökgasen hade en svaveldioxidkoncentration av varvid den 732 ppm och en temperatur av l9l°C. Innan rökgasen inled- des i anordningen mättades den med fuktighet.

Med hjälp av propellerpumpar i utloppskanalerna pum- pades absorbentsuspensionen runt i anordningen, fràn tan- ken genom den cylindriska inloppskanalen, strömmade radi- ellt utàt över hàlskivan och àterfördes därefter ner genom utloppskanalerna tillbaks till tanken. Luft inblàstes med munstycken efter propellerpumparna i sådan mängd att mol- förhållandet O/S02 var 25,6:l, medan molförhállandet CaC03/S02 var l,02:l. När absorbentsuspensionen matades över hàlskivan bildade den ett supensionsskikt med en statisk höjd av 510 mm och en oexpanderad (statisk) volym av ca 730 liter. Den tillförda, svaveldioxidinnehàllande rökgasen inmatades i anordningen med ett flöde av ca 502 925 2,5 m3/s och leddes upp genom hàlskivan med en hastighet av ca 38 m/s. Vid passagen av den svaveldioxidinnehàllande rökgasen expanderade absorbentsuspensionsskiktet pà häl- skivan till en höjd av ca 1100 mm. Rökgasflödet genom absorbentsuspensionen uppgick till ca 290 liter/m3.s, dvs 290 liter absorbentsuspension passerades av l m3 rökgas per sekund. Absorbentsuspensionen strömmade dessutom över hàlskivan med ett flöde, räknat pà den statiska volym som per sekund genomströmmas av 1 m3 svaveldioxidinnehállande gas, av 12,1 liter/s (L/G). Summan av halten sulfitjoner (S032') och vätesulfitjoner (HSO3_) i absorbentsuspen- sionen bestämdes till mindre än lO ppm, dvs risken för oönskad utfällning av kalciumsulfit var eliminerad. Den avgående rökgasens temperatur var ca 55°C och dess svavel- dioxidhalt var ca 7 ppm, dvs svaveldioxidavskiljningen uppgick till 99,0%.

På ritningarna och i beskrivningen ovan har anord- ningen enligt uppfinningen visats med cirkulär tvärsek- tion. Det inses emellertid att anordningen enligt uppfin- ningen inte är begränsad till denna utformning, utan att ett antal andra utformningar är möjliga. Sålunda kan an- ordningen t ex ha fyrkantig tvärsektion, varvid inlopps- kanalen 6 har làngsträckt rektangulär tvärsektion och inloppskanalens ena làngsida gränsar till en rektangulär hàlskiva. Absorbentsuspensionen strömmar då fràn inlopps- kanalen, tvärs över hàlskivan och ner i en utloppskanal pà hàlskivans motsatta sida för àterföring av absorbentsus- pensionen till en absorbentsuspensionstank, som tillför absorbentsuspension till inloppskanalen. Den rektangulära utformningen gör att tvà eller flera enheter med inlopps- kanal, hàlskiva och utloppskanal, kan byggas samman till en kompakt enhet.

Sàsom framgått av den ovan givna beskrivningen av uppfinningen och dess föredragna utföringsform, medför uppfinningen ett antal fördelar jämfört med den tidigare tekniken pà omradet. Särskilt utmärkande för uppfinningen är den tvärströmningsprincip som utnyttjas mellan gasflö- 502 925 16 det och absorbentsuspensionen; vilket i förening med ut- formningen av anordningen enligt uppfinningen medger en minimering av energiförbrukningen pá vätskesidan, dvs av den energi som átgàr för att mata absorbentsuspensionen Vid den föredragna utföringsformen av uppfinningen som beskrivits till kontaktzonen för den gas som skall renas. ovan står de olika delarna av absorbentsuspensionssidan (tank, inlopp, vätskeskikt pà hàlskivan, utlopp) i för- bindelse med varandra sàsom "kommunicerande kärl". Genom propellrar i tanken eller den ovannämnda mammuteffekten bringas absorbentsuspensionen att stiga i inloppskanalen och valla ut över hálskivan, varigenom suspensionens cir- kulation igàngsätts och upprätthålls. mar suspensionen över hálskivan för att sedan àterföras Från inloppet ström- till tanken via utloppskanalerna. Tvärströmningsprincipen i kombination med den kompakta konstruktionen med förràds- tanken för absorbentsuspensionen anordnad nära kontakt- zonen för gas/absorbentsuspension medför att det vid upp- finningen endast krävs energi motsvarande en uppfordrings- höjd av högst ca 5 m, att driva cirkulationen av absorbentsuspensionen, vilket skall jämföras med ca 20-40 m vattenpelare vid den tidi- gare tekniken, vartill dessutom kommer energi motsvarande Mot denna bakgrund innebär följaktligen uppfinningen ett av- normalt ca 0,5-2 m vattenpelare för ca 10 m vattenpelare för trycket i sprutmunstyckena. sevärt framsteg inom tekniken.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 502 925 17 PATENTKRAV

1. l. Sätt att avlägsna svaveldioxid från en gas, såsom rökgas, med hjälp av en vattenhaltig suspension av en absorbent, som väljs bland kalk och kalksten, t e c k n a t därav, att den svaveldioxidinnehàllande k ä n n e - gasen leds uppåt genom en hàlskiva med ett därovanpà an- ordnat, strömmande skikt av absorbentsuspensionen, varvid skiktets statiska höjd är minst ca 100 mm och dess sta- tiska volym, räknat per m3 svaveldioxidinnehållande gas som per sekund strömmar genom skiktet, är ca 50-500 liter, och att skiktet av absorbentsuspension strömmar utmed hål- skivan med ett flöde av ca 5-100 liter/s, statiska volym som per sekund genomströmmas av 1 m3 räknat på den sva- veldioxidinnehàllande gas.

2. Sätt enligt kravet l, därav, att absorbentsuspensionsskiktets statiska höjd är ca 200-500 mm.

3. Sätt enligt kravet l eller 2, n a t därav, att absorbentsuspensionsskiktet strömmar ut- med hålskivan med ett flöde av ca 10-50 liter/s.

4. Sätt enligt något att k ä n n e t e c k n a t k ä n n e t e c k - av kraven 1-3, k ä n n e - t e c k n a t därav, absorbentsuspensionen innehåller 5-20 vikt%,

5. Anordning för att företrädesvis ca 10-15 vikt% gipskristaller. avlägsna svaveldioxid från en gas, såsom rökgas, med hjälp av en vattenhaltig suspen- som valts bland kalk och kalksten, sion, av en absorbent, k ä n n e t e c k n a d därav, att anordningen inbegriper a) ett inlopp (1) för svaveldioxidinnehållande gas och ett utlopp (2) för gas, varifrån svaveldioxid av- lägsnats, b) en hàlskiva (3) mellan inloppet (l) och utloppet (2) för passage underifrån av svaveldioxidinnehållande gas, och för att på hàlskivan uppbära ett strömmande skikt av absorbentsuspensionen med en statisk höjd av minst ca svaveldioxid- 100 mm och en statisk volym, räknat per m3 502 925 10 15 20 30 35 18 innehållande gas som per sekund strömmar genom skiktet, av ca 50-500 liter, c) en tank (5) för absorbentsuspension, d) minst en inloppskanal (6), som förbinder tanken (5) med hàlskivans (3) ovansida, e) organ 8, 10, ll, 12) för matning av absorbentsus- pension fràn tanken (5), genom inloppskanalen (6), till hàlskivans (3) ovansida, och utmed hàlskivan med ett flöde av ca 5-100 liter/s, räknat pà den statiska volym som per sekund genomströmmas av 1 m3 svaveldioxidinnehàllande gas, f) minst en utloppskanal (7), som förbinder hàlski- vans (3) ovansida med tanken (5) för áterföring av absor- bentsuspension till tanken (5), g) organ (9, 12) för tillförsel av en syreinnehállan- de gas, h) organ (13) för tillförsel av absorbent, i) organ (14) för tillförsel av vatten, j) organ (16) för uttag av gips.

6. Anordning enligt kravet 5, k ä n n e t e c k - n a d därav, att organet e) inbegriper en propellerpump (8), som är anordnad i den nedre delen av varje utlopps- kanal (7).

7. Anordning enligt kravet 6, k ä n n e t e c k - n a d därav, att organet g) inbegriper ett munstycke (9) för tillförsel av syreinnehàllande gas anordnat nedströms propellerpumpen (8) i varje utloppskanal (7).

8. Anordning enligt nàgt av kraven 5-7, k ä n n e - t e c k n a d därav, att anordningen har väsentligen cir- kulär tvärsektion, en centralt anordnad, inloppskanal (6) med cirkulär tvärsektion, minst en utloppskanal (7), som är anordnad vid anordningens periferi och förbinder hål- skivans (3) ovansida med tanken (5).

9. Anordning enligt något av kraven 5-8, k ä n n e - t e c k n a d därav, av ca 1-20%, att hàlskivan (3) har en fri hàlarea företrädesvis ca 1-10%. 10 l5 20 25 30 35 502 925 19

10. Anordning enligt något av kraven 5-9, n e t e c k n a d därav, att hàlskivan (3) har hàl (19), vars kanter på undersidan är avrundade, varvid de avrunda- k ä n - de kanterna har en krökningsradie av ca 5-50 mm.