UA52592C2 - Method of separation of gas polluant from hot process gases - Google Patents

Abstract

Hot process gases are passed through a contact reactor (10), in which a particulate absorbent material, which is reactive with gaseous pollutants in the gases, is introduced into the gases to convert the gaseous pollutants into separable dust. The process gases are then passed through a dust separator (5). The major pan of the dust separated in the dust separator (5) is passed to a mixer (11), in which it is mixed and moistened, whereupon it is recirculated as absorbent material by being introduced, together with fresh absorbent, into the process gases. Burnt lime is added as fresh absorbent. The dust is kept so long in the mixer and recirculated so many times that the total residence time of the burnt lime in the mixer in moistened state is sufficiently long for the burnt lime to react substantially completely with water supplied to the mixer and form slaked lime.

Description

Настоящее изобретение относится к способу отделения газообразньїх загрязнений таких, как диоксид серь, от горячих процессньїх газов таких, как дьімовье (топливньюе) газьї, в котором процесснье газь проходят через реактор контактирования, в котором абсорбирующее вещество в виде частиц, химически реагирующее с газообразньми загрязнениями, вводится во влажном состоянии в процесснье газь! для превращения газообразньїх загрязнений в отделяемую пьіль, после чего процесснье газь! проходят через сепаратор пьли, в котором пьіль отделяется от процессньх газов, и из которого очищеннье процессньсе газь удаляются, причем часть пьіли, отделенная в сепараторе пьіли, проходит к смесителю, в котором она перемешивается и снабжаєтся водой настолько, чтобь! бить влажной, после чего она рециркулирует как абсорбирующее вещество посредством введения в процесснье газьй вместе с добавлением свежего абсорбента.The present invention relates to a method of separating gaseous pollutants, such as sulfur dioxide, from hot process gases, such as flue (fuel) gases, in which the process gas passes through a contacting reactor, in which an absorbing substance in the form of particles, chemically reacting with gaseous pollutants, introduced in a wet state into the process gas! for the conversion of gaseous polluted into separated dust, after which process gas! pass through the sawdust separator, in which the dust is separated from the process gases, and from which the process gases are removed, and the part of the sawdust separated in the sawdust separator passes to the mixer, where it is mixed and supplied with water so that! beat wet, after which it recirculates as an absorbent substance by introducing gas into the process along with the addition of fresh absorbent.

Вьішеописанньй способ для отделения газообразньх загрязнений от горячих процессньх газов известен, например, из БЕ 8504675-3 и 5Е 8904106-5. В соответствии с зтими двумя документами, в качестве свежего абсорбента используют вещество, предпочтительно сделанное из гашеной извести (гидроксида кальция), в виде частиц. Зтот абсорбент смешивается с пьілью, которая бьла отделена от процессньїх газов в сепараторе пьіли, после чего смесь питается водой для введения во влажном состояний в дьмовье газь в реакторе контактирования. Гашеная известь является сравнительно дорогой, и позтому бьіли проведень! различнье зкспериментьії для использования вместо нее негашеной извести (оксида кальция), которая является значительно менее дорогой. В зтих зкспериментах должна использоваться установка, в которой негашеная известь сначала гасится, т.е. оксид кальция приводится во взаймодействие с водой для образования гидрооксида кальция перед введением в процесс очистки. Такая установка для гашения извести является дорогой, что означаєт, что предполагаеємая прибьіль от замень! гашеной извести на негашеную отсутствует.The above-described method for separating gaseous polluted and hot process gases is known, for example, from BE 8504675-3 and 5E 8904106-5. According to these two documents, a substance preferably made of slaked lime (calcium hydroxide) is used as a fresh absorbent in the form of particles. This absorbent is mixed with the sawdust, which was separated from the process gases in the sawdust separator, after which the mixture is fed with water for introduction into the wet gas in the flue gas in the contacting reactor. Slaked lime is relatively expensive, and therefore it is white! various experiments to use quicklime instead of it (calcium oxide), which is significantly less expensive. In these experiments, a device must be used in which quicklime is first slaked, i.e. calcium oxide is brought into interaction with water to form calcium hydroxide before being introduced into the purification process. Such an installation for extinguishing lime is expensive, which means that the expected profit is from replacement! There is no slaked lime on quicklime.

Найиболее близким аналогом заявленного способа является способ отделения газообразньх загрязнений, таких, как диоксид серь, из дьмовьх газов, в котором процесснье газьі проходят через реактор контактирования, где абсорбирующее вещество в виде частиц, которне химически реагируют с газообразньіми загрязнениями, вводят во влажном состояниий в процессньсе газьї для превращения последних в отделяемую пьіль, затем процесснье газьь проходят через сепаратор пьіли, где пьіль отделяют от процессньїх газов и из которого вьгружают очищеннье процессньюе газь, часть пьіли, отделенной в сепараторе, проходит к смесителю, в котором ее перемешивают и увлажняют, после чего она рециркулирует как абсорбирующее вещество путем введения в процессньсе газь! вместе с добавлением свежего абсорбента (Патент 5Е 458095, кл. В 01 О 55/54, 1989).The closest analogue of the claimed method is the method of separating gaseous pollutants, such as sulfur dioxide, from flue gases, in which the process gases pass through a contact reactor, where an absorbent substance in the form of particles, which chemically react with gaseous pollutants, is introduced in a wet state into the process gases to turn the latter into separated dust, then the process gas passes through the sawdust separator, where the dust is separated from the process gases and from which the cleaning process gas is loaded, the part of the sawdust separated in the separator goes to the mixer, where it is mixed and moistened, after which it recirculates as an absorbent substance by introducing gas into the process! together with the addition of fresh absorbent (Patent 5E 458095, class B 01 O 55/54, 1989).

Недостатком известного способа является необходимость складирования негашеной извести, а также остаточньїх загрязнений в бункерах. Зти бункерьї являются достаточно дорогими и требуют дополнительного места для их размещения.The disadvantage of the known method is the need to store quicklime, as well as final contaminated in bunkers. These bunkers are quite expensive and require additional space for their placement.

Задачей настоящего изобретения является создание способа отделения газообразньїх загрязнений из горячих процессньїх газов, в котором негашеную известь заменена на гашеную известь в непрерьввном процессе без необходимости использования дорогой отдельной установки для гашения извести или дорогих установок, таких как бункерь! для складирования негашеной извести.The task of the present invention is to create a method for separating gaseous pollutants from hot process gases, in which quicklime is replaced by slaked lime in a continuous process without the need to use an expensive separate installation for slaking lime or expensive installations such as a bunker! for storage of quicklime.

Технический результат достигается созданием способа отделения газообразньїх загрязнений, таких как диоксид серь, из горячих процессньїх газов, таких как дьімовье газьі, в котором процесснье газьї проходят через реактор контактирования, где абсорбирующее вещество в виде частиц, которое химически реагируеєт с газообразньми загрязнениями вводят во влажном состоянии в процесснье газьй для превращения газообразньх загрязнений в отделяемую пьіль, после чего процессньсе газьї проходят через сепаратор пьли, в котором пьіль отделяют от процессньмх газов, и из которого вьиігружают очищеннье процессньсе газьі. Часть пьіли, отделенной в сепараторе пьіли, проходит к смесителю, в котором ее перемешивают и снабжают водой так, чтобь! бить влажной, после чего она рециркулирует как абсорбирующее вещество путем введения в процесснье газьій вместе с добавлением свежего абсорбента, при зтом в качестве свежего абсорбента добавляют негашеную известь, основную часть пьіли, отделенную в сепараторе пьіли, подают к смесителю и удаляют из смесителя в основном непрерьівнь!м потоком, причем пьіль задерживается в смесителе настолько долго и рециркулирует столько раз, что общее время нахождения негашеной извести в смесителе во влажном состоянии достаточно велико для того, чтобьї негашеная известь имела время в основном завершить взаимодействие с водой, поданной к смесителю, и образовать гашеную известь.The technical result is achieved by creating a method for separating gaseous pollutants, such as sulfur dioxide, from hot process gases, such as flue gases, in which the process gases pass through a contact reactor, where an absorbent substance in the form of particles, which chemically reacts with gaseous pollutants, is introduced in a wet state in the process gas for conversion of contaminated gases into separated dust, after which the process gases pass through a dust separator, in which the dust is separated from the process gases, and from which the purified process gases are discharged. Part of the sawdust separated in the sawdust separator goes to the mixer, where it is mixed and supplied with water so that! is wet, after which it is recirculated as an absorbent substance by introducing gas into the process along with the addition of fresh absorbent, while quicklime is added as a fresh absorbent, the main part of the sawdust separated in the sawdust separator is fed to the mixer and removed from the mixer mainly continuously !m flow, and the dust remains in the mixer for so long and recirculates so many times that the total time of the quicklime in the mixer in a wet state is long enough for the quicklime to have time to basically complete the interaction with the water supplied to the mixer and form slaked lime.

Негашеную известь подают предпочтительно к смесителю, но она может также добавляться к той части пьіли, отделенной в сепараторе пьіли, которая подаєтся к смесителю. Альтернативно, негашеная известь может вводиться непосредственно в дьімовньге газьі в реакторе контактирования.Slaked lime is fed preferably to the mixer, but it can also be added to that part of the sawdust separated in the sawdust separator, which is fed to the mixer. Alternatively, quicklime can be introduced directly into the flue gas in the contact reactor.

Воздушньй поток соответствующим образом подводят к смесителю для того, чтобьї флюидизировать (разбавить) пьіль, находящуюся там.The air flow is appropriately brought to the mixer in order to fluidize (dilute) the dust located there.

Изобретение далее будет более детально раскрьто со ссьілкой на сопровождающий чертеж, на котором схематично показана установка для очистки дьімовьїх газов из сжигающей уголь центральной тепловой установки, причем установка для очистки снабжаєтся оборудованиеєм для вьіполнения способа согласно настоящему изобретению.The invention will be described in more detail below with reference to the accompanying drawing, which schematically shows an installation for cleaning flue gases from a coal-burning central heating plant, and the cleaning installation is equipped with equipment for carrying out the method according to the present invention.

Чертеж схематично изображаеєет установку для очистки дьімовьїх газов из сжигающей уголь центральной тепловой установки 1, указаннье дьмовье газьї, содержат пьіль такую, как летучая зола и газообразнье загрязнения такие, как диоксид серьі. Устройство 2 предварительного подогрева предназначено для передачи тепла от горячих дьімовьїх газов к сгорающему воздуху, которьій через канал 2а подаєтся к центральной тепловой установке 1 посредством вентилятора 3.The drawing schematically depicts an installation for cleaning flue gases from a coal-burning central heating plant 1, indicating that the flue gases contain dust such as fly ash and gaseous impurities such as sulfur dioxide. The preheating device 2 is designed to transfer heat from hot flue gases to the burning air, which is supplied to the central heating unit 1 through the channel 2a by means of the fan 3.

Горячие дьімовне газь! подаются через канал 4 к сепаратору 5 пьіли, которьім в показанном воплощений является злектростатический осадитель, имеющий три последовательньх осадительньх блока, через которье дьімовье газьіь проходят для очистки. Дьімовье газьї, очищеннье таким образом через канал 6 проходят к вентилятору 7 дьімового газа, которьйй через канал 8 подаєт их в дьімовую трубу 9 для випуска в атмосферу. Сепаратором пьіли может также бьіть мешочньїй фильтр.Hot smoky gas! fed through the channel 4 to the saw separator 5, which is embodied in the shown is an electrostatic precipitator, having three consecutive precipitator blocks, through which the flue gas passes for cleaning. The flue gases, cleaned in this way, pass through channel 6 to the flue gas fan 7, which feeds them through channel 8 into the flue pipe 9 for release into the atmosphere. A bag filter can also be used with a sawdust separator.

Канал 4 содержит вертикальньй участок, которьій образуеєт реактор 10 контактирования. Смеситель 11 связан с реактором 10 контактирования в нижней его части. Смеситель 11 вводит абсорбирующее вещество в виде частиц, которое взаймодействуєт с газообразньми загрязнениями в дьмовьх газах во влажном состоянии в дьімовьїх газах в нижней части реактора 10 контактирования. Зто абсорбирующее вещество превращаєет газообразньсе загрязнения в пьІіль, которая отделяется в осадителе 5.Channel 4 contains a vertical section formed by the contact reactor 10. The mixer 11 is connected to the contacting reactor 10 in its lower part. The mixer 11 introduces an absorbent substance in the form of particles, which interacts with gaseous impurities in the flue gases in a wet state in the flue gases in the lower part of the reactor 10 of contact. That is, the absorbent substance turns gaseous pollution into dust, which is separated in the precipitator 5.

Частиць пьіли, отделеннье в осадителе 5, собираются в бункерах 12 (приемньїх воронках) осаждающих блоков. Значительная часть собранньїх частиц пьіли рециркулирует в системе способом, которьій подробно будет описан ниже. Остаток собранньх частиц пьіли удаляется способом, которьй не будет описан подробно, например, посредством шнекового транспортера.The sawdust particles separated in the precipitator 5 are collected in the hoppers 12 (reception funnels) of the precipitating blocks. A significant part of the collected sawdust particles recirculates in the system in a way that will be described in detail below. The rest of the collected sawdust particles are removed in a way that will not be described in detail, for example, by means of a screw conveyor.

Смеситель 11 имеет такой тип, которьій описан в 5ХЕ-9404104-3. Таким образом, смеситель 11 имеет, в сущности, форму камерь с двойньім дном. Между двумя слоями дна, верхнеє из которьїх содержит натянутую флюидизирующую ткань 13 из полизфира, имеется камера 14, к которой воздух для флюидизации частиц абсорбирующего вещества в смесителе 11 проводится через воздухоподающий проводник 15. Вода подается к смесителю 11 через водоподающий проводник 16 и форсунки 17, которье находятся в верхней части смесителя. Вещество в виде частиц, которое должно бьть смешано, подается к смесителю 11 через два отверстия 18 и 19 для впуска вещества у впускающего конца смесителя. Смеситель 11 таюке содержит механический смешивающий механизм 20, состоящий из двух взаимодействующих параллельньх мешалок (из которьїх только одна показана на рисунке), каждая имеет горизонтальную ось и прикрепленньюе к ней множественнье наклоннье зллиптическиє пластиньї. Вьіходной конец смесителя 11 протянут до реактора 10 контактирования для того, чтобьі! непрерьівно питать его через переток 21 хорошо перемешанньм, влажньм абсорбирующим веществом.Mixer 11 has the type described in 5ХЭ-9404104-3. Thus, the mixer 11 has, in essence, the form of chambers with a double bottom. Between the two layers of the bottom, the upper of which contains a stretched fluidizing fabric 13 made of polystyrene, there is a chamber 14, to which air for fluidization of the particles of the absorbent substance in the mixer 11 is conducted through the air supply conductor 15. Water is supplied to the mixer 11 through the water supply conductor 16 and nozzles 17, which are located in the upper part of the mixer. The substance in the form of particles, which must be mixed, is fed to the mixer 11 through two holes 18 and 19 for the inlet of the substance at the inlet end of the mixer. The melt mixer 11 contains a mechanical mixing mechanism 20 consisting of two interacting parallel stirrers (of which only one is shown in the figure), each of which has a horizontal axis and multiple inclined elliptical plates attached to it. The output end of the mixer 11 will be extended to the reactor 10 of contact in order to! constantly ask the ego through the flow of 21 well-mixed, moist absorbent substances.

Часть частиц пьіли, собранньх в бункерах 12 блоков осаждения, которая должна бьіть рециркулирована в систему, подаєется к смесителю 11 через впускное отверстие 19. Негашеная известь (оксид кальция) в виде частиц подается к смесителю 11 через впускное отверстие 18 для перемешивания с частицами пьмли, поданньми через впускное отверстие 19. Смесь увлажняется водой, поданной через форсунки 17. Вода подается через форсунки 17 также для того, чтобь! погасить негашеную известь, поданную к смесителю 11.Part of the sawdust particles collected in the hoppers 12 of the sedimentation blocks, which must be recirculated into the system, is fed to the mixer 11 through the inlet 19. Quicklime (calcium oxide) in the form of particles is fed to the mixer 11 through the inlet 18 for mixing with sawdust particles. feed it through the inlet port 19. The mixture is moistened with water fed through the nozzles 17. Water is fed through the nozzles 17 also in order to! extinguish quicklime fed to mixer 11.

Благодаря конструкции механического перемешивающего механизма 20 и флюидизации частиц вещества, поданньх к смесителю 11, смеситель производит равномерно увлажненную гомогенную смесь частиц вещества, которье через переток 21 смесителя 11 непрерьівно подаются к реактору 10 контактирования в качестве абсорбирующего вещества. Время нахождения частиц вещества в смесителе 11 составляет порядка 5-60 секунд, в особенности 10 -20 секунд.Due to the design of the mechanical mixing mechanism 20 and the fluidization of the particles of the substance fed to the mixer 11, the mixer produces a uniformly moistened homogeneous mixture of particles of the substance, which through the flow 21 of the mixer 11 are continuously fed to the contact reactor 10 as an absorbent substance. The time of the particles of the substance in the mixer 11 is about 5-60 seconds, especially 10-20 seconds.

Время нахождения частиц вещества в смесителе 11 (10-20 сек.), как установлено вьіше, т.е. время, в течение которого частиць извести находятся во влажном состоянии, является недостаточньім для негашеной извести для того, чтобьі иметь время завершить взаймодействие с водой, добавленной для гашения и образования гашеной извести. Такая реакция является сравнительно медленной и занимаєт несколько минут.The time of the particles of the substance in the mixer 11 (10-20 sec.), as established above, i.e. the time during which the particles of lime are in a wet state is insufficient for quicklime in order to have time to complete the interaction with water added for quenching and formation of slaked lime. Such a reaction is relatively slow and takes several minutes.

Изобретение будет теперь раскрьваться более детально с помощью последующего теоретического примера. Пример устанавливаєт условия, преобладающие в точках А, В и С на чертеже, т. е. в канале 4 перед смесителем 11, в реакторе 10 после смесителя 11 у впускного отверстия осадителя 5 и у вьіпускного отверстия осадителя 5, соответственно.The invention will now be explained in more detail with the help of the following theoretical example. The example establishes the conditions prevailing at points A, B and C in the drawing, i.e. in channel 4 before the mixer 11, in the reactor 10 after the mixer 11 at the inlet of the precipitator 5 and at the outlet of the precipitator 5, respectively.

Таблица 11111111 | А |в | с частей на миллион (г/мTable 11111111 | And | in | with parts per million (g/m

Пьіль в Точке А является в основном летучей золой, в то время как пьіль в точке В является летучей золой и абсорбирующим веществом.The dust in Point A is mainly fly ash, while the dust in Point B is both fly ash and absorbent.

В точке 0 из 2,930кг пьіли, удаленной за час, 2.000кг является летучей золой.At point 0, out of 2,930 kg of sawdust removed over time, 2,000 kg is fly ash.

В зтом примере частицьі абсорбирующего вещества, включающие негашеную известь, которую надо погасить, циркулируют таким образом в среднем около 35 раз (1.0 х 103,933/2,930 « 35) в системе перед вьггрузкой (сливом) в точке Ю. Общее время нахождения абсорбирующего вещества в смесителе 11, таким образом, составляет 350-700 сек., т.е. порядка 6-12 мин., что является достаточньім для гашения негашеной извести.In this example, the particles of the absorbent substance, including quicklime, which needs to be slaked, circulate in this way on average about 35 times (1.0 x 103,933/2,930 « 35) in the system before loading (plumbing) at point Y. The total time of the absorption substance in the mixer 11, thus, is 350-700 sec., i.e. about 6-12 min., which is sufficient for extinguishing quicklime.

Общее потребление водь! в вьішеуказанном примере - 3,36ббл/час, из которьїх 152л/час требуется для гашения извести. Когда потребляется зто количество водьі, содержание водьі в абсорбирующем веществе, вьгруженном из смесителя, составляет около боб». Однако, содержание водьі может, в соответствии с составом смеси, подходящим образом изменяться в диапазоне 2-1595.Total water consumption! in the above example - 3.36 bbl/hour, of which 152 l/hour is required for lime slaking. When this amount of water is consumed, the amount of water in the absorbent material loaded from the mixer is about a bean. However, the driver content may, in accordance with the composition of the mixture, be suitably varied in the range of 2-1595.

Если в вьиішеуказанном примере содержание летучей золь! в дьімовьїх газах в точке А равно нулю, т.е. вьігрузка в О составляеєт 930 кг/час, количество циркуляции будет, по аналогии с вьіше установленньм, около 110 (0,980 х 103,993/930 «з 110), что, в свою очередь, дает время пребьівания 1.100 - 2,200 сек., т.е. порядка 18-37 мин.If in the above example the content of volatile sol! in flue gases at point A is zero, i.e. the load in O is 930 kg/hour, the amount of circulation will be, by analogy with the above installations, about 110 (0.980 x 103.993/930 "from 110), which, in turn, gives a residence time of 1,100 - 2,200 sec., i.e. . about 18-37 min.

Claims (5)

1. Способ отделения газообразньх загрязнений, таких как диоксид серь, из горячих процессньїх газов, таких как дьімовье газь, в котором процессньюе газьі проходят через реактор контактирования, где абсорбирующее вещество в виде частиц, которое химически реагируєт с газообразньми загрязнениями, вводят во влажном состоянии в процесснье газьіь для превращения газообразньїх загрязнений в отделяемую пьіль, после чего процессньсе газьі проходят через сепаратор пьіли, в котором пьіль отделяют от процессньх газов, и из которого вьігружают очищеннье процессньсе газьї, часть пьіли, отделенной в сепараторе пьіли, проходит к смесителю, в котором ее перемешивают и снабжают водой так, чтобьі бьіть влажной, после чего она рециркулирует как абсорбирующее вещество путем введения в процессньюе газьй вместе с добавлением свежего абсорбента, отличающийся тем, что в качестве свежего абсорбента добавляют негашеную известь, при зтом основную часть пьіли, отделенную в сепараторе пьіли, подают к смесителю и удаляют из смесителя в основном непрерьівньім потоком, причем пьіль задерживается в смесителе настолько долго и рециркулирует столько раз, что общее время нахождения негашеной извести в смесителе во влажном состоянии достаточно велико для того, чтобьї негашеная известь имела время в основном завершить взаймодействие с водой, поданной к смесителю, и образовать гашеную известь.1. A method of separating gaseous pollutants, such as sulfur dioxide, from hot process gases, such as flue gas, in which the process gases pass through a contacting reactor, where an absorbent substance in the form of particles, which chemically reacts with gaseous pollutants, is introduced in a wet state into process gas to turn polluted gases into separated dust, after which the process gases pass through a sawdust separator, in which the dust is separated from the process gases, and from which the cleaning of the process gas is discharged, the part of the sawdust separated in the sawdust separator passes to the mixer, in which it mix and supply water so that it becomes wet, after which it is recirculated as an absorbent substance by introducing gas into the process along with the addition of a fresh absorbent, characterized by the fact that quicklime is added as a fresh absorbent, and at the same time, the main part of the sawdust separated in the sawdust separator , feed to the mixer and voila poured from the mixer in a mostly continuous flow, and the dust stays in the mixer for so long and recirculates so many times that the total time of the quicklime in the mixer in a wet state is long enough for the quicklime to have time to basically complete the interaction with the water supplied to mixer, and form slaked lime. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что негашеную известь подают к смесителю.2. The method according to claim 1, characterized by the fact that quicklime is fed to the mixer. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что негашеную известь добавляют к той части пьіли, отделенной в сепараторе (5) пьіли, которую подают к смесителю.3. The method according to claim 1, characterized by the fact that quicklime is added to that part of the sawdust separated in the separator (5) of the sawdust, which is fed to the mixer. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что негашеную известь вводят непосредственно в дьімовье газь! в реакторе контактирования.4. The method according to claim 1, characterized by the fact that quicklime is introduced directly into the flue gas! in the contacting reactor. 5. Способ по любому одному из пп. 1-4, огличающийся тем, что к смесителю подают воздушньй поток для того, чтобьї флюидизировать пьіль, находящуюся там.5. The method according to any one of claims 1-4, characterized in that an air stream is supplied to the mixer in order to fluidize the dust located there.