IT7307271A1 - Metodo per controllare le condizioni di reazione in un lavatore di anidride solforosa - Google Patents

Description

[0001] 100 0938 .

[0002] Ing.

[0003] Barzan zanardo ri1e 72-39D STAMPA L7 271A/73 D E SCR I Z I O NE dell'invanzione industriale dal titolo: Metodo per controllare le condizioni di reazione in un lavatore di anidride solforosa" della societA AMERICAN AIR FILTER COMPANY, IMC.

[0004] di nazionalita statunitense, residente a LOusvILLE, Kentucky, U,s.A.

[0005] depositata il Col crescere delle praoccupatiai a proposito della quantita di ossidi dello zolfo, @ specialmente dell'anidride solforosa che si scaricano nell*at- mosfera, dai camini industriali, si a concentrata l*attenzige sullo sviluppo di un sistama di control- lo dell inquinamento atmosfarico capaca di realizza- re in alto grado l'eliminazine dell'anidride sol- forosa dai fumi di scarico industriali.

[0006] Questo sco po si pu raggiungere genaralmanta realizzando un sistema di lavagsio di gas in cui si prevede un ec- cesso di sostanza c paca di reagire con l anidride solforosa.

[0007] Tuttavia quasta sirada prasenta seri in convenienti, che annullano i vantaggi ottenuti con l'eliminazione detl'anidride solforosa, Il primo di questi inconvenienti e il costo supplanentare ovu to all'eccesso di sostanza reattiva coll anidridc Ing.

[0008] Barzano zanardo solforosa, che viene fornita.

[0009] Il secondo inconve- niente e la grande quantita di rifiuti solidi che si devono scaricare dal sistema.

[0010] E' necessario che questi rifiuti vengano smaititi in modo conforme.

[0011] alie disposizioni che regolano questa prassi secondo modalita anti-inquinamento.

[0012] Inoltre, in questi si- stemi, il pH dei liquidi che si trovano in essi con- tenuti, specialmente entro la zona di lavaggio o di contatto del lavatore, pu subire delle notevoli va- riazioni, dovute a variazioni del contenuto in zolfo del combustibile, o a variazioni del rapporto di addi.

[0013] tivi che sono stati aggiunti al combustibile, o an che da variazioni della reattivita delle sostanze reagenti con l'anidride solforosa.

[0014] Generalmente si e trovato che quando il pH nella zona di contatto e troppo basso, lo stesso lavoratore soggetto a un attacco acido.

[0015] Diversamente, quando il pH @ troppo elevato, ha luogo una precipitazione nella zona di contatto e si provocano incrostazioni che riducono l'efficacia del sist@ma nel suo ccmplesso.

[0016] Inoltre si e osservato che per ottenere un optimua di lavag- gio dei gas di scarico industriali, in un lavatore, il flusso di gas che lo attraversa deve essere man- tenuto nei limiti di parecchi piedi al minuto.

[0017] Per soddisfare a queste esigenze, si sono escogitati si-- .Inge Barsano zanardo gtemi di controllo dell inquinamanto atmosferico che contemplano parecchi lavoratori funzionanti in parallelo, e che vengono selettivamente esclusi o inseriti nella correnta gassosa a seconda delle va riazioni del carico di gas.

[0018] In questo modo si man- tiene entro i limiti voluti la portata del gas di scarico industriale attraverso un determinato la- vatore.

[0019] L inpiego di un certo nunero di lavatori fun- zionanti in parallelo, p@ro, contribuisce a complicam re i problemi dell*ottimizzazione a della regola zione delle sostanze che raagiscono con l'anidride solforosa e del pH entro i vari lavatori, Inoltre, poiche i percorsi dei gas industriali dai canini del- le fabbriche ai vari lavatori funzionanti in paral- lelo possono considerevolnente variare l'uno dall'al tro in lunghezza e in geonetria, possibile che la richiesta di reattivo per l anidride solfozusa, in ciascuno dei lavatori, possa variare dall'uno al 1'altro in modo sensibile, col risultato che la con- dizioni dell'eliminazione dell'anidride solforosa in ciascun lavatore sono diverse.

[0020] Queste variazioni possono avere coma risultato variazioni corfronta bili nel pH della zona di contatto dai lavatori.La presente invenzione serve ad ovviara ai suddetti pro.

[0021] blemi della tecnica precedente e fornisce un siste.

[0022] Ing.

[0023] Barzano zanardo ma diretto, non costoso, di pronto impiego @ di fa- cile funzionamento per l'@liminazione dell'anidride solforosa dai gas di scarico industriali, con eli- minazione di gran parte delle apparecchiature pre- cedentemente necessarie, esigendo un minimo di spa- zio e contemporaneamente fornendo un controllo ef- ficace.

[0024] La presente invenzione fornisce un metodo per l'eliminazione dell anidrida solforosa dai gas di scarico industriali, e piu in particolare fornisce un metodo per eliminare l'anidride solforosa da que- sti gas secondo un processo che provvade a fornare un prodotto iniziale di reazione tra anidride solforosa e un prescelto reattivo per ossidi di zolfo, nella zona di contatto della colonna di lavaggio.

[0025] Il prodot- to di reazione iniziale viene trasformato in un pro dotto di reazione piu stabile in una vasca di rea- zione lontana dalla zona di contatto della colonna di lavaggio, Il metodo prevede inoltre un canpiona-- mento automatico delle condizioni di raazione, in almeno un punto della vasca di reazione, a cui fa seguito una successiva messa a punto automatica delle condizioni di reazione, cosi da ottinixzare la reazione nella vasca.

[0026] Il processo conprende inoltre un continuqprelicvo di liquido dalla vasca di rea- Ing.

[0027] Barzano zanardo zione; una porziona del qual liquido viene rigane rata e rinviata alla vasca, mentre una seconda por- zione viene riciclata alla zona di contatto .

[0028] Piu specificamente, la presente invenzione fornisce un processo continuo per il trattamento di gas di scam rico industriali contenenti anidrid@ solforosa; il quale processo consta nel mettere a contatto i gas di scarico industriali nelia zona di contatto di una colonna di lavaggio con un mezzo acquoso conte- nente una sostanza capace di reagire con anidride sol- forosa, per cui viene formarsi un prodotto iniziale di reazione; nel far passare il mezzo acquoso, con- tenente principalmente il prodotto iniziale di rea- zione, dalla colonna di lavaqgio all'estremita a monte di una vasca di reazione, rienpita a flusso continuo, nella quale il prodotto iniziale di rea- zione viene fatto ulteriormente reagire cosi da for- mare un secondo prodotto di reazione piu stabile.

[0029] nel mdare strumentalmente le condizioni di reazione in una prima posizione nella vasca di reazione, fa cendo seguire una messa a punto automatica del pH delle condizioni di reazione, in base a un confronto dell informazione ricavata dal sondaggio strumenta.

[0030] le, con uno standard prestabilito; nel sondare stru.

[0031] Ing.

[0032] Barzan zanardo mentalmente le condizioni di reazione in un se: condo punto, a yalle del primo, nalla vasca di rea zione, e nel mettere a punto automaticamente il pH delle condizioni di reazione in base a un confronto dell'informazione ottenuta dal sondaggio strumenta- le con un secondo standard prestabilito; nell'e- strarre in continuita una prima porzione del mezzo acquoso che contiene il secondo prodotto di rea-- zione suddetto, dalla vasca di reazione, nell*e- strarre il suddetto secondo prodotto di reazione per smaltirlo; e nel reintrodurre il suddetto mez- zo acquoso nella suddetta vasca di reazione, e nel ricircolare in continuita una seconda porzione del mezzo acquoso dalla vasca di reazione alla zona di contatto della colonna di lavaggio.

[0033] si a trovato che la presente invenzione non e costosa e rappre senta un mezzo efficace per eliminare l'anidride solforosa dai gas di scarico industriali, in par-- ticolare quando si impiega un certo numero di la vatori in parallelo per trattare una corrente di gas di scarico industriali.

[0034] L'allegata figura uno schema che mostra i yari aspetti della presente invenzige.

[0035] Gas di scarico industriali caldi entrano mel- 1 entrata 10 della colonna di laveggio 11, dova ven.

[0036] Ing.

[0037] Bareand zanardo gono posti inizialmente a contatto con un liquido contenenta una sostanza che reagisce con anidride solforosa, per mezzo di un ugello 12.

[0038] La corrente di gas attraversa quindi la porzime di fondo della colonna di lavaggio e sale attraverso il deviatore 14, attraverso 1a zona di contatto 15, dietro gli ugelli 13, attraverso l'eliminatore d'acqua 16 e il camino 17.

[0039] L anidride solforosa contenuta nei gas di scarico industriali reagisce nella zona di contatto 15 con una sostanza reattiva verso l'anidride solfo- rosa, contenuta nel liquido che viene scaricato da- gli ugelli 12 e 13.

[0040] per formare un prodotto iniziale di reazione.

[0041] Il prodotto iniziale di reazione viene trascinato nel liquido e si raccoglie al fondo della .colonna di raffreddamento, quindi viene portato per la tubazione 18 nella zona a monte di una vasca di reazione t9, rienpita mediante una corrente continua* Il liquido contenente il prodotto iniziale di rea zione si deposita nella vasca di reazione t9 e il prodotto iniziale di reazione viene trasformato, ne- diante una ulteriore reazione, in un secondo prodot- to di reazione piu stabile.

[0042] Nella vasca di reazione 19 sono previsti davia.

[0043] tori 21, che migliorano la miscelasione del liquido cola esistentce Deviatori 21 sono aisposti in modo Ingo Barzano Zanardo tale da creare un secondo compartimento nella vasca i9.

[0044] Qu@sta suddivisione fa si che il liguido che entra all'estremita a monte nalla vasca di reazione fluisce sul primo deviatore 21A par entrare nella zona suddivisa.

[0045] Questo produce una migliore omogenei ta del campione di liquido che si trova entro la zo- na suddivisa.

[0046] La prima sonda 22 collocata in que- sta zona suddivisa, vicino all'estremita a monte della vasca di reazione.

[0047] La sonda 22 esplora le con- dizioni di reazione all'estremita a monte della va.

[0048] sca.

[0049] Un calcolatore 23 riceve l informazione dalla sonda 22 e a sua vola la confronta con uno standard Fisso.

[0050] Se da questo confronto risulta la necessita di una messa a punto del pH, portandolo a un valore compreso tra 2 e 10 nella scala del pH, per otti- mizzare le condizioni di reazione, il calcolatre comanda l*apertura della valvola 25, che si trova sulla tubazione 24y e allora entra nella vasca di reazione un flusso di liquido fresco, contenente un catione capace di reagire con l'anidride solforo.

[0051] sa e ioni ossidrili, per esenpio una soluzione ac- quosa di idrato di.

[0052] calcio.

[0053] Si noti a questo punto che la sostanza che reagisce con anidride solfozea, e gli ioni ossidrili del liquido fresco nella tuba.

[0054] zione 28 vengono combinati insiene nel rapporto ste-- InJ Barzano zanardo chiometrico appropriato, per cui non risulta alcun accunulo di cationi, con corrispondente depaupera- mento di ioni ossidrili nella vasca di reazione.

[0055] Una seconda sonda 26 viene prevista similmen- te nella parte a valie della prima sonda 22, e anche questa volta il suo segnale di informazione viene in.

[0056] trodotto in un: calcolatore 27, che a sua volta re- gola il pH ad un valore compreso tra 2 e.10 nella scala dei pH, all'estremita a valle della vasca.

[0057] co- mandando l*apertura della valvola 30 nella tubazio: ne 28.

[0058] Nel mentre il iiquido fluisce sul secondo deviatore 2iB all'estrenita a monte della vasca e secondo la lunghezza della vasca di reazione., il pro- dotto di reazione iniziale viene fatto uiteriormcnte reagire, dando un secondo prodotto di reazione piu stabile.

[0059] Dato il rapido e pr@ciso controllo del pH, le condizioni di reazione si mantengono a un livello di optimum nella vasca di reazione, e infine la so- stanza che reagisce con l anidride solforosa viene impiegata in modo altamente efficace.

[0060] Perci il pro- cesso di eliminazione diventa molto economico e rea lizza il vantaggio di produrre una quantita minima di prodotti di rifiuto.

[0061] Il prodotto di reazione e praticamente una sostanza solida e precipita al fon do della vasca di reazione, da dove viene estratto Ing.

[0062] Barzand zanardo mediante lo scarico 31 a la pompa 32, separandolo quindi per, filtrazione, o cantrifugazione, o in al- tro modo, col liquido che lo trasporta e che contie- ne ancora del reattivo deli'anidride solforosa intat- to, per rinviarlo com@ acqua di recupero tramite la tubazione 33 (i colleganenti non sono illustrati in dettaglio).

[0063] Una seconda porzione di liquido viene prelevata attraverso 1'uscita 34, la pompa 36, 1a tubazione 37 e la valvola 39 di una sonda 38, collo- cata nel punto di unione delle tubaziori 41 e 42.La sonda 38 serve a proporzionare il riflusso del li- quido attraverso le tubazioni 41 e 42 agli ugelli 12 e 13, rispettivamente.

[0064] Si noti che gli ugelli 72 e 13 sono collocati nella colonna di iavaggio.11 per ottimizzare il contatto fra liquido e gas.

[0065] L'ugello 12 e situato all'entrata del gas di scarico e in posizione atta a dirigere il liquido, che pre- feribilmente un mezzo acquoso, in equi-corrente con i gas di scarico entranti.

[0066] L'ugello 13, d'altra par- te, e situato sopra la zona di contatto della co lonna di lavaggic 15 e dirige il liquido in contro.

[0067] corrente rispetto ai gas di scarico ..

[0068] Il segnale e.-- messo dalla sonda 38 viene trasmesso tranite la tu bazione 43 ai calcolatori 23 e 27.

[0069] dove vicne messo a confronto con segnali simili provenienti dall'c Ing.

[0070] Barzano zanardo splorazione del flusso tramite le valvole 2$, 30, 44 e 46, come pure con 1 informazione riguardante il li.

[0071] vello liquido nella vasca di reazione 19.

[0072] ricevuta dalle sonde 22 @ 26.

[0073] Questa informazione si impiega nei calcolatori per regolare il livello liqui o nella vasca di reazione, principalmente regolando l'af- flusso ai acqua fresca che entra nel sistema attra- verso la tubazione 29.

[0074] Sotto questo aspetto si deve notare che il calcolatore 23 e coll@gato col calcola- tore 27 onde consentire lo scambio di informazioni tra di essi e permettere il controllo del livello liquido nella vasca.

[0075] Ovviamente e possibile, in luo.-.

[0076] go dei calcolatori 23 e 27 impiegare un solo .calco- latore.

[0077] E' pure possibile che l ugello 12 sia mes.

[0078] so in comunicazione con un afflusso di acqua fresca e che ricicli liquido dalla vasca di reazion@ soltan to attraverso la tubazione 42 e 1'ugello 13.

[0079] Si deve notare che le effettive condizioni nel-- la zona di lavaggio della colonna non vengonc e- splorate strumentalmente.

[0080] Questo perche le codizio- ni nella zona di lavaggio hanno una stabilita molto fluida, e di conseguenza le informazioni detratte da qualsiasi apparecchio di controllo che in essa si trovi sono risultate erronee e variabili c, non pos.

[0081] sono quindi rappresentare le reali condizioni di rea - Ing.

[0082] mcrzano zanazdo zione di quella zona di'contatto.

[0083] Si e trovato che sondando le condizioni di reazione nella vasca di reazione 19.

[0084] si pu controllare molto pid appropria tamente, come e necessario, la conposizione del liqui- do fornito dagli ugelli 12 e 13.

[0085] A questo proposito, si deve inoltre notare cha la sonda 22 e situata vi- cino all'estranita a monte della vasca di reazionc 79 ed esplora un canpione omogeneo.

[0086] rappresentativo: del liquido poco prima che esso esca dalla colonna di lavaggio.

[0087] Tale informazione viene trasmessa a un calcolatore 23.

[0088] dova essa viene confrontata con uno standard fisso, che rappresenta la composizione di optimum desiderabile del liquido in quasto punto: e quindi l informazione viene introdotta a un calcola- tore 27.

[0089] sul quale essa viene xessa conFronto con l*informazione trasmessa dalla sonda 26, che presen ta la composizione d@l liguido prima che esso venga intrcdotto, tramite gli ugelli 1? e 13, nella colonna di lavaggio.

[0090] rl calcolatore 27 puo quindi regolare le varie correnti di liauido attravarso le tubazioni 28.

[0091] 29 e 30r dando ia precisa composizione necessa- ria del liquido alinentato alla colonaa ai lavaggio, in base alla conposizione che il calcolatore 23 da- termina come necessaria.

[0092] E* opportuno che il liquidc impiegato nel Ing.

[0093] Barzano zanardo sistema di colonne di lavaggio sia acqua @ che il reattivo per l'anidride solforosa venga scelto fra uno dei numerosi materiali solubili o parzialmente solubili in acqua.

[0094] Questi materiali comprendono, senza limitarsi ad essi soltanto, composti di me- talli alcalini, per esenpio idrato di calcio; car- bonato di calcio, bicarbonato di calcio, carbonato di sodio, bicarbonato di sodio e parecchi materia- li che si presentano in natura, come torona e nanco- lite, e combinazioni qualsiasi dei suddetti materia- li.

[0095] Come pid opportuno tra questi materiali viene scelto l'idrossido; di calcio Ca(CH), : come rea- gente per l*anidride solforosas in.quanto il suo catione reagisce con l anidride solforosa, mentre il suo anione serve contenporaneanente a mettare a punto il pH delle condizioni di reazione.

[0096] Qu@sta condizione a ben diversa da quella in cui si sce glie un sale non ossidrilato, e si aggiunge ad es- so, per esempio, una base forte, del tipo dell'i- drossido di sodio, per formare una soluzione che regoli il pH e che contenga nello stesso tempo una sostanza reattiva all anidride solfosa.

[0097] Fuo essexe anche desiderabile includervi piccola auantita di composti di vanadio, per accelerare la reazione tra i conposti di metallo alcalino e l'anidride solforosae .

Claims (1)

1. 1.

Processo continuo di trattamento di gas di scarico industriali contenenti anidride solforosa, che consista in: mettere a contatto i suddetti gas di scarico industriali nella zona di contatto di una colonna di lavaggio a gas, con un mezzo acquoso con-- tenente una sostanza reattiva con l anidride solforo- sa, per cui si forna un prodotto iniziale di rea- zione; nel far passare detto mezzo acquoso, conte- nente principalmente il suddetto prodotto di 7eazio- ne iniziale, dalla colonna di lavaggio a gas, nella estremita a monte di una vasca di reazione riempita a flusso continuo, nella auale il suddetto prodotto di reazione iniziale reagisce ulteriormente foraan- do ur secondo prodotto di reazione piu stabile, quan- do il suddetto mezzo acquoso attraversa la suddetta vasca; nell esplorare strumentalmente le condiaioni di reazione in un prino punto della suddetta vasca.

regolando autonaticanente il pH delle condieioni di reazione, in base al confronto dell intormasione trasmessa dal suddetto sondaggio strunentale con uno stan ard fisso; nell esplorare strumentalnente le condizioni di reazione in un secondo punto a valle del primo, Ing.

Barzano zanardo nella vasca di raazione.

a regolando automaticamente il pH delle condizioni di reazione in base a un confronto dellinformazione trasmessa da detto son- daggio strum@ntale, con un secondo standard fisso; nel prelevare in continuita una prima por- zione del suddetto mezzo acquoso contenente il sud- detto secondo prodotto di reazione dalla suddetta va- sca di reazione, nell'estrarre detto sacondo pro- dotto di reazione per smaltirlo, a nell introdurre detto mezzo acquoso in detta vasca di reazione;a nel faycircolare in continuo una seconda porzione di detto mezzo acquoso da detta vasca di reazione a detta colonna di lavaggio.

2.

Processo secondo la rivendicazione 1, in cui detto secondo standard fisso viene deterainato in parte mediante l informazione ricavata dalla sonda di esplorazione in detto primo punto nella suddetta vasca di reazione, per assicurare che la suddetta seconda porzione del suddetto mezzo acquo.

so, riciclata alla suddetta colonradi lavaggio: si trovi all'optimmn della concentraziona per reagire con i gas di scarico industriale che si trovano in essae 3.

Processo secondo la rivendicazionc 1.

in cui detto reattivo dell*anidride solForosa un com.

Ing- Baxzano zanardo posto di un metallo alcalino scelto nel gruppo del- l'idrato di calcio, carbonato di calcio, bicarhona- to di calcio, carbonato sodico, e i materiali che si trovano.in natura torona @ nancolite, e combina- zioni di essi.

4.

Processo secondo la rivendicazione 1, in cui il pH delle condizioni di reazione vi@ne porta- to a un valore compreso tra circa 2 e 70 della scala dei pH.

5.

Processo secondo la rivendicazione 1, in cui detti gas di scarico industriali conprendonc parecchi flusi di gas, ciascuno dei quali viene trattato indipendentenente in un sistena di lavaggio- -gas separato, ciascuno dei quali sistemi di lavag.-- gio-gas possiede mezzi di sondaggio strunentale c mezzi di regolazione indipendenti per il mezzo ac- quoso contenente il reattivo dell anidride solforosa in esso fatto circolare.

6.

sisteaa par climinare l'anidride solforosa da una corrente di gas ai scarico industriale deri.

vato dalla combustione di combustibili fossili, che consiste in: mezzi di lavaggio a wnido, per nettere a contatto i suddetti gas di scarico industriali, in una zona di contatto dei suddetti mezxi, con an mezzo acquoso avente un reattivo dell'anidzide sol fngs Barxano Zanardo forosa, formando cosi un prodotto inixiale di zea- zione; meazi atti a regolare la valocita aliaguale detto mezzo acquoso viene fatto circolare alla sud- detta zona di contatto: wna vasca di reazione in cui datto prodotto iniziale di reazione viene fatto ulteriormcnte rea- gire per foraare un .

secondo prodotto di reazione piu stabile, mediante una ulteriore raazione, che da per risultato solfati e solfiti disciolti e pre- cipitati, che vengono eliminati dal meezo acguoso: primi dispositivi di sondaggio strunentale del pH delle suddette condizioni di reazione entro la suddetta vasca di reazione: mezxi atti a confrontare il pH desiderato con uuello determinato dalla sonda: mezzi atti a regolare l*aggiunta di una so luzione acquosa che mette a punto il pH, ccme ri- sposta alla suddetta esplorazione strumentala; secondi dispositivi di sondaggio strumentale delle suddette condizioni di reaziona entro la sud.

detta vasca ai reazione, a valle aei suddetti primi dispositivi: mezzi atti a regolare 1'cgyiunta del raatti vo dell'anidride solforosa, degli ioni ossiariti Tng.

Barzano zanardo e dell'acqua di reintegro, per mantenere il livello liquido nella sudetta vasca di reazione e mettere a punto la composizione di detto mezzo acquoso al livello desiderato di pH; mezzi atti a far ricircolare una porzione di detto mezzo acquoso da detta vasca di reazione a detta zona di lavaggio gas; e mezzi atti a eliminare detti precipitati so- lidi da detta vasca di reazione.

7.

Sistema secondo, la rivendicazione 6, in cui detti mezzi di lavaggio gas sono in parecchi, ciascuno avente i suoi propri dispositivi indipen- denti dilesplorazione strumentale del pH e dalla regolazione automatica delle condizioni di reazione in essi; 8.

Sistema s@condo la rivendicazione 6, in cui i suddetti primi dispositivi e i secondi sud- detti dispositivi di: esplorazione strumentale del pH delle condizioni di reazione entro la suddetta vasca di reazione sono situati ciascuno entro una zona separata suddivisa, della vasca, in cui il li-: quido che fluisce sui deviatori entra nelle sud- dette zone suddivise, divenendo in tal modo onoge.

neo e rappresentativo delle effettive cailizioni che prevalgono a monte di esse.

9.

Arnrecchio secondo la rivendicazione 6.

in cu detti mezzi atti a ricircolare una porzione del suddetto mezzo acquoso proveniente dallsud-- detta vasca di reazione comprendono due ugelli, uno situato nella suddetta entrata dei gas di scarico e collocato in modo da dirigere il saddetto meazo acquoso in equicorrente con i gas di scarico en- tranti, mentre l altro detto ugello situato al di..

sopra della zona di contatto della colonna di la- vaggio, e dirige il suddetto mezzo acquoso in contro- corrente rispetto ai suddetti gas di scarico.

P.P.

AMERICAN AIR FILTER COMPANY, INC.

Po Ingo l ano fzanardo 2085/LAZ/vr/ .