PL196897B1

PL196897B1 - Sposób płukania gazów odlotowych

Info

Publication number: PL196897B1
Application number: PL351161A
Authority: PL
Inventors: Michael T. Hammer; Michael L. Mengel
Original assignee: Marsulex Environmental Tech
Priority date: 1999-05-03
Filing date: 2000-04-21
Publication date: 2008-02-29
Also published as: JP2002542924A; EP1177031A1; KR100518049B1; US6090357A; CA2371004C; KR20020012202A; PL351161A1; JP3876290B2; CA2371004A1; WO2000066250A1

Abstract

1. Sposób p lukania gazów odlotowych, w którym gazy odlotowe wprowadza si e przez wlot do pierwszego kana lu, który ma pole poprzecznego przekroju strumienia, przy czym gazy p lyn a do góry przez pierwszy kana l, wprowadza si e medium kontaktowe do pierwszego kana lu, tak, ze w zasadzie ca le medium kontaktowe jest porywane przez gazy i p lynie w kierunku przep lywu do góry z gazami przez pierwszy kana l z pr edko sci a wystarczaj ac a w zasadzie do zapobie zenia p lyni ecia medium kontaktowego w przeciw- pr adzie wzgl edem gazów przez pierwszy kana l, zmienia si e kierunek gazów i medium kontaktowego z kierunku prze- plywu do góry w pierwszym kanale na kierunek przep lywu do do lu, po czym gazy p lyn a poziomo przez poziomy kana l przep lywowy a nast epnie opuszczaj a kontaktor gaz-ciecz przez wylot, znamienny tym, ze medium kontaktowe pozostaje porwane przez gazy po zmianie kierunku gazów i medium kontaktowego do momentu gdy medium kontak- towe zderza si e z powierzchni a masy (22) p lynu w zbiorniku (18) i co najmniej czes c medium kontaktowego oddziela si e od gazów, oraz poziomy kana l przep lywowy (30) wyznaczony jest przez zbiornik (18) i mas e (22) p lynu i ma pole przekroju poprzecznego przep lywu, które jest wi eksze od pola przekroju poprzecznego przep lywu pierw- szego kana lu (12) tak, ze gazy p lyn a poziomo w poziomym kanale przep lywowym (30) z pr edko sci a mniejsz a od pr ed- ko sci gazów w pierwszym kanale (12) i co najmniej cz esc wszelkiej pozosta lej ilo sci medium kontaktowego porwane- go przez gazy oddziela si e od gazów. PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 196897 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 351161 ⁽¹³⁾ (22) Data zgłoszenia: 21.04.2000 ^{(51) Int.Cl.}

B01D 53/18 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: B01D 53/78 (2006.01)

21.04.2000, PCT/US00/10978 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

09.11.2000, WO00/66250 PCT Gazette nr 45/00 (54)

Sposób płukania gazów odlotowych

	(73) Uprawniony z patentu:
(30) Pierwszeństwo: 03.05.1999,US,09/303,834	MARSULEX ENVIRONMENTAL TECHNOLOGIES, CORP,Lebanon,US
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 24.03.2003 BUP 06/03	(72) Twórca(y) wynalazku: Michael T. Hammer,Birdsboro,US Michael L. Mengel,Fredericksburg,US
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 29.02.2008 WUP 02/08	(74) Pełnomocnik: Szlagowska-Kiszko Teresa, POLSERVICE, Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o.

(57) 1. Sposób płukania gazów odlotowych, w którym gazy odlotowe wprowadza się przez wlot do pierwszego kanału, który ma pole poprzecznego przekroju strumienia, przy czym gazy płyną do góry przez pierwszy kanał, wprowadza się medium kontaktowe do pierwszego kanału, tak, że w zasadzie całe medium kontaktowe jest porywane przez gazy i płynie w kierunku przepływu do góry z gazami przez pierwszy kanał z prędkością wystarczającą w zasadzie do zapobieżenia płynięcia medium kontaktowego w przeciwprądzie względem gazów przez pierwszy kanał, zmienia się kierunek gazów i medium kontaktowego z kierunku przepływu do góry w pierwszym kanale na kierunek przepływu do dołu, po czym gazy płyną poziomo przez poziomy kanał przepływowy a następnie opuszczają kontaktor gaz-ciecz przez wylot, znamienny tym, że medium kontaktowe pozostaje porwane przez gazy po zmianie kierunku gazów i medium kontaktowego do momentu gdy medium kontaktowe zderza się z powierzchnią masy (22) płynu w zbiorniku (18) i co najmniej część medium kontaktowego oddziela się od gazów, oraz poziomy kanał przepływowy (30) wyznaczony jest przez zbiornik (18) i masę (22) płynu i ma pole przekroju poprzecznego przepł ywu, które jest większe od pola przekroju poprzecznego przepływu pierwszego kanału (12) tak, że gazy płyną poziomo w poziomym kanale przepływowym (30) z prędkością mniejszą od prędkości gazów w pierwszym kanale (12) i co najmniej część wszelkiej pozostałej ilości medium kontaktowego porwanego przez gazy oddziela się od gazów.

ZBIORNIK k

UTLENIANIA ^X j g

PL 196 897 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób płukania gazów odlotowych.

Chodzi tu zwłaszcza o sposób płukania gazów odlotowych z zakładów użyteczności publicznej i zakładów przemysłowych, z których usuwa się kwaśne gazy.

Do usuwania substancji, takich jak kwaśne składniki i materiał w postaci cząstek, z gazów spalinowych albo odlotowych wytworzonych w zakładach użyteczności publicznej i w zakładach przemysłowych stosuje się szeroko kontaktory gaz-ciecz.

Przedmiotem szczególnego zainteresowania jest dwutlenek siarki (SO2) i inne kwaśne gazy wytworzone drogą spalania paliw kopalnych i różnych operacji przemysłowych. Kwaśne gazy są znane jako niebezpieczne dla środowiska, tak że ich emisja do atmosfery jest ściśle regulowana przepisami związanymi z czystym powietrzem. Sposób, w którym kwaśne gazy usuwa się za pomocą kontaktora gaz-ciecz albo innego rodzaju płuczki do gazów odlotowych, jest znany jako odsiarczanie gazów odlotowych na mokro.

Działanie czyszczące uzyskane za pomocą kontaktorów gaz-ciecz i absorberów pochodzi na ogół z przepuszczenia gazu przez wieżę we współprądzie albo przeciwprądzie względem opadającej cieczy, która pochłania dwutlenek siarki. Procesy odsiarczania gazów odlotowych na mokro polegają typowo na stosowaniu alkalicznej cieczy płuczącej, takiej jak zawiesina oparta na wapniu albo roztwór oparty na sodzie albo oparty na amoniaku. W stosowanym tu znaczeniu, określenie zawiesina oznacza mieszaninę substancji stałych i cieczy, w której zawartość substancji stałych może mieć każdy pożądany poziom, włącznie z ekstremalnym stanem, w którym zawiesinę określa się mokrą substancją stałą. Przykładem zawiesiny opartej na wapniu są zawiesiny kamienia wapiennego (węglan wapnia, CaCO3) i zawiesiny uwodnionego wapna (wodorotlenek wapnia, Ca(OH)2) utworzone w wyniku działania wody na wapno (tlenek wapnia, CaO). Takie zawiesiny reagują z kwaśnymi gazami z utworzeniem osadów, które można gromadzić celem zagospodarowania, zawrócenia albo sprzedaży. Ścisły kontakt pomiędzy alkaliczną zawiesiną i kwaśnymi gazami, które są obecne w gazach odlotowych, takimi jak dwutlenek siarki, chlorowodór (HCl) i fluorowodór (HF), dają w wyniku absorpcję gazów przez zawiesinę i tworzenie się soli, takich jak siarczyn wapniowy (CaSO3.1/2H2O), gips (CaSO4.2H2O), chlorek wapnia (CaCl2) i fluorek wapnia (CaF2). Jeżeli jest to pożądane, to stosuje się wymuszone utlenianie zawiesiny drogą napowietrzania w celu zapewnienia przereagowania wszystkich siarczynów z utworzeniem siarczanów, a przez to zmaksymalizowania wytwarzania gipsu.

W znanych sposobach pł ukania gazów odlotowych stosuje się kontaktory gaz-ciecz zawierają ce wieżę absorpcyjną wyposażoną w przewód wlotowy, przez który wchodzą do wieży gazy spalinowe. Nad przewodem wlotowym znajduje się bateria głowic rozpyłowych, przez które jest wprowadzane do wieży medium kontaktowe, na przykład alkaliczna zawiesina. Jak jest to wymagane w danym zastosowaniu, nad pierwszą baterią głowic rozpyłowych umieszcza się często dodatkowe baterie głowic rozpyłowych. Do zawracania alkalicznej zawiesiny drogą pompowania zawiesiny ze zbiornika przy dnie wieży do głowic rozpyłowych jest wymagana jedna albo więcej pomp. Ścisły kontakt pomiędzy medium kontaktowym i gazami odlotowymi wznoszącymi się przez wieżę daje w wyniku działanie czyszczące, po którym zawiesinę i złapane albo przereagowane gazy gromadzi się w zbiorniku przy dnie wieży. Oczyszczone gazy wznoszą się w dalszym ciągu w wieży, a następnie przechodzą typowo przez urządzenie odmgławiające, po czym są albo ogrzewane albo wypuszczane bezpośrednio do atmosfery przez komin. Wieża typowego kontaktora gaz-ciecz ma zazwyczaj dużą średnicę, tak że prędkości gazów odlotowych przez wieżę są stosunkowo niskie, typowo mniejsze niż (około 3,7 m/sek) dwanaście stóp na sekundę. Takie niskie prędkości gazów są konieczne do przystosowania niezdolności konwencjonalnych urządzeń odmgławiających do usuwania cieczy ze strumienia gazów o wysokich prędkościach, przy czym jednak wyższe prędkości gazów odlotowych przez wieżę absorpcyjną byłyby korzystne dla polepszenia styku pomiędzy medium kontaktowym i gazami odlotowymi, co zmniejszyłoby ilość medium kontaktowego wymaganego dla danej ilości gazów odlotowych w wieży. Większe prędkoś ci gazów odlotowych umożliwiłyby także stosowanie wieży o mniejszym przekroju poprzecznym, tak że zmniejszyłby się koszt konstrukcji wieży. Jednak prędkość gazów odlotowych powyżej 3,7 m/sek (12 stóp/sek) ma skłonność do zwiększania spadku ciśnienia w wieży, zwiększając prawdopodobieństwo doprowadzania ciekłych cząstek do urządzenia odmgławiającego i jego zalewania.

Mając powyższe na uwadze, byłoby pożądane, gdyby był do dyspozycji sposób płukania gazów odlotowych, który można by prowadzić przy dużych prędkościach gazów odlotowych powyPL 196 897 B1 żej 3,7 m/sek (12 stóp/sek), zwiększając wydajności procesu absorpcji i pokonując jednocześnie wyżej wspomniane problemy związane z wysokimi prędkościami gazów odlotowych.

Sposób płukania gazów odlotowych, w którym gazy odlotowe wprowadza się przez wlot do pierwszego kanału, który ma pole poprzecznego przekroju strumienia, przy czym gazy płyną do góry przez pierwszy kanał, wprowadza się medium kontaktowe do pierwszego kanału, tak, że w zasadzie całe medium kontaktowe jest porywane przez gazy i płynie w kierunku przepływu do góry z gazami przez pierwszy kanał z prędkością wystarczającą w zasadzie do zapobieżenia płynięcia medium kontaktowego w przeciwprądzie względem gazów przez pierwszy kanał, zmienia się kierunek gazów i medium kontaktowego z kierunku przepł ywu do góry w pierwszym kanale na kierunek przepł ywu do dołu, po czym gazy płyną poziomo przez poziomy kanał przepływowy a następnie opuszczają kontaktor gaz-ciecz przez wylot, odznacza się według wynalazku tym, że medium kontaktowe pozostaje porwane przez gazy po zmianie kierunku gazów i medium kontaktowego do momentu gdy medium kontaktowe zderza się z powierzchnią masy płynu w zbiorniku i co najmniej część medium kontaktowego oddziela się od gazów, oraz poziomy kanał przepływowy wyznaczony jest przez zbiornik i masę płynu i ma pole przekroju poprzecznego przepływu, które jest większe od pola przekroju poprzecznego przepływu pierwszego kanału tak, że gazy płyną poziomo w poziomym kanale przepływowym z prędkością mniejszą od prędkości gazów w pierwszym kanale i co najmniej część wszelkiej pozostałej ilości medium kontaktowego porwanego przez gazy oddziela się od gazów.

Korzystnie masa płynu w zbiorniku składa się w zasadzie z medium kontaktowego i związków pochłoniętych z gazów przez medium kontaktowe, przy czym sposób obejmuje ponadto etap zawracania medium kontaktowego ze zbiornika do pierwszego kanału pod działaniem siły ciężkości.

Korzystnie gazy wprowadza się do pierwszego kanału z prędkością większą niż prędkość gazów w pierwszym kanale dla zapobieżenia spadaniu przez wlot wszelkiego medium kontaktowego na powierzchni pierwszego kanału.

Korzystnie obejmuje ponadto stan zakłócenia, podczas którego medium kontaktowe wypada z pierwszego kanał u i jest zawarte w zbiorniku poniż ej wlotu, przy czym całą obję tość medium kontaktowego, która znajdowała się w pierwszym kanale w czasie występującego stanu zakłócenia gromadzi się w zbiorniku.

Korzystnie jako medium kontaktowe stosuje się wodną zawiesinę zawierającą substancję alkaliczną i medium kontaktowe pochłania z gazów kwaśne składniki.

Korzystnie ponadto utlenia się medium kontaktowe w zbiorniku.

Korzystnie ponadto usuwa się substancje stałe ze zbiornika.

Korzystnie ponadto miesza się medium kontaktowe w zbiorniku.

Korzystnie podczas zmieniania kierunku gazów i medium kontaktowego z kierunku przepływu do góry w pierwszym kanale na kierunek przepływu do dołu, ta zmiana kierunku przepływu odbywa się wystarczająco stopniowo dla zapoczątkowania oddzielania medium kontaktowego od gazów przed zderzeniem się z masą płynu w zbiorniku.

Korzystnie stosuje się prędkość gazów w pierwszym kanale wynoszącą co najmniej 8,5 m/s.

Korzystnie prędkość gazów na wlocie jest o około 50% większa od prędkości gazów w pierwszym kanale.

Zgodnie z wynalazkiem opracowano sposób usuwania kwaśnych gazów z gazów odlotowych wytworzonych w operacjach przetwarzania typu operacji przeprowadzanych w zakładach użyteczności publicznej i w zakładach przemysłowych. Stosowane do realizacji sposobu urządzenie jest na ogół kontaktorem gaz-ciecz, którego działanie polega na porywaniu medium kontaktowego przez gazy odlotowe o wysokiej prędkości, tak aby usunąć z gazu kwaśne składniki, po którym następuje w zasadzie całkowite usunięcie porwanego medium kontaktowego przed odmgławieniem gazów.

Kontaktor zawiera na ogół pierwszy kanał, który ma wlot, przez który gazy wprowadza się do pierwszego kanału i płyną one do góry przez pierwszy kanał, oraz jedno albo więcej odpowiednich urządzeń do wprowadzania medium kontaktowego do pierwszego kanału, tak że w zasadzie całe medium kontaktowe zostaje porwane przez gazy i płynie z gazami do góry przez pierwszy kanał. Przewiduje się konstrukcję albo urządzenie do zmiany kierunku gazów i medium kontaktowego z ich kierunku przepływu do góry w pierwszym kanale na kierunek przepływu do dołu, co powoduje, że medium kontaktowe i gazy zderzają się z powierzchnią zbiornika medium kontaktowego wewnątrz zbiornika albo innego odpowiedniego pojemnika. Ważne jest, aby przepływ gazów wewnątrz pierwszego kanału był utrzymywany przy prędkości wystarczającej do przeniesienia w zasadzie całego medium kontaktowego od jego punktu wprowadzenia w kanale, a następnie do zetknięcia z medium

PL 196 897 B1 kontaktowym w zbiorniku. Ważne jest także, aby zapobiegać oddzielaniu się medium kontaktowego od gazów w czasie zmiany kierunku do medium kontaktowego w zbiorniku. Zgodnie z tym konstrukcja albo urządzenie stosowane do zmiany kierunku gazów powinny wykonać stosunkowo stopniowe działanie, takie jak działanie zapewnione przez łukowe przejście z dużym promieniem krzywizny.

Zderzanie się z medium kontaktowym w zbiorniku powoduje, że porwane medium kontaktowe oddziela się przynajmniej częściowo od gazów. Zbiornik i powierzchnia medium kontaktowego wyznaczają poziomy kanał przepływowy nad powierzchnią medium kontaktowego, przy czym ten kanał ma pole poprzecznego przekroju przepływu, które jest większe niż pole poprzecznego przekroju przepływu pierwszego kanału, tak że gazy płyną w poziomym kanale przepływowym z prędkością niższą niż prędkość wewnątrz kanału pierwszego. W wyniku tego każda pozostała ilość medium kontaktowego porwanego przez gazy ma skłonność do oddzielania się od gazów i spadania do zbiornika. Teraz gazy w zasadzie wolne od medium kontaktowego, które miał oby skł onność do zalewania konwencjonalnego urządzenia do odmgławiania, zmieniają kierunek od swojego poziomego kierunku przepływu wewnątrz zbiornika na skierowany do góry kierunek przepływu i w kierunku urządzenia do odmgławiania albo innego odpowiedniego urządzenia do usuwania wilgoci z gazów. Po odmgławieniu gazy mogą ulatywać z kontaktora gaz-ciecz przez każdy odpowiedni otwór.

W oparciu o opisaną wyż ej konfigurację kontaktora opracowano zgodnie z wynalazkiem sposób, za pomocą którego gazy odlotowe stykają się z medium kontaktowym wędrując szybko do góry, tak że medium kontaktowe zostaje całkowicie porwane przez gazy odlotowe. Gazy i porwane medium kontaktowe zmieniają wtedy kierunek do dołu, tak że porwane medium kontaktowe zderza się z powierzchnią medium kontaktowego wewnątrz zbiornika, wskutek czego dużo porwanego medium kontaktowego oddziela się od gazów odlotowych. Powierzchnia medium kontaktowego powoduje, że gazy odlotowe zmieniają gwałtownie kierunek przepływu płynąc poziomo ze zmniejszoną prędkością, tak że każda pozostała ilość medium kontaktowego porwana przez gazy zostaje oddzielona od gazów. Po innej gwałtownej zmianie kierunku przepływu gazy są już w zasadzie wolne od medium kontaktowego i mogą być odmgławione konwencjonalnymi środkami.

Zasadnicza zaleta niniejszego wynalazku polega na tym, że prędkość gazów odlotowych w czasie procesu stykania można znacznie zwiększyć w porównaniu z prędkością możliwą w przypadku sposobów płukania gazów odlotowych według dotychczasowego stanu techniki. Dzięki stosunkowo wysokim prędkościom uzyskuje się lepszy kontakt pomiędzy medium kontaktowym i gazami odlotowymi, tak że można stosować mniejszy przepływ medium kontaktowego, zachowując jednocześnie właściwy efekt oczyszczania. Wyższe prędkości gazów odlotowych umożliwiają także mniejszy przekrój poprzeczny wieży dając w wyniku mniejsze koszty konstrukcji kontaktora gaz-ciecz.

Inne cele i zalety niniejszego wynalazku będzie można lepiej ocenić na podstawie następującego szczegółowego opisu.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schematycznie kontaktor gaz-ciecz do realizacji sposobu płukania gazów odlotowych według wynalazku.

Zgodnie z wynalazkiem na rysunku przedstawiono kontaktor 10 gaz-ciecz skonfigurowany w taki sposób, że umożliwia wysokie prędkości gazów odlotowych w pierwszym kanale 12 w postaci wieży absorpcyjnej, w której gazy stykają się z medium kontaktowym, a następnie usuwa się medium kontaktowe przed przejściem gazów przez urządzenie do odmgławiania. Chociaż kontaktor 10 jest przedstawiony jako kontaktor o szczególnej konstrukcji, to specjaliści w tej dziedzinie łatwo mogą rozpoznać, że wiedzę niniejszego wynalazku można wykorzystać do konstrukcji, które różnią się wyglądem od kontaktora 10 gaz-ciecz przedstawionego na rysunku i stosować w innych procesach do usuwania ze strumienia gazu niepożądanych gazów, mgły, pyłu, dymu, oparów i materiału w postaci cząstek.

Pierwszy kanał 12 w postaci wieży absorpcyjnej przedstawionej na rysunku ma na ogół konstrukcję pionową, przy czym dolny koniec pierwszego kanału 12 jest wyposażony we wlot 14, przez który gazy odlotowe wchodzą do pierwszego kanału 12. Jak dobrze jest znane w tej dziedzinie, źródło gazów odlotowych może być związane z procesem spalania paliw kopalnych albo z innymi operacjami przemysłowymi, w których wytwarza się niepożądane gazy albo materiał w postaci cząstek. Zgodnie z niniejszym wynalazkiem pole poprzecznego przekroju strumienia pierwszego kanału 12 w postaci wieży ma taką wielkość, że gazy odlotowe płyną z dużymi prędkościami w porównaniu z konwencjonalnymi wieżami absorpcyjnymi, na przykład z prędkością znacznie ponad 3,7 m/sek (dwanaście stóp na sekundę) Jak przedstawiono na rysunku wlot 14 ma szczególny kształt, ogólnie poziomy, lecz nachylający się pionowo bezpośrednio przed jego przyłączeniem do pierwszego kanału 12, w którym to

PL 196 897 B1 miejscu wlot 14 ma stożkowy zbiornik poniżej pierwszego kanału 12. Celem przedstawionej konfiguracji wlotu 14 jest zapobieganie wchodzeniu medium kontaktowego do urządzenia w przeciwprądzie względem kontaktora 10 w przypadku wystąpienia stanu zakłócenia, w którym medium kontaktowe opuszczałoby pierwszy kanał 12 z dużą prędkością. W takim przypadku wlot 14 mógłby pomieścić całą objętość medium kontaktowego, które znajdowało się w pierwszym kanale 12 w postaci wieży w czasie wystąpienia stanu zakłócenia równowagi. Przejście z wlotu 14 do dna wieży jest także korzystnie ograniczone w celu zwiększenia prędkości gazu ponad prędkość wewnątrz pozostałą część pierwszego kanału 12 o około 50%. Ta cecha wlotu 14 zapobiega spadaniu w normalnych warunkach roboczych do wlotu 14 wszelkiego medium kontaktowego ze ścianek pierwszego kanału 12.

Nad wlotem 14 pierwszy kanał 12 jest wyposażony w głowice rozpyłowe 16, przez które medium kontaktowe wprowadza się do pierwszego kanału 12 w celu zetknięcia się z gazami odlotowymi. Można przewidzieć, że zastosować można każdą liczbę głowic rozpyłowych 16 albo że medium mogłoby być wprowadzane za pomocą innych urządzeń. Jak przedstawiono na rysunku, medium kontaktowe doprowadza się do głowic rozpyłowych 16 ze zbiornika 18, który będzie omówiony bardziej szczegółowo poniżej. Medium kontaktowe jest na ogół zawiesiną albo cieczą zawierającą takie konwencjonalne reagenty alkaliczne, jak sód, wapń, magnez i amoniak, które mogą reagować z dwutlenkiem siarki albo innymi kwaśnymi gazami wytworzonymi w wyniku spalania paliw kopalnych albo różnych operacji przemysłowych. Przykładem odpowiedniego medium kontaktowego jest zawiesina wody i zawieszonego w wodzie wapna albo wapienia o stosunkowo duż ym stężeniu, które reagują z dwutlenkiem siarki z utworzeniem siarczynu wapniowego. Medium kontaktowe wprowadza się korzystnie do pierwszego kanału 12 w postaci wieży w taki sposób, aby zapewnić ścisły kontakt pomiędzy medium kontaktowym i gazami odlotowymi wznoszącymi się poprzez pierwszego kanału 12. Oddziaływanie pomiędzy medium kontaktowym i gazami odlotowymi daje w wyniku oczyszczone gazy odlotowe, przez które porywane jest medium kontaktowe, przy czym porwane medium kontaktowe zawiera materiał w postaci cząstek i kwaśne gazy pochłonięte z gazów odlotowych.

Ważna cecha niniejszego wynalazku polega na tym, że medium kontaktowe nie płynie w przeciwprądzie do strumienia gazów odlotowych, jak to jest zwykle wymaga w kontaktorach gaz-ciecz według stanu techniki, lecz, przeciwnie, płynie w tym samym kierunku co i gazy odlotowe wewnątrz pierwszego kanału 12 w postaci wieży. W tym celu prędkość gazów odlotowych wewnątrz pierwszego kanału 12 jest wystarczająco wysoka, aby przeprowadzić w zasadzie całe medium kontaktowe przez łukowy kanał 20 na górnym końcu pierwszego kanału 12, po czym medium kontaktowe oddziela się od gazów odlotowych. Prędkość gazów odlotowych i łukowy kanał 20 współdziałania także w kierunku zapobiegania spływaniu medium kontaktowego do dołu wzdłuż ścianek pierwszego kanału 12. W tym celu minimalna prędkość gazów odlotowych wynosi około 8,5 m/sek (około dwadzieścia osiem stóp na sekundę), przy czym możliwe są prędkości co najmniej 18,3 m/s (sześćdziesiąt stóp na sekundę). Takie prędkości można uzyskać drogą odpowiedniego dostosowania wielkości pola przekroju poprzecznego pierwszego kanału 12 do ilości poddawanego obróbce gazu odlotowego, chociaż można przewidzieć zastosowanie różnych urządzeń do zwiększania i ewentualnie utrzymania prędkości gazów odlotowych wewnątrz pierwszego kanału 12.

Jak widać na rysunku, łukowy kanał 20 odwraca kierunek przepływu gazów odlotowych i porwanego medium kontaktowego, tak że płyną one współprądowo, a następnie zderzają się z masą 22 medium kontaktowego zawartego wewnątrz zbiornika 18. W celu zapoczątkowania oddzielania porwanego medium kontaktowego od gazów odlotowych przed zderzeniem się z masą 22 łukowy kanał 20 nie powoduje gwałtownej zmiany kierunku przepływu gazów, lecz ma zamiast tego duży promień krzywizny, na ogół rzędu co najmniej około 1,5 krotności średnicy kanału 20 w zależności od prędkości gazów odlotowych. W celu zachowania w zasadzie stałej prędkości przepływu i zminimalizowania przerw przepływu, a przez to wspierania początkowego oddzielenia medium kontaktowego, przekrój strumienia łukowego kanału 20 jest korzystnie taki sam, jak przekrój pierwszego kanału 12. W wyniku tego oddzielanie medium kontaktowego od gazów odlotowych jest zapoczątkowane przed zderzeniem się z masą 22 medium kontaktowego wewnątrz zbiornika 18, w którym to momencie medium kontaktowe jest wychwytywane przez masę 22.

Jak zauważono poprzednio, zbiornik 18 dostarcza medium kontaktowe do głowic rozpyłowych 16 w pierwszym kanale 12. Wewnątrz zbiornika 18 dwutlenek siarki pochłonięty przez medium kontaktowe ma postać siarczynów (SO3^-) albo wodorosiarczynów (HSO3^-), które można następnie utleniać z wytworzeniem siarczanów (SO4^-). Utlenianiu masy 22 medium kontaktowego sprzyja doprowadzanie sprężonego powietrza przewodem 26 doprowadzającym sprężone powietrze przy dnie

PL 196 897 B1 zbiornika 18 oraz mieszanie za pomocą jakiegokolwiek odpowiedniego urządzenia, takiego jak pokazane urządzenie napowietrzające 28, które wspomaga rozdział i rozpuszczanie się tlenu w medium kontaktowym.

Jak przedstawiono na rysunku, poziom medium kontaktowego wewnątrz zbiornika utrzymuje się ponad poziomem głowic rozpyłowych 16, tak że medium kontaktowe doprowadza się przewodami 24 na zasadzie grawitacji do głowic rozpyłowych 16 bez stosowania pompy. Eliminacja pompy zmniejsza koszty konstrukcji, działania i konserwacji kontaktora 10 i umożliwia w danych warunkach absorpcji optymalizację zawartości stałych substancji w medium kontaktowym doprowadzonym do głowic rozpyłowych 16. Medium kontaktowe wewnątrz masy 22 zawartej w zbiorniku 18 na ogół ulega segregacji, przy czym medium kontaktowe w pobliżu górnej części zbiornika 18 jest mniej gęste niż medium kontaktowe, które osiada bliżej dna zbiornika 18. W wyniku tego gęstość medium kontaktowego doprowadzanego do głowic rozpyłowych 16 można regulować częściowo za pomocą ustalenia położenia na zbiorniku 18, z którego odprowadza się medium kontaktowe, a gęściejsze medium kontaktowe na dnie zbiornika 18 można przepompowywać do układu odwadniającego, jak przedstawiono na rysunku. Układ odwadniający może być układem jakiegokolwiek odpowiedniego rodzaju znanego w tej dziedzinie techniki i stosuje się go do usuwania nadmiaru wody z medium kontaktowego w celu wyciągnięcia substancji stałych z medium kontaktowego. Na przykład gips (CaSO4.2H2O) można wytwarzać jako produkt reakcji pomiędzy siarczanami i alkaliami na bazie wapnia (na przykład wapna albo kamienia wapiennego) w medium kontaktowym. Medium kontaktowe można doprowadzać bezpośrednio do układu odwadniającego, gdy zawiera ono dostatecznie dużą ilość substancji stałych.

Jak widać na rysunku, zbiornik 18 i powierzchnia masy 22 medium kontaktowego wyznaczają poziomy kanał przepływowy 30, przez który gazy odlotowe są gwałtownie zmuszane do przepływu po zderzeniu się z powierzchnią medium kontaktowego. Zgodnie z niniejszym wynalazkiem pole przekroju poprzecznego przepływu kanału 30 jest większe niż pole przekroju poprzecznego przepływu pierwszego kanału 12 i łukowego kanału 20, tak że prędkości gazu przepływającego przez kanał 30 zmniejszają się znacznie i każde pozostałe medium kontaktowe porwane przez gazy odlotowe prawdopodobnie spadnie do zbiornika 18. Uważa się, że w zależności od szczególnych warunków roboczych kontaktora 10 przekrój kanału 30 powinien być co najmniej 600 procent większy niż przekroju pierwszego kanału 12 i łukowego kanału 20 w celu oddzielenia w zasadzie całego pozostałego medium kontaktowego od gazów odlotowych. Następnie gazy odlotowe są zmuszane ponownie do gwałtownej zmiany kierunku przepływu, płynąc pionowo do góry przez pionowy kanał 32 zawierający jedno albo więcej urządzeń odmgławiających 34 dowolnego odpowiedniego rodzaju znanego w tej dziedzinie techniki. Usuwając w zasadzie całe medium kontaktowe z gazów odlotowych urządzenia odmgławiające 34 są zdolne do usunięcia wszelkich pozostałych drobnych kropelek z oczyszczonego gazu odlotowego i zawracania tych kropelek do zbiornika 18. W celu zabezpieczenia właściwego działania urządzeń odmgławiających 34 kanał 32 ma taką wielkość, że uzyskuje się albo utrzymuje prędkość gazów odlotowych, która jest zgodna z urządzeniami odmgławiającymi, na przykład prędkość nie większą niż 3,7 m/s (dwanaście stóp na sekundę), gdy stosuje się konwencjonalne urządzenia odmgławiające. Następnie oczyszczone gazy odlotowe przechodzą przez komin 36, w którym to momencie gazy można ogrzewać albo odprowadzać bezpośrednio do atmosfery.

W świetle powyższego widać, że zasadnicza zaleta niniejszego wynalazku polega na tym, ż e prędkość gazów odlotowych przez pierwszy kanał 12 jest znacznie wyższa niż prędkość możliwa w przypadku wież rozpył owych, w których stosuje się konwencjonalne urzą dzenia odmgł awiają ce. Na skutek wysokich prędkości wewnątrz pierwszego kanału 12 uzyskuje się lepsze zetknięcie pomiędzy medium kontaktowym i gazami odlotowymi, tak że można stosować mniejsze natężenie przepływu medium kontaktowego do pierwszego kanału 12 wciąż zachowując odpowiedni efekt czyszczenia. Wyższe prędkości gazów odlotowych umożliwiają także mniejsze pole przekroju poprzecznego wieży, co daje w wyniku mniejsze koszty konstrukcji i konserwacji kontaktora 10. Ponadto dzięki korzyściom wynikającym z wyższych prędkości zetknięcia kontaktor 10 według niniejszego wynalazku jest zdolny do usuwania w zasadzie całego medium kontaktowego z gazów odlotowych przed osiągnięciem urządzeń odmgławiających 34 i zmniejsza on także prędkość gazów odlotowych przy urządzeniach odmgławiających 34, tak że można stosować urządzenia odmgławiające o konwencjonalnych konstrukcjach.

Chociaż niniejszy wynalazek został opisany w odniesieniu do korzystnych przykładów realizacji, to jest oczywiste, że specjalista w tej dziedzinie mógłby zastosować inne postacie realizacji wprowaPL 196 897 B1 dzające cechy charakterystyczne dla sposobu wynalazku w kontaktorach gaz-ciecz, które różnią się konstrukcyjnie od kontaktora pokazanego na rysunku.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób p łukania gazów odlotowych, w którym gazy odlotowe wprowadza się przez wlot do pierwszego kanału, który ma pole poprzecznego przekroju strumienia, przy czym gazy płyną do góry przez pierwszy kanał, wprowadza się medium kontaktowe do pierwszego kanału, tak, że w zasadzie całe medium kontaktowe jest porywane przez gazy i płynie w kierunku przepływu do góry z gazami przez pierwszy kanał z prędkością wystarczającą w zasadzie do zapobieżenia płynięcia medium kontaktowego w przeciwprądzie względem gazów przez pierwszy kanał, zmienia się kierunek gazów i medium kontaktowego z kierunku przepł ywu do góry w pierwszym kanale na kierunek przepł ywu do dołu, po czym gazy płyną poziomo przez poziomy kanał przepływowy a następnie opuszczają kontaktor gaz-ciecz przez wylot, znamienny tym, że medium kontaktowe pozostaje porwane przez gazy po zmianie kierunku gazów i medium kontaktowego do momentu gdy medium kontaktowe zderza się z powierzchnią masy (22) płynu w zbiorniku (18) i co najmniej część medium kontaktowego oddziela się od gazów, oraz poziomy kanał przepływowy (30) wyznaczony jest przez zbiornik (18) i masę (22) płynu i ma pole przekroju poprzecznego przepływu, które jest większe od pola przekroju poprzecznego przepływu pierwszego kanału (12) tak, że gazy płyną poziomo w poziomym kanale przepływowym (30) z prędkością mniejszą od prędkości gazów w pierwszym kanale (12) i co najmniej część wszelkiej pozostałej ilości medium kontaktowego porwanego przez gazy oddziela się od gazów.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że masa (22) płynu w zbiorniku (18) składa się w zasadzie z medium kontaktowego i związków pochłoniętych z gazów przez medium kontaktowe, przy czym sposób obejmuje ponadto etap zawracania medium kontaktowego ze zbiornika (18) do pierwszego kanału (12) pod działaniem siły ciężkości.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gazy wprowadza się do pierwszego kanału (12) z prędkością większą niż prędkość gazów w pierwszym kanale (12) dla zapobieżenia spadaniu przez wlot (14) wszelkiego medium kontaktowego na powierzchni pierwszego kanału (12).

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że obejmuje ponadto stan zakłócenia, podczas którego medium kontaktowe wypada z pierwszego kanału (12) i jest zawarte w zbiorniku poniżej wlotu (14), przy czym całą objętość medium kontaktowego, która znajdowała się w pierwszym kanale (12) w czasie występującego stanu zakłócenia gromadzi się w zbiorniku.

5. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e jako medium kontaktowe stosuje się wodną zawiesinę zawierającą substancję alkaliczną i medium kontaktowe pochłania z gazów kwaśne składniki.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ponadto utlenia się medium kontaktowe w zbiorniku (18).

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ponadto usuwa się substancje stałe ze zbiornika (18).

8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ponadto miesza się medium kontaktowe w zbiorniku (18).

9. Sposób wedł ug zastrz. 1, znamienny tym, ż e podczas zmieniania kierunku gazów i medium kontaktowego z kierunku przepływu do góry w pierwszym kanale (12) na kierunek przepływu do dołu, ta zmiana kierunku przepływu odbywa się wystarczająco stopniowo dla zapoczątkowania oddzielania medium kontaktowego od gazów przed zderzeniem się z masą (22) płynu w zbiorniku (18).

10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się prędkość gazów w pierwszym kanale (12) wynoszącą co najmniej 8,5 m/s.

11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że prędkość gazów na wlocie (14) jest o około 50% większa od prędkości gazów w pierwszym kanale (12).