СПОСОБ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ СЕРНИСТЫХ АНГИДРИДОВ SO И SO РАСТВОРОМ ГАШЕНОЙ ИЗВЕСТИ ЛОКАЛЬНЫХ ОБЪЕМОВ БИОСФЕРЫ И УСТРОЙСТВО КАЧЕСТВЕННОГО ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ Российский патент 2007 года по МПК B01D53/50 F23J15/00 

Изобретение относится к области защиты локальных объемов биосферы от промышленных загрязнений сернистыми продуктами и летучей золой при сжигании топлив, например, в котлоагрегатах ТЭС, получения при этом конденсата паров влаги дымовых газов и шламов, пригодных для использования в промышленности.

Наиболее близким к заявленному способу является способ по патенту GB 433039 A, B01D 53/50, 29.07.1935. Известный способ включает нейтрализацию SO₂ и SO₃ раствором гашеной извести.

Заявленный способ нейтрализации сернистых соединений локальных объемов биосферы заключается в том, что предварительно очищенную в устройстве качественного изменения состояния дымовых газов (на чертеже - УКИГ) от сульфита кальция CaSO₃ и сульфата кальция CaSO₄ суспензию Н'₂O, состоящую из конденсата и в малых количествах из сернистых ангидридов, сернистой Н₂SO₃ и серной Н₂SO₄ кислот, гашеной извести Са(ОН)₂, ила и дымовых газов, посредством насоса 8, автоматического устройства 9 через фильтр 18 количественно дозируют дополнительный расход гашеной извести и поочередно подают ее в две емкости - отстойники 10 и 10'. В каждой из емкостей-отстойниках разделения суспензии на конденсат с растворенными в нем дымовыми газами и твердыми составляющими в качестве сульфита и сульфата кальция и ила, выпадающие в осадок в отстойниках 20 и 20' емкостей-отстойников после отключения подачи в них суспензии и отстоя в течение некоторого времени, осуществляют таким способом полную нейтрализацию сернистых ангидридов, серной и сернистой кислот.

Удаление шлама из отстойников 20 и 20' осуществляют посредством насоса 12 в шламоотвал 2.

Удаление шлама из отстойников 20 и 20' осуществляют посредством насоса 12 в шламоотвал 2.

Очищенный от ила конденсат H''₂O и нагретый до температуры точки росы T_к.т.р. либо на 1÷2°С меньшей подают в емкость дегазации 23, из которой дегазованный конденсат в состоянии чистого конденсата Н₂О, пройдя через фильтр тонкой очистки от илистого шлама 16, насосом 34 подают в систему питания котлоагрегата. Дегазацию конденсата осуществляют посредством создания вакуума в емкости дегазации вакуум-насосом 14.

С целью обеспечения нормальной работы в верхних газовых частях емкостей-отстойников и емкости дегазации установлены автоматические устройства 25, 25' и 26 сообщения с атмосферой во время их опорожнения или превышения давления в них выше атмосферного.

С целью исключения выброса капель конденсата в атмосферу в верхней газовой части емкости - дегазации установлен ситообразный фильтр 37 в форме двух параллельно расположенных мелких сит с ячейкой до одного миллиметра квадратного, изготовленных из материала с хорошей водной адгезией.

С целью улучшения и ускорения дегазации конденсата газовые части емкостей-отстойников и объема дегазации сообщаются между собой посредством металлического трубопровода 36, закрепленный в емкости дегазации конец которого расположен выше ситообразного фильтра.

С целью улучшения и ускорения процесса нейтрализации сернистых соединений суспензии Н'₂O путем увеличения турбулентности ее движения и частично удаления газов из нее на концах труб подачи суспензии в емкости-отстойники закреплены металлические смесители 11 и 11', выполненные по форме пустотелого шара с множеством мелких отверстий диаметром до одного миллиметра, а концы труб подачи дегазированного конденсата H''₂O в емкость дегазации имеют множество мелких отверстий диаметром до одного миллиметра.

Емкости-отстойники, емкость дегазации и сопряженные с ними металлические элементы (чертеж) изготовлены из кислотостойкой стали, омываемые рабочим составом, поверхности которых покрыты кислотостойкой эмалью.

Емкость дегазации расположена ниже отметки установки емкостей-отстойников настолько, чтобы обеспечить свободное движение конденсата H''₂O в нее самотеком.

Вентилями 21, 21', 22, 24, 24', 27, 27', 33, 35, 38, 39, 39' осуществляют соответствующие подключения и отключения устройств чертежа.

Наиболее близким к заявленному устройству является устройство по патенту GB 433039 А, В01D 53/50, 29.07.1935. Известное устройство предназначено для очистки газов от оксидов серы, дыма и зольных остатков.

Заявленное устройство качественного изменения состояния дымовых газов (сокращенно - УКИГ) выполнено по форме пустотелого параллелепипеда и состоит из двух трубных досок, выполненных в виде квадратных металлических листов, в отверстиях которых закреплены металлические трубки, к трубным доскам приварены входной и выходной коллекторы 4 и 4' с патрубками входа и выхода воды 32 и 32', обеспечивающие трехходовое движение воды, охлаждающей пары влаги дымовых газов ниже точки росы, к двум смежным торцам трубных досок приварены металлические листы, организующие совместно с трубными досками движение потока дымовых газов поперек трубок и исключающие возможность сообщения дымовых газов с атмосферой. В верхней части устройства закреплен съемный металлический диффузор входа дымовых газов в устройство 2, выполненный по форме четырехгранной усеченной пирамиды, с закрепленным в нем автоматическим устройством регулирования подачи количества раствора гашеной извести 3' посредством насоса 3.

В нижней части закреплен П-образный газовый коллектор 6 с присоединенными к нему конденсатосборником 5 с отстойником 17 сбора летучей золы, кристаллов сульфита кальция CaSO₄ и сульфата кальция CaSO₃ и съемного вертикально установленного патрубка 6' с брызгоуловителем жалюзийного типа 7, подключенного к всасывающему патрубку дымососа.

Активные размеры УКИГ для каждого котлоагрегата определяются расчетным путем, обеспечивающим охлаждение уходящих дымовых газов, до температуры точки росы конденсации паров их влаги Т_к.т.р.

Накапливающаяся летучая зола и в малых количествах кристаллы сульфита и сульфата кальция периодически удаляются из отстойника 17 насосом 15 в шламоотвал 1.

Устройство УКИГ наклонено в сторону конденсатосборника под углом α_γ, заключенным относительно горизонтальной плоскости, и направлением потока дымовых газов, величина которого определяется опытным путем.

Изобретение конструктивно и технологически простое в использовании с использованием общедоступных материалов и известных средств автоматизации процессов не требует больших затрат средств и позволяет произвести модернизацию действующих ТЭС.

Изобретение предназначено для защиты окружающей среды. Влагу из дымовых газов, образующихся при сжигании топлива, конденсируют в устройстве качественного изменения состава дымовых газов (УКИГ). Здесь же полученную суспензию, состоящую из конденсата, малых количеств сернистых ангидридов, сернистой и серной кислот, гашеной извести, ила и дымовых газов, очищают от сульфита и сульфата кальция. Далее ее насосом (8) автоматического устройства (9) поочередно подают в две емкости-отстойники (10) и (10'). Через фильтр (18) дополнительно дозируют гашеную известь. Суспензию разделяют на конденсат и твердые составляющие в отстойниках (20) и (20'). Конденсат нагревают до температуры точки росы и подают в емкость дегазации (23). Шлам насосом (15) удаляют в шламоотвал (1). УКИГ состоит из двух трубных досок. К ним приварены входной и выходной коллекторы (4), (4') для обеспечения трехходового движения воды, охлаждающей пары влаги дымовых газов. К смежным торцам трубных досок приварены металлические листы для организации движения газов поперек трубок. В верхней части УКИГ закреплен диффузор (2) входа газов, в котором закреплены устройство регулирования подачи гашеной извести (3') и насос (3). В нижней части закреплен П-образный газовый коллектор (6), конденсатосборник (5) с отстойником (17) сбора летучей золы, кристаллов сульфита и сульфата кальция, съемный вертикальный патрубок (6') с брызгоуловителем (7). Изобретение позволяет уменьшить расходы на модернизацию действующих ТЭЦ. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ нейтрализации сернистых соединений локальных объемов биосферы, включающий нейтрализацию SO₂ и SO₃ раствором гашеной извести, отличающийся тем, что предварительно очищенную от проскоков сульфита и сульфата кальция суспензию, состоящую из конденсата и в малых количествах из SO₂ и SO₃, сернистой и серной кислот, гашеной извести, ила и дымовых газов, поочередно подают в емкости-отстойники, куда дополнительно подают посредством автоматического устройства раствор гашеной извести, в емкостях отстойниках осуществляют полную нейтрализацию SO₂ и SO₃, сернистой и серной кислот, после удаления шлама очищенный конденсат подают в емкость дегазации, из которой дегазированный конденсат, пройдя через фильтр тонкой очистки от илистого шлама, поступает в состоянии нагретого до температуры 80-90°С чистого дегазированного конденсата в систему питания котлоагрегата.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в верхних газовых частях объемов емкостей-отстойников и емкости дегазации устанавливают автоматические устройства кратковременного сообщения с атмосферой во время их опорожнения или повышения давления в них выше атмосферного.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что емкости-отстойники изготовлены из кислото-стойкой стали, а внутренние поверхности емкостей-отстойников покрыты кислотостойкой эмалью.4. Устройство для нейтрализации сернистых соединений локальных объемов биосферы, отличающееся тем, что состоит из двух трубных досок, в отверстиях которых закреплены металлические трубки, к трубным доскам приварены входной и выходной коллекторы, обеспечивающие трехходовое движение воды, охлаждающей пары влаги дымовых газов ниже точки росы, к двум смежным торцам трубных досок приварены металлические листы, организующие совместно с трубными досками движение потока дымовых газов поперек трубок и исключающие возможность сообщения дымовых газов с атмосферой, в верхней части устройства закреплен съемный металлический диффузор входа дымовых газов в устройство, выполненный в форме четырехгранной усеченной пирамиды, с закрепленным в нем устройством ввода раствора гашеной извести в поток газа, в нижней части устройства закреплен П-образный газовый коллектор со съемным вертикально установленным патрубком с брызгоуловителем, подключенным к всасывающему патрубку дымососа, и с присоединенным к газовому коллектору съемным конденсатосборником для сбора конденсата паров влаги дымовых газов, летучей золы, кристаллов сульфита кальция и сульфата кальция.5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что устройство наклонено в сторону конденсатосборника под углом α_у, заключенным относительно горизонтальной плоскости и направлением потока дымовых газов.