УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ Российский патент 2012 года по МПК B01D53/50 C01F11/46 

Изобретение касается устройства и способа очистки дымовых газов, выбрасываемых электростанциями, работающими с горючими ископаемыми с применением кислородотопливного процесса, и дооснащения электростанций с целью подготовки к подключению абсорбционной ступени CO₂ (метод дожигания, post combustion) с признаками первого и девятого пунктов формулы изобретения.

Для очистки дымового газа, выбрасываемого оборудованием электростанций, имеются давно известные различные способы и устройства.

В DE 4331415 C3 описано устройство для обработки потока дымового газа, включающее промывную жидкость, находящуюся в емкости, первое распылительное устройство для промывной жидкости, расположенное в верхней области емкости, расположенную под распылительным устройством ступень разделения газа и жидкости и расположенное под ступенью разделения газа и жидкости второе распылительное устройство, причем ступень разделения газа и жидкости включает, по меньшей мере, несколько расположенных практически параллельно на расстоянии друг от друга и проходящих практически в направлении газового потока приемных и отводящих желобов. В этом документе описана конструкция абсорбера, применяемого для очистки газа вообще, который используется для жидкостной очистки дымового газа.

В DE 102004061727 A1 описан способ обработки фракции двуокиси серы/триокиси серы в потоке CO₂, выбрасываемом электростанцией, работающей без выделения CO₂, с применением кислородотопливного процесса, при этом в поток CO₂ вводится добавка, которая уменьшает вредное действие двуокиси серы/триокиси серы.

В DD 269893 A1 описан способ и устройство для суспендирования добавок для обессеривания дымового газа, при этом приготовительное устройство суспендирования встроено в установку для обессеривания дымового газа. Добавки пневматически подаются в находящуюся над абсорбером емкость, при этом сжатый воздух с долей мелкой фракции добавок направляется в потоке горячего газа к впускному устройству абсорбера и суспензия из добавок вводится непосредственно в абсорбер.

В DD 289211 A5 описан способ внутреннего окисления сульфита в устройствах мокрого типа для обессеривания дымового газа. При этом способе ввод воздуха в промывную суспензию, по меньшей мере, частично происходит не в отдельной ступени окисления, а в соединительном трубопроводе между насосом для нагнетания промывной суспензии и распределительным устройством.

При сжигании на электростанциях горючих ископаемых возникает поток дымового газа, который наряду с сепарируемыми данным способом вредными веществами SO₂, HCL, HF содержит различные тяжелые металлы, а также частицы пыли и, главным образом, двуокись углерода.

Известна очистка дымовых газов, выбрасываемых электростанциями, сжигающими горючие ископаемые, с помощью промывных суспензий на основе извести, известняка и добавки в процесс промывки кислорода с целью получения в виде остаточного материала пригодных для дальнейшего использования гипсовых продуктов.

Вымывание вредных газов из дымового газа с помощью промывной суспензии извести, известняка осуществляется в различных системах промывочных машин.

Для достижения оптимального обмена веществ между дымовым газом и промывной суспензией применяются как скрубберы, так называемые абсорберы, с различными системами орошения без контактных внутренних устройств, так и абсорберы с системой орошения и дополнительно различным образом выполненными контактными внутренними устройствами, а также абсорбционные системы только с контактными внутренними устройствами.

Для преобразования сульфита в сульфат кислород в форме сжатых мельчайших пузырьков воздуха вносится и диспергируется либо в отдельной окислительной емкости, через которую направляется известняковая суспензия из абсорбера, либо, что сегодня более распространено, непосредственно в сборник абсорбера, в котором накапливается суспензия извести, известняка.

В US 5674459 A описан способ, при котором H₂O₂ применяется в качестве абсорбционного средства для окисей серы и окисей азота и в качестве окислительного средства вместо известняковой суспензии или, соответственно, известкового молока. Первоначально образующимися в процессе обессеривания продуктами являются H₂SO₄ и HNO₃. Известняковая мука применяется затем для нейтрализации образующихся кислот. Применяемое абсорбционное средство очень дорого по сравнению с известняковой суспензией/известковым молоком.

В US 5630991 A описан способ, при котором для повышения растворимости известняковой муки применяются соли аммония, которые затем должны быть снова удалены из выведенной суспензии в отдельной реакционной емкости в виде аммиака при повышении значения pH до 11-12 с помощью известкового молока.

В US 5213782 A описан способ, при котором для обессеривания применяются окись магния и жженая известь. Применяемая отдельная реакционная емкость выполняет функцию сгустителя. Для обессеривания применяется абсорбер с уровнем распыления, под которым устанавливается поддон.

В US 5084255 A описана установка для очистки дымового газа сжигающих горючие ископаемые электростанций, которая состоит из нескольких приготовительных ступеней, при этом в абсорбер в верхней области подается суспензия с гидроокисью магния в качестве абсорбционного средства для неочищенного газа, в нижней области имеется сборник абсорбционной суспензии, над которым расположен подвод неочищенного газа. В противоположность описанному в настоящем изобретении способу здесь абсорбционная суспензия затягивается непосредственно из сборника абсорбера посредством циркуляционного насоса и снова подается в абсорбер в верхней области через уровни распыления в противотоке к неочищенному газу. Частично восстановленное в описанном ниже регенерационном процессе абсорбционное средство гидроокись магния подается непосредственно в абсорбер. В противоположность настоящему изобретению здесь только часть потока абсорбционной суспензии подается в окислительную емкость и после окисления полностью переводится во вторую реакционную емкость для вторичного осаждения с помощью гидроокиси кальция в гипс.

Вывод гипса из второй реакционной емкости может произойти только после реакции вторичного осаждения. Возникающая при реакции вторичного осаждения гидроокись магния снова подается в абсорбер в качестве абсорбционного средства. В настоящем изобретении окисление сульфита кальция с образованием гипса осуществляется во всей циркулирующей абсорбционной суспензии в первой камере и оттуда происходит вывод через гидроциклоны. Вторая камера служит только в качестве приемника для циркуляционных насосов и для дозированного добавления абсорбента.

Абсорбер в верхней области не имеет уровня контактных внутренних устройств, через который протекает неочищенный газ и в который подается суспензия. Кроме того, недостаток этого устройства заключается в том, что для приготовления необходимы несколько отдельных емкостей, которые через насосы снабжаются частичным потоком суспензии.

В US 4687649 описан способ, при котором на первой ступени дымовой газ быстро охлаждается, а затем на второй ступени с помощью суспензии из известняковой муки отделяется SO₂. Для лучшего окисления сульфита с получением сульфата здесь на отдельной ступени для уменьшения значения pH добавляется серная кислота и затем подается окислительный воздух.

В US 2080779 описан способ, при котором хотя и предусмотрена отдельная ступень окисления, но суспензия подается в окислительную емкость через насос, а не через непосредственный соединительный трубопровод между абсорбером и реакционной емкостью. Этот способ служит для уменьшения налипания при абсорбционном и окислительном процессе.

В DE 3136155 A1 описан способ, при котором изготавливается промывная суспензия из известняковой муки и известкового молока, которая через циркуляционный насос подается на распылительный уровень в промывную башню, при этом дымовой газ сверху вниз в прямотоке со впрыснутой суспензией протекает через механизм контактирования газа и жидкости и над сборником абсорбционной суспензии внизу выходит из промывной башни. Отдельные камеры служат для раздельного дозированного добавления известняковой муки и жженой извести или гидрата извести. Абсорбционная суспензия из промывной башни течет в первый резервуар, снабженный переливным устройством во второй резервуар, причем в первый резервуар подается взвесь известняковой муки в качестве абсорбента, но в количестве, меньшем стехиометрически необходимого, а во второй резервуар жженая известь или гашеная известь в таком количестве, чтобы образующаяся из первой камеры CO₂ (углекислота) нейтрализовалась в CaCO₃. Полученная таким образом абсорбционная щелочь из второго резервуара возвращается к соплам абсорбционной трубы в абсорбер. Недостатком этого уровня техники является также то, что в обоих резервуарах не предусмотрен ни подвод окислительного воздуха, например, посредством фурмы, ни отсос выпара и что абсорбционная башня работает по принципу прямотока.

В US 5308509 описан способ, при котором окисление сульфита с получением сульфата происходит в нижней части абсорбера, часть потока этой окисленной суспензии подается в гидроциклон и разделяется на насыщенный гипсом нижний слив и верхний слив, который включает высокодисперсную фракцию, летучую золу, непрореагировавший абсорбент.

В EP 0339683 A2 описан способ, при котором в часть потока абсорбционной суспензии в окислительной емкости подается окислительный воздух. Здесь в качестве абсорбционного средства применяется гидроокись магния. На ступени окисления сульфит магния окисляется с получением сульфата. Другие ступени служат для осаждения гипса с помощью известкового молока и для регенерации абсорбционного средства оксида магния.

В DE 2939744 A1 описан способ, при котором на первой абсорбционной ступени отделяются хлор и соединения фтора, а на последующей абсорбционной ступени SO₂ применяется содержащая ионы кальция промывная жидкость для образования гипса. Особенность здесь заключается в том, что для сепарации SO₂ применяется промывная жидкость с растворимыми солями кальция. Для сокращения содержания ионов хлора промывная жидкость выпаривается с получением кристаллического хлорида кальция.

В WO 88/07023 описан способ каталитического окисления, причем сутью способа является каталитическое окисление сульфитов в отдельной емкости с энзимами в качестве катализаторов.

Общим для всех этих систем является то что в процесс в избытке вводится необходимый кислород в виде воздуха. Неизрасходованный кислород и прочие составные части воздуха, а также образовавшийся при химическом преобразовании CO₂ попадают в дымовой газ, выпускаемый после процесса очистки в атмосферу. Доля азота в дымовом газе при подаче окислителя еще более повышается. Кроме того, как правило, не всегда представляется возможным установить такое значение pH абсорбционной суспензии, чтобы эта суспензия оказывала максимальное действие в процессе очистки. Кроме того, не всеми известными способами можно достичь желаемой степени сепарации и желаемой меры сепарации пыли.

При кислородотопливном процессе на электростанциях для сжигания применяется чистый кислород, а в качестве дымового газа образуется газ, богатый CO₂, с минимальным содержанием азота, но концентрированным содержанием вредных газов. Когда газ, богатый CO₂, освобожден от вредных газов и вредных веществ и водяной пар сконденсировался, становится возможным сжатие концентрированного богатого CO₂ газа непосредственно с целью хранения.

Исходя из устройства очистки дымовых газов, выбрасываемых электростанциями, работающими с горючими ископаемыми с применением кислородотопливного процесса, которые состоят из нескольких абсорбционных ступеней, и способа очистки дымового газа в основу изобретения положена задача удалить и предотвратить загрязнение богатого CO₂ газа, образующегося в результате кислородотопливного процесса, с одной стороны, путем эффективной сепарации концентрированных вредных газов и вредных веществ из дымового газа, а с другой стороны, путем предотвращения подвода воздуха, загрязняющего богатый CO₂ газ, в абсорбционную ступень вредных газов, при этом за счет окисления при оптимальных значениях pH в суспензии должно быть сведено до минимума окисление сульфита и благодаря улучшенному управлению процессом должна быть достигнута лучшая и более экономичная очистка дымового газа.

Эта задача решается с помощью устройства с признаками первого пункта формулы изобретения и способа очистки дымовых газов с признаками пункта 9 формулы изобретения.

Зависимые пункты отражают предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Предлагаемое изобретением устройство очистки дымового газа состоит из нескольких абсорбционных ступеней, на которых неочищенный газ подается в абсорбер, в верхней области которого предусмотрены контактные внутренние устройства, в которые подается суспензия, при этом через контактные внутренние устройства или внутренние уровни протекает неочищенный газ. Внутренние уровни обладают возможностью пропускания газа и могут представлять собой сита, перфорированные панели или листы или другие соответствующие внутренние устройства.

Предпочтительно, если контактные внутренние устройства представляют собой один, несколько, предпочтительно два перфорированных листа. Сепарация пыли в абсорбере или распылительной башне с помощью перфорированных листов улучшается, так как скорость дымового газа в отверстиях перфорированных листов значительно выше, чем скорость перед уровнями распыления.

Абсорбционная суспензия, проходящая против потока дымового газа через самый нижний перфорированный лист и тонкодиспергированная за счет более высокой скорости потока дымового газа в отверстиях, собирается в абсорбционном сборнике, который находится в нижней части абсорбера. В нем может быть предпочтительно расположен смесительный механизм, например наклонный смесительный механизм. От абсорбционного сборника ведет трубопровод к отдельной реакционной емкости, которая состоит из двух камер, которые образованы перегородкой с перепускным устройством. В первую камеру из сборника втекает абсорбционная суспензия, которая при этом газонепроницаемо отделена от абсорбера. В этой первой камере реакционной емкости через трубопровод, предпочтительно фурму, посредством воздуходувки вводится окислительный воздух.

Соответствующий выбор размеров соединительного трубопровода между абсорбером и реакционной емкостью предотвращает нежелательный обратный газовый поток и вместе с тем загрязнение богатого CO₂ газа при поступлении воздуха в абсорбер. Тем самым предоставляется простая возможность герметизации путем целенаправленного отвода суспензии в реакционную емкость. При вводе окислительного воздуха в абсорбционную суспензию происходит окисление сульфита кальция с получением гипса, и вывод CO₂ с помощью воздуха обеспечивает оптимальную растворимость известняка во второй камере реакционной емкости. Для лучшего перемешивания предпочтительно установить смеситель, например наклонный смеситель. Так как суспензия не обогащена известняком, она имеет более низкое значение pH, чем суспензия во второй реакционной емкости. Это предпочтительно, так как на дне первой реакционной емкости через насос отсасывается суспензия с целью разделения твердой и жидкой фракции, которое предпочтительно должно происходить в гидроциклоне. Отсасывание суспензии из первой камеры происходит посредством насос-гидроциклонной установки. Гидроциклон разделяет гипсовую суспензию и менее вязкую жидкость, которая снова возвращается в первую камеру, но также может подаваться в емкость с известняковой суспензией. В той мере, в которой повышается уровень жидкости в абсорбере, повышается также уровень жидкости в первой камере реакционной емкости, причем благодаря этому суспензия перетекает во вторую камеру реакционной емкости. В эту камеру вводится известняковая суспензия и перемешивается посредством смесителя. Суспензия во второй реакционной камере имеет благодаря вводу известняковой суспензии более высокое значение pH, так что отводимая из этой камеры абсорбционная суспензия в абсорбере может оказывать более интенсивное действие на сепарацию вредных газов. Через трубопроводы абсорбционная суспензия подается в абсорбер на те уровни распыления, которые расположены выше или частично между контактными внутренними устройствами, предпочтительно перфорированными листами. Оказалось предпочтительным расположить над нижним перфорированным листом уровень распыления, а над находящимся выше него перфорированным листом два уровня распыления, на которые подается абсорбционная суспензия из второй камеры реакционной емкости.

Предлагаемое изобретением решение предусматривает также, что образовавшийся в реакционной емкости CO₂ и избыточный окислительный воздух в реакционной емкости удаляются из процесса по отдельности и благодаря этому при кислородотопливном процессе предотвращается загрязнение богатого CO₂ газа. При этом также обеспечивается газонепроницаемое разделение дымового газа и окислительного воздуха. Это может происходить предпочтительно с помощью вытяжки выпара. Удаленный газ может подвергаться отдельной очистке. Предпочтительно также использовать вытяжку выпара для того, чтобы отсасывать образующиеся в емкости с известняковой суспензией газы. Емкость с известняковой суспензией служит для того, чтобы приготавливать известняковую суспензию. Из запасного резервуара, предпочтительно бункера с дозирующим устройством, известковая/известняковая мука вводится в технологическую жидкость. В качестве дозирующего устройства предусмотрен шнековый транспортер. В емкости с известковой/известняковой суспензией предпочтительно расположен смесительный механизм, который обеспечивает перемешивание известковой/известняковой муки и технологической воды без перелива. Посредством насоса для известняковой суспензии известняковая суспензия подается во вторую камеру реакционной емкости.

В верхней части абсорбера расположены уровни каплеотделителей, которые находятся над контактными внутренними устройствами или, соответственно, перфорированными листами. При этом они могут представлять собой уровни отделителей мелких и крупных капель, причем уровень отделения крупных капель расположен под уровнем отделения мелких капель, и все уровни снабжены уровнями очистки, через которые технологическая вода вводится в верхнюю часть абсорбера, и очищенный дымовой газ выходит из абсорбера через кожух абсорбера.

Благодаря введению окислительного воздуха на первую ступень реакционной емкости, в которой реактив известняк практически израсходован, окисление сульфита с получением сульфата улучшается. Благодаря введению свежей известняковой суспензии непосредственно на вторую ступень реакционной емкости, которая служит сборником промывной суспензии для уровней распыления, улучшается сепарация SO₂ из дымового газа.

Благодаря применению перфорированного листа в качестве контактного внутреннего устройства или нескольких последовательно включенных перфорированных листов для очистки дымового газа, к которым подается суспензия от расположенных над ними уровней распыления, достигается равномерное распределение скорости уже перед уровнями распыления. Эта конструкция абсорбера позволяет даже при высоких содержаниях двуокиси серы получить степень сепарации свыше 99%.

Благодаря применению перфорированных листов для очистки дымового газа, к которым подается суспензия от расположенных над ними уровней распыления, достигается также улучшенная сепарация пыли в распылительной башне.

Кроме того, благодаря применению одного или нескольких последовательно включенных перфорированных листов для очистки дымового газа, к которым подается суспензия от расположенных над ними уровней распыления, создаются дополнительные уровни сепарации без необходимости дополнительных затрат энергии на перекачивание промывной суспензии.

Кроме этого избыточный окислительный воздух из реакционной емкости и выделенный CO₂ отсасываются и отдельно очищаются и выводятся из процесса или после очистки снова подаются в очищенный дымовой газ.

Ниже изобретение поясняется более подробно с помощью одного из примеров осуществления и фигуры.

На фигуре показан вариант осуществления предлагаемого изобретением устройства. Ниже устройство и способ поясняются более подробно.

Основными частями предлагаемого изобретением устройства для очистки дымового газа, образующегося при сжигании горючих ископаемых, по существу являются абсорбер 2, ведущий к реакционной емкости соединительный трубопровод соответствующих размеров, состоящая из двух камер 4.1, 4.2 реакционная емкость 4, рядом с которой на одном уровне находится емкость 6 с известковой или известняковой суспензией, над которой расположен бункер 8 с известью или известняком для известковой или известняковой муки 16, причем дозирующее устройство 9 шнекового транспортера осуществляет дозированное добавление известковой или известняковой муки 16 в емкость 9 для дозирования известняка. Технологическая вода 15 подается в емкость, и смесительный механизм 17 обеспечивает равномерное перемешивание. От первой камеры 4.1 реакционной емкости 4 ведет трубопровод, который представляет собой подводящую линию 24 гидроциклона, к гидроциклону 26, с помощью которого сепарируется гипсовая суспензия 27. Маловязкая суспензия в трубопроводах 25 верхнего слива гидроциклона 26 снова перекачивается в первую камеру 4.1 или же в емкость 6 с известковой или известняковой суспензией. Чтобы обеспечить возможность отвода суспензии, перед гидроциклоном 26 расположен насос 23 гидроциклона. Трубопроводы 13 для известняковой суспензии ведут от емкости 6 с известковой или известняковой суспензией ко второй камере 4.2 реакционной емкости 4, при этом в этих трубопроводах 13 расположен циркуляционный насос 7 для известняковой суспензии.

В нижней части абсорбера 2 находится сборник 30 абсорбционной суспензии, в который вдается наклонный смесительный механизм 17 и от которого трубопроводы 11 абсорбционной суспензии ведут к реакционной емкости 4. Над сборником 30 абсорбционной суспензии неочищенный газ 1 подается в абсорбер 2. Выше расположены два перфорированных листа 18, между которыми находится первый уровень 19 распыления, при этом два других уровня 19 распыления расположены над вторым перфорированным листом 18. К нижним уровням 19 распыления ведут трубопроводы 12 для абсорбционной суспензии, которые оснащены циркуляционным насосом 5 и которые соединены со второй камерой 4.2 реакционной емкости 4. Над уровнем 19 распыления расположены уровни 32 очистки, между которыми находятся уровень 20 отделителя крупных капель и уровень 31 отделителя мелких капель, над которыми расположен кожух 34 абсорбера для чистого газа 3. Уровни 32 очистки снабжаются технологической водой 15.

Для ввода окислительного воздуха 22 в абсорбционную суспензию служит воздуходувка 21, от которой трубопровод ведет к фурме 28, которая расположена в первой камере 4.1 реакционной емкости 4. Над обеими реакционными камерами 4.1, 4.2 и емкостью 6 с известковой/известняковой суспензией расположена вытяжка, посредством которой происходит вытяжка 14 выпара с помощью воздуходувки 10.

Подлежащий очистке неочищенный газ 1 поступает в абсорбер 2 и после входа изменяет направление своего потока, направляясь вверх, и распределяется равномерно по поперечному сечению абсорбера. После этого он протекает через систему контактных внутренних устройств, таких как перфорированные листы 18 и три оснащенных распылительными соплами уровня 19 распыления. В них подается циркулирующая абсорбционная и известняковая промывная суспензия. Очищенный таким образом чистый газ 3 протекает затем после прохождения через верхнюю часть абсорбера 2 через уровни 20, 31 каплеотделителя, во время чего происходит эффективное отделение захваченных капелек, и выходит из абсорбера 2 через кожух 34 абсорбера.

Нижняя часть абсорбера 2 со сборником 30 абсорбционной суспензии соединена через трубопроводы 11 с состоящей из двух частей реакционной емкостью 4. Разделение реакционной емкости 4 осуществляется посредством перегородки 29, которая представляет собой перепускное устройство. В двух камерах 4.1, 4.2 реакционной емкости 4 расположены смесительные механизмы 17, которые служат для суспендирования и диспергирования. Посредством фурмы 28 окислительный воздух 22 вводится в первую камеру 4.1. Задача этого окислительного воздуха заключается в том, чтобы ввести в суспензию зависящее от нагрузки количество воздуха, чтобы путем окисления преобразовать образовавшийся при сепарации SO₂ сульфит кальция в сульфат кальция. Необходимое для окисления количество сжатого воздуха 22 зависит от фракции SO₂ и обеспечивается воздуходувкой 21. Суспензия отводится из первой камеры 4.1, и посредством гидроциклона 26 происходит сепарация гипсовой суспензии 27. Вторая камера 4.2 реакционной емкости 4 служит приемником для циркуляционного насоса 5 абсорбционной суспензии, который снабжает описанные уровни 19 распыления в абсорбере 2. Вторая камера 4.2 оснащена вертикально расположенным смесительным механизмом 17, служащим для суспендирования. Перепускное устройство от первой камеры 4.1 реакционной емкости 4 во вторую камеру 4.2 обеспечивает успокоенный подвод и удаление избыточного окислительного воздуха 22 из суспензии и из этой части емкости. Удаление воздуха из обеих частей 4.1, 4.2 емкости происходит с помощью центрально расположенного на крыше емкости колпака для вытяжки выпара, оснащенного встроенным каплеотделителем. Отсосанный газ, который преимущественно состоит из окислительного воздуха и CO₂, очищается с помощью каплеотделителя и отводится отдельно через воздуходувку 10 для выпара. Отделение содержащегося в нем CO₂ возможно в одном из следующих шагов способа.

Перечень ссылочных позиций

1 Неочищенный газ

2 Абсорбер

3 Чистый газ после абсорбера

4 Реакционная емкость

4.1 Камера реакционной емкости 4

4.2 Камера реакционной емкости 4

5 Циркуляционный насос

6 Емкость с известковой/известняковой суспензией

7 Циркуляционный насос для известняковой суспензии

8 Бункер для известняковой муки

9 Дозирующее устройство

10 Вытяжка газа/воздуходувка для выпара

11 Трубопровод сборника абсорбционной суспензии, ведущий к реакционной емкости

12 Трубопроводы с суспензией, ведущие к уровням распыления

13 Трубопровод для известняковой суспензии, ведущий к реакционной емкости

14 Вытяжка выпара из реакционной емкости

15 Технологическая вода

16 Известковая/известняковая мука

17 Смесительный механизм

18 Перфорированный лист

19 Уровень распыления

20 Уровень каплеотделителя (крупных капель)

21 Воздуходувка для окислительного воздуха 22

22 Окислительный воздух

23 Насос гидроциклона

24 Подводящая линия гидроциклона

25 Трубопроводы верхнего слива гидроциклона

26 Гидроциклон

27 Гипсовая суспензия

28 Фурма

29 Перегородка с перепускным устройством

30 Сборник абсорбционной суспензии

31 Уровень каплеотделителя (мелких капель)

32 Уровень очистки

33 Известковая/известняковая суспензия

34 Кожух абсорбера

Изобретения относятся к области химии. Очистку дымовых газов, выбрасываемых электростанциями, сжигающими горючие ископаемые, проводят в несколько абсорбционных ступеней в абсорбере 2, в верхней области которого расположен, по меньшей мере, один снабжаемый суспензией 12 контактный внутренний уровень 18, через который протекает неочищенный газ 1. Нижняя часть абсорбера 2 снабжена сборником 30 для абсорбционной суспензии, над которым расположено впускное устройство неочищенного газа 1. Устройство включает отдельную реакционную емкость 4, состоящую из двух разделенных перегородкой 29 с перепускным устройством камер 4.1, 4.2. Первая камера 4.1 соединена со сборником 30 для абсорбционной суспензии, причем в нее вводится окислительный воздух 22, и в ее нижней области расположено отверстие для вывода суспензии. Вторая камера 4.2 соединена с емкостью 6 для известковой/известняковой суспензии. Над обеими камерами расположена вытяжка 10 для газа, которая отсасывает выпар в вытяжку 14. По меньшей мере, между одним уровнем 19 распыления абсорбера 2 и второй камерой 4.2 отдельной реакционной емкости 4 расположен трубопровод 12 для суспензии. Подвод технологической воды 15 к уровню 32 очистки расположен выше, по меньшей мере, одного уровня 20, 31 каплеотделителя и выше контактного внутреннего уровня 18 и уровня 19 распыления. Изобретения позволяют более экономно проводить очистку дымового газа. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство очистки дымовых газов, выбрасываемых электростанциями, сжигающими горючие ископаемые, в частности, работающими с применением кислородотопливного процесса, состоящее из нескольких абсорбционных ступеней, включающее абсорбер (2) с трубопроводом для чистого газа (3) в кожухе (34) абсорбера, в верхней области которого расположен, по меньшей мере, один снабжаемый суспензией (12) контактный внутренний уровень, через который протекает неочищенный газ (1), а нижняя часть абсорбера (2) снабжена сборником (30) для абсорбционной суспензии, над которым расположена подводящая линия для неочищенного газа (1), причем имеется отдельная реакционная емкость, в которой окислительный воздух вводится в абсорбционную суспензию, и абсорбционный сборник (30) абсорбера (2) соединен с отдельной реакционной емкостью, в нижней области которой расположено отверстие для вывода суспензии с трубопроводом, ведущим к разделительному устройству, и устройство включает дополнительную емкость для суспензии, отличающееся тем, что в качестве разделительного устройства установлен гидроциклон (26),
- абсорбер (2) в верхней области имеет, по меньшей мере, один снабжаемый суспензией (12) контактный внутренний уровень, через который протекает неочищенный газ (1),
- отдельная реакционная емкость (4), состоящая из двух разделенных перегородкой (29) с перепускным устройством камер (4.1, 4.2), причем в первую камеру (4.1) вводится окислительный воздух (22) в абсорбционную суспензию посредством фурмы (28), и абсорбционный сборник (30) абсорбера (2) посредством трубопровода (11) соединен с первой камерой (4.1) отдельной реакционной емкости (4), которая через расположенное в нижней области отверстие для вывода суспензии трубопроводом (24) соединена с гидроциклоном (26), от верхнего слива которого ведут трубопроводы (25) как к первой камере (4.1), так и к емкости (6) с известковой суспензией,
- вторая камера (4.2) отдельной реакционной емкости (4) соединена с емкостью (6) с известковой суспензией,
- над обеими камерами (4.1, 4.2) отдельной реакционной емкости (4) расположена вытяжка (10) для газа, которая отсасывает выпар в вытяжку (14) для выпара,
- по меньшей мере, между одним уровнем (19) распыления абсорбера (2) и второй камерой (4.2) отдельной реакционной емкости (4) расположен трубопровод (12) для суспензии,
- подвод технологической воды (15) к уровню (32) очистки расположен выше, по меньшей мере, одного уровня (20, 31) каплеотделителя и выше контактного внутреннего уровня и уровня (19) распыления.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контактный внутренний уровень в абсорбере (2) представляет собой, по меньшей мере, один перфорированный лист (18) с расположенным над ним уровнем (19) распыления.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что после перфорированных листов (18) и уровней (19) распыления включены уровни (20, 31) каплеотделителя крупных и мелких капель.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что перед вытяжкой (14) выпара расположена воздуходувка (10) для выпара, которая отсасывает выпар реакционной емкости (4) и емкости (6) с известняковой суспензией.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в сборнике (30) для абсорбционной суспензии, в камерах (4.1, 4.2) реакционной емкости (4) и в емкости (6) с известняковой суспензией расположен смесительный механизм (17).

6. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что в трубопроводе (12) для абсорбционной суспензии, ведущем к уровням (19) распыления, и трубопроводе (13) для известняковой суспензии, ведущем к реакционной емкости (4), расположены циркуляционные насосы (5, 7).

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для подвода окислительного воздуха (22) в реакционную емкость (4) предусмотрена воздуходувка (21).

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что насосы абсорбера для оптимизации расхода энергии выполнены с возможностью регулирования частоты вращения.

9. Способ очистки дымовых газов, выбрасываемых электростанциями, сжигающими горючие ископаемые, с помощью устройства по п.1, отличающийся многоступенчатой абсорбцией, при которой
- подлежащий очистке неочищенный газ (1) в абсорбере (2) на первой ступени очистки проходит, по меньшей мере, через один снабжаемый суспензией контактный внутренний уровень в направлении, противоположном направлению суспензии,
- образующуюся в сборнике (30) для абсорбционной суспензии кислую суспензию подают в первую камеру (4.1) реакционной емкости (4) и обрабатывают окислительным воздухом (22), так что на первой ступени сульфит кальция окисляется с получением сульфата кальция, при этом в нижней области происходит отвод суспензии, и
- остающуюся суспензию посредством перепускного устройства через перегородку (29) подают во вторую камеру (4.2),
- во вторую камеру (4.2) подают свежую известняковую суспензию,
- продукт второй ступени в виде абсорбционной суспензии подают, по меньшей мере, на один уровень (19) распыления абсорбера (2), причем
- выделившийся в первой камере (4.1) реакционной емкости (4) путем окисления окислительным воздухом (22) CO₂ и избыточный окислительный воздух (22) отводят из реакционной емкости (4) и подвергают отдельной обработке, и
- обработанный неочищенный газ после уровня (19) распыления подают на уровень (20, 31) каплеотделителя и уровень (32) очистки, перед тем как вывести из абсорбера (2).

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что абсорбционную суспензию подают на уровень (19) распыления, включающий один или несколько расположенных друг над другом уровней впрыскивания над перфорированным листом (18).

11. Способ по п.9 или 10, отличающийся тем, что из первой реакционной камеры (4.1) в нижней области отводят суспензию, от которой отделяют гипсовую суспензию (27) и выводят из процесса, причем остающуюся жидкость подают в первую камеру (4.1) или/и в емкость (6) с известковой/известняковой суспензией.

12. Способ по п.9, отличающийся тем, что выпар подвергают очистке.