Установка для очистки и улавливания двуокиси серы уходящих топочных газов

 

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ И УЛАВЛИВАНИЯ ДВУОКИСИ СЕРЫ УХОДЯЩИХ ТОПОЧНЫХ ГАЗОВ, преимущественно теплоэлектростанций. включающая соединенные между собой трубопроводами бак исходного реагента, абсорбционную камеру, газоходный канал и ресивер для сбора двуокиси серы, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения капитальных затрат и снижения себестоимости процесса, она . снабжена испарителем, водяным теплообменником , газожидкостным теплообменником и нагревателем жидкости, соединенными между собой трубопроводами , при этом абсорбционная камера размещена между водяным и газожидкостНым теплообменниками, испаритель со&динен через газожидкостный теплообменник с ресивером для сбора двуокиси i серы, а испаритель, нагреватель жид (Л кости и абсорбйионная камера установи леНы последовательно в газоходном канале . о со со (;:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

093 (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРцтий (21) 2969658/23-26 (22 ) 30.07. 80 (46) 30. 08 83. Бюл. № 32 (72) А. И. Глазырин, А. В. Приваленко и В, А. Резван (71) Новосибирское отделение Всесоюзного государственного ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции проектного института "Теплоэлектропроект" (53 ) 66.074. 3 (088. 8) (56) 4.. Гладкий А. В. Абсорбционные методы очистки газов от двуокиси серы.

Обзорная информация. Промышленная . и санитарная очистка газов", сер.ХМ14, М., БИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1978, с, 34, рис.11. (54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ И УЛАВЛИВАНИЯ ДВУОКИСИ СЕРЫ

УХОДЯШИХ ТОПОЧНЫХ ГАЮВ, преимущественно теплоэлектростанций, включающая соединенные между собой трубопроводами бак исходного реагента, абсорбционную камеру, газоходный канал и ресивер для сбора двуокиси серы, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения капитальных затрат и снижения себестоимости процесса, она снабжена испарителем, водяным теплообменником, газожидкостным теплообменником и нагревателем жидкости, соединенными между собой трубопроводами, при этом абсорбционная камера размещена между водяным и газожидкост ным теплообменниками, испаритель сое динен через газожидкостный теплообменник с ресивером для сбора двуокиси серы, а испаритель, нагреватель жидкости и абсорбционная камера установлены последовательно в газоходном канале.

2, Установка по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью предотвращения конденсации уходящих топочных газов, газоходный канал снабжен жидкостным теплообменником, расположенным после абсорбционной камеры и соединенным с испарителем и водяным теплообменником.

3. Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что абсорбционная камера снабжена золотоотстой1037940 ником, установленным под ней и соединенным с ней и газон.идкостным теплообменн иком.

4, Установка по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что она снабжена охладителем газа и осушителем газа, установленными между гаэожидкостными теплообменником и ресивером для сбора двуокиси серы, при этом осуI шитель газа соединен с абсорбционной

;камерой через бак исходного реагента.

Изобретение относится к охране окружающей среды в энергетической, химической, металлургической промышленности и служит для очистки уходяших топочных газов, получаемых от сжига- 5 ния угля, мазута, газа и торфа на теплоэлектростанциях, котельных и т.д.

Известная установка для очистки и улавливания двуокиси серы уходяших о поточных газов, преимущественно теплоэлектростанций, включающая соединен-. ные между собой трубопроводами бак исходного реагента, абсорбционную камеру, газоходный канал н ресивер для сбора двуокиси серы $1) .

Недостатками известной установки явлются высокая стоимость установки (33-50% стоимости электростанции) и процесса очистки и улавливания двуокиси серы (4 - 7 долл/т угля), сложность технФлогической схемы, необходимость дополнительных затрат тепла и электроэнергии для работы установки, загрязнение окружающей среды токсичными трудноулавливаемыми мелкими кристаллами сульфита и cyan фата аммония,, а также необходимость предварительного охлажцения очищаемого газа для уменьшения потерь аммиака и уменьшения образования малоценной 30 компоненты удобрения - сульфата аммония.

Цель изобретения - уменьшение капитальных затрат и снижение себестоимости процесса. 35

Поставленная цель достигается тем, что установка для очистки и улавливания двуокиси серы уходящих топочных газов, преимущественно теплоэлектростанций, включающая соединенные между собой трубопроводами бак исходного реагента, абсорбционную камеру, газоходный канал и ресивер для сбора двуокиси серы, снабжена испарителем, водяным теплообменником, газожидкостным теплообменником и нагревателем жидкости, соединенными между собой трубопроводами, при этом абсорбционная камера размещена между водяным и гаэожидкостным теплообменниками, испаритель соединен через гаэожндкостный теплообменник с ресив ром для сбора двуокиси серы, а испаритель, нагреватель жидкости и абсорб-. ционная камера установлены последовательно в газоходном канале.

Белесообразно газоходный канал снабдить жидкостным теплообменником, расположенным после абсорбционной камеры и соединенным с испарителем и водяным теплообменником, абсорбцнонную камеру снабдить золотоотстойником, установленным под ней и соединенным с ней и гаэожидкостным теплообменником, и, кроме того, снабдить установку охладителем газа и осушнтелем газа, установленными между газожидкостным теплообменником и ресивером для сбора цвуокиси серы, при этом осушитель газа соединен с абсорбционной камерой через бак исходного реагента.

На фиг, 1 показана установка для очистки и.улавливания двуокиси серы уходяших топочных газов в газоходных каналах котлов теплоэлектростанций, вид сверху; на фиг. 2 — предлагаемая установка, разрез.. 1037940

Установка замкнутого цикла для очистки и улавливания двуокиси серы. . уходящих топочных газов включает гезоходный канал 1 между котлом 2 и дымовой грубой 3.

В газоходном канале 1 по ходу движения топочных газов установлены испаритель 4, выполненный из двух последовательно соединенных ступеней, -испарителя 5 . первой ступени. и испарителя 6 второй ступени, нагреватель 7 жидкости, абсорбционная камера 8 и жидкостный теплообменник 9. Испаритель 5 первой ступени и испаритель 6 второй ступени соединены между собой трубопроводом 10 и трубопроводом ll. Испаритель 6 второй ступени . соединен трубопроводом 12, жидкостным теплообменником 9, трубопроводом 13, водяным теплообменником 14, трубопроводом 15 с баком 1,6 исходного реагента. Водяной теплообменник 14 снабжен входным водопроводом 17 и выходным водопроводом 18. К баку 16 исходного реагента дополнительно подведен трубопровод 19, а отведен трубопровод 20, который оканчивается форсунками 21 в абсорбционной камере 8. . Абсорбционная камера 8 образована верхней перегородкой 22 и нижней пе30 регородкой 23, установленными, в Разо ходном канапе 1. На перегородках 22 и 23 установлен пенный газоочисти. тель 24. В нижней части газоходного канала 1 под ленным газоочистите лем 24 и за абсорбционной камерой 8 выполнены сборники 25 и 26 жидкости. Сборники 25 и 26 жидкости соединены соответственно трубопроводами 27 и 28 с эолотоотстойником 29, ко- 4О торый установлен под абсорбционной . камерой 8. Золотоотстойник 29 соединен трубопроводом 30, сливным баком 31 трубопроводом 32 и насо.сом ЗЗ с входом гаэожидкостного теп- 4 лообменника 34. Выход газожидкостного теплообменника 34 соединен трубс проводом 35, нагревателем 7 жидкости, трубопроводом. 36 с испарителем 5 первой ступени. Испаритель 5 первой сту:пени соединен газопроводом 37 с газожидкостным теплообменником 34, а последний соединен трубопроводом 38 с охладителем 39. газа, трубопрово- дом. 40, осушителем 41 газа, трубопро. 55 водом 42 с ресивером 43 для сбора . двуокиси серы. Охладитель 39 газа снабжен входным водопроводом 44 и выходным водопроводом 45. Осушлтель 41 газа соединен трубопроводом 4.6 с баком 16 исходного реагеита.

Установка работает следующим образом.

Уходяшие топочные газы. от котлов 2 электростанции с температурой 170190 С, проходя по газоходному каналу 1 через испаритель 5 первой ступени, испаритель 6 второй ступени, охлаждаются.до 150 С, а затем, проходя через нагреватель 7 жидкости, охлажо даются до 70 - 80 С. B абсорбционной камере 8 топочные газы при контакте с аммиачной водой охлаждаются до 40 - 60 С, а затем, пройдя через о жидкостный теплообменник 9, нагревао ются до 70 - 80 С для предотвращения их конденсации, а затем выбрасываются через дымовую трубу 3 в а мосферу.

Аммиачная вода определенной концентрации с исходной температурой 2030 С заливается по трубопроводу 19 . о в бак 16 исходного реагента, откуда. по трубопроводу 20 подается в абсорбционную камеру 8, где через форсун ки 21 разбрызгивается над пенным газоочистителем 24. Топочные газы, встретив на своем пути в газоходном канале 1 верхнюю и нижнюю перегород-, ки 22 и 23 прохоодят через слой пены на пенном газоочистителе 24 и разбрызгиваемую аммиачную воду. При контакте аммиачной воды с горячими топочными газами в ней растворяется двуокись серы и она нагревается до 40-50 С о

50 + NHgOH = Ц H)H50q

50g + 2КН40Н = (К H4) 0 + Н О

Аммиачная вода- с растворенной в ней двуокисью серы (раствор реагентов) сливается в сборники 25 и 26 жидкос ти, а затем соответственно по трубопроводам 27 и 28 попадает в золотоотстойник 29. Вместе с раствором реагентов в золотоотстойник 29 попадает зола, содержащаяся в уходящих топочных газах. В эолотоотстойнике 29 зола . осаждается, а затем периодически выводится из него. Отстоявшийся от золы раствор реагентов цо трубопроводу 30 сливается в сливной бак 31. С помощью насоса 33 раствор реагентов из сли ного бака 31 по трубопроводу 32 пос тупает в газожидкостный теплообмен о ник 34, где он нагревается до 50-60 С.

Затем раствор реагентов по трубопрово:ду 35 поступает в нагреватель 7 жид1037940 кости, где нагревается до 70-80оС, а после етого по трубопроводу 36 посту» пает в испаритель 5 первой ступени и по трубопроводу 11 в испаритель 6 второй ступени, где нагревается до 105- 5

115оС. При этом нагреве происходит разложение на аммиачную воду и двуокись серы, частично испаряется вода Н4Н О вЂ” . Н ОН +ВО )p

6 100 С (NHqg%О + Н1О 2NH

< >100 С

+бои .Р

Пары двуокиси серы и воды иэ испарителя 6 второй ступени поступают по трубопроводу 10 в верхнкю часть испарите- 1> ая 5 первой ступени. Аммиачная вода, очищенная от двуокиси серы температурой 105 - 115 С, иэ испарителя 6 второй ступени поступает по трубопроводу 12 и жидкостный теплообменник 9, где она охлаждается уходящими топочными газами, нагревая при этом их для предотвращения конденсации до 70-80 С.

По трубопроводу 13 аммиачная вода поотуцает в водяной теплообменник 14, где охлаждается до 20 30 С, а затем по о трубопроводу 15 сливается в бак 16 исходного реагента, завершив тем самым замкнутый цикл. Вода для охлаждения водяного теплообменника 14 поступает 30 по входному водопроводу 17, а удаляеч ся по выходному водопроводу 18.

Из верхней части испарителя 5 первой ступени двуокись серы и водяные пары с температурой свыше 100 С поступают по трубопроводу 37 в газожидкостный теплообменник 34, где они охлаждаюч ся раствором реагентов до 50-60 С, а о затем по трубопроводу 38 поступают в охладитель 39 газа, где окончатель но охлажцаются до 2030 С. Вода для охладителя 39 газа поступает по входному водопроводу 44, а удаляется по выходному водопроводу 45. Водяные пары, охлаждаясь в газожидкостном теплообменнике 34, а затем в охладителе 39 газа, конденсируются. Дву-. окись серы и конденсат поступают по трубопроводу 40 в осушитель 41 газа, где они разделяются. При этом двуокись серы по трубопроводу 42 поступает в ресивер 43 для сбора двуоки»си серы, где она собирается, а затем используется в народном хозяйстве.

Конденсат же по трубопроводу 46 сливается в бак 16 исходного реагента, завершив тем самым замкнутый цикл.

В баке 16 исходного реагента постоянно поддерживается определенная концентрация раствора аммиачной воды.

В качестве ноглотителя двуокиси серы иэ уходящих топочных газов установка может использовать аммиачную воду, ксилидин, техническую воду и др.

Капитальные затраты на предлагаемую установку для блока 300 МВТ составляют 70 тыс, руб., себестоимость очистки и улавливания двуокиси серы уходящих топочных газов на 1 т сжигаемого угля до О, 02 руб, эффективность очистки уходящих топочных газов от двуокиси серы - до 90 %, время пускового периода установки - до 1 ч.

Кроме того, установка дополни тельно очищает уходящие топочные газы от золы на О, 5 .

1037940

ВНИИПИ Заказ 608.3/: > Тираж 5.37 Попписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгороа, ул. Проектная, 4