Каплеотбойник для движущихся с высокими скоростями газов и повторного нагрева скрубберных газов
Использование: изобретение относится к системам на основе известняка для мокрой очистки газов путем противоточного контактирования отходящих дымовых газов в открытых башнях с распылителями для адсорбции SOx из отходящих дымовых газов. Сущность: в заявке описан способ вымывания окислов серы (SOx) из отходящих потоков дымовых газов водными известняковыми шламами с повышенной эффективностью благодаря применению усовершенствованного каплеотбойника. В предпочтительном варианте выполнения одноходового противоточного скруббера для мокрой известняковой очистки газов (предпочтительно с зоной распылительного контактирования менее 6 м высотой), работающего при скорости движения потока основной массы газов свыше 4,5 м/с, вертикальный поток дымового газа освобождают от значительной части капелек шлама и отклоняют для эффективного отделения тумана в туманоотделителе с хорошим дренированием для горизонтальных потоков. Каплеотбойник представляет собой одноходовое устройство с отдельными лопатками, сориентированными для эффективной работы при уменьшенной степени столкновения капелек с верхними стенками (например, крыши) скруббера и периодической промывки. Упрощено применение вертикально ориентированного, снабженного горизонтальным валом роторного теплообменника и значительно уменьшена потребность в пространстве и системе соединительных каналов. Изобретение позволяет уменьшить высоту башни и обеспечить дополнительное преимущество в виде простоты использования вертикально ориентированного роторного газо-газового теплообменника. 4 с. и 22 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники, к которой относится изобретение Изобретение относится к усовершенствованиям, связанным с выделением капелек жидкости из газовых потоков, с повышенной степенью эффективности и надежности, а в предпочтительном варианте - с удалением окислов серы (SOx) из отходящих дымовых газов. Настоящее изобретение предназначено, в частности, для использования в системах на основе известняка для мокрой очистки газов, в которых применяют открытые башни с распылителями для противоточного контактирования для абсорбции SOx из отходящих дымовых газов, прежде всего в открытых башнях с распылителями, которые работают при очень высоких приведенных скоростях движения газов, для повышения эффективности контактирования.
Ряд промышленных процессов основан на контактировании высокоскоростных газовых потоков с капельками жидкости с последующим разделением газа и жидкости. К ним относятся различные процессы промывки газов, такие как проводимые при удалении окислов серы из отходящих потоков дымовых газов. При сгорании материалов, содержащих серу (например, топливо, такое как нефтетопливо и уголь), образуются различные окислы серы, которые относятся к группе SOx. Законодательства требуют уменьшения выбросов SOx. Одним из эффективных методов обработки отходящих потоков дымовых газов для снижения содержания SOx является основанная на использовании известняка мокрая очистка газов. Технология мокрой очистки на известняковой основе хорошо разработана и эффективна, однако это связано с потребностями в очень громоздком оборудовании и с пропорциональными затратами. По ряду причин, которые приведены в совместно рассматриваемой заявке на патент США 08/257160, права на которую переданы обычным порядком, поданной от имени G.E.Bresowar, J.Klingspor и E. Bakke 9 июня 1994 г. (регистрационный номер патентного поверенного 1930-Р0004), целесообразно иметь возможность использовать высокие скорости газов. К сожалению, применению высоких скоростей газа в противоточных установках газожидкостного контактирования, таких как открытые башни с распылителями, свойственна тенденция к увеличению затруднений технологического порядка при удалении захватываемых потоком капелек жидкости и усугублению проблем, связанных с поддержанием чистоты туманоотделительных установок и столкновением капелек со стенками скруббера, крышей и другим оборудованием. Загрязненным туманоотделителям в таких процессах характерна тенденция к засорению, поскольку загрязняющая жидкость перенасыщена сульфатом кальция. Покрытые отложениями стенки, крыша и другое оборудование могут увеличивать падение давления на пути через это оборудование и периодически приводить к отламыванию крупных кусков отложений твердых материалов и повреждению ими другого имеющего важное значение технологического оборудования, такого как распылительные коллекторы, насадки, крепежные элементы и т.п. Кроме того, при их падении в жидкую или шламовую технологическую систему могут попадать твердые материалы, которые способны засорять насадки и, следовательно, обусловливать более низкую надежность системы. Таким образом, существует необходимость в усовершенствованном устройстве для удаления захваченных капелек жидкости (например, шламов для промывки газов) из быстро движущихся газовых потоков (например, отходящих потоков дымовых газов). Эффективные для этой цели сепараторы для уносимой жидкости должны вызывать соударения капелек жидкости с одной или несколькими поверхностями, что приводит к выпадению жидкости из газового потока. Эти поверхности должны характеризоваться легким дренированием и простотой мытья. Кроме того, они не должны в существенной мере содействовать повторному уносу жидкости. Во многих случаях предпочтительно применять вертикально установленный туманоотделитель, но он непрактичен, если при этом вертикальное направление движения газового потока должно быть изменено за счет его вхождения в контакт со стенками канала. Результатами были бы образование отложений и сопутствующие им проблемы. Мокрую очистку газов и другие технические приемы, зависящие от газожидкостного контактирования с удалением захваченной потоком жидкости из дымового газа, целесообразно улучшать посредством более эффективного удаления уносимых капелек жидкости в сочетании с высокой производительностью, низким падением давления и слабой тенденцией к образованию осадков или наслоений твердых материалов, содержащихся в жидкости. Самыми простыми по конструкции и в работе являются одноходовые открытые башенные системы, в которых для взаимодействия с SOx используют карбонат кальция. Эти системы часто предпочтительны, потому что могут работать при низком падении давления и обладают слабой тенденцией к образованию отложений или засорению. Однако свойственные им простота и надежность в некоторых случаях сводятся на нет из-за их больших размеров, которые обусловлены реакционной способностью используемых шламов карбоната кальция. Так, например, поскольку для улучшения контакта между отходящими газами и промывной жидкостью в них не применяют никаких тарелок или насадок, высота башен, как правило, велика, поэтому с целью обеспечить хорошее контактирование применяют множество уровней распылительных насадок. Кроме того, способность жидкости для промывки газов абсорбировать SOx из газа зависит от доступности содержащегося в жидкости основания, но с повышением щелочности растворимость карбоната кальция снижается, поэтому с целью способствовать хорошей абсорбции SOx даже в условиях высокого содержания продолжают конструировать высокие башни. Мокрую очистку газов в одноходовых открытых башнях, в которых для обработки отходящих дымовых газов, содержащих SOx, используют карбонат кальция, целесообразно усовершенствовать повышением линейной скорости движения отходящих потоков в башне снизу вверх и уменьшением высоты башни с целью уменьшить необходимое для нее рабочее пространство и обеспечить дополнительное преимущество в виде простоты использования вертикально ориентированного роторного газо-газового теплообменника. Предпосылки создания изобретения Технология мокрой очистки отходящих дымовых газов для удаления SOx обеспечивает контактирование газа с жидкостью в ряде различных установок. Среди наиболее распространенных установок можно назвать открытые противоточные башни с распылителями и башни, в которых применяют насадки или тарелки. В огромном разнообразии таких конструкций газ истекает вертикально снизу вверх, а жидкость под действием силы тяжести истекает сверху вниз. Было предложено использовать различные реагенты, но самыми предпочтительными являются те, которые можно приобретать по низкой цене и хранить и транспортировать с минимумом специальных манипуляций. Поэтому в качестве реагента был выбран карбонат кальция (коммерчески доступен в ряде разновидностей, включая известняк), поскольку он удовлетворяет таким критериям, а при правильном проведении процесса образует побочные продукты, которые можно легко утилизовать в виде отходов на свалках или продавать как гипс. Конструкция и работа одноходовых противоточных башен с распылителями с применением известняка описаны Rader и Bakke в работе Incorporating Full-Scale Experience Into Advanced Limestone Wet FGD Designs, представленной на IGCI Forum '91, 12 сентября 1991 г., Вашингтон, округ Колумбия. Открытые башни с распылителями (т.е. те, у которых отсутствуют насадки, тарелки или другие средства, способствующие контактированию газа с жидкостью) представлены как простые по конструкции и высоко надежные при обессеривании дымового газа (ОДГ). Каплеотбойники подробно не рассмотрены, но описаны двухстадийный туманоотделитель и мытье верхней и нижней частей. Известные и коммерчески доступные туманоотделители подробно описаны Jones, McIntush, Lundeen, Rhudy и Bowen в работе Mist Elimination System Design and Specificatoin for FGD Systems, представленной 16 августа 1993 г. на The 1993 SO2 Control Symposium, Бостон, шт. Миннесота. С помощью всесторонних испытаний на специальной испытательной установке авторы показывают, что высокие скорости (т.е. такие, которые превышают приблизительно 4,5 метра в секунду) вертикальных восходящих газовых потоков в распылительной зоне создают затруднения для эффективного туманоотделения из-за такого явления, которое известно как "проскок". Проскок происходит, когда туманоотделитель фактически затопляется жидкостью из-за неадекватного дренирования. В зависимости от особенностей конкретной конструкции такой проскок при различных скоростях газов демонстрируют туманоотделители различных конструкций. Однако в общем при истечении вертикального восходящего потока газа со скоростью свыше 4,5 метра в секунду удовлетворительных результатов не показывает ни один туманоотделитель, и для всех из них характерен риск проскока. Необходимо обеспечить такое туманоотделение, которое было бы эффективным при скоростях газа даже выше 4,5 метра в секунду, о которых говорится у Rader и Bakke. У одного из основных поставщиков ОДГ-систем на известняковой основе для вертикальных потоков имеется конструкция туманоотделителя, продемонстрировавшая пригодность для скоростей газовых потоков в зоне распыления свыше 4,5 метра в секунду. Чаще всего эту конструкцию описывают как туманоотделительную систему при электростанции N.V.Provinciale Zeeuwse Energie-Maatschappij, установка 12, находящейся в Нидерландах в г. Борсселль, которая представлена как вполне удовлетворительная у Rosenberg и Koch в сообщении Stack Gas Emissions Control Coordination Center Group из Баттелле 10 июля 1989 г. В основе этой конструкции лежит туманоотделитель для горизонтального потока, расположенный в виде круга возле и над распылительной зоной для вертикального потока. Уносимый из распылительной зоны шлам должен двигаться вверх, а затем делать внешне радиальный поворот и проходить через туманоотделитель. Такой туманоотделитель работает при приведенной поверхностной скорости, которая намного ниже скорости в распылительной зоне башни, фактически на 20% ниже скорости газа в распылительной зоне. Более того, верхние части туманоотделителя используются ниже его возможностей, тогда как нижние части, которые находятся ближе всего к распылительной зоне, оперируют с большей частью дымового газа и уносимого шлама. Такая установка, как используемая в Борсселле, дорого обходится при изготовлении и техническом обслуживании. Если борсселльскую конструкцию выполнить короче с целью снизить ее стоимость, можно и следует ожидать образования на крыше больших количеств наслоений из-за столкновения с ней движущихся из распылительной зоны вертикально капелек, направление движения которых в туманоотделителе не менялось бы. Таким образом, хотя признается и обычной практикой является работа туманоотделителей в ОДГ-системах на основе известняка при скоростях горизонтальных потоков газов 4,5-6,0 метров в секунду, борсселльская конструкция неработоспособна при таких условиях из-за опасности образования на крыше отложений. Соударение капелек шлама с поверхностями как до, так и после туманоотделителей по ходу процесса в ОДГ-системах на основе известняка, нежелательно. После таких соударений капельки, которые не отделяются в виде капелек, т. е. не удаляются и не стекают под действием их собственного веса, по мере осаждения растворенных кальциевых ионов совместно с абсорбированным сульфитом, окисленным до сульфата, образуют пленочные отложения. Эти гипсовые пленочные отложения проявляют тенденцию к самопроизвольному накоплению, с заметной скоростью растут до тех пор, пока под действием механических сил или их собственного общего веса не происходит их отламывание. Такая ситуация весьма нежелательна, поскольку может привести и приводит к серьезным повреждениям внутреннего оборудования башни с распылителями и другого оборудования. В известном уровне техники не описаны способы и устройства, необходимые для усовершенствования удаления уносимых капелек жидкости из ОДГ-скрубберных газовых потоков, движущихся вертикально со скоростями свыше 4,5 метра в секунду, без возникновения проблем вышеупомянутого типа. В одноходовых противоточных открытых скрубберных башнях типа, описанного в работе Rader и Bakke, жидкость для промывки газа на основе карбоната кальция истекает сверху вниз, в то время как содержащий SOx отходящий поток движется снизу вверх. Авторы суммируют установленные опытным путем значения ряда параметров, включая сюда и скорость подачи газа в абсорбере (приводя минимальную в 6 и максимальную в 15 футов в секунду, т.е. от примерно 2 до менее 4,5 метра в секунду), указывая на то, что эта скорость подачи газа в абсорбере оказывает слабое влияние на соотношение между жидкостью и газом (Ж/Г), являющееся ключевым фактором как для капитальных, так и для эксплуатационных затрат. Высота зоны распылительного контактирования в этих башнях не приведена, но типичные величины обычно составляют от примерно 6 до примерно 15 м, что, основываясь на опыте, рассматривают как важный фактор при конструировании эффективной системы, от которой можно ожидать надежного удаления по меньшей мере 95% SOx из отходящих потоков дымовых газов. SOx, в основном SO2, поглощают нисходящим шламом для промывки газов и собирают в реакционном резервуаре, в котором образуются сульфит кальция и сульфат кальция. Для ускорения образования сульфата реакционный резервуар целесообразно насыщать кислородом. После выращивания кристаллов сульфата достаточного размера их отделяют от шлама, отводимого из реакционного резервуара. Такие скрубберные башни относительно экономичны в работе, но размеры и, следовательно, стоимость установок могут служить фактором, ограничивающим применимость скрубберов этого типа на существующих электростанциях. Теплоту поступающего дымового газа, как правило, используют для повторного нагрева обессеренных дымовых газов после промывки, но перед сбросом через дымовую трубу. Если этого не делать, будет заметен шлейф дыма, а все нежелательные компоненты не поднимутся вверх и не рассеются так, как это необходимо. В типичных очень высоких скрубберных башнях известной конструкции роторные газо-газовые теплообменники часто применяют в горизонтальном положении - вращение вокруг вертикальной оси. Такую установку располагают в удобном месте, а конфигурацию системы каналов подбирают таким образом, чтобы обеспечить поступление к ней и удаление от нее газовых потоков. Горизонтальная ориентация требует сложной системы каналов, соединяющих установку для повторного нагрева и скрубберную башню, а из-за коррозионной активности газов эта система каналов обходится довольно дорого как в изготовлении, так и при монтаже. В статье K. R. Hegemann и др., озаглавленной THE BISCHOFF FLUE GAS DESULFURIZATION PROCESS (представлена в EPA и EPRI, которые являлись совместными спонсорами First Combined FGD and Dry SO2 Control Symposium, 25-28 октября 1988 г. ), рассматривается скрубберная башня с горизонтально ориентированной, снабженной вертикальным валом роторной установкой для повторного нагрева описанного типа. Очевидно, что установка для повторного нагрева, размещенная в такой ориентации, требует наличия дорогостоящей системы каналов, которая соответствует большой высоте скрубберной башни. В статье Hegemann и др. описан также гидроциклонный контур, который из башни для мокрой очистки газов выделяет гипсовый шлам в виде потока грубого твердого материала и потока тонкодисперсных твердых частиц, причем этот поток тонкодисперсных твердых частиц возвращают в скруббер. В патенте США 5215672 Rogers и др. описывают способ, аналогичный способу Hegemann и др., в котором в качестве основного обезвоживающего устройства применяют гидроциклон. В этом случае после отделения потока тонкодисперсных твердых частиц от потока грубых твердых частиц, богатого гипсом, воду как часть загущенного потока тонкодисперсных частиц сбрасывают в отход по меньшей мере вместе с частью удаленной мелочи. Однако ни в одном из описаний указанных технических решений не сказано, каким образом гидроциклон такого типа может быть использован для уменьшения высоты башни и ориентирования установки для повторного нагрева таким образом, чтобы она занимала меньше места и требовала менее сложной системы соединительных каналов. В известном уровне техники не описаны способы и устройства, необходимые для усовершенствования в отношении размеров башни и пространственного решения установки для повторного нагрева в случае с одноходовыми открытыми башенными противоточными скрубберами для мокрого снижения содержания SOx известняком. Описание изобретения Предметом настоящего изобретения является усовершенствованная конструкция и размещение каплеотбойников, установленных по ходу процесса перед туманоотделителями для горизонтальных потоков в устройстве для контактирования между газом и жидкостью. Еще одним предметом изобретения является усовершенствованная конструкция и размещение каплеотбойников в одноходовых открытых башенных противоточных скрубберах мокрой известняковой очистки газов для эффективного удаления уносимых капелек жидкости из газов, движущихся с высокой скоростью вертикально снизу вверх. Еще одним предметом изобретения является усовершенствованная конструкция и размещение каплеотбойников в одноходовых открытых башенных противоточных скрубберах мокрой известняковой очистки газов для эффективного удаления уносимых капелек жидкости из газов, движущихся с высокой скоростью вертикально снизу вверх и отклонения направления движения потока от крыши скрубберной башни. Еще одним (особым) предметом изобретения является увеличение производительности и работоспособности одноходовых открытых башенных противоточных скрубберов мокрой известняковой очистки газов повышением скорости проходящих по ним газов без существенного падения давления в результате туманоотделения, избыточного образования отложений на стенках скрубберов (прежде всего на крыше), засорения каплеотбойника и засорения или проскока капель через туманоотделитель. Еще одним (особым) предметом изобретения является увеличение производительности и работоспособности одноходовых открытых башенных противоточных скрубберов мокрой известняковой очистки газов повышением скорости проходящих по ним газов, изменением движения потока газов в направлении конечного туманоотделителя для горизонтального потока и созданием относительно однородного профиля скорости движения газа, входящего в конечный туманоотделитель. Более специфическим предметом изобретения является уменьшение размеров и рабочего объема одноходовых открытых башенных противоточных скрубберов мокрой известняковой очистки газов для удаления SOx из отходящих дымовых газов и обеспечение повышенной эффективности процесса. Другим предметом предпочтительного варианта выполнения изобретения является усовершенствование работы одноходовых открытых башенных противоточных скрубберов мокрой известняковой очистки газов уменьшением высоты, необходимой для зоны распылительного контактирования в башне, уменьшением размеров системы соединительных каналов, необходимой для повторного нагрева обычного дымового газа, и обеспечение общей повышенной эффективности процесса. Эти и другие предметы реализуются при помощи настоящего изобретения, в котором предлагаются усовершенствованные способы и устройство для мокрой очистки газов, в частности промывки газовых потоков, образующихся при сгорании серусодержащих топлив, таких как уголь и твердые отходы. В соответствии с одним из предметов изобретения предлагается усовершенствованный способ мокрой очистки газов для снижения содержания SOx в дымовых газах, включающий подачу потока дымового газа по скрубберной башне снизу вверх; введение аэрозоля из капелек водного шлама тонкоизмельченного карбоната кальция, сульфата кальция, сульфита кальция и других нереакционноспособных твердых материалов в контакт с дымовым газом в вертикальной скрубберной секции, причем указанный шлам опускается по башне по принципу противотока относительно движения потока дымового газа и его собирают в виде жидкости после контактирования; пропускание дымового газа через одноходовой каплеотбойник, расположенный над вертикальной скрубберной секцией и поперек нее под углом к направлению движения потока, обеспечивающим уменьшение количества капелек, уносимых газом, а также изменение направления движения потока дымового газа. Предпочтительный каплеотбойник эффективно уменьшает количество капелек по меньшей мере на 40%, а также изменяет направление движения потока дымовых газов по крайней мере на 45% относительно вертикальной оси башни. Затем дымовой газ направляют через расположенный после каплеотбойника по ходу процесса туманоотделитель с хорошим дренированием для горизонтального потока. В предпочтительном варианте выполнения одноходовых открытых башенных противоточных скрубберов мокрой известняковой очистки газов скорость потока газа в вертикальной скрубберной секции превышает приблизительно 4,5 метра в секунду. Также в предпочтительном варианте каплеотбойник ориентирован в скрубберной башне под углом относительно горизонтали примерно в 10-45o и предпочтительно вызывает низкое падение давления, составляющее менее приблизительно 0,15 дюймов водяного столба, но при этом удаляет по меньшей мере 40% капелек, одновременно объединяя существенную часть оставшихся капелек во фракции капель более крупных размеров, которые могут быть легко удалены с помощью находящегося дальше по ходу процесса туманоотделителя для горизонтальных потоков. В предпочтительном варианте в каплеотбойнике для сбора капелек за счет соударений и для поворота потока газа в направлении, наиболее приемлемом для последующего туманоотделения, применяют одноходовые сепараторные лопатки. Отдельные лопатки удерживаются параллельно друг другу в каждом из нескольких комплектов. Лопатки ориентированы под углом примерно в 45-55o относительно вертикали. Как правило, такие отдельные лопатки представляют собой пластины в форме параллелограмма с меньшим размером от примерно 15 до примерно 23 см и большим размером от примерно 60 до примерно 150 см. Зазор между отдельными лопатками, как правило, составляет от примерно 40 до примерно 70% меньшего размера отдельных лопаток. Множество комплектов отдельных лопаток предпочтительно ориентировано под углом примерно в 120-150o относительно друг друга с созданием конфигурации ткани переплетения "ломаная саржа". В предпочтительном варианте лопатки периодически промывают непосредственно опрыскиванием лопаток промывной водой как сверху, так и снизу. Согласно другому предмету изобретения предлагается усовершенствованный способ мокрой очистки газов для снижения содержания SOx в дымовом газе, включающий (а) передачу тепла от SOx-содержащего дымового газа подачей этого газа через впускное отверстие в нижнюю секцию вертикально ориентированного, снабженного горизонтальным валом роторного теплообменника, причем у этого теплообменника имеются нижняя секция и верхняя секция, каждая из которых снабжена впускными и выпускными отверстиями, и теплообменный ротор, с периферийной теплообменной поверхностью и горизонтальной осью вращения, дающей возможность теплообменной поверхности ротора двигаться в вертикальной плоскости между верхней и нижней секциями; (б) подачу дымового газа снизу вверх по скрубберной башне, высота зоны распылительного контактирования в которой составляет менее 6 метров; (в) введение аэрозоля из капелек водного шлама тонкоизмельченного карбоната кальция, сульфата кальция, сульфита кальция и нереакционноспособных твердых материалов, опускающегося по башне по принципу противотока относительно движения потока дымового газа, с целью промывки указанного дымового газа от SOx и получения промытого дымового газа; (г) удаление практически всего, за исключением незначительной части, уносимого тумана из дымового газа и (д) подачу потока дымового газа из верхней части башни через верхнюю часть теплообменника с передачей тепла от SOx-содержащего дымового газа к промытому дымовому газу. Еще одним предметом изобретения является усовершенствованное устройство для мокрой очистки газов с целью снижения содержания SOx в дымовых газах, включающее (а) теплообменник, у которого имеются нижняя секция и верхняя секция, каждая из которых снабжена впускными и выпускными отверстиями, и теплообменный ротор с периферийной теплообменной поверхностью и горизонтальной осью вращения, обеспечивающей теплообменной поверхности ротора возможность перемещаться в вертикальной плоскости между верхней и нижней секциями; (б) скрубберную башню, у которой имеются короб для впуска газа, короб для выпуска газа и вертикальная скрубберная секция, причем высота зоны распылительного контактирования составляет менее 6 метров; (в) группу распылительных приспособлений, размещенных внутри скрубберной секции, компоновка которых рассчитана на введение аэрозоля водного шлама тонкоизмельченного карбоната кальция, сульфата кальция, сульфита кальция и нереакционноспособных твердых материалов, опускающегося в башне по принципу противотока относительно потока дымового газа; (г) комплект из одного или нескольких каплеотбойников и/или туманоотделителей для удаления практически всего уносимого тумана из дымового газа и (д) короб для подачи потока SOx-содержащего дымового газа через впускное отверстие в нижней части роторного теплообменника и отвода оттуда через выпускное отверстие и подачи потока дымового газа из верхней части башни через впускное отверстие в верхней части теплообменника для передачи тепла от SOx-содержащего дымового газа к промытому дымовому газу и удаления оттуда через выпускное отверстие. Краткое описание чертежей Сущность и преимущества настоящего изобретения более подробно описаны ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено: на фиг. 1 - схематическое изображение предпочтительного варианта способа по изобретению с применением одноходового открытого башенного противоточного скруббера мокрой известняковой очистки газов; на фиг. 2 - аксонометрическое изображение каплеотбойника, показанного в башне с распылителями по фиг. 1; на фиг. 3 - аксонометрическое изображение другого варианта выполнения каплеотбойника по изобретению; на фиг. 4 - схематическое изображение предпочтительного варианта выполнения способа и устройства по изобретению с применением одноходового открытого башенного противоточного скруббера мокрой известняковой очистки газов и вертикально установленного, снабженного горизонтальным валом роторного теплообменника. Промышленная применимость Основным предметом нижеследующего описания является предпочтительный вариант по фиг. 1, где показан процесс одноходовой открытой башенной противоточной мокрой известняковой очистки газов для удаления окислов серы, прежде всего SO2, из отходящих дымовых газов. Однако из приведенного ниже описания очевидно, что технические приемы по изобретению могут найти применение для проведения других газожидкостных процессов и в отношении скрубберов других типов. На схеме предпочтительного выполнения способа по фиг. 1 показан поток дымового газа, такой как отходящий из промышленной или бытовой котельной на твердом топливе, поступающий по коробу 20 в скруббер 100 для мокрой очистки газов. Газ внутри башни истекает снизу вверх по вертикальной скрубберной секции 110 в противоток к аэрозолю водного шлама, который содержит тонкоизмельченный известняк и подаваемого набором распылительных насадок 112 и 112'. В башне аэрозоль разбивается на капельки. Скорости газового потока по изобретению превышают 4,5, предпочтительно составляют от примерно 5 до примерно 6 метров в секунду. Такие скорости газа целесообразны для одноходовых открытых башенных скрубберов мокрой известняковой очистки газов, поскольку они упрощают обработку дымовых газов уменьшенными относительными количествами водного шлама, например, при пониженных соотношениях Ж/Г. Известняк является предпочтительной разновидностью карбоната кальция, но при необходимости он может быть заменен другой разновидностью. Помимо известняка другими возможными формами карбоната кальция являются устричные раковины, арагонит, кальцит, мел, мрамор, мергель и травертин. Можно применять ископаемый материал или получаемый в производстве. В данном описании термины "карбонат кальция" и "известняк" использованы как взаимозаменяющие. В предпочтительном варианте известняк тонко измельчают, предпочтительно до средневесового размера частиц менее приблизительно 8 мкм при их введении. Окислы серы из отходящих дымовых газов абсорбируются водной фазой шлама и взаимодействуют с содержащимся в нем кальцием с образованием преимущественно сульфита кальция, который затем может быть окислен с образованием сульфата кальция. В определенной степени реакция протекает в падающих капельках, но основная часть реакции проходит в реакционном резервуаре 120, в котором собирается шлам. Промытый отходящий поток газов проходит через каплеотбойник 130 по изобретению, в котором удаляется существенная часть уносимых капелек и в котором этот отходящий поток меняет направление движения. Направление движения основной массы отходящего потока меняется с вертикального на почти горизонтальное. Это имеет несколько преимуществ, в том числе ослабленное столкновение шлама с крышей 102 скрубберной башни. Важна также возможность сочетать высокие скорости отходящего потока с высокоэффективным удалением из практически горизонтального потока мелких капелек тумана с помощью вертикального туманоотделителя 140. В свою очередь преимущество высоких скоростей газового потока в вертикальной скрубберной секции 110 состоит в том, что они позволяют лучше псевдоожижать капельки шлама для промывки газов, увеличивая продолжительность контактирования каждой капельки с отходящим потоком при данной высоте башни. Затем промытый и освобожденный от тумана отходящий поток можно удалять по выпускному коробу 150. Без принятия необходимых мер по изобретению при высоких скоростях движения газа, которые целесообразны для усовершенствования ОДГ-процесса, возникают проблемы с образованием отложений на крыше 102 башни и туманоотделителей известной конструкции. Эти отложения могут образовываться во всех тех случаях, когда у уносимой жидкости шлама возникает возможность скапливаться и когда ее не смывают или не дают ей стекать с поверхностей. Уносимый шлам может быстро перенасыщаться сульфатом кальция, вследствие чего осаждаются гипсовые пленочные отложения, которые могут нарастать до образования значительных отложений. В больших количествах отложения могут увеличивать падение давления при прохождении по скрубберу и вызывать отламывание крупных кусков и их падение в башню с распылителями, что может привести к повреждению коллекторов, насадок или опорных элементов, и возможное падение в реакционный резервуар 120, откуда такие отложения рециркуляционным насосом могут подаваться к коллекторам 112 и 112', вызывая засорение распылительных насадок 114. Применение более эффективных туманоотделителей вместо каплеотбойника можно было бы рассматривать как эффективное решение, однако по вышеуказанным причинам при скоростях вертикального газового потока от примерно 4,5 до примерно 6,0 метров в секунду туманоотделители большей частью неэффективны. Без применения настоящего изобретения высокие скорости оказываются неприемлемыми из-за отложений, которые образуются на крыше 102. Можно утверждать, что простая промывка крыши 102 и подверженных воздействию поверхностей свежей водой была бы адекватным средством предотвращения образования отложений без использования настоящего изобретения. Но несмотря на то, что это может быть действительно осуществимо, изобретение обладает другими преимуществами, которых не дает простая промывка подверженных воздействию поверхностей. Применение изобретения позволяет добиться этих других преимуществ одновременно, а промывка подверженных воздействию поверхностей в результате становится необязательной. Согласно изобретению одноходовой каплеотбойник 130 размещают над вертикальной скрубберной секцией 110 и поперек нее. Конструкция и местонахождение каплеотбойника 130 дают возможность эффективно уменьшать количество капелек влаги и также менять направление движения потока дымовых газов, придавая им ориентацию, обеспечивающую рациональное применение высокоэффективного туманоотделителя для горизонтальных потоков. Каплеотбойник 130 показан на фиг. 2 как сориентированный в скрубберной башне 100 под углом![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/947.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/948.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/948.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/920.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/945.gif)
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4