RS58941B1 - Postupak i aparatura za odsumporavanje na bazi amonijaka putem dodavanja amonijaka u različite komore - Google Patents

Description

Opis

Tehnička oblast

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na postupak za odsumporavanje na bazi amonijaka putem dodavanja amonijaka u različite komore i na aparaturu za ovaj postupak. Preciznije, predmetni pronalazak se odnosi na postupak za odsumporavanje na bazi amonijaka putem dodavanja amonijaka u različite komore i na aparaturu za ovaj postupak, pri čemu odeljak za oksidaciju sadrži najmanje jednu komoru za oksidaciju i najmanje jednu komoru za mešanje amonijaka, i amonijačni apsorbent se dodaje u komoru za mešanje amonijaka.

Stanje tehnike

[0002] Trenutno su širom sveta postupak za odsumporavanje krečnjakom i postupak za odsumporavanje na bazi amonijaka glavni postupci za uklanjanje sumpor dioksida iz gasova. U postupku za odsumporavanje krečnjakom, tokom odsumporavanja se produkuju velike količine otpadnih voda i gipsanog mulja, i neophodne su brojne investicije i operativni troškovi da bi se ove otpadne vode i otpadni mulj obradili. Takođe, tokom postupka za odsumporavanje krečnjakom, istovremeno sa uklanjanjem 1 tone sumpor dioksida, produkuje se oko 0,7 tona ugljen dioksida. Sa postupkom za odsumporavanje na bazi amonijaka, u osnovi se ne produkuju otpadne vode ili otpadni mulj, a amonijačno sredstvo za odsumporavanje koje se uvodi, prevodi se u korisno amonijum-sulfatno đubrivo, što je povoljnije po životnu sredinu.

[0003] Kineski patenti CN 1283346C i CN 1321723C opisuju postupak za uklanjanje SO2iz dimnog gasa nastalog sagorevanjem uglja, upotrebom amonijaka kao sredstva za uklanjanje, tako da je koncentracija SO2u prečišćenom gasu manja od 100 mg/Nm3. Međutim, količina neizreagovanog amonijaka u prečišćenom gasu može da iznosi do 12 mg/Nm<3>. U ovim patentima nije obraćana pažnja na formiranje aerosola.

[0004] Kineski patent CN 100428979C opisuje postupak za odsumporavanje na bazi amonijaka i aparaturu za ovaj postupak, putem kristalizacije unutar tornja, pri čemu je toranj za odsumporavanje dizajniran tako da bude struktura sa više odeljaka, koji sukcesivno, od dna ka vrhu, uključuju odeljak za oksidaciju, odeljak za kristalizaciju, odeljak za apsorpciju sa hlađenjem, glavni odeljak za apsorpciju, i odeljak za dehidraciju-odmagljivanje. U postupku se sposobnost isparavanja dimnog gasa koristi za kristalizaciju kako bi se smanjila operativna potrošnja energije, koncentracija SO2u prečišćenom gasu je manja od 200 mg/Nm<3>, a sadržaj amonijaka u prečišćenom gasu može da bude i toliko nizak da iznosi 3 mg/Nm3.

[0005] Kineski patent CN 103301705B opisuje aparaturu i postupak za kontrolisanje finog čestičnog materijala u dimnom gasu oslobođenom od sumpora, pri čemu su nakon odeljka za apsorpciju obezbeđeni demister za apsorpcionu tečnost za uklanjanje pretežnog dela kapljica većih od 10 µm i demister dimnog gasa za uklanjanje finog čestičnog materijala ponovljenim ispiranjem i upotrebom skrubera sa vodom, čime se postiže stopa uklanjanja finog čestičnog materijala ne manja od 60%.

[0006] Kineski patent CN105727699A opisuje toranj za odsumporavanje i rezervoar za oksidaciju sa cirkulacijom, postavljen van tornja za odsumporavanje. Amonijak se dodaje u primarnu i sekundarnu apsorpciono-cirkulacionu komoru koje se nalaze u donjem delu i komuniciraju sa komorom za oksidaciju.

[0007] Međutim, i dalje postoji potreba za postupkom za odsumporavanje na bazi amonijaka putem dodavanja amonijaka u različite komore, i za aparaturom za takav postupak, koji bi bili u stanju da inhibiraju emisiju neizreagovanog amonijaka i obrazovanje aerosola.

Kratak opis pronalaska

[0008] U cilju rešavanja problema emisije neizreagovanog amonijaka i formiranja aerosola koji postoji kod dosadašnjih postupaka za odsumporavanje na bazi amonijaka, pronalazači ovog pronalaska su marljivo sproveli istraživanja. Rezultati pokazuju da se usvajanjem tehničkih mera za kontrolu rastvora u različitim zonama aparature za odsumporavanje na bazi amonijaka, dodavanjem amonijaka u različite komore i dodavanjem amonijaka u različite odeljke, tako da imaju različite sastave, može postići efikasno odsumporavanje kao i kontrola emisije neizreagovanog amonijaka i obrazovanja aerosola. Predmetni pronalazak je time ostvaren.

[0009] Prema tome, u jednom aspektu, predmetni pronalazak se odnosi na postupak za odsumporavanje na bazi amonijaka putem dodavanja amonijaka u različite komore, pri čemu odeljak za oksidaciju sadrži komoru za oksidaciju i komoru za mešanje amonijaka koje su preko fluida u kontaktu jedna sa drugom, i amonijačni apsorbent se dodaje u komoru za mešanje amonijaka.

[0010] Apsorpciono-oksidativni ciklus postupka za odsumporavanje na bazi amonijaka uključuje cirkulaciju tečnosti između komore za oksidaciju i sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i cirkulaciju tečnosti između komore za mešanje amonijaka i primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, a između ove dve cirkulacije postoji komunikacija, najmanje komunikacija preko fluida između komore za oksidaciju i komore za mešanje amonijaka, i gde se primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem nalazi uzvodno od sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, u odnosu na tok struje gasa koji je potrebno obraditi.

[0011] U drugom aspektu, predmetni pronalazak se odnosi na aparaturu za odsumporavanje na bazi amonijaka, koja sadrži: primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, konfigurisan tako da dozvoljava suprotnostrujni kontakt između

prve raspršene tečnosti, koja se raspršuje iz gornjeg dela ovog odeljka, i struje gasa koja ulazi sa donje strane ovog odeljka, dozvoljavajući da se sa njegovog donjeg dela izvede prva raspršena tečnost koja je bila u dovedena u kontakt, kako bi se obezbedila refluksna tečnost, i dozvoljava da preliminarno apsorbovana struja gasa uđe u sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, na primer, kroz pregradu sa kapom za gas;

sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, konfigurisan tako da dozvoljava suprotnostrujni kontakt između druge raspršene tečnosti, koja se raspršuje iz gornjeg dela ovog odeljka, i struje gasa koja ulazi iz primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, i dozvoljava da se sa njegovog donjeg dela izvede raspršena tečnost koja je bila u dovedena u kontakt, kako bi se obezbedila refluksna tečnost; i

odeljak za oksidaciju, koji sadrži:

komoru za oksidaciju, konfigurisanu tako da dozvoljava kontakt i reakciju između najmanje dela refluksne tečnosti iz sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem ili dela kombinovane refluksne tečnosti iz primarnog i sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i gasa koji sadrži kiseonik, i dozvoljava da se izvede najmanje deo tečne faze iz donjeg dela ove komore, za cirkulaciju ka sekundarnom odeljku za apsorpciju raspršivanjem, ili ka oba, i sekundarnom i primarnom odeljku za apsorpciju raspršivanjem; i

komoru za mešanje amonijaka, konfigurisanu tako da bude u komunikaciji putem fluida sa komorom za oksidaciju na njenom vrhu i/ili sa strane, koja dozvoljava da najmanje deo refluksne tečnosti iz primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem ili deo kombinovane refluksne tečnosti iz primarnog i sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem uđe iz njenog gornjeg dela i da se pomeša sa amonijačnim apsorbentom, i dozvoljava da se tok tečnosti izvede iz njenog donjeg dela, za cirkulaciju ka primarnom odeljku za apsorpciju raspršivanjem, ili ka oba, i sekundarnom i primarnom odeljku za apsorpciju raspršivanjem.

[0012] U jednom primeru izvođenja, aparatura dodatno sadrži odeljak za hlađenje i koncentrovanje uzvodno od primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, gde je odeljak za hlađenje i koncentrovanje konfigurisan tako da omogućava da se struja gasa koji je potrebno obraditi, na pr. dimni gas dobijen u kotlovima na ugalj, opere i ohladi u odeljku za hlađenje i koncentrovanje pomoću cirkulišuće tečnosti za pranje, pri čemu se cirkulišuća tečnost za pranje koncentruje u odeljku za hlađenje i koncentrovanje upotrebom toplote u struji gasa, i omogućava da ohlađena struja gasa uđe u primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, na primer, kroz pregradu sa kapom za gas.

Kratak opis crteža

[0013] Crteži su obezbeđeni da pomognu u razumevanju predmetnog pronalaska. Međutim, svrha crteža nije da ograniče predmetni pronalazak na način koji nije u skladu sa patentnim zahtevima. Na crtežima, slika 1 je šematski dijagram postupka u skladu sa primerom izvođenja predmetnom pronalaska. Slika 2 je šematski dijagram toka postupka apsorpcionog ciklusa u skladu sa primerom izvođenja predmetnom pronalaska. Slika 3 je šematski dijagram otvora na komori za mešanje amonijaka u skladu sa primerom izvođenja predmetnog pronalaska.

[0014] Na crtežima, odgovarajući referentni brojevi odnose se na odgovarajuće tokove ili jedinice, gde: 1 označava apsorpcioni toranj, 2 označava komoru za oksidaciju, 3 označava odeljak za hlađenje i koncentrovanje, 4 označava vodeni rastvor amonijaka, 5 označava tečni amonijak, 6 označava komoru za mešanje amonijaka, 7 označava vazduh, 8 označava primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, 9 označava sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, 10 označava kapu za gas, 11 označava primarnu cirkulacionu pumpu za apsorpciju raspršivanjem, i 12 označava sekundarnu cirkulacionu pumpu za apsorpciju raspršivanjem.

Opis poželjnih primera izvođenja

[0015] U jednom aspektu, predmetni pronalazak obezbeđuje postupak za odsumporavanje na bazi amonijaka putem dodavanja amonijaka u različite komore, pri čemu odeljak za oksidaciju sadrži komoru za oksidaciju i komoru za mešanje amonijaka koje su preko fluida u kontaktu jedna sa drugom, i amonijačni apsorbent se dodaje u komoru za mešanje amonijaka.

[0016] Apsorpciono-oksidativni ciklus postupka za odsumporavanje na bazi amonijaka uključuje cirkulisanje tečnosti između komore za oksidaciju i sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i cirkulisanje tečnosti između komore za mešanje amonijaka i primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, i između ove dve cirkulacije postoji komunikacija, najmanje komunikacija preko fluida između komore za oksidaciju i komore za mešanje amonijaka, i gde se primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem nalazi uzvodno od sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, u odnosu na tok struje gasa koji je potrebno obraditi.

[0017] U nekim primerima izvođenja, postupak za odsumporavanje na bazi amonijaka uključuje obezbeđivanje struje gasa koji sadrži sumpor dioksid, koji je potrebno obraditi; uvođenje struje gasa koji sadrži sumpor dioksid, koji je potrebno obraditi, u odeljak za hlađenje i koncentrovanje, gde se struja gasa pere i hladi upotrebom cirkulišuće tečnosti za pranje u odeljku za hlađenje i koncentrovanje, pri čemu se cirkulišuća tečnost za pranje koncentruje u odeljku za hlađenje i koncentrovanje upotrebom toplote u struji gasa;

omogućavanje struji gasa iz odeljka za hlađenje i koncentrovanje da uđe u primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, gde je struja gasa u suprotnostrujnom kontaktu sa prvom tečnošću za apsorpciju raspršivanjem;

omogućavanje struji gasa iz primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem da uđe u sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, gde je struja gasa u suprotnostrujnom kontaktu sa drugom tečnošću za apsorpciju raspršivanjem;

uvođenje toka tečnosti sa dna primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i toka tečnosti sa dna sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem u vidu refluksne tečnosti, redom, u komoru za mešanje amonijaka i komoru za oksidaciju, ili kombinovanje ova dva toka tečnosti i, zatim, uvođenje kombinovanog toka tečnosti zasebno u komoru za mešanje amonijaka i komoru za oksidaciju, uvođenje gasa sa kiseonikom u komoru za oksidaciju, i uvođenje amonijačnog apsorbenta u komoru za mešanje amonijaka, koja komunicira putem fluida sa komorom za oksidaciju;

uvođenje najmanje dela toka tečnosti izvedenog iz donjeg dela komore za oksidaciju u vidu druge tečnosti za apsorpciju raspršivanjem u sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, i izborno, uvođenje najmanje dela toka tečnosti izvedenog iz donjeg dela komore za oksidaciju u sledeću jedinicu kako bi se regenerisao amonijum sulfat;

uvođenje toka tečnosti izvedenog iz donjeg dela komore za mešanje amonijaka u vidu prve tečnosti za apsorpciju raspršivanjem u primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem; i

ispuštanje struje gasa iz gornjeg dela sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem nakon uklanjanja kapljica, izborno, nakon dodatnog uklanjanja finog čestičnog materijala.

[0018] U postupku prema predmetnom pronalasku, gas koji sadrži sumpor dioksid, koji je potrebno obraditi, može da bude bilo koji gas koji sadrži sumpor dioksid proizveden u bilo kom procesu industrijske proizvodnje. Primeri gasa koji sadrži sumpor dioksid, koji je potrebno obraditi, uključuju, ali nisu ograničeni na, dimni gas proizveden sagorevanjem uglja i dimni gas proizveden u postupku katalitičkog krekovanja u fluidizovanom sloju.

[0019] U postupku prema predmetnom pronalasku, amonijak se koristi kao apsorbent kako bi se iz struje gasa uklonili oksidi sumpora. Amonijak može da bude u obliku tečnog amonijaka, gasovitog amonijaka, vodenog rastvora amonijaka, ili u obliku njihove kombinacije.

[0020] U postupku prema predmetnom pronalasku, gas koji sadrži kiseonik može da bude, na primer, kiseonik, vazduh, kiseonikom obogaćeni vazduh, vazduh siromašan kiseonikom, ili slično.

[0021] Ključna karakteristika postupka prema predmetnom pronalasku je to da su u odeljku za oksidaciju, komora za oksidaciju i komora za mešanje amonijaka koje su preko fluida u kontaktu jedna sa drugom posebno obezbeđene, i amonijačni apsorbent se obično uvodi samo u komoru za mešanje amonijaka. Na ovaj način, stope oksidacije i pH materijala u komori za oksidaciju i komori za mešanje amonijaka mogu posebno da se kontrolišu.

[0022] U postupku prema predmetnom pronalasku, metod za dodavanje amonijačnog apsorbenta nije posebno ograničen. U jednom primeru izvođenja, amonijačni apsorbent se dodaje direktno u tok tečnosti upotrebom tubularnog distributera, mikroporoznog distributera, statičkog miksera, ili slično. U drugom primeru izvođenja, amonijačni apsorbent se prvo meša sa strujom gasa, na pr. vazduha, a zatim se mešana struja gasa dodaje direktno u, na primer, komoru za mešanje amonijaka, ili se dodaje u tok tečnosti, na primer, u tok tečnosti ka komori za mešanje amonijaka, upotrebom tubularnog distributera, mikroporoznog distributera, statičkog miksera, ili slično. U slučaju kada se amonijačni apsorbent, kao što je tečni amonijak, pomeša sa strujom gasa, količina struje gasa nije posebno ograničena, ali količina poželjno može da bude takva da zapreminski odnos gasovitog amonijaka nakon gasifikacije tečnog amonijaka i struje gasa iznosi 1: 0,03-1: 0,2, poželjno 1: 0: 03-1: 0,1.

[0023] U postupku prema predmetnom pronalasku postoje dva apsorpciono-oksidativna ciklusa, jedan je cirkulisanje toka tečnosti između sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i komore za oksidaciju, i drugi je cirkulisanje toka tečnosti između primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i komore za mešanje amonijaka, a između ove dve cirkulacije postoji komunikacija najmanje komunikacija preko fluida između komore za oksidaciju i komore za mešanje amonijaka. Pored toga, cevovodi koji prenose cirkulišuće tečnosti za apsorpciju raspršivanjem iz komore za oksidaciju i komore za mešanje amonijaka mogu da budu nezavisni jedan od drugog, ali komunikacioni cevovod koji kontroliše ventil između njih je poželjno uređen tako da dozvoljava podešavanje količina i/ili pH tečnosti koje ulaze u primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem i sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem. Osim toga, refluksna tečnost iz primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i refluksna tečnost iz sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem mogu da se uvode u komoru za mešanje amonijaka i komoru za oksidaciju, redom, ili mogu da se kombinuju, i da se zatim deo kombinovane refluksne tečnosti uvodi u komoru za mešanje amonijaka, a drugi deo da se uvodi u komoru za oksidaciju. Na osnovu ukupne količine refluksnih tečnosti iz primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, 30 zapr.% - 85 zapr.%, na pr. približno 60 zapr.% - približno 70 zapr.%, na primer približno 60 zapr.% refluksne tečnosti ulazi u komoru za mešanje amonijaka, a preostala refluksna tečnost ulazi u komoru za oksidaciju.

[0024] U specifičnom primeru izvođenja, raspršena tečnost sa dna primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i raspršena tečnost sa dna sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem kombinuju se, i formira se refluksna tečnost, pri čemu približno 60 zapr.% - približno 70 zapr.%, na pr. 65 zapr.% kombinovane refluksne tečnosti ulazi u komoru za mešanje amonijaka, gde se refluksna tečnost kombinuje sa amonijačnim apsorbentom kako bi se podesila pH vrednost, a preostali deo kombinovane refluksne tečnosti ulazi u komoru za oksidaciju.

[0025] U nekim specifičnom primerima izvođenja, tečni amonijak se koristi kao amonijačni apsorbent, pri čemu deo tečnog amonijaka (na pr. približno 55 mol%, u odnosu na ukupni amonijak dodat u komoru za mešanje amonijaka) ravnomerno ulazi u deo refluksne tečnosti u komori za mešanje amonijaka kroz mikroporozni distributer ili druge tipove distributera, dok se drugi deo (na pr. približno 45 mol% u odnosu na ukupni amonijak dodat u komoru za mešanje amonijaka) meša sa gasom koji sadrži kiseonik, na pr. vazduhom, a zatim se dodaje u komoru za mešanje amonijaka. Zapremina gasa koji sadrži kiseonik, na pr. vazduha, je približno 3% - približno 10%, na pr. približno 5%, zapremine gasovitog amonijaka nakon gasifikacije tečnog amonijaka.

[0026] Pretežno regulisanjem količine amonijačnog apsorbenta koja se uvodi u komoru za mešanje amonijaka i regulisanjem relativne količine dva apsorpciono-oksidaciona ciklusa, moguće je da se kontroliše pH cirkulišućih tečnosti na izlazu komore za mešanje amonijaka i na izlazu komore za oksidaciju i respektivne stope oksidacije u komori za oksidaciju i komori za mešanje amonijaka. U nekim primerima izvođenja, pH cirkulišuće tečnosti na izlazu komore za mešanje amonijaka je u opsegu od 4,6-8,0, poželjno 5,6-6,4, stopa oksidacije u komori za mešanje amonijaka je u opsegu od 93%-99,5%, poželjno 97,5%-99%, pH cirkulišuće tečnosti na izlazu komore za oksidaciju je u opsegu od 4,0-6,8, poželjno 4,5-5,9, i stopa oksidacije u komori za oksidaciju nije manja od 98,5%, poželjno 98,5%-99,5%. Izraz "stopa oksidacije", kako se ovde koristi, odnosi se na stopu konverzije amonijum sulfita (amonijum bisulfita) u refluksnoj tečnosti koja ulazi u komoru za oksidaciju i komoru za mešanje amonijaka, a koji se oksiduje do amonijum sulfata.

[0027] Izborno, u postupku prema predmetnom pronalasku, amonijačni apsorbent se takođe dodaje u najmanje jedan od sledećih odeljaka: komora za oksidaciju, odeljak za hlađenje i koncentrovanje (pH se kontroliše u opsegu od 2,5-5,5, poželjno u opsegu od 3-3,5), primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem i sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem kako bi se u svakom od odeljaka kontrolisala pH vrednost materijala.

[0028] Uz pozivanje na slike 1 i 2, opisan je jedan primer izvođenja postupka prema predmetnom pronalasku. Struja gasa koji je potrebno obraditi, na pr. dimni gas proizveden u kotlovima na ugalj, ulazi u odeljak 3 za hlađenje i koncentrovanje, gde se struja gasa pere i hladi upotrebom cirkulišuće tečnosti za pranje u odeljku za hlađenje i koncentrovanje pri čemu se cirkulišuća tečnost za pranje koncentruje u odeljku za hlađenje i koncentrovanje upotrebom toplote u struji gasa. Kao što je prikazano na slici 1, amonijačni apsorbent 4 (na pr. vodeni rastvor amonijaka) takođe se uvodi u struju gasa u odeljku 3 za hlađenje i koncentrovanje, iako ovo nije neophodno. Ohlađena struja gasa ulazi (na pr. kroz kapu za gas) u primarni odeljak 8 za apsorpciju raspršivanjem, na gore, pri čemu je struja gasa u suprotnostrujnom kontaktu sa prvom tečnošću za raspršivanje koja ulazi kroz raspršivač iz gornjeg dela primarnog odeljka 8 za apsorpciju raspršivanjem, tako da se najmanje deo oksida sumpora u struji gasa apsorbuje u raspršenu tečnost i sadržaj oksida sumpora u struji gasa se u skladu sa tim smanjuje. Prva raspršena tečnost koja je bila dovedena u kontakt, sakuplja se na dnu primarnog odeljka 8 za apsorpciju raspršivanjem, i izvodi se u vidu refluksne tečnosti koja ulazi u komoru 2 za oksidaciju i komoru 6 za mešanje amonijaka. Struja gasa prvobitno apsorbovana u primarnom odeljku 8 za apsorpciju raspršivanjem ulazi (na pr. kroz kapu za gas) u sekundarni odeljak 9 za apsorpciju raspršivanjem, na gore, pri čemu je struja gasa u suprotnostrujnom kontaktu sa drugom tečnošću za raspršivanje koja ulazi kroz raspršivač iz gornjeg dela sekundarnog odeljka 9 za apsorpciju raspršivanjem tako da se sadržaj oksida sumpora u struji gasa dodatno smanjuje i količina povučenog amonijaka se mogućno smanjuje. Druga raspršena tečnost koja je bila dovedena u kontakt, sakuplja se na dnu sekundarnog odeljka 9 za apsorpciju raspršivanjem, i izvodi se u vidu refluksne tečnosti koja ulazi u komoru 2 za oksidaciju i komoru 6 za mešanje amonijaka. Struja gasa dodatno obrađena u sekundarnom odeljku 9 za apsorpciju raspršivanjem može da se ispušta nakon uklanjanja kapljica, ili da se ispušta nakon dodatne obrade kroz sledeći opcioni odeljak za uklanjanje finog čestičnog materijala. Refluksna tečnost iz sekundarnog odeljka 9 za apsorpciju raspršivanjem ili deo kombinovane refluksne tečnosti iz primarnog odeljka 8 za apsorpciju raspršivanjem i sekundarnog odeljka 9 za apsorpciju raspršivanjem (kao što je prikazano na slici 1) ulazi u komoru 2 za oksidaciju, i meša se sa gasom koji sadrži kiseonik 7, na pr. vazduhom, tako da se najmanje deo amonijum sulfita (amonijum bisulfita) u refluksnoj tečnosti oksiduje do amonijum sulfata. Deo tečne faze u donjem delu komore 2 za oksidaciju izvodi se kroz cevovod 13, najmanje deo izvedenog toka tečnosti se uvodi u gornji deo sekundarnog odeljaka 9 za apsorpciju raspršivanjem pomoću cirkulacione pumpe 12 u vidu tečnosti za apsorpciju raspršivanjem, i izborno, najmanje deo izvedenog toka tečnosti se uvodi u nizvodnu jedinicu za obradu kako bi se regenerisao amonijum sulfat. Komora 6 za mešanje amonijaka je dodatno obezbeđena, i u komunikaciji je putem tečnosti sa komorom 2 za oksidaciju preko otvora na njenom vrhu i sa strane, dozvoljavajući razmenu materijala između ove dve komore. Najmanje deo refluksne tečnosti sa dna primarnog odeljka 8 za apsorpciju raspršivanjem ili najmanje deo kombinovane refluksne tečnosti sa dna primarnog odeljka 8 za apsorpciju raspršivanjem i dna sekundarnog odeljka 9 za apsorpciju raspršivanjem ulazi u komoru 6 za mešanje amonijaka u njenom gornjem delu, i kombinuje se sa amonijačnim apsorbentom 5 (na pr. tečnim amonijakom) (na pr. preko mikroporoznog distributera). Dodatni amonijačni apsorbent 5 (na pr. tečni amonijak) se meša sa vazduhom 7 i zatim se dodaje u komoru 6 za mešanje amonijaka. Deo tečnosti se izvodi iz donjeg dela komore 6 za mešanje amonijaka kroz cevovod 14, i uvodi se u gornji deo primarnog odeljka 8 za apsorpciju raspršivanjem kroz cirkulacionu pumpu 11 u vidu tečnosti za apsorpciju raspršivanjem. Između cevovoda 13 i 14 može da bude obezbeđen kanal za komunikaciju, čime se omogućava podešavanje količina i pH vrednosti raspršenih tečnosti koje ulaze u primarni odeljak 8 za apsorpciju raspršivanjem i sekundarni odeljak 9 za apsorpciju raspršivanjem. U postupku se amonijačni apsorbent uvodi ne samo u komoru 6 za mešanje amonijaka i odeljak 3 za hlađenje i koncentrovanje, nego takođe, izborno, u jedan ili više sledećih odeljaka: primarni odeljak 8 za apsorpciju raspršivanjem, sekundarni odeljak 9 za apsorpciju raspršivanjem, i izborno u odeljak za uklanjanje finog čestičnog materijala, kako bi se regulisali i kontrolisali sastav i pH toka u svakom odeljku (nije prikazano).

[0029] U drugom aspektu, predmetni pronalazak obezbeđuje aparaturu za odsumporavanje na bazi amonijaka, pogodnu za izvođenje prethodno navedenog postupka prema predmetnom pronalasku, koja sadrži:

primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, konfigurisan tako da dozvoljava suprotnostrujni kontakt između prve raspršene tečnosti, koja se raspršuje iz gornjeg dela ovog odeljka, i struje gasa koja ulazi sa donje strane ovog odeljka, dozvoljava da se sa njegovog donjeg dela izvede prva raspršena tečnost koja je bila u dovedena u kontakt, kako bi se obezbedila refluksna tečnost, i dozvoljava da preliminarno apsorbovana struja gasa uđe u sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, na primer, kroz pregradu sa kapom za gas;

sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, konfigurisan tako da dozvoljava suprotnostrujni kontakt između druge raspršene tečnosti, koja se raspršuje iz gornjeg dela ovog odeljka, i struje gasa koja ulazi iz primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, i dozvoljava da se sa njegovog donjeg dela izvede druga raspršena tečnost koja je bila u dovedena u kontakt, kako bi se obezbedila refluksna tečnost; i

odeljak za oksidaciju, koji sadrži:

komoru za oksidaciju, konfigurisanu tako da dozvoljava kontakt i reakciju između najmanje dela refluksne tečnosti iz sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem ili dela kombinovane refluksne tečnosti iz primarnog i sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i gasa koji sadrži kiseonik, i dozvoljava da se izvede najmanje deo tečne faze iz donjeg dela ove komore, za cirkulaciju ka sekundarnom odeljku za apsorpciju raspršivanjem, ili ka oba, i sekundarnom i primarnom odeljku za apsorpciju raspršivanjem; i komoru za mešanje amonijaka, konfigurisanu tako da bude u komunikaciji putem fluida sa komorom za oksidaciju preko otvora na njenom vrhu i/ili sa strane, dozvoljava da najmanje deo refluksne tečnosti iz primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem ili deo kombinovane refluksne tečnosti iz primarnog i sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem uđe iz njenog gornjeg dela i da se pomeša sa amonijačnim apsorbentom dodatim u komoru za mešanje amonijaka, i dozvoljava da se tok tečnosti izvede iz njenog donjeg dela, za cirkulaciju ka primarnom odeljku za apsorpciju raspršivanjem, ili ka oba, i sekundarnom i primarnom odeljku za apsorpciju raspršivanjem.

[0030] U jednom primeru izvođenja, aparatura dodatno sadrži odeljak za hlađenje i koncentrovanje uzvodno od primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, gde je odeljak za hlađenje i koncentrovanje konfigurisan tako da dozvoljava da se struja gasa koju je potrebno obraditi, na pr. dimni gas proizveden u kotlovima na ugalj, opere i ohladi pomoću cirkulišuće tečnosti za pranje u odeljku za hlađenje i koncentrovanje pri čemu se cirkulišuća tečnosti za pranje koncentruje u odeljku za hlađenje i koncentrovanje upotrebom toplote u struji gasa, i dozvoljava da ohlađena struja gasa uđe u primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, na primer, kroz pregradu sa kapom za gas.

[0031] U poželjnom primeru izvođenja, pojedinačni odeljci aparature smešteni su u apsorpcionom tornju.

[0032] U aparaturi prema predmetnom pronalasku, zapremina komore za oksidaciju može da se odredi na osnovu vremena zadržavanja potrebnog za oksidaciju, a zapremina komore za mešanje amonijaka u principu nije manja od protoka cirkulacione pumpe tokom 2 minuta.

[0033] U nekim primerima izvođenja, komora za oksidaciju i komora za mešanje amonijaka u odeljku za oksidaciju mogu da budu obezbeđene posebno. Na primer, komora za oksidaciju i komora za mešanje amonijaka mogu da budu obezbeđene u vidu dva rezervoara koji komuniciraju preko fluida jedan sa drugim. Kao drugi primer, komora za oksidaciju može da bude obezbeđena u apsorpcionom tornju u kome su smešteni pojedinačni odeljci aparature, i komora za mešanje amonijaka može da bude obezbeđena u apsorpcionom tornju ili van apsorpcionog tornja.

[0034] U nekim dodatnim primerima izvođenja, komora za oksidaciju i komora za mešanje amonijaka u odeljku za oksidaciju obrazovane su deobom rezervoara. U još nekim dodatnim primerima izvođenja, obe komore, i komora za oksidaciju i komora za mešanje amonijaka u odeljku za oksidaciju, obezbeđene su u apsorpcionom tornju u kome su smešteni pojedinačni odeljci aparature, i obrazovane su deobom donjeg dela apsorpcionog tornja. U takvim primerima izvođenja, površina poprečnog preseka komore za mešanje amonijaka doprinosi sa najviše 85%, na pr. ne više od 60%, ili ne više od 50%, ili ne više od 40%, ili od 8% do 50%, ili od 10% do 40%, ili od 12% do 35% površini poprečnog preseka rezervoara/apsorpcionog tornja.

[0035] U principu, komora za mešanje amonijaka je obezbeđena ispod kontrolisanog nivoa komore za oksidaciju. Na primer, vrh komore za mešanje amonijaka može da bude najmanje 20 cm ispod kontrolisanog nivoa komore za oksidaciju, poželjno 100-200 cm ispod kontrolisanog nivoa komore za oksidaciju. U aparaturi prema predmetnom pronalasku, na površini dna komore za mešanje amonijaka nema otvora. Jedan ili više otvora za balansiranje koji su u komunikaciji preko tečnosti sa komorom za oksidaciju, nalaze se sa strane, poželjno u donjem delu, na pr. u 1/8 donjeg dela, ili u 1/6 donjeg dela, ili u 1/5 donjeg dela, ili u 1/4 donjeg dela, ili u 1/3 donjeg dela, sa strane. Površina svakog otvora u principu nije veća od 0,25 m<2>, poželjno nije veća od 0,1 m<2>, poželjnije nije veća od 0,05 m2 , i još poželjnije nije veća od 0,01 m<2>. Oblik ovog/ovih otvora nije posebno ograničen. Na primer, oblik otvora može da bude, pravougaoni, kvadratni, ovalni, šestougaoni, ili slično. U specifičnom primeru izvođenja, otvor/otvori su pravougaonici 80 x 80 mm ili 90 x 90 mm ili 100 x 100 mm. U drugom specifičnom primeru izvođenja, otvor/otvori su okrugli sa prečnikom od 80, ili 85, ili 90, ili 95, ili 100, ili 110 mm. Broj otvora sa strane može da se izračuna u skladu sa površinom poprečnog preseka koja je neophodna da se dosegne najmanje protok jedne cirkulacione pumpe pri brzini protoka od 4 m/s i površinom jednog otvora. U principu, broj otvora sa strane omogućava da ukupna površina otvora bude jednaka ili veća od površine poprečnog preseka potrebnog da se dostigne protok jedne cirkulacione pumpe pri brzini protoka od 4 m/s. Na krovu komore za mešanje amonijaka takođe se nalazi jedan ili više otvora. U principu, broj otvora na vrhu iznosi 1-3 puta broj otvora sa strane, a veličina otvora na vrhu može da bude ista ili različita od otvora sa strane, poželjno približno ista. Oblik otvora na vrhu može da bude isti ili različit od oblika otvora sa strane, a poželjno približno isti. Otvori za balansiranje sa strane i na vrhu komore za mešanje amonijaka u principu bi trebalo da budu obezbeđeni udaljeno od ulaza i izlaza individualnih tokova. Slika 3 šematski opisuje raspored otvora komore za mešanje amonijaka u skladu sa primerom izvođenja prema predmetnom pronalasku. Raspored otvora sa strane i/ili na vrhu komore za mešanje amonijaka omogućava komunikaciju između ove dve cirkulacije.

[0036] Oblik komore za mešanje amonijaka nije presudan. Oblik u principu može da se odredi u skladu sa njenom lokacijom i lakoćom obrade opreme. Na primer, u slučaju kada je komora za mešanje amonijaka povezana sa zidom tornja ili rezervoara, može da bude polu-cilindričan; u slučaju kada je komora za mešanje amonijaka smeštena u sredini tornja, može da se obradi u horizontalni rezervoar; i u slučaju kada je komora za mešanje amonijaka smeštena van tornja, može da se obradi u cilindrični vertikalni rezervoar.

[0037] U specifičnom primeru izvođenja, aparatura prema predmetnom pronalasku je kao na slikama 1-3, pri čemu površina poprečnog preseka komore 6 za mešanje amonijaka iznosi približno 15% do približno 30%, na pr. 18%, 20%, 22% ili 25% površine poprečnog preseka apsoprcionog tornja 1; visina komore 6 za mešanje amonijaka iznosi približno 30 do približno 42%, na pr. 35%, 38% ili 40% visine odeljka za oksidaciju, i komora 6 za mešanje amonijaka je ispod kontrolisanog nivoa u komori 2 za oksidaciju, na pr. najmanje približno 50 cm ispod kontrolisanog nivoa, na pr.60 cm, 80 cm, 100 cm ili 150 cm ispod kontrolisanog nivoa; zapremina komore 6 za mešanje amonijaka je približno 15-40 m<3>, na pr. 18, 22 ili 26 m<3>, zapremina komore 2 za oksidaciju je približno 150-400 m<3>, na pr. 180, 220 ili 260 m<3>, i zapreminski odnos komore 6 za mešanje amonijaka i komore 2 za oksidaciju je približno 1 : 10; komora 6 za mešanje amonijaka može da ima približno 5 do približno 15, na pr.10, otvora za balansiranje sa strane, u svom donjem delu (na pr. u 1/4 ili 1/5 ili 1/6 donjeg dela), i 10 do 30, na pr.20, otvora za balansiranje na svom krovu, pri čemu veličina svakog otvora može da bude 80 x 80 mm, a otvori za balansiranje su obezbeđeni udaljeno od ulaza i izlaza za refluksnu tečnost i dodavanje amonijaka; refluksna tečnost iz primarnog odeljka 8 za apsorpciju raspršivanjem i refluksna tečnost iz sekundarnog odeljka 9 za apsorpciju raspršivanjem se kombinuju, pri čemu približno 60-70 zapr.%, na pr. 65 zapr.%, ukupne refluksne tečnosti ulazi u komoru 6 za mešanje amonijaka i meša se sa tečnim amonijakom 5, dok preostali deo refluksne tečnosti ulazi u komoru 2 za oksidaciju; i na osnovu ukupne količine tečnog amonijaka uvedenog u komoru 6 za mešanje amonijaka, na primer, približno 55% tečnog amonijaka 5 dodaje se direktno u komoru 6 za mešanje amonijaka (na pr. kroz mikroporozni distributer), preostalih 45% tečnog amonijaka 5 se meša sa vazduhom 7 i zatim uvodi u komoru 6 za mešanje amonijaka, i zapremina vazduha 7 iznosi približno 5% - približno 10% zapremine gasovitog amonijaka nakon gasifikacije tečnog amonijaka. Ventili mogu da budu namešteni na svakom od cevovoda iz/u komoru 2 za oksidaciju i komoru 6 za mešanje amonijaka, po potrebi, da bi se omogućilo podešavanje tokova materijala iz/u ove dve komore, i, time, podešavanje sastava tokova tečnosti iz/u ove dve komore.

Tehnički efekti postignuti pronalaskom

[0038]

1. Predmetni pronalazak pogodno rešava probleme emisije neizreagovanog amonijaka i obrazovanja aerosola pri odsumporavanju na bazi amonijaka, kako bi se ispunili oštriji zahtevi u pogledu ispuštanja otpadnih materija. Pod uslovima da koncentracija SO2u prvobitnom dimnom gasu nije veća od 30000 mg/Nm<3>, i da koncentracija ukupnog čestičnog materijala nije veća od 30 mg/Nm<3>, u obrađenom prečišćenom dimnom gasu sadržaj SO2ne može da iznosi više od 35 mg/Nm<3>a ukupni sadržaj prašine (uključujući aerosoli) ne više od 5 mg/Nm3.

2. U postupku prema predmetnom pronalasku, emisija neizreagovanog amonijaka u obrađenom prečišćenom dimnom gasu nije veća od 3 mg/Nm<3>, a stopa iskorišćenosti amonijaka može da dostigne 99% ili više.

3. Aparatura prema predmetnom pronalasku ima veliku efikasnost prečišćavanja, može da funkcioniše stabilno i pouzdano, izbegava sekundarno zagađenje, i ima širok opseg prilagođavanja.

Primeri izvođenja

Primer izvođenja 1

[0039] Odsumporavanje na bazi amonijaka dimnog gasa iz procesa sagorevanja uglja izvedeno je upotrebom aparature prema predmetnom pronalasku, gde je aparatura u osnovi kao što je prikazano na slikama 1-3, izuzev što su za komoru za oksidaciju i komoru za mešanje amonijaka obezbeđena 2 rezervoara izvan apsorpcionog tornja, gde je cev za komunikaciju DN500 obezbeđena u središnjem delu ova dva rezervoara; cirkulišuća tečnost iz izlaza u donjem delu komore za mešanje amonijaka ulazi u gornji deo primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, i cirkulišuća tečnost iz izlaza u donjem delu komore za oksidaciju ulazi u gornji deo sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem; refluksna tečnost iz primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i refluksna tečnost iz sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem sustiču se u gasno-tečnom separatoru između odeljka za hlađenje i koncentrovanje i primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem sa ukupnom količinom od 2700 m<3>/h, pri čemu 60 zapr.% refluksne tečnosti ulazi u komoru za mešanje amonijaka, i 40 zapr.% refluksne tečnosti ulazi u komoru za oksidaciju; tečni amonijak se uniformno i pažljivo dodaje u komoru za mešanje amonijaka pri protoku od 204 kg/h kroz mikroporozni distributer, i dodatni tečni amonijak se dodaje u vazduh pri 300 kg/h kroz distributer, a zapremina vazduha je 10% zapremine gasovitog amonijaka nakon gasifikacije tečnog amonijaka, a zatim se mešani gas uvodi u komoru za mešanje amonijaka; zapremina komore za mešanje amonijaka je 27 m3; zapremina komore za oksidaciju je 200 m3; i ne postoji tok koji se vodi u nizvodne jedinice da bi se regenerisao amonijum sulfat.

[0040] Protok originalnog dimnog gasa je 600000 Nm3/h, a njegova temperatura je 145 °C, koncentracija SO2je 1600 mg/Nm3, i koncentracija ukupnog čestičnog materijala je 21,3 mg/Nm<3>. Vrednost pH cirkulišuće tečnosti na izlazu u donji deo komore za mešanje amonijaka je 6,1, i stopa oksidacije u komori za mešanje amonijaka je 98%. Vrednost pH cirkulišuće tečnosti na izlazu u donjem delu komore za oksidaciju je 5,3, i stopa oksidacije u komori za oksidaciju je 99,5%. Temperatura gasa na izlazu iz odeljka za hlađenje i koncentrovanje je 51,4 °C.

[0041] U prečišćenom dimnom gasu iz sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, sadržaj SO2je 17,3 mg/Nm<3>, sadržaj ukupnog čestičnog materijala (uključujući aerosoli) je 1,8 mg/Nm<3>, i količina povučenog amonijaka je 0,35 mg/Nm<3>.

Primer izvođenja 2

[0042] Eksperiment iz primera izvođenja 1 je ponovljen, izuzev što su komora za oksidaciju i komora za mešanje amonijaka obezbeđene u istom rezervoaru sa prečnikom od 5,5 m, površina poprečnog preseka komore za mešanje amonijaka je 18% površine poprečnog preseka rezervoara, i vrh komore za mešanje amonijaka je 1 m niži od nivoa tečnosti u komori za oksidaciju; 13 otvora za balansiranje se nalazi sa strane u donjem delu komore za mešanje amonijaka, 22 otvora za balansiranje se nalazi na krovu, veličina svakog otvora je 80 x 80 mm, i otvori za balansiranje su obezbeđeni udaljeno od izlaza za cirkulišuću tečnost i ulaza za amonijak; zapremina komore za mešanje amonijaka, polu-cilindričnog oblika, je 27 m<3>; zapremina komore za oksidaciju je 220 m<3>; i raspršena tečnost iz primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i raspršena tečnost iz sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem se kombinuju, pri čemu se 70% kombinovane refluksne tečnosti kombinuje sa 20% tečnog rastvora amonijaka pri 2522 kg/h i zatim ulazi u komoru za mešanje amonijaka, dok preostala refluksna tečnost ulazi u komoru za oksidaciju.

[0043] Vrednost pH cirkulišuće tečnosti koja se izvodi iz komore za mešanje amonijaka je 6,3, i stopa oksidacije u komori za mešanje amonijaka je 98,6%. pH cirkulišuće tečnosti izvedene iz komore za oksidaciju je 5,4, i stopa oksidacije u komori za oksidaciju je 99,7%.

[0044] U prečišćenom dimnom gasu, sadržaj SO2je 16,3 mg/Nm<3>, sadržaj ukupnog čestičnog materijala (uključujući aerosoli) je 2,1 mg/Nm<3>i količina povučenog amonijaka je 0,42 mg/Nm<3>.

Primer izvođenja 3

[0045] Eksperiment je izveden upotrebom aparature iz primera izvođenja 1, izuzev što su komora za oksidaciju i komora za mešanje amonijaka obezbeđene u istom rezervoaru sa prečnikom od 6 m, površina poprečnog preseka komore za mešanje amonijaka je 20% površine poprečnog preseka rezervoara, vrh komore za mešanje amonijaka je 1,5 m niži od nivoa u komori za oksidaciju; 8 otvora za balansiranje se nalazi sa strane, u donjem delu komore za mešanje amonijaka, 13 otvora za balansiranje se nalazi na krovu, veličina svakog otvora je 100 x 100 mm, i otvori za balansiranje su obezbeđeni udaljeno od izlaza za cirkulišuću tečnost i dodavanje amonijaka; zapremina komore za mešanje amonijaka je 25 m<3>, komora za mešanje amonijaka se nalazi u centru rezervoara, i predstavlja horizontalni rezervoar; zapremina komore za oksidaciju je 228 m3; raspršena tečnost iz primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i raspršena tečnost iz sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem se ne kombinuju, nego se uvode u komoru za mešanje amonijaka i komoru za oksidaciju, redom, pri čemu je protok refluksne tečnosti ka komori za mešanje amonijaka 1700 m3/h, i protok refluksne tečnosti ka komori za oksidaciju je 600 m<3>/h; i 20% vodenog rastvora amonijaka koji se koristi kao apsorbent dodaje se pri protoku od 5432 kg/h refluksnoj tečnosti koja ulazi u komoru za mešanje amonijaka, i pri protoku od 1316 kg/h refluksnoj tečnosti koja ulazi u komoru za oksidaciju.

[0046] Protok prvobitnog dimnog gasa je 300000 Nm3/h, i njegova temperatura je 145 °C, koncentracija SO2je 8500 mg/Nm3, a koncentracija ukupnog čestičnog materijala je 28,5 mg/Nm<3>.

[0047] Vrednost pH cirkulišuće tečnosti izvedene iz komore za mešanje amonijaka je 6,5, i stopa oksidacije u komori za mešanje amonijaka je 96,8%. Vrednost pH cirkulišuće tečnosti izvedene iz komore za oksidaciju je 5,3, i stopa oksidacije u komori za oksidaciju je 99%.

[0048] U prečišćenom dimnom gasu, sadržaj SO2je 31,4 mg/Nm<3>, sadržaj ukupnog čestičnog materijala (uključujući aerosoli) je 2,8 mg/Nm<3>, i količina povučenog amonijaka je 0,7 mg/Nm<3>.

Uporedni primer izvođenja:

[0049] Eksperiment iz primera izvođenja 3 je ponovljen, izuzev što nije korišćeno dodavanje amonijaka u različite komore, odnosno, komora za mešanje amonijaka i komora za oksidaciju su kombinovane u jednu komoru; raspršena tečnost iz primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i raspršena tečnost iz sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem se kombinuju i zatim uvode u komoru za oksidaciju pri 2300 m3/h, pre čega se 20% vodenog rastvora amonijaka dodaje pri 6770 kg/h; i nakon oksidacije, raspršene tečnosti se vraćaju radi apsorpcije u primarni i sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, pri čemu je pH oksidovane cirkulišuće tečnosti 5,9 i stopa oksidacije 98,3%.

[0050] U prečišćenom dimnom gasu, sadržaj SO2je 67 mg/Nm<3>, sadržaj ukupnog čestičnog materijala (uključujući aerosoli) je 12 mg/Nm<3>, količina povučenog amonijaka je 2,7 mg/Nm<3>, i potrošnja 20% vodenog rastvora amonijaka je povećana za 22 kg/h. Ovi indeksi su lošiji od onih u primeru izvođenja 3.

[0051] Metode detekcije nekih od indeksa i glavni instrumenti korišćeni u primerima izvođenja i uporednom primeru izvođenja prikazani su u tabeli 1 ispod.

Tabela 1. Metode detekcije za neke indekse i glavni instrumenti

Claims (15)

Patentni zahtevi

1. Postupak za odsumporavanje na bazi amonijaka, putem dodavanja amonijaka u različite komore, naznačen time što odeljak za oksidaciju sadrži komoru za oksidaciju i komoru za mešanje amonijaka koje su preko fluida u kontaktu jedna sa drugom, i amonijačni apsorbent se dodaje u komoru za mešanje amonijaka, i

pri čemu apsorpciono-oksidativni ciklus postupka uključuje cirkulisanje tečnosti između komore za oksidaciju i sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, i cirkulisanje tečnosti između komore za mešanje amonijaka i primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, a između ove dve cirkulacije postoji komunikacija, najmanje komunikacija preko fluida između komore za oksidaciju i komore za mešanje amonijaka, i

gde se primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem nalazi uzvodno od sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, u odnosu na tok struje gasa koji je potrebno obraditi.

2. Postupak prema patentnom zahtevu 1, koji uključuje sledeće korake:

obezbeđivanje struje gasa koji sadrži sumpor dioksid, koji je potrebno obraditi;

ubacivanje struje gasa koji sadrži sumpor dioksid, koji je potrebno obraditi, u odeljak za hlađenje i koncentrovanje, gde se struja gasa pere i hladi upotrebom cirkulišuće tečnosti za pranje u odeljku za hlađenje i koncentrovanje, pri čemu se cirkulišuća tečnost za pranje koncentruje u odeljku za hlađenje i koncentrovanje upotrebom toplote u struji gasa;

omogućavanje struji gasa iz odeljka za hlađenje i koncentrovanje da uđe u primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, gde je struja gasa u suprotnostrujnom kontaktu sa prvom tečnošću za apsorpciju raspršivanjem;

omogućavanje struji gasa iz primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem da uđe u sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, gde je struja gasa u suprotnostrujnom kontaktu sa drugom tečnošću za apsorpciju raspršivanjem;

uvođenje toka tečnosti sa dna primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i toka tečnosti sa dna sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem u vidu refluksne tečnosti, redom, u komoru za mešanje amonijaka i komoru za oksidaciju, ili kombinovanje ova dva toka tečnosti i, zatim, uvođenje kombinovanog toka tečnosti zasebno u komoru za mešanje amonijaka i komoru za oksidaciju, uvođenje gasa sa kiseonikom u komoru za oksidaciju, i uvođenje amonijačnog apsorbenta u komoru za mešanje amonijaka, koja komunicira putem fluida sa komorom za oksidaciju;

uvođenje najmanje dela toka tečnosti izvedenog iz donjeg dela komore za oksidaciju u vidu druge tečnosti za apsorpciju raspršivanjem u sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, i izborno, uvođenje najmanje dela toka tečnosti izvedenog iz donjeg dela komore za oksidaciju u sledeću jedinicu kako bi se regenerisao amonijum sulfat;

uvođenje toka tečnosti izvedenog iz donjeg dela komore za mešanje amonijaka u vidu prve tečnosti za apsorpciju raspršivanjem u primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem; i ispuštanje struje gasa iz gornjeg dela sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem nakon uklanjanja kapljica, izborno, nakon dodatnog uklanjanja finog čestičnog materijala.

3. Postupak prema patentnom zahtevu 2, koji ima jednu od sledećih karakteristika:

- gas koji sadrži sumpor dioksid, koji je potrebno obraditi, je dimni gas proizveden pri sagorevanju uglja ili dimni gas proizveden u postupku katalitičkog krekovanja u fluidizovanom sloju ili dimni gas proizveden pri drugim industrijskim procesima;

- amonijačni apsorbent je u obliku tečnog amonijaka, gasovitog amonijaka, vodenog rastvora amonijaka, ili u obliku njihove kombinacije;

- gas koji sadrži kiseonik je kiseonik, vazduh, vazduh obogaćen kiseonikom ili vazduh siromašan kiseonikom;

-amonijačni apsorbent dodaje se u tok tečnosti upotrebom tubularnog distributera, mikroporoznog distributera ili statičkog miksera, i/ili se amonijačni apsorbent prvo meša sa gasom koji sadrži kiseonik, a onda se struja mešanog gasa direktno dodaje u komoru za mešanje amonijaka;

- pH cirkulišuće tečnosti izvučene iz donjeg dela komore za mešanje amonijaka je u opsegu od 4,6-8,0;

- pH cirkulišuće tečnosti izvučene iz donjeg dela komore za oksidaciju je u opsegu od 4,0-6,8;

- u komoru za oksidaciju se ne dodaje nikakav dodatni amonijačni apsorbent, osim amonijačnog apsorbenta u refluksnoj tečnosti koja ulazi u komoru za oksidaciju i amonijačnog apsorbenta koji ulazi u komoru za oksidaciju iz komore za mešanje amonijaka; - stopa oksidacije u komori za mešanje amonijaka je u opsegu od 93%-99,5%;

- stopa oksidacije u komori za oksidaciju nije manja od 98,5%;

- na osnovu ukupne količine refluksne tečnosti iz primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, 30%-85% refluksne tečnosti ulazi u komoru za mešanje amonijaka, a preostala refluksna tečnost ulazi u komoru za oksidaciju; i

- cevovod kontrolisan ventilom je obezbeđen između cevovoda kojim se cirkulišuća tečnost izvodi iz donjeg dela komore za oksidaciju i cevovoda kojim se cirkulišuća tečnost izvodi iz donjeg dela komore za mešanje amonijaka, tako da omogućava podešavanje količina i/ili pH vrednosti cirkulišućih tečnosti koje ulaze u primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem i sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, redom.

4. Postupak prema patentnom zahtevu 2, naznačen time što se raspršena tečnost sa dna primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i raspršena tečnost sa dna sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem kombinuju, pri čemu približno 30%-85% kombinovane refluksne tečnosti ulazi u komoru za mešanje amonijaka kako bi se kombinovala sa amonijačnim apsorbentom, a preostali deo kombinovane refluksne tečnosti ulazi u komoru za oksidaciju.

5. Postupak prema patentnom zahtevu 4, naznačen time što najmanje deo amonijačnog apsorbenta ulazi u deo refluksne tečnosti koji se uvodi u komoru za mešanje amonijaka kroz mikroporozni distributer ili se uvodi direktno u komoru za mešanje amonijaka, i/ili se najmanje deo amonijačnog apsorbenta meša sa gasom koji sadrži kiseonik, i onda se dodaje u komoru za mešanje amonijaka.

6. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 1-2, naznačen time što se tečni amonijak koristi kao apsorbent i tečni amonijak se dodaje kroz mikser u rastvor/u komoru za mešanje amonijaka, i/ili se tečni amonijak prvo meša sa gasom koji sadrži kiseonik, a zatim dodaje u komoru za mešanje amonijaka, pri čemu količina gasa koji sadrži kiseonik iznosi 3%-10% zapremine gasovitog amonijaka nakon gasifikacije tečnog amonijaka.

7. Postupak prema bilo kom od patentnih zahteva 2-6, naznačen time što se amonijačni apsorbent takođe dodaje i u najmanje jedan od sledećih odeljaka: odeljak za hlađenje i koncentrovanje, primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem i sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem.

8. Aparatura za primenu postupka za odsumporavanje na bazi amonijaka, koja uključuje:

primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, konfigurisan tako da dozvoljava suprotnostrujni kontakt između prve raspršene tečnosti, koja se raspršuje iz gornjeg dela ovog odeljka, i struje gasa koja ulazi sa donje strane ovog odeljka, dozvoljavajući da se sa njegovog donjeg dela izvede prva raspršena tečnost koja je bila u dovedena u kontakt, kako bi se obezbedila refluksna tečnost, i dozvoljava da preliminarno apsorbovana struja gasa uđe u sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem;

sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, konfigurisan tako da dozvoljava suprotnostrujni kontakt između druge raspršene tečnosti, koja se raspršuje iz gornjeg dela ovog odeljka, i struje gasa koja ulazi iz primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, i dozvoljava da se sa njegovog donjeg dela izvede druga raspršena tečnost koja je bila u dovedena u kontakt, kako bi se obezbedila refluksna tečnost; i

odeljak za oksidaciju, koji sadrži:

komoru za oksidaciju, konfigurisanu tako da dozvoljava kontakt i reakciju između najmanje dela refluksne tečnosti iz sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem ili dela kombinovane refluksne tečnosti iz primarnog i sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i gasa koji sadrži kiseonik, i dozvoljava da se izvede najmanje deo tečne faze iz donjeg dela ove komore, za cirkulaciju ka sekundarnom odeljku za apsorpciju raspršivanjem, ili ka oba, i sekundarnom i primarnom odeljku za apsorpciju raspršivanjem; i

komoru za mešanje amonijaka, konfigurisanu tako da bude u komunikaciji putem fluida sa komorom za oksidaciju preko otvora na njenom vrhu i/ili sa strane, dozvoljava da najmanje deo refluksne tečnosti iz primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem ili deo kombinovane refluksne tečnosti iz primarnog i sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem uđe iz njenog gornjeg dela i da se pomeša sa amonijačnim apsorbentom dodatim u komoru za mešanje amonijaka, i dozvoljava da se tok tečnosti izvede iz njenog donjeg dela, za cirkulaciju ka primarnom odeljku za apsorpciju raspršivanjem, ili ka oba, i sekundarnom i primarnom odeljku za apsorpciju raspršivanjem.

9. Aparatura prema patentnom zahtevu 8, koja dodatno uključuje odeljak za hlađenje i koncentrovanje uzvodno od primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, gde je odeljak za hlađenje i koncentrovanje konfigurisan tako da omogućava da se struja gasa koji je potrebno obraditi opere i ohladi u odeljku za hlađenje i koncentrovanje pomoću cirkulišuće tečnosti za pranje, pri čemu se cirkulišuća tečnost za pranje koncentruje u odeljku za hlađenje i koncentrovanje upotrebom toplote u struji gasa, i omogućava da ohlađena struja gasa uđe u primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem u vidu struje gasa koja treba da stupi u kontakt sa prvom raspršenom tečnošću.

10. Aparatura prema patentnom zahtevu 8 ili 9, koja ima jednu od sledećih karakteristika:

- komora za oksidaciju i komora za mešanje amonijaka u odeljku za oksidaciju su posebno obezbeđene, ili je komora za oksidaciju obezbeđena u apsorpcionom tornju u kome su smešteni pojedinačni odeljci aparature, a komora za mešanje amonijaka je obezbeđena u apsorpcionom tornju ili izvan apsorpcionog tornja; ili su komora za oksidaciju i komora za mešanje amonijaka u odeljku za oksidaciju obrazovane deobom rezervoara; ili su i komora i komora za oksidaciju za mešanje amonijaka u odeljku za oksidaciju obezbeđene u apsorpcionom tornju u kome su smešteni pojedinačni odeljci aparature, i obrazovani su deobom donjeg dela apsorpcionog tornja;

- zapremina komore za mešanje amonijaka je ne manja od količine tečnosti koja se izvede iz donjeg dela tokom 2 minuta; i

- između cevovoda kojim se cirkulišuća tečnost izvodi iz donjeg dela komore za oksidaciju i cevovoda kojim se cirkulišuća tečnost izvodi iz donjeg dela komore za mešanje amonijaka, obezbeđen je ventilom kontrolisani cevovod, tako da je omogućeno podešavanje količina i/ili pH vrednosti cirkulišućih tečnosti koje ulaze u primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem i sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, redom.

11. Aparatura prema patentnom zahtevu 8, naznačena time što su komora za oksidaciju i komora za mešanje amonijaka u odeljku za oksidaciju obrazovane deobom rezervoara, ili su obe obezbeđene u apsorpcionom tornju u kome su smešteni pojedinačni odeljci aparature, i obrazovane su deobom donjeg dela apsorpcionog tornja, pri čemu površina poprečnog preseka komore za mešanje amonijaka doprinosi sa od 5% do 50% površini poprečnog preseka rezervoara/apsorpcionog tornja, i gde na strani i/ili na vrhu komore za mešanje amonijaka postoje otvori.

12. Aparatura prema patentnom zahtevu 11, gde je obezbeđena komora za mešanje amonijaka čiji se vrh nalazi najmanje 20 cm ispod kontrolisanog nivoa u komori za oksidaciju.

13. Aparatura prema patentnom zahtevu 8, gde su otvori obezbeđeni sa strane i/ili na vrhu komore za mešanje amonijaka kako bi se postigla komunikacija preko fluida između komore za mešanje amonijaka i komore za oksidaciju, i gde aparatura ima jednu od sledećih karakteristika:

- jedan ili više otvora se nalazi u 1/3 donjeg dela, sa strane, na komori za mešanje amonijaka; - jedan ili više otvora postoji na krovu komore za mešanje amonijaka;

- površina svakog otvora na komori za mešanje amonijaka nije veća od 0,25 m<2>;

- jedan ili više otvora na komori za mešanje amonijaka su okrugli, pravougaoni, kvadratni, ovalni ili šestougaoni; i

- otvori sa strane, i/ili na vrhu komore za mešanje amonijaka obezbeđeni su dalje od ulaza i izlaza pojedinačnih struja.

14. Aparatura prema patentnom zahtevu 8, pri čemu su otvori obezbeđeni najmanje sa strane na komori za mešanje amonijaka kako bi se postigla komunikacija putem fluida između komore za mešanje amonijaka i komore za oksidaciju, i gde broj otvora sa strane omogućava da ukupna površina otvora bude jednaka ili veća od površine poprečnog preseka potrebne da se postigne brzina protoka od 4 m/s za protok pumpe za cirkulaciju između komore za mešanje amonijaka i primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem.

15. Postupak prema patentnom zahtevu 1, koji ima najmanje jednu od sledećih karakteristika:

- amonijačni apsorbent je u obliku tečnog amonijaka, gasovitog amonijaka, vodenog rastvora amonijaka, ili u obliku njihove kombinacije;

-amonijačni apsorbent dodaje se u tok tečnosti upotrebom tubularnog distributera, mikroporoznog distributera ili statičkog miksera, i/ili se amonijačni apsorbent prvo meša sa gasom koji sadrži kiseonik, a onda se struja mešanog gasa direktno dodaje u komoru za mešanje amonijaka;

- u komoru za oksidaciju se ne dodaje nikakav dodatni amonijačni apsorbent, izuzev amonijačnog apsorbenta u refluksnoj tečnosti koja ulazi u komoru za oksidaciju i amonijačnog apsorbenta koji ulazi u komoru za oksidaciju iz komore za mešanje amonijaka; - stopa oksidacije u komori za mešanje amonijaka je u opsegu od 93%-99,5%;

- stopa oksidacije u komori za oksidaciju nije manja od 98,5%;

- na osnovu ukupne količine refluksne tečnosti iz primarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem i sekundarnog odeljka za apsorpciju raspršivanjem, 30%-85% refluksne tečnosti ulazi u komoru za mešanje amonijaka, a preostala refluksna tečnost ulazi u komoru za oksidaciju; i

- cevovod kontrolisan ventilom je obezbeđen između cevovoda kojim se cirkulišuća tečnost izvodi iz donjeg dela komore za oksidaciju i cevovoda kojim se cirkulišuća tečnost izvodi iz donjeg dela komore za mešanje amonijaka, tako da omogućava podešavanje količina i/ili pH vrednosti cirkulišućih tečnosti koje ulaze u primarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem i sekundarni odeljak za apsorpciju raspršivanjem, redom.