PL160703B1

PL160703B1 - Sposób i urzadzenie do wydzielania niepozadanych skladników z gazów spalinowych PL

Info

Publication number: PL160703B1
Application number: PL1989281575A
Authority: PL
Priority date: 1988-12-30
Filing date: 1989-09-25
Publication date: 1993-04-30
Also published as: US5344616A; SK443389A3; WO1990007371A1; ATE90223T1; FI92373C; DK127891A; FI913136A0; CZ283690B6; EP0376356B1; DE58904635D1; CZ443389A3; US5344631A; DK170549B1; EP0449833A1; DD283945A5; FI92373B; DK127891D0; YU171189A; EP0376356A1; SK279613B6

Abstract

1. Sposób w ydzielania niepozadanych skladników z fluidu, w szczególnosci gazów spalinow ych, w drodze adsorpcji na grudkow ym lub ziarnistym srodku adsorp- cyjnym , przy czym przeznaczone do obróbki spaliny przepuszcza sie przez co najm niej jed n a w ypelniona srodkiem adsorpcyjnym kom ore reakcyjna i prow adzi sie je przez co najm niej jedna warstwe adsorpcyjna, zna- mienny tym, ze srodek adsorpcyjny w prow adza sie do kom ory reakcyjnej i doprow adza sie z niej poprzez wiele rozlozonych siatkow o, oddzielnych lejków zasypowych i spustow ych i ze fluid prow adzi sie przez kom ore reak- cyjna czesciowo z boku poprzecznie do warstwy adsorp- cyjnej i czesciowo pionow o, tak ze srodek adsorpcyjny we wszystkich strefach kom ory reakcyjnej bierze jednakow y udzial w adsorpcji. 13. U rzadzenie do w ydzielania niepozadanych skladników z fluidu, w szczególnosci gazów spalinow ych, z zaw ierajacym co najm niej jedna kom ore reakcyjna reaktorem , który posiada od strony glowicy elementy zasypowe i od strony podstaw y lejkowe elem enty spus- towe do zasypyw ania i spuszczania grudkow ego lub ziar- nistego srodka adsorpcyjnego, znamienne tym, ze ele- m enty zasypowe utw orzone sa z siatki wielu umieszczo- nych obok siebie i jeden za drugim lejków zasypowych (18), a elem enty spustow e z innej siatki umieszczonych obok siebie i jeden za drugim lejków spustow ych (20) i ze co najm niej z jednego boku, jak rów niez w obszarze glowicy kom ory reakcyjnej (14) w ykonane sa przeloty dla fluidu. Fig. 1 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wydzielania niepożądanych składników z fluidu, w szczególności gazów spalinowych, w drodze adsorpcji na grudkowym lub ziarnistym środku adsorpcyjnym, przy czym przeznaczone do obróbki spaliny przepuszcza się przez co najmniej jedną, wypełnioną środkiem adsorpcyjnym, komorę reakcyjną i prowadzi się je przez co najmniej jedną warstwę adsorpcyjną. Ponadto przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wydzielania niepożądanych składników z gazów spalinowych.

Z opisu patentowego RFN nr DE-OS 26 26 939 znany jest tego rodzaju sposób, w którym fluid przechodzi wewnątrz komory reakcyjnej przez dwie idące równolegle do siebie warstwy, a środek adsorpcyjny w warstwie od strony odpływowej poruszany jest z większą prędkością i jest mniej zanieczyszczony niż w warstwie od strony napływowej. W tym znanym sposobie powinno zachodzić możliwie skutecznie oczyszczanie spalin, ponieważ spalinom jest od strony odpływowej dostarczany wystarczająco świeży adsorbent. Z drugiej strony trzeba odciągać i regenerować znajdujący się w stosunkowo grubej warstwie od strony odpływowej adsorbent, który jest wykorzystany jedynie w bardzo ograniczonym zakresie. Komora reakcyjna jest podzielona pionowymi ściankami podziałowymi. Poszczególne strefy są zasilane środkiem adsorpcyjnym z centralnego otworu napełniającego i mają przyporządkowane poszczególnym warstwom otwory spustowe ewentualnie lejki spustowe.

Z opisu patentowego RFN nr DE-PS 34 27 905 znany jest sposób wyrównywania przepływu cząstek adsorbenta poprzez wstawienie na przekroju złoża wędrującego.

160 703

VI znanych aparatach adsorpcyjnych istotne części, zwłaszcza stożka nasypowego w obszarze głowicy i stożka spustowego w obszarze podstawy reaktora, mogę nie zostać wcale lub tylko w niedostatecznym stopniu osięgane przez przepływający poprzecznie fluid. Następstwem tego sę tak zwane koncentracje ciepła aż do ognisk zapalnych w obszarze głowicy i zbierania się kondensatu, połączonych z zapiekaniem cząstek w obszarze podstawy reaktora.

Wynalazek ma za zadanie zapewnić lepszy przepływ złoża środka adsorpcyjnego z przeznaczonym do obróbki fluidem i wyeliminować uszkodzenia eksploatacyjne, w szczególności w krytycznych obszarach głowicy i podstawy reaktora.

Zgodnie z wynalazkiem, zadanie to rozwiązuje się dzięki temu, że środek adsorpcyjny wprowadza się do komory reakcyjnej poprzez wiele rozmieszczonych siatkowo, oddzielnych lejków zasypowych i spustowych i jest z niej odprowadzany, i że fluid jest prowadzony przez komorę reakcyjną częściowo z boku poprzecznie do warstwy adsorpcyjnej, a częściowo pionowo w ten sposób, że środek adsorpcyjny bierze udział w adsorpcji praktycznie jednakowo we wszystkich strefach komory reakcyjnej. Szczególnie korzystne jest przy tym, że po pierwsze spaliny są prowadzone przez przynajmniej dwie oddzielne warstwy adsorpcyjne, a po drugie fluid jest wprowadzany do komory reakcyjnej częściowo od góry.

Odnośnie urządzenia rozwiązanie wyżej wymienionego zadania polega zgodnie z wynalazkiem na tym, że elementy zasypowe są utworzone z siatki wielu, rozmieszczonych obok siebie i jeden za drugim lejków zasypowych, a elementy spustowe są utworzone z drugiej siatki rozmieszczonych obok siebie i jeden za drugim lejków spustowych, i że tak przynajmniej na jednym boku, jak również w obszarze głowicy przewidziane są przeloty dla fluidu.

Dzięki podzieleniu obszaru zasypowego i spustowego środka adsorpcyjnego na dużą liczbę stożkowych obszarów cząstkowych zminimalizowane zostają trudno osiągalne dla strumienia fluidu kieszenie materiałowe w obszarze głowicy i podstawy reaktora. Poza tym zostaje poprawiony przepływ cząstek i mechanika zasypywania wewnątrz komory reakcyjnej zarówno przy zasypywaniu, jak też przy spuszczaniu środka adsorpcyjnego w wyniku podziału na strumienie cząstkowe. Chociaż strumień główny fluidu jest skierowany poprzecznie do kolumny środka adsorpcyjnego, to w obszarze głowicy reaktora dzięki wprowadzanemu do komory reakcyjnej lub odprowadzanemu z komory reakcyjnej fluidowi świeży adsorbent w zwiększonym stopniu bierze udział w reakcji.

Różnorodne szkodliwe substancje, jak na przykład SO₂ 1 NO*, mają różniące się zasadniczo szybkości reagowania ze zwykłymi środkami adsorpcyjnymi na bazie węgla aktywnego. Umożliwiona poprzez podział stożka zasypowego i spustowego lepsza regulacja frontu adsorpcji da je się w innym wykonaniu wynalazku wykorzystać w ten sposób, że różne niepożądane składniki, np. Hg, SO?, HC1 i NO* zostają rozdzielone na różnych pionowych warstwach adsorpcyjnych i odprowadzone z komory reakcyjnej w oddzielnych strumieniach. Spuszczane w oddzielnych strumieniach środki adsorpcyjne mogę być wówczas poddawane różnym etapom dalszej przeróbki. Zanieczyszczone szczególnie szybko reagującymi metalami ciężkimi, np. Hg, strumienie środka adsorpcyjnego sę odbierane oddzielnie. Podobnie rzecz się ma w przypadku środków adsorpcyjnych, które są zanieczyszczone SO₂ i HC1 . Jako środek adsorpcyjny nadaje się w obu przypadkach tzw. koks do pieców płomiennych, który stanowi aktywny koks na bazie węgla brunatnego, którego regeneracja jest nieekonomiczna. Przy redukcji NO* zalecany jest natomiast jako środek adsorpcyjny koks aktywny na bazie węgla kamiennego w grudkach. Jego dostępność czyni opłacalną powtórną przeróbkę i powtórne zastosowanie do redukcji NO*.

dalszym wykonaniu sposobu podczas przepływu przez różne warstwy adsorpcyjne fluidowi nadawane są różne prędkości przepływu.

Tego typu zróżnioowane prędkości przepływu są celi^ue zwłaszcza wówczas, gdy w połączeniu szeregowym welu warstw adsorpcyjnych lub komór reakcyjnych stosuje się różne środki adsorpcyjne, jak na przykład koks do pieców płomiennych 1 aktywny koks na bazie węgla kamennego. Koks do pieców płomiennych, powstający z reguły jako stosunkowo drobnoziarnista mieszanina frakcji o wielkości cząstek mędzy 1 i 4 mm, powinien być omywany przez fluid znacznie wolniej niż

160 703 aktywny koks na bazie węgla kamiennego o jednej z reguły wielkości grudek, przykładowo 4 mm. Jeżeli ten sam strumień fluidu jest prowadzony kolejno przez kilka warstw adsorpcyjnych, wówczas prędkości przepływu w tych warstwach adsorpcyjnych mogę byó regulowane poprzez wymiar odpowiadających warstwom adsorpcyjnym powierzchni napływowych.

Przedmiot wynalazku jest niezależny od rodzaju zastosowanego złoża. W przeciwieństwie do zwykłych metod złóż wędrujących w wynalazku znajduje zastosowanie złoże stałe, które jest wymieniane w sposób cięgły, lecz cyklicznie, to znaczy po istotnym zanieczyszczeniu. Zastosowanie złóż stałych o szczególnie prostej mechanice zasypywania i obsłudze eksploatacyjnej przedstawia się korzystnie w związku z możliwościę dokładnej regulacji frontów adsorpcji różnych szkodliwych substancji i lepszym przepływom przez całą kolumnę środka adsorpcyjnego.

Jeszcze bardziej niezawodne zapobieganie tworzeniu się kondensatu w obszarze podstawy reaktora daje się w innym wykonaniu wynalazku osiągnąć w ten sposób, że lejki spustowe i/lub przyłączone do nich rury spustowe są omywane i ogrzewane fluidem. Wychodzący z pierwszego stopnia reaktora, oczyszczony przynajmniej z kilku substancji szkodliwych fluid jest zawracany pod dnem podziałowym i w ten sposób ogrzewa wypełnione środkiem adsorpcyjnym lejki spustowe i ich rury spustowe. Część fluidu może byó jednak wprowadzana do komory reakcyjnej również od dołu przez lejki spustowe środka adsorpcyjnego. Działanie wprowadzonej w przybliżeniu w przeciwprądzie części przeznaczonego do oczyszczenia fluidu odpowiada cząstkowemu strumieniowi fluidu, wprowadzanemu lub wyprowadzanemu od strony głowicy, tzn. znajdująca się w lejkach od strony spustowej ilość środka adsorpcyjnego bierze bezpośredni udział w adsorpcji, tak, że również mała pozostałość jeszcze nie zanieczyszczonych zlarn może być całkowicie wyko rzystana przed jej odprowadzeniem.

Ponieważ przy użyciu zgodnego z wynalazkiem sposobu możliwe jest osobne wydzielenie różnorodnych szkodliwych substancji w różnych pionowych warstwach środka adsorpcyjnego lub następujących jeden za drugim stopni reaktora, to zgodny z wynalazkiem sposób nadaje się zwłasz cza do kompleksowego oczyszczania gazów spalinowych w urządzeniach do spalania śmieci, w których powstają w typowy sposób silnie zróżnicowane szkodliwe substancje. Wynalazek umożliwia wydzielenie silnie zróżnicowanych składników w zasadniczo jednolitym sposobie z zastosowaniem bezpośredniego sterowania.

Zalecany przykład wykonania zgodnego z wynalazkiem urządzenia, które łączy w sobie zalety wyjątkowo zwartej budowy i optymalnej podatności na regulację powierzchni napływowych i prędkości fluidu w poszczególnych warstwach adsorpcyjnych, wyróżnia się zgodnie z wynalazkiem tym, że w cylindrycznej obudowie umieszczone są koncentrycznie przynajmniej dwie pierścieniowe komory reakcyjne, że obie komory reakcyjne są szeregowo podłączone do strumienia fluidu i że powierzchnia napływowa pierwszej dla strumienia fluidu komory pierścieniowej jest większa niż analogiczna powierzchnia drugiej komory pierścieniowej. Przy umieszczeniu przynajmniej dwóch komór pierścieniowych jedna w drugiej otrzymuje się zarówno zwartą budowę, jak również krótką drogę przepływu. Wielkość cylindrycznych zazwyczaj powierzchni napływowych daje się łatwo regulować poprzez odpowiedni wymiar promieni. Równomierny przepływ w przynajmniej dwóch komorach pierścieniowych daje się osiągnąć poprzez promieniowe przepływanie komór pierścieniowych ewentualnie pierścieniowych złóż środka adsorpcyjnego.

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie adsorpcyjne w przekroju wzdłużnym, fig. 2 - urządzenie adsorpcyjne w przekroju wzdłuż linii II - II na fig. 1, fig. 3 - urządzenie adsorpcyjne w innym przykładzie wykonania, fig. 4 - urządzenie adsorpcyjne jeszcze w innym przykładzie wykonania, w przekroju wzdłużnym, fig. 5 - urządzenie adsorpcyjne w przekroju wzdłuż linii V - V na fig. 4.

Przedstawiony na figurach 1 i 2 w przekroju pionowym i poziomym adsorber 1 ma wlot 2 gazu surowego i wylot gazu oczyszczonego 3. Między wlotem i wylotem fluid przepływa przez pierw szy stopień reaktora 4 i drugi stopień reaktora, który jest podzielony na dwie, połączone równolegle, komory reakcyjne 5a i 5b (fig. 2).

160 703

Pierwszy stopień reaktora 4 ma prostokątną w przekroju komorę reakcyjną 14, która w czasie pracy jest napełniana złożem zasypowym z grudkowego lub ziarnistego środka adsorpcyjnego. Komora reakcyjna 14 jest ograniczona przez rozciągającą się na całą wysokość komory przesłonę 15, a od strony wylotu przez rozciągającą się na ograniczonej wysokości przesłonę 16. Zasyp środka adsorpcyjnego następuje z nasadzonego na komorę reakcyjną 14 zasobnika 7 przez dno podziałowe 8 od strony głowicy. Dno podziaoowe składa się z równomiernej w przedstawionym przykładzie wykonania siatki ułożonych obok siebie i jeden za drugim w rzędach i kolumnach kwadratowych lejków zasypowych 18, z którymi łączą się wchodzące do komory reakcyjnej 14 rury zasypowe 19.

Dno pośrednie 8a jest zamontowane w przybliżeniu w połowie wysokości komary reakcyjnej 14. Służy ono przede wszystkim do zmniejszenia nacisków przy wysokich złożach adsorbentów i ma w przedstaw^nym przykładzie wykonania ten sam kształt i ustawienie (siatka l^ków zasypowych 18a i rur zasypowych 19a i odcinków ograniczających 30a), co dno podzitłowe 8. Równ^ż prowadzenie fluidu przez stożek zasypowy poniżej dna pośredniego 8a odpowiada prowadzeniu w obszarze głowicy. Wstawienie jednego lub kilku den pośrednich 8a do komory reakcyjnej nie jest konieczne, ale często celowe.

Dno spustowe 9 jest podobnie do dna podziałiwego 8 wykonane z siatki umieszczonych obok siebie i jeden za drugim leków spustowych. Z lejkami spustowymi 20 łączy się rury spustowe 21 twetiualnie 22. Rury spustowe 21 są zamykane za pomocą elementów zamykkaących, np. klap lub suwaków 23, a rury spustowe 22 przez elementy zamykające 24.

W celu odprowadzenia mteeiału zasypowego z komory reakcyjnej 14 elementy zamykające 23, 24 są uruchamiane w znany sposób. Rury spustowe uchodzą do różnych pojemników zbiorczych 25 ewen^e^ie 26, z których zanieczyszczony wydzielonymi substancjami szkodlwymi środek adsurpcyjny może być za pomocą odpowiednich środków transporoowych - tutaj przedstawionych jako śiuza bębnowa - przesyłany do dalszej przeróbki.

Odpowwadająca rzędowi 18' leków zasypowych od strony wlotu i oipowiednio do tego również odpowiadająca lekoom spu^ONym 20 warstwa zasypowa jest zazwyczaj oddzielana odpowiednią przesłoną 17 eweeiualiit innymi elementami prowadzącymi od pozostałej kolumny zasypowej (fig. 3), tak, że warstwa adsorpcyjna 40 daje się prowadzić osobno mędzy przesłoną wlotową i ścianą podziaŁ^wą 17 poprzez łipoNiednie lejki spustowe 20, rury spustowe 21, pojemnik zbiorczy 25 i urządzenie tΓanspłrłowe 27. To samo ma miejsce oczywiście dla warstw zasypowych 41 po stronie odpływowej ściany podziałowej 17.

Wot z gazu surowego rozciąga się na cały w^imar wysokości komory reakcyjnej 14, a mianowcie do obszaru lejków zasypowych 18 i rur zasypowych 19. Fluid może w związku z tym do złoża środka aborpcyjnego zarówno z boku przez przesłonę 15, jak też między rurami zasypowymi 19 od góry przez stożek zasypowy 37, co wynika ze strzałek A, zaznaczonych na fig. 1.

Fluid może zatem osiągać wszystkie strefy złoża zasypowego nie tylko przy złożu wędrującym, lecz również przy złożu stałym. W związku z tym praktycznie wszystkie cząstki biorą udział w reakcji w ten sam sposób.

Od strony wylotu między najwyższą warstwą (stożek zasypowy 37) i górnym końcem przesłony 16 od strony odpływowej przewidziany jest odcinek ograniczający w postaci zan^knętej ściany 30, która zapobiega bocznym przep^aom fluddu z góry bezpośrednio do kanału wylot owego 31.

Kanał wylotowy 31 przechodzi w poziomy odcinek kanału 32, który biegnie pod dnem spustowym 9. Opuusczający komorę reakcyjną 14 przez kanał wylotowy 31 wstępnie oczyszczony fluid omywa w odcinku kanału 32 lejki spustowe 20 i rury spustowe 21, 22 i ogrzewa przy tym znajdujący się w tych elementach środek adsorpcyjny o tyle, że zostaje skutecznie zahamowana kondensacja. Fluid jest kiełowaik z odcinka kanału 32 ku górze do obszaru wotu fluddu 35a i 35b dla komór 5a i 5b drugiego stopnia reaktora (fig. 2). Rozkłao fluddu w obu kom^irach 5a i 5b odpowiada zasadniczo opisanemu poprzednio rozkładowi flunlu na przesłonie 15 od strony wlotu i

160 703 stożkach zasypowych 37 pierwszego stopnia reaktora 4 od strony głowicy. Również w obu komorach 5a i 5b umieszczone są siatkowo lejki zasypowe i spustowe, aby zapewnić równomierny udział środka adsorpcyjnego w całej przestrzeni wewwnttznej komór 5a i 5b. Spust zanieczyszczonego środka adsorpcyjnego zachodzi zatem z reguły poprzez wszystkie lejki spustowe i rury spustowe drugiego stopnia reaktora 5a i 5b. Również kanały wylotowe 36a i 36b maję w obszarze przesłony obu kom^^ reakcyjnych 5a i 5b od strony odpływowej kształt odpowwadający kanałowi wyloo^emu 31, tak, że również w komarach 5a i 5b jest zapewniony przepływ poprzeczny fluidu na dużej powńerzchni. Oba kanały 36a i 36b łączą się zgodnie z przedstawieniem na f i g. 2 w wylot gazu oczyszczonego 3.

Oba stopnie reaktora 4 i 5 są umieszczone obok siebie, przy czym drugi stopień reaktora jest podzielony na dwie komory cząstkowe 5a i 5b. Ta kombinacja łączy zalety zwaatej budowy z dobrym wykorzystaniem i obciążeniem środka adsorpcyjnego oraz możliwością łasego sterowania frontami adsooppći·

Odcinek kanału 32 mole być między innymi tak szeroki, że będzie obejmował całą szerokość trzech, umieszczonych obok siebie komór reakcyjnych 5a, 4 i 5b i w ten sposób ogrzewał również rury spustowe komór 5a i 5b.

Jak widać na fig. 1 i 3, reduktor NHj jest wtryskiwany w miejscu przegięcia między kanałem wylooowym 31 i poziomym odcink^^m kanału 32. Oczzwńście możliwe są również inne miejsca zasypywania lub ładowania aktywnego koksu na bazie węgla kamiennego w komorach 5a i 5b. Również odnośnie kształtu i wymiarów poszczególnych lejków 18 i 20 przedmiot wynalazku nie podlega specjannym ograniczeniom. Przedstawiony kwadratowy lub prostokątny kształt przekroju zapewnia wykorzystanie powierzchni przekroju na szczególnie dużym obszarze przy rozkładzie maaeeiału zasypowego i korzystną mechanikę zasypywania. Możliwe są jednak przy zachowaniu zalet wynalazku inne kształty.

Często powńerzchnie napływowe obu stopni reaktora mają celowo zróżnccowaną wielkość, w szczególności powńerzchnia napływowa pierwszego stopnia 4 jest większa niż drugiego stopnia 5, aby osiągnąć dopasowaną do maaeeiału zasypowego i zdolności adsorpcji prędkość przepływu fluidu. Specżalnie w celu zwiększenia powierzchni napływowej pierwszy stopień reaktora może zamiast drugiego stopnia reaktora być podzielony na m.e równoległe komory częściowe. Prowadzenie fluuJu jest wówczas odwrotne względem przedstawionego na fig. 2.

W oddzielnych dla wszystkich komór 5a, 4 i 5b pojemnikach zbiorczych znajduje się nowy mateeiał zasypowy do wymiany zużytego środka adsorpcyjnego. Istotne jest, aby podczas adsorpcji wysoko toksycznych substancji i mnnej agresywnych mediów następowało rozdzielenie zanieczyszczonego środka adsorpcyjnego. Zachodzi to w opisanym układzie po prostu w ten sposób, że warstwy środka adsorpcyjnego olpowneinio do różnych frontów adsorpcżi są odprowadzane do oddlielnych pojemników zbiorczych 25 i 26 (ewentualnie do pojemników zbiorczych komór 5a i 5b) i stamtąd transportowane dalej. Tego typu różnorodne warstwy adsorpcyjne 40 i 41 przedstawione są na fig. 3. W warstwie adsorpcyjnej 40 od strony wlotu może ppzyktadonż być tlsżΓbonaia większa część metli ciężkich, w szczególności Hg, i odprowadzana przez rurę spustową 21 i pojemnik zbiorczy 25.

.Przedstawiony na f i g. 3 przykład wykonania różni się jednak od przykładu wykonania we dług fig. 1 również tym, że dno podziab^je 8 jest ustawione wznosząco od strony wlotu do strony wylotu strumienia reaktora 1. Dzięki temu odcinek ograniczający 30’ przy pozostałym kształcie adsorbera 1 może zostać przedłużony. Przekrój zgoónie z fig. 2 jest słuszny również dla przykładu wykonania według fig. 3.

Wot 2 gazu surowego może jednak sięgać również poniżej dna spustowego 9, przy czym wówczas w lejkach spustowych 20 wykonane są oIpowwedrne otwory do wnętrza komory reakcyjnej 14, przez które to otwory wchodzi gaz surowy, ale ziarnisty środek adsorpcyjny nie może wchodzić

160 703 do rozdzielczego wlotu fluidu. Przy wykonaniu dna spustowego 9 jako dna napływowego również w tylnej ścianie bezpośrednio powyżej dna 9 musi być przewidziany odpowiadający ścianie 30 odcinek ograniczający, aby wyeliminować przepływ boczny fluidu do kanału wylotowego 31.

Nadmuch 38 jest wraz z przewodem łączącym umieszczony między większym pojemnikiem zbiorczym 26 i odcinkiem kanału 32 i służy do tego, aby na początku spuszczania adsorbenta wyeliminować ewentualne zapieczenia w poszczególnych lejkach lub w rurach odprowadzających za pomucą sztucznie wymuszonego przepływu przez zasysanie gazu.

Na fig. 4 i 5 przedstawiona jest zalecana postać wykonania dwustopniowego reaktora 10, którego istotne składniki są wbudowane w cylindryczną obudowę reaktora 11. W obudowie 11 umiesz czone są dwie włożone koncentrycznie jedna w drugą pierścieniowe komory reakcyjne 44 i 45. Komory pierścieniowe 44 i 45 są w opisanym przykładzie wykonania napełnione różnymi środkami adsorbującymi, przykładowo zewnętrzna komora pierścieniowa 44 koksem do pieców płomiennych i wewnętrzna komora pierścieniowa grudkowym koksem aktywnym na bazie węgla kamiennego. Odpowiednio do tego zewnętrzna komora pierścieniowa 44 służy do oddzielania lepiej adsorbowalnych substancji szkodliwych (odpowiednio do pierwszego stopnia 4 opisanego uprzednio przykładu wykonania), a wewnętrzna komora pierścieniowa 45 do redukcji Ν0_χ odpowiednio do komór 5 opisanego poprzednio przykładu wykonania. Pierwsza i druga komora pierścieniowa 44 i 45 są otoczone pierś cieniowymi kanałami wylotu fluidu 46 i 47. Wlot fluidu 48 stanowi kanał pierścieniowy, który jest umieszczony na ułożonym promieniowo wewnątrz, boku komory pierścieniowej 44. Wlot fluidu ułożonego wewnątrz drugiego stopnia reaktora 45 stanowi kanał centralny 49, który biegnie wzdłuż osi centralnej 50 reaktora 10. Pierścieniowy wlot fluidu 48 pierwszego stopnia reaktora 44 i pierścieniowy wylot fluidu 47 drugiego stopnia reaktora 45 są oddzielone cylindryczną w tym przypadku ścianą pośrednią 51.

śrubowy kanał wlotowy 52 jest umieszczony w obszarze głowicy obudowy reaktora 11 współosiowo z jej osią centralną 50 i połączony ze służącym jako wlot fluidu pierwszego stopnia reak tora 44 kanałem pierścieniowym 48. W wyniku śrubowego ustawienia kanału wlotowego 52 przeznaczony do oczyszczania i w pewnych okolicznościach zanieczyszczony cząstkami stałymi i/lub kroplami wody fluid otrzymuje dość silne zawirowanie, które wypycha cząstki ewentualnie kropelki o większym ciężarze na zewnątrz do obszaru nad stożkami zasypowymi 37 i między lejki zasypowe ewentualnie rury zasypowe 18, 19 pierwszego stopnia reaktora. Wykonanie i ustawienie lejków zasypowych i spustowych oraz wprowadzanie fluidu do obu stopni reaktora 44 i 45 odpowiadają warunkom, objaśnionym za pomocą figur 1 do 3. Uwarunkowane kołowym ustawieniem i podziałem den podziałowych 8 i den spustowych 9 lejki 18 ewentualnie 20 mają zalecany kształt trapezowy, jak to widać na lewej połowie fig. 5.

Również wykonanie przesłon lub innych elementów podziałowych do ograniczenia komór reakcyjnych 44 ewentualnie 45 może odpowiadać wykonaniu tych elementów w opisanym uprzednio przykładzie wykonania, przy czym ściany podziałowe 55 i 56 (ewentualnie 65 i 66) po stronie napływowej i odpływowej mają odpowiednio do przekroju komory kształt, zbliżony do pierścienia kołowego poprzez właściwy podział na segmenty.

Jak wspomni ano uprzednio, nieoczyszczony f1u id wchodzi do obudowy reaktora 41 przez poddawany zawirowaniom kanał wlotowy 52, osiąga przeważnie cylmdyyczne powierzchnie napływowe w obszarze elementów podziałowych 55, przechodzi przez pierścieniowy pierwszy stopień reaktora 44, wchodzi po ich stronie odpływowej poprzez elementy podziaot^we 56 od strony odpływowej do zewnętrznego kanału pleΓścinnłowego 46, jest zaginany do dołu do kołowej komory przepływowej 53 i stamtąd płynie wzdłuż pronenia do wewnątrz w kierunku centralnego wlotu fluidu 49 drugiego stopnia reaktora 45. U kołowej komorze przepływowej 53 f1 u id onywa lejki spustowe 20 i rury spustowe 22 podobnie, jak w uprzednio opisanym przykładzie wykonania.

W centrannym wlocie fiu ndu 49 uKO^iony od szybciej adsorbowanych szkodliwych substannji, tzn. częściowo oczyszczony fluid zostaje rozłożony w^cdłuż osi i płynie stamtąd zgodnie ze

160 703 strzałkami w obiegu kołowym ewentualnie między rurami zasypowymi 19 od góry do pierścienia zasypowego drugiego stopnia reaktora 45. Elementy podziałowe 65 oddzielają pierścień zasypowy 45 od strony wlotu, a elementy podziałowe 66 od strony wylotu od graniczących z nimi kanałów fluidowych 49 ewentualnie 47. Kanał fluidowy 47 uchodzi od strony wylotu w części głowicowej do lejka spustowego 59, skąd czysty gaz może być kierowany do umieszczonego centralnie komina 60.

Odpowiadająca elementom podziałowym 55 powierzchnia napływowa pierwszego stopnia reaktora jest odnośnie promieni nieco większa niż powierzchnia napływowa 65 drugiego stopnia reaktora 45. Odpowiednio do tego prędkość przepływu fluidu w pierwszej komorze pierścieniowej jest mniejsza w porównaniu z prędkością w drugiej komorze pierścieniowej 45. Jest to również pożądane, zwłaszcza przy użyciu zróżnicowanych środków adsorpcyjnych w obu komorach pierścieniowych 44 i 45.

Nad pierścieniowymi dnami zasypowymi 8 umieszczone są pierścieniowe zasobniki 61 ewentualnie 62. W lub nad wewnętrznym zasobnikiem 62 umieszczone jest napędzane silnikiem urządzenie rozdzielcze w postaci obrotowego zabieraka 63. Obrotowy zabierak 63 wyrównuje poziom znajdującego się w komorze pierścieniowej 62 materiału zasypowego również przy zasypywaniu pojedyńczymi stałymi kawałkami materiału zasypowego 64.

Przyporządkowany pierwszemu stopniowi reaktora 44 zasobnik 61 jest za pomocą platformy szynowej 67 załadowywany poprzez rozmieszczone kołowo wokół osi centralnej 50 otwory wierzchnie 68. Platforma biegnie po koncentrycznym względem osi centralnej 50 wieńcu szynowym 69. Zazwyczaj platforma jest wyposażona w środki do hermetycznego załadowywania otworów napełniających 68, zamykaną hermetycznie komorę załadunkową oraz nadmuch do zasilania ciśnieniem komory załadunkowej. W tym wykonaniu panujące w komorze reakcyjnej 44 i w związku z tym również w zasobniku 61 nadciśnienie może być kompensowane tak, że spaliny nie mogą się przedostawać na platformę i stamtąd do atmosfery.

Przedmiot wynalazku nie jest ograniczony do przedstawionych przykładów wykonania. W ramach wynalazku jest zatem możliwe, aby pracować na pojedyńczej warstwie adsorpcyjnej. Również przykładowo na fig. 1 może zostać odwrócony kierunek przepływu fluidu, taż, że surowy gaz wchodzi przez wylot 3 do adsorbera 1 i opuszcza ten ostatni poprzez wlot 2. Od strony głowicy następuje wówczad wyjście gazu surowego z warstwy adsorpcyjnej.

160 703

Fig. 5

160 703

Zakład Wydawnictw UPRP. Nakład 90egz. Cena 10 000 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wydzielania niepożądanych składników z fluidu, w szczególności gazów spalinowych; w drodze adsorpcji na grudkowym lub ziarnistym środku adsorpcyjnym, przy czym przeznaczone do obrdbki spaliny przepuszcza się przez co najmniej jedną wypełnioną środkiem adsorpcyjnym komorę reakcyjną i prowadzi się je przez co najmniej jedną warstwę adsorpcyjną, znamienny tym, że środek adsorpcyjny wprowadza się do komory reakcyjnej i doprowadza się z niej poprzez wiele rozłożonych siatkowo, oddzielnych lejków zasypowych i spustowych i że fluid prowadzi się przez komorę reakcyjną częściowo z boku poprzecznie do warstwy adsorpcyjnej i częściowo pionowo tak, że środek adsorpcyjny we wszystkich strefach komory reakcyjnej bierze jednakowy udział w adsorpcji.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że fluid wprowadza się do komory reakcyjnej częściowo od góry.
3. Sposób według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że różnorodne niepożądane składniki fluidu jak Hg, SOj, HC1 i NO wydziela się w różnych warstwach adsorpcyjnych i odprowadza się je z komory reakcyjnej w oddzielnych strumieniach.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że w co najmniej dwóch różnych warstwach adsorpcyjnych stosuje się różnorodne środki adsorpcyjne, korzystnie koks do pieców płomiennych lub koks aktywny na bazie węgla kamiennego.

3. Sposób według zastrz. 4, znamienny tyrn, że fluid przepuszcza się przez co najmniej dwie różne warstwy adsorpcyjne z różnymi prędkościami przepływu.
6. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że ten sam strumień fluidu prowadzi się kolejno przez warstwy adsorpcyjne, a prędkości przepływu reguluje się przez wymiary odpowiadających warstwom adsorpcyjnym powierzchni napływowych.
7. Sposób według zastrz. 3 albo 6, znamienny tym, że odprowadzane w wymienionych warstwach środki adsorpcyjne poddaje się różnorodnym etapom dalszej przeróbki.
8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że komorę reakcyjną napełnia się i opróżnia etapowo i że obróbkę fluidu przeprowadza się w co najmniej jednym złożu stałym.
9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że lejki spustowe i/lub rury spustowe, dołączone do nich, przepłukuje się i ogrzewa fluidem.
10. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w pierwszej warstwie adsorpcyj nej wydziela się metale ciężkie, w drugiej warstwie adsorpcyjnej wydziela się lekko adsorbowalne składniki gazowe, jak SOj i HC1 i że fluid na zakończenie w następnym stopniu reaktora poddaje się redukcji Ν0_χ.
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że część fluidu wprowadza się do komory reakcyjnej od dołu przez lejki spustowe środka adsorpcyjnego.
12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się go do oczyszczania spalin w urządzeniach do spalania śmieci.
13. Urządzenie do wydzielania niepożądanych składników z fluidu, w szczególności gazów spalinowych, z zawierającym co najmniej jedną komorę reakcyjną reaktorem, który posiada od strony głowicy elementy zasypowe i od strony podstawy lejkowe elementy spustowe do zasypywania i spusz czania grudkowego lub ziarnistego środka adsorpcyjnego, znamienne tym, że elementy zasypowe utworzone są z siatki wielu umieszczonych obok siebie i jeden za drugim lejków zasypowych (18), a elementy spustowe z innej siatki umieszczonych obok siebie i jeden za drugim lejków spustowych (20) i że co najmniej z jednego boku, jak również w obszarze głowicy komory reakcyjnej (14) wykonane są przeloty dla fluidu.
14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tyi,, że komora reakcyjna (14) jest podzielona przez co najmniej jeden rząd elementów podziałowych (17, 16) na co najmniej dwa

160 703 przebiegające w istocie pionowo i poprzecznie względem kierunku przepływu fluidu oddziały reaktora (4) i że każdy przedział reaktora posiada wiele lejków zasypowych i spustowych (20) z uruchamianymi oddzielnie urządzeniami zamykającymi i/lub dozującymi (23, 27 i 24, 28).
15. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że elementy podziałowe (17, 16) wykonane są jako przesłony (16) lub przesłony podwójne (17).
16. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że co najmniej dwie oddzielne komory reakcyjne (4, 5a, 5b; 40, 41), które są napełniane lub opróżniane ze środka adsorpcyj nego niezależnie od siebie, są umieszczone przestrzennie obok siebie, a dla przepływu strumienia fluidu ustawione jedna za drugą.
17. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że lejki spustowe (20) i/lub dołączone do nich rury spustowe (21, 22) są ustawione w kanale przepływowym (32) przeznaczonym do oczyszczania fluidu.
18. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że kanał spalinowy (32) jest dołączony do wylotu spalin (31) stopnia reaktora (4) i jest w ten sposób umieszczony pod jego dnem (9), że lejki spustowe (20) i rury spustowe (21, 22) są przepłukiwane fluidem, jednocześnie je nagrzewającym.
19. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że siatka lejków spustowych (20) dd strnyy oddstawy wyooażżnna jssd w otwory do pzzepływu pzzeznaczneeoo oo cczsszcaania fluidu i że żtwory połączone są z wlotem fluidu (2).
20. Urządzenie według zastrz. 13 albo 19, znamienne tym, że wlot (2) fluidu rozciąga się w przybliżeniu na całej wysokości komory reakcyjnej, podczas gdy wylot (31) fluidu obejmuje jedynie ograniczoną wysokość strony wylotowej reaktora (4) w celu wyeliminowania bocznych przepływów w obszarze głowicy komory reakcyjnej.
21. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że pierwszy stopień reaktora (4) jest obstawiony obustronnie przez dwa drugie stopnie reaktora (5a, 5b) tak, że zawrncnzy pod dnem (9) pierwszego stopnia reaktora strumień fluidu jest dzielony na co najmniej dwa równo ległe strumienie cząstkowe i wprowadzany do obydwu, ustawionych z boku pierwszego stopnia reaktora (4) stopni reaktora (5a, 5b).
22. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że wiele rzędów (18') lejków zasypowych (18) jest, począwszy od wlotu (2) fluidu, ustawionych na stopniowanej wrsokośai.
23. Urządzenie do wydzielania niepożądanych składników z fluidu, w szczególności gazów spalinowych, z zawierającym co najmniej jedną komorę reakcyjną reaktorem, który posiada od strony głowicy elementy zasypowe i od strony podstawy lejkowe elementy spustowe do zasypywania i spuszczania grudkowego i ziatzidtegż środka adsoppayjneg□, znamienne tym, że w cylindrycznej obudowie (41) umieszczone są koncentrycznie co najmniej dwie pierścieniowe komory reakcyjne (44, 45), przy czym obie komory pierścieniowe (44, 45) są w stosunku do strumienia fluidu ustawione szeregowo i że powierzchnie napływowe pierwszej względem strumienia fluidu komory pierścieniowej (44) są większe niż te same powierzchnie drugiej komory pierścieniowej (45).
24. Urządzenie według zas^z. 23, znamienne tym, że komory pierścieniowe (44, 45) są umieszczone koncentrycznie jedna w drugiej.
25. Urządzenie według zidtrz. 23 lub 24, znamienne tym, że powierzchnie napływowe i odpływowe obu komór pierścieniowych (44, 45) są tak ustawione, że komory pierścieniowe są przepływane przez fluid korzystnie promieniowo, zazwyczaj od wewnątrz na zewnątrz.
26. Urządzenie według zidtrz. 25, znamienne tym, że pierwsza i druga komora pierścieniowa (44, 45) jest otoczona pierścieniowymi kanałami wylotu fluidu (46, 47), że wlot fluidu do pierwszej komory pierścieniowej (44) jest wykonany jako kanał pierścieniowy (48) i że wlot fluidu (48) pierwszej komory pierścieniowej i wylot fluidu (47) drugiej komory pierścieniowej (45) są oddzielone cylindryczną ścianką pośrednią (51).

160 703
27. Urządzenie według zastrz. 26 , z n i pierwszej komory pierścieniowej (44) kanał ścianą reaktora.
28. Urządzenie wedłłg zastrz. 23, mienne ty, , te tworząc. wyloe ^^uicłu pierścieniowy (46) jest ograniczony zewnętrzną (58), która łączy wylot flłidł (46)

n n e tym, Ze dna zsypowe (Θ) 18, 20) trapezowo. t y m, Ze nad pierścieniowymi dnami 62) . t y m, że w pierścieniowym zasobni-

znamienne tym, że kołowa komora przepływowa pierwszej komory pierścieniowej (44) z wlotem flłidu (49) drłgiej komory pierścieniowej (45), jest tak łmieszczona pod dnem spłstowym (9), że lejki spustowe (20) i/lub rury spustowe (22) są omywane i ogrzewane płynącym promieniowo z zewnątrz do wewnątrz częściowo oczyszczonym fluidem.
29. Urządzenie według zastrz. 23, znamienne tym, że ma umieszczony w obszarze głowicy obudowy reaktora (41), wokół jego osi centralnej (50), śrubowy kanał wlotowy (52), który jest połączony z wlotem fluidu (47) pierwszej komory pierścieniowej (44).
30. Urządzenie według zastrz. 23 albo 28, znamienne tym, i dna spustowe (9) są wykonane pierścieniowo, a ich lejki (18, 20) trapezowo.
31. Urządzenie według zastrz. 30, znamienne zasypowymi (8) umieszczone są pierścieniowe zasobniki (61,
32. Urządzenie według zastrz. 31, znamienne ku (62) na pokrywającej się z pionową osią obudowy (50) osi obrotu osadzone jest napędzane silnikiem urządzenie rozdzielcze (63).
33. Urządzenie według zastrz. 31, znamienne tym, że w ścianie wierzchniej pierścieniowego zasobnika (61) rozmieszczone są rozłożone w jednakowym odstępie od osi obudowy (50) otwory wsadowe o tym samym kształcie (68) i że wieniec szynowy (69) jest umieszczony w odpowiednim odstępie promieniowym nad ścianą wierzchnią.
34. Urządzenie według zastrz. 33, znamienne tym, że biegnący po wieńcu szynowym (69) pojazd szynowy (67) jest wyposażony w środki do przeważnie hermetycznego załadowywania otworów wsadowych (68), hermetycznie zamykają komorę wsadową i nadmuch do zasilania ciśnieniem komory wsadowej.