CS207867B1 - Způsob snižování obsahu síry ve spalinách a odplynech sorpcí na bazických sorbentech - Google Patents

Description

(54) Způsob snižování obsahu síry ve spalinách a odplynech sorpcí na bazických sorbentech

Vynález se týká způsobu snižování obsahu síry ve spalinách a odplynech sorpcí na bazických sorbentech, vhodného pro použití v rotačním bubnovém adsorbéru nebo fluidnírn reaktoru.

Dosavadní suché metody odsiřování spalin s obsahem oxidů síry jsou založeny na jejich reakci s oxidy alkalických zemin, které vznikají termickým rozkladem příslušných uhličitanů — většinou vápenců nebo dolomitů — při teplotách nad 500 °C přímo ve spalovacím prostoru. Dosavadní zkušenosti ukázaly, že při dávkování uhličitanů do spalovacího prostoru docházelo k zanášení zadních tahů a výměnných ploch.

Při užití fluidního absorbéru, který by byl umístěn za kotlem do prostoru s teplotou nad hranicí termického rozkladu uhličitanů, by tato obtíž odpadla, nicméně odběrem spalin o žádané, relativně již vysoké teplotě, by se významně snížila účinnost stávajících kotlů a tím nepříznivě ovlivnily náklady na výrobu elektrické energie. Nadto nelze absorbér tohoto typu snadno k stávajícím kotlům připojit.

Metoda fluidního ohniště s odsiřováním elegantně spojuje proces hoření a vázání oxidů síry basickými tuhými médii. Není však použitelná u stávajících kotlů, neboť realiza2 ce procesu spalování paliva je principiálně odlišná. Tato metoda tedy předpokládá hluboké přebudování stávajících kotlů a tedy rozsáhlé investiční náklady.

Metody založené na mokrých absorpčních procesech stále narážejí na potíže při likvidaci značných objemů kapalných a pastovitých odpadů, které mohou být při ukládání zdrojem znečištění povrchových i spodních vod a jejichž eventuální další ekonomicky přijatelná exploatace je problematická.

Nedostatky popsaných metod odstraňuje způsob snižování obsahu síry ve spalinách a odplynech sorbcí na bázických sorbentech podle vynálezu, jehož podstatou je, že se obnovuje aktivní povrch sorbentu, jako jsou uhličitany nebo oxidy kovů alkalických zemin, basické strusky a horniny, vzájemnými pohyby částic sorbentu mezi sebou, případně otěrem částicemi tvrdého inertního materiálu, tvořeného například křemenem, čedičem nebo sklem, a to pohyby způsobenými mechanickým mícháním nebo proudícím plynem, při teplotách v rozmezí 110° až 500 C.

Tento způsob řeší i obtíže spojené se zajištěním prakticky kvantitativní reakce mezi bázickou tuhou fází a oxidy síry, a to i při teplotách běžných za kotlem, které jsou způsobeny jednak nízkými rychlostmi difúze plynných oxidů síry do zrn odsiřovacích hmot, jednak inaktivaci povrchu zrn produktem dané reakce, který brání pronikání oxidů síry do hlubších vrstev pod povrchem zrn.

U způsobu podle vynálezu dochází otěrem částeček sorbentů mezi sebou, případně mezi částicemi tvrdší hmoty inertního charakteru, která působí na sorbent jako mechanicky rozpojovací činitel k odstranění inaktivující vrstvy siřičitanu a síranu z povrchu aktivní látky. Takto se sorbující složka s relativně malým povrchem neustále aktivuje a zároveň odchází využitá část společně s ostatním tuhým úletem, například popílkem do odlučovačů. Zde ji lze zachytit a dále zpracovat výhodně na lehčené stavební hmoty, nebo vhodně společně deponovat. Promícháváním reakční směsi, ať již mechanicky nebo proudícími spalinami nebo kombinací obou, dochází k potlačení nežádoucího vlivu pomalé difúze oxidů síry k povrchu odsiřovací látky.

Tímto způsobem — zajištěním otěru — lze prakticky zcela využít zvoleného sorbentů a přitom se dosáhne více než 90°/oního účinného odsiření spalin a odplynů.

Způsob podle vynálezu blíže objasní dále uvedené příklady, které neomezují jeho rozsah, při nichž však pro názornost je použito zařízení schematicky znázorněné na obr. 1 a 2.

Příklad 1

Odsiřování spalin v mechanickém rotačním bubnu pomocí uhličitanu vápenatého se provádí v zařízení podle obr. 1, kde vstupem 1 vstupují spaliny s obsahem oxidů síry. Do bubnu 2 se násypkou 3 přidává vápenec s kamenivem. Zde se sorpcí na povrchu vápence zachytí oxidy síry. Povrch vápence se obnovuje otěrem a jemné frakce adsorbentu, kameniva, případně tuhého úletu ze spalovacího procesu odcházejí se vzdušinou do odlučovače 4 jako je například mechanický vírový odlučovač, látkový filtr nebo elektrický odlučovač, kde se zachytí s danou účinností. Vzdušnina zbavena prachových částic a více než 90 % oxidů síry je pak vháněna ventilátorem 5 do komínu 6 a vypouštěna do ovzduší. Tento způsob odsiřování byl vyzkoušen na bubnové sušárně obalovny rtuti, kde ve vstupu 1 byl umístěn mazutdvý hořák. V bubnu 2 bylo sušeno kamenivo s vápencem. Ve spalinách, odcházejících do komínu 6, byl obsah veškerých oxidů síry stanoven chemickou analýzou v množství 0,001 až 0,005 %, což při 3% obsahu síry v mazutu, běžných spalovacích podmínkách a přebytku vzduchu M=3 až 5 odpovídá v průměru asi 90 % záchytu oxidů síry.

Příklad 2

Odsiřování spalin z elektrárenského kotle, v němž je spalováno tuhé nebo kapalné palivo s obsahem síry pomocí fluidního adsorbéru se provádí na zařízení znázorněném na obr. 2.

Spaliny z kotle 7 odcházejí do spodní části fluidního reaktoru 8, do nějž se přívodním potrubím 9 přivádí adsorbens, případně s přídavkem inertního tvrdého rozdružovacího materiálu například kysličník vápenatý s přídavkem křemenného písku. Odsířené spaliny spolu s úletem popílku a využitého adsorbentu odcházejí do elektrického odlučovače 10, kde se tuhý podíl účinně zachytí.

Spaliny zbavené z více než 90 % oxidů síry i tuhých podílů to je popílku, využitého adsorbentu, otěru Inertní rozdružovací hmoty a podobně, jsou vháněny ventilátorem 11 do komínu 12 a jím do volné atmosféry.

Způsobu podle vynálezu je možno využít ke snižování obsahu síry ve spalinách a odplynech — například v obalovnách drti z kameniva, při úpravě spalin z elektrárenských kotlů a podobně.

Claims (1)

1. Předmět vynálezu

   Způsob snižování obsahu síry ve spalinách a odplynech sorpcí na básických sorhentech, vyznačující se tím, že se obnovuje aktivní povrch sorbentu jako jsou uhličitany nebo oxidy kovů alkalických zemin, básické strusky a horniny, vzájemnými pohyby částic sorbentu mezi sebou, případně otěrem částicemi tvrdého inertního materiálu tvořeného například křemenem, čedičem nebo sklem, a to pohyby způsobenými mechanickým mícháním nebo proudícím plynem, při teplotách v rozmezí 110 až 500 °C.