CS217642B1 - Způsob odstraňování kysličníku siřičitého z plynů - Google Patents

Abstract

Předmětem vynálezu je způsob odstraňování škodlivého kysličníku siřičitého z průmyslových exhalací na bázi velmi reaktivních vápenatých materiálů, při němž se částice těchto materiálů vystaví účinku kysličníku siřičitého v exhalacích při teplotě vyšší než 750 °C. Jako vápenatý materiál se používá hydroxid vápenatý nebo odpadní vápno z rozkladu karbidu vápníku vodou nebo saturační kaly odpadající při výrobě cukru. Uvedený reaktivní materiál se používá s velikostí částic 0,03 až 6 mm. Účinný kontakt částic sorbentu s horkými spalinami je nejlépe dosažen ve fluidní nebo- tryskající vrstvě nebo rozptýlením částic v reaktoru transportního nebo cyklónového typu.

Description

Vynález se týká způsobu odstraňování škodlivého kysličníku siřičitého z horkých plynů s použitím velmi účinných aditiv.

Se stupněm industrializace je ovzduší stále více zamořováno plynnými škodlivými produkty. Z nich představuje odstraňování kysličníku siřičitého, se svým globálním rozsahem emisí, největší problém. Zdroje exhalací jsou především procesy sloužící k získávání energie, chemické výroby a úprava surovin. Exhalace z velkoprůmyslu, jako jsou tepelné elektrárny, obsahují kysličník siřičitý v nízkých koncentracích, rozptýlený v enormních objemech spalin. Odpadní plyny z chemických provozů obsahují vyšší podíl kysličníku siřičitého a mohou být příčinou lokálního nebezpečného klimatu. Rozmanitost ve zdrojích exhalací vyžaduje různý přístup k jejich odstraňování.

Z řady známých odsiřovacích metod mají tzv. suché procesy zřejmou výhodu v tom, že umožňují zachycovat a separovat kysličník siřičitý v jediné operaci. V literatuře je uvedeno několik regeneračních metod, ve kterých jako přenášeče síry slouží kysličník vápenatý, hořečnatý, měďnatý nebo manganiaitý. Regenerační krok a skuitečnoist, že vlastnosti kysličníků jsou negativně ovlivňovány mechanickými nečistotami, vždy přítomnými ve spalinách, komplikuje a prodražuje odsiřovací proces.

Je známo, že při aplikaci přírodního vápence v jednorázovém procesu odsiřování je proreagování částic a tím i využití kysličníku vápenatého značně nízké. T. Dogu ve své práci Reaction of calcined limestone with SO2, Chem. Eng. J. 21 213 (1981) zjistil maximální konverze CaO v rozmezí 8 až 18 procent. S výjimkou počátečních okamžiků expozice se kysličník siřičitý váže na částice jen zvolna. Uvedené skutečnosti se negativně promítají v neúměrně veliké spotřebě vápence a ve velikém objemu kontaktního zařízení.

Tyto nedostatky odstraňuje způsob odstraňování škodlivého kysličníku siřičitého z průmyslových exhalací na bázi velmi reaktivních vápenatých materiálů podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se částice těchto materiálů vystaví účinku kysličníku siřičitého v exhalacích při teplotě vyšší než 750 °C.

Jako vápenatého materiálu se s výhodou použije hydroxidu vápenatého nebo odpadního vápna vzniklého rozkladem karbidu vápníku vodou nebo- saturačních kalů odpadajících při výrobě cukru.

Částice jsou výhodně kontaktovány exhalalacemi při teplotě 750 až 950 °C, zejména při teplotě 800 až 850 ^CC.

Výhodně se použije částic o velikosti 0,03 až 6 mm.

Výhodou způsobu podle vynálezu je, že je tímto' způsobem možné zachycovat a separovat kysličník siřičitý v jediné operaci v poměrně malém objemu kontaktního zařízení.

Při způsobu podle vynálezu se částice hydroxidu vápenatého nebo částice vápna odpadající při výrobě acetylénu nebo částice saturačních kalů odpadající při výrobě cukru, vystaví účinků plynů obsahujících kysličník siřičitý.

Tento postup je založen na následujících úhrnných reakcích:

Ca(OH]2 + SO2 + % O2 -> CaSOá + H2O (1)

CaCO3 + SO2 + V2 O2 - CaSCU + CO2 (2)

Dále, zvláště při nižších teplotách, se mohou v jisté míře uplatnit reakce:

Mg (OH) 2¹ + ŠO2 + Ví O2 - MgSCU + H2O (3)

MgCO3 + SO2 + V2 O2 -> MgSOí + CO2 (4)

Při správně zvolených reakčních podipínkách se uplatní vysoká reaktivita uvedených vápenatých materiálů. Částice reagují s kysličníkem siřičitým velice rychle i v pokročilých stadiích siulfiaiace, kdy jíž téměř všechen kysličník zreagoval na síran. Pro odstranění 85 až 95% kysličníku siřičitého ze spalin o objemové koncentraci 0,29 % SO2 stačí stechiometrické množství uvedených vápenatých materiálů.

Způsob odstraňování škodlivého kysličníku siřičitého jeho vázáním na hydroxid vápenatý nebo na vápenaté materiály, které jsou odpadem průmyslových výrob, využívá experimentálně zjištěné vysoké reaktivity a veliké sorpční kapacity těchto aditiv při teplotách vyšších než 750 °C.

Komerční hydroxid vápenatý se přídavkem vody uvede do těstovité konzistence a protlačením přes hrubé síto se připraví drobné válečky. Ty se po usušení rozdrtí na nepravidelné částice o velikosti 0,03 až 6 mm. Odpadní materiály se po vysušení také nadrtí na velikost 0,03 až 6 mm.

Teplota spalin se udržuje v rozmezí 750 až 950 °C, optimální teplota je 800 až 850 °C. Objemové složení spalin je v následujících mezích:

0,05 až 20 % kysličníku siřičitého, až 20 % kyslíku, až 20 % vodní páry.

Podle požadavků na použitelnost sulfatovaného produktu jsou nebo nejsou spaliny zbavovány mechanických nečistot.

Účinný kontakt částic sorbentú s horkými spalinami je realizován ve fluidní nebo tryskající vrstvě nebo rozptýlení částic v reaktoru transportního nebo cyklónového typu. Příklad

Spaliny vycházející z teplárenského zařízení o teplotě 820 ± 20 °C obsahující 0,3 %

217 objemu SO2 se uvádějí do spodní části vysokoteplotního reaktoru s fluidní vrstvou. Do ireiakitorju j|sioiu .uváděny čáfeťiíce hydroxidu vápenatého o velikosti 0,2 až 1,5 mm takovou rychlostí, aby stechiometrický přebytek kysličníku vápenatého vůči průtoku kysličníku siřičitého ve spalinách byl 1 až 1,1. Průchodem sípialiin fluidní vrstvou se .odstraní 85 až 95 % kysličníku siřičitého. Zreagované částice se odvádějí přepadem a jsou odváženy na skládku nebo dále zpracovány. Spaliny zbavené škodlivého kysličníku siřičitého se vedou přes odlučovač jemných podílů a po zužitkování jejich tepelného obsahu jsou vypouštěny do atmosféry.

Claims (4)

1. Způsob odstraňování škodlivého kysličníku siřičitého z průmyslových exhalací na bázi velmi reaktivních vápenatých materiálů, vyzjnačeiný tím, že ise částice těchto materiálů vystaví účinku kysličníku siřičitého v exhalacích při teplotě vyšší než 750 °C.

2. Způsob podle bodu 1 vyznačený tím, že se jako vápenatého materiálu použije hydroxidu vápenatého nebo odpadního vápna vzniklého rozkladem karbidu vápníku vovynalezu dou nebo saturačních kalů odpadajících při výrobě cukru.

3. Způsob podle bodů 1 a 2 vyznačený tím, že částice se kontaktují exhalacemi při teplotě 750 až 950 °C, s výhodou 800 až 850^c Celsia.

4. Způsob podle bodů 1 až 3 vyznačený tím, že se použije částic o velikosti 0,03 až 6 mm.