CS223916B1 - Aktivované aditivum pro odsiřování plynů a způsob jeho přípravy - Google Patents

Description

Vynález se týká aktivovaného aditiva, používaného pro odsiřování plynů suchými metodami, a způspbu jeho přípravy.

Známé způsoby odstraňování oxidů síry z plynů lze v zásadě rozdělit do dvou skupin, a to na metody mokré a metody suché. Při mokrých metodách se oxidy síry, unášené proudem plynu, uvádějí do styku s vypírací kapalinou nebo suspenzí. Provozně používané prací kapaliny nebo suspenze obsahují s výhodou sloučeniny kovů alkalických zemin ve formě oxidů, hydroxidů, uhličitanů, případně hydrouhličitanů. Nejrozšířenější jsou mokré metody na bázi vápníku, vzhledem k poměrně nízkým cenám suroviny. Mokré odsiřovací metody lze provozovat likvidačně, kdy reakční produkty jsou deponovány jako odpad, nebo regeneračně, s cílem vázat síru ze spalin do ekonomicky využitelné formy. Likvidační způsob je nejjednodušší, v praxi je však omezen na použití vápna nebo vápence jako neutralizační přísady.

Umožňuje při vypírce současně odstranit i popílek, vyžaduje však značné množství vápna nebo vápence a klade velké nároky na plochu při deponii odpadů. Regenerativní pochody mokrého odsiřování jsou vesměs technologicky složitější, umožňují však zpětné získání oxidu siřičitého z reakčních zplodin a jeho zpracování na kyselinu sírovou, nebo na elementární síru. Úpravou podmínek, tj. přidáním rozpustných solí některých kovů do pracího roztoku, je umožněna tvorba příslušného síranu jako další eventuality zhodnocení produktu.

Mokré metody nelze považovat za perspektivní, zejména pro značnou produkci odpadních vod, znečišťující povrchové a spodní vody.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny použitím suchých odsiřovacích metod, které pracují bez použití kapalin nebo suspenzí. Základem těchto metod je tzv. suchá aditivní

22391 δ metoda, spočívající v injektáži velmi jemně mletého aditiva, kterým může být vápenec, oxid vápenatý, hydroxid vápenatý, dolomitický vápenec, dolomitický hydroxid vápenatý nebo oxid hořečnatý, do vhodně voleného místa spalovacího prostoru kotle. Za přítomnosti kyslíku se oxid siřičitý, obsažený ve spalinách, váže jako síran vápenatý. Klasická aditivní vápencová metoda pracuje s malou účinností odsíření (20 až 40 %), nebol proreegování aditive není dostatečné i při značně nadstechiometrických dávkách. Je proto nutné podrobit aditivum dodatečné reakci v mokrých absorbérech, nebo transformovat částečně zreagované aditivum na hodnotný vedlejSí produkt. Tyto následné kroky mají pochopitelně značný dopad na ekonomii odsiřovacího procesu.

Třetí možný způsob, jak zvýšit účinnost suché aditivní metody, spočívá v předúpravě aditiva tak, aby byla zvýšena jeho reakční schopnost. Úprava aditiva je prováděna před vstupem do odsiřovacího procesu v samostatných technologických zařízeních. Aditivum je bu3 za sucha smícháváno s aktivační látkou, nebo je impregnováno roztokem aktivační látky a posléze suěeno. Jako aktivační látky se používá anorganické nebo organické kyseliny jejich solí, oxidů nebo hydroxidů alkalických kovů apod. Nevýhodou uvedeného způsobu aktivace aditiva je, že aktivace je provádění·, mimo vlastní odsiřovací nebo spalovací zařízení a že aktivované aditivum se při nástřiku do zařízení nachází v suchém stavu. Oddělená příprava aktivovaného aditiva vyžaduje instalaci přídavných zařízení, jako např. mísičů, spi'chov8Čů, suSárny, vedle dalěích požadavků na spotřebu energie.

Výše uvedené nedostatky suché aditivní metody resp. způsobu přípravy aktivovaného aditive jsou odstraněny aktivovaným sditivem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z aditiva v pevné formě a z roztoku aktivační látky, který tvoří film na povrchu aditiva. Pevné aditivum sestává alespoň z jednoho oxidu, hydroxidu, uhličitanu, hydrouhličitanu nebo siřičitanu kovu alkalických zemin, aktivační látku tvoří alespoň jedna anorganická nebo organická kyselina nebo jedna sůl silné anorganické nebo organické kyseliny alkalického kovu, amónia, nebo kovu alkalických zemin, případně oxid nebo hydroxid alkalického kovu, nebo hydrouhličiten alkalického kovu nebo amonium. tóolární množství aktivační látky v adltivu je í,Cl až 1 5 ío. 3 výhodou je možno použít jako pevného aditiva uhličitanu vápenatého nebo hydroxidu vápenatého o jako aktivační látky chloridu vápenatého, přičemž molární množství chloridu vápenatého je v rozmezí 1 ež 5 %.

Sále se výše uvedené nedostatky odstraňují způsobem přípravy aktivovaného aditiva, jehož podstata spočívá v tom, že se aktivace provádí rozstřikováním roztoku aktivační látky do proudu suchého, pevného aditiva, a to těsně před vstupem aktivovaného aditiva do prostoru odsiřovacího zařízeni nebo spalovacího prostoru kotle.

Aktivované aditivum podle vynálezu umožňuje dosáhnout vyěěího stupně odsíření plynů, nebol v prvně fázi odsiřovacího procesu jsou sloučeniny síry v plynu obsažené kontaktovány s filmem roztoku aktivační látky ne povrchu pevného aditiva. Tím je dosaženo vyšší reaktivity aktivovaného aditiva než v případě, kdy aditivum i ektiveční látka jsou v pevném stavu.

Ipůsob přípravy aktivovaného aditiva podle vynálezu vyžaduje podstatně menší nároky na rozsah strojního zařízení ne?, v případě, kdy je aktivace prováděna v samostatné technologické lince, včetně konečného sušení aktivovaného aditiva. Tím se náklady na proces odsíření s použitím aditiva, aktivovaného postupem podle vynálezu, pronikavě sníží.

Způsob výroby aktivovaného aditiva a zařízení pro provádění tohoto způsobu jsou zřejmé z obr. 1 a obr. 2. Na obr. 1 je znázorněna technologická linka přípravy roztoku aktivační látky a dopravy obou složek, tj. suchého aditiva a roztoku aktivační látky do rozprašovacího zařízení, obr. 2 zobrazuje rozprašovací zařízení, ve kterém se provádí aktivace suchého aditiva a jeho doprava do odsiřovacího zařízení nebo spalovacího prostoru kotle.

Na obrázcích je zobrazena nádrž J_ na přípravu roztoku aktivační látky, čerpadlo £ na dopravu roztoku aktivační látky do rozprašovací trysky χ, zásobník X pevného aditiva.

dávkovači zařízení £ k dávkování pevného aditiva, postrubí 2 transportního vzduchu, potrubí ó, pro dopravu roztoku aktivační látky, dále dýza 13 k injektáži aditiva a spalovací prostor £ kotle.

Zařízení pracuje tím způsobem, že v nádrži £ ne přípravu roztoku aktivační látky se tato látka rozpustí v požadovaném poměru ve vodě. Roztok aktivační látky se pomocí čerpadla 2, ná dopravu roztoku aktivační látky čerpá potrubím 6, na dopravu roztoku aktivační látky do rozprašovací trysky £, která roztok rozpráší do proudu jemně mletého pevného aditiva, dopravovaného do dýzy 8 k injektáži aditiva ze zásobníku £ pevného aditiva pomocí dávkovacího zařízení £ a transportního vzduchu, přicházejícího z potrubí _Z transportního vzduchu. Roztok aktivační látky vytváří na Částicích pevného aditiva film a takto aktivované částice pevného aditiva, jsou vedeny dýzou 8 k injektáži aditiv do spalovacího prostoru _Z kotle, kde se mísí se spalinami, z nichž odstraňují sloučeniny síry, a to zejména oxidy síry, vznikající při spalování paliv, síru obsahujících.

Příklady použití

Výhody podle vynálezu lze demonstrovat na příkladech, kdy jsou odsiřovány kouřové plyny z výtopny pro menší sídliště, spalující mazut.

Výtopna má následující parametry:

945 kg.h^-1

2,7 % hmotnosti, tj. 25,5 kg-h^-1 51 kg.h^-1

Odsiřování, kouřových plynů z výtopny je prováděno suchou aditivní metodou. Jako aditiva je postupně použito uhličitanu vápenatého, hydroxidu vápenatého a dolomitického vápence. Jako aktivační látky je postupně použito roztoku chloridu vápenatého, kyseliny octové, kyseliny citrónové, kyseliny chlorovodíkové a siřičitanu sodného.

Přiklad!

Jako aditiva je použito uhličitanu vápenatého. V etapě A je odsiřováno neaktivovaným aditivem, v etapě B je editivum aktivované roztokem chloridu vápenatého. V připojené tabulce jsou u všech příkladů uvedeny spotřeby aditiv a aktivační látky v jednotlivých etapách, včetně jednotlivých stupňů odsíření.

množství spalovaného mazutu: průměrný obsah síry: emise SOg bez odsířeni:

Etapa	Spotřeba CaCO^ (kg-h-1)	Spotřeba akt. látky (kg.h-1)	Stupeň odsíření («)
A	159,4	-	38
B	159,4	3,54	80

kolární množství chloridu vápenatého, přidávaného k aditivu, činí 2 %.

«

Příklad 2

Jako aditiva bylo použito hydroxidu vápenatého, které bylo v etapě B aktivováno roztokem chloridu vápenatého.

Etapa	Spotřeba CaO.HpO (kg.h’)	Spotř. aktiv, látky (kg.h')	Stupeň odsíření (%)
A	94,4	-	max. 40
B	94,4	2,83	80

Molární množství chloridu vápenatého, přidávaného k aditivu, Siní 2 %.

P ř i k 1 a d 3

Jako aditiva bylo použito uhličitanu vápenatého, které bylo v etapě B aktivováno zředěnou kyselinou octovou.

Etepa	Spotřeba CaCO^ (kg.h')	Spotř. akt. látky (kg.h')	Stupeň odsíření m
A	159,4		38
B	159,4	0,48	82

Molární množství kyseliny octové, přidávané k aditivu, činilo 0,5 %.

Příklad 4

Jako aditiva bylo použito uhličitanu vápenatého, které bylo v etapě B aktivováno roztokem kyseliny citrónová.

Etapa	Spotřeba CaCO^ (kg.h1)	Spotřebe aktivní látky (kg.h-1)	Stupeň odsíření («)
A	159,4		38
B	159,4	1,53	85

Molární množství kyseliny citrónové, přidávané k aditivu, činilo 0,5 %.

Příklad 5 Jako aditiva bylo použito dolomitického vápence (44 % MgCO^, 55 % CaCO^), aktivační látkou byla zředěná kyselina chlorovodíková.
Etapa	Spotřeba dolomit, vápence (kg.h’)	Spotřeba akt. . látky (kg.h’)	Stupeň odsíření (%)
A \	146,8		39
B	146,8	0,58	80

Molární množství kyseliny chlorovodíkové přidávané k aditivu činilo 1 %.

22391 6

Příklad 6

Jako aditiva bylo použito dolomitického vápence (44 % KgCO^, 55 % CaCOj), aktivační . látkou byl roztok siřičitanu sodného.

Etapa	Spotřeba dolomit, vápence (kg.h-’)	Spotřeba akt. látky (kg.h-1)	Stupeň odsíření (%)
A	146,8	-	39
B	146,8	2,32	81

Molární množství siřičitanu sodného, přidávaného k aditivu, činidlo 1 %.

Claims (3)

1. Aktivované aditivum pro odsiřování plynů, vyznačené tím, že sestává z aditiva v pevné formě, tvořeného alespoň jedním oxidem, hydroxidem, uhličitanem, hydrouhličitanem nebo siřičitanem kovu alkalických zemin, a dále z roztoku aktivační látky, kterou je alespoň jedna anorganická nebo organická kyselina nebo jedna sůl silné anorganické nebo organické kyseliny alkalického kovu, amonia nebo kovu alkalických zemin, nebo oxid nebo hydroxid alkalického kovu, nebo hydrouhličitan alkalického kovu nebo amonia, přičemž roztok aktivační látky tvoří film na povrchu pevného aditiva a mo-lární množství aktivační látky je v rozmezí od 0,01 až do 15 %.

2. Aktivované aditivum podle bodu 1, vyznačené tím, že pevným aditivem je uhličitan vápenatý nebo hydroxid vápenatý a aktivační látkou je chlorid vápenatý, přičemž molární množství chloridu vápenatého činí 1 až 5 %.

3. Způsob přípravy aktivovaného aditiva podle bodu 1, 2, vyznačený tím, že se do proudu suchého, pevného aditiva vstřikuje roztok aktivační látky, a to těsně před vstupem aktivovaného aditiva do odsiřovacího prostoru.