CS230126B1 - Směs pro fluidní spalováni hnědého uhlí a odsiřováni jeho spalin - Google Patents

Abstract

ÚSelem vynálezu bylo nalézt směs, která umožňuje optimální vyhoření uhlí kvality Severních Čech. Tohoto se dosáhne směsí, která obsahuje 0,5 až 20 % hmot. hnědého uhli, kysličník vápenatý o zrněni do 5 mm v množství daném molárnim poměrem Ca í s = 1 až 3 a z pisku velikostiSástic do 3 mm. Uhli má zrnitost do 50 mm, výhřevnost do 16000 kJ/kg a obsah siry nad 0,5 % hmot

Description

Vynález se týká směsi pro fluidní spalování hnědého uhlí a odsiřování jeho spalin·

Potřeba spalování uhlí s nízkou výhřevností a vysokým obsahem síry si vynutila vývoj fluidních spalovacích reaktorů, do kterých se přidává odsiřovací aditivum· Klasickým řešením tohoto problému se jeví fluidní aparát s fluidující vrstvou vyhořelého popela na nebo do které se dávkuje uhlí a odsiřovací aditivum jako je vápenec.

Aby bylo možno takovouto fluidní spalovací vrstvu realizovat, je nutno dávkovat do reaktoru uhlí o zrnění 3 až 5 mm, neboí pohledem na vlastní odsiřovací a spalovací proces je' nutno volit mimovrstvovou rychlost fluidního media, kolem 0,6 m/s (20 °C)· U raalokapacitníoh sušárenských zdrojů tepla je tento požadavek na úzké třídění uhlí prakticky neuskutečnitelným vzhledem k vysokým investičním i provozním nákladům.

Vysoký stupeň zachycení exhalací oxidu siřičitého, zhruba 80 %, lze zajistit dávkováním vápence změní kolem 0,2 mm

230 128 a v přebytku oproti stechiometrii vyjádřené rovnicí

CaCO^ + S0₂ + 1/2 0₂ = COg + CaSO^ a rovné 2 při době sulfatace 2 až 3 hodiny. Pokud se spaluje uhlí s použitím vápence o zrnění 0,5 až 1 mm v prostředí pískového lože o zrnění 1 až 2 mm s molárním poměrem vápník z vápence : síra z uhlí = 3, při době sulfatace 3/4 hodiny, je stupeň zachycení oxidu siřičitého při fluidním spalování roven cca 50 %.

některých

Zkoušky však ukázaly, že při spalováni? hnědých uhlí i vzniká vysoce abrazivní popel, který při teplotě 850 °C za 4 hodiny způsobí totální destrukci vápence z velikosti 2 mm na úletový popílek zrnění pod 0,2 mm při rychlosti fluidace 0,6 m/s (20 °C). To znamená, že velká část vápence se rozdrtí a ulétne dříve než se stačí nasulfatovat. P_okud se ke spalování předloží kombinace uhlí - vápno - popel lze použít částice uhlí o velikosti do 5 mra. Nevýhodou tohoto řešení je potřeba mletého a tříděného uhlí.

Podstatně výhodnějším se jeví směs pro fluidní spalování hnědého uhlí a odsiřování jeho spalin při teplotě 750 až 900 °C a mimovrstvové rychlosti fluidního media 0,3 až 1,0 m/s (20 °C) podle předkládaného vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z 0,5 až 20 % hmot. hnědého uhlí o zrnitosti do 50 mm, výhřevnosti do 16 000 kJ/kg a obsahu síry nad 0,5 % hmot., z kysličníku vápenatého o zrnění do 5 mm v množství daném molárním poměrem Ca : S = .

= 1 až 3 a z písku o velikosti částic do 3 mm.

230 126

Směs podle vynálezu odstraňuje problém úzkého třídění uhlí před jeho spálením a to použitím pískového lože o zrnění do 3 mm při rychlosti fluidace 0,3 až 1,0 ra/s (20 °C). Měrná hmotnost expandované pískové vrstvy je i při teplotách 700 až 950 °C vyšší než měrná hmotnost uhlí zrnění do 50 mm. Toto uhlí plave v celém objemu fluidní vrstvy bez ohledu na jeho rozměr. Velikost . popela z jednotlivých částic uhlí je závislá na době zdržení ve fluidní vrstvě. Byla zjištěna následující závislost mezi vstupní velikostí částic uhlí a dobou potřebnou ke vzniku popela s úletovými rozměry.

min. 3 30 120 240 mm 1 10 30 50

Zvýšení stupně odsíření při technologicky únosné době zdržení aditiva ve fluidní spalovací vrstvě se ve směsi podle vynálezu řeší přítomností vápna, tj. oxidu vápenatého. Při době zdržení, resp. době sulfatace 0,5 hodin, zrnění vápna do 3 mra se při molárním poměru Ca z vápna : S z uhlí

1,7 až 2 zachytí cca 80 % hmot. síry ze spalin.

Směs podle vynálezu umožňuje vést fluidní spalovací proces s takovou dobou zdržení popelovin z uhlí a aditiv ve fluidní vrstvě, která zaručuje totální vyhoření částic uhlí na úletový popílek a úlétovou frakci oxidu a síranu vápenatého. To znamená, že do fluidní spalovací vrstvy reaktoru se přivádí uhlí, vápno, případně technologicky nezbytné doplnění pískem, zatímco nespalitelné částice jsou odlučovány z proudu spalin, tj. popílek, nezreagovaný oxid vápenatý a síran vápenatý + jistý podíl písku.

Příklad provedení 230 120

Ve fluidní vrstvě 32 kg písku zrnění 1 až 2 mm bylo během 4 hodin spáleno 75 kg uhlí (30 % hmot. popela, 3 5« hmot. S) v přítomnosti 11,8 kg CaO (molární poměr Ca : S = =3:1, velikost částic 3 mm)· Spalování probíhalo při teplotě 850 °C s mimovrstvovou rychlostí vzduchu 0,55 m/s (při 20 °C), stupeň Zachycení S0₂ ze spalin byl 82 %, průměr fluidniho spalovacího prostoru byl 200 mm.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   230 126

   Směs pro fluidní spalování hnědého uhlí a odsiřování jeho spalin při teplotě 750 až 900 °C a mimovrstvové rychlosti fluidního média 0,3 až 1,0 m/s při 20 °C /vyznačená tím, že sestává z 0,5 až 20 % hmot. hnědého uhlí o zrnitosti do 50 mra,výhřevnosti do 16 000 kJ/kg a obsahu síry nad 0,5 % hmot., z kysličníku vápenatého o zrnění do 5 mm v množ ství daném molárním poměrem Ca : S = 1 až 3 a z písku o velikosti částic do 3 mm.