CS246913B1 - Způsob odsiřování kouřových plynů - Google Patents

Abstract

Řešení se týká způsobu odsiřování kouřových plynů nebo zvýšení účinnosti odsiřování kouřových plynů dvoustupňovým způsobem. V prvním stupni se provádí vysokoteplotní odsiřovací reakce mezi zásaditými absorbenty a oxidy síry, přičemž druhý stupeň se provádí při nízkém teplotním rozdílu mezi teplotou kouřových plynů a teplotou rosného bodu spalin v rozmezí od 2 do 50 K. Postup je možno využít u zařízení, kde je již zavedena tzv. suchá aditivní metoda odsiřování nebo i při výstavbě nových odsiřovacích zařízení. Aplikace postupu je jednoduchá a reakční podmínky je možno snadno regulovat, přičemž se dosáhne podstatného zvýšení·· účinnosti odsiřování.

Description

Vynález se týká způsobu odsiřování kouřových plynů nebo zvýšení účinnosti odsiřování kouřových plynů dvoustupňovým způsobem, přičemž se odsiřovacího účinku dosahuje reakcemi zásaditých složek aditiva s oxidy síry.

Reakce zásaditých sloučenin, hlavně oxidů alkalických zemin s kysličníky síry, jsou základem většiny známých odsiřovacích metod. Z dosavadního stavu techniky jsou známé jednak tzv. suché odsiřovací metody, kdy reakce například oxidu vápenatého CaO s oxidem siřičitým SO2 za přítomnosti vzdušného kyslíku při teplotách asi 600 až 1 200 °C vede ke vzniku anhydritu CaSO^,* a jednak řada různých modifikací tzv. mokrých metod, například vápno- nebo vápencových metod, při nichž vzniká v absorpční suspenzi nebo v roztoku CaSO^ . 1/2 I^O.

Další známou odsiřovací metodou využívající alkalických absorbentů je tzv. suchá vypírka, založená na reakcích oxidů síry s alkalickými podíly absorbentů při jeho rozprašovacím sušení v proudu teplých kouřových plynů.

Uvedené odsiřovací metody vykazují při praktických aplikacích některé nevýhody. Suchá aditivní metoda, při níž se suchý jemně mletý produkt rozprašuje do prostoru kotle, se vyznačuje zvláště v důsledku krátkých dob setrváni částic absorbentů v oblasti příznivých reakčních podmínek poměrně nízkými účinnostmi odsiřování, pohybujícími se obvykle v rozmezí od 20 do 40 %.

Fluidní spalování s odsiřováním je značně náročné zejména na přípravu aditiva, tj. na separaci úzké granulometrické frakce, vykazující při spalování s odsiřováním maximální účinnost. Tato metoda jijr podobně jako předcházející značně náročná na regulaci optimální teploty fluidní vrstvy, kde znatelné odchylky od maxima účinnosti způsobují kolísání teploty fluidní vrstvy již o cca ±10 °C.

Mokré odsiřovací metody vyžadují mimo jiné budováni a provoz zařízení značných rozměrů, a rovněž jsou náročné na poměrně přesné dodržování reakčních podmínek.

Uvedený vynález si klade za cíl odstranit výše uvedené nevýhody jednoduchou úpravou odsiřovacího postupu.

Podstata způsobu odsiřování kouřových plynů nebo zvýšení účinnosti odsiřování kouřových plynů dvoustupňovým způsobem, při kterém se v prvním stupni provádí tzv. vysokoteplotní odsiřování reakcí mezi zásaditými adsorbenty a oxidy siry, obvykle v rozmezí teplot 700 až 1 200 °C, spočívá podle uvedeného vynálezu v tom, že druhý stupeň se provádí při nízkém teplotním rozdílu mezi teplotou kouřových plynů a teplotou rosného bodu spalin v rozmezí od 2 do 50 K.

Hlavní výhodou postupu podle vynálezu je jeho jednoduchost provedení, nenáročnost na investioe, snadná regulace reakčních podmínek pro tzv. druhý stupeň odsiřování, a dále to, že oproti mokrým odsiřovacím metodám nedochází ke vzniku odpadních kalů, přičemž produkty odsiřování podle vynálezu jsou suché a mohou být z proudu kouřových plynů odstraňovány spolu s popílkem v odlučovacích zařízeních běžných typů.

Způsobu podle vynálezu lze s výhodou použít zejména u těch zařízení, kde je již zavedena tzv. suchá aditivní metoda odsiřování. Zvlhčením kouřových plynů a snížením jejich teploty lze dosáhnout podstatného zvýšení účinnosti odsiřování, a to až o 30 až 50 % při dávkování alkalického aditiva ve stechiometrickém poměru vůči síře přítomné v kouřových plynech. Se zvýšením uvedeného steohiometrického poměru roste samozřejmě i odsiřovací efekt.

Dále může být postupu podle vynálezu použito i při výstavbě nových odsiřovacích zařízení tam, kde dosud nejsou instalována a kde to je z hlediska emisí oxidů síry žádoucí. Investiční náklady na výstavbu zařízení potřebných pro aplikaci tzv. suché aditivní metody nejsou vysoké a postup podle vynálezu vyžaduje navíc jen instalaci zařízení na rozstřikování vody do proudících plynů, což lze poměrně slxdno realizovat různými způsoby.

Kromě speciálních zařízení typu například tzv. odpařovacích chladičů sloužících ke kondiciování kouřových plynů před elektrofiltry je možno použít i řešení improvizované, například umístění trysek do kouřovodů apod.

Dalším příznivým účinkem postupu podle vynálezu je zvýšení účinnosti elektrofiltrů, způsobené snížením měrného odporu odlučovaného prachu.

Postup podle vynálezu je založen na reakci zásaditých podílů suchého absorbentu s oxidy síry. Odsiřovací reakce probíhá ve dvou stupních za odlišných podmínek. Jemně mletý absorbent je rozprašován bud samostatným zařízením, nebo například společně s tuhým palivem do prostoru kotle, nebo může být dávkován do fluidní vrstvy některým ze známých způsobů, přičemž k reakci alkalických podílů adsorbentu s oxidy síry dochází v oblasti již uvedených teplot, tj. převážně v rozmezí od 700 do 1 200 °C. Nezreagované podíly absorbentu dispergované v proudících kouřových plynech postupují zařízením a před vstupem kouřových plynů do odlučovacího zařízení se příznivé reakční podmínky pro tzv. nízkoteplotní odsiřovací reakci vytváří zvyšováním parciálního tlaku vodní páry, například rozstřikováním vody. Se snižováním teplotního rozdílu mezi teplotou plynů odcházejících ze zařízení a teplotou rosného bodu spalin se zvyšuje účinnost uvedené nízkoteplotní odsiřovací reakce.

Typickými příklady použití postupu podle vynálezu jsou například postupy odsiřování kouřových plynů ze spalování hnědého uhlí s vyšším obsahem síry v práškových ohništích, při němž se například jemně mleté měkce pálené vápno dávkuje spolu s palivem do mlýnů, část vápenatého aditiva reaguje za vysokých teplot s oxidy siry, část zůstává nezreagována a příznivé reakční podmínky pro reakci s oxidy síry se vytváří rozstřikováním vhodného množství vody v odpařovacím chladiči. Množství rozstřikované vody se reguluje podle kontinuálně měřeného rozdílu mezi teplotou kouřových plynů na výstupu z odpařovacího chladiče a teplotou rosného bodu vodní páry, měřeného například psychrometricky.

Dalším příkladem využití zbytkové alkality aditiva odcházejícího ze spalovacího zařízení v kouřových plynech je aplikace postupu podle vynálezu u fluidnlch metod spalováni s aditivním odsiřováním uhličitany alkalických zemin dávkovaných do fluidní vrstvy. Do fluidní vrstvy se dávkuje požadované množství aditiva bud ve formě poměrně úzké granulometrické frakce tuhých částic, nebo například rostřikováním suspenze obsahující jemné částice aditiva do prostoru fluidniho ohniště nad fluidní vrstvu. V obou případech část dávkovaného aditiva odchází nezreagována v kouřových plynech ze zařízeni, což snižuje výslednou účinnost odsiřování. Podmínky pro dobrý průběh nízkoteplotní odsiřovací reakce se i v tomto případě dosahují již popsaným ochlazováním a zvlhčováním kouřových plynů.

Příklad

Koncentrace oxidu siřičitého při spalování hnědého uhlí s obsahem síry asi 3 % hmotnostní se pohybuje obvykle v rozmezí od 1 000 do 1 200 ppm. Při zavedeni suché aditivní odsiřovací metody, spočívající v přídavku jemně mletého vápnitého slinu ve stechiometrickém poměru Ca : S v rozmezí 1,2 : 1 se koncentrace oxidu siřičitého sníží na hodnotu v rozmezí 600 až 700 ppm.

Po zavedení postupu zvýšení účinnosti odsiřování podle vynálezu, tj. úpravou druhého stupně odsiřování tak, že do kouřovodu před elektrickým odlučovačem rozstřikuje voda v množství 55

O až 60 gramů na 1 Nm spalin, čímž teplota spalin poklesne asi o 100 K, takže rozdíl mezi teplotou rosného bodu spalin a jejich výstupní teplotou za elektrickým odlučovačem je asi 120 K, je možno dosáhnout podstatného zvýšení účinnosti, patrného ze snížení koncentrace oxidu siřičitého na hodnoty kolem 300 až 400 ppm.

Claims (1)

1. Způsob odsiřování kouřových plynů nebo zvýšeni účinnosti odsiřování kouřových plynů dvoustupňovým způsobem, přičemž v prvním stupni se provádí tzv. vysokoteplotní odsiřovací reakce mezi zásaditými absorbenty a oxidy síry, obvykle v rozmezí teplot 700 až 1 200 °C, vyznačující se tím, že druhý stupeň se provádí při nízkém teplotním rozdílu mezi teplotou kouřových plynů a teplotou rosného bodu spalin v rozmezí od 2 do 50 K.