CS256455B1

CS256455B1 - A method of desulfurizing gases, especially flue gases, by a dry method

Info

Publication number: CS256455B1
Application number: CS858042A
Authority: CS
Inventors: Milan Cernoch; Pavel Jilek; Jiri Rott; Viktor Karasek
Original assignee: Milan Cernoch; Pavel Jilek; Jiri Rott; Viktor Karasek
Priority date: 1985-11-08
Filing date: 1985-11-08
Publication date: 1988-04-15
Also published as: CS804285A1

Abstract

Řešení se týká odsiřování plynů, zejména spalin, suchým způsobem. Podstatou řešení je, že odpadní plyny procházejí v rozmezí teplot 25 °C az 500 ®C fluidním ložem, přičemž fluidizující vrstva je vytvářena jednak proudem odpadních plynů, jednak oxidy nebo hydroxidy vápníku jako sorpčním činidlem. Postup lze použít zejména v elektrárnách, a teplárnách.The solution concerns the desulfurization of gases, especially flue gases, in a dry manner. The essence of the solution is that waste gases pass through a fluidized bed in the temperature range of 25 °C to 500 °C, while the fluidizing layer is created both by the flow of waste gases and by calcium oxides or hydroxides as a sorption agent. The procedure can be used in particular in power plants and heating plants.

Description

Vynález se týká způsobu odsiřování odpadních plynů, zejména spalin^ suchým způsobem.The invention relates to a process for the desulphurization of waste gases, in particular flue gas, in a dry process.

Při dosavadních suchých způsobech je vstupní alkalický materiál, nejčastěji jemně mletý vápenec, dávkován do oblasti vyšších teplot spalovacích zařízení, tj. obvykle do oblasti hořáků nebo přímo do hořáků, kde za teplot vyšších než 800°C kaleinují a vznik lé oxidy, zejména oxid vápenatý, se vážou s oxidem siřičitým na siřičitan a síran vápenatý.In prior art dry processes, the alkaline feedstock, most commonly finely ground limestone, is fed to the high temperature range of the combustion plants, i.e. usually into the burners or directly to the burners, where at higher than 800 ° C , bind with sulfur dioxide to sulphite and calcium sulphate.

Nevýhody dosavadních řešení spočívají především v tom, že část vstupní látky, nejčastěji vápence, nezkalcinuje nebo neprokaleinuje zcela a tento materiál se neúčastní reakce s oxidem siřičitým. Další nevýhodou je, že materiál, který prošel oblastí nejvyšších teplot, zkalclnuje tím způsobem, že povrch částice vlivem vysoké teploty částečně nebo úplně slinuje, čímž se materiál stane pro sorboi neaktivní. Tato skutečnost platí zejména pro nejmenší částice s největším poměrem plochy k objemu, které tímto poměrem reprezentují nejdůležitější část vstupního materiálu pro efektivnost sorpce. Posléze je nedostatkem, že doba setrvání částice v teplotním rozmezí nutném pro kalcinaci a pro sorpci je relativně velice krátká, čímž se snižuje možnost úplného proreagování veškerého vstupujícího materiálu. Pokud jsou za účelem sorpce oxidu siřičitého používány přímo oxidy nebo hydroxidy vstupních materiálů, tedy zejména oxid nebo hydroxid vápenatý, je možno je sice dávkovat do oblastí nižších teplot a nehrozí zde nebez—2The disadvantages of the prior art solutions are mainly that part of the input substance, most often limestone, does not calcine or procalainate completely and this material does not participate in the reaction with sulfur dioxide. A further disadvantage is that the material which has passed through the region of the highest temperature is calibrated by the fact that the surface of the particle partially or completely sintered due to the high temperature, thereby rendering the material inactive for the sorboi. This is especially true for the smallest particles with the largest area to volume ratio, which represents the most important part of the input material for sorption efficiency. Consequently, it is a drawback that the residence time of the particle within the temperature range necessary for calcination and for sorption is relatively very short, thereby reducing the possibility of completely reacting all of the incoming material. If oxides or hydroxides of the starting materials, in particular calcium oxide or hydroxide, are used directly for the sorption of sulfur dioxide, they can be dosed to lower temperature regions and there is no danger of this.

256 455 péčí slinuti, ale jejich využití je omezeno nízkou dobou setrvání částice v oblasti optimálních teplot pro sorpci, tj· rozmezí tep lot 250°C až 500°C.256 455 by sintering, but their use is limited by the low residence time of the particle in the region of optimum sorption temperatures, i.e. a temperature range of 250 ° C to 500 ° C.

Dosud se při aditivním odsiřování používá vápenec nebo vápno o zrnitosti 20 % zbytku na sítě 0,090 mm, doba setrvání v teplotně vyhovující oblasti je průměrně 2 s u malých kotlů, až 6q8 s u velkých kotlů. Kaloinace se uskuteční v mezích 60&80 % celkového množství vstupního aditivaJ pro sulfataci je z aditiva využito asi 20 %.Until now, additive desulphurisation uses limestone or lime with a grain size of 20% on 0.090 mm sieves; the residence time in the temperature-fitting region is on average 2 s for small boilers, up to 6q8 s for large boilers. Calibration is effected within the range of 60 & 80% of the total amount of the feed additive. For sulphation, about 20% of the additive is used.

Nevýhody jsou odstraněny postupem podle vynálezu, jehož podstata spočívá y tom, že proces sorpce probíhá ve fluidní vrstvě, ve které fluidizačním médiem je proud spalin v oblasti teplot 250°C až 5Q0°C, tj. mimo oblast spalovacího prostoru. Jako sorp— ční materiál jsou používány oxid a hydroxid vápníku, případně odpadní látky z chemických procesů s většími obsahy těchto materiálů.Disadvantages are eliminated by the process according to the invention, the principle being that the sorption process takes place in a fluidized bed in which the fluidizing medium is a flue gas stream in the temperature range of 250 ° C to 50 ° C, ie outside the combustion chamber. The sorption material used is calcium oxide and hydroxide, or waste materials from chemical processes with higher contents of these materials.

Výhody způsobu podle vynálezu spočívají zejména v tom, že doba setrvání částice ve styku se spalinami je o mnoho řádů větší než při dávkování materiálu do spalovací komory oelého proudu spalin. Při použiti způsobu podle vynálezu je možno použít hrubší mletí sorpčního materiálu, což je ekonomicky výhodnější než dávkování materiálů velmi jemně mletých. Sorpcí oxidu siřičitého na materiálech fluidní vrstvy vzniká síran a siřičitan vápenatý, který vzhledem ke své vyšší měrné hmotnosti se ve fluidní vrstvě separuje do spodní části této vrstvy, čehož je s výhodou využíváno při periodickém nebo trvalém odvodu části fluidní vrstvy; tato část je odváděna ze spodní částí fluidní vrstvy, čímž se zmenší podíl nezreagované složky vstupního aditiva v odváděné části. Vynález lze provést na zapojení, u něhož mezi kotel a odlučovač spalin je zařazeno odsiřovaoí zařízení s fluidním ložem.In particular, the advantages of the process according to the invention are that the residence time of the particle in contact with the flue gas is by many orders of magnitude greater than when the material is fed into the combustion chamber of a large flue gas stream. In the process according to the invention, a coarser grinding of the sorption material can be used, which is more economical than the dosing of very finely ground materials. Sorption of sulfur dioxide on the fluidized bed materials results in calcium sulphate and sulphite which, due to its higher density, separates in the fluidized bed into the bottom of the fluidized bed, which is preferably used for periodic or continuous removal of a portion of the fluidized bed; this portion is discharged from the bottom of the fluidized bed, thereby reducing the proportion of unreacted feed additive component in the discharged portion. The invention can be implemented in an arrangement in which a fluidized bed desulphurisation device is arranged between the boiler and the flue gas separator.

S výhodou může být uplatněn způsob podle vynálezu na zapojení, při kterém je nejjemnějši podíl sorpčního materiálu, dávkovaného do fluidní vrstvy a unášeného proudem spalin z fluidní vrstvy, zachycován v následně zařazeném mechanickém odlučovači a vracen opět do fluidní vrstvy.Advantageously, the method according to the invention can be applied to the circuit in which the finest proportion of the sorbent material fed into the fluidized bed and entrained by the flue gas stream from the fluidized bed is trapped in a downstream mechanical separator and returned to the fluidized bed.

Výhodou tohoto způsobu je zejména možnost použiti sorpčního materiálu, který by nebylo nutné složitým způsobem třídit pro dosaženi určitého minimálního a maximálního rozměru; při dávkováníThe advantage of this method is in particular the possibility of using a sorbent material which would not have to be complicated to sort in order to achieve a certain minimum and maximum dimension; when dosing

256 455 sorpčního materiálu s širokým rozmezím zrnitosti je nejjemnější podíl unášen z© zařízení do následujícího odlučovače, odtud se vrací zpět. Se zvyšující se měrnou hmotností klesají částic© materiálu při oběhu do nižších úrovní fluidní vrstvy v závislosti na zvyšujícím se obsahu síranu a siřičitánu vápenatého a jsou pák z© spodku vrstvy OdtaJiúvány. Použiti materiálu, u kterého není nutno dodržet úzký rozsah jemnosti mletí, je ekonomicky výhodné.256 455 of sorption material with a wide grain range, the finest fraction is carried from the device to the next separator, from where it is returned. As the specific gravity increases, the particles of material fall into circulation at lower levels of the fluidized bed as the content of calcium sulfate and sulfite increases, and the levers from the bottom of the layer are drawn off. The use of a material which does not have to maintain a narrow grinding fineness range is economically advantageous.

S výhodou je možno zařadit za odsiřovací zařízení s fluidní vrstvou tkaninový rukávový odlučovač, na kterém se zachytí nejjemnější podíly sorpčního materiáluj zbylý podíl oxidu siřičitého ze spalin reaguje při průchodu tímto odlučovačem s nezreagovaným podílem sorpčního materiálu, čímž se zvýší stupeň zachycení oxidu siřičitého dosažený v zapojení s fluidní vrstvou.Advantageously, a fluidized-bed desulfurizer can be provided with a fabric bag separator which retains the finest fractions of sorption material, and the remaining sulfur dioxide fraction from the flue gas reacts as it passes through the separator with unreacted fraction of sorption material. with fluidized bed.

Příklad provedení vynálezu je znázorněn na zapojeních na připojených výkreseoh, obr. 1, obr. 2 a obr. 3.An exemplary embodiment of the invention is shown in the wiring diagrams of the accompanying drawings, Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 3.

Na obr. 1 je znázorněno zapojení sestávající z kotle JL, z něhož je vyvedeno potrubí 2, spalin do odsiřovaoího zařízení £ s fluidním ložem, za nimž je odlučovač £ spojený s komínem 2·FIG. 1 shows a circuit consisting of a boiler 11, from which a flue gas line 2 is led to a fluidized bed desulphurization apparatus 5, after which a separator 4 is connected to a stack 2.

Z kotle JL odcházejí spaliny potrubím 2* do odsiřovacího zařízeni 2 ® fluidním ložem, kde dochází k zachycení oxidu siřičitého na sorpčním materiálu, odsířené spaliny odcházejí do odlučovače 4, odtud do komína 2·From the boiler JL, the flue gases are discharged via line 2 * to the desulfurization plant 2 ® through a fluidized bed, where the sulfur dioxide is trapped on the sorption material, the desulphurized flue gases leave to the separator 4, from there to the chimney 2 ·

Jiná možnost provedení způsobu podle vynálezu je uvedena sche maticky na obr. 2,Another embodiment of the method according to the invention is shown schematically in FIG. 2,

Na obr. 2 je znázorněno zapojení sestávající z kotle JL, z něhož je vyvedeno potrubí 2 spalin do odsiřovacího zařízení £ s fluidním ložem, za nímž je mechanický odlučovač jS vyvedený jednak přes rotační uzávěr £ zpět do fluidního lože a jednak do odlučovače h spojeného s komínem J,·FIG. 2 shows a circuit consisting of a boiler 11, from which the flue gas line 2 is led to a fluidized bed desulphurization plant 5, after which the mechanical separator is led back to the fluidized bed via a rotary shutter 6 and to a separator h connected to it. chimney J, ·

Další možnost provedení způsobu podle vynálezu je znázorněna na obr, 3.A further embodiment of the method according to the invention is shown in FIG. 3.

Na obr. 3 je znázorněno zapojení sestávající z kotle JL, z něhož je vyvedeno potrubí 2, do odsiřovacího zařízení 2 ^s fluidním ložem, za nímž je sériově zapojen tkaninový odlučovač 8.,vyvedený přes rotační uzávěr 2 jednak zpět do fluidního lože a jednak přímo do komína J,·Fig. 3 shows a circuit consisting of a boiler 11 from which a pipe 2 is led ^{to a} fluidized bed desulphurizer 2, followed by a fabric separator 8 connected in series and fed back to the fluidized bed via the rotary shutter 2. to chimney J, ·

- 4 Příklad 1- 4 Example 1

256 455256 455

Způsob podle vynálezu byl uskutečněn takto:The process according to the invention was carried out as follows:

Zařízení s fluidním ložem bylo instalováno u roštového kotle a odebíralo spaliny s teplotami okolo 2óO?C za ohřívákem vody. Pro sorpci bylo využito drcené vápno zrnitosti mm s podílem 40% zbytku na sítě 2,0 mm, obsah oxidu vápenatého byl větší než 90 #» Průměrná doba setrvání ve fluidním loži byla 320 s, využití aditiva bylo větší než kO $>··The fluidized bed apparatus was installed at the grate boiler and removed flue gas at temperatures of about 20 ° C downstream of the water heater. For sorption, crushed lime of grain size of 40 mm with a 40% residue on the 2.0 mm sieve was used, calcium oxide content was greater than 90 # »The average residence time in the fluidized bed was 320 s, the additive utilization was greater than kO $> ··

Přiklad 2Example 2

Zařízeni s fluidním ložem bylo instalováno u práškového kotle a odebíralo spaliny s teplotami v rozmezích 400°Cá^60°C z prostoru dodatkových ploch kotle. Pro sorpci byl použit drOený hydroxid vápenatý s obsahem účinné složky větším než 80 % o zrnitosti mm; za fluidním ložem byl instalován mechanický odstředivý odlučovač, ze kterého byl tuhý úlet dávkován zpět do fluidního lože.: Doba setrvání sorpční částice byla průměrně 10 s,.při desetinásobném vrácení byl stupeň využití sorpčního materiálu větší než 70The fluidized bed apparatus was installed at the pulverized boiler and removed flue gas at temperatures in the range of 400 ° C to 6060 ° C from the area of additional boiler surfaces. Crushed calcium hydroxide with an active ingredient content of more than 80% with a grain size of mm was used for the sorption; a mechanical centrifugal separator was installed downstream of the fluidized bed, from which the solid drift was dosed back into the fluidized bed .: The residence time of the sorption particle was on average 10 seconds. At 10-fold return, the utilization rate of the sorption material was greater than 70

Vynálezu je možno použít zejména v elektrárnách a teplárnách.The invention can be used in particular in power plants and heating plants.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Process for the desulphurization of waste gases, in particular flue gases, in a dry manner, characterized in that the waste gases, in particular flue gases, pass through a fluidized bed in the temperature range 250 ° C to 500 ° C, the fluidizing layer being formed by a waste gas stream, or calcium hydroxides as a sorbent.