CS260514B1 - Mixture for brown coal's fluidization combustion and its combustion products desulphurization - Google Patents

Mixture for brown coal's fluidization combustion and its combustion products desulphurization Download PDF

Info

Publication number
CS260514B1
CS260514B1 CS868179A CS817986A CS260514B1 CS 260514 B1 CS260514 B1 CS 260514B1 CS 868179 A CS868179 A CS 868179A CS 817986 A CS817986 A CS 817986A CS 260514 B1 CS260514 B1 CS 260514B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
combustion
particles
mixture
desulphurization
brown coal
Prior art date
Application number
CS868179A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS817986A1 (en
Inventor
Jiri Mikoda
Jan Fidler
Original Assignee
Jiri Mikoda
Jan Fidler
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiri Mikoda, Jan Fidler filed Critical Jiri Mikoda
Priority to CS868179A priority Critical patent/CS260514B1/en
Publication of CS817986A1 publication Critical patent/CS817986A1/en
Publication of CS260514B1 publication Critical patent/CS260514B1/en

Links

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

Očelem řešení je zvýšit využití vápenatého aditiva při fluidním odsiřování. Tohoto cíle se dosáhne, když se ke spalování a odsiřování použije směs obsahující 0,5 až 20 % hmot. hnědého uhlí o velikosti částic do 50 mm, s výhřevností 6 až 16 MJ.kg“! a obsahem síry 0,5 až 10 % hmot., hydroxid vápenatý velikosti částic do 5 mm v množství daném molárním poměrem Ca:S = 1,1 až 2,5 vztaženo na obsah síry ve spalovaném uhlí a písek o velikosti částic do 4 mm. Spalování a odsiřování probíhá při teplotě 750 až 900 °C a mimovrstvové rychlosti fluidace 1 až 4 m.s-1.The aim of the solution is to increase the use of calcium fluid desulphurisation additives. This goal is achieved when being burned and desulphurization uses a mixture comprising 0.5 to 20 wt. of brown coal particles up to 50 mm, with a calorific value of 6 to 16 MJ.kg “! and a sulfur content of 0.5 to 10% by weight, calcium hydroxide particle size to 5 mm in the amount given by the molar ratio Ca: S = 1.1 to 2.5 based on sulfur content in burned coal and sand of size particles up to 4 mm. Incineration and desulphurisation at a temperature of 750 to 900 ° C and non-layered a fluidization rate of 1 to 4 m.s -1.

Description

Vynález se týká směsi pro fluidní spalování hnědého uhlí a odsiřování jeho spalin.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a mixture for the fluidized bed combustion of brown coal and the desulfurization of its flue gas.

Pro odsiřování spalin obecně, tj. zejména z elektrárenských kotlů, tyla navržena řada látek, které se v jemné formě vnášejí do proudu spalin. Jedná se například o vápenec, oxid vápenatý, magnezit, hydroxid vápenatý atd.For the desulfurization of flue gases in general, i.e. especially from power generating boilers, tulle has been proposed a number of substances, which in fine form are introduced into the flue gas stream. Examples include limestone, calcium oxide, magnesite, calcium hydroxide, etc.

Směs v klasické fluidní spalovací vrstvě, která zajištuje spalování uhlí se současným zachycování oxidu siřičitého je tvořena zejména fluidní vrstvou popela, vzniklého hořením uhlí nadrceného na cca 6 mm a vápencem jak' odsiřovacím aditivem. Teplota vrstvy je cca 850 °C a je odvislá od typu vápence, rychlost fluidace je obvykle 2 m.s Vápenec má zrnění 0,3 až 0,5 mm. K zachycení 80 až 90 % oxidu siřičitého je zapotřebí 3 až 4 násobný přebytek vápníku vůči obsahu síry vyjádřeno v molech. Jednou z hlavních příčin tak vysoké potřeby vápence je charakter průběhu sulfatačního procesu.The mixture in a conventional fluidized bed combustor, which ensures the combustion of coal with simultaneous capture of sulfur dioxide, consists mainly of a fluidized bed of ash formed by burning coal crushed to about 6 mm and limestone as a desulfurization additive. The temperature of the layer is about 850 ° C and depends on the type of limestone, the fluidization speed is usually 2 m. The limestone has a grain size of 0.3 to 0.5 mm. To capture 80 to 90% sulfur dioxide, a 3-4 fold excess of calcium relative to the sulfur content, expressed in moles, is required. One of the main causes of such a high need for limestone is the nature of the sulphation process.

Ve fluidní vrstvě dochází ke kalninaci vápence, čímž se vytvoří porézní struktura aditiva. Jelikož molární objem síranu vápenatého je cca 3krát větší než objem oxidu vápenatého vzniklého kalcinací, ucpávají se póry oxidu vápenatého vznikajícím síranem vápenatým. Tlouštka vrstvy z vytvořeného síranu vápenatého je cca 0,025 mm. Je samozřejné, že stupeň využití oxidu vápenatého roste se zmenšováním částic vápence. Zásadní problém je však v tom, že doba sulfatace částic oxidu vápenatého trvá desítky minut a proto se sulfatačního procesu zúčastní pouze částice neúletové, tj, relativně velké částice oxidu vápenatého.Limestone is calcined in the fluidized bed to form a porous additive structure. Since the molar volume of calcium sulfate is about 3 times greater than the volume of calcium oxide produced by calcination, the pores of calcium oxide are clogged by the formation of calcium sulfate. The layer thickness of the formed calcium sulfate is about 0.025 mm. It goes without saying that the degree of utilization of calcium oxide increases with the reduction of the limestone particles. However, the major problem is that the sulfation time of the calcium oxide particles takes tens of minutes and therefore only non-particulate particles, i.e., relatively large calcium oxide particles, are involved in the sulfation process.

Pro zvýšení využití oxidu vápenatého byly i popsány způsoby vlhčení směsi popela a aditiva před jejichž vracením zpět do fluidní vrstvy. Bylo dosaženo pozitivních výsledků tohoto opatření.In order to increase the utilization of calcium oxide, methods of wetting the mixture of ash and additives before returning them back to the fluidized bed have also been described. Positive results of this measure have been achieved.

Značným pokrokem v oblasti fluidního spalování je použití fluidní pískové vrstvy zrnění do 3 mm. Při rychlosti fluidace 2 až 3 m.s” udržuje tato písková vrstva ve vznosu uhelné částice do velikosti 80 mm a vápenec do velikosti 4 mm. Při fluidním režimu je hybnost pískových částic natolik vysoká, že postupně oddrtí z povrchu hořící uhelné částice popílek na úletovou frakci. K obdobnému jevu dochází i u částic vápence. Při kalcinaci ve fluidní vrstvě vzniká podstatně měkčí oxid vápenatý, který je pískem rovněž oddrcován na úletovou frakci velikosti 0,3 až 0,4 mm. Tímto dochází k obnově reakčního povrchu částic oxidu vápenatého a částice o velikosti 3 mm má tak předpoklady k zachycování oxidu siřičitého obdobně, jako částice velikostí 0,3 mm.Considerable progress in the field of fluidized bed combustion is the use of a fluid sand layer of grain size up to 3 mm. At a fluidization rate of 2 to 3 m.s ”, this sand layer keeps coal particles up to 80 mm high and limestone up to 4 mm high. In the fluidized mode, the momentum of the sand particles is so high that it gradually crushes the burning coal particles from the surface to fly off. A similar phenomenon occurs with limestone particles. The calcination in the fluidized bed produces a substantially softer calcium oxide, which is also crushed with sand to a fraction of 0.3 to 0.4 mm. This restores the reaction surface of the calcium oxide particles and the particle size of 3 mm has the potential to capture sulfur dioxide in a similar way as particles of 0.3 mm.

Ukázalo se však, že stupeň sulfatace těchto částic neni až tak vysoký, ač je podstatně větší, než 1 až 3 mm částice vápence v klasické fluidní vrstvě popela. Pravděpodobnou příčinou je příliš vysoká hybnost pískových částic, která příliš rychle oddrtí i nenasulťatovanou částici. Tato hybnost je však nezbytná s ohledem na hoření uhelných částic. Negativní vliv má i názká reakční rychlost kalcinace vápence v teplotní oblasti 800 °C. Pravděpodobně dochází ke snižování rychlosti difúze oxidu siřičitého do částice oxidu vápenatého protisměrnou difúzí oxidu uhličitého.However, it has been shown that the degree of sulphation of these particles is not as high as it is substantially greater than 1 to 3 mm of limestone particles in the classical fluidized bed of ash. The probable cause is too high momentum of sand particles, which too quickly crush even unsaturated particles. However, this momentum is necessary with regard to the burning of the coal particles. The low reaction rate of calcination of limestone in the temperature range of 800 ° C also has a negative effect. It is likely that the rate of diffusion of sulfur dioxide into the calcium oxide particle is reduced by the opposite diffusion of carbon dioxide.

částečným řešením se jeví použít k odsiřování místo vápence přímo oxid vápenatý, jak je navrhováno včs. AO č. 230 126. Směs podle tohoto vynálezu umožňuje výrazně snížit potřebný molární poměr Ca:S oproti použití vápence. Zachycování oxidu siřičitého přímo pomocí oxidu vápenatého navíc nemá uaximum v oblasti optimálních teplot spalování, uhlí, tj. při 800 až 900 ve fluidní spalovací vrstvě.a partial solution seems to be to use calcium oxide as desulphurisation instead of limestone, as suggested by the US. AO No. 230 126. The composition of the invention makes it possible to significantly reduce the required Ca: S molar ratio compared to the use of limestone. Moreover, the capture of sulfur dioxide directly by means of calcium oxide does not have uaximum in the region of optimum combustion temperatures, coal, i.e. at 800 to 900 in the fluidized bed.

Všechna výše popsaná řešení ve s-jí spotřebu vápenatého aditiva vyšší než se dosahuje při mokrých či polosuchých vyj··' kách koužových plynů. U polosuché vápenné vypj.rky oxidu siřičitého z kouřových )-lynú jo dosahováno 85 t zachycení oxidu siřičitého při molárním poměru Ca:S = 1,8 až 2,All of the solutions described above have a calcium additive consumption higher than that achieved with wet or semi-dry flue gas emissions. In the case of a semi-dry lime slurry of sulfur dioxide from flue gases, 85 t of sulfur dioxide capture is achieved at a molar ratio of Ca: S = 1.8 to 2,

Podstatným pokrokem v oblasti fluidního odsiřování se jeví směs pro fi·.; M. spalování hnědého uhlí a odsiřování jeho spalin při teplotách 750 až 900 °C a mimovrstvové rychlostí fluidace 1 až 4 m.s 1 podle předkládaného vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z 0,5 až 20 % hmot. hnědého uhlí o velikosti částic až 50 mm s výhřevností 6 až 16 MJ.kg-1 a obsahu siry 0,5 až 10 % hmot., z hydroxidu vápenatého velikosti částic až 5 mm v množství daném molárním poměrem Ca:S = 1,1 až 2,5 vztaženo i>a obsah síry ve spalovaném uhlí a z písku o velikosti části až 4 mm.Substantial progress in the field of fluid desulfurization has been shown to be a mixture for fum; M. combustion of lignite and desulfurization of its flue gas at temperatures of 750 to 900 ° C and an extra-layer fluidization rate of 1 to 4 ms 1 according to the present invention, characterized in that it consists of 0.5 to 20 wt. brown coal of particle size up to 50 mm with a calorific value of 6 to 16 MJ.kg -1 and a sulfur content of 0.5 to 10% by weight, of calcium hydroxide of particle size up to 5 mm in an amount given by the molar ratio Ca: S = 1.1 up to 2.5 based on the sulfur content of the charcoal and from the sand up to 4 mm.

Vynález využívá skutečnosti, že hydroxid vápenatý je stabilní jen do 400 °C. Při teplotě fluidni vrstvy cca 800 až 900 °C dochází velmi rychle k úniku vody za vzniku reaktivního oxidu vápenatého e velkým reakčním povrchem a řadou trhlin, které tento povrch ještě zvětšují. Reakční povrch je výrazně větší než u oxidu vápenatého vzniklého únikem oxidu uhličitého kalcinací vápence, zhruba o póry vzniklé navíc únikem vody. V pískové fluidni vrstvě je reakční povrch oddrcováním pískováním pískovými částicemi samozřejmě trvale obnovován.The invention takes advantage of the fact that calcium hydroxide is only stable up to 400 ° C. At a fluidized bed temperature of about 800 DEG-900 DEG C., water leaks very rapidly to form reactive calcium oxide through a large reaction surface and a series of cracks that increase this surface. The reaction surface is considerably larger than that of calcium oxide due to carbon dioxide leakage by calcination of limestone, approximately by the pores generated by water leakage. Of course, in the sand fluidized bed, the reaction surface is permanently restored by grinding with sand particles.

Základní výhodou směsi podle vynálezu je snížení spotřeby vápenného aditiva v přepočtu na vápník a to na zhruba 50 % ve srovnání s přímým použitím vápence a na zhruba 70 i oproti použití předem zkalcinovaného vápence na oxid vápenatý při granulometrii částic aditiva 1 až 4 mm a použití pískové fluidni vrstvy. Takto se spotřeba vápenného aditiva blíží spotřebě zjištěné u polosuché vápenné odsiřovací metodě v rozprašovací sušárně.The main advantage of the composition according to the invention is the reduction of the lime additive consumption to about 50% compared to the direct use of limestone and to about 70 as well as the use of precalcined limestone for calcium oxide with granulometry of additive particles of 1 to 4 mm. fluidni layers. Thus, the consumption of the lime additive approximates that found in the semi-dry lime desulfurization method in a spray drier.

Jednotlivé složky směsi podle vynálezu lze přivádět ke spalování a odsiřování společně i jednotlivě. Všechny rychlosti jsou pro účely tohoto vynálezu vztaženy na teplotu prostřed;.. Hydroxid vápenatý lze připravit např. míšením hydroxidu vápenatého s vodou na pastu, která se po vysušení nadrtí na požadovanou granulometrii.The individual components of the mixture according to the invention can be fed to the incineration and desulfurization jointly or individually. For the purposes of the present invention, all rates are based on the temperature of the medium. Calcium hydroxide can be prepared, for example, by mixing calcium hydroxide with water into a paste which, after drying, is ground to the desired granulometry.

Příklad 1Example 1

Ve fluidním spalovacím reaktoru s 50% odvodem spalováním vzniklého tepla stěnou reaktoru bylo spalováno uhlí o zrněni až 40 mm s výhřevností 9 MJ.kg1 a obsahem síry 4,3 % hmot.In the fluidized bed combustion reactor with a 50% removal of heat generated by combustion reactor wall was burned coal having a grain size up to 40 mm with a calorific value of 9 MJ.kg 1 and a sulfur content of 4.3% by weight.

Ke spalováni docházelo ve fluidni pískové vrstvě o zrnění písku 1 až 3 mm. Rychlost fluidace -1 byla 2,22 m.s , výška expandované vrstvy 0,7 m. Přebytek vzduchu byl 1,057 a obtah SO2 ve spalinách bez přítomnosti Ca(OH)2 ve fluidni vrstvě byl 0,773 % obj. K zachycování SO2 byl použit Ca(OR)2 o zrnění 1 až 2 mm. Při dávkováni Ca(OH>2 odpovídající molárnímu poměru Ca:S = 1,55 bylo zjištěno 70% zachycení SO2 ze spalin. Teplota flu.idní spalovací, vrstvy byla 830 °C.The combustion took place in a fluid sand layer having a grain size of 1 to 3 mm. Fluidization velocity was 2.22 ms -1, expanded bed height of 0.7 m. The excess air was 1,057 and proof of SO 2 in the flue gas without the presence of Ca (OH) 2 in the fluidized bed was 0.773 vol.% To the capture of SO 2, a Ca (OR) 2 with a grain size of 1 to 2 mm. At a Ca (OH> 2) feed rate corresponding to a molar ratio of Ca: S = 1.55, 70% SO 2 capture was detected from the flue gas. The temperature of the fluidized bed was 830 ° C.

Příklad 2Example 2

Při jinak stejném uspořádání jako v příkladu 1 bylo zachycování SO2 při teplotě fluidni vrstvy 825 °C použit Ca(OH)2 o velikosti částic 1 až 4 mm. Při molárním poměru dávkovaného Ca:S « 1,45 došlo k zachycení 58,6 % SO2 ze spalin. Přebytek vzduchu ke spalování byl 1,1, obsah SO2 ve spalinách bez přítomnosti Ca(0H)2 ve fluidni vrstvě byl 0,796 % obj.In an otherwise similar arrangement to that of Example 1, the SO 2 capture at a fluidized bed temperature of 825 ° C used Ca (OH) 2 having a particle size of 1 to 4 mm. At a molar ratio of Ca: S «1.45, 58.6% of SO 2 was recovered from the flue gas. The excess air for combustion was 1.1, the SO 2 content of the flue gas in the absence of Ca (OH) 2 in the fluidized bed was 0.796% by volume.

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION Směs pro fluidni spalování hnědého uhlí a odsiřování jeho spalin při teplotám 750 až 900 L'c a mimovrstvové rychlosti fluidace 1 až i m.s-·'', vyznačená tím, že sestává z 0,5 až 20 % hmot. hnědého uhlí o velikosti částic až 10 mm s výhřevností .6 až 16 MJ.kg ' a obsahu síry 0,5 až 10 % hmot., z hydroxidu vápenatého velikosti čistič až 5 mra v množství daném molárním poměrem CatS - i',1 až 2,5 vztaženo na obsah síry ve spalovaném uhlí a z pisku o velikosti částic až 4 mm.Mixture for the fluidized-bed combustion of brown coal and the desulphurization of its flue gas at temperatures of 750 to 900 L < c > and an extra-layer fluidization rate of 1 to 1 m < -1 > lignite with a particle size of up to 10 mm with a calorific value of 6 to 16 MJ.kg -1 and a sulfur content of 0.5 to 10% by weight; 2.5 based on the sulfur content of the charcoal and on the sand having a particle size of up to 4 mm.
CS868179A 1986-11-12 1986-11-12 Mixture for brown coal's fluidization combustion and its combustion products desulphurization CS260514B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS868179A CS260514B1 (en) 1986-11-12 1986-11-12 Mixture for brown coal's fluidization combustion and its combustion products desulphurization

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS868179A CS260514B1 (en) 1986-11-12 1986-11-12 Mixture for brown coal's fluidization combustion and its combustion products desulphurization

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS817986A1 CS817986A1 (en) 1988-05-16
CS260514B1 true CS260514B1 (en) 1988-12-15

Family

ID=5432015

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS868179A CS260514B1 (en) 1986-11-12 1986-11-12 Mixture for brown coal's fluidization combustion and its combustion products desulphurization

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS260514B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS817986A1 (en) 1988-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6912962B2 (en) Apparatus for the cleaning of flue gases containing sulfur dioxide
CN100572915C (en) Reduce the method for CFBB sulfur dioxide (SO2) emissions
CN106642085B (en) A kind of grading combustion technology for realizing the fire retardant coal efficient burning of nsp kiln and low NOx drainage
CN101703886B (en) Desulfurization method of magnesium slag directly used in circulating fluidized bed boiler
CN103453538B (en) A kind of minimum discharge CFBB with three grades of desulphurization systems
US4277450A (en) Removal of sulfur dioxide from gas
CN203549871U (en) Novel ultra-low emission circulating fluidized bed boiler
CN101280920B (en) Fluidization-suspension combined combustion boiler
US4226831A (en) Apparatus for removal of sulfur from gas
JP3384435B2 (en) Fluidized bed furnace exhaust gas desulfurization method
JP2023551876A (en) Processes and methods for firing materials
US5551357A (en) Method and system for recycling sorbent in a fluidized bed combustor
CS260514B1 (en) Mixture for brown coal's fluidization combustion and its combustion products desulphurization
CA2224901C (en) Method for conditioning fluidised bed combustor ashes
GB2107207A (en) Flue gas desulphurisation
US4466360A (en) Loop-bed combustion apparatus
JPS56133022A (en) Calcining device for powder material
JPS5938015B2 (en) Calcination equipment for powder and granular raw materials
JPH03193115A (en) Highly efficient desulfurization and denitration in fluidized bed boiler
SU376339A1 (en)
JPH03271613A (en) Desulfurizing process for inside of boiler furnace and flue
JPS6350050B2 (en)
JPS57155307A (en) Desulfurization in reduction of iron ore in heat medium particle-circulated fluidized bed
CS235612B1 (en) Method of sulphur oxides trapping
JPH07174328A (en) Operating method for pressurized fluidized bed burning furnace