CS265580B1

CS265580B1 - Device for combustion product desulphurization by using burnt and slaked lime as dry additive

Info

Publication number: CS265580B1
Application number: CS877269A
Authority: CS
Inventors: Jaromir Doc Ing Csc Bar; Jiri Ing Cervinka
Original assignee: Bar Jaromir; Cervinka Jiri
Priority date: 1987-10-08
Filing date: 1987-10-08
Publication date: 1989-10-13
Also published as: CS726987A1

Abstract

Očelem navrhovaného zařízení je mimo jiné i dosažení snížení spotřeby aditiva, což vede k ekonomickým úsporám a kromě toho rovněž ke snížení množství deponií, jejichž ukládáni je také nákladné. Zařízení sestává z šachty, třídiče a zdroje suché vodní páry. Šachta je opatřena vyhřívačem a pod ním umístěnými nejméně dvěma parními tryskami nastavenými proti sobě navzájem, a také výpustí napojenou na vstup prachu do třídiče, který je dále napojen zpětným potrubím pro.hrubý podíl prachu na šachtu a výstupem pro jemný podíl prachu na spalinovou trasu mezi zdrojem spalin a odlučovačem prachu, přičemž mezi výpustí na jedné straně a napojením výstupu na spalinovou trasu na straně druhé je zapojen nejméně jeden přístroj pro pohon směsi spalin a prachu. Zařízeni je možno využít především u středních a menších zdrojů spalin hnědého uhlí, jako jsou menší elektrárny, teplárny, výtopny apod.The eye of the proposed device is out Otherwise, achieving a reduction in the consumption of the additive, which leads to economic savings and besides also to reduce the amount of \ t their storage is also expensive. Equipment It consists of a shaft, a sorter and a source dry water vapor. The shaft is equipped with a heater and below it at least two steam jets set against each other with each other, and also with the outlet connected to dust in the sorter, which is further connected by a return line for a coarse fraction dust on the shaft and outlet for the fine the proportion of dust to the flue gas route between a flue gas source and a dust separator, wherein between the outlet on one side and the connection to the flue gas route at on the other hand, at least one is involved flue gas / dust mixer. The equipment can be used especially for middle-class and smaller sources of brown coal flue gas, such as smaller power plants, heating plants, heating plants, etc.

Description

Vynález se týká zařízení k odsiřování spalin za použití páleného nebo/a hašeného vápna jako aditiva přidávaného do proudu spalin za aktivace suchou vodní parou.The present invention relates to a flue gas desulfurization plant using quicklime and / or slaked lime as an additive added to the flue gas stream by activation with dry steam.

Doposud se užívala metoda odsiřování spalin za použití páleného nebo/a hašeného vápna jako aditiva přidávaného do proudu spalin za aktivace suchou vodni parou tak, že část tuhého produktu reakce vápence, kalcinovaného v ohništi, š oxidem siřičitým, společně s poletavým popílkem, zachycená zpravidla v tkaninových odlučovačích prachu, se rozmělnila, načež se po mnoho hodin podrobovala účinku suché vodní páry a potom se směs obsahující Ca(OH)2 a vodní pára zaváděla do odpadních plynů o teplotách blízkých teplotám komínovým, podle patentu NSR DE 3 428 502 A 1. Velkým nedostatkem této metody byla skutečnost, že se vždy k odsiřovací reakci užívala jen část produktu kalcinace vápence v kotli společně s částí poletavého popílku, kdežto větší část produktu kalcinace se bezprostředně nevyužila. Mohla se, avšak zase jen částečně využívat v dalším cyklu,, až po dalším zachycení v prachových odlučovačích. Veškerý tuhý produkt kalcinace vápence podrobovat reakci s vodní parou a s SO₂ je vyloučeno, takže vždy zůstává mnoho aditiva nevyužito a nedostatečně využito. Kromě toho při reakci v kotli se vytváří na povrchu zrn CaO vrstva CaSO₄, která brání difúzi S0₂ do nitra zrna, \ kde zůstává nevyužitý CaO. Kromě toho, částečky CaO mohou být v ohništi zaneseny též do oblastí teplot nad 1 200 °C a mohou být přepáleny, takže ztrácejí reaktivitu s SOj. To vše vede ke snižování odsiřovacího efektu a ke zvýšené spotřebě aditiva, a tedy i k ekonomickým ztrátám.To date, a flue gas desulfurization method using quick and / or slaked lime has been used as an additive added to the flue gas stream with dry steam vapor activation such that a portion of the solid calcined reaction calcined in the fire with sulfur dioxide, The fabric dust separators were comminuted, then subjected to dry water vapor for many hours, and then the mixture containing Ca (OH) 2 and water vapor was introduced into waste gases at temperatures close to chimney temperatures, according to German Patent DE 3 428 502 A1. A major drawback of this method was the fact that only a part of the boiler calcination product was always used for the desulfurization reaction together with a part of the fly ash, while the larger part of the calcination product was not immediately used. It could, but only partially, be used again in the next cycle, only after being caught again in the dust separators. All of the solid limestone calcination reaction with water and SO ₂ is avoided, so that many additives remain unused and underutilized. In addition, during the reaction in the boiler, a CaSO ₄ layer is formed on the surface of the CaO grains, which prevents the diffusion of SO ₂ into the interior of the grain, where CaO remains unused. In addition, the CaO particles in the furnace may also be entrained in temperature regions above 1200 ° C and may be burned, losing their reactivity with SO 2. All this leads to a reduction of the desulfurization effect and an increased consumption of the additive and thus to economic losses.

Uvedené nevýhody odstraňuje nebo alespoň podstatně snižuje zařízení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává ze šachty, třidiče a zdroje suché vodní páry, kdy šachta je opatřena vyhřívačem a pod ním umístěnými nejméně dvěma parními tryskami nastavenými proti sobě navzájem, a též výpustí napojenou na vstup prachu do třidiče, který je dále napojen zpětným potrubím pro hrubý podíl prachu na šachtu a výstupem pro jemný' podíl prachu na spalinovou trasu mezi zdrojem spalin a odlučovačem prachu, přičemž mezi výpustí na jedné straně a napojením výstupu na spalinovou trasu na straně druhé je zapojen nejméně jeden přístroj pro pohon směsi spalin a prachu.The above-mentioned disadvantages are eliminated or at least substantially reduced by the device according to the invention, which consists of a shaft, a separator and a source of dry water vapor, the shaft being provided with a heater and below it at least two steam nozzles facing each other. connected to a dust inlet to the screen, which is further connected by a return line for coarse dust to the shaft and an outlet for fine dust to the flue gas path between the flue gas source and the dust separator, between the outlet on one side and the outlet on the flue gas path on the side the second is connected at least one apparatus for driving the mixture of flue gas and dust.

Zařízení podle vynálezu odstraňuje hlavně nedostatek suchých vápenatých procesů, který tkví v tom, že se při průchodu v ohništi obalí částečka CaO neprodyšnou slupkou CaSO₄ a že též při teplotách nad 1 200 °C může dojít ke ztrátě aktivity CaO pro jeho reakci s SC^, což vše snižuje stupeň využívání aditivu a odsiřovací afekt. Protože účinku suché vodní páry je podrobováno všechno pálené vápno a jen nepatrná část poletavého popílku a protože zrna CaO nemají slupku z CaSO^, je reakce se suchou vodní parou mnohem rychlejší, úplnější a účinnější. Následkem toho je celková aktivace vápna i odsiřovací efekt zvýšen. Zařízení podle vynálezu umožňuje též snížit spotřebu aditiva, což vede k ekonomickým úsporám v 'nákladech na aditivum, a kromě toho též ke snížení množství deponií, jejiohž ukládání je rovněž nákladné, a tedy k dalším ekonomickým úsporám v tomto směru. Protože je směs suché vodní páry a vápna aktivovaného parou zaváděna do spalin, jejiohž teplota se blíží komínové teplotě spalin, tj. 50 až 120 °C, je afinita aktivovaného vápna k SOj podstatně vyšší nežli za vyšších teplot. Celé zařízeni je poměrně jednoduché a málo náročné jak na investice, tak na provozní náklady. Přitom zajištuje stejný odsiřovací efekt, jako četné vysoce účinné vápnově vápencové mokré vypírky s podstatně složitějším a nákladnějším zařízením.The device according to the invention mainly eliminates the deficiency of dry calcium processes, which is caused by the fact that the CaO particle is wrapped in a fire-resistant CaSO ₄ shell during the fire passage and that even at temperatures above 1200 ° C CaO activity can be lost for its reaction with SC4. , all of which reduce the degree of additive utilization and desulfurization. Because all quicklime and only a small fraction of the fly ash are subjected to the effect of dry steam, and because the CaO grains do not have a CaSO4 shell, the reaction with dry steam is much faster, more complete and more efficient. As a result, overall lime activation and desulfurization effect are increased. The device according to the invention also makes it possible to reduce the consumption of the additive, which leads to economical savings in the cost of the additive and, moreover, to a reduction in the number of deposits, which is also expensive to store, and thus to further economical savings in this direction. Since the mixture of dry water vapor and steam-activated lime is introduced into the flue gas at a temperature close to the flue gas temperature of 50 to 120 ° C, the affinity of the activated lime to SO 3 is substantially higher than at higher temperatures. The whole equipment is relatively simple and not demanding both for investment and operating costs. In doing so, it provides the same desulfurization effect as numerous highly efficient lime-limestone wet scrubbers with a considerably more complex and costly equipment.

Příklad zařízení podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném obrázku.An example of a device according to the invention is shown schematically in the attached figure.

Jde o zařízení k odsiřování spalin hnědého uhlí teplárny. Jeho hlavními součástmi jsou šachta A na kusové pálené vápno s kuželovité zakončenou spodní částí, oyklónový třídič vápenného prachu a zdroj A suché vodní páry, přehřáté na 120 °C. Na hlavni spalinovou trasu 10 je napojeno přes čerpadlo 15 šest spalinových trysek ve funkci vyhřívačů £, postavených vždy po dvou ústím proti sobě. Pod nimi jsou podobně orientovány dvě parní tryskyIt is a plant for desulphurization of brown coal flue gas of a heating plant. Its main components are the lump pit A with lump cone-shaped bottom, the cyclone lime dust sorter and the source A of dry water vapor, superheated to 120 ° C. Six flue nozzles in the function of heaters 4 are arranged opposite each other to the main flue gas line 10 via a pump 15. Two steam nozzles are similarly oriented below them

A a v nejnižším bodě šachty A 3^e výpust A napojená na vstup T. éo třídiče 2,' který je napojen jednak svým výstupem A na napojení 13 na spalinovou trasu 10 mezi reaktorem 19 a vyústěním odvodu 18 plynu, jednak svým zpětným potrubím A ^na šachtu A< konkrétně do prostoru těsně nad vyústěním šesti spalinových trysek ve funkci vyhřívačů 4. Mezi výpust 2 ^a vstup T_, dále mezi výstup 2 ^a napojení 13, ^a konečně na zpětném potrubí 2 poblíž třídiče 2 jsou zapojeny tři parní trysky ve funkci přístroje 14 pro pohon směsi plynu a prachu, napojené na zdroj 2 suché vodní páry, kterým je parní kotel, jehož ohniště je zdrojem 11 spalin hnědého uhlí. Mezi výpustí 6 a vstupem 7_ do třídiče 2 j® zapojen ventilátorový drtič 26.· ^Mezi napojením a odlučovačem 12 prachu je do spalinové trasy 10 zapojen reaktor 22· Šachta 2 3^e opatřena poklopem 27.» ^na nějž je napojen odvod 18 plynu a kterým prochází dopravník 20, jehož druhý konec je umístěn u skládky 21 vápna.A and the lowest point A of the shaft ³ and the outlet and connected to the input screens éo T 2 ', which is partly connected with its output to the connection 13 to the flue gas path 10 between the reactor 19 and the opening 18 of flue gas and also its return conduit A ^on Specifically, into the space just above the outlet of the six flue nozzles as heaters 4. Between the outlet 2 ^{and the} inlet T, the outlet 2 ^{and the} connection 13, ^and finally on the return line 2 near the sorter 2, three steam nozzles are connected. for the propellant mixture of gas and dust connected to a source 2 of dry water vapor, which is a steam boiler, the fireplace of which is a source of 11 brown coal flue gases. Between the outlet 6 and the inlet into the separator 2 7_ J® connected fan crusher 26th · i connection ^limit and the separator 12 to the flue gas dust lines 10 connected reactor 22 · ³ and the shaft 2, a lid 27th »which is connected ^to outlet 18 of gas and through which a conveyor 20, the other end of which is located at the lime landfill 21, passes.

Kusové vápno obsahující méně než 1 % hmotnosti síranu vápenatého je ze skládky 21 kontinuálně dopravováno dopravníkem 20 do šachty 2· 3® vápno vyhříváno částí spalin dodávanou šesti spalinovými tryskami ve funkci vyhřívače A ^ze spalinové trasy 22» od zdroje 11 spalin pomocí čerpadla 15 do šachty 2 nad parní trysky 5. Protože jsou spalinové trysky ve funkci vyhřívače 2 nastaveny proti sobě na způsob proudového mlýna, rozmělňuje též proud spalin kusový vápenec na menší částečky, které mají teplotu dostatečně vysokou, aby vodní pára na nich nemohla kondenzovat. Tyto částečky padají mezi dvě parní trysky 2 mající rovněž funkci proudového mlýna, čímž se rozmělní na jemné částečky vápna, které začínají hydratovat na hydroxid vápenatý účinkem suché vodní páry. Směs páry a těchto částečně hydratovaných částeček vápna je nasávána pod tlakem, způsobeným parními tryskami ve funkci přístrojů pro pohon směsi plynu a prachu, přes výpust 2» ventilátorový drtič 22» který dále rozmělňuje částečky, a dále do vstupu 2 <Jo cyklonového třídiče 2· V třídiči 2 se vytřídí hrubší částečky vápna, které se odvádějí ze dna třídiče 2 zpětným potrubím 2 zpět do šachty 2 nad vyústění spalinových trysek ve funkci vyhřívače A ^a podrobují se opakovanému procesu rozmělňování. Pohyb plynné disperze částeček vápna je zajištován parními tryskami ve funkci přístroje 14 pro pohyb směsi plynu a prachu. Podobně je tomu též u odvádění směsi spalin, suché vodní páry a jemných částeček vápna, které se uskutečňuje výstupem 2 ^z třídiče 2 přes napojení 13 do spalinové trasy 10 do míst, kde už jsou spaliny předem poněkud ochlazeny směsí studeného vzduchu, přisávaného otvorem pro dopravník 20 v poklopu 17 a úniku části spalin ze šachty 2· Tato chladná směs plynu se odvádí odvodem 18 plynu do spalinové trasy 10 před napojením 22· Při transportu částeček vápna v plynu obsahujícím suchou vodní páru pokračuje hydrataoe oxidu na hydroxid vápenatý, který je u svého zrodu vysoce aktivní pro reakci s oxidem siřičitým. Tato reakce probíhá intenzivněji za nižších teplot, blízkých teplotám komínovým (50 až 120 °C). Nikde však ve spalinové trase 10 nesmí být dosaženo rosného bodu kyseliny sírové, či siřičité. Aby se prodloužila doba reakce SO₂ a Ca(OH)₂ je zasazen do spalinové trasy 10 reaktor 22· Reakce pokračuje i v odlučovači 12 prachu, v našem případě tkaninovém, kde se odloučí tuhý produkt reakce současně s poletavým popílkem. Odsířené spaliny se vyhánějí ventilátorem 22 do komína 23.Lump lime containing less than 1% by weight of calcium sulfate is continuously conveyed from the landfill 21 by conveyor 20 to the shaft 2 · 3® lime heated by part of the flue gas supplied by six flue nozzles as heater A ^from flue gas line 22 »from flue gas source 11 by pump 15 to shaft 2 above the steam nozzles 5. Since the flue nozzles in the function of the heater 2 are aligned with each other in the manner of a jet mill, the flue gas stream also disintegrates lump limestone into smaller particles having a temperature sufficiently high that water vapor cannot condense on them. These particles fall between the two steam nozzles 2 also having the function of a jet mill, thereby breaking them into fine lime particles which begin to hydrate to calcium hydroxide by the effect of dry water vapor. The mixture of steam and these partially hydrated lime particles is sucked under pressure caused by the steam nozzles as gas and dust propellant devices, through the outlet 2 of the fan crusher 22, which further comminutes the particles, and further into the inlet 2 of the cyclone sorter. In the sorter 2, coarser lime particles are screened, which are discharged from the bottom of the sorter 2 through the return line 2 back to the shaft 2 above the outlet of the flue nozzles as a heater A ^and undergo a repeated comminution process. The movement of the gaseous dispersion of lime particles is provided by the steam nozzles in the function of the apparatus 14 for moving the gas-dust mixture. Similarly, the exhaust gas mixture, dry water vapor and fine lime particles are discharged through the outlet 2 ^{of the} separator 2 via the connection 13 to the exhaust gas path 10 to the locations where the exhaust gas is already somewhat cooled by the cold air mixture sucked through the conveyor opening. 20 in the hatch 17 and part of the flue gas leakage from the shaft 2 · This cold gas mixture is discharged to the flue gas line 10 prior to connection 22 by the gas outlet 18 · When transporting the lime particles in the gas containing dry water vapor Highly active for the reaction with sulfur dioxide. This reaction proceeds more intensively at lower temperatures close to chimney temperatures (50 to 120 ° C). However, the dew point of sulfuric or sulfuric acid must not be reached anywhere in the flue gas line 10. In order to prolong the reaction time of SO ₂ and Ca (OH) ₂ , the reactor 22 is fed into the flue gas line 10. The reaction continues in the dust separator 12, in our case fabric, where the solid reaction product is separated together with the fly ash. The desulphurized flue gas is blown by the fan 22 into the chimney 23.

Na laboratorním modelovém experimentálním zařízení simulujícím tento proces bylo dosaženo účinností odsiřování modelových spalin v rozmezí od 75 do 90 % hmotnostních.In a laboratory model experimental apparatus simulating this process, the desulfurization efficiency of the model flue gas was in the range of 75 to 90% by weight.

Kromě všeobecných výhod zařízení podle vynálezu, uvedených výše, má toto zařízení ještě další výhody v tom, že umožňuje využívat nepodstatnou část (dvacetinu až padesátinu) objemu spalin k předehřátí vápna, aby nedocházelo nikde ke kondenzaci suché vodní páry.In addition to the general advantages of the apparatus of the present invention mentioned above, it also has the additional advantage of allowing an insubstantial portion (twenty to fifty) of the flue gas volume to be used to preheat lime to prevent condensation of dry water vapor.

Tím se dosahuje úspor na energii, kterou by bylo jinak nutno dodávat z vnějšího zdroje.This achieves savings on energy that would otherwise have to be supplied from an external source.

Kromě toho, ventilátorový drtič 16 vhodně zvyšuje stupeň jemnosti částeček vápna před jeho reakcí s S0_2< Dále, použití parních trysek ve funkci přístroje 14 pro pohon směsi spalin a vápna, vhodně prodlužuje dobu styku částeček CaO s vodní parou. Poklop 17 a odvod 18 plynu snižuji znečištování ovzduší v okolí tohoto zařízení. Dobu styku vápna s vodní parou i reakci vápna s SO₂ konečně podstatně zvyšuje reaktor 22' °°^z příznivě ovlivňuje účinnost odsiřování. Jako zdroj 2 suché vodní páry slouží v našem případě kotel, který je zdrojem 11 spalin.In addition, the fan crusher 16 suitably increases the degree of fineness of lime prior to its reaction with the S0 _{2 <Furthermore,} the use of steam orifices in the function of the device 14 for driving the mixture of flue gases and lime, suitably prolongs contact of CaO particles with steam. The hood 17 and the gas outlet 18 reduce the air pollution around the device. Contact time with steam lime and lime reacting with the SO ₂ reactor substantially increases finally 22 '°° positively affects efficiency ^of desulfurization. In our case, the boiler, which is the source of 11 flue gases, serves as the source 2 of dry water vapor.

Vynález může být použit všude, kde je nutno odsířit spaliny s obsahem oxidů síry, zejména u středních a menších zdrojů spalin hnědého uhlí, jako jsou menší elektrárny, teplárny, výtopny apod.The invention can be used wherever it is necessary to desulfurize flue gas containing sulfur oxides, especially in medium and smaller sources of brown coal flue gas such as smaller power plants, heating plants, heating plants and the like.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An apparatus for desulfurization of flue gas using quick and / or slaked lime as a dry additive, characterized in that it comprises a shaft (1), a sorter (2) and a source (3) of dry water vapor, the shaft (1) being provided with a heater (4) and below it at least two steam nozzles (5) facing each other, as well as an outlet (6) connected to the dust inlet (7) to the sorter (2), which is further connected by a return line (8) for coarse the dust fraction of the shaft (1) and the outlet (9) for the fine dust fraction of the flue gas path (10) between the flue gas source (11) and the dust separator (12), between the outlet (6) on one side and the outlet (13) (9) at least one apparatus (14) for driving a mixture of flue gas and dust is connected to the flue gas path (10) on the other hand.

Device according to claim 1, characterized in that the heater (4) is at least one flue gas pipe connected via a pump (15) to the flue gas source (11) and opening into the shaft (1).

Device according to claim 1 or 2, characterized in that a fan crusher (16) is connected between the outlet (6) on the one hand and the inlet (7) on the other.

Device according to Claims 1 to 3, characterized in that the devices (14) for driving the flue gas / dust mixture are nozzles for dry water vapor.

Device according to Claims 1 to 4, characterized in that the upper part of the shaft (1) is provided with a cover (17) with a gas outlet (18) connected to the flue gas path (9) between the connection (13) and the flue gas source (11). .

Device according to one of Claims 1 to 5, characterized in that a reactor (19) is connected to the flue gas path (10) between the dust separator (12) and the connection (13).