CS272565B1 - Sorbent pro suché odsiřování spalin - Google Patents

Abstract

Podstata řešení spočívá v tom, že sorbent sestává z 1 až 6 dilů hmot. jemně vletého vápence, z 1 až 3 dílů hmot. částic železa a jeho oxidů a z 1 až 3 dilů hmot. sádry. Řešení lze využít zejména v energetice při spalování sirného uhlí v práškových, roštových a fluidních kotlích.

Description

Vynález se týká sorbentů pro suchá odsířování spalin. Suchá sorbenty pro odsiřování spalin umožňují zachycovat oxidy síry v Jedné operaci, přičemž nedochází k výraznému ochlazení spalin, takže není nutný jejich nákladný dodatečný ohřev. Je známo několik refeneračnícH metod s různými přenášeči síry, degenerace však komplikuje a prodlužuje odsiřovací proces a je negativně ovlivňována přítomností popílku ve spalinách.

Pále jsou známé suché neregenerativní způsoby odsiřování spalin, a to tzv. suchá aditivní technologie, dále způsob využívající velmi reaktivních sorbentůna-bázi hydroxidu vápenatého a způsob odsiřování vápenatými materiály ve fluidní vrstvě spalovaného uhlí.

Je známo, že při aplikaci vápence v procesu suché aktivní technologie jde o jednorázový proces odsiřování s nízkým stupněm využití vápence a s nízkou účinností odsíření spalin.

Způsoby využívající velmi re.aktivní sorbent na bázi hydroxidu vápenatého odstraňují oxidy síry ze spalin s vysokou účinností, například řešení podle čs. autorského osvědčení č. 217642. Využívají buJ odpadního vápna z různých výrob, nebo je hydroxid vápenatý připravován termickým rozkladem přírodních karbonátů a následnou hydratací oxidu vápenatého. Použití odpadního vápna má výhodu v tom, že jeho množství neodpovídá spotřebám vápna v procesech odsířování spalin, nevýhodou termického rozkladu je značná energetická náročnost, což se nepříznivě promítá do nákladů vlastního odsiřovacího procesu.

Dále u odsiřování ve fluidní vrstvě spalovaného uhlí je znám způsob reaktivace částečně zreagovaných vápenatých sorbentů, které jsou ve směsi s popílkem. Tento způsob Je založen na následujících reakcích

OaCO₃----->CaO + C0₂(1)

CaO + S0₂ + 1/2 0₂—> Ca S0₄(2)

CaO + S0₃-------------Ca S0₄(3) ’

CaO + h₂0------------5* Ca (OH) ₂(4)

Beaktivační pochod spočívá v hydratační reakci oxidu vápenatého (4), který vzniká kalcinační reakcí (1) a je přeměňován na síran vápenatý reakcemi (2) a (3). Protože se používá přebytku vstupního karbonátu vzhledem ke stechiometrii reakcí (2) a (3), zbývá při daných reakčních podmínkách ve výsledné reakční směsi určité množství oxidu vápenatého, který je následně hydratován. Hydroxid vápenatý je velmi účinný sorbent oxidů síry. Jeho použití v procesu odsiřování spalin je nepříznivě ovlivněno přítomností značného množství popílku, který jako inert velmi zřeňuje účinnou složku, tj. hydroxid vápenatý. Při dávkování do ohniště kotlů dochází k negativnímu ovlivňování spalovacího procesu.

Tyto nevýhody odstraňuje sorbent pro suché odsiřování spalin podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává ze směsi složené z jemně mletého vápence velikosti zrn 10 až 20 % zbytku na sítě o rozměru ok 0,05 M v množství 1 až 6 dílů hmot., z pojivá na bázi sádry v množství 1 až 3 dílů hmot, a z částic železa a jeho oxidů v množství 1 až 3 dílů hmot.

Výhoda sorbentů podle vynálezu oproti samotnému vápenci užívaném v procesu suché aditivní technologie spočívá v podstatně vyšším stupni využití sorbentů a v podstatně vyšší účinnosti odsíření spalin, způsobené především vysokou reaktivitou hydroxidu vápenatého, vzniklého při reaktivační reakci (4).

Oproti využívání odpadního vápna má sorbent podle vynálezu výhodu v tom, že jeho množství může pokrýt potřeby procesů odsiřování spalin.

Oproti metodě termického rozkladu vápenců pro získání velmi reaktivních sorbentů na bázi hydroxidu vápenatého má sorbent podle vynálezu výhodu v méně nákladné přípravě, protože kalcinace uhličitanu vápenatého na oxid (1) probíhá přímo v kotli při prvním aktivování sorbentů, což je z hlediska spotřeby energie výhodné. Pro kalcinaci není zapotřebí žádného zvláštního zařízení, což Je další výhoda; již při kalcinaci dochází k částečnému vázání oxidů síry.

• CS 272 565 B1 2

Oproti použití částečně zreagovaných a neaktivovaných vápenatých sorbentů, které jsou ve směsi s popílkem, má sorbent podle vynálezu výhodu v tom, že ho lze magnetickou cestou odseparovat od inertního popílku, což usnadňuje jeho reaktivaci a umožňuje jeho druhé aditivování do kotle s podstatně menším negativním ovlivňováním spalovacího procesu.

Příklad

Jemně mletý vápenec o rozměrech zrn od 0,01 do 0,09 mm byl smíchán s jemně mletými železnými pilinami s naoxidovaným povrchem o rozměrech zrna pod 0,09 mm a se síranem vápenatým v hmotnostním poměru nejprve 1:1:1 a později v poměru 6:3:3» Postupným přidáváním vody a hnětením se obě směsi přivedly do těstovité konzistence. Potom se vysušily při 1 20 °C a rozdrtily na velikost částic 0,3 až 0,6 mm. Tyto materiály byly spolu s elektrárenským popílkem přidávány do fluidního lože. Hmotnostní poměr mezi popílkem a sorbentem činil 6:1. Do fluidního reaktoru vstupovaly spaliny z elektrárenského kotle, částečně zbavené popílku v elektrofiltrech s obsahem oxidu siřičitého 0,3 % objemových zahřáté na 800 °C. Do reaktoru byly přiváděny částice sorbentů takovou rychlostí, aby stechiometrický přebytek oxidu vápenatého vůči průtoku oxidu siřičitého ve spalinách byl 1,1 až 1,2. Průchodem spalin fluidní vrstvou se odstranilo v případě směsi s hmotnostním poměrem vápence ku železu ku sádře 1:1:1 5 až 7 % oxidu siřičitého z>e spalin, v případě směsi v hmotnostním poměru 6:3:3 se odstranilo 12 až 15 % oxidu siřičiuého ze spalin. Zreagované částice ve směsi s popílkem se odváděly přepadem. Byly naneseny na skleněnou desku ve vrstvě vysoké asi 3 až 5 mm. Permanentním magnetem byly odseparovány feromagnetické částice aditiva od popílku. Odseparované aditivum bylo neaktivováno rozmělňováním s vodou v kulovém mlýně a dále povařením s vodou.

Po vysušení a rozdrcení na velikost částic 0,3 až 0,6 mm byly oba sorbenty přiváděny do fluidního reaktoru za stejných podmínek jako před reaktivací. Průchodem spalin fluidní vrstvou se nyní odstranilo v případě sorbentů s poměrem složek 1:1:1 67 až 73 % oxidu siřičitého a v případě sorbentů s poměrem složek 6:3:3 73 až 80 % oxidu siřičitého.

Vynález lze s výhodou použít zejména v energetice při spalování sirného uhlí v práškových, roštových a fluidních kotlích.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Sorbent pro suché odsiřování spalin, vyznačující se tím, že sestává ze směsi složené z 1 až 6 dílů hmot, jemně mletého vápence velikosti zrn 1 0 až 20 % zbytku na sítě o rozměru ok 0,05 mm, z 1 až 3 dílů hmot, částic železa a jeho oxidů a z 1 až 3 dílů hmot, sádry.