CZ180597A3 - Soustava parní elektrárny pro zabránění znečišťování ovzduší a znovuzískávání odpadního tepla - Google Patents
Soustava parní elektrárny pro zabránění znečišťování ovzduší a znovuzískávání odpadního tepla Download PDFInfo
- Publication number
- CZ180597A3 CZ180597A3 CZ971805A CZ180597A CZ180597A3 CZ 180597 A3 CZ180597 A3 CZ 180597A3 CZ 971805 A CZ971805 A CZ 971805A CZ 180597 A CZ180597 A CZ 180597A CZ 180597 A3 CZ180597 A3 CZ 180597A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- combustion air
- sulfuric acid
- heat
- heat exchanger
- flue gases
- Prior art date
Links
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title description 6
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 title description 3
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 82
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 58
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims abstract description 56
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 18
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 4
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 58
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims 1
- -1 hydrates sulfur trioxide Chemical class 0.000 claims 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 claims 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract description 7
- 230000036571 hydration Effects 0.000 abstract description 4
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 abstract description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 abstract 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 69
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 229940044609 sulfur dioxide Drugs 0.000 description 15
- 235000010269 sulphur dioxide Nutrition 0.000 description 15
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 229910002089 NOx Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 4-(3,5-dimethylphenyl)-1,3-thiazol-2-amine Chemical compound CC1=CC(C)=CC(C=2N=C(N)SC=2)=C1 MGWGWNFMUOTEHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N ammonium bisulfate Chemical compound [NH4+].OS([O-])(=O)=O BIGPRXCJEDHCLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 1
- NYAVNTYRFWSLQL-UHFFFAOYSA-N lithium oxygen(2-) titanium(4+) Chemical group [Li+].[O--].[O--].[Ti+4] NYAVNTYRFWSLQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N nitrogen dioxide Inorganic materials O=[N]=O JCXJVPUVTGWSNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B17/00—Sulfur; Compounds thereof
- C01B17/69—Sulfur trioxide; Sulfuric acid
- C01B17/74—Preparation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/8637—Simultaneously removing sulfur oxides and nitrogen oxides
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Chimneys And Flues (AREA)
- Air Supply (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
Soustava* pro zabránění znečištování avzdttšÝ a-e-ncvuzískávání odpadního tepla
O
07«
CO'
-'J
I tí>
' -J h—· ►fc» n< | v·· I
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu zabránění znečištování ovzduší jakož i soustavy pro odstraňování oxidů dusíku a síry z proudu kouřových plynů z elektráren a zejména výměny tepla a znovuzískávání odpadního tepla při způsobu zabránění znečištování ovzduší.
Dosavadní stav techniky
Současný důraz, kladený ve světě na ochranu okolního prostředí a na boj proti jeho znečištování, vyvolal vznik řady nových technologií a způsobil zaměřených na zabránění znečištování okolního prostředí v průmyslu výroby elektrické energie. Některé z těchto nových technologií znamenají výrazné zlepšení účinnosti při odstraňování znečišíujících látek oproti předchozím technologiím, snížení požadavků na množství reagencií, snížení množství odpadních proudů a snížení provozních nákladů.
Jeden z těchto postupů spočívá v selektivní katalytické redukci (SKR) ke snížení množství oxidů dusíku (NO ) a pro odstranění oxidu siřičitého (SO^) za vzniku kyseliny sírové. Aplikace této soustavy má za následek vysokou účinnost odstraňování oxidů dusíku a oxidu siřičitého, minimální emisi tuhých částic a nevznikají při ní žádné kapalné ani tuhé odpadní produkty. Jako první člen této soustavy je upraveno nějaké zařízení pro odstraňování tuhých částic, jako je elektrostatický filtr nebo vhodné filtrační zařízení. Za tímto zařízením je zařazena soustava pro redukci oxidů dusíku ΝΟχ, což zahrnuje selektivní katalytickou redukci oxidů dusíku NO na molekulární dusík a vodu reakcí s amo niakem NH^ a kyslíkem. Po selektivní katalytické redukci oxidů dusíku NO se při tomto postupu katalyticky přemění oxid siřičitý SOg na oxid sírový SO^. Proud kouřových plynů obsahujících oxid sírový se pak ochladí v mokrém chladiči na kyselinu sírovou výmě- 2 nou tepla s proudem vzduchu, čímž se získá jako vedlejší produkt proud koncentrované kyseliny sírové. Vyčištěné kouřové plyny pak mohou být vypuštěny do atmosféry.
Při tomto způsobu vzniká v jednotlivých fázích značné množství tepla, které lze získat zpět. Všechny reakce, které probíhají při odstraňování oxidů dusíku NO a oxidu siřičitého S0o, jsou exothermní a teplo při nich vznikající zvyšuje teplotu kouřových plynů. Tyto reakce zahrnují reakce oxidů dusíku a amoniaku NHg, oxidaci oxidu siřičitého, hydrataci oxidu sírového SOg za vzniku par kyseliny sírové a kondenzaci kyseliny sírové. Tato reakční tepla spolu s jakýmkoliv jiným teplem, které mohlo být přidáno, se získají zpět v mokrém kondenzačním zařízení kyseliny sírové při chlazení vzduchem. Tento ohřátý proud vzduchu se typicky používá jako spalný vzduch. Malé procento tohoto horkého vzduchu se používá pro pomocná zařízení soustavy, například pro odpařování a ředění amoniaku, jako spalný vzduch pro případně nutné pomocné hořáky a pro mletí uhlí. Avšak množství vzduchu, potřebné pro chlazení v mokrém kondenzačním zařízení kyseliny sírové je obvykle stejné nebo větší než množství, potřebné pro spalování a další pomocné účely a/nebo má často vyšší teplotu, než jaké je zapotřebí jak pro předehřívání spalného vzduchu nebo u primárního vzduchu pro uhelné mlýny.
Podstata vynálezu
Účelem vynálezu je poskytnout soustavu a způsob, jak účiněji využít dostupného odpadního tepla v soustavě pro zabránění znečiš£ování ovzduší v parních elektrárnách spalujících uhlí. Zejména se vynález týká soustavy a způsobu, při němž se oxid siřičitý SOg, obsažený v kouřových plynech, přemění v oxid sírový SO^ a ten se pak hydratuje a kondenzuje na kyselinu sírovou výměnou tepla s chladicím vzduchem. Část tepla, přijatá tímto chladicím vzduchem, se použije jako teplo potřebné pro ohřátí kondenzátu ze soustavy parní turbíny, který tvoří část napájecí vody, a chladicí vzduch se pak přivádí do předehřívače vzduchu k získání spalného vzduchu pro parní kotel vytápěný uhlím.
Stručný popis připojených výkresů
Na obr. 1 je znázorněno proudové schéma postupu při jednom provedení vynálezu, kdy reaktor pro redukci oxidů dusíku NO je předřazen předehřívači spalného vzduchu.
Na obr. 2 je znázorněno proudové schéma postupu podle vynálezu při jiné obměně provedení postupu podle vynálezu, kdy reaktor na redukci oxidů dusíku NO je zařazen za předehřívač spalného vzduchu.
Příklady provedení vynálezu
Fříklad 1
Popis výhodného provedení
Vynález se týká soustavy a postupu pro zabránění znečištování ovzduší, který zahrnuje katalytickou redukci oxidů dusíku NO a katalytickou oxidaci oxidu siřičitého S0o na oxid sírový SOj s následnou hydratací vzniklého oxidu sírového na kyselinu sírovou HgSO^. Pak následuje kondenzace kyseliny sírové ochlazením vzduchem za vzniku koncentrované kyseliny sírové, čímž se získá ohřátý proud vzduchu. Podrobnosti tohoto postupu a této soustavy se mohou měnit v rámci vynálezu; dvě z takovýchto obměn jsou znázorněny na obr. 1 a 2 připojených výkresů.
Na obr. 1 je znázorněna obměna postupu podle vynálezu, kdy horké kouřové plyny odcházející z parního kotle se zpracovávají v reaktoru na redukci oxidů dusíku NO a v reaktoru na
X oxidaci oxidu siřičitého na oxid sírový dříve, než jsou vedeny do předehřívače spalného vzduchu, kdežto na obr. 2 je znázorněna obměna, při níž se horké kouřové plyny nejprve ochladí v běžném předehřívači spalného vzduchu.
Na schématu na obr. 1 se z parního kotle 10 odvádějí kouřové plyny obsahujícíjisté množství oxidů dusíku NO a oxidů síry
X
SO jakož i tuhé částice. Většina oxidů dusíku NO je v podobě X X oxidu · dusnatého NO s pouze malým množstvím oxidu dusičitého NOg
Oxidy síry δθχ jsou tvořeny většinou oxidem siřičitým SOg s pouze malýip množstvím oxidu sírového SO^. Tyto kouřové plyny se odvádějí kouřovodem 12 do zařízení 14 na zachycování tuhých částic, kterým může být jakékoliv zařízení vhodné pro dané podmínky, jako je například elektrostatický srážeč, vysokoteplotní pytlový filtr nebo jakýkoliv jiný vhodný filtr. Během uvádění soustavy do provozu je obvykle nutné dodávat kouřovým plynům doplňkové teplo v zařízení 16.
Kouřové plyny bez odstraněných tuhých částic se vedou do mísící jednotky 20 pro přidávání amoniaku ke kouřovým plynům. Amoniak a vzduch potřebný pro katalytickou redukci oxidů dusíku NO se přivádějí potrubími 22 resp. 24 do jednotky 26 pro míšení amoniaku se vzduchem a vzniklá směs amoniaku se vzduchem se vede do mísící jednotky 20. Množství amoniaku a vzduchu (Og), se přidávají, jsou určena reakcí
NO + NH3 + 0,25 02 Ng + 1,5 H20 .
Jakékoliv malé množství oxidu dusičitého N02 se rovněž zredukuje. U dosavadních soustav pro selekticní katalytickou redukci byl poměr molárního množství amoniaku k molárnímu množství oxidů dusíku NO omezen na hodnotu 1. Toho bylo třeba z důvodu X omezení množství nezreagovaného amoniaku, které by mohlo mít za následek vznik usazenin síranu a hydrogensíranu amonného v následném zařízení s nižší teplotou. U způsobu podle vynálezu však s reaktorem na oxidaci oxidu siřičitého S02 je malé množství nezreagovaného amoniaku přípustné, poněvadž se také zoxiduje. To dovoluje, aby stechiometrický poměr byl vyšší než 1,0, z čehož vyplývá vyšší účinnost odstraňování oxidů dusíku NO . K usazování amonných solí mezi reaktorem na redukci oxidů dusíku NO a reakX torem na oxidaci oxidu siřičitého S02 nedochází, poněvadž teplota je tam vyšší než teplota rosného bodu.. Přesto však je nutno kontrolovat nadbytek amoniaku a udržovat jej co nejmenší, poněvadž oxidací nadbytku amoniaku NHQ vznikají oxidy dusíku NO .
Plynná směs amoniaku s kouřovými plyny, odcházející z mísící jednotky 20 s teplotou v rozmezí od 340 do 400 °C, výhodně
370 °C, se pak přivádí do reaktoru 28 pro selektivní katalytickou redukci obsahujícího katalyzátor pro redukci oxidů dusíku NO , v němž probíhá výše ivedená reakce. Výhodně je tímto katalyzátorem katalyzátor na bázi oxidu lit^o-titanitého, jakým je například katalyzátor Haldor Topsoe DNX. Fři redukci oxidů dusíku NO vzniká přibližně 13,7 MJ/kg NO tepla.
Z reaktoru 28 pro selektivní katalytickou redukci odcházejí kouřové plyny do reaktoru 30 pro oxidaci oxidu siřičitého. Teplota kouřových plynů přiváděných do tohoto reaktoru je v rozmezí od 370 do 430 °C, výhodně 410 °C. Může být proto nutné dodávat kouřovým plynům teplo v zařízení 32, například pomocným hořákem spalujícím zemní plyn. V tomto reaktoru 30 se na obvyklém katalyzátoru pro oxidaci oxidu siřičitého tento oxid zoxiduje na oxid sírový podle reakce
S0p + 0,5 S03 .
Při této reakci vzniká přibližně 1,5 MJ/kg S02 tepla. Jak bylo výše uvedeno, oxiduje katalyzátor pro oxidaci oxidu siřičitého na oxid sírový případný nadbytek amoniaku a též většinu oxidu uhelnatého CO a zbývajících uhlovodíků, přítomných v kouřových plynech.
Kouřové plyny, odcházející z reaktoru 30 na oxidaci oxidu siřičitého, mají teplotu v rozmezí od 370 do 430 °C a jsou pak vedeny do horké strany výměníku 34 tepla, předávaného v něm kouřovými plyny přiváděnému spalnému vzduchu. Tím se teplota kouřových plynů sníží o asi 170 °C na teplotu v rozmezí do 260 do 290 °C a oxid sírový se hydratuje na páry kyseliny sírové za příslušného uvolnění tepla ve výši 1,6 MJ/kg SO3. Chladný povrch teplosměnné plochy výměníku 34 tepla může vyžadovat ochranu proti korozi působením par kyseliny sírové. Z výměníku 34 tepla jsou kouřové plyny, obsahující páry kyseliny sírové, vedeny do mokré věže 36 na kondenzování kyseliny sírové, v níž se používá okolního vzduchu, dodávaného drnychadlem 38, jako chladicího prostředí. Touto věží je výhodně například trubkový kondenzátor s pláštěm, s chladicím vzduchem na straně pláště a s trubkami z borosilikátového skla, v nichž proudí kouřové plyny, které se tak ochladí na teplotu přibližně 100 °C. Je možno dosáhnout skutečně úplné kondenzace a zachycení kyseliny sírové o koncentraci 94 až 97 % hmot. Při této kondenzaci rovněž vzniká teplo v množství přibližně 1,1 MJ/kg SO,,. Získaná zkondenzovaná kyselina sírová se odvádí korytem ze spodku věže do zásobníku 40 na kyselinu. Vyčištěné kouřové plyny se odtahují z hoření části 42 věže ventilátorem 43 s umělým tahem.
V mokré věži na kondenzování kyseliny sírové se sbíhá teplo uvolněné reakcemi v reaktoru 28 pro selektivní redukci oxidů dusíku, v reaktoru 30 na oxidaci oxidu siřičitého, hydratací oxidu sírového, kondenzací kyseliny sírové jakož i dodané pomocným hořákem 32, kompresí vzduchu v dmychadle a uvolněné při celkovém poklesu teplty kouřových plynů.
Ohřátý vzduch, odváděný potrubím 44 z mokré věže 36 na kondenzování kyseliny sírové, má teplotu přibližně 200 °C. Množství vzduchu, potřebné pro mokrou věž na kondenzování kyseliny sírové, může být větší, než je potřebné množství spalného vzduchu, a/nebo může mít vyšší teplotu než jaká je požadována. Aby se dosáhlo optimální regenerace tepla v celé soustavě zahrnující tepelnou elektrárnu spalující uhlí, měl by se tento vzduch ochladit, dříve než se odvádí do předehřívače vzduchu pro kotel jakožto spalný vzduch. U způsobu podle vynálezu se horký vzduch z mokré věže 36 na kondenzování kyseliny sírové vede do výměníku 46 tepla pro výměnu tepla s kondenzátem, kterýmžto výměníkem může být jakýkoliv vhodný typ výměníku tepla mezi plynem a kapalinou.
U konvenční elektrárny se kondenzát z nízkotlaké turbíny vede řadou ohřívačů kondenzátu, ve kterých se tento kondenzát opět ohřívá, načež se vrací do ekonomizéru kotle. Na obr. 1 je toto znázorněno pro ilustraci pouze jedinou turbínou 48 napojenou na přehřívač 50 páry z parního kotle. Kondenzát je z turbíny 48 veden do ohřívače 52 kondenzátu a pak potrubím 54 do výměníku 46 tepla s kondenzátem podle vynálezu. Výměník 46 tepla s kondenzátem podle vynálezu je možno, v závislosti na tepelné bilanci parní turbíny, instalovat buá paralelně nebo v sérii s několika těmito konvenčními ohřívači 52 kondenzátu. Znovu ohřátý kondenzát se vrací potrubím 58 do ekonomizéru 56. Výměník tepla s kondenzátem podle vynálezu nahrazuje tepelnou funkci nejméně jednoho konvenčního ohřívače kondenzátu v tepelné elektrárně spalující uhlí. Poněvadž tyto konvenční ohřívače kondenzátu běžně používaly odběrovou páru z turbíny jakožto zdroj tepla, je parní turbína nyní schopna vytvářet další zdroj energie, a této odběrové páry již není zapotřebí. Vzduch po výstupu z výměníku 46 tepla mezi vzduchem a kondenzátem je veden do výměníku 34 tepla, kde se teplem kouřových plynů ohřívá spalný vzduch. Tento výměník 34 tepla může být jakéhokoliv vhodného typu, například trubkový nebo rotační regenerativní vzduchový předehřívač, nebo trubkový výměník tepla bez úniku tepla. U konvenční elektrárny se spalný vzduch předehřívá pouze ve výměníku tepla výměnou tepla mezi kouřovými plyny a vzduchem. Úkol předehřívat vzduch se u způsobu podle vynálezu provádí zčásti nejprve v mokré věži 36 na kondenzování kyseliny sírové, načež se dokončí ve výměníku 34 tepla. Výsledkem toho je, že výměník 34 tepla je menší než by byl u konvenční elektrárny. Spalný vzduch z výměníku 46 tepla se rozdělí na primární spalný vzduch v potrubí 62 a sekundární spalný vzduch vedený potrubím 84. Primární spalný vzduch vedený potrubím 62 prochází dmychadlem 66 primárního spalného vzduchu a pak potrubím 68 do jed noho úseku výměníku 34 tepla, zatímco další jeho část je vedena potrubím 70, obcházejíc výměník 34 tepla, jakožto mísící vzduch pro úpravu teploty vzduchu v potrubí 72, který se přivádí do uhelného mlýnu. Druhá část spalného vzduchu, vedená potrubím 64, se ohřívá ve výměníku 34 tepla a je přiváděna do kotle jako sekundární spalný vzduch. Rovněž, jestliže je k dispozici nadbytek vzduchu, užívaného pro mokrou věž 36 na kondenzování kyseliny sírové, naď množství, potřebné jako spalný vzduch, je možno tohoto nadbytku vzduchu použít pro spalování zemního plynu v pomocném hořáku 32 a/nebo v jiných zařízeních pro znovuzískávání tepla, nebo jej pouze vypouštět potrubím 60 do atmosféry.
Příklad 2
Na obr. 2 je znázorněno použití vynálezu v případě, kdy se kěuřové plyny z kotle nejprve ochladí v ohřívači spalného vzduchu, zde označeného vztahovou značkou 134. Ochlazené kouřové plyny z ohřívače vzduchu jsou vedeny do ohřívače (hořáku) 16, používaného při zahájení provozu, a do elektrostatického filtru (srážeče) 14 nebo jiného zařízení pro odstraňování tuhých částic. Poněvadž teplota kouřových plynů je v tomto místě podstatně nižší než u obměny znázorněné na obr. 1, je kožno použít zde zařízení pro odstraňování tuhých částic, vhodné pro nižší teploty, jako jsou skříňové pytlové filtry. Z elektrostatického filtru jsou kouřové plyny vedeny do výměníku 136 tepla, v němž se teplo předává z plynu do plynu. Poněvadž kouřové plyny byly předtím ochlazeny v ohřívači 134 spalného vzduchu, je nutné je znovu ohřát na teplotu, nutnou pro selektivní katalytickou redukci oxidů dusíku v rozmezí 340 až 400 °C, což se provádí ve výměníku 136, v němž se teplo předává z plynu do plynu. Cd tohoto místa se kouřové plyny podrobí týmž postupům zpracování, jak jsou znázorněny na obr. 1, t.j. procházejí mísící jednotkou 20 pro smísení s amoniakem, pak selektivní katalytickým reaktorem 28, pomocným ohřívačem (hořákem) 32 a reaktorem pro oxidaci oxidu siřičitého 30. Takto zpracované kouřové plyny jsou pak vedeny do výměníku 136 tepla, v němž se teplo z odcházejících kouřových plynů předává vstupujícím kouřovým plynům. Zde se teplota odcházejících kouřových plynů sníží na teplotu v rozmezí od 260 do 290 °C a oxid sírový se hydratuje na páry kyseliny sírové, právě tak jako ve výměníku 34 na obr. 1. Kouřové plyny obsahující páry kyseliny sírové jdou pak do mokré věže 36 na kondenzování par kyseliny síro vé, kteréžto věž je provozována stejným způsobem jako v provedení znázorněném na obr. 1; v této věži se kondenzují páry kyseliny sírové a ohřívá se spalný vzduch.
Ohřátý spalný vzduch se odvádí z mokré věže 36 na kondenzování par kyseliny sírové potrubím 44 do výměníku 46 tepla na kondenzát, který se rovněž provozuje jako v provedení na obr. 1, Spalný vzduch z kondenzátového výměníku tepla je veden do ohřívače 134 spalného vzduchu, kde dochází k přestupu tepla z kouřových plynů do spalného vzduchu. Stejně jako u provedení znázorněného na obr. 1, jestliže pro mokrou věž 36 pro kondenzování par kyseliny sírové je k dispozici nadbytek vzduchu nad množství, potřeb9 jako spalný vzduch pro spalování uhlí, je možno tento nadbytek vzduchu použít pro spalování zemního plynu v pomocném hoříku 32 a/nebo v jiných zařízeních pro regeneraci tepla, nebo je možno jej jednoduše vypouštět potrubím 60 do atmosféry. I při těmto provedení se spalný vzduch dělí na primární a sekundární spalný vzduch a část primárního vzduchu se může, obcházejíc ohřívač vzduchu, použít jako mísící vzduch pro uhelné mlýny.
Claims (4)
- PATENTOVÉNÁROKY1. Soustava parní elektrárny spalující uhlí, vyznačující se tím, že zahrnuje parní kotel (10) pro výrobu páry, kde spalováním vznikají kouřové plyny obsahující oxidy dusíku NO a oxid siřičitý SO , parní turbínu (48), potrubí pro přivádění páry do parní turbíny (48), kde zkondenzováním vzniká parní kondenzát,L· reaktor (28) pro selektivní katalytickou redukci oxidů dusíku NO a potrubí přivádějící kouřové plyny z parního kotle (10) do reaktoru (28) pro selektivní katalytickou redukci oxidů NO ,Λ kde se oxidy dusíku obsažené v kouřových plynech redukují na dusík a vodu, reaktor (30) pro oxidaci oxidu siřičitého SOg, obsaženého v k uřových plynech, na oxid sírový SO3, výměník (34) tepla pro hvdratáci oxidu, sírového na páry kyseliny sírové, mokrou věž (36) na zkondenzování par kyseliny sírové z kouřových plynů za vzniku kapalné kyseliny sírové, sestávající ze zařízení pro přenos tepla z kouřových plynů do proudu spalného vzduchu a pro kondenzování par kyseliny sírové, výměník (46) tepla z plynu do kapaliny, kam se přivádí parní kondenzát a proud spalného vzduchu z mokré věže (36) na zkondenzování par kyseliny sírové, pro přestup tepla z proudu spalného vzduchu do parního kondenzátu, přičemž se ve výměníku (34) tepla rovněž ohřívá proud spalného vzduchu z výměníku (46) tepla přestupem tepla z kouřových plynů do proudu spalného- vzduchu, a zařízení pro přivádění spalného vzduchu z výměníku (34) tepla do parního kotle (10) jakožto primární spalný vzduch (62).1 1
- 2. Způsob odstraňování oxidů dusíku NO^ a oxidů síry z proudu kouřových plynů z parního kotle (10) spalujícího uhlí jakož i ohřívání parního kondenzátu z parního kotle (10), vyznačující se t i m , že se katalyticky redukují v reaktoru (28) oxidy dusíku NO reΛ ďukčním činidlem za vzniku dusíku Ng a vody HgO.(a), oxiduje oxid siřičitý, obsažený v kouřových plynech, na oxid sírový SOg (b), hydratuje oxid sírový, obsažený v kouřových plynech, na páry kyseliny sírové ve výměníku (36) tepla a ohřívači (134) spal ného vzduchu (c), kouřové plyny, obsahující páry kyseliny sírové, vedou v te plosměnném styku s proudem spalného vzduchu mokrou věží (36) na kondenzování par kyseliny sírové a výměníkem (136) teola, čímž se páry kyseliny sírové kondenzují a proud spalného vzduchu se ohřeje (d), proud ohřátého spalného vzduchu vede výměníkem(46) tepla v teplosměnnčm styku s parním kondenzátem, čímž se parní kondenzát ohřeje a proud spalného vzduchu ochladí (e), proud'ochlazeného spalného vzduchu vede výměníkem (34) či ohřívačem (134) spalného vzduchu v teplosměnném styku s proudem kouřových plynů, čímž se proud spalného vzduchu opět zahřeje a proud kouřových plynů ochladí (£) , ohřátý parní kondenzát vrací potrubím (58) do parního kotle (10) (gj , a proud opět ohřátého spalného vzduchu vrací do parního kotle (10) potrubím (62) jakožto primární spalný vzduch.
- 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se ť i m , že stupeň (f), při němž se proud ochlazeného spalného vzduchu vede zařízením (34) na výměnu tepla stykem s proudem kouřových plynů či ohřívačem (134) spalného vzduchu, zahrnuje výměnu tepla stykem s proudem kouřových plynů před zmíněnou katalytickou redukcí oxidů dusíku NO v reaktoru (28), a dále opětné zahřátíSUBSTITUTE SH proudu kouřových plynů ve výměníku (136) tepla před katalytickou redukcí oxidů dusíku NO v reaktoru (28) pro katalytick-ou redukΛ ci oxidů dusíku NO výměnou tepla stykem s proudem kouřových plynů po oxidaci oxidu oxidu siřičitého v reaktoru (30) na oxidaci oxidu siřičitého 3 přeď kondenzací par kyseliny síroré ve výměníku (34) tepla.
- 4. Způsob podle nároku 2, vyznačující se t í m , že stupeň (f), při němž se proud ochlazeného spalného vzduchu veďe zařízením (34) na výměnu tepla stykem s kouřovými plyny nebo ohřívačem (134) spalného vzduchu, zahrnuje výměnu tepla stykem s proudem kouřových plynů po oxidaci oxidu siřictého SOg v reaktoru (30) pro oxidaci oxidu sičiřitého a před kondenzací par kyseliny sírové ve výměníku (34) tepla.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/356,666 US5554350A (en) | 1994-12-15 | 1994-12-15 | Air pollution control and heat recovery system and process for coal fired power plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ180597A3 true CZ180597A3 (cs) | 1998-06-17 |
Family
ID=23402405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ971805A CZ180597A3 (cs) | 1994-12-15 | 1995-12-01 | Soustava parní elektrárny pro zabránění znečišťování ovzduší a znovuzískávání odpadního tepla |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5554350A (cs) |
| EP (1) | EP0797477A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ180597A3 (cs) |
| PL (1) | PL320738A1 (cs) |
| WO (1) | WO1996018453A1 (cs) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6279514B1 (en) * | 2000-08-07 | 2001-08-28 | Timothy J. Browder | Method of recovering heat in sulfuric acid production plant |
| US7776141B2 (en) * | 2007-09-25 | 2010-08-17 | Hitachi Power Systems America, Ltd. | Methods and apparatus for performing flue gas pollution control and/or energy recovery |
| US7931881B2 (en) * | 2009-09-25 | 2011-04-26 | Babcock Power Environmental Inc. | Integrated boiler and air pollution control systems |
| MX362880B (es) * | 2011-03-17 | 2019-02-20 | Ngk Insulators Ltd | Horno de lanzadera para cuerpos porosos cerámicos. |
| EP2561921B1 (en) * | 2011-08-23 | 2017-03-22 | Haldor Topsøe A/S | Process for removal of NOx and SO2 in flue gas boilers |
| JP2014094352A (ja) * | 2012-11-09 | 2014-05-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 排ガス処理装置及び方法 |
| JP5624646B1 (ja) * | 2013-05-23 | 2014-11-12 | 電源開発株式会社 | 火力発電プラント及び火力発電プラントの運転方法。 |
| CN104176713B (zh) * | 2013-05-24 | 2016-08-10 | 上海宝钢化工有限公司 | 酸性气体冷凝液收集排放装置 |
| CN108278591A (zh) * | 2018-01-25 | 2018-07-13 | 北京建筑大学 | 一种基于膜分离技术的烟气余热回收与净化系统 |
| CN111467962A (zh) * | 2020-05-13 | 2020-07-31 | 鞍山华信重工机械有限公司 | 一种镁质耐火材料工业炉窑烟气除尘脱硝系统装置 |
| CN112128791A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-25 | 张斯瑞 | 一种燃气锅炉排烟深度余热回收方法 |
| CN112426861A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-03-02 | 福建三宝钢铁有限公司 | 一种高效脱硫脱硝系统及方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4470449A (en) * | 1982-04-02 | 1984-09-11 | Monsanto Company | Economizer arrangement |
| DE3624462A1 (de) * | 1986-07-19 | 1988-01-28 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur reinigung von rauchgasen |
| DE4313897C1 (de) * | 1993-04-28 | 1995-03-02 | Degussa | Verfahren zur Reinigung von Oxide des Stickstoffs und Schwefels enthaltenden Rauchgasen aus Verbrennungsanlagen |
| US5424044A (en) * | 1994-03-23 | 1995-06-13 | The Babcock & Wilcox Company | Integrated SCR electrostatic precipitator |
-
1994
- 1994-12-15 US US08/356,666 patent/US5554350A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-12-01 CZ CZ971805A patent/CZ180597A3/cs unknown
- 1995-12-01 EP EP95940864A patent/EP0797477A1/en not_active Withdrawn
- 1995-12-01 PL PL95320738A patent/PL320738A1/xx unknown
- 1995-12-01 WO PCT/US1995/015477 patent/WO1996018453A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1996018453A1 (en) | 1996-06-20 |
| PL320738A1 (en) | 1997-10-27 |
| EP0797477A1 (en) | 1997-10-01 |
| US5554350A (en) | 1996-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7207810B2 (ja) | ボイラの効率を向上させるための方法及びシステム | |
| US6832480B1 (en) | Power generation system utilizing oxidized gases from waste combustion | |
| EP1040863B1 (en) | Process for removing NOx and SOx from exhaust gas | |
| JP3068888B2 (ja) | 燃焼装置及びその運転方法 | |
| US8453452B2 (en) | Method of efficiency and emissions performance improvement for the simple steam cycle | |
| CN107635915B (zh) | 硫酸生产工艺 | |
| CZ180597A3 (cs) | Soustava parní elektrárny pro zabránění znečišťování ovzduší a znovuzískávání odpadního tepla | |
| KR102021983B1 (ko) | 배가스 내 잠열의 회수와 대기오염물질의 제거가 가능한 일체형 배가스 응축기 및 이를 포함하는 가압 순산소 연소 발전 시스템 | |
| CA1253812A (en) | Efficient waste heat recovery process from sulfur containing flue gas | |
| JP2023505955A (ja) | 蒸気ボイラシステムを作動させるための配置構成及び方法 | |
| US5673634A (en) | Incineration plant with heat exchanger | |
| CA1184741A (en) | Recovery of elemental sulfur from sour gas | |
| CN109876623B (zh) | 一种燃煤热电厂烟气污染物零排放及污物回收系统 | |
| JPS6111123A (ja) | イオウ含有燃料の燃焼・熱伝達装置 | |
| KR20150067292A (ko) | 배기가스 처리장치 및 방법 | |
| SG185072A1 (en) | System and method for improved heat recovery from flue gases with high so3 concentrations | |
| US4716844A (en) | Process and device for the nitric oxide-free generation of steam with fossil fuels | |
| US5401480A (en) | Removal of sulfur and nitrogen oxides from flue gases | |
| CN109516442A (zh) | 将含硫烟气转化为硫酸的工艺系统和工艺方法 | |
| KR100606438B1 (ko) | Ｓｃｒ 반응기 후단으로부터 배출되는 배가스의 폐열을회수하는 배가스 처리 시스템 | |
| CN113144848A (zh) | 一种利用制酸转化热进行低温scr工艺处理制酸尾气的方法 | |
| CN108910829A (zh) | 酸性气硫回收系统及酸性气的硫回收方法 | |
| US10532930B2 (en) | Method for production of sulfuric acid from sulfur containing feeds with gas quenching | |
| CN119103554A (zh) | 一种合成氨系统废气综合处理装置以及处理工艺 | |
| CN112403223A (zh) | 一种换热式烟气脱一氧化碳脱硝的系统及方法 |