CZ20002170A3 - Zařízení k desulfataci spalin uhelných kotlů Ca aditivem - Google Patents
Zařízení k desulfataci spalin uhelných kotlů Ca aditivem Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20002170A3 CZ20002170A3 CZ20002170A CZ20002170A CZ20002170A3 CZ 20002170 A3 CZ20002170 A3 CZ 20002170A3 CZ 20002170 A CZ20002170 A CZ 20002170A CZ 20002170 A CZ20002170 A CZ 20002170A CZ 20002170 A3 CZ20002170 A3 CZ 20002170A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- flue gas
- additive
- coal
- combustion products
- ash
- Prior art date
Links
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims description 27
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title abstract description 20
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 title 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 56
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 11
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 53
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 20
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 7
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 5
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 4
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 3
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 3
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 3
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 3
- -1 CaSCh / CaSCL Substances 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 description 1
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 description 1
- 229920013632 Ryton Polymers 0.000 description 1
- 239000004736 Ryton® Substances 0.000 description 1
- 229910020472 SiO7 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000010771 distillate fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000019635 sulfation Effects 0.000 description 1
- 238000005670 sulfation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 description 1
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
Vynález se týká ekologizace uhelných kotřů aditivní metodou desulfatace spalin Ca aditivem spalujících uhlí s obsahem síry nad úroveň sirnatosti dle emisních limitů ČR pro čistotu spalin.
Dosavadní stav techniky
Desulfatace spalin uhelných kotlů s použitím Ca aditiva, tj. CaCO3, Ca(0H)2 různých stupňů koncentrace aktivní Ca složky v aditivu, je technicky plně zvládnuta systémy, které váží SO2 za vzniku CaSO4 nebo CaSOVCaSOs za uhelným kotlem. Jedná se o mokrou vápennou metodu využívající CaCO? a semisuchou vápennou metodu s rozprašovací sušárnou využívající Ca(OH)2. Obě metody jsou jednak investičně vysoce nákladné, a tím, že čistěji spaliny zbavené prachových podílů, znemožňují využití CaO a MgO v popelovinách k desulfataci. Bylo předpokládáno, že tyto problémy odstraní dvojstupňový systém zachycování SO2, popsaný v příkladu provedené vynálezu č. 283457. Z hlediska zachycování SO2 se jedná o dvojstupňový systém s fluidním spalováním uhlí v oxidačním pískové vrstvě, která nadrcuje popeloviny a Ca aditivum kompletně na úletové frakci spalin. V příkladu provedení je popsán systém, kdy za tímto topeništěm je realizován nástřik vody do spalin před zdvojenou baterii cyklonů s teplotou spalin cca 100 °C. Z dispozičních důvodů byly tyto sériově zapojené baterie umístěny cca 15 m od kotlové jednotky.
Z technologických údajů příkladu provedeny vynálezu č. 283457, t. j. dosaženého stupně zachycení SO2 vztaženého na referenční podmínky 6 % O2, N TP a suché spaliny, uvádíme:
a) při spalování uhlí obchodní označení průmyslová směs PS 02 SD Chomutov a. s. bylo dosaženo snížení obsahu SO2 ve spalinách při dávkování Ca(OH)2 s molárním poměrem Ca/S= 1,8=2 ve fluidním topeništi z 2592 mg/m3 na 971 mg/m3 - v trase spalin za kotlem po nástřiku vody do spalin z 971 mg/m3 na 337 mg/m3 b) při spalování aditivovaného hruboprachu s mletým vápencem obchodní označení hp 3 AD MUS a. s. byla koncentrace SO2 za kotlem 984 mg/m3 při obsahu CaCCh v aditivováném
uhlí odpovídajícímu molámímu poměru Ca/S = 2,45. Po nástřiku vody do spalin klesla koncentrace SO2 na 439 mg/m3.
Výše uvedený způsob sulfatace spalin byl aplikován na snížení obsahu SO2 na uhelném granulačním kotli se jmenovitým výkonem 50 t/h páry. Kotel je vybaven baterií cyklonů a elektrofiltrem. Cca 4 m před cyklonovou batirií byly umístěny trysky pro nástřik vody, před nimi byly umístěny trysky pro přívod vodní páry a topeniště bylo vybaveno pneumatickými přívody granulovaného hydrátu vápenatého do oblasti 1000 °C - 1100 °C.
Parametry hydrátu vápenatého: měrný povrch 26-^29 m2/g sypná hmotnost 335 kg/m3 obsah Ca(OH)2 94 %
Byla spalována průmyslová směs obchodní označení PS 01 ze SD Chomutov a. s. a do topeniště byl přiváděn granulovaný hydrát vápenatý s molárním poměrem Ca/S = 3,9. Bylo zjištěno:
- koncentrace SO2 vztažena na výše uvedené referenční podmínky v topeništi klesla za
3500 mg/m3 na 2300 mg/m3
- po nástřiku vody na teplotu spalin 130 °C klesla koncentrace SO2 na 1800 mg/m3
- dalším snižováním teploty spalin se stupeň zachycení SO2 nezvýšil
- zachycené popeloviny z cyklonu i elektrofiltru byly suché, popeloviny z cyklonu měly vlhkost 0,1 %, popeloviny z elektrofiltru měly vlhkost 1,4 %.
Výsledky ani zdaleka nesplnily očekávanou efektivnost desulfatace spalin. Proto byly provedeny rentgenové difrakční fázové analýzy popelovin na výsypu z baterie cyklonů a elektrofiltru.
Bylo konstatováno:
- veškeré vzorky popelovin zobou výsypů obsahují AlóSi20i3, CaCO4. CaSO4, CaO a
Ca(OH)2
- ve výsypu z cyklonů byla 16,66 % nezreagovaného CaO na Ca(OH)2
- ve výsypu z elektrofiltrů bylo 89,17 % nezreagovaného CaO na Ca(OH)2
- přes tento nepoměr hydratace CaO na Ca(OH)2 ve výsypu z cyklonu a elektrofiltru, byl stupeň zreagování Ca aditiva na CaSO4 ve výsypu z elektrofiltru vůči výsypu z cyklonů 1,43 x vyšší «φ φφ φ φ φ φ φφφφ • Φφ ·♦ φ φ • φ φφφ φφφφ φφ φφ • '· · φ φ φ φ φ φ · φ φ φ φ φ φ φφ Φφ
Z výše uvedeného vyplývá:
- třebaže do systému bylo převedeno řádově více H20 než vyžaduje převod CaO na
Ca(OH)2, nedošlo k žádoucí totální přeměně CaO na Ca(OH)2 z důvodu nedostatečné doby zdržení k realizaci procesu a nerovnoměrného promísení H2O s mikročásticemi CaO procházejícími bez zachycení cyklony
- třebaže obsah Ca(OH)2 v proudu z elektrofiltru byl podstatně menší než v proudu v cyklonech byl stupeň sulfatace Ca aditiva na CaSO4 v elektrofiltrech řádově vyšší než v cyklonech s ohledem na podstatně delší dobu zdržení částic na trase do elektrofiltru oproti trase do cyklonů.
Podstata vynálezu
Řešením problému zachycování SO2 ze spalin uhelných kotlů se jeví řešení podle předpokládaného vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že zařízení k vícestupňové desulfataci spalin z uhelných kotků a aditivem je tvořeno dvouchodým bezvýplňovým absorbérem SO2 s nástřikem vody do směsi spalin a popelovin a nezreagovaného CaO nebo Ca(OH)2, nástřik vody je realizován dvojlátkovými tryskami s tlakovým vzduchem, tryska nebo trysky jsou umístěny za přívodem spalin do dvouchodého bezvýplňového absorbéru a výstup spalin z dvouchodého bezvýplňového absorbéru je zaústěn do tkaninového filtru.
Pro účely vynálezu je v dalším uvedeno vysvětlení specielních technických pojmů v oblasti sušení.
a) Kritická vlhkost materiálu je vlhkost nad jejíž hodnotou je rychlost sušeni řízena pouze přívodem tepla, rychlost odparu vody z materiálu je s ohledem na parametry transportu hmoty a tepla shodná s odparem z volné hladiny. V úseku koncentrací vlhkosti materiálu mezi rovnovážnou vlhkostí a kritickou vlhkostí rychlost odparu vody je řízena difuzními odpory na trase transportu vody mezi vnitřkem a povrchem sušené částice
b) rovnovážná vlhkost je minimální hodnota vlhkosti, kterou lze u sušeného materiálu dosáhnout při dané teplotě materiálu a relativní vlhkosti sušícího prostředí.
Řešení dvojstupňové desulťatace spalin z uhelných kotlů je založeno na následujících překvapivých zjištěních, vyplývajících z konfrontace údajů stávajícího stavu řešení a řešení podle předkládaného vynálezu:
·· ft· » ftft 1 > ftft 1 ► ftft 4 • · > ·
a) při desulfataci spalin v rozprašovací sušárně s návazným tkaninovým filtrem, které byly před desulfataci zbaveny podstatné části popelovin
- odpady procesu obsahují popeloviny z uhlí, CaSCh/CaSCL, CaO, CaCO3 a Ca(0H)2
- odpady mají vlhkost v oblasti své rovnovážné vlhkosti
- s poklesem teploty procesu do úrovně oblasti kyselého rosného bodu spalin stupeň zachycení SO2 exponenciálně roste
b) při nástřiku vody bezprostředně před cyklony
- odpady procesu obsahují popeloviny z uhlí, CaS04, CaO, CaCO3 a Ca(OH)2
- odpady mají vlhkost v blízkosti své rovnovážné vlhkosti
- při poklesu teploty spalin nástřikem vody pod 130 °C nedošlo ke zvýšení stupně zachycení SO2 nad úroveň zachycení SO2 při 130 0 C
c) při řešení desulfatační jednotky dle vynálezu v oblasti pod 120 °C
- odpady tvoří CaCO3, Fe2O3, Ca2 AI2 SiO7,SiO2, CaS04 a Ca^Aln (SO4)3(OH)i2 26 H2O
- odpady mají relativně vysokou vlhkost v oblasti mezi rovnovážnou a kritickou vlhkostí, její výše ale neohrožuje provoz tkaninového filtru s tlakovým profukem vzduchu
- při poklesu teploty spalin pod 120 °C nástřikem vody stupeň zachycení SO2 výrazně vzrůstá.
Výše uvedené poznatky jsou zcela neočekávatelné a neodvoditelné z dosud známých rozsáhlých poznatků o desulfataci spalin uhelných kotlů.
Výhody řešení desulfatace spalin uhelného kotle dle vynálezu:
a) při nástřiku vody do spalin v bezvýplňovém absorbéru s pístovým tokem dochází k vytvoření vlhkostně homogenního systému s optimálními podmínkami pro převod CaO na Ca(OH)2 i pro mikročástice CaO
b) filtrační vrstva zachycených vlhkých úletů na plachetce zajišťuje maximální sulfataci Ca(OH)2, při čemž tyto popeloviny i přes významnou koncentraci CaSO4 a značnou vlhkost zůstávají sypké, doba sulfatace daná časovou diferencí profuku filtru je v úrovni jednotek minut, zatím co v cyklonech je ve zlomcích vteřin
c) důsledkem je vysoký stupeň zachycení SO2 jak při použití CaCO3 přiváděného do topeniště, tak i při použití Ca(OH)2 a to jak s možností přívodu pneumaticky do topeniště, tak i jen s přívodem před absorbér
d) spotřeba CaCCb nebo Ca(OH)2 se minimalizuje. Je sice větší než u klasické mokré vápenné metody nebo u semisuché metody s rozprašovací sušárnou. Téměř řádově nižší φ» ·· • » · • φ ··· investiční náklady oproti výše uvedeným metodou ji ale činí vysoce efektivní. Je výrazně efektivní zejména při použití na teplárenských kotlích. Zde vyžadovaný obsah SO2 ve spalinách 2500 mg/m3 resp. 1700 mg/m3 vede k relativně nízkým absolutním spotřebám aditiva a význam úspory investičních nákladů vzrůstá.
Přehled obrázků na výkresech
Řešení uhelné jednotky s realizovanou desulfatační jednotkou dle vynálezu je znázorněno na obrázku 1. Jedná se o strojně technologické schéma kotlové jednotky. Zařízeni je součástí nového fluidního kotle s oxidační fluidní pískovou spalovací vrstvou, který je zdrojem tepla horkovodního systému vytápění.
Uhlí a vápenec jsou z provozního zásobníku 2.1 dávkovány šnekovým podavačem 22 na fluidní oxidační spalovací vrstvu, vymezenou vyzděným topeništěm 1,2 a spalovací komorou 1.1. Spalovací vzduch je předehříván v ohřívači 1.5 a ventilátorem 1.8 je přiváděn do trubkového přepadového roštu topeniště 12. Cirkulační voda topného systému je čerpadlem 1.7 přes ohřívač 1,6 přiváděna do bubnu kotle 14. Základní konvekční topnou část kotle tvoří trubkový systém 13. napojený na buben kotle 1,4.
Spaliny po průchodu ohřívači kotle vstupují do bezvýplňového absorbéru 32. Nad vstupem spalin je zde umístěna řada trysek 3,2 na rozstřik vody do spalin s využitím tlakového vzduchu k atomizaci vody. Voda je dodávána kontinuelně čerpadlem 3.4. vzduch je dodáván kontinuelně kompresorem 33. Spaliny po průchodu bezvýplňovým absorbérem 3,1 vstupují do spodní rozvodné části tkaninového filtru 5.1 s profukem plachetky tlakovým vzduchem. Ten je periodicky dodáván kompresorem 5.2. Transport spalin kotlovou jednotkou je zajištěn kouřovým ventilátorem 63.Odvod popelovin zajišťuje šnekový dopravník 5.3
Pro sulfatační test granulovaného Ca(OH)2 byla spalovací jednotka doplněna o podávači zařízení Ca(OH)2. Toto tvoří zásobník 43 s pneumatickým přívodem Ca(OH)2 z cisterny, talířový podavač 42. pneutrasa 43 s kompresorem 4.4. které zajišťují kontinuelní transport Ca(OH)2 do dna bezvýplňového absorbéru 33.
Spalovací jednotka je vybavena zde neznázoměným startovacím zařízením kotle spalujícího lehký topný olej a recyklem spalin do ventilátoru 1,8 a přívodem sekundárního vzduchu do spalovacího prostoru za šnekový podavač 22. Zásobník 43. je vybaven zde neznázoměným čeřením tlakovým vzduchem a talířovému podavači 42 je předřazen zde neznázorněný podavač šnekový.
• * · • 0 ··· • 0 0
0 0 • · «»· 0000
Příklad provedení
Byla realizována kotlová uhelná jednotka jako zdroj tepla horkovodního okruhu s jmenovitými parametry:
tepelný výkon: 6 MW průtok vody: 145 m3/h tlak vody: 1,3 MPa max. teplota ohřáté vody: 130 °C
Hlavní strojní zařízení jednotky
- fluidní topeniště 1,2 průřez:2000 x 3400
- tlakovou část kotle tvoří tlaková část kotle ČKD Dukla R 5,8H půdorys kotle: 2600 x 6600 výška kotle: 7450
- bezvýplňový absorbér 3,1 průřez prvého kanálu: 450x1400 průřez druhého kanálu: 800x1400 výška: 13300
- trysky 3,2 počet: 3 tlak vody: 0,4 MPa tlak vzduchu: 0,3 MPa průtok vody tryskou: 3,5 1/min spotřeba vzduchu 12,8 m3/h
- tkaninový filtr 5.1 plachetka 400.m2 druh plachetky: RYTON max. teplota spalin: 190 °C
| • 99 | • 9 | 99 | 99 | • 9 | ||
| 99 9 9 | 9 9 | 9 | • | 9 | • | |
| 9 9 | • 9 | ··· | • | 9 | 9 | 9 |
| 9 | ||||||
| 9 9 | 9 9 | 9 9 | 9 | 9 | 9 | 9 |
| • 99 9999 | 99 | 99 | 99 | 99 |
Uhlí druh : ořech 02 Severočeské doly a. s. Chomutov
Složení:
voda.
popel (sušina) síra (sušina): výhřevnost:
24,6 %
9,91 %
1,25 %
18,98 MJ/kg
Vápenec změní 0,5^-2 mm lom Čížkovice
Složení v hmotových procentech je uvedeno v tabulce 1.
| Na2O | 0,1 |
| MgO | 0,97 |
| AI2O3 | 6,8 |
| SiO2 | 21,4 |
| P2O5 | 0,16 |
| SO3 | 0,38 |
| K2O | 1,4 |
| CaO | 45,4 |
| TiO2 | 0,33 |
| Fe2O3 | 2,0 |
| CO2 | 21,0 |
tab. 1
Granulovaný hydrát vápenatý střední změní 90 mikronů parametry dle Českomoravského cementu a. s. jsou uvedeny v tabulce 2.
| • ·» | • 9 | ·» | ·· | ||||
| • · · · | • | • | • | • | • | • | 9 |
| • · | • | • | ··· | • | ♦ | • | • |
| • | |||||||
| • · | • | Φ | • · | • | • | • | • |
| • · · · · βο | 99 | «0 | 00 | ee |
| CaO+MgO | 93-97 % |
| z toho MgO | 0,4 - 0,8 % |
| CO2 | 4 -1,5 % |
| SO3 | 0,1-0,3% |
| ztráta žíháním | 23-24,5 % |
| měrný povrch BET | 25-29 m2/g |
tab. 2
Výsledky sulfatačních testů
Při spalování byla teplota fluidní spalovací vrstvy 830±10 °C.
Referenční koncentrace SO2 ve spalinách vztažená na suché spaliny 6 % O2 a normální podmínky (NTP): 2700 mg/m3
a) Spalování uhlí s vápencem s molárním poměrem Ca/S = 1.325 bez nástřiku vody Stupeň zachycení SO2: 34,2 %
b) Spalování uhlí s vápencem s molárním poměrem Ca/S = 2.65 bez nástřiku vody Stupeň zachycení SO2: 63,9 %
Složení popelovin v hmotových procentech je uvedeno v tabulce 3.
| Na2O | 0,53 |
| MgO | 1,4 |
| A12O3 | 17,6 |
| SiO2 | 35,7 |
| P2O5 | 0,25 |
| SO3 | 7,1 |
| K2O | 1,3 |
| CaO | 28,7 |
| TÍO2 | 1,1 |
| Fe2O3 | 5,8 |
tab. 3 • Φ φφ • φ • ·. φφφ • Φ ·Φ φ φ φ φ φ φ φ φ • ♦ · φφ φφ bl) nástřik vody do spalin o teplotě 145 °C teplota spalin za tkaninovým filtrem 118 °C stupeň zachycení SO2: 72,4 % b2) nástřik vody do spalin o teplotě 145 °C teplota spalin za tkaninovým filtrem 106 °C stupeň zachycení SO2: 88 %
Výsledky rentgenové spektrální analýzy popelu odebraného ze zásobníku popelovin z tohoto sulfatačního testu jsou uvedeny na obrázku 2 a obrázku 3.
Vlhkost popelovin: 16,3 %
Z výsledků rentgenové spektrální analýzy vyplývá, že v popelovinách není volný CaO a Ca(OH)2, ale že jsou vázány jako Ca2AJ2SiO7 a Ca6Al2(SO4)3(OH)i2.26 H2O. Dle údajů termováh vlhkost tohoto materiálu je v oblasti klesající rychlosti sušení a je tedy menší než kritická vlhkost materiálu t. j. popelovin s odpady sulfatačního procesu.
c) Spalování uhlí s vápencem s molárním poměrem Ca/S= 1,325, sníženým tepelným výkonem kotle tak, aby teplota spalin za kotlem byla 105-110 °C a přívodem Ca(OH)2 do dna bezvýplňového absorbéru bez nástřiku vody do absorbéru.
Koncentrace SO2 za kotlem 1370,3 mg/m3 koncentrace SO2 za tkaninovým filtrem 327,6 mg/m3 stupeň zachycení SO2: 76, % molární poměr Ca/S vztažený pouze na dávkovaný Ca(OH)2
Ca/S = 4,65
Výsledky rentgenové spektrální analýzy popelu jsou znázorněny na obrázcích 4 a 5. Z těchto vyplývá, že nezreagované CaO a Ca(OH)2 jsou zde obsaženy jako volné látky a že se jedná o systémově odlišný proces vázání SO2 vůči technologii s nástřikem vody do spalin, i když konečné teploty spalin jsou shodné.
Souhrnně lze konstatovat následující skutečnosti:
Realizací desulfatační jednotky za kotlem, bez předřazené cyklonové jednotky, kde desulfatační jednotku tvoří bezvýplňový absorbér s nástřikem vody a navázaný tkaninový
4 4 · 4
4 4 filtr byly vytvořeny podmínky zajišťující maximální využití Ca aditiva, tj. CaCCb nebo Ca(0H)2, k zachycování SO2, protože
a) Při použití CaCCb dávkovaného do kotle a zkalcinovaného na CaO dochází k optimálním reakčně kinetickým podmínkám k převodu nezreagovaného CaO, na sulfatačně aktivní Ca(0H)2 a při teplotách pod 120 °C po nástřiku vody vzniká místo standardního CaSO4/CaSO4 zde CaóAh (SO4)3(OH)i2.26 H2O s vlhkostí popele, která v oblasti teplot nad rosným bodem spalin garantujeme nedochází k nalepování popelovin na plachetku filtru, ke kterému by došlo v oblasti vlhkosti nad kritickou hodnotou vlhkosti. Kapacita zásobníku popelovin musí být minimální i když ani po týdenním skladování stabilizát v něm nevzniká
b) Prodleva popelovin na plachetce filtru, daná intervalem tlakového profuku plachetky, má pozitivní vliv na stupeň sulfatace Ca(OH)2.
Průmyslová využitelnost
1. Technické uspořádání kotlové jednotky v příkladu provedení při flluidním spalování uhlí v oxidační pískové vrstvě s CaCCb představuje standardní řešení kotlové jednotky, zajišťující splnění emisních limitů pro nové uhelné fluidní kotle nad 5 MW, zaručující splnění emisních limitů dle vyhlášky MŽP ČR č. 170/97 Sb. s možností dosažení zpřísněni emisního limitu SO2 na 500 mg/m3.
2. Další oblastí využití tohoto vynálezu jsou desulfatace spalin granulačních a roštových uhelných kotlů. Jejich specifiku určuje Vyhláška MŽP ČR č. 170/97 Sb., která pro tyto kotle stanovuje emisní limit SO2 na 2500 mg/m3 pro kotle nad 5 MW a 1700 mg/m3 pro kotle nad 50 MW. V dále uvedených příkladech průmyslové využitelnosti vynálezu jsou uvažovány reálné a nikoliv prospektové údaje sirnatosti uvažovaných paliv.
a) Granulační kotle v kotlových zařízeních s emisním limitem SO2 1700 mg/m3. Předpokládá se použití granulovaného Ca(OH)2 přiváděného do dna bezvýplňového absorbéru.
Vstupní referenční koncentrace SO2 pro uhlí s obchodním označením PS 01
Severočeské doly a. s. Chomutov je uvažováno 3500 mg/m3. Emisní limit pro SO2 je splněn při dávkování Ca(OH)2 s molárním poměrem Ca/S^-2,6 a teplotě spalin za tkaninovým filtrem 100 °C.
·4 • 4 4
1-191
99 • · 4 4
4 1 1 • 11 4
4 4 4
44
b) Roštové kotle v kotlových zařízeních s emisním limitem S02 2500 mg/m3. Předpokládá se spalování uhlí s obchodním označením hruboprach hpl s reálnou referenční koncentrací SO2 ve spalinách 3300 mg/m3. Ca aditívum je pneumaticky přiváděno do prostoru nad rošt kotle o změní úletové frakce spalin. Předpokládaná teplota spalin po nástřiku vody do spalin za tkaninovým filtrem je 100 °C
- při použití granulovaného Ca(OH)2 je emisní limit splněn při dávkování aditiva s molárním poměrem Ca/S-K),9
- při použití jemně mletého vápence o středním zrnění 7+9 mikronů je emisní limit splněn při dávkování aditiva s molární poměrem Ca/S +2,2
3. Dalším oborem využitelnost tohoto vynálezu je do snížení obsahu SO2 ve spalinách na spalovnách odpadů.
Claims (1)
- Patentové nárokyZařízení k vícestupňové desulfataci spalin z uhelných kotlů Ca aditivem s využitím tkaninového filtru k realizaci procesu vyznačeného tím, že je tvořeno dvouchodým bezvýplňovým absorbérem SO2 3,1 s nástřikem vody do směsi spalin a popelovin a nezreagovaného CaO nebo Ca(OH)2, nástřik vody je realizován dvojlátkovými tryskami 3,2 s-tlakovým vzduchem, tryska nebo trysky 3,2 jsou umístěny nad přívodem spalin do dvouchodého bezvýplňového absorbéru 3.1 a výstup spalin z dvouchodého bezvýplňového absorbéru 3.1 je zaústěn do tkaninového filtru 5.1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20002170A CZ294531B6 (cs) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | Zařízení k desulfataci spalin uhelných kotlů Ca aditivem |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ20002170A CZ294531B6 (cs) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | Zařízení k desulfataci spalin uhelných kotlů Ca aditivem |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20002170A3 true CZ20002170A3 (cs) | 2002-02-13 |
| CZ294531B6 CZ294531B6 (cs) | 2005-01-12 |
Family
ID=5470970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20002170A CZ294531B6 (cs) | 2000-06-12 | 2000-06-12 | Zařízení k desulfataci spalin uhelných kotlů Ca aditivem |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ294531B6 (cs) |
-
2000
- 2000-06-12 CZ CZ20002170A patent/CZ294531B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ294531B6 (cs) | 2005-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6290921B1 (en) | Method and apparatus for binding pollutants in flue gas | |
| EP2295128B1 (en) | Mixer for moistening a particulate dust | |
| CN100572915C (zh) | 减少循环流化床锅炉二氧化硫排放的方法 | |
| RU2673285C1 (ru) | Способ сокращения содержания диоксида серы в дымовом газе, выходящего из котельной установки с циркулирующим псевдоожиженным слоем | |
| US9533257B2 (en) | Method of and a scrubber for removing pollutant compounds from a gas stream | |
| US8695516B2 (en) | Pollution abatement process for fossil fuel-fired boilers | |
| CN101504149A (zh) | 用于提高喷雾干燥器吸收器性能的底部灰注射 | |
| CZ157497A3 (en) | Method of separating gaseous contaminants from hot processing gases | |
| US10005030B2 (en) | Flue gas treatment system and method | |
| CN107252624A (zh) | 一种利用粉煤灰的半干法脱硫系统及工艺 | |
| EP2571601B1 (en) | Method of capturing sulfur oxides from the flue gas of an oxyfuel combustion cfb boiler | |
| EP3323496B1 (en) | Apparatus and method for reducing acid gas emissions with zero liquid discharge of waste water | |
| CZ20002170A3 (cs) | Zařízení k desulfataci spalin uhelných kotlů Ca aditivem | |
| CN210320012U (zh) | 一种循环流化床锅炉低氮燃烧排放系统 | |
| CZ20014693A3 (cs) | Zařízení k desulfataci spalin uhelných kotlů Ca aditivem | |
| CN109369045B (zh) | 一种石膏生产方法及石膏煅烧窑系统 | |
| CN210584464U (zh) | 用于锅炉的多重脱硫系统 | |
| JPH0246846B2 (cs) | ||
| PL176213B1 (pl) | Sposób i układ do odsiarczania spalin kotłowych | |
| CZ13484U1 (cs) | Desulfatační jednotka uhelného kotle | |
| EP0799084A1 (en) | Method and device for separating gaseous pollutants | |
| CZ20033334A3 (cs) | Fluidní kotel | |
| PL209613B1 (cs) | Sposób suchego odsiarczania gazów spalinowych, zwłaszcza w kotłach opalanych pyłem węglowym | |
| CZ2007909A3 (cs) | Cirkulacní fluidní kotel na uhlí a biomasu | |
| HU207667B (en) | Method decreasing sulfur-dioxide emission for pulverized-coal fired boilers with the insertion of lime burner jointed to the furnace chamber |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20080612 |