CZ20004116A3 - Způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsíření spalin - Google Patents

Abstract

Způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého spočívá v tom, že se částice vápence vstřikují vedením (52) do konvenčníhi parního generátoru (10) pro spalování pevných paliv, kde jsou podrobeny "vypálení", čímž se převedou na nereaktivní částice vápna, které se potom reaktivují v hydratačním zařízení (58), načež se reaktivní částice vápna použijí v zařízení (62) pro odsiřováni spalin k odsíření spalin, vznikajících spalováním pevného paliva.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká odsiřování plynů, které se tvoří v důsledku spalování fosilních paliv a zejména způsobu výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsíření spalin.

Dosavadní stav techniky

Síra je přítomná v uhlí ve dvou formách, a to v organické formě a v anorganické formě. Anorganická sloučenina pyrit vzorce FeS. je v uhlí přítomná ve formě diskrétních částic a typicky obsahuje dvacet až padesát procent z celkového obsahu síry v uhlí. K oddělení podstatného podílu pyritové síry z uhlí se používají mlecí a třídící operace předřazené parním generátorům spalujícím práškové palivo produkované v rozmělňovači. Další množství anorganické síry se zadrží v pevné formě v popelu schromaždůjícím se u dna spalovacího prostoru a ve formě létavého popílku opouštějícího parní generátor spalující práškové palivo.

Organická síra, která je obsažena v molekulární struktuře uhlí, se v průběhu spalování oxiduje a opouští parní generátory pro spalování práškového paliva ve formě plynných oxidů síry. Základní oxidační reakce síry vede k oxidu siřičitému. Kromě oxidu siřičitého se při spalování • · φ · · · ·· · · ··· · · ·· φ ♦ · · ····· · · φ··· φ φ φ · φ φ φ φ * φ φ φ φφφφ φ φ · · · · φφ φφ φφφ φφφ φφ φφ tvoří i menší množství oxidu sírového. Typicky poměr

SO./SO. se ve spalinách pohybuje v rozmezí od 20:1 do 80:1. Oxid sírový je ve srovnání s oxidem siřitým vysoce reaktivní a extrémně hygroskopický. Oxid sírový jako takový je snadno schopen reakce s vodou za vzniku aerosolu kyseliny sírové. Tato reakce je podporována přítomností jemných částic, které slouží jako kondenzační jádra. Rezultující aerosol je hlavní složkou viditelného oblaku kouře opouštějícího komíny spojené s parními generátory spalujícími práškové palivo.

V minulosti byly emise tvořené oxidem siřičitým regulovány rozptýlením nebo omezením. Rozptýlení oxidu siřičitého a ostatních škodlivin jejich vypouštěním pomocí vysokých komínů patřilo k nej staršímu způsobu kontroly emisí oxidu siřičitého. Za příznivých meterologických podmínek byly vysoké komíny skutečně schopné účinně omezit přízemní koncentrace oxidu siřičitého do té míry, že tyto koncentrace splňovaly normy kladené na kvalizu ovzduší. Nicméně tepelné inverze nebo srovnatelné krátkodobé meterologické podmínky mohou zhoršit účinnost rozptylu jako regulační metody. Další a kritičtější skutečností svědčící v neprospěch uvedeného rozptýlení emisí je hromadící se vědecké důkazy o tom, že oxidy síry a dusíku jsou hlavními prekurzory kyselých srážek.

O omezení emisí síry je známo, že je ho možné dosáhnout jedním nebo kombinací několika z následujících opatření: přechod na paliva s nižším obsahem síry, použití metod pro odsíření paliv a použití systémů pro odsíření spalin. Přechod na paliva s nižším obsahem síry však není možný pro mnoho velkých provozů produkujících páru spalováním fosilních paliv. Procesy pro odsíření paliva zahrnují konvenční praní uhlí až po zkapalnění nebo zplynění uhlí. Praní uhlí je účinné pokud jde o snížení pyritové síry v uhlí. Prací proces však není schopen odstranit z uhelné • ·

« · · « • · · · struktury organickou síru a takto se praním dosáhne pouze odstranění méně než padesát procent z celkového obsahu síry v uhlí. Obecně se předpokládá, že se s odsířováním spalin započalo v Anglii v roce 1935. Od té doby bylo vyvinuto více než padesát způsobů odsířování spalin, které se vzájemně liší použitými chemickými činidly a rezultujícími finálními produkty.

Nejstarší a nejobecnější metodou odsiřování spalin je mokré čištěná za použití vápna nebo vápence. První úspěšný uzavřený způsob odsiřování vápna/vápence byl připisován anglické firmě J. Howden and Company. Při prvních poloprovozních zkouškách, které byly v rámci uvedené metody provedeny, byl podíl opouštějící pračku plynu (sktubr) recyklován do absorbéru. Naneštěstí však bylo zjištěno, že se v absorbéru tvoří depozity. Ke kritickému průlomu v systémové chemii toho procesu došlo v okamžiku, kdy bylo zjištěno, že uvedený problém je způsobem nadměrným přesycením pracího média sádrou v mokré pračce. Bylo zjištěno, že řešení tohoto problému spočívá v dodatečném zařazení krystalizačního tanku a ve zvýšení poměru kapalina:plyn. Zařazení krystalizačního tanku provozovaného při vysokých koncentracích pevného podílu umožňuje vysrážení vápenatých sloučenin síry a jejich odstranění z mokré pračky. V důsledku realizovaných srážecích reakcí má absorbent recyklovaný do mokré pračky nízkou koncentraci depozitotvorné sádry. Vysoký poměr kapalina:plyn omezuje na minimum možnost uvedeného přesycení v mokré pračce, což dále snižuje možnost tvorby uvedeného depozitu.

Později byl učiněn pokus vyvinout a uvést na trh odsiřovací proces využívající vstřikovaný vápenec. Při tomto odsiřovacím procesu byl práškový vápenec vstřikován do pece současně s uhlím. Rezultující kalcinovaný vápenec, t.j. CaO, byl unášen spalinami společně s létavým popílkem. K odstranění létavého popílku, vápence a S0₂ ze spalin byla

Φ Φ Φ I φ * φ φ φ φ φ φ φ • φ φ · φ použita vodní pračka. Na tomto principu bylo uvedeno do provozu několik systémů, avšak neustále těžkosti s tvorbou depozitu (šupin), špatná využitelnost doprovodných produktů a neustálé zanášení konvekčních povrchů spalovací oblasti urychlyly návrat ke staršímu Howdenovu procesu.

Při typickém provádění mokrého systému odsiřování spalin na bázi vápna/vápence se spaliny ze spalovacího prostoru vedou do pračky, kde přichází do styku se suspenzí absorbentu, přičemž dochází k současné absorpci oxidu siřičitého a menších množství kyslíku. Vyčerpaný absorbent se vede do reakčního tanku nebo tanku pro jímání výtoku z pračky, ve kterém se rozpuštěné sloučeniny síry vysráží ve formě vápenatých solí. Za účelem regenerování vyčerpaného absorbentu se přidá čerstvá suspenze vápna nebo vápence.

Snížením množství alkalických přísad nezbytného k dosažení požadované účinnosti odstranění oxidu siřičitého se snižují provozní náklady systému pro odsíření spalin. Za účelem stanovení faktorů ovlivňujících použití přísad je nezbytné pochopit proces rozpouštění uvedených přísad a vliv provozních podmínek, konstrukce odsiřovacích zařízení a vlastností uvedených přísad na průběh odsiřovacího procesu.

V systému odstranění oxidu siřičitého použitím vápna/vápence je přídavek alkálie regulován s cílem dosáhnout neutralizace absorbovaného oxidu siřičitého a vysrážení vápenatosirných solí. I když je požadované teoretické množství vápna nebo vápence stechiometricky rovné množství odstraněného oxidu siřičitého, diktuje kinetika procesu rozpouštění vápence použití přebytku uvedených přísad k dosažení požadované účinnosti odstranění oxidu šiřičitého ze spalin.

Stechiometrie přísad je obvykle definována jako počet • · molů přidané přísady, včetně nečistot, na mol oxidu uhličitého absorbovaného v mokré pračce. Někdy může být, a skuečně také je, uvedená stechiometrie definována jako počet molů přidané přísady na mol oxidu siřičitého vstupujícího do mokré pračky.

Použití přísad může také ovlivnit, i když obvykle ne příliš významným způsobem, absorpci dalších kyselých plynů, mezi které patří například chlorovodík. Využití přísad by potom mohlo být siřeji definováno jako podíl přísady převedený v pračce na reakční produkty. S cílem dosáhnout vyššího využití přísady je třeba bud’ snížit rychlost přivádění přísady při udržování konstantní účinnosti absorpce oxidu siřičitého nebo zvýšit účinnost odstraňování účinnosti oxidu siřičitého při dané rychlosti přivádění vápence.

Rychlost rozpouštění alkalických přísad je nepřímo úměrná hodnotě pH rozteku. Proto se lepšího využití může dosáhnout provozováním odsiřovacího systému při nízkých hodnotách pH. Avšak snížení pH může rovněž vést ke snížení účinnosti odstranění oxidu siřičitého. Takto je obvykle produktivnější zvýšit výkon absorberu pro stejný systém pH nebo zvýšit rychlost rozpouštění přísady a tím dosáhnout jejího lepšího využití v konstantním systému pH.

Vápno neboli oxid vápenatý vzorce CaO se získá kalcinací vápence vzorce CaCO,. Podmínky, za kterých se vápenec kalcinuje neboli vypaluje, mohou mít značný vliv na reaktivitu takto získaného vápna. Vzhledem k vysoké reaktivitě komerčně nejdosažitelnějšího vápna je možné dosáhnout výsokého využití této alkalické přísady, a to až 95% využití, při minimálním dopadu na zbytek systému. Hlavním určujícím parametrem pro dosažení maximálního využití alkalické přísady je hodnota pH prací suspenze. Při pH udržovaném na hodnotě vyšší než 8,5, dochází k výrazné

9 9 * 99 99

9 9 9 9 9 9 9 9 9·

9 9 9 9 9 9 9 9 9 ·

9 9 9 9 · 9 4 4 44 ·

444· 4 9 9 9 9 9

99 999 999 4« 99 absorpci oxidu uhličitého vzhledem k jeho obsahu ve spalinách rovném deseti až patnácti objemovým procentům. Oxid uhličitý reaguje s vápnem stejným způsobem jako oxid siřičitý za vzniku uhličitanu vápenatého. Uhličitan vápenatý, který je při vysoké hodnotě pH nerozpustný, se vysráží a brání takto vápníku v reakce s oxidem siřičitým. Na základě známých údajů bylo zjištěno, že může dojít ke snížení míry využití alkalické přísady z 95 % ne 85 % v případě, že se hodnota pH zvýší ze 7,5 na 9,0. Aby se proto dosáhlo snížení odpadu poměrně drahého vápna, měla by být hodnota pH vápenného systému udržována na hodnotě nižší než

8,5.

Vápenec je obvykle méně reaktivní než vápenec při odsiřování spalin v odsiřovacích systémech pracujících za identických podmínek. Z tohoto důvodu je třeba uvedený systém modifikovat s cílem dosáhnout využití vápence vyšší než devadesát a devadesátpět procent.

Rychlost rozpouštění vápence je závislá na povrchové ploše suspendovaného vápence a koncentraci vodíkových iontů, t.j. hodnotě pH pracích roztoků. 3yly navrženy dva způsoby zvýšení rychlosti rozpouštění vápence a tudíž i zvýšení míry jeho využití v rámci odsiřovacího procesu, přičemž první z nich se zabývá zvýšením povrchové plochy, zatímco druhý ze způsobů se týká zvýšení koncentrace vodíkových iontů, t.j. snížení hodnoty pH.

Velké povrchové plochy vápence mohou být dosaženy jemným rozemletím vápencem ještě předtím, než se vápenec vstřikuje do systému. V rámci odsiřovacích aplikací se vápenec typicky mele tak, aby osmdesát až devadesát procent jeho částic prošlo sítem s velikostí 325 mesh. Jemožné mlít vápenec i na menší velikost částic, avšak musí být potom vynaloženo více energie na jeho rozmělňování. Nicméně i to by se mohlo ukázat jako nákladově efektivní.

• · • · • « • · fefefefe • · fe • · « » · ·

Využití vápence může být rovněž zlepšeno i provozováním odsiřovacího procesu při nižších hodnotách pH. Avšak to zase zhoršuje účinnost odsiřovacího procesu. V praxi to znamená, že má-li být zachovánna stejná účinnost odstraňování oxidu siřičitého při snížené hodnotě pH, potom musí být koncepce absorbéru modifikována. Tak například může být zvýšen poměr kapalina:plyn, s čímž jsou spojeny vyšší náklady na čerpání kapaliny, nebo může být zvětšena výška absorpční věže, s čímž jsou zase spojeny vyšší pořizovací náklady. Takto se tedy vyplatí prověřit každou modifikaci koncepce ještě předtím, než bude provedena, ve světle efektivnosti s tím spojených nákladů.

dvoustupňový způsob, při kterém při snížené hodnotě pH za účelem vápna/vápence, zatímco druhý vysokém pH s cílem dokončit du siřičitého. Při této formě recesu se vápenec přivádí do i suspenze z druhého stupně se eště předtím, než je odvedena ze

Rovněž je možné použít je první stupeň provozován optimalizace míry využití stupeň je provozován při požadované odscranění oxic provedení odsiřovacího pr druhého stupně a vyčerpaná vede do primálního stupně j systému.

Další technika zlepšení míry využití vápence spočívá v tom, že se prodlouží doba jeho prodlení v odsiřovacím systému. Čím déle zůstanou částice vápence při dané reakční rychlosti v uzavřené provozní smyčce absorbér/reakční tank, tím větší bude podíl částic, které se rozpustí.

Doba prodlení pevných částic v procesu je závislá na množství částic a na rychlosti odvádění pevného podílu. Nicméně vzhledem k tomu, že rychlost odvádění pevného podílu je pevně dána rychlostí absorpce v rovnovážném stavu, je možné nastavit pouze množství částic přítomných v systému. V tomto ohledu může být velikost přítomného pevného podílu zvětšena zvětšením objemu reakčního tanku ► 9 9

9

9 9 9

9 nebo/a zvýšením koncentrace pevného podílu. Avšak vzhledem k tomu, že prací suspenze je abrazivní, je horní mez koncentrace pevného podílu prakticky omezena hodnotou asi 15 procent. Takto se vzhledem k relativně nízkým pořizovacím nákladům a k relativně nízkým provozním nákladům směšovacího procesu zdá, že v mnoha případech bude méně nákladné dosáhnout zlepšení míry využití vápence zvětšením velikosti tanku.

I když se v současnosti vstřikováni vápence do spalovacího prostoru jeví jako komerčně životná technologie pro provádění laciného odsiřování spalin, bylo zjištěno, že má pouze omezenou aplikovatelnost vzhledem k nízkému využití sorbentu, které je spojeno s použitím vstřikování vápence do spalovacího prostoru. Je však známo, že míra využití sorbentu v případě použití vstřikování vápence do spalovacího prostoru by mohla být zvýšena snížením velikosti částic sorbentu, vzdor tomu, že takový postup byl shledán neekonomickým vzhledem k vysokým nákladům spojenými s požadovaným zmenšením velikosti částic sorbentu, t.j. vápence, jeho rozemletím.

Dále lze uvést, že technologie suchého praní je některými odborníky považována za možnou alternativu mokré odsiřovací technologie v provozech vyrábějících páru spalováním fosilních paliv. Sorbentem, který se používá v rámci suchého pracího procesu, je vápno, zatímco sorbentem, který se nejčastěji používá při mokrých odsiřovacích technologiích je vápenec. Naneštěstí je však technologie suchého praní označována za nevýhodnou nejenom proto, že vápno je dražší než vápenec, ale také tím, že vápno není vždy dostupné na některých trzích.

Je známo, že v současné době byly učiněny pokusy využít vstřikování vápence do spalovacího prostoru jako zdroj potenciálně laciného vápna, které by mohlo být použito jako

• · * · φ · ·· φφφ φ φ φ φ φ* φ φ φ φφ φ φ φφ • •φφφ φ φφφφ φφφφ φ φ φφ φφ φφ φφφ φφφ φφ sorbent při aplikacích, kde je žádoucí použít technologii suchého praní. V souladu s těmito pokusy se vápenec vstřikuje do pece, ve které je vápenec kalcinován na vápno a ve které je potom toto vápno uvedeno v reakci s oxidem siřičitým, který vzniká při spalování fosilních paliv v peci, takže dochází k určité absorpci síry právě takových vápnem, které bylo v peci uvedeným způsobem získáno.

I když k určité absorpci síry dochází v peci působením vápna, které pochází z kalcinace vápence zaváděného do pece, je zde hlavním záměrem skutečnost, že požadované absorpce síry se dosahuje použitím obvyklé technologie suchého praní. Aktivní látkou je při technologii suchého praní hydroxid vápenatý vzorce Ca(OH)₂, který se vytvoří reaktivací vodou vápna, které je unášeno v popelu, který se tvoří v důsledku spalování fosilních paliv v peci. Omezujícím faktorem reaktivace takového vápna, t.j. jeho konverze na hydroxid vápenatý, je to, že vápno představuje pouze malý podíl popelu, ve kterém je vápno unášeno, ve srovnání se samotným obsahem popelu. Dalším omezujícím faktorem je skutečnosr, že nelze kontrolovat množství vápna unášeného popelem, aby bylo možné účinně koordinovat množství vápna, které je produkováno kalcinací vápna vstřikovaného do pece, s množstvím vápna, které je nezbytné k dosažení požadované účinnosti pro technologii suchého praní.

Z dalších pokusů, které byly až dosud provedeny s cílem získat vápno z vápence nebo/a zlepšit schopnost sorbentu zachytit oxid siřičitý a to za účelem zlepšení využití sorbentu v systémech odsíření spalin, lze jako neomezující příklad uvést způsob popsaný v patentu US 4,867,955, jehož předmět se zaměřuje na způsob odsíření spalin. V souladu s metodou popsanou v tomto patentovém dokumentu poskytuje tento patent způsob odsíření plynných produktů spalování, který zahrnuje následující stupně: spalování pevného paliva • · ► · « <

I tttt 1 « · · · • · tttt • tt 1 obsahujícího síru ve spalovací popílku a spalin obsahujících částicové zvolenou uhličitan komoře za tvorby létavého oxid siřičitý; zahřívání kalcinovatelné sloučeniny zahrnující sloučeninu z množiny, zahrnující uhličitan hořečnatý, vápenatý a uhličitan sodný a jejich směsi ve vymezené teplotní zóně v uvedené spalovací komoře po dobu dostatečnou ke kalcinací uvedené kalcinovatelné sloučeniny na její oxid, přičemž velikost částic kalcinovatelné sloučeniny, vymezená teplotní zóna a doba prodlení se zvolí tak, aby bylo dosaženo kalcinace podstatného množství kalcinovatelné sloučeniny na její oxid; odvádění oxidu kalcinovatelné sloučeniny z uvedené spalovací komory; odvádění spalin z uvedené spalovací komory; a zpracování odváděných spalin uvedeným oxidem k dosažení odstranění podstatného množství oxidu siřičitého ze spalin.

Jako další příklad uvedených snah lze uvést způsob popsaný v patentu US 5,006,323, který je rovněž zaměřen na způsob odsíření spalin. V oomto patentu je popsán způsob odsiřování plynných produktů spalování zahrnující následující stupně: spalování pevného paliva obsahujícího síru ve spalovací kcmoře za tvorby létavého popílku a spalin obsahujících oxid siřičitý; zahřívání částicové kalcinovatelné sloučeniny, zahrnující sloučeninu zvolenou z množiny zahrnující uhličitan hořečnatý, uhličitan vápenatý a uhličitan sodný a jejich směsi, ve zvolené teplotní zóně v uvedené spalovací komoře po dobu prodlení nezbytnou k dosažení kalcinace kalcinovatelné sloučeniny na její oxid, přičemž velikost částic kalcinovatelné sloučeniny, zvolená teplotní zóna a doba prodlení se zvolí tak, aby se dosáhlo kalcinace podstatného množství kalcinovatelné sloučeniny na její oxid; odvádění oxidu kalcinovatelné sloučeniny ze spalovací komory; odvádění spalin ze spalovací komory; vytvoření suspenze obsahující uvedený oxid kalcinovatelné sloučeniny; a zpracování odváděných spalin uvedenou suspenzí k dosažení odstranění podstatného množství oxidu siřičitého ze spalin.

Jako další přiklad výše uvedených snah lze uvést patentový dokument US 5,492,685 s názvem Hydratované vápno s vysokou povrchovou plochou a způsob odstraňování S0₂ z proudu plynu. V rámci tohoto patentu jsou poskytnuty a) hydratované vápno, o kterém se zde tvrdí, že má vysokou povrchovou plochu, velkou poréznost a malou velikost částic; b) způsoby sorpce oxidu siřičitého z odpadních plynných proudů za použití uvedeného hydratovaného vápna s vysokou povrchovou plochou ve funkci sorbentu; a c) kontrolu fyzikálních vlastností hydratovaného vápna za účelem dosažení jeho optimalizace pro použití při některém ze suchých způsobů vstřikování sorbentu za účelem odstranění oxidu siřičitého.

Ještě další neomezující pokus realizace výše uvedených snah je popsán v publikaci nazvané FGD Experience At Polanďs Rybník Power Station: Dry Method With Humidification, přičemž spoluautoři této publikace jsou L. Pinko ze společnosti Energopomiar, J.Ch.acula z provozu elektrárny v lokalitě Rybník, W. Ellison ze společnosti Ellison Consultants a J.Podkanski z Institutu chemického inženýrství při Polské akademii věd. V réto publikaci je popsán způsob, při kterém se vápenec mele a po rozemletí se dmýchá do pece. V této peci se vápenec rozkládá na oxid vápenatý a oxid uhličitý. Oxid vápenatý se uvede v reakci s oxidem siřičitým a potom společně se spalinami a létavým popílkem prochází systémem ohřívačů vzduchu. Za těmito ohřívači se spaliny vedou do horní části souběžného reaktoru vedením, které je vhodně konstruováno tak, aby zajišťovalo jednotné proudění spalin, létavého popílku a částic sorbentu. Hydrogenované vápno a recyklovaný popílek se dmýchají do uvedeného vedení bezprostředně před reaktorem. V reaktoru se spaliny podrobí zvlhčení a odsíření. Po jejich zvlhčení, a odsíření se spaliny u dna reaktoru smísí s horkým vzduchem a vedou do ·· ·· * · 99 99

9 9 99 99 9 9 9 9

9 999 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9

9 9 9 99 9 99 9 9 9 9 9 elektrostatického odlučovače. Potom se létavý popílek a sorbent ze spodní části reaktoru a část létavého popílku a sorbentu z odlučovačů recyklují.

Ještě další pokus výše uvedených snah představuje publikace nazvaná B and W's E-LIDS Process-Advanced S_x, Particulate, And Air Toxics Control For The Year 2000. Spoluautory této publikace jsou Deborah A. Madden a Michael

J.Holmes ze společnosti McDermott Technology, lne.. V této publikaci je popsán způsob odstraňování oxidu siřičitého suchým praním, při kterém se do pece vstřikuje vápenec, a který představuje spojení všech tří odsiřovacích technologií: vstřikování vápence do pece, suché praní a pulzni filtraci pomocí textilních filtrů; tato technologie je zde uváděna jako komerčně ověřená. Při popsaném způsobu dochází k odstraňování oxidu siřičitého v topeništi parního kotle a v konvekčním vedení, dále v suchém skrubru a v textilních filtrech. Při provádění tohoto způsobu se vápenec desintegruje na prášek a tento- suchý prášek se vstřikuje do spalin v horní části dutiny topeniště parního kotle. Po uvedeném zaveden'! do topeniště dochází ke kalcinací vápence na vápno, přičemž část tohoto vápna reaguje s oxidem siřičitým ve spalinách za tvorby síranu vápenatého. Spaliny opouštějící topeniště parního kotle se nakonec vedou přes suchý skruber, ve kterém se tyto spaliny uvedou do styku se suspenzí obsahující hydroxid vápenatý. V suchém skrubru se spaliny ochladí a zvlhčí do stavu blízkého nasycení vodní parou. Za těchto podmínek část oxidu siřičitého ve spalinách zreaguje s hydroxidem vápenatým. Voda přítomná v kapičkách suspenze se odpaří a kapičky proujdou skrze suchý skrubr, zatímco produkty opouští suchý skrubr ve formě suchého prášku, který je ještě suspendován ve spalinách. Spaliny potom vstupují do pytlových textilních filtrů, ve kterých se jímá létavý popílek, vyčerpaný sorbent a částice nezreagovaného sorbentu. V publikaci se uvádí, že použití pytlových filtrů

4

4

4

4

4

44 • 4 4

4 4 44 • 4 4 4 • 4 4 4

44 představuje klíčový znak, neboť v pytlových filtrech dochází k dodatečnému odstranění oxidu siřičitého, když spaliny prochází skrze filtrační koláč obsahující sorbent nacházející se v pytlových filtrech. Před suchým skrubrem je uspořádáno zařízení pro jímání částicového podílu za účelem odstranění pevného podílu ze spalin. Část pevného podílu ze zařízení pro jímání pevného částicového podílu se recykluje do systému přípravy sorbentu, ve kterém se vyrábí suspenze hydroxidu vápenatého pro suchý skrubr.

I když se o všech výše uvedených způsobech uvádí, že splňují účel, pro kcerý byly navrženy, je z relevantní dosavadního stavu techniky odvoditelná poptávka po novém a vylepšeném způsobu výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsíření spalin. Jde zejména o poptávku po novém a zlepšeném způsobu výroby sorbentu oxidu siřičitého, který by byl účinnější než způsoby, které jsou až dosud využívány v rámci dosavadního szavu techniky. Rovněž existuje potřeba nalézt nový a zlepšený způsob následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého, jehož aplikací by bylo dosaženo optimálnějšího odsíření ve srovnání s odsířením způsoby, které jsou dosud k dispozici v rámci dosavadního stavu techniky.

Předmětem vynálezu je tedy poskytnout nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého, který je účinnější než způsob, který je běžně dostupný použitím způsobů přípravy sorbentu oxidu siřičitého spadajících do dosavadního stavu techniky.

Dalším předmětem vynálezu je poskytnout nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého, jehož aplikací může být dosaženo optimálnějšího odsíření spalin ve srovnání s mírou odsíření, která je běžně dosažitelná φφ ·φ • · ♦

φ φ φ • φφφφ • φ φ φ φ • φ φ · φφ φφ použitím způsobů odsiřování spalin, které jsou k dispozici v rámci dosavadního stavu techniky.

Dalším předmětem vynálezu je poskytnout nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, který je vyznačen tím, že sorbentem oxidu siřičitého, který je vyrobem uvedeným způsobem, jsou částice vápence, které byly upáleny za účelem vytvoření nereaktivních vápenných částic z uvedených vápencových částic.

Dalším předmětem vynálezu je poskytnout nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, který je vyznačen tím, že upálení vápencových částic je provedeno vstřikováním vápencových částic buď ve formě hrubozrných částic nebo nehrubozrných částic do konvenčního parního generátoru pro spalování pevných paliv tak, že souběžně s tvorbou páry v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv jsou částice vápence, které jsou do generátoru vstřikovány, vystaveny upálení.

Dalším předmětem vynálezu je poskytnout nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu k odsiřování spalin, který je vyznačen tím, že částice vápence, které jsou vystaveny upálení v konvenčním parním generátoru pro spalování konvenčních pevných paliv, jsou, pokud již tyto částice nemají požadovanou velikost, smíšeny s pevným palivem před rozmělňovačem za účelem toho, aby jak částice vápence, tak i pevné palivo byly vystaveny desintegraci v tomto rozmělňovači.

Ještě dalším předmětem vynálezu je poskytnout nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a99 99

9 9 9

9 9 9

9 9 9 9

9 9 9 ~ Ζ) • · · · • · ··· • · · · · • · · ·

Μ 9 9 9 následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, který je vyznačen tím, že částice vápence, které jsou vystaveny upálení v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv, jsou potom v případe, že nebyly předběžně smíšeny s pevným palivem před uvedeným rozmělňovačem, buď smíšeny s pevným palivem za rozmělňovačem a vstřikovány do konvenčního parního generátoru pro spalování tuhých paliv ve formě směsi částic vápence a pevného paliva, nebo jsou částice vápence a pevné palivo vstřikovány do konvenčního parního generátoru pro spalování pevných paliv odděleně.

Ještě dalším předmětem vynálezu je poskytnout nový zlepšený způsob výroby oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, který je vyznačen tím, že částice vápence, které jsou vystaveny upálení v konvenčním parním generátoru souběžně s tvorbou páry v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv, jsou nuceny sledovat specifickou dráhu skrze konvenční parní generátor pro spalování pevných paliv tak, aby se zabránilo smíšení částic vápence se sírou v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv.

Ještě dalším předmětem vynálezu je poskytnout nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřitého a použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, který je vyznačený tím, že nereaktivní částice vápna, které byly vytvořeny upálením částic vápence v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv, se po opuštění konvenčního parního generátoru pro spalování pevných paliv oddělí v předběžném jímacím zařízení od spalin a jemnějšího pevného létavého popílku, přičemž obě tyto posledně uvedené složky se tvoří v důsledku spalování pevného paliva v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv.

0·

0 4

0 4

Ί

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000 0 • 0 0 0 0 0 • 0 0 0 0

00 0000

Dalším předmětem vynálezu je poskytnout nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, který je vyznačený tím, že se oddělené nereaktivní částice vápna za předběžným jímacím zařízení reaktivují jejich vystavením hydrataci.

Ještě dalším předmětem vynálezu je nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, který je vyznačený tím, že původně nereaktivní částice vápna, které byly nyní reaktivované, se potom použijí v zařízení pro odsiřování spalin za účelem odsíření spalin tvořených v důsledku spalování pevného paliva v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv.

dalším předmětem vynálezu způsob výroby sorbentu oxidu

Ještě zlepšený následného použirí takového odsiřování spalin, krerý je snadno proveditelný, poměrně nenákladný.

je poskytnout nový a siřičitého a sorbentu oxidu siřičitého k vyznačen tím, že je poměrně snadno použitelný a poměrně

Podstata vynálezu

V rámci vynálezu je poskytnut nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takové sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin. Způsob podle vynálezu výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, zahrnuje následující stupně. Použijí se částice vápence ve formě hrubých zrn nebo v jiné zrněné formě. Tyto částice vápence se buď smísí s pevným palivem před rozmělňovačem za účeleme vystavení jak částic vápence, tak i pevného paliva desintegraci v rozmělňovači nebo v *« *» • * ·

případě, že částice vápence již mají požadovanou velikost, jsou tyto částice vápence smíšeny s pevným palivem za uvedeným rozmělňovačem nebo se ponechají oddělené od uvedeného pevného paliva. Tyto částice vápence a pevné palivo jsou buď vstřikovány do konvenčního parního generátoru pro spalování pevných paliv ve formě vzájemné směsi nebo jsou vstřikovány do konvenčního parního generátoru pro spalování pevných paliv odděleně. Souběžně s tvorbou páry v konvenčním parním generátorem pro spalování pevných paliv jsou uvedené částice vápence vystaveny upálení v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv, čímž se z nich stanou nereaktivní částice vápna. Souběžně s tvorbou páry v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv jsou uvedené částice vápence v průběhu jejich vystavení upálení nuceny sledovat specifickou dráhu skrze konvenční parní generátor pro spalování pevných paliv tak, aby se zamezilo smíšení těchto částic vápence se sírou v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv. Nereaktivní částice vápna, které byly vytvořeny upálením částic vápence v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv, se po opuštění konvenčního parního generátoru pro spalování pevných paliv oddělí v předběžném jímacím zařízení od spalin a jemnějšího pevného létavého popílku, přičemž obě posledně uvedené složky jsou produkty spalování pevného paliva v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv. Za uvedeným předběžným jímacím zařízením se oddělené nereaktivní částice vápna reaktivují tím, že se podrobí hydratací. Po reaktivaci těchto částic se částice vápna, které byly předtím nereaktivní a které byly nyní reaktivovány, použijí v zařízení pro odsiřování spalin za účelem odsiřování spalin, vznikajících jako důsledek spalování pevného paliva v konvenčním parním generátoru pro spalování tuhých paliv.

Obzvláště pozoruhodná je u způsobu výroby sorbentu ·· 9 • 99 ·9 · • · 999 9 • · · «9 ·

9 9 9 41 «9 ·9 999 V

99 • 9 t

9 ·

9 9

9 9 9

99 oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, podle vynálezu skutečnost, že až do doby před podáním této přihlášky vynálezu se předpokládalo, že jestliže se vápenec kalcinuje v peci při příliš vysoké teplotě, vznikne z něho vápno, které bude upálené k smrti a tudíž nereaktivní, což činí takové vápno, které bylo upáleno, nevhodným pro odsíření spalin, t.j. nevhodné pro odsiřovací aplikace. V souladu s tímto přesvědčením dosavadního stavu techniky byl kalcinace vápence prováděna v peci záměrně tak, aby bylo jednak zajištěno, že vápenec, který má být kalcinován, bude vstřikován do pece v místě, ve kterém je teplota dostatečně nízká k tomu, aby bylo zajištěno, že nedojde k upálení vápence, a aby bylo rovněž zajištěno, že doba prodlení vápence v peci po jeho vstřiknutí bude nedostatečná k tomu, aby mohlo dojít k upálení vápence. To je však v příkrém rozporu s vynálezem a tedy opak vynálezu, v rámci kterého se vápenec vstřikuje do konvenčního parního generátoru pro spalování pevných paliv záměrně tak, aby bylo naopak zajištěno upálení vápence. To znamená, že takový vápenec je vědomě vstřikován do konvenčního parního generátoru pro spalování tuhých paliv v místě, ve kterém panuje teplota vyšší než teplota, která je dosavadním stavem techniky považována za vhodnou pro kalcinaci vápence, přičemž vápenec je v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv ponechán po dobu prodlení, která je delší než doba prodlení, která je považována dosavadním stavem techniky za vhodnou pro kalcinaci vápence.

Přehled obrázků na výkresech

Obr.l znázorňuje schematicky ve vertikálním řezu konvenční parní generátor pro spalování pevných paliv, mající vhodnou konstrukci k tomu, aby částice vápence mohly • · ·· ♦ φ ·· · · ··· · · · ♦ · · · · φ φ φ φφ φ · ···« • ·ΦΦ· φ ······ • · · W Φ Φ · · Φ · «φ φφ φφφ φφφ φφ φφ být vstřikovány do tohoto parního generátoru za účelem jejich vystavení upálení, které je souběžné s tvorbou páry v parním generátoru pro spalování pevných paliv, a které z částic vápence činí v souladu s vynálezem nereaktivní částice vápna;

obr.2 znázorňuje schematické zobrazení sestavy tvořené konvenčním parním generátorem pro spalování pevných paliv, který je detailněji zobrazen na obr.1 a který je v rámci uvedené sestavy provozně spojen s ohřívačem vzduchu, zařízením pro jímání částicového podílu, komínem a prvním provedením předběžného jímacího zařízení, přičemž tato sestava je použitelná při realizaci některých aspektů způsobu podle vynálezu;

obr.3 znázorňuje schematické zobrazení konvenčního parního generátoru pro spalování pevných paliv, který je detailněji zobazen na obr.1 a který je v rámci uvedené sestavy provozně spojen s ohřívačem vzduchu, zařízením pro jímání částicového podílu, komínem a druhým provedením předběžného jímacího zařízení, přičemž tato sestava je použitelná při realizaci některých aspektů způsobu podle vynálezu;

obr.4 znázorňuje proudový diagram provozních stupňů, které dohromady tvoří způsob podle vynálezu.

Příklad provedení vynálezu

Na připojeném obr.1 je zobrazen konvenční parní generátor 10 pro spalování pevných paliv. Jak samotná konstrukce, tak i provoz takového konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv jsou odborníkům v daném oboru velmi dobře známé. Vzhledem k tomu se nepovažuje za nezbytné tento parní generátor 10 pro • φ φφφ φφ φ φ φφφφ φ φ φ φ φ · · φφφ» • φφ · φ φ φ φφ · · φ ί» · φ Φ Φ · ΦΦΦΦ «φ φφ φφφ φφφ φφ φφ spalování pevných paliv zobrazený na obr.1 popisovat do všech detailů. Pro pochopení konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv ve funkci zařízení, které je schopné použití ve spojitosti se způsobem výroby sorbentu oxidu siřičitého, který je vhodný pro provádění odsiřování spalin podle vynálezu, bude dostatečné, když zde budou popsány pouze ty složky uvedeného parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv, které jsou využívány při realizaci vynálezu. Detailnější popis konstrukce a provozu takového parního generátoru pro spalování pevných paliv a složek tohoto zařízení, které zde nebudou detailněji popsány, lze nalézt v patentu US 4,719,587.

Z obr.1 je patrné, že parní generátor 10 pro spalování pevných paliv obsahuje hořákovou oblast 12 . Jak bude patrné z dalšího podrobnějšího popisu, dochází právě v tého hořákové oblasti 12 o sobě známým způsobem k iniciaci spalování práškového pevného paliva a vzduchu. Horké spaliny vzniklé spalováním práškového tuhého paliva a vzduchu stoupají vzhůru konvenčním parním generátorem 10 pro spalování pevných paliv. V průběhu tohoto vzestupného pohybu spalin konvenčním parním generátorem 10 ohřívají tyto spaliny tekutinu procházenící skrze trubky (tyto trubky nejsou zobrazeny z důvodu zachování přehlednosti obrázku), které lemují všechny čtyři stěny konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv tak, aby se v důsledku uvedeného přenosu tepla spalin produkovala pára.Potom horké spaliny vystupují z konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných spalin přechodovou oblastí 14 konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv a jsou vedeny do výstupu 16 konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv. I když to není na obr.1 zobrazeno v rámci zachování přehlednosti obrázku, nacházejí se v přechodové oblasti 14 a ve výstupu 16 obvykle ještě další teplosměnné povrchy pro o sobě známou produkci přehřáté páry. Produkovaná pára je potom obvykle vedena do turbiny (není zobrazena), která tvoří

9 • · · · 9 99 · · 9 ·

999·· · · · 9 · «

99 99 9 999 99 i

9999 9 9 · 9 9 9

99 999 999 99 99 jednu složku sestavy turbína/generátor (není zobrazena), takže pára poskytuje pohybovou energii pro pohon turbíny (není zobrazena) a rovněž generátoru (není zobrazen), který je o sobě známým způsobem funkčně spojen s turbínou, přičemž v uvedeném generátoru se vyrábí elektrický proud.

Konvenční parní generátor 10 pro spalování pevných paliv obsahuje množinu plášťů, z nichž každý má výhodně formu hlavní větrné skříně 20 . Každá z těchto hlavních větrných skříní 20 je o sobě známým způsobem nesena vhodnými nosnými prostředky (nejsou zobrazeny) v hořákové oblasti 12 konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv tak, že podélné osy těchto hlavních větrných skříní 20 probíhají v podstatě rovnoběžně s podélnou osou konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv. Každá z uvedených hlavních větrných skříní 20 obsahuje o sobě známým způsobem množinu vzdušných oddělení (nejsou zobrazeny vzhledem k zachování přehlednosti obrázku) a množinu palivových oddělení (nejsou zobrazeny vzhledem k zachování přehlednosti obrázku), výhodně uspořádané ve vzájemně mezilehlém uspořádání. Kromě toho každé vzdušné oddělení nese vzdušnou trysku (není zobrazena), kterou se vstřikuje do hořákové oblastí 12 konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv vzduch potřebný pro spalování pevného paliva v uvedené hořákové oblasti 12 . Obdobně každé palivové oddělení (nejsou zobrazena) nese palivovou trysku (není zobrazena) pro vstřikování paliva do hořákové oblasti 12 konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevného paliva, které je spalováno v uvedené hořákové oblasti 12. Další detailnější popis konstrukce a provozu uvedených hlavních větrných skříní 20 lze nalézt například v patentu US 5,315,939.

Ke každému ze vzdušných oddělení hlavních větrných skříní 20, totiž k jeho vzdušné trysce (není zobrazena) je « · · · · · · · · · • · · ·· · · · · · · ····· · · ···« ····· · ······ ···« · · ···· ·· ·· ··· ··· «* ·· funkčně připojen prostředek pro přívod vzduchu (není zobrazen vzhledem k zachování přehlednosti obrázku), kterým je do vzdušné trysky a tedy i do hořákové oblasti 12 konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv přiváděn vzduch. Za tím účelem prostředek pro přívod vzduch (není zobrazen) obsahuje známým způsobem dmýchadlo a vzdušné vedení (nejsou zobrazeny), které je průtočně připojeno jednak k dmýchadlu (není zobrazeno) a jednak ke vzdušným tryskám (nejsou zobrazeny), které jsou neseny vzdušnými odděleními (nejsou zobrazena), pomocí separátních regulačních ventilů (nejsou zobrazeny). Obdobně je k palivovým tryskách (nejsou zobrazeny), které jsou neseny palivovými odděleními (nejsou zobrazena), funkčně připojen prostředek 22 pro přívod práškového pevného paliva, kterým je do palivových oddělení (nejsou zobrazena) a takto i do palivových trysek (nejsou zobrazeny) a tedy i do hořákové oblasti 12 konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv přiváděno práškové pevné palivo. Za tím účelem prostředek 22 pro přívod práškového pevného paliva obsahuje rozmělňovač 24 a vedení 24 práškového pevného paliva. Uvedený rozmělňovač 24 produkuje o sobě známým způsobem práškové pevné palivo s požadovanou velikostí částic. I když to není zobrazeno vzhledem k zachování přehlednosti obrázku, je rozmělňovač 24 připojen k dmýchadlu (není znázorněno) prostředku pro přívod vzduchu (není zobrazen), který již byl zmíněn v předcházejícím textu, a vzduch je takto z uvedeného dmýchadla (není zobrazeno) prostředku pro přívod vzduchu (není zobrazen) přiváděn také do rozmělnovače 24, přičemž práškové pevné palivo vystupující z rozmělňovače 24 je vedeno o sobě známým způsobem proudem vzduchu do palivových trysek (nejsou zobrazeny) nesených palivovými odděleními (nejsou zobrazena), a to skrze vedení 26 práškového pevného paliva.

V dalším textu bude popsán způsob, jakým se částice vápence, které mají být podrobeny upálení za účelem • » • · · • · ··· • · ·

I» · · • · · · jejich převedení na nereaktivní částice vápna, vstřikují do konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv. K tomuto účelu obsahuje konvenční parní generátor 10 pro spalování pevných paliv v souladu s vynálezem prostředek 28 pro přívod částic vápence, který je spojen s uvedeným parním generátorem 10 pro spalování pevných paliv. Prostředek 28 pro přívod částic vápence zahrnuje vhodný zásobník 30, ze kterého jsou částice vápna výhodně přiváděny, a vedení 32 částic vápence, kterým se částice vápence přivádí ze zásobníku 30 na požadované místo.

V souladu s vynálezem mohou být částice vápence, které mají být vstřikovány do konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv za účelem jejich podrobení procesu upálení s cílem převést částice vápence na nereaktivní částice vápna, vedeny jednou z několika drah při jejich postupu ze zásobníku 30 do místa jejich vstřikování do konvenčního parního reaktoru 10 pro spalování pevných paliv. V případě, že částice vápence, které mají být vstřikovány do konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv, ještě nemají požadovanou velikost, mohou být tyto částice vápence smíšeny s pevným palivem ještě před rozmělňovačem 24, což znamená, že částice vápence, které ještě nemají požadovanou velikost, mohou být vedeny, jak je to na obr.l zobrazeno plnou čarou, ze zásobníku 30 vedením 32 částic vápence do místa 34, ve kterém se spojí s pevným palivem, které je, jak je to na obr.l zobrazeno šipkou 36, dodáváno do rozmělnovače 24 . Následkem sloučení částic vápence s pevným palivem ještě před rozmělňovačem 24 jsou jak částice vápence, tak i pevné palivo podrobeny desintegraci v rozmělňovači 24, takže jak částice vápence, tak i pevné palivo opouštějící rozmělňovač 24 mají požadovanou velikost částic. Naopak v případě, že částice vápence již mají požadovanou velikost, mohou být částice vápence, které mají být podrobeny upálení v konvenčním parním generátoru 10 ·

• · · · · • * · tt · « 9 · · · • · · · · · » · · · 4 • · · · ··♦ · pro spalování pevných paliv za účelem jejich převedení na nereaktivní částice vápna, buď smíseny s pevným palivem za rozmělňovačem 24, což znamená, že mohou být vedeny ze zásobníku 30 vedením 32' , které je na obr.l zobrazeno přerušovanou čarou, do bodu 38, ve kterém se částice vápence sloučí s pevným palivem, které bylo podrobeno desintegraci v rozmělňovači 24, a jsou ve formě takto vytvořené směsi vstřikovány do konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv. Nebo mohou být částice vápence, které již mají požadovanou velikost částic, vedeny vedením 32 , které je na obr.l vyznačeno přerušovanou čarou, ze zásobníku 30 přímo do konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv, takže v tomto případě jsou částice vápence a pevné palivo vstřikovány odděleně do konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv.

Bez ohledu na to, jakou dráhu sledují částice vápence při jejich vstřikování do konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv, kde mají být podrobeny upálení za účelem jejich převedení na nereaktivní částice vápna, jsou tyto částice vstřikovány do konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv tak, že tyto částice vápna jsou vystaveny nejvyšším teplotám, které v konvenčním parním generátoru 10 pro spalování pevných paliv panují. Bez ohledu na dráhu, kterou částice vápence sledují potom, co opustily zásobník 30, jsou takto tyto částice vstřikovány do hořákové oblasti 12 konvenčního parního generátoru pro spalování pevných paliv, o které je známo, že v ní panují nejvyšší teploty ze všech teplot vyskytujícím se v konvenčním parním generátoru 10 pro spalování pevných paliv. Kromě toho vzhledem k tomu, že hořáková oblast 12 se nachází relativně nízko v konvenčním parním generátoru 10 pro spalování pevných paliv, jsou částice vápence, které jsou do hořákové oblasti 12 vsřikovány, vystaveny uvedeným nejvyšším teplotám a to bez

44 · · ·· 44 • 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4

44··· 4 · ···· • 44 44 · 4 · 4 4 4 4

444* 4 · · 4 4 · •4 44 «44 444 44 44 ohledu na dráhu, kterou částice vápence sledovali před jejich vstřikováním, po nejdelší možnou dobu prodlení v konvenčním parním generátoru 10. Konečně by zde měla být zmíněna skutečnost, že částice vápence mají menší hustotu než částice pevného paliva, a že tedy částice vápence a později po jejich upálení již nereaktivní částice vápna sledují dráhu při jejich průchodu vnitřkem konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv, která je odlišná od dráhy, kterou v konvenčním parním reaktoru 10 pro spalování pevných paliv sleduje pevné palivo. V důsledku této tendence částic vápence a pevného paliva sledovat různé dráhy v konvenčním parním reaktoru 10 pro spalování pevných paliv je zabráněno v konvenčním parním generátoru 10 pro spalování pevných paliv smíšení částic vápence se sírou, která má původ v pevném palivu. Kromě toho po převedení částic vápence jejich upálením na nereaktivní částice vápna je již jakékoliv smíšení nereaktivních částic vápna se sírou zbytečné vzhledem k tomu, že se nedosáhne v podstatě žádného zachycení síry nereaktivními částicemi vápna právě na základě toho, že takové čáscice vápna jsou nereaktivní.

Na obr.2 a obr.3 je zobrazen konvenční parní generátor pro spalování pevných paliv stejného typu jako konvenční parní generátor 10 pro spalování pevných paliv, který je zobrazen na obr.l. Na obr. 2 a obr. 3 je proto pro tento konvenční parní generátor pro spalování pevných paliv použita stejná vztahová značka. Jak je zřejmé z uvedených obrázků, je konvenční parní generátor 10 pro spalování pevných paliv spojen s konvenčním ohřívačem vzduchu 40 a s konvenčním zařízením 42 pro jímání částicového podílu a dále s konvenčním komínem 44 a se specifickou formou předběžného jímacího zařízení.

Spaliny, které se tvoří při spalování pevného paliva v konvenčním parním generátoru 10 pro spalování pevných

Φ φφφφ φ φ φ · paliv, se po opuštění výstupu 16 konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv vedou skrze konvenční ohřívač vzduchu 40 . Při průchodu spalin uvedeným konvenčním ohřívačem vzduchu 40 dochází k o sobě známému převodu tepla mezi horkými spalinami proudícími z výstupu 16 konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv a přiváděným vzduchem, který je veden skrze konvenční parní generátor 10 pro spalování pevných paliv v průběhu jeho dodávky do parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv, přičemž horké spaliny při průchodu uvedeným konvenčním ohřívačem vzduchu 40 předávají teplo přiváděnému vzduchu, takže horké spaliny jsou v důsledku toho ochlazeny, zatímco přiváděný vzduch je uvedenou tepelnou výměnou ohřát.

Z konvenčního ohřívače vzduchu 4 0 se spaliny vedou skrze specifickou formu provedení předběžného jímacího zařízení za účelem, který bude popsán později. Potom se tyto spaliny vedou dc konvenčního zařízení 42 pro jímání čásricového podílu. Tcuo konvenční zařízení 42 pro jímání částicového podílu může mít formu konvenčního typu zařízení vhodného pro odsurar.ění částicového podílu ze spalin, například formu elektrostatického filtru nebo pytlového textilního filtru; tato zařízení se k danému účelu běžně používají. Takto je uvedené konvenční zařízení 42 pro jímání částicového podílu určeno o sobě známým způsobem k oddělení částic, které jsou unášeny spalinami procházejícími konvenčním zařízením 42 pro jímání částicového podílu. Částicový podíl, který je oddělen od spalin při průchodu spalin tímto konvenčním zařízením 42 pro jímání částicového podílu, se jímá a vypouští na vhodnou skládku za použití vhodných vypouštěcích prostředků 4 6. Jakmile byl částicový podíl ze spalin oddělen v uvedeném konvenčním zařízení 42 pro jímání částicového podílu, jsou spaliny vedeny do konvenčního komínu 44, odkud jsou spaliny vypouštěny do atmosféry.

• · • · * · • · • ·

Na obr.2 je zobrazena první forma provedení předběžného jímacího zařízení 4 8. Z obr.2 je patrné, že předběžné jímací zařízení 48 je umístěno mezi konvenčním ohřívačem vzduchu 40 a konvenčním zařízením 42 pro jímání částicového podílu. Toto předběžné jímací zařízení 4 8 je určeno k oddělení z proudu spalin neraktivních částic vápna, které byly vytvořeny z částic vápence upálením těchto částic, když jsou spaliny vedeny skrze předběžné jímací zařízení 4 8 v průběhu jejich přechodu z konvenčního ohřívače vzduchu 40 do konvenčního zařízení 42 pro oddělení částicového podílu. První forma předběžného jímacího zařízení 4 8 je tvořena předběžným jímacím zařízením žaluziového typu na rozdíl od druhé formy předběžného jímacího zaříze 50, která je zobrazena na obr.3 a která představuje předběžné jímací zařízení cyklonového typu.

Použití předběžného jímacího zařízení ať žaluziového nebo cyklonového typu má několik výhod. Provedením oddělení r.ereaktivních částic vápna, které byly vytvořeny z částic vápence, které byly podrobeny upálení, od spalin při průchodu spalin předběžným jímacím zařízením 4 8 nebo předběžným jímacím zařízením 50 se umožní vytvoření odděleného procesního proudu, který je navíc tvořen hlavně nereaktivními částicemi vápna, které budou následně vystaveny hydrataci za účelem provedení jejich reaktivace a po této reaktivaci mohou být tyto částice použity ve vhodném typu odsiřovacího zařízení za účelem zachycení síry, například v rámci provedení odsíření spalin. Výhoda výše popsaného vytvoření separátního procesní proudu r.ereaktivních částic vápna spočívá v tom, že může být účelně optimalizována reaktivace nereaktivních částic vápna, aniž by bylo nutné manipulovat s velkým množstvím pevného popelu, se kterým by jinak byly nereaktivni částice vápna unášeny spalinami. Kromě toho je zde možné regulovat poměr částic vápna k popelu a tím i relativní recirkulační poměry částic vápna vzhledem k zařízení pro odsiřování • · ·· φ φ φφφφ φφφ φφ φφ φ φ φ φ φφφφφ φ · Φφφφ φφφφφ φ φ φ φ φ φ φ «φφφ φ φ φφφφ • Φ φφ φφφ φφφ ·♦ φφ

8 spalin. Bez vytvoření uvedeného separátního procesního proudu částic vápna by poměr částic vápna k popelu byl stanoven pouze na základě množství popelu unášeného spalinami, které je více či méně závislé na specifických charakteristikách daného typu pevného paliva, které se spaluje. Také by nebylo možné provádět regulaci relativních recirkulačních poměrů částic vápna vzhledem zařízení pro odsíření spalin.

V následující části popisu bude věnována pozornost provozním stupňům, které společně vytváří způsob podle vynálezu. Z obr.4 je patrné, že vzduch, pevné palivo a částice vápence jsou vstřikovány vedením 52 do konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv, který je stejný jako konvenční parní generátor zobrazený na obr.1. Z konvenčního parního generátoru 10 pro spalování pevných paliv jsou spaliny s obsahem škodlivin, které vznikly v důsledku spalování pevného paliva a vzduchu v konvenčním parním generátoru 1C pro spalování pevných paliv a ve kterých jsou unášeny nereakrivní částice vápna, které byly vyrvcřeny s částic vápence jejich upálením v konvenčním parním generátoru 10 pro spalování pevných paliv, vedeny do předběžného jímacího zařízení 4 8, zobrazeného detailněji na obr.2. Toto předběžné jímací zařízení 48 slouží k oddělení separátního procesního proudu tvořeného hlavně nereaktivními částicemi vápna. Z tohoto předběžného jímacího zařízení 48 je oddělený procesní proud 56 veden do konvenčního hydratačního zařízení 58, zatímco spaliny s obsahem škodlivin, ze kterých byl oddělen uvedený procesní proud 56, tvořený hlavně nereaktivními částicemi vápna, v uvedeném předběžném jímacím zařízení 48, se vedou vedením 60 do zařízení 62 pro odsířování spalin. Uvedené hydratační zařízení 58 muže mít libovolnou konvenční formu vhodnou pro provedení reaktivace nereaktivních částic vápna, které byly vytvořeny z částic vápence, které byly vystaveny upálení v konvenčním parním generátoru 10 pro spalování pevných • tf ·· tf · ·· ·· • · · tftf tftf tftf·· tf · · tftf « · tftftftf • tftf tftf · · tf · » · tf «··· · · ···· ·· tftf tftftf tftftf tftf tftf paliv. Po reaktivaci v hydratačním zařízení 58 se reaktivované částice vápna opětovně vstřikují vedením 64 do spalin s obsahem škodlivin v místě nacházejícím se před zařízením 62 pro odsiřování spalin, takže v tomto zařízení 62 pro odsiřování spalin dochází k zachycení síry uvedeným reaktivovanými částicemi vápna. V souladu s vynálezem může být zařízení 62 pro odsiřování spalin tvořeno buď konvenčním odsiřovacím zařízením pro suché praní nebo konvenčním odsiřovacím zařízením pro mokré praní spalin. Ze zařízení 62 pro odsiřování spalin je pevný podíl s obsahem škodlivin odváděn vedením 66 na vhodnou skládku, zatímco zbývající spaliny jsou vedeny vedením 68 do zařízení 42 pro jímání částicového podílu. V tomto zařízení 42 pro jímání částicového podílu se odstraní ze spalin zbylý podíl pevných částic, který se odvádí vedením 7 0 na vhodnou skládku, zatímco nyní již vyčištěné spaliny se vedou vedením 72 do komínu 44, ze kterého jsou čisté spaliny odváděny do okolní atmosféry.

V rámci vynálezu byl poskytnut nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičiuého, který je účinnější než způsob, který je běžně dostupný použitím způsobů přípravy sorbentu oxidu siřičitého spadajících do dosavadního stavu techniky. V rámci vynálezu byl dále poskytnut nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého, jehož aplikací může být dosaženo optimálnějšího odsíření spalin ve srovnání s mírou odsíření, která je běžně dosažitelná použitím způsobů odsiřování spalin, které jsou k dispozici v rámci dosavadního stavu techniky. V rámci vynálezu byl dále poskytnut nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, který je vyznačen tím, že sorbentem oxidu siřičitého, který je vyrobem uvedeným způsobem, jsou částice vápence, které byly upáleny za účelem vytvoření nereaktivních vápenných tt · tt · • ·· • tt ·· tttt · • · · • · tt • tttt · ·· 91 částic z uvedených vápencových částic. V rámci vynálezu byl dále poskytnut nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, který je vyznačen tím, že upálení vápencových částic je provedeno vstřikováním vápencových částic buď ve formě hrubozrných částic nebo nehrubozrných částic do konvenčního parního generátoru pro spalování pevných paliv tak, že souběžně s tvorbou páry v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv jsou částice vápence, které jsou do generátoru vstřikovány, vystaveny upálení. V rámci vynálezu byl dále poskytnut nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu k odsiřování spalin, který je vyznačen tím, že částice vápence, které jsou vystaveny upálení v konvenčním parním generátoru pro spalování konvenčních pevných paliv, jsou, pokud již tyto částice nemají požadovanou velikost, smíšeny s pevným palivem před rozmělňovačem za účelem toho, aby jak částice vápence, tak i pevné palivo byly vystaveny desintegraci v romro rozmělňovači. V rámci vynálezu byl dále poskytnut nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, kcerý je vyznačen tím, že částice vápence, které jsou vystaveny upálení v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv, jsou potom v případě, že nebyly předběžně smíšeny s pevným palivem před uvedeným rozmělňovačem, buď smíšeny s pevným palivem za rozmělňovačem a vstřikovány do konvenčního parního generátoru pro spalování tuhých paliv ve formě směsi částic vápence a pevného paliva, nebo jsou cáýtice vápence a pevné palivo vstřikovány do konvenčního parního generátoru pro spalování pevných paliv odděleně. V rámci vynálezu byl dále poskytnut nový zlepšený způsob výroby oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, který je vyznačen tím, že částice vápence, které jsou vystaveny upálení v konvenčním parním

CÍ ·♦ φ« r Φ φ · ► · φ Φ » · φ Φ » φ φ φ • · φ <

generátoru souběžně s tvorbou páry v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv, jsou nuceny sledovat specifickou dráhu skrze konvenční parní generátor pro spalování pevných paliv tak, aby se zabránilo smíšení částic vápence se sírou v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv. V rámci vynálezu byl dále poskytnut nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřitého a použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, vyznačený tím, že nereaktivní částice vápna, které byly vytvořeny upálením částic vápence v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv, se po opuštění konvenčního parního generátoru pro spalování pevných paliv oddělí v předběžném jímacím zařízení od spalin a jemnějšího pevného létavého popílku, přičemž obě tyto posledně uvedené složky se tvoří v důsledku spalování pevného paliva v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv. V rámci vynálezu byl dále poskytnut nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, který je vyznačený tím, že se oddělené nereaktivní částice vápna za předběžným jímacím zařízení neaktivují jejich vystavením hydratací. V rámci vynálezu byl dále poskytnut nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, který je vyznačený tím, že původně nereaktivní částice vápna, které byly nyní reaktivované se potom použijí v zařízení pro odsiřování spalin za účelem odsíření spalin tvořených v důsledku spalování pevného paliva v konvenčním parním generátoru pro spalování pevných paliv. V rámci vynálezu byl dále poskytnut nový a zlepšený způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, který je vyznačen tím, že je poměrně snadno proveditelný, poměrně snadno použitelný a poměrně nenákladný.

• 9 99 9 9 99 99

999 99 99 9999

99999 9 9 9999

99 99 9 999 99 9

9999 9 9 9999

99 9*9 999 99 99

I když bylo popsáno několik provedení vynálezu, je třeba uvést, že mohou existovat i modifikace těchto provedení, které již byly naznačeny výše nebo které mohou být snadno realizovatelné odborníkem v daném oboru. Do rozsahu dále uvedených nároků takto spadají i všechny výše uvedené modifikace, jakož i všechny další modifikace spadající do rozsahu podstaty vynálezu.

Claims (13)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob výroby sorbentu oxidu siřičitého a následného použití takového sorbentu oxidu siřičitého k odsiřování spalin, vyznačený tím, že zahrnuje:

   a) poskytnutí parního generátoru pro spalování pevných paliv majícího hořákovou oblast,

   b) vstřikování pevného paliva a spalovacího vzduchu do hořákové oblasti parního generátoru pro spalování pevných paliv,

   c) ce

   d) cr sc

   e) ge provedení spalování pevného paliva a spalovacího duchu v hořákové oblasti parního generátoru pro spalování vn.ých paliv za tvorby spalin, provedení výroby páry převodem tepla ze spalin v ůběhu průchodu spalin skrze parní generátore pro alcvání pevných paliv, vstřikování částic vápence do hořákové oblasti parního nerátoru pro spalování pevných paliv,

   f) podrobení částic vápence v parním generátoru pro spalování pevných paliv souběžně s tvorbou páry v tomto parním generátoru upálení a tím i jejich převedení na nereaktivní částice vápna,

   g) vedení proudu spalin, produkovaných spalováním pevného paliva a spalovacího vzduchu v hořákové oblasti parního generátoru pro spalování pevných paliv a proudu nereaktivních částic vápna, vytvořených upálením částic vápence v hořákové oblasti parního generátoru pro spalování pevných paliv, z parního generátoru pro spalování pevných paliv do předběžného jímacího zařízení,

   99 99

   9 9 9

   9 9 9 99

   9 9 9 9 9 • 9 9 9

   99 99

   9 9 9 9

   9 9 9 9

   99 99

   h) oddělení nereaktivních částic vápna od spalin v předběžném jímacím zařízení za vzniku separátního procesního proudu tvořeného hlavně nereaktivními částicemi vápna,

   i) vedení separátního procesního proudu tvořeného hlavně nereaktivními částicemi vápna z předběžného jímacího zařízení do hydratačního zařízení,

   j) reaktivaci nereaktivních částic vápna v hydratačním zařízení za vzniku reaktivních částic vápna podrobením nereaktivních částic vápna hydrataci v hydratačním zařízení,

   k) vedení spalin z předběžného jímacího zařízení do zařízení pro odsiřování spalin,

   l) vedení proudu reaktivních částic vápna z hydratačního zařízení do proudu spalin a společné vedení obou proudů do zařízení pro odsiřování spalin a

   m) provedení odsíření spalin reaktivními částicemi vápna v zařízeni pro odsiřování spalin.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že částice vápence vstřikované do hořákové oblasti parního generátoru pro spalování pevných paliv jsou hrubozrnné.
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že dále zahrnuje stupeň desintegrace pevného paliva v rozmělňovači zařazený před vstřikováním tohoto pevného paliva do hořákové oblasti parního generátoru pro spalování pevných paliv.
4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačený tím, že dále zahrnuje stupeň smísení částic vápence před jejich φ · φφ φ φ φφ ·φ φφφ φφ φφ φφφφ φφφφφ φ φ φφφφ φφφφφ φ «φφφφφ φφφφ φ φ φφφ«

   -S F- ΦΦ ΦΦ ΦΦ* φφφ φφ «φ vstřikováním do hořákové oblasti parního generátoru pro spalování pevných paliv s pevným palivem před rozmělňovačem s cílem podrobit jak částice vápence, tak i pevné palivo desintegraci v rozmělňovači.
5. 5. Způsob podle nároku 3, vyznačený tím, že dále zahrnuje stupeň smísení částic vápence před jejich vstřikováním do hořákové oblasti parního generátoru pro spalování pevných paliv za rozmělňovačem s pevným palivem s cílem vstřikovat částice vápence a pevné palivo do hořákové oblasti parního generátoru pro spalování pevných paliv ve formě vzájemné směsi.
6. 6. Způsob podle nároku 1, vyznačený t i m, že předběžné jímací zařízení zahrnuje množinu žaluzií, přičemž oddělení nereaktivních částic vápna od spalin se provádí v předběžném jímacím zařízení vedením nereaktivních částic vápna a spalin skrze uvedenou množinu žaluzií.

   ~. Způsob podle nároku 1, v y z n a č e n ý t i m, že předběžné jímací zařízení je tvořeno cyklonem, přičemž oddělení nereaktivních částic vápna od spalin se provádí v předběžném jímacím zařízení vedením nereaktivních částic vápna a spalin skrze uvedený cyklon.
7. 8. Způsob podle nároku 1, vyznačený tím, že k provedení odsíření spalin reaktivními částicemi vápna se používá suchý odsiřovací proces spalin.
8. 9. Způsob podle nároku 1,vyznačený tím, že k provedení desulfurace spalin reaktivními částicemi vápna se používá mokrý odsiřovací proces spalin.

   • φ e n ý t í m, že ze zařízení pro jímání částicového

   1, vyznač vedení spalin zařízení pro • Φ *φ φ · · • φ ··· • · · φ φ φ φφ φφ φφ φφ φ φ φ • φ φ φ φ φ φ φ φ « φφ φφ
9. 10. Způsob podle nároku dále zahrnuje stupeň odsiřování spalin do podílu.
10. 11. Způsob podle nároku 10, vyznačený tím, že dále zahrnuje stupeň oddělení částicového podílu ze spalin v zařízení pro jímání částicového podílu.
11. 12. Způsob podle nároku 11, vyznačený tím, že dále zahrnuje stupeň vypuštění částicového podílu odděleného od spalin ze zařízení pro jímání částicového podílu.
12. 13. Způsob podle nároku 12, v y z n a dále zahrnuje stupeň vedení spalin ze částicového podílu do komínu.

    n ý t í m, že Lzení pro jímání
13. 14. Způsob podle nároku 13, vyznačený dále zahrnuje stupeň vypouštění spalin z atmosféry.