CZ309199A3 - Způsob odstraňování kyselých škodlivin z odplynů - Google Patents
Způsob odstraňování kyselých škodlivin z odplynů Download PDFInfo
- Publication number
- CZ309199A3 CZ309199A3 CZ19993091A CZ309199A CZ309199A3 CZ 309199 A3 CZ309199 A3 CZ 309199A3 CZ 19993091 A CZ19993091 A CZ 19993091A CZ 309199 A CZ309199 A CZ 309199A CZ 309199 A3 CZ309199 A3 CZ 309199A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- additive
- gases
- dry
- calcium carbonate
- stage
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 46
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims description 42
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 70
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 59
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 42
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 14
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 claims abstract description 3
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 claims description 18
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 claims description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 11
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 8
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 7
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims description 5
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000010309 melting process Methods 0.000 claims description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 22
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 19
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 6
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 abstract description 4
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 abstract 1
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 abstract 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 27
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 10
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N Nitric oxide Chemical compound O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N sulfur dioxide Inorganic materials O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 4
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 4
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910052815 sulfur oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 101100298295 Drosophila melanogaster flfl gene Proteins 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- 240000006909 Tilia x europaea Species 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 239000003674 animal food additive Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000010531 catalytic reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 125000001477 organic nitrogen group Chemical group 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N sulfur monoxide Chemical class S=O XTQHKBHJIVJGKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000004056 waste incineration Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/06—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds
- B01D53/10—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with moving adsorbents, e.g. rotating beds with dispersed adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/50—Sulfur oxides
- B01D53/508—Sulfur oxides by treating the gases with solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/54—Nitrogen compounds
- B01D53/56—Nitrogen oxides
- B01D53/565—Nitrogen oxides by treating the gases with solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/68—Halogens or halogen compounds
- B01D53/685—Halogens or halogen compounds by treating the gases with solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/81—Solid phase processes
- B01D53/83—Solid phase processes with moving reactants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2251/00—Reactants
- B01D2251/40—Alkaline earth metal or magnesium compounds
- B01D2251/404—Alkaline earth metal or magnesium compounds of calcium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
Způsob odstraňování kyselých škodlivin z odplynů
Oblast techniky
Předložený vynález se týká dvoustupňového způsobu odstraňováni kyselých škodlivin z odplynů ze spalovacích zařízení a tavících procesů pomocí suchého aditiva.
Dosavadní stav techniky
Zejména opalovací pochody v elektrárenských kotlích vytápěných uhlím, zařízeních pro spalování odpadů nebo tavících procesech generují obecně odplyny, které mohou obsahovat jako kyselé plynné složky SO2/SO3, HCl, HF, NO/NO2 nebo jejich směsi.
Ruku v ruce se zpřísněním zákonodárství týkajícího se životního prostředí v posledních letech dochází k urychlenému rozvoji způsobů čištění odplynů, především z velkoprůmyslu. Za stav techniky v oblasti odstraňování kyselých škodlivin ze spalin je možno pokládat mj . takzvanou suchou aditivaci a suchý sorpční proces.
Při dosavadních procesech suché aditivace se pro snížení obsahu kyselých plynných škodlivin zpravidla používají oxidy alkalických zemin, které se při teplotách mezi 800 a 1250 °C bud' používají přímo jako oxidy, nebo se vytváří v ohništi z uhličitanů nebo hydroxidů. Takovýto způsob je popsán v DE-OS 39 04 500 pro odstraňování oxidů síry z odplynů, přičemž jako aditivum se používá směsi 80 až 95 % hmotn. jemnozrnného uhličitanu vápenatého a 5 až • · • · · · · ·· ·· ··· · * · · fl · fl· · ··· ···· ···· • · · · · · flflfl · ··· ··· ····· · · · ··· ·· flfl «· flfl ·· % hmotn. jemnozrnného uhlíku, s výhodou v grafitové formě, s výhodnou velikostí částic <100 μιη. Aditivum, v němž je podíl uhličitanu vápenatého vztažený na obsah SO2 v odplynu dvoj- až pětinásobkem stechiometrického množství, se při 900 až 1250 °C vedmýchává do odplynové zóny, kde se zdrží po dobu maximálně 5 sekund. Tímto způsobem je možno dosáhnout míry odsíření až 80 %.
Oproti zařízením pro odsíření spalin, která pracují mokrým způsobem, spočívají výhody způsobu suché aditivace v poměrně nízkých investičních nákladech, výhodné separaci použitých adsorbentů spolu s již předtím přítomným prachem, a ve skládkování použitých aditiv spolu s popelem z paliva, přičemž potenciální schopnost vázání dosud nezreagovaného podílu aditiva na popel značně zlepšuje jeho skládkovatelnost, neboť výrazně omezuje vyluhování popela. Přitom je třeba vzít v úvahu také to, že moduly suché aditivace lze, vzhledem k jejich minimální prostorové náročnosti, snadno integrovat do stávajícího zařízení.
Navzdory četným výhodám se při těchto způsobech jeví v praxi jako nevýhodná poměrně nízká míra separace 40 až 50 % a velmi špatné využití aditiva, které zpravidla leží pod 30 %, pročež více než dvě třetiny aditiva opouštějí zařízení spolu s popílkem.
Při alternativním procesu čištění, suchém sorpčním procesu, se do čištěného proudu odplynu vedmýchává anebo jako supenze („kvazisuchý proces,,) vstřikují převážně oxidy nebo hydroxidy alkalických zemin při teplotách mezi 60 a 300 °C. V protikladu k výše uvedenému procesu suché aditivace je tato separační metoda spojena s kapilární kondenzací. Pomocí tohoto způsobu je možné dosáhnout
v závislosti na parciálním tlaku vodní páry, obsahu surového plynu a/nebo doby zdržení v uvedeném teplotním rozmezí míry separace S02 až asi 70 %. K dosažení pro tento způsob optimální míry vyčištění je však také zde nezbytné značně nadstechiometrické dávkování aditiva.
Při například dvojnásobné stechiometrii ve stupni suché aditivace to znamená, že pro míru separace 40 % se jen 20 % použitých aditiv využije pro vlastní vázání škodlivin, zatímco 80 % se musí, zkalcinováno a nevyužito, prostřednictvím popílku a tedy nákladně skládkovat, pokud není zařazen další sorpční stupeň.
Pokud se však toto aktivované aditivum zavede do suchého sorpčního stupně, váže od teplot pod asi 190 °C další škodlivé plyny. Přesto vyvstávají při suchém sorpčním procesu v běžném provozu další obtížné problémy: vytvářejí se obtížně odstranitelné úsady aditiv a popílku, které od určitého rozsahu vynucují odstavení zařízení.
Jako technické ochranné opatření se přitom osvědčilo použití speciálního reaktoru, jaký je popsán v patentu EP 0 203 430, umístěného jako suchý sorpční reaktor přímo v cestě spalin, kde má také intenzifikovat styk mezi aditivem a surovým plynem. Tento typ reaktoru sestává v podstatě z vertikální válcové nádoby a má uvnitř vzhledem k reaktorové nádobě pohyblivé vestavby, zejména ve formě průběžného šneku, poháněného otáčivým hřídelem uspořádaným v podélné ose nádoby. Na vnitřní straně reaktorové nádoby jsou uspořádány s výhodou pevně, v podstatě kolmo k ose hřídele uspořádané vestavby, jako sítová patra nebo trubky. Výhodné varianty reaktoru mají jako vestavby jednotlivá, přerušovanou spirálu tvořící, axiálně mezi pevnými • · · • · · · · · · · · ··· • · · · · · · vestavbami uspořádaná plechová křídla popř. jako stěrače fungující jednotky z pohyblivých a pevných vestaveb. Pevné vestavby mohou být vytvořeny jako dutá tělesa, skrze jejichž otvory se do vnitřku reaktoru může dmýchat stlačený vzduch. Tímto typem reaktoru se podařilo úplně zabránit usazování a/nebo ukládání v suchém sorpčním stupni.
Podstata vynálezu
Na základě popsaných nevýhod stavu techniky si vynález stanoví za cíl, vyvinout způsob odstraňování kyselých škodlivin z odplynů spalovacích zařízení nebo tavících procesů ve dvou stupních, který především zlepšuje drahou a málo efektivní nadstechiometrickou spotřebu aditiva a intenzifikuje styk částic aditiva a čištěných odplynů.
Tento úkol je podle vynálezu vyřešen tím, že se v prvním stupni a) nejprve přidává do odplynů uvnitř zařízení při teplotách 800 až 1250 °C jemnozrnné aditivum sestávající z uhličitanu vápenatého nebo hydroxidu vápenatého, a poté se ve druhém stupni b) předčištěný odplyn s případným přídavkem vody nebo vodní páry zpracuje v následně zařazeném samočisticím reaktoru intenzivním mícháním při teplotě 60 až 300 °C. Navzdory všem očekáváním a zcela překvapivě se přitom ukázalo, že prostřednictvím dalekosáhlé kombinace suché aditivace a suchého sorpčního procesu a za použití reaktoru pro intenzivní míchání předčištěného surového plynu se značně nadstechiometrické spotřeby aditiv při přesto nedostatečném čistícím výkonu, pokládané u obou jednotlivých způsobů dosud za nevýhodné, snížily v neočekávatelné míře.
• 0 · · · · · * · · • · 0 0*0 0 0 0 0
Výhodný materiál podle vynálezu je jemnozrnné aditivum, sestávající z 80 až 95 % hmotn. sráženého uhličitanu vápenatého a 5 až 20 % hmotn. uhlíku, přičemž uhlík je zejména v grafitické formě. Vedle těchto hlavních složek jsou možné také množstevně malé podíly organicky vázaného dusíku, jehož množství však může činit maximálně 5 % hmotn. celkového množství aditiva. Obsah organického dusíku v NCNformě slouží přednostně k odstraňování N0x a rozšiřuje tak spektrum použití způsobu podle vynálezu. Na základě do značné míry souhlasných teplotních rozmezí procesu suché aditivace a SNCR (Selective Non-Catalytic Reduction) se účinkem těchto podílů dusíku snižuje obsah oxidů dusíku. Spektrum velikosti částic aditiva vykazuje podle vynálezu více než 90 % velikosti částic <70 μιη.
Jak již bylo uvedeno, dostačují při způsobu podle vynálezu pro docílení uspokojivých výsledků čištění zpravidla stechiometrická množství aditiv. Pro speciální případy použití předpokládá vynález však také přídavek maximálně 5-násobného množství aditiva vztaženo na stechiometrické množství vzhledem ke kyselým škodlivinám v odplynu, jako například oxidy síry nebo dusíku, přičemž výhodný je 2 až 4-násobný přebytek.
Aditiva se podle zvláštních variant způsobu vedmýchávají ve stupni a) pomocí jedné nebo více trysek, přičemž zvláště výhodné se ukázalo použití trysek pro dvě látky. Místo vedmýchávání přitom není omezující a vedmýchávání se může provádět v jedné nebo více rovinách.
Pro dosažení optimálního čistícího účinku přes 80 % se ukázaly jako zvláště vhodné pro první stupeň a) teploty v zařízení 900 až 1100 °C a pro následné čištění • 44 • 4 4 · 4 4 4444 444
44444 4 4 4
444 ·· 44 ·· ·* 44
- 6 v příslušném stupni b) teploty 100 až 200 °C, přičemž podle vynálezu se ve výhodné variantě způsobu k předčištšnému odplynu bezprostředně po stupni a) přidává voda nebo vodní pára v takovém množství, že se volný oxid vápenatý v odplynu přemění co možná nejúplněji na hydroxid vápenatý.
U způsobu podle vynálezu se jedná v podstatě o kombinaci suché aditivace a suchého sorpčního procesu za použití samočisticího reaktoru s vestavbami, s výhodou pohyblivými, který slouží pro intenzivní promíchávání odplynu předčištěného ve stupni a) s popř.
přidanou vodou (vodní párou) ve stupni b) (viz obr. 1) . Celkově se prostřednictvím kombinovaného způsobu podle vynálezu značně zmenší nevýhody jednotlivých způsobů při stejném množství dávkovaných aditiv. Rozhodující je především to, že celková míra separace kombinovaného způsobu leží svými až 90 % zřetelně nad mírou separace jednotlivých způsobů s 40 až 50 % popř. až 70 %.
Kromě toho je třeba zdůraznit, že pomocí způsobu podle vynálezu je možné spolehlivě zabránit jinak tak obávanému usazování aditiv a popílku ve spalovacích zařízeních zvláště tehdy, když například v předřazeném spalovacím kotli vznikají kalcinací aktivované a tím k napékání zvlášť náchylné druhy aditiv a/nebo se před jejich vstupem do vlastního suchého sorpčního reaktoru provádí zvlhčování odplynu.
Složení výhodného aditiva podle vynálezu sestávajícího z uhličitanu vápenatého a uhlíku a eventuelně malých podílů organicky vázaného dusíku odpovídá v podstatě speciálním vápnům, která se vyrábí srážecími reakcemi. Nej jemnější grafitové částice přitom slouží jako krystalizační zárodky, ·♦ · které později spolu s uhličitanem vápenatým, který je obaluje, přispívají ve spalovacím prostoru k mikrodispergaci částic aditiva. Zlomky o velikosti několika μτη vykazují vysoký poměr plocha/objem, a jsou kromě toho velmi jemně rozptýleny v odplynu, což extrémně zkracuje cestu difúze molekul škodlivin k částicím aditiva.
Naproti tomu obdobně jemně rozemleté pálené vápno nebo vápenec nikdy nedosáhne takovýto vysoký separační účinek, neboť jeho jemnozrnné částice na rozdíl od aditiv použitých podle vynálezu mají za podmínek okolí sklon k aglomeraci, pročež lze pomocí přírodního vápence dosáhnout míry separace jen 80, nejvýše 85 %, avšak nikdy až 90 % jako je tomu při použití výše popsaných a s výhodou použitých aditiv. Asi o 10 % vyšší účinek je již proto významný, že nezbytné další snížení úrovně koncentrace škodlivin, pokud je vůbec možné, se může provádět jen s nadproporcionálně vysokým množstvím aditiv.
Důležité pro předložený způsob je však také již zmíněné intenzivní promíchávání ve stupni b), k čemuž se jako zvláště vhodný ukázal samočisticí reaktor se statickými nebo pohyblivými míchacími prvky. Ve zvláštních případech se může samozřejmě zapojit do série nebo paralelně více reaktorů. Tento typ reaktoru je typickým reaktor^- jaký je známý ze stavu techniky a v souladu s tím oceňovaný: má tedy zejména proti reaktorové nádobě se pohybující, většinou šnekové a otáčivým hřídelem poháněné vestavby. Celá reaktorová konstrukce je dimenzována ve vertikálním směru a zaručuje tak ve stupni b) předloženého způsobu prostřednictvím spolupůsobení pohyblivých reaktorových vestaveb s pevnými jednak intenzivní promíchávání odplynu přečištěného ve stupni a), jednak trvale zabraňuje prostřednictvím * · samočisticího účinku vestaveb náhodným úsadám, což umožňuje dlouhotrvající kontinuální provoz zařízení pro čištění odplynů.
Pro doplnění způsobu vynález rovněž předpokládá, po zpracování ve stupni b), dále odprášení odplynů, což se může účelně provádět podle stavu techniky např. pomocí jemného filtru.
Příklady provedení vynálezu
V následujícím porovnání zdůrazňují příklady provedení výhody způsobu podle vynálezu proti známým jednotlivým způsobům.
Pro všechny dále uvedené příklady platí:
spalování 5000 kg hnědého uhlí/h s podílem síry 1,28 % hmotn.
množství produkovaného oxidu siřičitého asi 64 kg/h, odpovídající 1 kmol SO2/h.
Příklad 1: odstraňování kyselých škodlivých plynů z odplynů spalování uhlí pomocí uhličitanu_vápenatého_(Příklad_1.1) popř. hydroxidu vápenatého (příklad 1.2)
Srovnávací příklad:
1.1 proces suché aditivace (přímé odsíření v topeništi)
Přidávané množství aditiva (uhličitan vápenatý): 200 kg/h odpovídající 2 kmol Ca/h.
• · « ·· ·
Střední teplota v rovině vstřikování: asi 1040 °C. Molární poměr při přídavku aditiva Ca k SO2=2.
Účinnost dosažitelná s tímto molárním poměrem: 40 %
Molární průtok Ca na výstupu z kotle: 1,6/Ca/h Molární průtok SO2 na výstupu z kotle: 0,6 kmol SO2/h
Molární poměr Ca k SO2=2,667 na výstupu z kotle.
Srovnávací příklad:
1.2 suchý sorpční proces (odsíření odplynů po výstupu z kotle)
Přidávané množství aditiva (hydroxid vápenatý):
197,3 kg/h odpovídající 2,667 kmol Ca/h.
Teplota v místě vstřikování: asi 180 °C.
Molární poměr při přídavku aditiva Ca k SO2=2,667.
Účinnost dosažitelná s tímto molárním poměrem: 70 %
Molární průtok S02 na výstupu ze suchého sorpčního procesu: 0,3 kmol SO2/h
Příklad podle vynálezu:
1.3 2-stupňový způsob s hrubým čištěním podle 1.1 jako prvním stupněm a) a s dočištěním podle 1.2 jako stupněm b)
Přidávané množství aditiva (uhličitan vápenatý): 200 kg/h odpovídající 2 kmol Ca/h.
Střední teplota v místě vstřikování: asi 1050 °C.
Teplota vstupu do suchého sorpčního reaktoru: 183 °C ♦ · · · · · ·9 ·· *99 · · · 9 9 * · · • 99 9999 «999
999 9 ··· · ·»« «··
9·«*· · · « ···· 9· 99 «· ··
Molární poměr při přídavku aditiva Ca k SO2=2.
Účinnost | dosažitelná s 1 |
stupni a) | : 40 % |
Molární | průtok Ca na |
1,6 kmol | Ca/h |
Molární | průtok SO2 na |
0,6 kmol | SO2/h |
Molární | poměr na výstupu |
stupně b) | Ca k SO2=2,667. |
tímto molárním poměrem ve výstupu z prvního stupně:
výstupu z prvního stupně:
ze stupně a) a na vstupu
Účinnost dosažitelná s tímto molárním poměrem ve stupni b): 75 %
Účinnost ve stupni b) je vyšší než účinnost čistého suchého sorpčního procesu podle 1.2, neboř oxid vápenatý čerstvě vznikající ve stupni a), který se vodní parou, přítomnou v odplynu nebo dodatečně přidávanou, přeměňuje na čerstvě hašený hydroxid vápenatý, vykazuje vyšší reaktivitu než skladovaný hydroxid vápenatý (synergický účinek).
Molární průtok SO2 na výstupu ze stupně b): 0,15 kmol SO2/h
Celková účinnost = (S02 v surovém plynu před stupněm a) minus SO2 v čistém plynu za stupněm b)) : (SO2 v surovém plynu před stupněm a))
Celková účinnost : 1 kmol SO2/h (1 kmol SO2/h
0,15 kmol SO2/h) « · · ·* « ···
Celková účinnost = 85 %
Aditivum (uhličitan vápenatý)
I n'--2
Úsq^*1 kmol/h n 2=2,6 πΛ=4 0 %
CSO2,i=0,6kmol/h λ
Aditivum(hydroxid π2=70 % vápenatý)
Aditivum (uhličitan vápenatý)
TÍcelk.—S 5_£_ nebo pára
1.3 n i=2
Popř. voda
Stupeň 1 | n\=3| |
Hrubé | ňS02,i=° t Skrnol/h^ |
čištění |
ήθθζ,ο s kmol/h πι=4 0 %
Stupeň 2 | Čistý plyn |
dočištění | ňso2,2=0,15kmol/fT |
π2=75 %
K příkladu
1: | separace | SO2/SO3 | pomocí uličitanu | |
vápenatého (popř. | hydroxidu | vápenatého) | ||
1.1 | 1-stupňová aditivace) | separace | škodlivin | (suchá |
1.2 | 1-stupňová separace sorpční proces) | škodlivin | (suchý | |
1.3 | 2-stupňová | separace | škodlivin | (způsob |
podle vynálezu η* = poměr molárnich průtoků nCa/ň(so2+so3) π = míra separace • · · ·· · ·· ·
Příklad 2: odstraňování kyselých škodlivých plynů z odplynů spalování uhlí pomocí uhličitanu vápenatého obsahujícího grafit_(Př. 2.1) popř, hydroxidu vápenatého (Př, 2.2)
Srovnávací příklad:
2.1 proces suché aditivace (přímé odsíření v topeništi)
Přidávané množství aditiva (uhličitan vápenatý s 10 % grafitu) : 222 kg/h, z toho 200 kg CaCO3/h odpovídající kmol Ca/h.
Střední teplota v rovině vstřikování: asi 1025 °C. Molární poměr při přídavku aditiva Ca k SO2=2.
Účinnost dosažitelná s tímto molárním poměrem: 50 % kmolý
Molární průtok Ca na výstupu z kotle: l,54ca/h Molární průtok SO2 na výstupu z kotle: 0,5 kmol SO2/h
Molární poměr Ca k SO2=3,0 na výstupu z kotle.
Srovnávací příklad:
2.2 suchý sorpční proces (odsíření odplynů po výstupu z kotle)
Přidávané množství aditiva (hydroxid vápenatý): 222 kg/h odpovídající 3,0 kmol Ca/h.
Teplota v místě vstřikování: asi 175 °C.
·* 9·
9 9 9 9 9 • · 9 9 9 9
9 · 9 9 9999
9 9 9 ·
99 99
- 13 99 9· » 9 9 9 » 9 9 9
999 9·9
9 ·♦ 99
Molární poměr při přídavku aditiva Ca k SO2=3,0.
Účinnost dosažitelná s tímto molárním poměrem: 75 %
Molární průtok S02 na výstupu ze suchého sorpčního procesu: 0,25 kmol SO2/h
Příklad podle vynálezu:
2.3 Dvoustupňový způsob s hrubým čištěním podle 2.1 jako stupněm a) a s dočištěním podle 2.2 jako stupněm b)
Přidávané množství aditiva (uhličitan vápenatý s 10 % grafitu) : 222 kg/h, z toho 200 kg CaCO3/h odpovídající kmol Ca/h.
Střední teplota v místě vstřikování: asi 1030 °C.
Teplota vstupu do suchého sorpčního reaktoru: 178 °C Molární poměr při přídavku aditiva Ca k SO2=2 .
Účinnost dosažitelná s tímto molárním poměrem ve stupni a): 50 %
Molární průtok Ca na výstupu ze stupně a):
1,5 kmol Ca/h
Molární průtok SO2 na výstupu ze stupně b):
0,5 kmol SO2/h
Molární poměr na výstupu ze stupně a) a na vstupu stupně b) Ca k SO2=3,0.
Účinnost dosažitelná s tímto molárním poměrem ve stupni b): 80 %
V důsledku vyšší reaktivity částic oxidu vápenatého, vznikajícího v prvním stupni explozivním rozkladem
00 00 ·· 00 • * 0 0 0 0 · * · · ·· 0 0 0 0 0000 • 0 · 0 0 000 0 000 00· • · · · ♦ · ·
2.1 částic uhličitanu vápenatého obsahujících uhlík, které se vodní parou, přítomnou v odplynu nebo dodatečně přidávanou, přeměňují na čerstvě hašený hydroxid vápenatý, je účinnost stupně b) vyšší než účinnost čistého suchého sorpčního procesu podle 2.2 (synergický účinek).
Molární průtok S02 na výstupu ze stupně b): 0,10 kmol SO2/h
Celková účinnost = (SO2 v surovém plynu před stupněm a) minus SO2 v čistém plynu za stupněm b)) : (SO2 v surovém plynu před stupněm a))
Celková účinnost = (1 kmol SO2/h - 0,10 kmol SO2/h) : 1 kmol SO2/h
Celková účinnost = 90 %
Aditivum (uhličitan vápenatý obsahující grafit) n*2=3,0 πχ=50 % *CSO2,i=0,5kmol/h
ňso2,o=l kmol/h
Aditivum(hydroxid π2=75 % vápenatý) _
Topeniště | Jn>3,° | Suchý sorpční | Čistý plyn | s- | |
Surový plyn nSo2,i=l kmol/h | stupeň | nso2,2=0z 25 kmol/h |
·· ·· ·· • · · « · · · · · · ··· ···< ···· « · · · * · ·*· * ··· ··· ··*·· ♦ · · ··· ·· «· ·♦ ·· ♦·
Aditivum (uhličitan vápenatý obsahující grafit)
ř2 | Popř. voda | |
Stupeň 1 | * O n 2=3 | |
Hrubé | ňsO2,1= | =0, 5kmol/h |
čištění |
nso2,o~ kmol/h πι=50 %
ZEcelk 90 ~5 nebo pára
Stupeň 2 | Čistý plyn |
dočištění | nSo2,2=0,1 kmol/h |
π2=80 %
K příkladu 2: separace SO2/SO3 pomocí uhličitanu vápenatého obsahujícího grafit (popř. hydroxidu vápenatého)
2.1 1-stupňová separace škodlivin (suchá aditivace)
2.2 1-stupňová separace škodlivin (suchý sorpční proces)
2.3 2-stupňová separace škodlivin (způsob podle vynálezu n* = poměr molárních průtoků nCa/n(so2+so3) π = míra separace
KOT/ BĎŽíBká &
Claims (13)
- PATENTOVÉ NÁROKY • * * * * • · · · • · · · • *·« ··· • · ·· ··1. Způsob odstraňování kyselých škodlivin z odplynů spalovacích zařízení nebo tavících procesů za pomoci suchých aditiv ve dvou stupních, vyznačující se tím, že sea) nejprve přidává do odplynů uvnitř zařízení při teplotách 800 až 1250 °C jemnozrnné aditivum sestávající z uhličitanu vápenatého nebo hydroxidu vápenatého, ab) předčištěný odplyn s případným přídavkem vody nebo vodní páry se zpracuje v následně zařazeném samočisticím reaktoru intenzivním mícháním při teplotě 60 až 300 °C.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se ve stupni a) přidává jemnozrnné aditivum sestávající z 80 až 95 % hmotn. sráženého uhličitanu vápenatého a 5 až 20 % hmotn. uhlíku.
- 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že se použije aditiva, obsahujícího až 5 % hmotn. organicky vázaného dusíku.
- 4. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že uhlík je přítomen ve formě grafitu.
- 5. Způsob podle některého z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že aditivum vykazuje velikost více než 90 % částic <70 μιη.
- 6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že aditivum se přidává v 1- až 5násobném, s výhodou 2- až 4-násobném přebytku vzhledem ke stechiometrickému množství kyselých škodlivin v odplynů.·· • * · · · • · · « · • » · · · • · · »A ·· >· «· ·· ·· • * · « « • · · A · •·· · ··· ··« • · · ·» ·· ·*- 17 stechiometrickému množství kyselých škodlivin v odplynu.
- 7. Způsob podle některého z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že aditivum se vedmýchává ve stupni a) za pomoci jedné nebo více trysek.
- 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že jako trysek se použije trysek pro dvě látky.
- 9. Způsob podle některého z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že teplota v zařízení ve stupni a) činí 850 až 1100 °C.
- 10. Způsob podle některého z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že k předčištěnému odplynu se přidává voda nebo vodní pára v takovém množství, že se volný oxid vápenatý v odplynu přemění v hydroxid vápenatý.
- 11. Způsob podle některého z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že následné čištění v příslušném stupni b) se provádí za teploty 100 až 200 °C.
- 12. Způsob podle některého z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že se stupeň b) provádí v reaktoru se statickými nebo pohyblivými míchacími prvky.
- 13. Způsob podle některého z nároků 1 až 12, vyznačující se tím, že po zpracování odpovídajícím stupni b) se odplyny ještě odpráší.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19711529A DE19711529A1 (de) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | Verfahren zur Entfernung von sauren Schadstoffen aus Abgasen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ309199A3 true CZ309199A3 (cs) | 2000-04-12 |
CZ297608B6 CZ297608B6 (cs) | 2007-02-07 |
Family
ID=7823947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ0309199A CZ297608B6 (cs) | 1997-03-19 | 1998-03-19 | Zpusob odstranování kyselých skodlivin z odplynu |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0979136B1 (cs) |
AT (1) | ATE242040T1 (cs) |
CZ (1) | CZ297608B6 (cs) |
DE (2) | DE19711529A1 (cs) |
PL (1) | PL335762A1 (cs) |
WO (1) | WO1998041309A1 (cs) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009045278B4 (de) * | 2009-10-02 | 2011-12-15 | Dirk Dombrowski | Mineralisches, granuliertes Entschwefelungsmittel auf Basis von Calciumhydroxid, Verfahren zu seiner Herstellung sowie seine Verwendung |
DE102018105892A1 (de) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | Drysotec Gmbh | Verfahren zur Behandlung von Schwefeloxide enthaltenden Abgasen |
CN108579356B (zh) * | 2018-04-02 | 2021-06-01 | 安徽蓝天盈丰环保科技有限公司 | 一种锅炉烟气脱硫除尘装置及方法 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61287419A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-12-17 | オサケ イフテイオ タンペラ ア−ベ− | 炉の煙道ガスから気体硫黄化合物を除去する方法 |
DE3516419A1 (de) * | 1985-05-07 | 1986-11-13 | Jahn, Stephan, 8013 Haar | Verfahren und anlage zur reinigung von rauchgas |
WO1987003214A1 (en) * | 1985-11-26 | 1987-06-04 | Mueller Lothar | Process for the simultaneous elimination of toxic matter contained in flue gas and reactor for implementing the process |
DE3805037A1 (de) * | 1988-02-18 | 1989-08-24 | Kloeckner Humboldt Deutz Ag | Verfahren und anlage zur trockenen reinigung von schadstoffe enthaltendem abgas |
DE3904500A1 (de) * | 1988-03-22 | 1989-10-05 | Sueddeutsche Kalkstickstoff | Verfahren zur entfernung von schwefeloxiden aus abgasen |
US5344614A (en) * | 1992-09-11 | 1994-09-06 | Foster Wheeler Energy Corporation | Reactor for reducing sulfur oxides emissions in a combustion process |
DE19511673A1 (de) * | 1994-04-01 | 1995-10-05 | Krc Umwelttechnik Gmbh | Rauchgasreinigung, insbesondere für Verbrennungsanlagen |
SE504755C2 (sv) * | 1994-12-23 | 1997-04-21 | Flaekt Ab | Förfarande och anordning för avskiljning av gasformiga föroreningar, såsom svaveldioxid och väteklorid, från vid förbränning i fluidiserad bädd bildade rökgaser |
-
1997
- 1997-03-19 DE DE19711529A patent/DE19711529A1/de not_active Ceased
-
1998
- 1998-03-19 PL PL98335762A patent/PL335762A1/xx unknown
- 1998-03-19 AT AT98917016T patent/ATE242040T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-03-19 CZ CZ0309199A patent/CZ297608B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1998-03-19 WO PCT/EP1998/001613 patent/WO1998041309A1/de active IP Right Grant
- 1998-03-19 EP EP98917016A patent/EP0979136B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-19 DE DE59808644T patent/DE59808644D1/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL335762A1 (en) | 2000-05-22 |
ATE242040T1 (de) | 2003-06-15 |
DE19711529A1 (de) | 1998-09-24 |
CZ297608B6 (cs) | 2007-02-07 |
DE59808644D1 (de) | 2003-07-10 |
EP0979136A1 (de) | 2000-02-16 |
EP0979136B1 (de) | 2003-06-04 |
WO1998041309A1 (de) | 1998-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7641876B2 (en) | Reduced liquid discharge in wet flue gas desulfurization | |
EP2040823B1 (en) | Reduced liquid discharge in wet flue gas desulfurization | |
CN101828074B (zh) | 用于减少有害空气污染物的方法和装置 | |
US7766997B2 (en) | Method of reducing an amount of mercury in a flue gas | |
US20110014106A1 (en) | COMBUSTION FLUE GAS SOx TREATMENT VIA DRY SORBENT INJECTION | |
HK187795A (en) | A method of improving the hg-removing capability of a flue gas cleaning process | |
US8257672B2 (en) | Method for preventing re-emission of mercury from a flue gas desulfurization system | |
EP1399695B1 (en) | Flue gas purification device for an incinerator | |
CZ314897A3 (cs) | Způsob tepelného zpracování odpadních látek a zařízení k jeho provádění | |
CN101421018B (zh) | 减少燃烧装置中的氧化氮和卤代有机化合物的方法和设备 | |
EP0066707B1 (en) | Process for limiting chloride buildup in so2 scrubber slurry | |
US4388283A (en) | SO2 removal | |
US8906333B1 (en) | Dry scrubber system with air preheater protection | |
EP0182791A1 (en) | Process for treating flue gas with alkali injection and electron beam | |
US20200368680A1 (en) | Method for Treating Exhaust Gases Containing Sulfur Oxides | |
CZ309199A3 (cs) | Způsob odstraňování kyselých škodlivin z odplynů | |
CZ75094A3 (en) | Process of purifying gas containing nitrogen oxide and sulfur dioxide | |
WO2015144187A1 (en) | Method for removal of mercury from flue gases | |
EP1244511A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur katalytischen behandlung von schwefel- und stickstoffoxide enthaltenden abgasen | |
JPH0749114A (ja) | 脱硫方法 | |
CS274269B2 (en) | Method of sulphur dioxide removal from fue gases | |
EP0734755B1 (de) | Verfahren zur Trockenentschwefelung von Rauchgasen | |
CN1308558A (zh) | 生产so2吸收剂和利用这种so2吸收剂使燃烧气体脱硫的方法 | |
KR820001196B1 (ko) | 배기가스내 이산화유황으로 부터 유화수소의 제조공정 | |
FI109601B (fi) | Menetelmä voimalaitoksen rikinpidätyksessä |
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: 20090319 |