DK163868B - Fremgangsmaade til samtidig fjernelse af so2, so3 og stoev fra en roeggas - Google Patents

Description

i

DK 163868 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til samtidig fjernelse af SC^, SO^ og støv fra en røggas med separat udtagning af støv og gips, ved hvilken en afgangsgas, som i det mindste indeholder St^, SO^ og 5 støv, sendes gennem en tør støvudskiller til fjernelse af hovedparten af støvet, hvorefter afgangsgassen føres til et gasabsorptionsapparat, hvori der anvendes calciumhydroxid og/eller calciumcarbonat som absorptionsmiddel til fjernelse af SC^ og det støv, som har passeret gennem 10 støvudskilleren.

Det for tiden mest anvendte apparat til afsvovling af afgangsgas er et afsvovlingsanlæg, i hvilket afsvovlingen foregår under anvendelse af den såkaldte våde kalkproces, ved hvilken CaCO^ eller CaiOH)^ anvendes som absorptions-15 middel til omdannelse af SO2 i afgangsgassen til calcium sulfit og calciumsulfat (gips). Et sådant apparat er beskrevet i detaljer i JA patentskrift Provisional Publication No. 63117/1982 og mange andre publikationer.

Et afsvovlingsanlæg til afgangsgas under anvendelse 20 af den våde kalkproces, der anvendes i stort omfang i industriel målestok, er skematisk vist i tegningens fig. 2.

Et sådant apparat omfatter et absorptionstårn 2. Hertil føres en afgangsgas 1, f.eks. fra en kulfyret kedel.

25 Denne afgangsgas er forinden behandlet i et NOx-rensnings- apparat, en luftvarmer og en tør støvudskiller, og den indeholder det støv, som har passeret gennem den tørre støvudskiller, SO^ og SO2.

Forneden i absorptionstårnet 2 findes en tank 3, der 30 indeholder en opslæmning af calciumforbindelser. Denne tank har en omrører 4, der omrører opslæmningen således, at det faste materiale ikke udskilles.

2

DK 163868 B

Opslæmningen, der indeholder den suspenderede calcium-forbindelse, føres op til toppen af tårnet 2 med en cirkulationspumpe 5, hvorefter den indsprøjtes i tårnet 2 og strømmer ned gennem dette, hvorved den bringes 5 i kontakt med afgangsgassen, hvorpå den vender tilbage til tanken 3.

Afgangsgassen, der er blevet renset for SO^ ved kontakten med opslæmningen, udtages fra tårnet som en renset gas 7 gennem en tågefjerner 6.

10 En opslæmning af CaCO^ eller CaCOH^ tilføres tanken 3 via et rør 8 i en mængde svarende til den adsorberede mængde SO^j og den ved S02-absorptionen dannede calciumsul fitholdige opslæmning føres til et oxidationstårn 10 via et rør 9.

15 Luft 12 blæses ind i oxidationstårnet 10 gennem en luftboblegenerator 11 anbragt i den nederste del af tårnet 10, og svovlsyre indføres gennem et rør 13, således at calciumsulfit oxideres til gips, medens uomsat CaCO^ eller CaCOH^ omdannes til gips.

20 Gipsopslæmningen udtages fra oxidationstårnet 10 og føres til en tykner 15 via et rør 14, hvorefter den i tykneren opkoncentrerede gipsopslæmning føres til en centrifugalseparator 19 via en ledning 16, en tank 17 og en pumpe 18. I separatoren 19 udskilles gips 20 25 samt et filtrat, der føres til en tank 21, hvorefter det returneres til tykneren 15 via en pumpe 22 og et rør 23. 1 tykneren 15 dannes også en supernatant væske, som overføres til en tank 25 via et rør 24, hvorefter den 30 delvis anvendes til f.eks. absorptionsmidlet i afsvov- lingsapparatet, medens den resterende supernatante væske 3

DK 163868 B

samtidigt fjernes.

Ved den i fig. 2 illustrerede gasrensning optages det i afgangsgassen 1 indeholdte støv, som har passeret gennem den tørre støvopsamler, i absorptionsopløsningen, 5 og til slut udskilles det sammen med det dannede gips 20, hvis kvalitet derfor vil forringes. For på forhånd at fjerne støvet fra afgangsgassen kan det derfor være nødvendigt at anbringe et støvfjernende køletårn, hvori gassen behandles, før den indføres i absorptionstårnet.

10 Dette system har fundet stor praktisk anvendelse og er for eksempel beskrevet i japansk patentskrift nr. 10,838/1977 og 12,026/1976.

En ulempe ved denne kendte metode består i, at det er nødvendigt at arbejde med et ekstra apparat, nemlig 15 et støvfjernende køletårn, for at undgå at den dannede gips forurenes med støvet. Som vist i fig. 2 foretages oxidationen, udfældningen og opkoncentreringen af gips samt behandlingen af den supernatante væske i adskilte komplicerede procestrin, hvilket er uøkonomisk. Det 20 mest besværlige punkt, som repræsenterer den største ulempe ved vådmetoderne til rensning af afgangsgas, består i, at der skal foretages en behandling af det fremkomne spildevand.

Da urenheder, såsom støv, HC1 og HF i afgangsgassen 25 optages i absorptionsopløsningen og udsendes fra appa- ratet i spildevandet ad en anden vej end gipsens, er det uomgængeligt nødvendigt at foretage en oprensning af spildevandet for at undgå en sekundær miljøforurening hidrørende fra spildevandet. Skønt konkrete beskrivelser 30 af en sådan spildevandsrensning ikke findes i beskrivelser af vådmetoder til gasrensning, kræver denne teknik naturligvis ikke desto mindre en sådan spildevandsrensning.

4

DK 163868 B

En anden betydelig ulempe ved den gængse proces består i, at SO^ i afgangsgassen ikke kan fjernes fra denne, selv om SC^ kan absorberes og fjernes.

SQ^ fremkommer ved oxidation af en del af svovlindholdet 5 ved forbrændingsprocessen. I de senere år har man ofte indført en N0x-rensning af afgangsgassen. Herved oxideres 0,5-4?ό af svovldioxidet, således at mængden af SO^ forøges. Følgelig vil afgangsgassen indeholde 5-50 ppm SO^, afhængigt af brændslets svovlindhold.

10 Når temperaturen af afgangsgassen formindskes i en var meveksler, for eksempel en luftvarmer, kondenseres S0^ delvis til en svovlsyretåge, og sidstnævnte vil slå sig ned på det tilstedeværende støv. Dette medfører, at støvet bliver surt, således at det undertiden vil 15 fremkalde ubehagelige korrosionsvirkninger i den tørre støvopsamler.

Den gasformige SO^, som har passeret gennem den tørre støvudskiller, bliver til svovlsyretåge ved temperaturfaldet i afgangsgassen i afsvovlingsapparatet, men den 20 således dannede svovlsyretåge består af fine partikler.

Derfor vil en del af tågen udgå fra afsvovlingsapparatet gennem skorstenen, således at der vil dannes sur sod eller hvid røg eller fremkalde korrosion af materialet i en med afsvovlingsapparatet forbundet varmeveksler 25 eller røgkanal.

Ved en kendt, i praksis gennemført proces indføres NH^ i en afgangsgas kommende fra en varmeveksler til opvarmning af luft til kulfyrede kedler, hvorved der dannes et reaktionsprodukt af S0^ og NH^, som i det følgende 50 betegnes "NH^-50^-reaktionsproduktet", såsom surt ammo niumsulfat (NH^HSO^) eller ammoniumsulfat [(NH^J^SO^].

Dette NHj-50j-reaktionsprodukt opsamles derpå i en støv- 5

DK 163868 B

udskiller, jfr. "Mitsubishi Heavy Industries Technical Bulletin", Vol. 10, No. 5, 1973, side 211-218.

Hvis denne fremgangsmåde imidlertid anvendes til fjernelse af SØ^ i afgangsgas, som indeholder en stor mængde støv 3 fra, for eksempel en kulfyret kedel, vil der optræde følgende ulemper.

Både NH^-SO^-reaktionsproduktet og støvet opfanges i støvudskilleren, og behandlingen af støvet, der indeholder en stor mængde af NH^-SO^-reaktionsproduktet, 10 vil være besværlig.

Hidtil er det fra kulfyrede kedler udsendte støv blevet anvendt som materiale til fremstilling af flyveaskecement, eller også er det blevet deponeret. I førstnævnte tilfælde vil der forekomme en ammoniakalsk lugt, når 15 flyveaskecementen blandes med vand, og cementens styrke vil formindskes. I sidstnævnte tilfælde vil den ammo-niakalske lugt og udvaskning til grundvand eller lignende være problematisk.

Når der er tale om afgangsgas fra kedler fyret med tung 20 olie, som nu anvendes i udstrakt omfang, er støvmængden langt mindre end i afgangsgas fra kulfyrede kedler, således at behandlingen af det NH^-SO^-reaktionsprodukt-holdige støv er relativt let. Når der dannes store støv-mængder, er det imidlertid som oven for nævnt ufordel-25 agtigt at skulle behandle sådanne store støvmængder.

Ved behandling af afgangsgas fra kulfyrede kedler, hvor NH^j ikke kan bruges, vil der som ovenfor nævnt dannes svovlsyretåger, som vil absorberes på det i de tørre støvudskillere udskilte støv, således at en effektiv 30 anvendelse af støvet kan vanskeliggøres. Faktisk omfat ter den kendte teknik ingen rationelle .metoder til be- 6

DK 163868 B

handling af afgangsgas, der foruden SC^ indeholder støv og SO^·

Den konventionelle kalk/gips-afsvovlings-vådproces udviser i det mindste følgende ulemper: 5 (1) Det ved metoden dannede gips er forurenet med støv.

(2) For at udvinde støvfrit gips må man forsyne rensningsanlægget med et ekstra støvfjernende køletårn.

(3) Mellem det procestrin, hvor SO^ absorberes, og det procestrin, hvor den dannede gips udvindes, 10 er det nødvendigt at indskyde en række separate trin omfattende oxidation, udfældning og opkoncentrering af gips samt udvinding og behandling af en supernatant væske.

(4) Behandlingen af spildevandet, der indeholder uren- 15 heder fra afgangsgassen og lignende, er afgørende nødvendig.

(5) S0^ i afgangsgassen omdannes til en svovlsyretåge af fine partikler ved det i afsvovlingsapparatet forekommende fald i gastemperaturen, men den således 20 dannede tåge kan ikke fjernes. Følgelig vil tågen føre til dannelse af sur sod eller hvid røg, og den vil endvidere føre til uacceptabel materiale-korrosion. Svovlsyretågen vil også absorberes på det støv, der opsamles i en tør støvudskiller, 25 som passeres af gassen før det våde afsvovlings- apparat, således at effektiv anvendelse af støvet vanskeliggøres.

Med henblik på at overvinde de ovenfor omtalte ulemper har man gennemført omfattende undersøgelser af reaktions-30 hastigheden for reaktionen mellem SO^ og en CaCO^- eller

Ca(0H)2~krystal, hastigheden for oxidationsreaktionen af calciumsulfit fremstillet ved absorption af SO2 samt sedimentationshastighederne for støv og gips, og på 7

DK 163868 B

grundlag af disse resultater har man overraskende fundet frem til den her omhandlede fremgangsmåde.

Denne forener alle operationer omfattende SC^-absorption, oxidation, udfældning og koncentrering af gips, separation 5 af støv og udvinding af en supernatant væske i en enkelt proces i et absorptionstårn og en til dette hørende tank. Et karakteristisk træk ved den her omhandlede fremgangsmåde består i, at man separat udtager to opslæmninger fra absorptionsopløsningstanken, nemlig en første 10 opslæmning, der i hovedsagen indeholder gipspartikler, og en anden opslæmning, der i hovedsagen indeholder støv. Den her omhandlede opfindelse angår således en fremgangsmåde til behandling af en afgangsgas indeholdende SO2, SOj og støv med separat udvinding af gips og støv.

15 Denne fremgangsmåde omfatter et trin, hvor man tilsætter en alkalisk forbindelse til den anden opslæmning, der i hovedsagen indeholder støv, og herved fremstiller en alkalisk støvopslæmning, som indsprøjtes i en højtemperaturafgangsgas, før denne indføres i en tør støvud-20 skiller, hvorved der fremstilles et tørt fast materiale, hvori afgangsgassens S0^ er opfanget, hvorefter afgangsgassen sendes gennem den tørre støvudskiller, således at det tørre faste materiale opsamles sammen med støvet.

Ifølge opfindelsen overføres det fine støv, som har 25 passeret gennem den tørre støvudskiller, således til støvopslæmningen, som derpå inddampes til tørhed, hvilket medfører, at de fine støvpartikler agglomereres til mere grove partikler. Disse grove støvpartikler sendes derpå endnu en gang gennem den tørre støvudskil-30 ler, som udskiller de nu grove partikler. Et specielt fordelagtigt træk ved den her omhandlede fremgangsmåde består i, at man samtidigt kan fastholde og neutralisere SOj. Spildevandet fra et afsvovlingsapparat til udøvelse af den her omhandlede fremgangsmåde kan endvidere 8

DK 163868 B

med fordel udnyttes til fiksering og neutralisation af SO^, således at der tilvejebringes en forenkling af den kendte vådmetode til afsvovling af afgangsgas.

Ved den her omhandlede fremgangsmåde udvindes gips som 5 et støvfrit produkt.

I det følgende illustreres opfindelsen nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser en udførelsesform for den her omhandlede fremgangsmåde, 10 fig. 2 viser skematisk et afsvovlingsanlæg til gennem førelse af en våd kalkproces, som hidtil har været anvendt i industriel målestok, og fig. 3 viser et ligevægtsdiagram, som viser forholdene mellem dugpunkterne for en svovlsyretåge og koncentra-15 tionen af en SO^-gas.

Ved en foretrukken udførelsesform for den her omhandlede fremgangsmåde, som er illustreret i fig. 1, føres afgangsgas fra en kulfyret kedel 88 via en røgkanal 90 til en NO -fjerner 91, hvor den i afgangsgassen inde-

X

20 holdte Ν0χ fjernes. Afgangsgassen videreføres gennem en røgkanal 92, og inklusive den i NO -fjerneren 91 dannede SO^ har afgangsgassen i røgkanalen 92 en S0^-koncentration på 5-50 ppm. Derpå føres afgangsgassen til en luftvarmer 94, hvor den afkøles fra 300-400 °C 25 til 130-180 °C. Herved kondenseres en del S0^ ved sit dugpunkt under dannelse afen svovlsyretåge.

Det fremgår af fig. 3, at dugpunktet ikke vil nås, selv ved høje SO^-koncentrationer, når gastemperaturen er høj. Derfor forbliver hovedparten af den gasformige 30 SO^ i afgangsgassen, når denne passerer ud fra luftvar-

DK 163868B

9 meren 94. Den svovlsyretåge, der er blevet kondenseret ved dugpunktet hæfter til støvet, således at dette undertiden kan blive surt og forårsage korrosion af materialerne i de påfølgende gaskanaler og gasbehandlingsappa-5 rater. For at hindre en sådan korrosion indsprøjtes en senere nærmere beskrevet alkalisk opslæmning gennem mindst en af tre forstøvningsdyser 96, 93 og 89 til fjernelse af den gasformige SO^ samt til neutralisation og kondensation af svovlsyretågen. Når man indsprøjter 10 den alkaliske opslæmning gennem disse forstøvningsdyser, bliver støvet mere alkalisk, således at man hindrer dannelsen af surt støv, endog hvis svovlsyretåge slår sig ned på støvet under den senere behandling.

Afgangsgassen udgår fra luftvarmeren 94 gennem en gas-13 kanal 95, hvorefter den når frem til en tør støvudskiller 98, hvor hovedparten af støvet i afgangsgassen fjer nes. Støvkoncentrationen i afgangsgassen er ca. 10 g/Nm3 ved indgangen til støvudskilleren 98 og ca. 500 mg/Nm3 ved dennes gasafgang.

20 Derpå sendes afgangsgassen via en røgkanal 99 ind i en varmeveksler 100, hvor den afkøles fra ca. 140 °C til ca. 80 °C. Ved en konventionel fremgangsmåde omdannes S0^ herved til en svovlsyretåge, hvilket medfører korrosion af materialer og dannelse af sur sod eller 25 hvid røg, hvilket er særdeles uønsket. Ved den her om handlede fremgangsmåde er S0j allerede blevet neutraliseret og fikseret, og det er allerede blevet opsamlet sammen med støvet i den tørre støvudskiller 98, således at disse ulemper er elimineret.

30 Derpå føres afgangsgassen, som indeholder ca. 500 mg støv pr. NmJ samt ca. 1500 ppm 5θ£ tilet absorptions-tårn 102 via en røgkanal 101. I fig. 1 vises det tilfælde, hvor afgangsgassen bringes i kontakt med den absor- 10

DK 163868 B

berende opslæmning ved såkaldt parallelstrømning, men det er også muligt at anvende et modstrømssystem som vist i fig. 2.

Den lavere del af absorptionstårnet 102 har en tank 5 103, som modtager en opslæmning indeholdende suspen derede calciumforbindelser. Som vist i fig. 1 opdeles opslæmningen i tanken 103 ved hjælp af deleplader 122 og 123, men disse plader er ikke uundværlige. Især når der anvendes ledeplader, kan opslæmningen omrøres ved 10 hjælp af en omrører 104, således at man undgår udfældning af fast materiale, men hvis der ikke anvendes ledeplader, kan opslæmningen omrøres med luftbob'oler, således at omrøreren 104 om ønsket kan undværes.

Den opslæmning, som indeholder suspenderede calcium-15 forbindelser, føres op til toppen af tårnet 102 ved hjælp af en cirkulationspumpe 105, hvorefter den indsprøjtes i tårnet 102. Derpå strømmer den ned gennem tårnet, hvor den bringes i kontakt med afgangsgassen, hvorefter den atter vender tilbage til tanken 103.

20 Efter kontakten med opslæmningen, som medfører fjernel se af 502» føres afgangsgassen til en varmeveksler 100 via en tågefjerner 106 og en gaskanal 107, og efter at gassens temperatur således er blevet forøget, udsendes denne som renset gas til atmosfæren. Den rensede 25 gas i gaskanalen 107 indeholder ca. 100 ppm eller mindre SO2 og 50 mg/m3 eller mindre støv, hvilket viser, at S02 og støv er blevet fjernet af den absorberende opslæmning. Denne har samtidigt næsten opfanget det HC1 og HF, som findes i afgangsgassen i mængder på flere 30 dusin ppm.

Pulverformigt CaCO^ eller CaiOH^ føres til tanken 103 gennem et tilførselsorgan 108 i en mængde svarende til 11

DK 163868 B

mængden af absorberet Si^. CaCOj eller CaiOH)^, der fungerer som absorptionsmiddel, kan tilføres til tanken 103 i form af en opslæmning fremstillet ved suspension af disse forbindelser i vand.

5 Det ved S02*-absorptionen med absorptionsmidlet dannede calciumsulfit kan oxideres med det i afgangsgassen indeholdte oxygen, således at al calciumsulfit omdannes til gipskrystaller, idet opslæmningen holdes sur i kontaktzonen, hvor der foreligger parallelstrømning mellem 10 gas og væske. Da der imidlertid sædvanligvis stadig findes resterende sulfit, tilføres luft via en luftdyse 109 til fremskyndelse af oxidationen, således at der fås et produkt i form af gips.

Absorptionsopløsningen i tanken 103 foreligger som en 15 opslæmning, hvor det opslæmmede materiale i hovedsagen er gipskrystaller, dvs. en calciumforbindelse, og det af absorptionsopløsningen opfangede støv. Støvet i tanken 103 er imidlertid det støv, der ikke er blevet udskilt i ovennævnte tørre støvudskiller, og det består 20 således af fine partikler, der alle har en særdeles lille diameter, typisk ca. 1 pm. Disse partikler adskiller sig fra gipspartiklerne, der alle har en diameter ca. 50 pm, således at de to slags partikler har forskellige fysiske egenskaber, såsom sedimentations-25 hastighed og lignende.

Ued den her omhandlede fremgangsmåde udnyttes denne fysiske forskel, idet opslæmningen adskilles til en første opslæmning, der i hovedsagen indeholder gips-partikler og en anden opslæmning, der i hovedsagen in-30 deholder støv. Opslæmningen føres via et rør 110 og en pumpe 119 til en separator 111, hvorfra der kan udtages en gipskage 112, men det har vist sig, at der ved passende valg af filterdug og passende indstilling 12

DK 163868 B

af tilførselstiden for opslæmningen kan dannes en opslæmning, der i hovedsagen indeholder støv i form af fine partikler, som tilbageføres via et rør 113, således at der kan fremstilles en gipskage 112, der næsten ikke 5 indeholder støv.

Opslæmningen i røret 113 indeholder imidlertid både gips og støv, og det har vist sig, at koncentrationen af denne gips næppe kan styres i praksis.

Når tilførselshastigheden for opslæmningen til separa-10 toren 111 er for stor, vil mængden af det i gipskagen indeholdte støv være lille, således at der kan fås en gipskage 112 af stor renhed. Den fraseparerede opløsning i røret 113 vil imidlertid uundgåeligt være forurenet med gips samt støv, og koncentrationen af denne gips 15 vil være vanskelig at styre. Dette vil medføre, at støv mængden i tanken 103 gradvis vil stige. Derfor udnytter man forskellen mellem sedimentationshastighederne for støv og gips og udtager den anden opslæmning, der i hovedsagen indeholder støv, på en ny måde via et rør 20 117.

Med henblik herpå er tanken 103 forsynet med en skilleplade 114, som går fra opslæmningens overflade ned mod dennes bund, hvorved der afgrænses et væskekammer 115, som er adskilt fra den omrørte opslæmning. Den nederste 25 del af skillepladen 114, som afgrænser et væskekammer 115, er åben, således at den omrørte opslæmning og opløsningen i væskekammeret 115 kan stå i indbyrdes forbindelse.

Væskekammeret 115 er forsynet med en skærmplade 116, 30 således at den hovedsageligt støvholdige opslæmning i væskekammeret 115 ikke forstyrres af turbulensen i den omrørte opslæmning. Den hovedsageligt støvholdige

DK 163868 B

13 opslæmning i væskekammeret 115 udtages via et rør 117 og en pumpe 118. Den via røret 113 tilbagesendte opslæmning indføres for neden i væskekammeret 115 i nedadgående retning, således at man undgår opadstigende gips-5 krystaller. Den nederste del af væskekammeret 115 er udformet som en skråtstillet plade 120, hvorpå gips-krystallerne udskilles og opkoncentreres, og denne plade 120 er forsynet med en åbning 110 til udtagning af gipsopslæmningen.

10 Takket være den skråtstillede plade 120 fås en forøget koncentration af gipskrystaller i den opslæmning, som udtages ved hjælp af pumpen 119, således at der kan fås en energibesparelse i forbindelse med væsketransporten .

15 Den opslæmning, der udtages ved hjælp af pumpen 118, indeholder i hovedsagen støv, og i denne opslæmning foreligger endvidere opløselige komponenter udvaskede fra afgangsgassen, såsom HC1 og HF i form af Cl-- og F~-ioner. Når opløsningen bliver mættet, vil gipskom-20 ponenten også foreligge opløst i opslæmningen. For at undgå akkumulering af sådanne urenheder, blev disse tidligere udtaget fra systemet, således at en spildevandsrensning var nødvendig for at undgå sekundær miljøforurening. Ued den her omhandlede fremgangsmåde anven-25 des afsvovlingsabsorptionsmidlet, f.eks. CaCOH^ eller CaCO^ i den hovedsageligt støvholdige opslæmning, eller også tilføres en alkalisk forbindelse, f.eks. Na2C0^ eller NaOH, via et alkalitilførselsrør 124, hvorefter opslæmningen indsprøjtes i afgangsgassen via en for-30 støvningsdyse 96 anbragt i røgkanalen 95, hvor afgangsgassen har en temperatur på 130-180 °C. I dette forstøvningstrin fjernes den gasformige S0^ fra afgangsgassen, og svovlsyretågen neutraliseres, således at der fås et tørt fast materiale, der i hovedsagen består af støv.

14

DK 163868 B

Dette tørre faste materiale består i hovedsagen af det fine støv, som en gang har passeret gennem den tørre støvudskiller 98, men da det forstøvningstørrede støv foreligger i grov tilstand, vil det næste gang blive 5 opfanget i støvudskilleren 98. Denne fordel kan tilveje bringes ved den her omhandlede fremgangsmåde, og da det fine støv, som ikke kan opfanges af den tørre støv-udskiller alene, kan udskilles under anvendelse af kombinationen af støvudskilleren og våd afsvovlingsteknik, 10 kan den tørre støvudskiller anvendes mere økonomisk end ved den kendte teknik. En anden stor fordel ved den her omhandlede fremgangsmåde består i, at man kan fjerne S0^ og neutralisere og fiksere svovlsyretåge, idet man samtidig undgår den spildevandsbehandling, 15 som var nødvendig ved anvendelse af den kendte teknik.

Den alkaliske opslæmning, der i hovedsagen indeholder støv, kan indsprøjtes i afgangsgassen ved selektiv anvendelse af andre forstøvningsdyser end ovennævnte forstøvningsdyse 96, nemlig dyserne 93 og 89, afhængigt af 20 afgangsgassens SO^-koncentration. For at tilvejebringe dugpunktskondensation af det meste af den gasformige SOj i luftvarmeren 94 indsprøjtes opslæmningen via forstøvningsdysen 93, således at afgangsgassens temperatur ved udgangen af luftvarmeren 94 sænkes til et niveau, 25 ved hvilket afgangsgassen næsten ikke indeholder gasformig so3.

Forstøvningsdysen 89 kan anvendes sammen med forstøvnings-dysen 93 for at undgå korrosion af materialer på grund af lav alkalitet af støvet med heraf følgende vedhæftning 30 af svovlsyretåge til dette.

15

DK 163868 B

Afsvovlingsapparatet kan være forsynet med en dyse 121 til vaskevand, som forhindrer tilstopning af gaspassagen ved vedhæftning og afsættelse af krystallinske calcium-forbindelser fra den i tågeudskilleren 106 opsamlede 5 tåge. Hertil kan der kræves en del vand. Da dette vand kan skabe forstyrrelse af opslæmningen i tanken 103, udtages dette gennem et særligt dræn. Når denne uddrænede vandmængde ikke er for stor, kan den føres til sprøjte-dyserne 89, 93 og 96 i forbindelse med forstøvnings- 10 tørringsbehandlingen. Det gennem røret 124 tilførte alkaliske materiale tilføres i den mængde, der er nødvendig til neutralisation af svovlsyretågen.

Når der er nødvendigt at foretage behandling af biprodukter, f.eks. S20^-ioner, der kan dekomponeres ved høj 15 temperatur, anvendes forstøvningsdysen 89, og når der modsætningsvis behandles forbindelser, såsom Cl og F, der vil akkumuleres i systemet på grund af højtemperatur-dekomponering, anvender man ikke forstøvningsdysen 89, men fortrinsvis forstøvningsdyserne 96 og/eller 93.

20 I det følgende illustreres opfindelsen nærmere ved et eksempel.

EKSEMPEL

Den her omhandlede fremgangsmåde blev gennemført under anvendelse af det i fig. 1 viste apparat.

25 Tanken 103 havde dimensionerne 2.000 mm x 2.000 mm x 2.000 mm. Opslæmningen blev indsprøjtet i absorptions-tårnet 102 fra dettes top med en hastighed på 60 m3/h ved hjælp af en cirkulationspumpe 105. Absorptionstårnet 102 var pakket med netmateriale.

30 Afgangsgas blev udtaget fra en kulfyret kedel 88 med 16

DK 163868 B

en strømningshastighed på 4.000 Nm3/h og indført i absorptionstårnet 112 gennem en røgkanal 90, en NO -fjerner 91, en røgkanal 92, en luftvarmer 94, en røgkanal 95, en eksperimentel elektrisk støvudskiller 98 og en varme-5 veksler 100. Forsøget blev indstillet således, at støvkoncentrationen i afgangsgassen ved indgangen til det elektriske støvfilter kunne ligge i intervallet fra ca. 10 til 15 g/Nm3, og således at støvkoncentrationen i afgangsgassen ved udgangen fra det elektriske filter 10 kunne ligge på et niveau på ca. 500 mg/Nm3.

Lige før absorptionstårnet 102 indeholdt afgangsgassen ca. 1.500 ppm SO2·

Et absorptionsmiddel i form af pulverformigt CaCO^ blev tilført tanken 103 gennem røret 108 i en mængde svarende 15 til den absorberede mængde SO^, og tilførselshastigheden for absorptionsmidlet blev finreguleret, således at pH-værdien af opslæmningen, som blev indsprøjtet fra toppen af absorptionstårnet 102, antager en passende værdi i intervallet fra 4,5 til 6,0.

20 Tanken 103 var forsynet med deleplader 122 og 123, således at tanken blev opdelt i praktisk taget to dele, idet den cirkulerende opslæmning, der kom ned fra S02~absorp-tionszonen, en gang blev bragt i kontakt med luftbobler og derpå sendt videre til cirkulationspumpen 105 som 25 vist med pile på tegningen.

Forsøgsvis blev tanken 103 forsynet med fire forskellige cylindriske deleplader 114 (længde: 1.500 mm, indre diameter: 100, 200, 300 og 400 mm) med åben bundende.

Et cylindrisk øvre låg var forbundet med et rør 117, 30 der var direkte forbundet med en sugepumpe 118, og den fra væskekammeret 115 udtagne opslæmning blev opsamlet, 17

DK 163868 B

medens den udsugede mængde blev passende indstillet ved hjælp af pumpen 118. Oer blev indstillet en faststofkoncentration i den via røret 117 udtagne opslæmning på 0,2-3 vægt-%, idet man varierede den gennemsnitlige 5 opadgående strømningshastighed for opslæmningen i det af den cylindriske deleplade 114 definerede væskekammer inden for intervallet 0,1-3 m/h. Mikroskopiske undersøgelser viste, at opslæmningen i hovedsagen indeholdt kugleformet støv, samt at mængden af blandede gipskorn 10 forøgedes ved tiltagende opadgående strømningshastighed for opslæmningen. Under eksperimenterne varierede SO2-koncentrationen i røgkanalen 107 med den cirkulerende opslæmnings pH-værdi, men koncentrationen lå i intervallet fra 10 til 100 ppm, og den gennemsnitlige støvkoncentra-15 tion var 30 mg/Nm3. Ved stabil drift udvandtes via sepa ratoren 111 en gips med en høj renhed på 97 vægt-S eller mere, udtrykt på tørvægtsbasis, og man konstaterede, at støvet kunne udtages selektivt gennem røret 117.

Ved disse forsøg blev der indblæst luft i tanken 103 20 gennem en i denne anbragt luftdyse 109. Luften blev tilført med en hastighed på 50-600 Nm3/h, men ved en tilførselshastighed på 250 NmVh eller mere antog sulfit-koncentrationen en lav værdi på mindre end 1 mmol/1.

Når der arbejdedes med en lufttilførsel på mindre end 25 250 NmVh, steg koncentrationen af opløselige sulfit- ioner til 1 mmol/1 eller mere afhængigt af den formindskede hastighed for lufttilførslen. På dette tidspunkt begyndte absorptionsopløsningens pH-værdi at falde, og opløsningshastigheden for det pulverformede CaCO^ 30 aftog, således at koncentrationen af uomsat CaCO-j steg.

Derfor var det nødvendigt at indblæse luft med en tilførelseshastighed på 50 Nm3/h eller mere.

Desuden kunne man indstille en koncentration af gips-partiklerne i tanken 103 på et passende niveau i inter- 18

DK 163868 B

vallet fra 1 til 35 vægt-* ved indstilling af strømningshastigheden for den gennem åbningen 110 udtagne opslæmning.

Derpå tilsatte man CaiOH)^ til opslæmningen, der i hoved-5 sagen indeholdt støv, og som blev udtaget via røret 117 med pumpen 118. Calciumhydroxid blev tilsat, således at opslæmningen blev alkalisk. Derpå blev den alkaliske opslæmning via en forstøvningsdyse 96 indsprøjtet i gaskanalen 95, hvor afgangsgassen havde en temperatur 10 på ca. 170 °C. Opslæmningen blev indsprøjtet med en strømningshastighed på 50 liter/h, som gav et temperaturfald i afgangsgassen på ca. 10 °C. Derefter blev den forstøvningstørrede opslæmning opsamlet som et tørt fast materiale i det elektriske filter 98. Koncentrationen 15 af gasformig S0^ i gaskanalen 95 var 10 ppm, men efter tilførsel af CaCOH)^ gennem røret 124 i en mængde svarende til 5 gange den, der ækvivalerer den gasformige SO^, konstaterede man en SO^-koncentration i røgkanalen 99 på 1 ppm eller mindre, således at forsøgene viste, 20 at S0^ blev neutraliseret og fjernet sammen med støvet i det elektriske filter 98.

Derpå blev opslæmningen indsprøjtet i gaskanalen 92, hvor afgangsgassen havde en temperatur på ca. 350 °C. Opslæmningen blev således indsprøjtet gennem forstøv-25 ningsdysen 93 i stedet for gennem forstøvningsdysen 96. I dette tilfælde var koncentrationen af S0^ i afgangsgassen i gaskanalen 99 1 ppm eller mindre, og endog når tilførselshastigheden for den gennem røret 124 tilførte CaiOH)^ blev formindsket, kunne man opretholde 30 en SO^-koncentration i røgkanalen 99 på mindre end eller lig med 1 ppm. Forsøgene viste således, at man kan neutralisere og fiksere S0^ ved en tilførselshastighed for CaCOH)^ ækvialent med S0^.

19

DK 163868 B

Ved anvendelse af den her omhandlede fremgangsmåde kan man opnå den fordel, at man kan undvære et støvfjernende køletårn, et oxidationstårn, en tykner, en filtrattank og en tank til supernatant væske, som indgår 5 i det gængse våde afsvovlingsapparatur, samt desuden tilhørende pumper, ventiler og måleorganer. Desuden undgår man den spildevandsbehandling, som udgør den mest problematiske del af de kendte våde afsvovlingsanlæg,' således at behandlingstrinnene forenkles bety-10 deligt. Da biprodukterne gips og støv ved den her om handlede fremgangsmåde kan udtages direkte og særskilt fra absorptionsopløsningstanken, kan man få et gips-produkt med høj kvalitet, og da den støvholdige opslæmning gøres alkalisk og derpå indsprøjtes i afgangsgassen, 15 inden denne indføres i den tørre støvudskiller, kan støvet omdannes til et tørt fast materiale sammen med SOj under dannelse af et fast materiale, som på effektiv måde kan udskilles i den tørre støvudskiller.

Claims (6)

20 DK 163868 B

1. Fremgangsmåde til samtidig fjernelse af SO^, SO^ og støv fra en røggas med separat udtagning af støv og gips, ved hvilken en afgangsgas, som i det mindste indeholder SO^ og støv, sendes gennem en tør støv- 5 udskiller til fjernelse af hovedparten af støvet, hvorefter afgangsgassen føres til et gasabsorptionsapparat, hvori der anvendes calciumhydroxid og/eller calcium-carbonat som absorptionsmiddel til fjernelse af SO2 og det støv, som har passeret gennem støvudskilleren, 10 kendetegnet ved, at man indblæser luft i en til gasabsorptionsapparatet ført absorptionsopløsning for at oxidere denne og herved sikre dannelse af gips i denne, hvorefter man adskiller en del af absorptions-opløsningen i en første opslæmning, der i hovedsagen 15 indeholder gipspartikler, og en anden opslæmning, der i hovedsagen indeholder støv, ved at udnytte forskelle i sedimentationsevne, udvinder gips som et biprodukt fra den første opslæmning og tilsætter en alkalisk forbindelse til den anden opslæmning, hvorpå man indsprøj-20 ter denne i afgangsgassen, før denne indføres i den tørre støvudskiller, hvorved SO^ fjernes fra afgangsgassen, før denne indføres i den tørre støvudskiller, og bringes på tør, fast form, hvorefter det dannede faste materiale og støvet fjernes fra afgangsgassen 25 i den tørre støvudskiller.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den behandlede afgangsgas er afgangsgas fra en kulfyret kedel.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendete g-30 net ved, at afgangsgassen tilføres den tørre støvudskiller efter passage gennem et N0x~fjernelsesapparat 21 DK 163868 B og en luftopvarmer.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 3, kendetegnet vedy at den anden opslæmning efter tilsætningen af den alkaliske forbindelse indsprøjtes i afgangsgassen mellem 5 luftopvarmeren og den tørre støvudskiller.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at den anden opslæmning efter tilsætningen af den alkaliske forbindelse indsprøjtes i afgangsgassen mellem luftopvarmeren og NO^-fjernelsesapparatet.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 4 eller 5, kendeteg net ved, at den anden opslæmning efter tilsætningen af den alkaliske forbindelse indsprøjtes i en kulfyret kedel.