ES2201376T3 - Instalacion para la eliminacion de so2 de gas de humo y para la generacion de solucion de sulfato de amonio. - Google Patents
Instalacion para la eliminacion de so2 de gas de humo y para la generacion de solucion de sulfato de amonio.Info
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Abstract
INSTALACION PARA QUITAR EL SO 2 DEL HUMO Y FORMACION DE UNA DISOLUCION DE SULFATO DE AMONIO CON UN LAVADOR (1) QUE TIENE AL MENOS UNA ZONA DE LAVADO (2), Y UN FONDO DE RECOGIDA (8) PARA EL LIQUIDO QUE ES PERMEABLE A LOS GASES Y QUE SE ENCUENTRA POR DEBAJO DE LA ZONA DE LAVADO, UNA INSTALACION (4) PARA LLEVAR EL AGUA CON AMONIACO A LA ZONA DE LAVADO UN DISPOSITIVO DE OXIDACION (5) UN CIRCUITO DE ABSORCION DEL LIQUIDO (9), UN CANAL PARA EL HUMO (6) QUE CONDUCE A ESTE AL LAVADOR, QUE DESEMBOCA POR ENCIMA DEL RESIDUO DE LAVADO (11) EN EL LAVADOR (1), UN DISPOSITIVO DE PULVERIZACION (7) COLOCADO EN EL CANAL DEL HUMO (6) PARA LLEVAR UN LIQUIDO QUE ENFRIA A LA CORRIENTE DE HUMO Y QUE ESTA SATURADO CON VAPOR DE AGUA, Y UNA INSTALACION (12) PARA EL RECICLADO DEL LIQUIDO QUE VA DESDE EL RESIDUO DE LAVADO (11) AL DISPOSITIVO DE PULVERIZACION (7) COLOCADO EN EL CANAL DEL HUMO. AL RESIDUO DEL LAVADO (11) SE INTRODUCE MEDIANTE UNA CONDUCCION DE ALIMENTACION (13) SULFATO DE AMONIO PROCEDENTE DEL DISPOSITIVO DE OXIDACION (5). AL RESIDUO DE LAVADO (11) HAY CONECTADO UNA CONDUCCION DE RETIRADA DE FANGO (14), POR LA CUAL SALE UNA SOLUCION DE SULFATO DE AMONIO CONCENTRADA QUE ES APROPIADA PARA FABRICAR ABONOS. EN EL DISPOSITIVO DE OXIDACION (5) HAY ADEMAS UNA CONDUCCION DE SALIDA (15) PARA SACAR UNA SOLUCION DE SULFATO DE AMONIO ESENCIALMENTE LIBRE DE CONTAMINACION Y QUE ES APROPIADA PARA LA PRODUCCION DE SULFATO DE AMONIO PURO.
Description
Instalación para la eliminación de SO_{2} de
gas de humo y para la generación de solución de sulfato de
amonio
La invención se refiere a una instalación para la
eliminación de SO_{2} de gas de humo y para la generación de
solución de sulfato de amonio, que se puede procesar adicionalmente
para obtener substancias valiosas.
Una instalación conocida a partir de
DE-C 37 33 319 presenta un aparato de lavado previo
para la separación de ácidos halógenos así como un aparato de
lavado de gas conectado aguas abajo del aparato de lavado previo,
con tres zonas de lavado. En la zona media de lavado del aparato de
lavado de gas está conectado un circuito de líquido de lavar, al
que se alimenta como absorbente agua amoniacal. A partir del
circuito de líquido de lavar se extrae una corriente parcial y se
alimenta a un dispositivo de oxidación. Aquí se lleva a cabo la
oxidación de sulfito de amonio y de sulfito de hidrógeno de amonio
contenidos en el líquido de absorción para obtener sulfato de
amonio. En el aparato de lavado previo se introduce agua, que es
reconducida en un circuito de agua de lavar asociado al aparato de
lavado previo desde la cola de líquido del aparato de lavado previo
hacia la instalación de pulverización del aparato de lavado previo.
A partir de la cola de líquido del aparato de lavado previo se
extrae una corriente parcial y se alimenta al circuito de líquido
de absorción de la zona central de lavado del aparato de lavado de
gas conectado a continuación. Las substancias nocivas separadas en
el aparato de lavado previo llegan al circuito de líquido de
absorción del aparato de lavado previo y son descargadas con la
solución de sulfato de amonio desde el dispositivo de oxidación.
Durante el procesamiento adicional para obtener sulfato de amonio a
través de evaporación y granulación aparece un producto final
contaminado, que se puede utilizar todavía como fertilizante.
Se conoce por el documento EP-A
620 187 una instalación que presenta igualmente un aparato de lavado
previo para la separación de ácidos halógenos y un aparato de
lavado de gas conectado a continuación para la eliminación de
SO_{2}. La cola del aparato de lavado de gas está equipada con una
ventilación de cola. El lavado de gas se realiza con sulfato de
amonio, que se extrae desde la cola del aparato de lavado de gas y
se alimenta a las toberas de pulverización del aparato de lavado de
gas. Una corriente parcial de sulfato de amonio es conducida a la
cola de líquido del aparato de lavado previo, que presenta una
instalación de pulverización así como una instalación para el
retorno del líquido desde la cola de líquido hacia la instalación de
pulverización. A través de la conducción del circuito se lleva a
cabo una concentración de la solución de sulfato de amonio. Una
corriente parcial de la solución de sulfato de amonio concentrada es
decantada desde la cola de líquido del aparato de lavado previo, es
concentrada adicionalmente a través de hidrociclones y es secada
para obtener sulfato de amonio. El producto final está contaminado
igualmente con las substancias nocivas separadas en el aparato de
lavado previo.
Las instalaciones conocidas con aparato de lavado
previo separado para la separación de ácidos halógenos y con
aparato de lavado de gas separado para la eliminación de SO_{2}
del gas de humo son costosas. Además, es un inconveniente que con
las instalaciones conocidas solamente se puede generar un producto
final de sulfato de amonio contaminado, que se puede utilizar en
todo caso todavía como fertilizante.
La invención tiene el cometido de indicar una
instalación, con la que se pueden producir dos soluciones de
sulfato de amonio de diferente calidad. La instalación debe poseer
una estructura lo más sencilla posible.
El objeto de la invención y la solución de este
cometido es una instalación para la eliminación de SO_{2} de gas
de humo y la generación de solución de sulfato de amonio, que puede
ser procesada adicionalmente para obtener substancias valiosas,
con
- un aparato lavador, que presenta una zona de lavar que es atravesada de abajo arriba por la corriente de gas de humo, una instalación de distribución dispuesta por encima de la zona de lavar para la alimentación de líquido de absorción y un fondo colector permeable al gas, que está dispuesto debajo de la zona de lavar, para líquido,
- una instalación para la alimentación de agua amoniacal hacia la zona de lavar,
- una instalación de oxidación para la oxidación de sulfito de amonio y de sulfito de hidrógeno de amonio contenidos en el líquido de absorción en sulfato de amonio,
- un circuito de líquido de absorción, que conecta el fondo colector con el dispositivo de oxidación así como el dispositivo de oxidación con la instalación de distribución dispuesta por encima de la zona de lavar,
- un canal de gas de humo para la alimentación del gas de humo hacia el aparato lavador, que desemboca por encima de la cola del aparato lavador en el aparato lavador,
- una instalación de pulverización dispuesta en el canal de gas de humo para la alimentación de un líquido de enfriamiento que refrigera la corriente de gas de humo y que se satura con vapor de agua, que es arrastrado como gotas en la corriente de gas de humo y que llega a la cola del aparato lavador,
- una instalación para el retorno del líquido desde la cola del aparato lavador hacia la instalación de pulverización dispuesta en el canal de gas de humo,
donde se puede alimentar a la cola del aparato
lavador, a través de un conducto de alimentación, sulfato de amonio
desde el dispositivo de oxidación y en la cola del aparato lavador
está conectado un conducto de decantación, desde el que se puede
extraer una solución de sulfato de amonio concentrada a través de
la conducción del circuito y que es adecuada para una producción de
fertilizante, y donde en el dispositivo de oxidación está conectado
un conducto de extracción para la extracción de una solución de
sulfato de amonio, esencialmente libre de impurezas, que es adecuada
para la producción de sulfato de amonio
puro.
Las enseñanzas de la invención utilizan la cola
del aparato lavador como depósito colector para la solución de
sulfato de amonio empleada para el lavado previo así como líquido
de enfriamiento. La cola el aparato lavador está incorporada en un
circuito de líquido, siendo realizada una concentración de la
solución de sulfato de amonio durante el enfriamiento a través de
la transición de la substancia a la corriente de gas de humo
caliente. El líquido de absorción empleado para la separación de
SO_{2} es recogido sobre un fondo colector dispuesto por debajo
de la zona de lavar y es alimentado al dispositivo de oxidación. En
la instalación según la invención se puede extraer una solución de
sulfato de amonio concentrada, pero contaminada desde la cola del
aparato lavador y aparece en el dispositivo de oxidación, además,
una solución de sulfato de amonio esencialmente libre de impurezas,
cuya concentración de sulfato de amonio es menor. La preparación de
las dos soluciones de sulfato de amonio diferentes es variable con
respecto a la relación de las cantidades, de manera que es posible
una producción de sulfato de amonio acorde con la especificación,
orientada a las necesidades de la práctica.
Según una forma de realización preferida de la
invención, en la instalación de pulverización del canal de gas de
humo está conectada una instalación adicional para la alimentación
de NaOH y/o de soluciones de KOH. KOH y NaOH sirven para ligar y
neutralizar halógenos. Se prefiere la utilización de KOH, que es
aceptable también como porción de potasio en el fertilizante de
sulfato de amonio.
La zona de lavar presenta con preferencia una
capa de cuerpos de relleno regada con el líquido de absorción. En
el aparato lavador puede estar montado, además, un filtro eléctrico
húmedo para la separación de aerosoles, que está dispuesto aguas
arriba de la salida de gas puro del lado de la cabeza del aparato
lavador.
En otro desarrollo, la invención enseña que a la
zona de lavar está asociado un segundo circuito de líquido de
absorción, a través del cual se puede alimentar líquido de
absorción que contiene sulfito de aluminio, eludiendo el dispositivo
de oxidación, directamente a la instalación de distribución
dispuesta por encima de la zona de lavar. Una instalación
configurada con dos circuitos de líquido de absorción posibilita un
procedimiento, en el que el líquido de absorción cargado en el lado
superior de la zona de lavar está constituido por una mezcla de
agua amoniacal, líquido de lavar que contiene sulfito de amonio,
que se extrae del aparato de lavar por debajo de la zona de lavar y
que es retornado sin tratamiento intermedio, y por una solución de
sulfato de amonio, que es reconducida desde el dispositivo de
oxidación, siendo ajustada una relación de mezcla entre sulfito de
amonio y sulfato de amonio de 15 : 1 a 3 : 1. Con preferencia, la
relación de mezcla de sulfito de amonio / sulfato de amonio está en
el intervalo entre 10 : 1 y 5 : 1. El líquido de absorción se
caracteriza por una capacidad grande de absorción de SO_{2} y no
muestra ninguna tendencia a la formación de aerosoles.
A continuación se explica la invención con la
ayuda de un dibujo que representa solamente un ejemplo de
realización. La figura única muestra en representación esquemática
una instalación para la eliminación de SO_{2} del gas de humo y
para la generación de solución de sulfato de amonio, que puede ser
procesada adicionalmente para obtener substancias valiosas.
A la estructura de principio de la instalación
pertenecen un aparato lavador 1 con al menos una zona de lavar 2
que es atravesada de abajo arriba por la corriente de gas de humo
así como con una instalación de distribución 3 dispuesta por encima
de la zona de lavar 2 para la alimentación de líquido de absorción,
una instalación 4 para la alimentación de agua amoniacal hacia la
zona de lavar 2, un dispositivo de oxidación 5 para la oxidación de
sulfito de amonio y sulfito de hidrógeno de amonio contenidos en el
líquido de absorción en sulfato de amonio, un canal 6 de gas de humo
para la alimentación del gas de humo hacia el aparato de lavar 1,
una instalación de pulverización 7 dispuesta en el canal 6 de gas de
humo para la alimentación de un líquido de enfriamiento que
refrigera la corriente de gas de humo y que se satura con vapor de
agua.
Por debajo de la zona de lavar 2 está dispuesto
un fondo colector 8 permeable al gas para líquido. A la zona de
lavar 2 está asociado un circuito 9 de líquido de absorción, que
conecta el fondo colector 8 con el dispositivo de oxidación 5 así
como el dispositivo de oxidación 5 con la instalación de
distribución 3 dispuesto por encima de la zona de lavar 2. A la
zona de lavar 2 está asociado, además, un segundo circuito 10 de
líquido de absorción, a través del cual se puede alimentar líquido
de absorción que contiene sulfito de amonio, eludiendo el
dispositivo de oxidación, directamente a la instalación de
distribución 3 dispuesta por encima de la zona de lavar 2.
El canal 6 de gas de humo para la alimentación
del gas de humo hacia el aparato lavador 2 desemboca por encima de
la cola 11 del aparato lavador dentro del aparato lavador 1. El
líquido de enfriamiento alimentado desde la instalación de
pulverización 7 dispuesta en el canal 6 de gas de humo es arrastrado
como gotas en la corriente de gas de humo y llega a la cola 11 del
aparato de lavar. A través de la instalación de retorno 12 se
retorna el líquido desde la cola 11 del aparato de lavar hacia la
instalación de pulverización 7 dispuesta en el canal 6 de gas de
humo.
A través de un conducto de alimentación 13 se
puede alimentar a la cola 11 del aparato lavador 11 sulfato de
amonio desde el dispositivo de oxidación 5. En la cola 11 del
aparato lavador 11 está conectado un conducto de decantación 14,
desde el que se puede extraer una solución de sulfato de amonio
concentrada, que es adecuada para una producción de fertilizante.
Una solución de sulfato de amonio esencialmente libre de impurezas
se puede extraer desde el dispositivo de oxidación 5. A tal fin,
está previsto un conducto de extracción 15, conectado en el
dispositivo de oxidación 5, a través del cual se extrae una
solución de sulfato de amonio, que es adecuada para la producción
de sulfato de amonio puro.
La instalación representada en la figura sirve
para la eliminación de SO_{2} del gas de humo, que puede
proceder, por ejemplo, de una instalación de combustión de basura,
instalación de combustión de lodos de clarificación o de una
instalación de calcinación de sulfito. El gas de humo es
desprovisto previamente de polvo hasta un valor que se deduce de la
especificación competente para fertilizantes, cuando se ponen las
impurezas que contienen metales pesados contenidos en el gas de humo
en relación con la concentración de SO_{2}. La eliminación previa
de polvo tiene lugar en un intervalo de temperaturas entre 160 y
350ºC, de manera que no puede tener lugar ninguna condensación de
gotitas de ácido sulfúrico. La temperatura de entrada en el canal 6
de gas de humo, en el que tiene lugar una refrigeración rápida,
debería estar entre 110ºC y 180ºC.
El gas de humo alimentado a la instalación es
rociado en el canal 6 de gas de humo con una solución de NaOH o
KOH, que es alimentada a través de un conducto 16, para separar
ácidos halógenos presentes. Además, se alimenta al gas de humo a
través de la instalación de pulverización 7 solución de sulfato de
amonio, donde el gas de humo es refrigerado y saturado con vapor de
agua. La temperatura del líquido es mantenida en un intervalo entre
45ºC y 60ºC, donde la temperatura de saturación del gas determina la
temperatura del líquido de enfriamiento.
El gas de humo refrigerado, saturado con vapor de
agua y libre de ácidos halógenos circula a continuación a la zona de
lavar 2 del aparato de lavar 1. En la zona de lavar 2 se pone en
contacto el gas de humo cargado esencialmente con SO_{2} con un
líquido de absorción, que está constituido por una mezcla de agua
amoniacal, solución de sulfato de amonio y solución de sulfito de
amonio recién formada. Una corriente parcial del líquido de
absorción extraído del fondo colector 8 permeable al gas debajo de
la zona de lavar 2 es alimentada al circuito de 9 de líquido de
absorción del dispositivo de oxidación. Allí se realiza a través de
la adición de un gas que contiene oxígeno una oxidación de los
sulfitos de amonio y de los sulfitos de hidrógeno de amonio
presentes en el líquido en sulfato de amonio. La otra parte del
líquido de absorción es conducida en circuito a través del conducto
10, mezclada con agua amoniacal procedente del conducto 4 así como
con solución de sulfato de amonio procedente del dispositivo de
oxidación 5 y es alimentada al dispositivo de distribución 3
configurado como instalación de aspersión por encima de la zona de
lavar 2.
La zona de lavar 2 contiene una capa de cuerpos
de relleno, que incrementa la superficie de contacto entre el gas
de humo y el líquido de absorción y mejora la absorción de
SO_{2}. A través del empleo de cuerpo de relleno es posible
reducir, en general, la altura de la zona de lavar 2 y, por lo
tanto, la altura de construcción del aparato de lavar 1. En la capa
de cuerpos de relleno se pueden emplear cuerpos de relleno de venta
en el comercio, que están constituidos por un material inerte
frente a gases ácidos.
Para conseguir una absorción efectiva de
SO_{2}, se ajusta el valor pH del líquido de absorción en el lado
de carga entre pH 5 y pH 6,5. El ajuste del valor pH se realiza a
través de la alimentación de agua amoniacal.
En la instalación de oxidación 5 está conectado
un conducto de aire 17 con soplante. El aire alimentado a través del
conducto 17 es puesto en contacto de forma intensiva con el líquido
que contiene NH_{4}HSO_{3} y (NH_{4})_{2}SO_{3}.
La solución de sulfato de amonio resultante es acumulada en la cola
del dispositivo de oxidación 5. La concentración de sulfato de
amonio se determina, por ejemplo, a través de la medición de la
densidad. Con una concentración de sulfato de amonio de 25 a 30% en
peso se extrae la solución de sulfato de amonio desde la cola del
dispositivo de oxidación 5. La corriente parcial extraída a través
del conducto 15 se puede alimentar a una instalación de obtención
de sulfato de amonio no representada, en la que se produce sulfato
de amonio puro a través de la eliminación de agua. Una corriente
parcial extraída a través del conducto 13 es alimentada a la cola
11 del aparato limpiador y es utilizada en el circuito de líquido
conectado en la cola 11 del aparato lavador, al que pertenece el
conducto de retorno 12, como líquido de enfriamiento para la
refrigeración del gas de humo, donde se realiza una concentración
de la solución de sulfato de amonio a la concentración del sulfato
de amonio de hasta 42% en peso.
La cantidad de líquido en la cola del dispositivo
de oxidación 5 se puede ajustar de una manera constante a través de
un conducto de alimentación correspondiente por medio de la
alimentación de agua o líquido acuoso desde el depósito intermedio
16.
En el ejemplo de realización representado en la
figura 1, el aparato lavador 1 contiene una segunda zona de lavar
2' de la misma manera con una capa de cuerpos de relleno. Una
solución de lavado es cargada con un valor pH entre pH 4 y pH 6 a
través de una instalación de distribución 3' sobre la capa de
cuerpos de relleno de la segunda zona de lavar 2' y es puesta en
contacto con el gas purificado.
El líquido de lavar cargado de la segunda zona de
lavar 2' es extraído sobre un fondo colector 8' de líquido
dispuesto debajo de la segunda zona de lavar 2' y es conducido al
depósito intermedio 18. El valor pH del líquido de lavar es
ajustado a través de la alimentación de agua amoniacal a través del
conducto 4. El nivel del líquido en la cola del depósito intermedio
18 es regulado a través de la alimentación de agua por medio del
conducto 19.
El gas de humo purificado es conducido a
continuación hacia la chimenea y es emitido al medio ambiente.
Claims (5)
1. Instalación para la eliminación de SO_{2}
de gas de humo y la generación de solución de sulfato de amonio,
que puede ser procesada adicionalmente para obtener substancias
valiosas, con
- un aparato lavador (1), que presenta una zona de lavar (2) que es atravesada de abajo arriba por la corriente de gas de humo, una instalación de distribución (3) dispuesta por encima de la zona de lavar (2) para la alimentación de líquido de absorción y un fondo colector (8) permeable al gas, que está dispuesto debajo de la zona de lavar (2), para líquido,
- una instalación (4) para la alimentación de agua amoniacal hacia la zona de lavar (2),
- una instalación de oxidación (5) para la oxidación de sulfito de amonio y de sulfito de hidrógeno de amonio contenidos en el líquido de absorción en sulfato de amonio,
- un circuito (9) de líquido de absorción, que conecta el fondo colector (8) con el dispositivo de oxidación (5) así como el dispositivo de oxidación (5) con la instalación de distribución (3) dispuesta por encima de la zona de lavar (2),
- un canal (6) de gas de humo para la alimentación del gas de humo hacia el aparato lavador (1), que desemboca por encima de la cola (11) del aparato lavador en el aparato lavador (1),
- una instalación de pulverización (7) dispuesta en el canal (6) de gas de humo para la alimentación de un líquido de enfriamiento que refrigera la corriente de gas de humo y que se satura con vapor de agua, que es arrastrado como gotas en la corriente de gas de humo y que llega a la cola (11) del aparato lavador,
- una instalación (12) para el retorno del líquido desde la cola (11) del aparato lavador hacia la instalación de pulverización (7) dispuesta en el canal (6) de gas de humo,
donde se puede alimentar a la cola (11) del
aparato lavador, a través de un conducto de alimentación (13),
sulfato de amonio desde el dispositivo de oxidación (5) y en la
cola (11) del aparato lavador está conectado un conducto de
decantación (14), desde el que se puede extraer una solución de
sulfato de amonio concentrada a través de la conducción del
circuito y que es adecuada para una producción de fertilizante, y
donde en el dispositivo de oxidación (5) está conectado un conducto
de extracción (15) para la extracción de una solución de sulfato de
amonio, esencialmente libre de impurezas, que es adecuada para la
producción de sulfato de amonio
puro.
2. Instalación según la reivindicación 1,donde en
la instalación de pulverización (7) está conectada una instalación
adicional para la alimentación de soluciones de NaOH y/o de
KOH.
3. Instalación según la reivindicación 1 ó 2,
donde la zona de lavar (2) presenta una capa de cuerpos de relleno
regada con el líquido de absorción.
4. Instalación según una de las reivindicaciones
1 a 3, donde a la zona de lavar (2) está asociado un segundo
circuito de líquido de absorción (10), a través del cual se puede
alimentar líquido de absorción que contiene sulfito de aluminio,
eludiendo el dispositivo de oxidación (5), directamente a la
instalación de distribución (3) dispuesta por encima de la zona de
lavar (2).
5. Instalación según una de las reivindicaciones
1 a 4, donde en el aparato de lavar (1) está montado un filtro
eléctrico húmedo para la separación de aerosoles, que está
dispuesto aguas arriba de la salida de gas puro del lado de la
cabeza del aparato lavador (1).
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