ES2285025T3 - Procedimiento y dispositivo para la sorcion de contaminantes de gases de escape de la combustion por medio de un lecho fluidizado. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la sorción de contaminantes por medio de aditivo y separación del aditivo cargado junto con el polvo des gases de escape de procesos térmicos, con preferencia de gases de escape después de una combustión de basura, residuos, biomasa y/o combustibles heterogéneos, en el que se conduce aditivo para la mezcla intensiva con los gases de escape en un lecho fluidizado, con la separación siguiente del aditivo arrastrado en la corriente de gases de escape, del polvo y del producto de reacción y la recirculación del aditivo a separar, en el que se lleva a cabo una primera adición de aditivo fresco después del lecho fluidizado antes de la separación, caracterizado porque se lleva a cabo una segunda adición de aditivo fresco delante del lecho fluidizado en el canal de gases de escape que conduce hacia el lecho fluidizado y porque la reactividad del segundo aditivo con respecto a las propiedades de separación para substancias contaminantes limpias es mayor que la reactividad del primer aditivo.
Description
Procedimiento y dispositivo para la sorción de
contaminantes de gases de escape de la combustión por medio de un
lecho fluidizado.
La invención se refiere a un procedimiento según
el preámbulo de la reivindicación 1 así como a un dispositivo
correspondiente. De acuerdo con el documento AT 403 664 B, se conoce
una instalación para la purificación de gases de escape, en la que
tanto se hace recircular tanto aditivo reaccionado, altamente
cargado como también aditivo no reaccionado. En virtud de las
cantidades de substancias sólidas grandes conducidas en el circuito
en comparación con el aditivo fresco dosificado o bien las
cantidades de substancias sólidas extraídas se obtiene una curva
característica de regulación muy lenta con respecto a la reacción a
los picos de gases contaminantes de corta duración en el gas bruto,
que resultan especialmente a través de combustible heterogéneo. El
documento DE 42 06 602 C1 y el documento DE 101 33 991 A1 muestran
una dosificación de aditivo fresco delante del reactor. El
documento EP 554 487 A1 muestra la adición de aditivo fresco delante
y en el reactor para el control de la modificación en la
composición de las contaminaciones. El documento DE 44 15 719 A
muestra la alimentación de todo el aditivo fresco (14, 15) entre el
reactor (3) y la separación (Fein). El documento DE 33 13 552 A
muestra de la misma manera un trayecto de cal viva (páginas
6-8, figura), en el que se alimenta todo el aditivo
fresco. Ninguna de las dos publicaciones muestran la alimentación de
aditivo fresco delante del lecho fluidizado. El documento AT 388
312 B muestra en la figura con las referencias 5, 5' la adición de
aditivo directamente delante del filtro superficial, para generar
de esta manera una torta de filtro con sorbente activo, pero aquí
no está presente ningún lecho fluidizado. El cometido de la
invención es, por lo tanto, desarrollar un procedimiento de
purificación de gases de escape, en el que se pueden corregir mejor
los picos de gases contaminantes. El cometido se soluciona a través
de un procedimiento según la reivindicación 1 o bien a través de
una instalación de acuerdo con la reivindicación 9. A través de la
adición siguiente de un aditivo fresco no reaccionado o de una
mezcla de aditivo delante del lecho fluidizado se pueden interceptar
los picos de gases contaminantes. De esta manera, por medio de la
regulación de la potencia de absorción a través de la alimentación
de aditivos frescos en dos lugares diferentes, se reduce el consumo
de aditivo debido a la mejora en el aprovechamiento del aditivo y
de esta manera también se reduce
la cantidad de los productos de reacción a evacuar, con lo que se tienen en cuenta tanto la rentabilidad como también la reducción del volumen del basurero.
la cantidad de los productos de reacción a evacuar, con lo que se tienen en cuenta tanto la rentabilidad como también la reducción del volumen del basurero.
Las configuraciones del procedimiento se indican
en las reivindicaciones dependientes 2 a 6. En este caso, está
previsto que la cantidad dosificada del segundo aditivo sea regulada
en función del contenido de substancia contaminante en el gas
bruto. De esta manera, se puede realizar una adición selectiva de
aditivo en el caso de picos de gases contaminantes. La variante de
realización en el sentido de que la cantidad añadida del primer
aditivo se regula en función de la concentración de gas puro, tiene
la ventaja de que con ello se asegura el mantenimiento de las
emisiones de gases puros de acuerdo con el procedimiento de
purificación de gases de humo.
Es ventajoso que la reactividad del segundo
aditivo con respecto a las propiedades de separación para
substancias contaminantes limpias sea mayor que la reactividad del
primer aditivo. De esta manera, ya delante del lecho fluidizado se
pueden separar las substancias contaminantes como HCl, HF, SO_{2}
y SO_{3}, con lo que las concentraciones de las substancias
contaminantes que entran en el reactor se pueden mantener constantes
en un nivel uniforme. Se obtienen los mejores resultados de la
separación cuando como primero y/o segundo aditivo se utiliza una
mezcla de una substancia en forma de polvo con alto contenido de
óxidos, hidróxidos y/o carbonatos alcalinos y/u óxidos, hidróxidos
o carbonatos alcalinotérreos. Además, puede estar previsto que para
la reducción del contenido de substancia sólida en el gas puro se
añada a la mezcla del primero y/o segundo aditivo una substancia
tensioactiva y/o catalítica. Puesto que el aditivo recirculado no
debe ser utilizado para la corrección de picos de gases
contaminantes, la regulación de la circulación se puede realizar en
función del volumen de la corriente de gases de escape, de la
cantidad de agua inyectada en el gas de escape y de la temperatura
de los gases de escape. Los gases de escape de procesos térmicos
contienen, de acuerdo con la composición del combustible,
diferentes concentraciones de substancias contaminantes.
Especialmente después de la combustión de basura, residuos y
biomasa es importante llevar a cabo una purificación conveniente
desde el punto de vista económico y ecológico de los gases de
escape. Un tratamiento de varias fases de los gases de escape con
eliminación del polvo principal, un lavado en húmedo de varias
fases, una purificación fina y una deshidrogenación son demasiado
costosos en estas concentraciones de substancias contaminantes y
sobre todo demasiado caros para instalaciones más pequeñas (pocas
toneladas de combustible por hora). Como solución futura parece un
procedimiento en seco, que produce a través de la recirculación del
aditivo cantidades reducidas de residuos. En principio, a través de
la adición de aditivos secos en polvo se posibilita una sorción
química, que convierte las substancias limpias, gaseosas en sales.
Los productos de reacción son separados a continuación junto con el
aditivo no reaccionado y la ceniza volátil en una instalación de
eliminación del polvo. La invención se explica con la ayuda de una
instalación ejemplar para la realización del procedimiento. La
instalación se representa de forma esquemática en la figura que se
acompaña.
En un reactor de sorción 1 se pone en contacto
el gas de escape de un proceso térmico, como por ejemplo gas de
humo, con aditivo. La alimentación de aditivo fresco 10, 11 se
realiza desde los silos de sorbente 2, 3 por medio de instalaciones
de transporte, con las que se dosifican los aditivos frescos, es
decir, los aditivos no reaccionados. Por lo tanto, a partir del
silo de sorbente 3 se introduce aditivo fresco 11 en el canal de
gas de escape 8 que conduce al reactor de sorción, de tal manera que
este aditivo alcanza en el canal de escape de gases un tiempo de
residencia de > 0,5 segundos. El aditivo 13 a recircular es
transportado desde el depósito intermedio 5 hasta el reactor de
sorción 1. La adición se lleva a cano en la zona inferior del
reactor de sorción 1, que puede estar equipada con un fondo de
toberas. El aditivo a separar 14 es transportado al silo de
producto 7, desde donde es descargado desde la instalación.
El aditivo fresco 10, 11 debe secarse y estar en
polvo y debe poseer una superficie específica alta. Como aditivo se
utilizan substancias con alto contenido de hidróxidos, óxidos y
carbonatos alcalinos o bien alcalinotérreos, como hidróxido de
calcio y cal en polvo (carbonato de calcio). El aditivo fresco 11 se
caracteriza de una manera más ventajosa a través de una reactividad
elevada con respecto a los componentes ácidos de los gases
contaminantes frente al aditivo fresco 10. Para asegurar también la
separación de mercurio gaseoso y de compuestos orgánicos gaseosos,
como dioxinas, furanos, etc. se puede añadir a la mezcla de aditivos
una substancia tensioactiva. Por ejemplo, se puede mencionar
carbono en polvo, como carbono activo o coque de horno de hogar,
pero también se contemplan zeolitas que actúan con efecto de
adsorción, que pueden incluir en su retículo cristalino moléculas
de tamaño determinado.
La temperatura en el reactor de sorción 1 y en
las partes de las instalaciones que conducen gases de escape y que
están conectadas a continuación se puede seleccionar, por una parte,
lo más profunda posible, con el fin de desplazar el equilibrio de
las reacciones químicas sobre el lado de la formación de sal y, por
otra parte, debe estar por encima del punto de rocío del agua y del
ácido de los gases de escape, con el fin de evitar deposiciones en
lugares fríos del sistema y, por lo tanto, daños de corrosión
implicados con ello a través de los componentes ácidos. De acuerdo
con la configuración de las instalaciones y los intercambiadores de
calor o bien las instalaciones de refrigeración conectados delante,
puede ser necesario regular la temperatura en el reactor de sorción
1 a través de la inyección de un líquido 12, con preferencia agua.
La inyección de líquido está dispuesta en la zona inferior del
reactor de sorción 1 y se alimenta desde un depósito colector
6.
Las substancias contaminantes reaccionan en el
reactor de sorción 1, que está realizado como instalación de lecho
fluidizado, con el aditivo en suspensión. El gas de escape se
introduce a través de un conducto 8 en el reactor de sorción 1,
siendo seleccionada la velocidad de los gases de escape de tal forma
que las partículas de aditivos se mueven durante un periodo de
tiempo más largo en el reactor de sorción 1 y se eleva en una
medida decisiva la probabilidad de reacción entre la substancia
contaminante y el aditivo. En último término, las partículas de
aditivo y el polvo contenido en el gas de escape son descargados a
través del extremo superior del reactor de sorción 1 y llegan a
través de un conducto de gases de escape 15 en el separador de
partículas 4. Este separador 4 tiene el cometido de liberar la
corriente de gases de escape de las partículas, hasta el punto de
que los contenidos residuales en el gas puro 9 se encuentran por
debajo de los valores límites legalmente establecidos para
emisiones de polvo. Puesto que en la mayoría de los casos se trata
de concentraciones de polvo de < 10 mg/Mn^{3}, un filtro
textil, como un filtro de manguera o filtro de bolsa puede ser
económicamente superior a otros sistemas, como por ejemplo filtros
eléctricos. Las partículas se acumulan aquí en el medio de filtro y
constituyen la capa auxiliar de filtro. La circulación de los gases
de escape a través de la capa auxiliar de filtro tiene como
consecuencia que de acuerdo con el principio probado del
procedimiento de corriente fluidizada, también las substancias
contaminantes gaseosas, que no habían reaccionado todavía con el
aditivo hasta la entrada en el separador 4, se consideran ahora una
reacción. La fracción separada es alimentada a través de órganos de
descarga que funcionan de forma continua desde el separador 4 a
través de un conducto hacia el depósito intermedio 5. Desde el
depósito intermedio 5 se recircula una parte de la fracción al
reactor de sorción 1 y la parte restante 14 se descarga en un silo
de producto 7 y se evacúa. La porción de la substancia sólida que
llega desde el depósito intermedio 5 a la recirculación se regula en
función de parámetros técnicos del procedimiento, como el volumen
de la corriente de gases de humo, la temperatura del gas de humo, y
la cantidad de agua inyectada. En el caso de un contenido elevado de
substancias contaminantes en el gas de escape debe elevarse la
potencia de sorción. Esto se lleva a cabo a través de la adición de
aditivo fresco 10, 11 a las posiciones predeterminadas.
\global\parskip0.500000\baselineskip
1
\tabulReactor de sorción
2
\tabulSilo de sorbente
3
\tabulSilo de sorbente
4
\tabulSeparador de partículas
5
\tabulDepósito intermedio
6
\tabulDepósito colector
7
\tabulSilo de producto
8
\tabulCanal de gases de escape
9
\tabulGas puro
10
\tabulAditivo fresco
11
\tabulAditivo fresco
12
\tabulLíquido
13
\tabulAditivo de recirculación
14
\tabulAditivo a separar
15
\tabulConducto de gases de escape.
Claims (7)
1. Procedimiento para la sorción de
contaminantes por medio de aditivo y separación del aditivo cargado
junto con el polvo des gases de escape de procesos térmicos, con
preferencia de gases de escape después de una combustión de basura,
residuos, biomasa y/o combustibles heterogéneos, en el que se
conduce aditivo para la mezcla intensiva con los gases de escape en
un lecho fluidizado, con la separación siguiente del aditivo
arrastrado en la corriente de gases de escape, del polvo y del
producto de reacción y la recirculación del aditivo a separar, en el
que se lleva a cabo una primera adición de aditivo fresco después
del lecho fluidizado antes de la separación, caracterizado
porque se lleva a cabo una segunda adición de aditivo fresco delante
del lecho fluidizado en el canal de gases de escape que conduce
hacia el lecho fluidizado y porque la reactividad del segundo
aditivo con respecto a las propiedades de separación para
substancias contaminantes limpias es mayor que la reactividad del
primer aditivo.
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la cantidad añadida
del segundo aditivo se regula en función del contenido de
substancias contaminantes en el gas bruto.
3. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la cantidad
añadida del primer aditivo se regula en función de la concentración
de gases puros.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque como primero y/o
segundo aditivo se utiliza una mezcla de una substancia en polvo
con un alto contenido en óxidos, hidróxidos y/o carbonatos
alcalinos y/u óxidos, hidróxidos o carbonatos alcalinotérreos.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque para la
reducción del contenido de substancias contaminantes en el gas puro
se añade a la mezcla del primero y/o el segundo aditivos una
substancia tensioactiva y/o catalítica.
6. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la regulación de
la recirculación se realiza en función del volumen de la corriente
de gases de escape, de la cantidad de agua inyectada en el gas de
escape y de la temperatura de los gases de escape.
7. Dispositivo para la realización del
procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, con
un reactor de lecho fluidizado, con una instalación (4) para la
separación del aditivo arrastrado desde el reactor de lecho
fluidizado (1) en la corriente de gases de escape, del polvo y del
producto de reacción, con una instalación (5, 13) para la
recirculación del aditivo separado, en la que está prevista una
primera instalación de adición (2) llena con aditivo fresco detrás
del reactor de lecho fluidizado (1) delante de la instalación (4)
para la separación, caracterizado porque está prevista una
segunda instalación de adición (3) lleva con aditivo fresco (11)
para la adición de aditivo fresco (11) delante del reactor de lecho
fluidizado (1) en el canal de gases de escape (8) que conducen
hacia el reactor de lecho fluidizado, en la que la reactividad del
aditivo en la segunda instalación de adición (3) con respecto a las
propiedades de separación para substancias contaminantes limpias es
mayor que la reactividad del aditivo en la primera instalación de
adición (2).
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