FI72886B

FI72886B - RENINGSFOERFARANDE FOER ROEKGASER.

Info

Publication number: FI72886B
Application number: FI843685A
Authority: FI
Inventors: Viljo Juhana Jaervenpaeae
Original assignee: Lisop Instmsto Oy
Priority date: 1984-09-20
Filing date: 1984-09-20
Publication date: 1987-04-30
Also published as: FI72886C; FI843685L; FI843685A0

Description

72886 1 Savukaasujen puhdistusmenetelmä Reningsförfarande för rökgaser 572886 1 Flue gas cleaning method Reningsförfarande för rökgaser 5

Keksintö kohdistuu savukaasujen pesuun märkäpesurimenetelmällä siten, ettei nestemäisiä päästöjä synny.The invention relates to the cleaning of flue gases by a wet scrubbing method so that no liquid emissions occur.

Käytännössä savukaasujen rikkipitoisuus on saastuttamassa luonnon perus-10 teellisesti päästöissä olevan rikin palaessa rikkidioksidiksi. Se vuorostaan joutuu kaasumaisena ulos ja reagoi kosteuden kanssa rikkihapakkeeksi ja rikkihapoksi. Nämä reagoivat vuorostaan vahvoina happoina maaperässä olevien metalli- ja emäksisten suolojen tai mineraalien kanssa ja sen jälkeen nämä huuhtoutuvat pois. Seurauksena on maaperän happamoituminen 15 sekä hivenaineiden poistuminen kasvien ja eläinten saatavilta. Tästä taas seuraa luonnon ja eläinkunnan nuutuminen, ellei peräti katoaminen ja kuoleminen.In practice, the sulfur content of flue gases is polluting nature when the sulfur in the emissions is basically burned to sulfur dioxide. It in turn gets out gaseous and reacts with moisture to form sulfuric acid and sulfuric acid. These, in turn, react as strong acids with metal and basic salts or minerals in the soil and are then washed away. This results in acidification of the soil 15 and removal of trace elements from plants and animals. This, in turn, results in the withering of nature and fauna, if not disappearance and death.

Rikin poistoa on kehitelty kauan ja monia ratkaisuja on tehty. Sähkö-20 suodatus ei riitä. Sen sijaan kalkkimaidon lisäämistä, ts. ruiskutusta savukaasutiiaan on kehitetty ja saatukin hyviä tuloksia. Tämä on ns. puolikuiva menetelmä. Tällöin kalkkimaitospray kuivataan savukaasuilla, jolloin rikkidioksidi sitoutuu jauheeksi, joka sitten erotetaan savukaasuista. Menetelmän heikkoutena on sen kalleus ja suhteellisen suuren kalk-25 kiylimäärän ns. ylistökiömetrinen käyttö rikkiin nähden, ts. jätemäärät tulevat suuriksi.Sulfur removal has been developed for a long time and many solutions have been made. Electric-20 filtration is not enough. Instead, the addition of lime milk, i.e. injection into the flue gas tank, has been developed and good results have been obtained. This is the so-called semi-dry method. In this case, the lime milk spray is dried with flue gases, whereby the sulfur dioxide binds to a powder, which is then separated from the flue gases. The weakness of the method is its high cost and the so-called relatively large amount of lime-25. superficial physiometric use relative to sulfur, i.e. waste volumes become large.

Eräs menetelmä on ns. leijupetipoltto, jolloin CaCO^-jauhetta syötetään kivihiilijauheen kanssa uuniin, jossa voimakkaalla ilmavirralla pidetään 30 nämä aineet uunin kartio-osassa "kiehuvassa" ts. leijuvassa ilmavirrassa. Tällöin hiili palaa, kalkkikivi menee CaO:ksi, joka vuorostaan reagoi suoraan hiilessä olleen ja palaneen rikin kanssa (SO^). Vaikeutena tässä menetelmässä on sen kalleus sekä suuret ns. kiertävät kiintoainemäärät.One method is the so-called fluidized bed combustion, in which CaCO 2 powder is fed with coal powder to a furnace in which a strong air flow keeps these substances in the conical part of the furnace in a "boiling", i.e. floating air flow. In this case, the coal burns, the limestone goes to CaO, which in turn reacts directly with the sulfur present in the coal and burned (SO 2). The difficulty with this method is its high cost as well as the large so-called circulating solids.

35 Kolmas menetelmä on ns. märkämenetelmä, jossa savukaasut pestään suoraan emäksisen pesuveden kanssa. Tämä on varma menetelmä ja voidaan päästä lähelle stökiömetrisyyttä 1,0. Haittana on sen aiheuttamat vaikeudet. On 2 72886 1 tukkeutumia, suuret vesimäärät, korroosio ja kulumiset, puhumattakaan suurista vesimääristä, joiden kokoaminen kaatopaikoille on tuottanut suuria vaikeuksia. Tähän viimeiseen haittaan pyritään keksinnön mukaisilla ratkaisuilla, joiden lähemmät tunnusmerkit on esitetty oheisissa 5 patenttivaatimuksissa.35 The third method is the so-called wet process in which the flue gases are washed directly with alkaline scrubbing water. This is a safe method and can get close to a stoichiometry of 1.0. The disadvantage is the difficulties it causes. There are 2 72886 1 blockages, large amounts of water, corrosion and wear, not to mention large amounts of water, the collection of which in landfills has caused great difficulty. This last drawback is addressed by the solutions according to the invention, the Further features of which are set out in the appended claims.

Asian yksinkertaistamiseksi on liitetty oheinen kuva 1, jossa kaavio-kuvallisesti on esitetty eräs keksinnön mukainen ratkaisu.In order to simplify the matter, the attached Figure 1 is attached, in which a solution according to the invention is shown diagrammatically.

10 Savukaasut virtaavat kuivaerottimeen 1, joka voi olla tavallinen kuiva-erotin - ns. syklonierotin. Tämän jälkeen kaasut menevät pesuriosaan 3, jossa kaasumaiset komponentit peseytyvät siten, että kaasuvirtaus on riittävän puhdas. Pesuri 3 on sinänsä tunnettu ja voi olla yhdistetty syklonierottimen kanssa. Syklonin 1 alla on painelähetin eronneen 15 materiaalin siirtämiseksi. Painelähettimestä materiaalivirtaus 13 johtaa keskitettyyn jauhemaisen materiaalin varastoon. Pesurista 3 pesuvesi valuu yhdistettyyn sekotin-/vaahdotusyksikköön 6, jossa ilman 14 ja sekoit-timen avulla hapetetaan mahdollinen sulfiitti sulfaatiksi ja sen jälkeen tapahtuva vaahdotusprosessi nostaa pesurissa eronneet reaktio- ja pesu-20 tuotteet vaahdon mukana ulos parhaiten käyttöön sopivan vaahdonpoistajan 15 avulla. Vaahto kiintoaineineen ja mahdollisine nesteineen joutuu keksinnön mukaan parhaiten painelähettimeen 7, josta eronnut vaahto ohjataan virtana 18 savukaasuvirtaan 20, jossa neste kuivuu pois ja CaSO^ menettää savukaasun lämpötilassa 100-240°C osan kidevedestään. Syklonipölyn joukkoon 25 tuleva kipsi on voimakkaasti veden kanssa kovettuvaa kuivaa pölyä ja siten esim. kaatopaikalle tai muuhun käyttöön soveltuvaa tavaraa.10 The flue gases flow to a dry separator 1, which can be an ordinary dry separator - the so-called Cyclone Separator. The gases then go to the scrubber section 3, where the gaseous components are washed so that the gas flow is sufficiently clean. The scrubber 3 is known per se and can be connected to a cyclone separator. Below the cyclone 1 there is a pressure transmitter for transferring the separated material 15. From the pressure transmitter, the material flow 13 leads to a centralized storage of powdered material. From the scrubber 3, the wash water flows to the combined mixer / flotation unit 6, where air 14 and the mixer oxidize any sulfite to sulfate, and the subsequent flotation process lifts the reaction and wash products separated in the scrubber with the foam using the most suitable defoamer 15. According to the invention, the foam with its solids and possible liquids best enters the pressure transmitter 7, from which the separated foam is directed as a stream 18 to a flue gas stream 20, where the liquid dries out and CaSO 4 loses some of its crystal water at a flue gas temperature of 100-240 ° C. The gypsum entering the cyclone dust group 25 is a strongly water-curable dry dust and thus, for example, goods suitable for landfill or other use.

Sekoittaja/vaahdottajasta poistumatta jäävä kiintoaine virtaa ylijuoksun 16 kautta säiliöön 8, jossa parhaiten keskipakoisliikkeen avulla ohjataan 30 kiintoaine painumaan parhaiten painelähettimeen 9. Täältä se ohjataan virtaavana 17 samoin savukaasuvirtaan, jossa siitä neste haihtuu pois ja kiintoaine eroaa kuivan pölyn joukkoon 13.The solids not leaving the mixer / frother flow through the overflow 16 to the tank 8, where the solid is best controlled by centrifugal motion to press the solids best into the pressure transmitter 9. From here it is directed as a flow 17 to a flue gas stream where the liquid evaporates and the solid separates into dry dust

Keksinnön mukaisella menetelmällä on mahdollista saada pölyt koko savu-35 kaasumäärästä talteen kuivana, vieläpä kemiallisesti sidottuna ilman pienintäkään vesipäätöä. Muutamat tekniset rajat on syytä huomioida. Polttoaineen, etupäässä kivihiilen sisältäessä rikkiä 1 %, tulee kuivattavan 3 72886 1 kipsin määräksi kivihiilestä 3,5-5 % riippuen käytetyn kalkin puhtaus- asteesta. Kuivaerotuksen läpäisevä kiintoaine vaihtelee poltetun kivihiilen määrästä 1-3 %, joten kuivattava kiintoainemäärä vaihtelee 4-8 % kivihiilen määrästä. Se alentaa haihdutettavan pesuaineen kanssa savukaasun lämpö-5 tilaa 10-30°C riippuen kuivattavan materiaalin nestemäärästä.With the method according to the invention, it is possible to recover dust from the entire amount of smoke-35 gas dry, even chemically bound, without the slightest water discharge. A few technical limits need to be considered. When fuel, mainly coal, contains 1% sulfur, the amount of 3 72886 l of gypsum to be dried will be 3.5-5% of coal, depending on the degree of purity of the lime used. The solids that pass through the dry separation vary from 1 to 3% of the amount of coal burned, so the amount of solids to be dried varies from 4 to 8% of the amount of coal. It lowers the flue gas temperature-5 with the evaporating detergent by 10-30 ° C depending on the amount of liquid in the material to be dried.

On tietysti mahdollista puhaltaa virtaukset 8 ja 17 suoraan kattilaan, jossa ne tietenkin kuumentuvat lämpötilaan, jossa kipsi menettää kokonaan kidevetensä ja tulee joko hidasreaktiolliseksi veden kanssa tai tulee 10 ns, "kuolleeksi" kipsiksi, joka ei juuri reagoi veden kanssa. Toisaalta kipsi hajoaa uudestaan rikkidioksidiksi ja siten ei ole paikallaan johtaa ko. virtauksia 8 ja 17 ainakaan kattilan kuumimpaan kohtaan.It is, of course, possible to blow streams 8 and 17 directly into the boiler, where they are of course heated to a temperature where the gypsum completely loses its crystal water and either becomes slowly reactive with water or becomes 10 ns, "dead" gypsum that hardly reacts with water. On the other hand, the gypsum decomposes again into sulfur dioxide and thus it is not in place to lead to this. flows 8 and 17 at least to the hottest point of the boiler.

Menetelmän etuina voidaan todeta useita muitakin kuin nestemäisten kompo-15 nenttien puuttuminen. Ennenkaikkea pesunestemäärien ja säiliöiden koot putoavat murto-osaan tarvittavista määristä. Virtaus 12 sisältää haihtuvan lukumäärän sekä tarvittavan neutralointiaineen, jona parhaiten toimii CaCOH^ eli ns. kalkkimaito. Kalkkimaidon määriä valvotaan parhaiten siten, että sekoitin/vaahdotusyksikön 6 toiminta voi tapahtua pH 7-10. Kalkki-20 maidon valmistus on sinänsä tunnettua tekniikkaa. Tietenkin voidaan kalkki-maidon asemesta käyttää vaikkapa NaOH eli Na-hydroksidia eli lipeää tai NaCO^ eli soodaa, jolloin rikki reagoi ilman kiinteitä tuotteita. Sekoitin/ vaahdotusyksiköstä tulee ulos vain syklonin läpäissyt lentotuhka.The advantages of the method include several other than the absence of liquid components. Above all, the sizes of the washing liquids and tanks fall to a fraction of the required amounts. Stream 12 contains a volatile amount as well as the necessary neutralizing agent, which is best served by CaCOH 2. the milk of lime. The amounts of lime milk are best controlled so that the operation of the mixer / frothing unit 6 can take place at pH 7-10. The production of lime-20 milk is a technique known per se. Of course, instead of lime milk, it is possible to use, for example, NaOH or Na hydroxide or lye or NaCO3, in which case the sulfur reacts without solid products. Only fly ash that has passed through the cyclone comes out of the mixer / flotation unit.

25 Sisäänvirtaavassa kaasussa 20 kuivatut materiaalit virtauksista 18 ja 17 erottuvat erottimessa 1 pääosin rakeistettuna. Säiliön 8 ja sekoitin/vaahdotusyksikön 6 koot ovat suhteellisen pieniä verrattuna nykyisin käytettäviin nestesäiliökokoihin. Uuden veden tarve vastaa suuruusluokaltaan painossa syötettyä kivihiilimäärää (polttoainemaärää). Mikäli halutaan 30 saada lämpöä talteen pesunesteestä, voi se tapahtua parhaiten säiliöstä 8, johon voidaan laittaa sopiva suljettu nestekierto. On syytä todeta, että säiliön 8 lämpötila vaihtelee esim. kivihiilipoltossa 40-60°C.In the incoming gas 20, the dried materials from the streams 18 and 17 are separated in the separator 1 mainly in the form of granules. The sizes of the tank 8 and the mixer / flotation unit 6 are relatively small compared to the liquid tank sizes currently in use. The need for new water corresponds in order of magnitude to the amount of coal fed by weight (amount of fuel). If it is desired to recover heat from the washing liquid, this can best be done from a tank 8 into which a suitable closed liquid circuit can be placed. It should be noted that the temperature of the tank 8 varies, for example, in coal combustion from 40 to 60 ° C.

Kaasuvirtauksen 4 lämpötila riippuu pesurista 3.The temperature of the gas flow 4 depends on the scrubber 3.

Kiertovesipumpun 10 virtaus 11 huuhtoo myös epäpuhtauksia pesurista 3 virtauksena 5 sekoitin/vaahdotusyksikköön 6.The flow 11 of the circulating water pump 10 also flushes the impurities from the scrubber 3 as a flow 5 to the mixer / flotation unit 6.

35 4 72886 1 Keksinnön ratkaisu on suljettu ja periaatteeltaan yksinkertainen. Oleellista siinä on pesurista ulosvirtaavan nesteen ja siinä olevan kiintoaineen vaahdottaminen omaksi osavirtaukseksi, joka on helppo kuivata. Tietenkin se on mahdollista myös virtauksella 17 sille kiintoainemateri-5 salille, joka ei vaahdotu.35 4 72886 1 The solution of the invention is closed and in principle simple. Essential to this is the foaming of the liquid and the solid flowing out of the scrubber into its own partial flow, which is easy to dry. Of course, this is also possible with flow 17 to the solid-5 hall which does not foam.

10 15 20 25 30 3510 15 20 25 30 35

Claims

72886

A method for cleaning flue gases, in which the solid contained in the incoming flue gas (20) is first separated dry by either an electrostatic precipitator or a cyclone (1) or other suitable dry separator and then passed to a scrubber (3) where the gaseous components are washed and reacted solid, after which the spent washing liquid is directed to the combined mixer / flotation unit (6), characterized in that the foam and / or the solids-containing upstream flowing out of the frother (6) is directed in a manner known per se (7,18 and 16,8,9,17) into the set of hot flue gas (20) or possibly directly into the combustion chamber of the boiler, whereby the liquid contained in the foam evaporates and the solid separates into a set of dry dust. 15

1 Claims

A method according to claim 1, wherein the non-foamed solid is separated in a subsequent tank, characterized in that it is also dried with raw gas from combustion.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the pH range of the mixer / flotation unit is maintained in the flotation range with a suitable base. 25 30 35