FI81503C - Foerfarande foer bindande av i en kolpulverpanna uppstaoende svavelfoereningar. - Google Patents

Description

81503

Menetelmä hiilipölykattilassa syntyvien rikkiyhdisteiden sitomiseksi Förfarande för bindande av i en kolpulverpanna uppstaende svavelföreningar Tämä keksintö koskee menetelmää hiilipölykattilassa syntyvien rikkiyhdisteiden sitomiseksi jauhemaisella reagenssil-la, kuten kalkkikivellä.

Aikaisemmin on hiilipölykattilan polttoainetta tavallisesti jauhettu suurissa kuulajauhimissa jotka ovat paljon tilaa vieviä ja ovat lisäksi sekä investointi- että käyttökustannuksiltaan hyvin epäedullisia. Kattilan savukaasujen rikkidioksidipitoisuutta on pyritty alentamaan syöttämällä kattilan polttotilaan kalsiumoksidia, kalsiumkarbonaattia tai jotakin muuta alkalista yhdistettä. Siinä tapauksessa että polttoaineessa oleva rikki sidotaan reagenssiin, kuten kal-siumkarbonaattiin, kalsium-magnesiumkarbonaattiin tai vastaavaan oksiidiin, kyseistä reagenssia syötetään jauheena, jonka hiukkaskoko on pääosin alueella 0,05 - 1 mm. Reagenssia syötetään kuivana jauheena tai lietteenä tavallisesti erillisenä suihkuna joko suoraan kattilaan tai kattilaa seu-raavaan savukaasujen reaktiokammioon. Jauhemaista oksidia ja/tai karbonaattia syötetään kattilan polttotilaan polttoaineen rikkipitoisuuden mukaan siten, että alkali- ja/tai maa-alkalimetalleja on reaktiokaavan mukaisessa moolisuh-teessa vähintään rikkiä vastaava määrä, edullisesti kuitenkin enemmän kuin reaktioon tarvittava määrä. Koska reagens-sin hiukkaskoko vaihtelee ja sisältää runsaasti karkeita, suurikokoisia hiukkasia on reagenssia käytettävä runsaasti ylimäärin polttotilassa syntyvään rikkidioksidikaasun määrään nähden riittävän rikinpoistotuloksen saavuttamiseksi. Tällöin reagenssin, lähinnä kalkin ylimäärästä syntyy huomattavia määriä jäteainetta kuten kipsiä ja vain osittain reagoinutta reagenssia.

Nyt esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa nämä haitat. Tämä tapahtuu siten, että fossiilista esimurskattua 81503 2 kiinteää polttoainetta ja esimurskattua reagenssia, jauhetaan paineilmaa työkaasuna käyttävän vastasuihkumyllyn avulla ultrahienoiksi hiukkasiksi ja johdetaan suoraan kattilaan vastasuihkumyllyn säädettävän jälkipaineen avulla, jolloin polttoaine/kaasuseoksen kaasuosuutta käytetään polttoproses-sin ensiöilmana.

Vastasuihkumyllyssä jauhettavaa materiaalia kiihdytetään kaasususpensiona ainakin kahden siten suunnatun kiihdytys-suuttimen läpi jauhatuskammioon, että suuttimista syöksyvät materiaali-kaasu-suihkut törmäävät toisiinsa jauhatuskammion keskellä, jolloin jauhatus tapahtuu. Vastasuihkumyllynä voidaan edullisesti käyttää suomalaisessa patenttihakemuksessa 86 1961 esitettyä painekammiojauhinyksikköä, josta mekaaninen jälki jauhin on poistettu. Jauhinpesä voi esimerkiksi olla rakenteeltaan suomalaisessa patenttijulkaisussa 74222 esitettyä tyyppiä.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan polttoaineena käyttää esimerkiksi kivihiiltä, ruskohiiltä tai vastaavaa.

Käyttämällä vastasuihkujauhinta sekä polttoaineen että rea-genssin, tavallisesti kalkkikiven tai poltetun kalkin jauhamiseen ja syöttämiseen kattilaan saadaan erittäin edullinen ja helposti säädettävä polttotapahtuma kattilassa samalla kuin prosessin rikinsitomiskyky tehostuu merkittävästi. Kattilaan syötetyn polttoainepölyn ja kalkkikivipölyn hiukkas-koko on yhdeksänkymmentäprosenttisesti alle 30 um. Polttoainepölyn ja kalkkikivipölyn suuren ominaispinta-alan johdosta kemialliset reaktiot polttotilassa tapahtuvat erittäin nopeasti ja täydellisesti. Tämä koskee erityisesti hiilen ja rikin palamisreaktiota, kalsiumkarbonaatin hajoamista reaktio-tuotteikseen (C02:ksi ja CaOiksi) ja edelleen lämpötilan laskiessa alueelle 1050 - 750oc rikkidioksidin reaktiota

CaO:n kanssa sulfidiksi ja/tai sulfaatiksi. Polttoaineen sisältämän rikin sitomiseksi pystytään toimimaan lähes stökiö- 3 81 503 metrisellä kalkkikivimäärällä, koska toimitaan lähellä termodynaamista tasapainotilaa.

Keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan täten parantaa kattilan hyötyssuhdetta, koska poltto tapahtuu aikaisempaa tehokkaammin ja kattilaan syötettävän pienemmän kalkkikivi-määrän johdosta kalkin polttoon kuluvan energian tarve vähenee samalla kuin jäteaineita syntyy vähemmän. Vastasuihku-jauhimen tehokkaan jauhatusvaikutuksen johdosta reagenssi-hiukkasiin muodostuu runsaasti tuoretta aktiivista pinta-alaa parantaen reagenssin reaktiivisuutta siinä määrin että rikinsitomisreaktioon voidaan käyttää tehokkaasti myös heikkolaatuista kalkkikiveä, kuten dolomiittia, jonka CaC03~pi-toisuus on alhaisempi. Suihku jauhatuksessa syntyvän suuren ominaispinta-alan johdosta, dolomiitin poltossa syntyvä MgO on reaktiivista ja myös se ehtii reagoida rikkiyhdisteiden kanssa.

Keksinnön muut tunnusmerkit ilmenevät oheistetuista patenttivaatimuksista 1-10.

Keksinnön mukainen menetelmä voidaan suorittaa niin että :·. polttoaine ja reagenssi jauhetaan joko samassa vastasuihku- jauhimessa tai eri vastasuihkujauhimissa.

Siinä tapauksessa että käytetään kahta vastasuihkujauhinta, polttoainetta jauhaavan yksikön on oltava kapasiteetiltaan huomattavasti suurempi kuin reagenssia, tavallisesti kalkkikiveä jauhaava yksikkö. Oikeaan seossuhteeseen pääsemiseksi on riittävän usein suoritettava polttoaineen rikkipitoisuutta ja kalkkikiven rikkiä sitovien yhdisteiden pitoisuuk-siä määrittävä analyysi. Analyysituloksien perusteella voidaan nopeasti ja tarkasti säätää vastasuihkumyllyjen jauha-tusolosuhteita niin, että polttoaineen ja kalkkikiven keskinäiset syöttömäärät vastaavat optimitilannetta. Kun laitteistossa on polttoainetta ja reagenssia varten erilliset 4 81503 syöttö- ja jauhatusyksiköt on laitteiston säätö optimaaliseen seossuhteeseen helposti hallittavissa. Toinen etu kahta vastasuihkujauhinta käytettäessä on, että reaktiivinen polt-toainepöly ja reagenssi, kuten kalkkikivipöly voidaan syöttää kattilaan joko täysin erillisinä kaasusuihkuina tai vastasuihkujauhimien poistoputkia yhdistämällä yhteisenä kaasuseoksena, jossa polttoaine- ja reagenssipölyn seossuhde on optimaalinen.

Yksinkertaisin laitteisto saadaan jos polttoainetta ja rea-genssia jauhetaan ja syötetään kattilaan yhteisellä vasta-suihku jauhimella, jolloin polttoainetta ja reagenssia syötetään analyysituloksien perusteella oikeassa seossuhteessa vastasuihkujauhimen syöttösuppiloon.

Jos halutaan välttää sitä, että reagenssi ja polttoaine tulevat kosketuksiin keskenään ennen jauhatusta voidaan vastasuihku-jauhimeen järjestää kaksi syöttölaitetta, suurikokoinen polttoainetta varten ja pienikokoinen reagenssia varten. Suurikokoinen syöttölaite syöttää polttoainetta edullisesti kahden, vastasuihkujauhimen jauhatuskammion keskikohtaan suunatun kiihdytyssuuttimen kautta ja pienikokoinen syöttölaite söyttää reagenssia kahden muun, samaan kohtaan suunna-. tun kiihdytysputken kautta.

Siinä tapauksessa että laitteistoon kuuluu eri syöttöyksikkö polttoainetta ja reagenssia varten voidaan näiden kahden komponentin välinen suhde helposti säätää kyseisen söyttöyk-sikön työkaasupaineita ja/tai syöttöruuvin kiertonopeutta säätämällä.

Polttoaineen ja reagenssin vastasuihkujauhimessa saavuttaman suuren ominaispinta-alan ansiosta, niiden reaktiivisuus kohoaa niin paljon, että polttoaineen sisältämän rikin sitomiseksi pystytään toimimaan lähes stökiömetrisellä reagenssi-määrällä.

Il 81503 5

Polttoainepölyn ja reagenssipölyn raekokojakaumaa voidaan helposti ja nopeasti säätää vastasuihkujauhimen tai -jauhimien jauhatusolosuhteita, kuten työkaasupainetta, kaasu-kiintoainesuhdetta jne. muuttamalla.

Koska jauhatusprosessissa tarvittavan paineilman määrää voidaan vaihdella laajoissa rajoissa, on erityisesti polttoai-nepölyn kanssa kattilaan virtaavan ja polttoprosessin primääriilmana toimivan korkeapaineisen työkaasun määrä helposti säädettävissä hiilipölyn palamisen kannalta edulliseen tasoon. Vastasuihkujauhimen jauhatuskammiossa vallitsevaa jälkipainetta voidaan näin hyödyntää jauhetun reagenssin ja polttoaineen kuljettamiseen vastasuihkumyllystä kattilaan samalla kuin seoksen kaasuosuutta käytetään hiilipölyn polttamiseen .

* · · .

» » » .

Claims (10)

1. 6 81503 Patenttivaatiukset;
2. 1. Menetelmä hiilipölykattilassa syntyvien rikkiyhdisteiden sitomiseksi jauhemaisella reagenssilla, kuten kalkkikivellä, tunnettu siitä, että fossiilista esimurskattua kiinteää polttoainetta ja esimurskattua reagenssia jauhetaan paineilmaa työkaasuna käyttävän vastasuihkumyllyn avulla ultrahienoiksi hiukkasiksi ja johdetaan suoraan kattilaan vastasuihkumyllyn säädettävän jälkipaineen avulla, jolloin polttoaine/kaasuseoksen kaasuosuutta käytetään polttoproses-sin ensiöilmana.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että fossiilinen polttoaine ja reagenssi jauhetaan eri vastasuihkujauhimissa.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että molempien vastasuihkujauhimien poistoputket johdetaan erillisinä kanavina kattilaan.
5. 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että molempien vastasuihkujauhimien poistoputket yhdistetään yhteiseksi kattilaan päättyväksi suutinkanavaksi.
6. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että fossiilista polttoainetta ja reagenssia jauhetaan samassa vastasuihkumyllyssä.
7. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polttoainetta ja reagenssia syötetään vastasuihku jauhimen jauhatuskammioon erillisinä, toisiinsa törmäävinä kΐΐntoaine/kaasusuihkuina oman syöttöyksikönsä kautta. 1 il Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polttoainetta ja reagenssia syötetään halutussa seossuhteessa vastasuihkujauhimen syöttöyksikköön. 81 503
8. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kattilaan syötettävän polttoaineen ja reagenssin välinen suhde säädetään vastasuihku-jauhimen tai -jauhimien syöttöyksiköyden työkaasupaineita ja/tai syöttöruuvien kiertonopeutta säätämällä.
9. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että polttoainetta ja reagenssia syötetään kattilaan polttoaineessa olevaan rikinmäärään nähden lähes stökiömetrisessä suhteessa.
10. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että sekä polttoainepölyn että reagenssipölyn raekokojakaumaa säädetään jauhatusolosuhteita muuttamalla.