FI81970B - Method and installation for removal of sulfur from flue gases from a power plant using solid fuel - Google Patents

Method and installation for removal of sulfur from flue gases from a power plant using solid fuel Download PDF

Info

Publication number
FI81970B
FI81970B FI884647A FI884647A FI81970B FI 81970 B FI81970 B FI 81970B FI 884647 A FI884647 A FI 884647A FI 884647 A FI884647 A FI 884647A FI 81970 B FI81970 B FI 81970B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
sulfur
flue gases
solid
power plant
gas
Prior art date
Application number
FI884647A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI81970C (en
FI884647A (en
FI884647A0 (en
Inventor
Heikki Ahonen
Original Assignee
Hja Eng Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hja Eng Oy filed Critical Hja Eng Oy
Priority to FI884647A priority Critical patent/FI81970C/en
Publication of FI884647A0 publication Critical patent/FI884647A0/en
Publication of FI884647A publication Critical patent/FI884647A/en
Publication of FI81970B publication Critical patent/FI81970B/en
Application granted granted Critical
Publication of FI81970C publication Critical patent/FI81970C/en

Links

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Description

81 97081 970

Menetelmä ja laitteisto rikin poistamiseksi kiinteätä polttoainetta käyttävän voimalaitoksen savukaasuistaMethod and apparatus for removing sulfur from the flue gases of a solid fuel power plant

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä rikin poistamiseksi kiinteätä polttoainetta käyttävän voimalaitoksen savukaasuista.The invention relates to a method for removing sulfur from the flue gases of a solid fuel power plant according to the preamble of claim 1.

Keksintö koskee myös patenttivaatimuksen 5 johdannon mukaista laitteistoa.The invention also relates to an apparatus according to the preamble of claim 5.

Voimaloissa, joissa poltetaan kiinteätä polttoainetta, käytetään usein rikkipitoista polttoainetta. Rikinpoisto on hoidettu monella tavoin ja markkinoilla on tällä hetkellä ainakin 30 eri teknistä ratkaisua, joilla savukaasujen rikki ja jossain tapauksissa typenkin oksidit voidaan olennaiselta osiltaan poistaa. Rikinpoistosta saadaan tavallisesti jälleen uusi jäte. Jossain tapauksissa voidaan rikki pelkistää alkuaineeksi tai jäte myydä sellaisenaan. Useimmissa prosesseissa kuitenkin syntyy jäte, jonka hyödyntäminen tai edelleen käsittely muodostaa uuden ongelman.In power plants that burn solid fuel, sulfur-containing fuel is often used. Desulphurisation has been carried out in many ways and there are currently at least 30 different technical solutions on the market that can substantially remove sulfur and, in some cases, nitrogen oxides from flue gases. Desulphurisation usually results in new waste again. In some cases, sulfur can be reduced to an element or the waste sold as such. However, most processes generate waste, the recovery or further treatment of which poses a new problem.

Normaalisti voimalaitoksessa poistetaan tuhka ja pöly sähkö-suotimilla varsinaisen lämmönsiirtoprosessin jälkeen. Sellaisissa voimalaitoksissa, joita nykyterminologialla kutsutaan kombivoimaloiksi, joissa polttaminen tapahtuu paineellisessa tilassa ja joissa ensimmäisenä prosessina on kaasuturbiiniprosessi ja seuraavana lämmöntalteenottokat-tila ja höyryturbiiniprosessi, savukaasut suodatetaan usein kuumina ennen kaasuturbiinia. Tällaiset voimalat ovat kuitenkin vasta yleistymässä ja niihin ollaan kehittämässä sopivia suodattimia.Normally, the power plant removes ash and dust with electric filters after the actual heat transfer process. In power plants, which in modern terminology are called combined cycle power plants, where combustion takes place in a pressurized state and where the first process is a gas turbine process and then the heat recovery boiler space and steam turbine process, the flue gases are often filtered hot before the gas turbine. However, such power plants are only becoming more common and suitable filters are being developed for them.

Investointikustannuksiltaan halvimmissa rikinpoistoproses-seissa rikinpoisto toteutetaan injektoimalla maa-alkali-metallikarbonaattia, tavallisesti jauhettua kalkkikiveä tai 2 81970 dolomiittia tulipesään, jolloin se muuttuu lämmön vaikutuksesta maa-alkalimetallioksidiksi, joka reagoi puolestaan rikkidioksidin ja rikkitrioksidin kanssa muodostaen maa-alkalimetallisulfaattia ja -sulfiittia. Tästä eteenpäin on erilaisia prosessimuunnelmia, joista mainittakoon Tampella Oy:n kehittämä LIFAC-menetelmä. Rikintalteenoton tehokkuutta on mainitussa menetelmässä parannettu suorittamalla jälki-kostutus, eli ns. aktivointi, joka nostaa talteenottotehok-kuutta pelkkään maa-alkalimetallikarbonaatti-injektioon verrattuna lähes 100 %:lla.In the least costly desulfurization processes, desulfurization is carried out by injecting alkaline earth metal carbonate, usually ground limestone or 2,81970 dolomite into the furnace, whereupon it is converted by heat to alkaline earth metal oxide, which in turn reacts with sulfur dioxide and sulfur trioxide. From now on, there are various process variations, such as the LIFAC method developed by Tampella Oy. In said method, the efficiency of sulfur recovery has been improved by performing post-wetting, i.e. the so-called activation, which increases the recovery efficiency by almost 100% compared to alkaline earth metal carbonate injection alone.

Polttoaineenaan tyypillisesti turvetta, kivihiiltä tai sentapaisia fossiilisia, kiinteitä polttoaineita käyttävissä voimaloissa esiintyy muitakin ongelmia kuin pottoaineiden sisältämä rikki. Kun ajatellaan, että tyypilliset tällaiset kiinteät polttoaineet sisältävät noin 10 % palamatonta ainetta, jota arkikielessä nimitetään tuhkaksi, aiheuttaa tämän tuhkan hyväksikäyttö tai hävittäminen tai varastoiminen erään uuden ongelman. Tämän tuhkan hyväksikäytön esteitä ovat mm. sen sisältämä palamaton hiili. Rikinpoistotuhkan hyväksikäytön esteitä ovat tämän palaamattoman hiilen lisäksi se että siellä osa kalkista on sitoutunut kalsiumsulfiit-tiin eikä kaikki ole sulfaattina. Tämä sulfiitti hapettuu kuitenkin myöhemmin sulfaatiksi ja eräissä kohteissa, kuten esim. betoniteollisuudessa, aiheutuu tästä hapettumisesta myöhemmin tuotteen muodonmuutoksia ja lujuuden menetyksiä.Power plants that typically use peat, coal, or similar fossil, solid fuels as their fuel also have problems other than the sulfur contained in the fuels. Considering that typical such solid fuels contain about 10% non-combustible material, commonly referred to as ash, the utilization or disposal or storage of this ash poses a new problem. Obstacles to the exploitation of this ash include the non-combustible carbon it contains. In addition to this irreversible carbon, the fact that some of the lime is bound to calcium sulphite and not all is sulphate are obstacles to the utilization of desulphurisation ash. However, this sulfite is subsequently oxidized to sulfate, and in some applications, such as the concrete industry, this oxidation subsequently results in deformation of the product and loss of strength.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa tunnettuun tekniikkaan liittyvät epäkohdat ja saada aikaan aivan uudenlainen menetelmä ja laitteisto rikin poistamiseksi savukaasuista .The object of the present invention is to eliminate the drawbacks associated with the prior art and to provide a completely new method and apparatus for removing sulfur from flue gases.

Voimaloista saatava tuhkajäte olisi ideaalisesti sellainen, jossa rikinpoiston jälkeen tuhka on a) kuivaa, b) kaikki rikki on sitoutunut sulfaattimuotoon ja c) tämä tuhka ei sisällä vapaata palamatonta hiiltä.Ideal waste from power plants would ideally be one in which, after desulphurisation, the ash is a) dry, b) all the sulfur is bound to the sulphate form and c) this ash does not contain free non-combustible carbon.

3 81970 Tässä keksinnössä lähdetään siitä ajatuksesta, että savukaasuista erotetaan tunnetulla tavalla suodattamalla olennainen osa kiintoaineksesta. Tässä suhteessa menetellään vastaavalla tavalla kuin kombivoimaloissa ennen kaasuturbiiniproses-sia.3,81970 The present invention starts from the idea that a substantial part of the solid is separated from the flue gases in a known manner. In this respect, the procedure is similar to that in combined heat and power plants before the gas turbine process.

Keksinnön mukaan käsitellään tuhkaa erillisessä jälkipoltti-mossa polttamalla se hiilettömäksi lämpötilassa, joka on kuitenkin niin alhainen, että kalsiumsulfiitti ja -sulfaatti eivät uudestaan hajoa. Olennaisesti partikkelivapaa virta käsitellään puolestaan katalyyttisellä hapettimella ja lisä-ilmalla, jolloin kaasuvirrassa oleva rikkidioksidi tunnetulla tavalla hapettuu katalyyttien vaikutuksesta (ks. Sheldon Lee, Irving Johnson, Kevin Myler et ai., Argonne National Laboratory, Annual Contaminant Control in Hot eolation Derived Gas Streams, Washington PA, USA 1983, May 24 - 26). Katalyytin pitkän elinajan takaamiseksi on tärkeää, että savukaasut ovat olennaisen vapaita kiintoaineista.According to the invention, the ash is treated in a separate afterburner by decarbonizing it at a temperature which, however, is so low that the calcium sulphite and sulphate do not decompose again. The substantially particle-free stream, in turn, is treated with a catalytic oxidant and additional air, whereby the sulfur dioxide in the gas stream is oxidized in a known manner by catalysts (see Sheldon Lee, Irving Johnson, Kevin Myler et al., Argonne National Laboratory, Annual Contaminant Control in Hot Eolation Derived Gas Streams, Washington PA, USA 1983, May 24 - 26). To ensure the long life of the catalyst, it is important that the flue gases are substantially free of solids.

Erilliskäsittelyiden jälkeen virrat yhdistetään.After separate treatments, the streams are combined.

Keksinnölle on siten tunnusomaista, että savukaasut jaetaan kahteen osaan, eli kiintoaineista vapaaseen kaasuosaan ja kiintoainevirtaan, jotka molemmat käsitellään erikseen. Lisäilman avulla poltetaan lentotuhkan vapaa hiili, jolloin kuitenkin käytetään niin alhaista lämpötilaa, tyypillisesti 800 - 900eC, että kipsi ja kalsiumsulfiitti eivät olennaisesti hajoa. Toinen virta hapetetaan katalyyttisesti niin, että rikkidioksidi hapettuu rikkitrioksidiksi. Kummassakin tapauksessa hapetukseen johdetaan lisäilmaa koska voimalaitosprosessissa savukaasujen happipitoisuus on yleensä hyvin alhainen. Kiintoaineista vapaan kaasun hapettamiseen käytetään katalyyttinä esim. rautasuoloja tai aktivoitua alumi-naattia tai näiden yhdistelmiä. Kyseeseen tulevat esim. aktivoitu bauksiitti tai synteettiset ja luonnonzeoliitit.The invention is thus characterized in that the flue gases are divided into two parts, i.e. a solids-free gas part and a solids stream, both of which are treated separately. The additional air is used to burn the free carbon of the fly ash, however, using such a low temperature, typically 800-900eC, that the gypsum and calcium sulfite do not substantially decompose. The second stream is catalytically oxidized so that sulfur dioxide is oxidized to sulfur trioxide. In both cases, additional air is introduced into the oxidation because the oxygen content of the flue gases in the power plant process is usually very low. For the oxidation of the gas free of solids, e.g. iron salts or activated aluminate or combinations thereof are used as catalysts. Examples are activated bauxite or synthetic and natural zeolites.

Tällainen edellä kuvattu prosessi sopii luontevasti paineistettua polttoa käyttävään kombivoimalaan, jossa joka tapauk 4 81970 sessa savukaasujen kiintoainepartikkelit joudutaan suodattamaan ennen kaasuturbiinia olennaisista osiltaan pois. Prosessi soveltuu teknisesti normaalivoimalalaankin, samaa suodatusta voidaan näet soveltaa siellä ja kummassakin tapauksessa voidaan hiukkasvapaa savukaasu käsitellä kata-lyyttisesti a) rikkidioksidin hapettamiseksi tai b) erilaisilla keinoilla typenoksidien pelkistämiseksi ennen tätä rikkidioksidien hapetusta tai sen jälkeen.Such a process as described above is naturally suitable for a pressurized combustion combined cycle power plant, in which case, in any case, 4,81970, the solid particles of flue gases have to be substantially filtered off before the gas turbine. The process is also technically suitable for a normal power plant, since the same filtration can be applied there and in both cases the particulate flue gas can be catalytically treated a) to oxidize sulfur dioxide or b) by various means to reduce nitrogen oxides before or after this oxidation of sulfur dioxide.

Näiden toimenpiteiden jälkeen virrat yhdistetään uudestaan ja johdetaan tunnettuun menetelmään (esim. (Tampellan LIFAC-menetelmä), jossa vesihöyryaktivoinnilla aiheutetaan kaasufaasikiintoainereaktio.After these operations, the streams are recombined and passed to a known method (e.g. (Tampella LIFAC method) in which steam vapor activation causes a gas phase solid reaction.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.More specifically, the method according to the invention is mainly characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 1.

Keksinnön mukaiselle laitteistolle on puolestaan tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 5 tunnusmerkkiosassa.The apparatus according to the invention, in turn, is characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 5.

Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja. Niinpä menetelmässä muodostuu lähes täydellisesti kipsiä eikä olennaisia määriä kalsiumsulfiittia kuten aikaisemmissa normaalimenettelyissä. Samalla saadaan kuivaa, hiili- ja kalsiumsulfiittivapaata lentotuhkaa, joka oleellisesti koostuu lentotuhkahiukkasten muodossa olevista kalsiumsili-kaateista, kipisistä, kalsiumkarbonaatista ja kalsiumoksi-deista. Tuote soveltuu käytettäväksi esimerkiksi sementin lisäaineena tai erilaisissa betonituotteissa.The invention provides considerable advantages. Thus, the process produces almost completely gypsum and not substantial amounts of calcium sulfite as in previous normal procedures. At the same time, dry, carbon- and calcium sulfite-free fly ash is obtained, which consists essentially of calcium silicates, gypsum, calcium carbonate and calcium oxides in the form of fly ash particles. The product is suitable for use, for example, as a cement admixture or in various concrete products.

Keksintöä ryhdytään seuraavassa lähemmin tarkastelemaan oheisten piirustusten avulla, joista kuviossa 1 on esitetty normaalivoimalaan soveltuvan rikin-poistojärjestelyn kaaviokuva, ja 5 81970 kuviossa 2 on esitetty nk. kombivoimalan yhteyteen järjestetyn keksinnön mukaisen rikinpoistoprosessin kaavio-kuva.The invention will now be examined in more detail with the aid of the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a schematic diagram of a desulphurisation arrangement suitable for a normal power plant, and Fig. 81970 shows a schematic diagram of a desulphurisation process according to the invention.

Kuviossa 1 tarkoitetaan viitenumerolla 1 normaalia poltto-ainekattilaa, johon syötetään polttoainetta, ilmaa, vettä ja josta tulee savukaasuja ja höyryä. Polttoaineen sisältämän rikin sitomiseksi siihen syötetään myös hienoksi jauhettua kalkkikiveä, tai sentapaista maa-alkalimetallikarbonaattia. Kattilasta 1 saatavat savukaasut johdetaan suotimeen 2, jossa kiintoaineet erotetaan. Käytettävä suodin voi olla mitä tahansa sinänsä tunnettua tyyppiä, kuten hiekkasuodin, leijukerrossuodin, sykloni, keraaminen suodin tai näiden yhdelmä tai joku muu suodin joka pystyy toimimaan korkeissa tai normaalissa lämpötiloissa.In Fig. 1, reference numeral 1 denotes a normal fuel boiler into which fuel, air, water and flue gases and steam are supplied. To bind the sulfur contained in the fuel, finely ground limestone, or similar alkaline earth metal carbonate, is also fed to it. The flue gases from the boiler 1 are led to a filter 2, where the solids are separated. The filter used may be of any type known per se, such as a sand filter, a fluidized bed filter, a cyclone, a ceramic filter or a combination thereof, or some other filter capable of operating at high or normal temperatures.

Suotimesta saatava kiintoaines johdetaan erotuslaitteeseen 3, jossa tuhka ja kalkki erotetaan mahdollisesta suodatin-aineesta (esim. hiekasta), minkä jälkeen kiintoaines johdetaan jälkipolttimeen 4, jossa tuhka poltetaan hiilivapaaksi. Polttolämpötila pidetään alle 1000eC:n, edullisesti 800 — 900eC:ssa, kalsiumsulfaatin ja -sulfiitin hajoamisen estämiseksi. Jälkipolttimena voidaan edullisesti käyttää leiju-kerrosuunia tai kiertävää leijukerrosuunia.The solids from the filter are passed to a separation device 3, where the ash and lime are separated from any filter material (e.g. sand), after which the solids are passed to an afterburner 4, where the ash is burned free of carbon. The firing temperature is kept below 1000eC, preferably 800-900C, to prevent the decomposition of calcium sulphate and sulphite. As the afterburner, a fluidized bed furnace or a rotating fluidized bed furnace can be advantageously used.

Suotimesta 2 saatavat kiintoainesvapaat savukaasut johdetaan reaktoriin 5, eli katalyyttiseen hapetuslaitteeseen. Reaktorina käytetään esim. täytekappaletornia tai sentapaista kaasun ja kiintoaineen kontaktilaitetta. Reaktoriin syötetään myös rikkiyhdisteiden hapetusreaktion tarvitsemaa lisä-ilmaa. Katalyytteinä käytetään sopivimmin aktivoituja alumi-naatteja ja/tai ferrioksideja.The solid-free flue gases from the filter 2 are fed to the reactor 5, i.e. to the catalytic oxidizer. The reactor used is, for example, a packing tower or a similar gas-solid contact device. The reactor is also fed with the additional air required for the oxidation reaction of the sulfur compounds. Activated aluminates and / or ferric oxides are preferably used as catalysts.

Jälkipolttimesta 4 ja hapetuslaitteesta 5 saatava tuotevir-rat johdetaan aktivointireaktoriin 6, jossa ne yhdistyvät ja johon samalla syötetään kostutusvettä, jolloin pyritään asettamaan kaasun kosteus mahdollisimman lähelle sen kaste- 6 81970 pistettä. Reaktorina käytetään sopivalla viipymä- ja vir-tausmitoituksella varustettu olennaisesti tyhjä reaktori-astia.The product streams from the afterburner 4 and the oxidizer 5 are led to an activation reactor 6, where they are combined and at the same time wetting water is fed, whereby the aim is to place the moisture of the gas as close as possible to its dew point. The reactor used is a substantially empty reactor vessel with suitable dwell and flow dimensions.

Keksinnön mukaisen menetelmän puitteissa voidaan tuotevirrat tietenkin myös yhdistää ennen reaktoria 6.Within the framework of the process according to the invention, the product streams can of course also be combined before the reactor 6.

Reaktorista 6 saatava kaasu/kiintoaineseos jaetaan komponentteihinsä viitenumerolla 7 merkityllä sähkösuodatti-mella tai sentapaisella kaasun ja kiintoaineen jälleenero-tuslaitteella.The gas / solid mixture from the reactor 6 is divided into its components by an electrostatic precipitator marked with the reference number 7 or a similar gas-solid re-separation device.

Jälkipolttimessa 4 ja hapetuslaitteessa 5 tarvittavan lisä-ilman lämmittämiseksi johdetaan tuoresyöttö kahden vasta-virtalämmönvaihtimen kautta, HE2 ja HEI, kuten kuviossa 1 on esitetty.In order to heat the additional air required in the afterburner 4 and the oxidizer 5, the fresh supply is passed through two countercurrent heat exchangers, HE2 and HEI, as shown in Fig. 1.

Lämmönvaihdin HE2 voidaan sijoittaa hapetuslaitteen 5 jälkeen, kuten kuviossa on esitetty, tai ennen sitä. Korkea lämpötila edistää hapetusreaktiota. Toimittaessa alemmassa lämpötilassa vähennetään toisaalta korroosioriski.The heat exchanger HE2 can be placed after the oxidizer 5, as shown in the figure, or before it. High temperature promotes the oxidation reaction. On the other hand, delivery at a lower temperature reduces the risk of corrosion.

Kuviossa 2 on esitetty kombivoimalan sovelletun rikinpoisto-prosessin kaaviokuva. Kuviossa on käytetty samaa nimikkeistöä kuin kuviossa 1 ja samat laitteet on järjestetty vastaavalla tavalla kuin edellisessä suoritusesimerkissä.Figure 2 is a schematic diagram of the desulfurization process applied to a combined cycle power plant. The same nomenclature as in Fig. 1 is used in the figure and the same devices are arranged in a similar manner as in the previous embodiment.

Voidaan kuitenkin erityisesti todeta, että hapetuslaite on tässä suoritusmuodossa sijoitettu kaasuturbiinin (GT) ja höyrykattilan (HRB) jälkeen. Savukaasujen sisältämän rikkidioksidin hapettaminen rikkitrioksidiksi suoritetaan vasta höyrykattilan jälkeen, koska muodostuva rikkitrioksidi saattaisi edistää turbiinin siipien korroosiota.In particular, however, it can be noted that the oxidizing device in this embodiment is located downstream of the gas turbine (GT) and the steam boiler (HRB). The oxidation of the sulfur dioxide contained in the flue gases to sulfur trioxide is carried out only after the steam boiler, as the sulfur trioxide formed could promote corrosion of the turbine blades.

Kummassakin prosessivaihtoehdossa on edullista jälkipoltto-tilaan 4 johtaa sopiva määrä vesihöyryä tuhkassa olevan palamattoman hiilen palamisen edistämiseksi tunnetulla vesi-In both process alternatives, it is advantageous to introduce to the afterburning space 4 a suitable amount of water vapor to promote the combustion of the unburned carbon in the ash by a known aqueous process.

IIII

7 81 970 kaasureaktiolla, joskaan tämä ei ole keksinnön mukaisesti ehdottomana edellytyksenä.7 81 970 by a gas reaction, although this is not an absolute requirement according to the invention.

Kuvion 1 mukaisessa järjestelyssä on luonnollisesti jälki-polttotilaan tuotava lisää lämpöä palamistapahtumen sytyttämiseksi jota kuvion 2 esittämä prosessi ei tarvitse.In the arrangement according to Fig. 1, it is, of course, necessary to introduce additional heat into the afterburner to ignite the combustion event, which is not required by the process shown in Fig. 2.

Esimerkki;Example;

Voimalaitoksessa poltetaan kivihiiltä, jonka tuhkapitoisuus on 11 % ja joka sisältää 1,0 % rikkiä ja jonka tehollinen lämpöarvo on 26 MJ/kg. Poltto suoritetaan 1,20 yli-ilmakertoimella.The power plant burns coal with an ash content of 11%, containing 1.0% sulfur and an effective calorific value of 26 MJ / kg. Combustion is carried out with an over-air factor of 1.20.

Saadaan savukaasua 9,3 NTP m3/kg polttoainetta. Savukaasu suodatetaan 900°C:n lämpötilassa keraamisilla ns. kynttilä-suotimilla, jolloin alkuperäisestä tuhkamäärästä (100 g) saadaan suotimiin talteen yhteensä 113 g tuhkaa ja palamatonta hiiltä. Kaasuun jäi kiintoainetta 1070 mg/m3, suurimman partikkelikoon ollessa 2 mikronia. Osa tuhkasta jäi leijupetipolttolaitoksen pohjalle ja poistuu hiekan puhdistuksen yhteydessä.Flue gas 9.3 NTP m3 / kg fuel is obtained. The flue gas is filtered at a temperature of 900 ° C with ceramic so-called with candle filters, whereby a total of 113 g of ash and unburnt carbon is recovered from the original amount of ash (100 g) in the filters. 1070 mg / m3 of solids remained in the gas, with a maximum particle size of 2 microns. Some of the ash remained at the bottom of the fluidized bed incinerator and is removed during sand cleaning.

Saatu tuhka poltetaan erillisessä pienemmässä leijukerros-polttimessa yli-ilmamäärällä 4, jolloin polton yhteyteen syötetään vettä sumuna, jolla hiili kaasutetaan monoksidiksi. Lämpötila pidetään 850eC:ssa. Polton tuloksena saatu tuhka sisältää hiiltä 0,035 %. Kalkkia oli injektoitu moolisuh-teessa 2 tulipesään Ca/S. Suodatettu savukaasu johdetaan lämmöntalteenottolaitteiden lävitse normaaliin tapaan, jolloin se jäähtyy 180eC:n lämpötilaan. Painehäviö suodattimis-sa oli 5 % kaasunpaineesta.The resulting ash is incinerated in a separate smaller fluidized bed burner with an excess amount of air 4, whereby water is fed to the incineration as a mist to gasify the carbon into monoxide. The temperature is maintained at 850eC. The ash resulting from the incineration contains 0.035% of carbon. Lime was injected in a molar ratio of 2 into the Ca / S furnace. The filtered flue gas is passed through the heat recovery devices in the normal way, whereby it is cooled to a temperature of 180 ° C. The pressure drop in the filter was 5% of the gas pressure.

Pääkattilan jälkeen kuuma kaasu, lämpötilassa 250eC, johdettiin suotimen lävitse, jossa oli aktivoitua bauksiittia noin 1 cm:n kokoisina rakeina ja 30 cm:n korkuisena kerroksena, kaasun nopeuden ollessa 30 cm/s, ja lisättiin tässä vaihees- 8 81970 sa samanpaineista ilmaa 25 % kaasun määrästä (paine 120 kPa, ilma esilämmitettyä samaan lämpötilaan). Kaasun sisältämästä rikkidioksidista, jota oli jäljellä 60 % alkuperäisestä määrästä (40 % oli reagoinut kalkin kanssa jo aiemmin), 92 % oli hapettuneena rikkitrioksidiksi.After the main boiler, the hot gas, at a temperature of 250 ° C, was passed through a filter with activated bauxite in the form of granules about 1 cm in size and a layer 30 cm high at a gas velocity of 30 cm / s, and 8 81970 sa of pressurized air was added at this stage. % of gas volume (pressure 120 kPa, air preheated to the same temperature). Of the sulfur dioxide contained in the gas, 60% of the original amount remaining (40% had reacted with lime before), 92% was oxidized to sulfur trioxide.

Käytetty aktivoitu bauksiitti sisälsi noin 4 % ferrirautaa. Hapetettu savukaasu yhdistettiin poltettuun tuhkaan lämpötilan tässä vaiheessa ollessa 180eC ja johdettiin reaktoriin, jossa lisättiin vettä niin, että päästiin 5eC:n päähän kas-tepisteestä. Tämän jälkeen erotettiin savukaasusta lentotuh-ka sähkösuotimella ja tuhka analysoitiin. Tuhkassa oleva rikki edusti 97 % polttoaineen sisältämästä rikistä ja rikki oli jakautunut niin, että 99 % siitä oli sulfaattina ja 1 % sulfiittina (CaS04 ja CaSC>3).The activated bauxite used contained about 4% ferric iron. The oxidized flue gas was combined with the burned ash at this stage at a temperature of 180 ° C and passed to a reactor where water was added to reach 5 ° C from the dew point. The fly ash was then separated from the flue gas with an electrostatic precipitator and the ash was analyzed. The sulfur in the ash represented 97% of the sulfur in the fuel and the sulfur was distributed so that 99% of it was as sulfate and 1% as sulfite (CaSO 4 and CaSO 3).

Claims (8)

9 819709,81970 1. Menetelmä rikin poistamiseksi sellaista rikkipitoista, kiinteätä polttoainetta käyttävän voimalaitoksen savukaasuista, josta polton jälkeen jää jäljelle palamatonta orgaanista ainetta sisältävää tuhkaa, jonka menetelmän mukaan - polttoprosessiyksikön tulipesään syötetään maa-alkali-metallikarbonaattia polton aikana rikin oleellisen osan sitomiseksi, ja - jäähtynyttä savukaasua kostutetaan vedellä rikin oksidien mahdollisimman täydelliseksi sitomiseksi, tunnettu siitä, että - savukaasujen kiintoaines, joka koostuu oleellisesti palamatonta hiiltä sisältävästä tuhkasta sekä kiinteistä maa-alkalimetalliyhdisteistä, erotetaan polttoprosessin jälkeen, - kiintoaines johdetaan jälkipolttoon tuhkassa olevan hiilen polttamiseksi, - olennaisesti kiintoainesvapaa kaasuvirta rikkiyhdis-teineen hapetetaan katalyyttisesti ja - hapetettu kaasuvirta ja jälkipoltettu kiintoaines yhdistetään ja käsitellään sopivalla määrällä vettä kaasussa olevien rikkiyhdisteiden saattamiseksi reagoimaan kiintoaineksessa olevien maa-alkalimetalli-yhdisteiden kanssa.1. A method for removing sulfur from the flue gases of a sulfur-containing solid fuel power plant which, after incineration, leaves ash containing non-combustible organic matter, comprising: - feeding alkali metal carbonate to the furnace of the combustion process unit during combustion to bind a substantial amount of sulfur, to bind sulfur oxides as completely as possible, characterized in that - the flue gas solid, consisting essentially of ash containing non-combustible carbon and solid alkaline earth metal compounds, is separated after the incineration process, - the solid is - the oxidised gas stream and the afterburned solid are combined and treated with an appropriate amount of water to to react sulfur compounds with alkaline earth metal compounds in the solid. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, jossa tuli-pesään syötetään jauhettua kalkkikiveä rikin sitomiseksi, tunnettu siitä, että savukaasussa oleva, kipsiä ja palamatonta hiiltä sisältävä kiintoaines poltetaan ylimääräisellä ilmalla korkeintaan noin l000eC:n, edullisesti 800...900eC:n lämpötilassa, kiintoaineksessa olevan kalsium-sulfaatin hajoamisen estämiseksi.A method according to claim 1, wherein ground limestone is fed to the firebox to bind sulfur, characterized in that the solid in the flue gas containing gypsum and non-combustible carbon is burned with excess air at a temperature of up to about 1000eC, preferably 800-900eC. to prevent the decomposition of existing calcium sulphate. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä rikin poistamiseksi sellaisen kombivoimalan savukaasuista, joka 10 81 970 käsittää kaasuturbiinin sekä höyrykattilan ja höyryturbiinin, jonka menetelmän mukaan kiintoaines erotetaan savukaasuista ennen kaasun johtamista kaasuturbiiniin, tunnettu siitä, että kiintoainesvapaa savukaasu hapetetaan katalyyttisesti vasta senjälkeen kun kaasu on kulkenut kaasuturbiinin ja höyrykattilan läpi.A method for removing sulfur from the flue gases of a combined cycle power plant according to claim 1 or 2, comprising a gas turbine and a steam boiler and a steam turbine, wherein the solids are separated from the flue gases before being introduced into the gas turbine, characterized in that the solid-free flue gas is catalytically oxidized through the gas turbine and steam boiler. 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että savukaasujen hapetusta katalysoidaan rautasuoloilla ja/tai aktivoiduilla aluminaateilla.Process according to one of the preceding claims, characterized in that the oxidation of the flue gases is catalyzed by iron salts and / or activated aluminates. 5. Laitteisto rikin poistamiseksi rikkipitoista, kiinteätä polttoainetta käyttävän voimalaitoksen savukaasuista, joka laitteisto käsittää - elimet maa-alkalimetallikarbonaatin syöttämiseksi voimalan polttoyksikön (1) tulipesään ja - veden- ja savukaasujen syöttöelimillä varustetun aktivointireaktorin (6), jossa jäähtynyttä savukaasua kostutetaan vedellä, tunnettu siitä, että se käsittää edelleen - polttoyksikön (1) poistopäähän yhdistetyn erotuselimen (2) kiintoaineksen erottamiseksi savukaasuista, - jälkipolttimen (4) erotuselimestä (2) saatavan kiinto-aineksi polttamiseksi, - katalyyttisen hapetuslaitteen (5) savukaasujen lopettamiseksi sekä - putkielimet jälkipolttimen (4) yhdistämiseksi erotus-elimeen (2), hapetuslaitteen (5) yhdistämiseksi erotus-elimeen (2) sekä jälkipolttimen (4) ja hapetuslaitteen (5) yhdistämiseksi aktivointireaktoriin (6).An apparatus for removing sulfur from the flue gases of a sulfur-containing solid fuel power plant, the apparatus comprising - means for supplying alkaline earth metal carbonate to the furnace of the power plant combustion unit (1), and - an activation reactor (6) with water and flue gas supply means. that it further comprises - a combustion unit (1) connected to the outlet end of the separator (2) for separating solids from flue gases, - an afterburner (4) for burning solids from the separator (2), - a catalytic oxidizer (5) for quenching the flue gases, and - connecting elements 4 to the separating member (2), to connect the oxidizing device (5) to the separating member (2) and to connect the afterburner (4) and the oxidizing device (5) to the activation reactor (6). 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että jälkipoltin (4) käsittää leijukerros-tai kiertokerroslaitteen.Apparatus according to claim 5, characterized in that the afterburner (4) comprises a fluidized bed or circulating bed device. 7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että jälkipolttimeen (4) ja hapetus-laitteeseen (5) on sovitettu lisäilmansyöttöelimet. 11 81970Apparatus according to Claim 5 or 6, characterized in that additional air supply means are arranged in the afterburner (4) and in the oxidation device (5). 11 81970 8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto rikin poistamiseksi kombivoimalan savukaasuista, tunnettu siitä, että katalyyttinen hapetuslaite (5) on yhdistetty höyry-kattilan poistopäähän. 12 81 970Apparatus for removing sulfur from the flue gases of a combined cycle power plant according to Claim 5, characterized in that the catalytic oxidation device (5) is connected to the outlet end of the steam boiler. 12 81 970
FI884647A 1988-10-10 1988-10-10 Process and plant for removing sulfur from the flue gases from a solid fuel power plant FI81970C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI884647A FI81970C (en) 1988-10-10 1988-10-10 Process and plant for removing sulfur from the flue gases from a solid fuel power plant

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI884647 1988-10-10
FI884647A FI81970C (en) 1988-10-10 1988-10-10 Process and plant for removing sulfur from the flue gases from a solid fuel power plant

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI884647A0 FI884647A0 (en) 1988-10-10
FI884647A FI884647A (en) 1990-04-11
FI81970B true FI81970B (en) 1990-09-28
FI81970C FI81970C (en) 1991-01-10

Family

ID=8527172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI884647A FI81970C (en) 1988-10-10 1988-10-10 Process and plant for removing sulfur from the flue gases from a solid fuel power plant

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI81970C (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI81970C (en) 1991-01-10
FI884647A (en) 1990-04-11
FI884647A0 (en) 1988-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2012316294B2 (en) Dry sorbent injection during steady-state conditions in dry scrubber
CA2086575C (en) Method for reducing emissions when burning nitrogen containing fuels
US11505757B1 (en) Methods and apparatus for improved gasification of carbonaceous feedstock
CA2849749C (en) Dry sorbent injection during non-steady state conditions in dry scrubber
AU663616B2 (en) Combustion of sulfur-bearing, carbonaceous materials
FI122469B (en) Process for Binding Flue Sulfur Oxides by a Circulating Swirl Bed Oxygen Combustion Boiler (CFB)
KR100312360B1 (en) A method for reactivating an adsorbent so as to be reusable
WO1993018341A1 (en) Method and apparatus for combusting a carbonaceous material
FI81970B (en) Method and installation for removal of sulfur from flue gases from a power plant using solid fuel
JPH0868528A (en) Method and equipment for treating exhaust gas of incinerator
KR101508268B1 (en) Boiler System for Petro Coke with Dry Scrubber and Dust Collector Equipment
WO1993012383A1 (en) Method and apparatus for enhanced suppression of the multiple pollutants produced by a combusted fuel
JPS6251645B2 (en)
JP4215921B2 (en) Circulating fluidized bed boiler system and operating method thereof
JPH06205931A (en) Combustion equipment and flue gas desulfurization method
FI89741B (en) SAETT ATT DRIVA ETT KRAFTVERK
FI111608B (en) Flue gas cleaning process
JPS58156327A (en) Desulfurization of exhaust gas
Bech et al. Study of NO/sub x/, SO/sub x/, and CO mechanisms based on actual plant data
JPH03293015A (en) Method and device for treating waste gas from fluidized-bed combustion boiler
CN112275108A (en) Sintering flue gas co-processing system, flue gas processing method and application
Berruti et al. Strategies for Low Emissions from Circulating Fluidized Bed Boilers
JPS599004B2 (en) Fluidized bed combustion control method
ANDO Recent Developments in Pollution Control Technology for Boilers, Furnaces and Incinerators
JP2001004118A (en) Treating method of ash collected by electric dust collector in boiler facility

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: HJA-ENGINEERING OY