FI94597C - Method for separating fine dust from hot pressurized process gas - Google Patents
Method for separating fine dust from hot pressurized process gas Download PDFInfo
- Publication number
- FI94597C FI94597C FI931788A FI931788A FI94597C FI 94597 C FI94597 C FI 94597C FI 931788 A FI931788 A FI 931788A FI 931788 A FI931788 A FI 931788A FI 94597 C FI94597 C FI 94597C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- gas
- particles
- injected
- pressure
- under pressure
- Prior art date
Links
Landscapes
- Industrial Gases (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Description
- 94597- 94597
MENETELMÄ HIENOJAKOISEN PÖLYN EROTTAMISEKSI KUUMASTA PAI-NEENALAISESTA PROSESSIKAASUSTAMETHOD FOR THE SEPARATION OF FINE DUST FROM HOT PROCESS GAS
Keksinnön kohteena on paineistetulla leijukerrospoltolla tai 5 muulla kaasutustekniikalla aikaansaadun polttoainekaasun puhdistus ennen kaasuturbiineita ja erityisesti kuumapuhdistus-menetelmä ennen kaasuturbiinia.The invention relates to the purification of fuel gas produced by pressurized fluidized bed combustion or other gasification techniques before gas turbines and in particular to a hot purification method before a gas turbine.
Leijukerroskattilassa kiinteästä polttoaineesta tai palavasta 10 liemestä kaasutetaan vielä pidemmälle poltettavissa olevaa kaasua. Leijukerroskattliasta otetaan talteen vain vähäinen määrä tai ei ollenkaan osittaisessa palamisessa vapautuvasta lämpöenergiasta. Vapautunut energia jää kattilasta poistuvaan kaasuun lämpö- ja paine-energiana, joka halutaan ottaa, talteen 15 pääasiallisesti kattilan jälkeen kytketyllä kaasuturbiinilla samassa yhteydessä, kun kaasun lopunkin kemiallisen energian vapauttaminen polttamalla tapahtuu. Turbiinien jälkeen savukaasuista voidaan vielä ottaa talteen lämpöenergiaa jätelämpö-kattiloilla. Näin muodostetulla prosessilla saavutetaan korkea 20 sähkön- ja lämmöntuotannon hyötysuhde. Korkean hyötysuhteen aikaansaamiseksi pitäisi kattilasta tulevan ja turbiinin polt-toaineeksi tarkoitetun kaasun puhdistuksen tapahtua mahdollisimman pienin lämpöhäviöin.In a fluidized bed boiler, the combustible gas is further gassed from solid fuel or combustible broth. Only a small amount or no heat is recovered from the fluidized bed boiler in the partial combustion. The released energy remains in the gas leaving the boiler as heat and pressure energy to be recovered, mainly by a gas turbine connected downstream of the boiler, at the same time as the final chemical energy of the gas is released by combustion. After the turbines, thermal energy can still be recovered from the flue gases in waste heat boilers. The process thus formed achieves a high efficiency of electricity and heat production. In order to achieve a high efficiency, the purification of the gas coming from the boiler and intended for the turbine fuel should take place with the lowest possible heat loss.
25 Turbiinin siivistöt on valmistettu rauta-, nikkeli- tai ko- bolttipohjaisesta metalliseoksesta, johon hapettumisen estämiseksi on lisätty kromia ja/tai alumiinia. Lisäaineista johtuen turbiinin siipien pinnalle muodostuu hapettumisen etenemistä ehkäisevä tiivis oksidikerros. Tällainen kerros voi lohkeilla 30 siihen törmäävien pölyhiukkasten takia tai sen pinta voi sulaa pölyn mukana tulleiden alkalimetallien vaikutuksesta aiheuttaen korroosiota turbiinin siivistössä. Näiden ongelmien minimoimiseksi kaasun puhtaudelle ja pölyn hiukkaskoolle on annettava raja-arvot. Se, mikä taso kaasujen puhtaudelta vaaditaan, 35 riippuu kaasuturbiinien valmistusmateriaaleista mutta yleensä kuumakaasuturbiinien pölypitoisuus pitäisi olla vähemmän kuin 10 mg/m3 ja hiukkaskoko pienempi kuin 5 pm. Kaasujen sisältämät kemialliset epäpuhtaudet aiheuttavat korroosiota turbiinin 94597 2 siivistössä.The turbine blades are made of an iron, nickel or cobalt based alloy to which chromium and / or aluminum have been added to prevent oxidation. Due to the additives, a dense oxide layer is formed on the surface of the turbine blades to prevent the progress of oxidation. Such a layer may crack due to dust particles colliding with it, or its surface may melt under the influence of alkali metals entrained in the dust, causing corrosion in the turbine impeller. To minimize these problems, limit values must be set for gas purity and dust particle size. The level of gas purity required depends on the materials used to make the gas turbines, but in general the dust content of hot gas turbines should be less than 10 mg / m3 and the particle size less than 5. Chemical contaminants in the gases cause corrosion in the impeller of turbine 94597 2.
Paineistettujen kaasujen puhdistaminen riittävän puhtaaksi korkeassa lämpötilassa on osoittautunut vaikeaksi.Cleaning pressurized gases to a sufficiently high temperature at high temperatures has proven difficult.
55
Kuumien, korkeapaineisten kaasujen puhdistamiseen on käytetty pölynerotussykloneita ensimmäisenä puhdistusvaiheena eli pri-määrierottimina. Leijukerrospoltossa kaasusta erotettava len-topöly palautetaan leijukerrokseen. Sekundäärierottimina käy-10 tetään törmäyssuodattimia, raesuodattimia, sähkösuodattimia tai muita, kuten sulakylpysuodattimia. Sekundäärierottimien toimintaolosuhteiden takia syntyy paine- ja lämpöhäviöitä.For the purification of hot, high-pressure gases, dust separation cyclones have been used as the first purification stage, i.e. as primary separators. In fluidized bed combustion, the air dust separated from the gas is returned to the fluidized bed. Collision filters, particulate filters, electrostatic precipitators or others, such as melt bath filters, are used as secondary separators. Due to the operating conditions of the secondary separators, pressure and heat losses occur.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle ja laitteistolle on tun-15 nusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimusten tunnus-merkkiosissa.The method and apparatus according to the invention are characterized by what is set forth in the characterizing parts of the claims.
Keksinnön merkittävänä etuna voidaan pitää sitä, että uudella keksinnöllä paremmin pystytään erottamaan kaasusta pienet 20 hiukkaset sekä erotus voidaan toteuttaa mahdollisimman pienin paine- ja lämpöhäviöin. Voidaan vähentää samalla poltosta aiheutuvia päästöjä. Suodattimien tukkeutumista voidaan hidastaa tai niiden käyttö voidaan kokonaan eliminoida. Niiden huolto-väli pitenee jne.A significant advantage of the invention can be considered that the new invention is better able to separate small particles from the gas, and the separation can be carried out with the lowest possible pressure and heat losses. At the same time, emissions from combustion can be reduced. Clogging of the filters can be slowed down or their use can be completely eliminated. Their service interval is extended, etc.
2525
Seuraavassa keksintöä kuvataan yksityiskohtaisesti oheiseen piirustukseen viitaten.The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawing.
Ainoassa kuvassa on esitetty kaasujen puhdistusmenetelmä kaa-30 viokuvana.The only figure shows the gas cleaning method in a kaa-30 fault pattern.
Kiinteä polttoaine kaasutetaan leijukerrostekniikalla. Leiju-kerroksen lämpötila voi olla esimerkiksi 850 °C. kaasun lämpötilaa voidaan vielä erityisjärjestelyin nostaa yli tuhannen 35 asteen tarvittaessa. Kun sitten tällainen korkeassa lämpötilassa ja korkeassa paineessa (esim. 10-16 bar) oleva kaasu halutaan puhdistaa, puhdistus toteutetaan keksinnön mukaisesti seuraavasti. Ennen kaasuturbiineja kaasun sisältämät hiukkaset 3 - 94597 sidotaan suurempiin kiintoaine- tai sulahiukkasiin, jotka injektoidaan suoraan paineenalaiseen kaasuvirtaukseen. Suuremmat n. 20-50 μιη:η injektoidut hiukkaset ja niihin tarttuneet pienemmät hiukkaset erotetaan kaasusta luokitustekniikkaa käyttä-5 en. Puhdistettavassa kaasussa olevat hiukkaset ovat yleensä alle 10 μιη:η kokoluokkaa.The solid fuel is gasified by fluidized bed technology. The temperature of the fluidized bed may be, for example, 850 ° C. the temperature of the gas can still be raised by more than one thousand 35 degrees if necessary. When it is then desired to purify such a gas at high temperature and high pressure (e.g. 10-16 bar), the purification is carried out according to the invention as follows. Prior to gas turbines, particles 3 to 94597 contained in the gas are bound to larger solid or molten particles which are injected directly into the pressurized gas flow. Larger injected particles of about 20-50 μιη and smaller particles adhering to them are separated from the gas using a classification technique. The particles in the gas to be cleaned are usually of the order of less than 10 μιη.
Kuvassa on esitetty laitteisto puhdistusmenetelmää varten. Korkealämpötilaiseen ja paineistettuun kaasuun injektoidaan 10 ennen kaasuturbiineja 1 muutaman kymmenen mikrometrin kokoisia hiukkasia tai sulan materiaalin pisaroita kaasua johtavaan putkeen 3 sijoitetun suihkua hajottavan suuttimen 2 kautta. Injektointipaine säädetään suuremmaksi kuin kaasun paine, jotta kaasu ja syötettävät hiukkaset törmäisivät toisiinsa. Suu-15 tin 2 on sijoitettu esim. kaasuputken keskikohtaan tuodun putken 4 päähän. Suuttimella 2 saadaan aikaan jatkuva ja olennaisesti kaasuputken koko poikkileikkauksen alueelle jakautuva "hiukkassumu", joka tunkeutuu kaasuvirtaan. Injektoitavat hiukkaset sekoitetaan injektoitavaan kantajakaasuun erillises-20 sä säiliössä 8. Näin saatu kaasu johdetaan paine-eron säilyttävän syöttimen 9, esim. sulkusyöttimen, kautta injektointi-putkeen 4.The figure shows the equipment for the cleaning method. The high-temperature and pressurized gas is injected 10 before the gas turbines 1 with particles a few tens of micrometers in size or droplets of molten material through a jet-dispersing nozzle 2 placed in the gas-conducting tube 3. The injection pressure is set higher than the gas pressure so that the gas and the particles to be fed collide with each other. The mouthpiece 2 is located, for example, at the end of the pipe 4 introduced into the center of the gas pipe. The nozzle 2 provides a continuous "particle mist" distributed over substantially the entire cross-sectional area of the gas pipe, which penetrates the gas stream. The injectable particles are mixed with the injectable carrier gas in a separate tank 8. The gas thus obtained is passed through a differential pressure-maintaining feeder 9, e.g. a shut-off feeder, to the injection pipe 4.
Erotuksen mahdollistamiseksi kaasuputkea 3 on supistettu suut-25 timen 2 jälkeen ennen kaasuturbiineja 1 ns. venturiputken 5 • muotoon. Venturiputkessa kaasun virtausnopeus kasvaa ja turbu lenssista johtuen injektoidut hiukkaset ja kaasun epäpuhtaudet törmäävät ja kiinnittyvät toisiinsa. Kiinnittyminen perustuu kaasun sisältämien pienten hiukkasten agglomeroitumiseen kor-30 keassa lämpötilassa suurempien injektoitujen hiukkasten pinnoille. Sähköiset varaukset voivat myös altistaa hiukkasten kiinnittymistä toisiinsa.In order to enable the separation, the gas pipe 3 is contracted after the nozzle 25 before the gas turbines 1 ns. venturi tube 5 • shape. In the venturi, the gas flow rate increases and due to the turbulence, the injected particles and the gas impurities collide and adhere to each other. Adhesion is based on the agglomeration of small particles contained in the gas at high temperature to the surfaces of larger injected particles. Electrical charges can also expose particles to attach to each other.
Venturiputken 5 jälkeen kaikkien hiukkasten nopeus on sama 35 kuin kaasuvirtauksen nopeus. Välittömästi venturiputkeen on liitetty luokitin 6 tai useita luokittimia 6 ja 7. Kun luokitus tapahtuu heti venturiputken jälkeen luokittimeen 6 ja 7 tulevan kaasun ja hiukkasten nopeus on suurimmillaan, mikä 4 - 94597 mahdollistaa luokittimien tehokkaan toiminnan.After the venturi 5, the velocity of all particles is the same as the velocity of the gas flow. A classifier 6 or several classifiers 6 and 7 are connected directly to the venturi. When the classification takes place immediately after the venturi, the velocity of the gas and particles entering the classifiers 6 and 7 is at its maximum, which allows the classifiers to operate efficiently from 4 to 94597.
Kuumien kaasujen puhdistuksessa luokittimena käytetään syklo-neita. Sykloneita voidaan hyödyntää, jos kaasun sisältämät 5 hiukkaset saadaan täydellisesti sitoutumaan injektoituihin suurempiin hiukkasiin. Yksi mahdollinen luokitintyyppi on syklonit. Nykyään on olemassa useita, tehokkuudeltaan parempia luokitintyyppe j ä.Cyclones are used as a classifier in the purification of hot gases. Cyclones can be utilized if the particles contained in the gas are made to fully bind to the larger particles injected. One possible classifier type is cyclones. Today, there are several types of classifiers that are more efficient.
10 Kiintoainehiukkasten, esim. lentotuhkahiukkasten sijasta voidaan käyttää sulaa. Sulan injektoinnissa sulatettava materiaalia sulatetaan ja paineistetaan erillisessä säiliössä, josta se suoraan injektoidaan kaasuvirtaukseen. Sula injektoidaan esimerkiksi keraamisten suuttimien avulla kaasuvirtaukseen.10 Melt can be used instead of solid particles, eg fly ash particles. In melt injection, the material to be melted is melted and pressurized in a separate tank from where it is injected directly into the gas stream. The melt is injected into the gas stream, for example by means of ceramic nozzles.
15 Paineistetun kaasun epäpuhtaudet tarttuvat ja kiinnittyvät sulapisaroihin, esim. pintavoimien, liukenemisen, kemiallisten reaktioiden kautta. Sulana materiaalina voidaan käyttää esim. epäorgaanisia suoloja.15 Pressurized gas contaminants adhere and adhere to melt droplets, eg through surface forces, dissolution, chemical reactions. As the molten material, for example, inorganic salts can be used.
20 Injektoitavaa ainetta voidaan käyttää myös kemiallisten aineiden kuten rikki- ja typpiyhdisteiden poistamiseen paineistetusta ja kuumasta kaasuvirtauksesta. Injektoitava aine reagoi kemiallisten yhdisteiden kanssa, jolloin syntyvä uusi yhdiste joko poistetaan kiinteässä muodossa tai uusi yhdiste ei ole 25 haitallinen, jolloin se voidaan johtaa prosessissa eteenpäin.20 The injectable substance can also be used to remove chemical substances such as sulfur and nitrogen compounds from a pressurized and hot gas stream. The injectable reacts with the chemical compounds, whereby the resulting new compound is either removed in solid form or the new compound is not harmful, allowing it to be passed on in the process.
·* Injektoitava aine voi toimia myös katalyyttinä kemiallisten yhdisteiden reagoimiselle. Esimerkiksi rikkiyhdisteiden poistoon tai vähentämiseen voidaan injektoida CaO eli poltettua kalkkia tai BaO:a tai alkalimetallisuoloja. Typpiyhdisteille 30 esim. alumiinioksidi toimii katalyyttinä typpioksidien hajoamis tapahtumassa .· * The injectable substance can also act as a catalyst for the reaction of chemical compounds. For example, CaO, i.e. quicklime or BaO or alkali metal salts, can be injected to remove or reduce sulfur compounds. For nitrogen compounds 30, e.g., alumina acts as a catalyst in the decomposition of nitrogen oxides.
Luokittimien materiaaleina voidaan käyttää esimerkiksi vallitsevat kuumakorroosio- ja eroosio-olosuhteet kestäviä keraami-35 siä materiaaleja, kuten esim. tiivistä alumiinioksidia.The materials of the classifiers can be, for example, ceramic materials resistant to the prevailing hot corrosion and erosion conditions, such as, for example, dense alumina.
Injektoitavien suurempien hiukkasten määrä paineistetussa kaasussa riippuu esim. puhdistettavan kaasun laadusta, esim. epä-The amount of larger particles to be injected in the pressurized gas depends on e.g. the quality of the gas to be cleaned, e.g.
IIII
5 - 94597 puhtauksien määrästä jne. Suuttimia voidaan käyttää useita. Ne voidaan sijoittaa myös paineistetun kaasun putken kehälle välimatkan päähän toisistaan.5 - 94597 of the number of purities, etc. Several nozzles can be used. They can also be placed on the circumference of the compressed gas pipe at a distance from each other.
5 Erityisesti on huomattava, että keksintöä on edellä selitetty vain yhteen sen edulliseen toteuttamisesimerkkiin viitaten.In particular, it should be noted that the invention has been described above with reference to only one preferred embodiment thereof.
Tällä ei kuitenkaan millään tavoin haluta rajoittaa keksintöä vain tätä esimerkkiä koskevaksi vaan monet muunnokset ovat mahdollisia seuraavien patenttivaatimusten määrittelemän kek-10 sinnöllisen ajatuksen puitteissa.However, this is in no way intended to limit the invention to this example only, but many modifications are possible within the scope of the inventive idea defined by the following claims.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI931788A FI94597C (en) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | Method for separating fine dust from hot pressurized process gas |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI931788A FI94597C (en) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | Method for separating fine dust from hot pressurized process gas |
FI931788 | 1993-04-20 |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI931788A0 FI931788A0 (en) | 1993-04-20 |
FI931788A FI931788A (en) | 1994-10-21 |
FI94597B FI94597B (en) | 1995-06-30 |
FI94597C true FI94597C (en) | 1995-10-10 |
Family
ID=8537776
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI931788A FI94597C (en) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | Method for separating fine dust from hot pressurized process gas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI94597C (en) |
-
1993
- 1993-04-20 FI FI931788A patent/FI94597C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI931788A0 (en) | 1993-04-20 |
FI931788A (en) | 1994-10-21 |
FI94597B (en) | 1995-06-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7481987B2 (en) | Method of removing sulfur trioxide from a flue gas stream | |
TW539829B (en) | Processing method for high-temperature exhaust gas | |
EP2131939B1 (en) | Filter apparatus and method | |
CN112682796B (en) | Harmless treatment system and method for waste | |
CN109140461A (en) | Dangerous waste high-temperature fusion crystallite purification device and exhaust purifying method | |
US6018090A (en) | Process and plant for the thermal treatment of waste material | |
CN101802143B (en) | For the method purified the Primordial Qi from solid matter gasification | |
WO2014149457A1 (en) | Methods and systems of producing a particulate free, cooled syngas | |
FI112952B (en) | Methods and devices for gasification of carbonaceous material | |
US4790251A (en) | High pressure and high temperature ash discharge system | |
JPH02107301A (en) | Method and apparatus for separating vapor like metal compound from carrier gas | |
CN111111404A (en) | Flue gas treatment system and method for cement kiln | |
JP6530222B2 (en) | Exhaust gas aftertreatment system and method for exhaust gas aftertreatment | |
CN110115925B (en) | Process method and device for reducing temperature of flue gas at inlet of active coke adsorption tower | |
EP0933516B1 (en) | Gasification power generation process and equipment | |
JPS6140886B2 (en) | ||
FI94597C (en) | Method for separating fine dust from hot pressurized process gas | |
CN210528863U (en) | System for the gasification of waste motor vehicle grinding residues | |
CN210186721U (en) | Movable hazardous waste disposal system | |
WO1993006193A1 (en) | Coal gas productions coal-based combined cycle power production method and apparatus | |
US11857897B2 (en) | Gas cooling-scrubbing apparatus and method | |
JP3848619B2 (en) | Molten slag cooling device, molten slag cooling method, and gasification melting system using molten slag cooling device | |
JP2002136826A (en) | Method of treating high temperature exhaust gas | |
CN210103856U (en) | Fuel treatment device for waste motor vehicle crushing residue | |
JP2000126550A (en) | Combustion device and method for treating exhaust gas therefrom, ash cooling device therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
BB | Publication of examined application | ||
MM | Patent lapsed |