NL9200311A - IN-SITU REMOVAL OF WASTE GASES FROM A GAS FLOW BY INJECTION OF A NITRATE SORBES FOR WASTE GASES IN THE GAS FLOW FLOW DOWN OF THE COMBUSTION ZONE. - Google Patents
IN-SITU REMOVAL OF WASTE GASES FROM A GAS FLOW BY INJECTION OF A NITRATE SORBES FOR WASTE GASES IN THE GAS FLOW FLOW DOWN OF THE COMBUSTION ZONE. Download PDFInfo
- Publication number
- NL9200311A NL9200311A NL9200311A NL9200311A NL9200311A NL 9200311 A NL9200311 A NL 9200311A NL 9200311 A NL9200311 A NL 9200311A NL 9200311 A NL9200311 A NL 9200311A NL 9200311 A NL9200311 A NL 9200311A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- sorbent
- promoter
- gases
- combustion
- waste
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/50—Sulfur oxides
- B01D53/501—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
In-situ verwijdering van afvalgassen uit een gasstroom door inspuiting van een nitraatsorbens voor afvalgassen in de gasstroom stroomafwaarts van de verbrandingszöne.In-situ removal of waste gases from a gas stream by injecting a waste gas nitrate sorbent into the gas stream downstream of the combustion zone.
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de verwijdering van afvalgassen uit spuigassen die ontstaan zijn bij de verbranding van een koolwaters tof brandstof en meer in het bijzonder op een werkwijze voor de verwijdering van afvalgassen waarbij een nitraatsorbens voor afvalgassen in de spuigassen wordt ingespoten stroomafwaarts van de verbrandingszöne.The present invention relates to a process for the removal of waste gases from waste gases resulting from the combustion of a hydrocarbon fuel and more particularly to a method for the removal of waste gases in which a nitrate sorbent for waste gases is injected into the waste gases downstream of the combustion zone.
Aanvraagsters samenhangende aanvrage Serial Number 498.952 die ingediend is op 26 maart 1990, waarvan de onderhavige aanvrage een "con-tinuation-in-part" is, beschrijft een werkwijze voor de in-situ produktie van een sorbens-oxide als aerosol dat gebruikt wordt voor de verwijdering van afvalgassen uit een gasvormige verbrandingsgasstroom. Volgens de werkwijze van de Amerikaanse octrooiaanvrage Serial Number 498.952 wordt een waterige oplossing, die een sorbens voor afvalgassen in opgeloste toestand in water bevat, gemengd met een koolwaterstof bevattende brandstof tot een brandbaar brandstofmengsel. De koolwaterstofbrandstof kan brandstofolie, ruwe olie, een olie-in-water-emulsie, kool of bitumen of elke andere geschikte fossiele brandstof zijn. Het brandbare brandstof-mengsel wordt verstoven en in een verbrandingszöne gevoerd waarin het verstoven brandstofmengsel onder geregelde omstandigheden verbrand wordt bij een temperatuur gelijk aan of hoger dan l400°K in aanwezigheid van een oxidatiemiddel. Tijdens de verbranding van het verstoven brandstof-mengsel bij de hiervoor vermelde temperatuur wordt een sorbens-oxide-aerosol in de verbrandingsgasstroom geproduceerd dat bestaat uit zeer fijne sorbens-oxidedeeltjes met een gemiddelde diameter in het submicron-gebied. De stroom verbrandingsgas wordt daarna gekoeld tot een temperatuur tussen 700°K en ongeveer 1350°K zodat de sorbens-oxide-deeltjes de afvalgassen uit de stroom verbrandingsgas absorberen. De werkwijze van de Amerikaanse octrooiaanvrage Serial Number 498.952 is bijzonder bruikbaar gebleken voor de verwijdering van zwavel uit de stromen verbrandingsgas.Applicant's copending application Serial Number 498,952, filed March 26, 1990, the present application of which is a "continuation-in-part", describes a process for the in-situ production of a sorbent oxide as an aerosol used for the removal of waste gases from a gaseous combustion gas stream. According to the method of U.S. Patent Application Serial Number 498,952, an aqueous solution containing a sorbent for waste gases in the dissolved state in water is mixed with a hydrocarbonaceous fuel to form a flammable fuel mixture. The hydrocarbon fuel can be fuel oil, crude oil, an oil-in-water emulsion, coal or bitumen or any other suitable fossil fuel. The combustible fuel mixture is atomized and passed into a combustion zone in which the atomized fuel mixture is burned under controlled conditions at a temperature equal to or higher than 1400 ° K in the presence of an oxidizing agent. During the combustion of the atomized fuel mixture at the aforementioned temperature, a sorbent oxide aerosol is produced in the combustion gas stream consisting of very fine medium diameter sorbent oxide particles in the submicron region. The combustion gas stream is then cooled to a temperature between 700 ° K and about 1350 ° K so that the sorbent oxide particles absorb the waste gases from the combustion gas stream. The process of U.S. Patent Application Serial Number 498,952 has been found to be particularly useful for removing sulfur from the combustion gas streams.
Aanvraagsters octrooiaanvrage, die tegelijk hiermee is ingediend, heeft betrekking op een werkwijze voor de verwijdering van afvalgassen uit spuigassen die ontstaan zijn bij de verbranding van een koolwaterstofbrandstof. De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding bestaat uit het verbranden van een koolwaterstofbrandstof in een verbrandingszöne bij een de voorkeur genietende temperatuur waarna de bij de verbranding van de brandstof gevormde verbrandingsgassen uit de verbrandingszóne worden gevoerd. Tijdens het afvoeren van de verbrandingsgassen worden de verbrandingsgassen gekoeld tot in een bepaald temperatuurgebied dat lager ligt dan de verbrandingstemperatuur. Een sorbens voor afvalgassen wordt bij een bepaalde temperatuur stroomafwaarts van de verbrandingszóne in de stroom verbrandingsgas gespoten. Tijdens het inspuiten van het sorbens voor de afvalgassen bij de geregelde verbrandingsgastemperatuur absorbeert het sorbens afvalgassen uit de verbrandingsgassen.Applicants' patent application, which was filed simultaneously with this, relates to a method for the removal of waste gases from purge gases that are formed during the combustion of a hydrocarbon fuel. The process of the present invention consists in burning a hydrocarbon fuel in a combustion zone at a preferred temperature, after which the combustion gases formed from the combustion of the fuel are discharged from the combustion zone. During the discharge of the combustion gases, the combustion gases are cooled to a certain temperature range that is lower than the combustion temperature. A waste gas sorbent is injected into the combustion gas stream at a certain temperature downstream of the combustion zone. During the injection of the waste gas sorbent at the controlled combustion gas temperature, the sorbent absorbs waste gases from the combustion gases.
Vanzelfsprekend zou het zeer gewenst zijn om nieuwe en verbeterde werkwijzen te ontwerpen voor de verwijdering van afvalgassen uit stromen van verbrandingsgas van koolwaterstofbrandstof welke werkwijzen economisch en efficiënt zijn wat betreft de vermindering van afvalgassen.Obviously, it would be highly desirable to design new and improved processes for the removal of waste gases from hydrocarbon fuel combustion gas streams which are economical and efficient in waste gas reduction.
Derhalve is het een voornaamste doel van de onderhavige uitvinding om een werkwijze te verschaffen voor de verwijdering uit een gasstroom van afvalgassen die schadelijk voor het milieu zijn.Therefore, it is a primary object of the present invention to provide a method for the removal from a gas stream of waste gases that are harmful to the environment.
Het is een speciaal doel van de onderhavige uitvinding om een werkwijze te verschaffen voor de verwijdering van afvalgassen uit een stroom verbrandingsgas waarin een nitraatsorbens voor afvalgassen ingespoten wordt in de stroom verbrandingsgas stroomafwaarts van de verbran-dingszöne.It is a special object of the present invention to provide a process for the removal of waste gases from a flue gas stream into which a waste gas nitrate sorbent is injected into the flue gas stream downstream of the combustion zone.
Verdere doeleinden en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen hierna blijken.Further objects and advantages of the present invention will appear below.
Volgens de onderhavige uitvinding worden de hiervoor genoemde doeleinden en voordelen gemakkelijk verkregen.According to the present invention, the aforementioned objects and advantages are easily obtained.
De onderhavige uitvinding is gericht op een werkwijze voor de verwijdering van afvalgassen uit spuigassen die ontstaan bij de verbranding van een koolwaterstofbrandstof. De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding bestaat uit het verbranden van een koolwaterstofbrandstof in een verbrandingszóne bij een de voorkeur genietende temperatuur waarna de verbrandingsgassen die ontstaan zijn bij de verbranding van de brandstof uit de verbrandingszóne worden gevoerd. Tijdens de afvoer van de verbrandingsgassen worden de verbrandingsgassen gekoeld tot in een bepaald temperatuurgebied dat lager ligt dan de verbrandings temperatuur. Een nitraatsorbens voor afvalgassen wordt in de stroom verbrandingsgas gespoten bij de geregelde temperatuur stroomafwaarts van de verbrandingszóne. Tijdens het inspuiten van het nitraatsorbens voor afvalgassen bij de bepaalde temperatuur van de stroom verbrandingsgas absorbeert het sorbens afvalgassen uit de verbrandingsgassen.The present invention is directed to a method for the removal of waste gases from purge gases arising from the combustion of a hydrocarbon fuel. The method of the present invention consists of burning a hydrocarbon fuel in a combustion zone at a preferred temperature, after which the combustion gases generated by the combustion of the fuel are discharged from the combustion zone. During the discharge of the combustion gases, the combustion gases are cooled to a certain temperature range that is lower than the combustion temperature. A waste gas nitrate sorbent is injected into the combustion gas stream at the controlled temperature downstream of the combustion zone. During the injection of the nitrate sorbent for waste gases at the determined temperature of the combustion gas stream, the sorbent absorbs waste gases from the combustion gases.
Volgens een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is het nitraatsorbens voor afvalgassen gedoteerd met een promotor die het effect van het sorbens voor afvalgassen bij de verwijdering van afvalgassen uit de verbrandingsgassen versterkt. Volgens de onderhavige uitvinding kan het nitraatsorbens voor afvalgassen gemengd zijn met water en de promotor tot een waterig mengsel dat in de stroom verbrandingsgas wordt gespoten. Volgens deze uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt het nitraatsorbensmengsel voor afvalgassen zodanig ingespoten dat een fijne verneveling ontstaat waarin de gemiddelde deeltjesgrootte kleiner is dan 100 pm.According to a preferred embodiment of the present invention, the waste gas nitrate sorbent is doped with a promoter which enhances the effect of the waste gas sorbent in removing waste gases from the combustion gases. According to the present invention, the waste gas nitrate sorbent may be mixed with water and the promoter to an aqueous mixture which is injected into the combustion gas stream. According to this embodiment of the present invention, the waste gas nitrate sorbent mixture is injected to produce a fine atomization in which the average particle size is less than 100 µm.
Bij een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding kan het nitraatsorbens worden gedoteerd met de promotor en in droge vorm in de stroom verbrandingsgas worden gespoten. Bij deze uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding dient de gemiddelde deeltjesgrootte van het gedoteerde nitraatsorbens kleiner te zijn dan 50 micron en bij voorkeur kleiner te zijn dan 20 micron.In another embodiment of the present invention, the nitrate sorbent can be doped with the promoter and injected into the combustion gas stream in dry form. In this embodiment of the present invention, the average particle size of the doped nitrate sorbent should be less than 50 microns and preferably less than 20 microns.
Het meest gewenste nitraatsorbens dat gebruikt wordt bij de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding bestaat uit nitraatzouten waarbij de nitraatzouten van magnesium en calcium de meeste voorkeur genieten. Geschikte promotors zijn ijzer, koper, mangaan, boor, aluminium, natrium, kalium, zink, nikkel en mengsels daarvan, waarbij ijzer, koper, mangaan en boor de voorkeur genieten en ijzer en koper ideaal zijn. Volgens de voorkeur genietende kenmerken van de onderhavige uitvinding is de molver-houding van nitraatsorbens tot afvalgas 0,05 tot 2,0 en bij voorkeur 0,1 tot 1,0 terwijl de molverhouding van promotor tot sorbens van 0,001 tot 0,1 bedraagt en bij voorkeur gelijk aan of kleiner is dan 0,05·The most desirable nitrate sorbent used in the method of the present invention consists of nitrate salts with the nitrate salts of magnesium and calcium being most preferred. Suitable promoters are iron, copper, manganese, boron, aluminum, sodium, potassium, zinc, nickel and mixtures thereof, with iron, copper, manganese and boron being preferred and iron and copper being ideal. According to preferred features of the present invention, the molar ratio of nitrate sorbents to off-gas is 0.05 to 2.0 and preferably 0.1 to 1.0 while the promoter to sorbent molar ratio is from 0.001 to 0.1 and preferably equal to or less than 0.05
De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding verschaft een effectief en economisch mechanisme voor de verwijdering van afvalgassen uit een stroom verbrandingsgas. De effectiviteit van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding zal hierna duidelijk worden bij lezing van de gedetailleerde beschrijving.The method of the present invention provides an effective and economical mechanism for removing waste gases from a combustion gas stream. The effectiveness of the method of the present invention will become apparent hereinafter on reading the detailed description.
De onderhavige uitvinding is gericht op een werkwijze voor de verwijdering van afvalgassen uit verbrandingsgassen die ontstaan bij de verbranding van een koolwaterstofbrandstof en meer in het bijzonder op een werkwijze zoals hiervoor vermeld waarbij een nitraatsorbens voor afvalgassen stroomafwaarts van de verbrandingszöne bij een bepaalde temperatuur van de stroom verbrandingsgas in de stroom verbrandingsgas wordt gespoten.The present invention is directed to a process for the removal of waste gases from combustion gases resulting from the combustion of a hydrocarbon fuel and more particularly to a method as mentioned above wherein a nitrate sorbent for waste gases downstream of the combustion zone at a certain temperature of the stream combustion gas is injected into the combustion gas stream.
Zoals hiervoor vermeld bestaat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding uit de stappen van het inspuiten van een nitraatsorbens voor afvalgassen in een stroom verbrandingsgas stroomafwaarts van een verbran-dingszóne wanneer de stroom verbrandingsgas zich in een kritisch tempera-tuurgebied bevindt. Volgens een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt het nitraatsorbens voor afvalgassen met een promotor gemengd en in de stroom verbrandingsgas gespoten. Volgens één uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt het nitraatsorbens voor afvalgassen met water en de promotor gemengd tot een nitraatsorbens voor afvalgassen bevattend mengsel in water. Het mengsel wordt daarna onder bepaalde omstandigheden bij een gewenste temperatuur van de stroom verbrandingsgassen in de stroom verbrandingsgas gespoten. Het sorbensmengsel voor afvalgassen wordt op een bepaalde wijze ingespoten zodanig dat een fijne verneveling geproduceerd wordt met een gemiddelde druppeltjesgrootte van minder dan 100 micron en bij voorkeur minder dan 50 micron. Bij een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt het nitraatsorbens voor afvalgassen met de promotor gedoteerd en in droge vorm in de stroom verbrandingsgas gespoten. De speciale wijze waarop een in water onoplosbaar vast sorbens gedoteerd wordt met de promotor hangt gedeeltelijk af van de aard van zowel het sorbens als de promotor. Bijvoorbeeld is calciumhydroxide (Ca(0H)2), dat ook bekend is als gebluste kalk, een vaste stof die bereid wordt door toevoeging van water aan calciumoxide. Gebluste kalk is een algemeen bekend sorbens voor S02. Gebluste kalk kan gemakkelijk volgens de volgende procedure met de promotor worden gedoteerd: een promotorverbinding wordt opgelost in de vereiste hoeveelheid water die gebruikt zal worden voor het blussen van de kalk. Dan wordt de kalk met die oplossing geblust waarbij de promotor effectief in de vaste stof wordt opgenomen. De hydra-tatiereactie is zeer exotherm zodat een droog gedoteerd vast sorbens geproduceerd kan worden wanneer de juiste omstandigheden worden aangehouden. Anders moet de natte vaste stof worden gedroogd. Het sorbens met promotor kan dan als een fijnverdeelde droge vaste stof in de verbrandingsgassen van de oven worden gespoten. Bij deze uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is de gemiddelde deeltjesgrootte van het nitraatsorbens voor afvalgassen kleiner dan of gelijk aan 10 micron.As noted above, the process of the present invention consists of the steps of injecting a waste gas nitrate sorbent into a flue gas stream downstream of a combustion zone when the flue gas stream is in a critical temperature range. According to a preferred embodiment of the present invention, the waste gas nitrate sorbent is mixed with a promoter and injected into the combustion gas stream. In one embodiment of the method of the present invention, the waste gas nitrate sorbent is mixed with water and the promoter to form a waste gas nitrate sorbent mixture in water. The mixture is then injected into the flow of combustion gas at a desired temperature of the combustion gas stream under certain conditions. The waste gas sorbent mixture is injected in a manner to produce fine atomization with an average droplet size of less than 100 microns and preferably less than 50 microns. In another embodiment of the present invention, the waste gas nitrate sorbent is doped with the promoter and injected into the combustion gas stream in dry form. The special manner in which a water-insoluble solid sorbent is doped with the promoter depends in part on the nature of both the sorbent and the promoter. For example, calcium hydroxide (Ca (0H) 2), which is also known as slaked lime, is a solid prepared by adding water to calcium oxide. Slaked lime is a well known sorbent for SO2. Quenched lime can be easily doped with the promoter according to the following procedure: a promoter compound is dissolved in the required amount of water that will be used to quench the lime. Then the lime is quenched with that solution, effectively incorporating the promoter into the solid. The hydration reaction is highly exothermic so that a dry-doped solid sorbent can be produced if the proper conditions are maintained. Otherwise, the wet solid must be dried. The promoter sorbent can then be injected into the furnace combustion gases as a finely divided dry solid. In this embodiment of the present invention, the average particle size of the waste gas nitrate sorbent is less than or equal to 10 microns.
Zoals hiervoor vermeld wordt het nitraatsorbens voor afvalgassen met of zonder promotor in de stroom verbrandingsgas gespoten wanneer de stroom verbrandingsgas op een gewenste temperatuur is. Volgens de onderhavige uitvinding is gevonden dat wanneer het nitraatsorbens voor afval-gassen zonder promotor in de gasstroom wordt gespoten de gewenste temperatuur van de stroom verbrandingsgas bij het inspuiten tussen 1093 en 13l6°C ligt. Wanneer een promotor in het sorbens voor afvalgassen is opgenomen wordt het temperatuurgebied voor inspuiting in de stroom verbrandingsgas verhoogd tot 1538°C. Volgens de onderhavige uitvinding dient de molverhouding van nitraatsorbens tot afvalgassen 0,5 tot 2,0 en bij voorkeur 0,1 tot 1,0 te bedragen en de molverhouding van promotor tot nitraatsorbens 0,001 tot 0,1 en bij voorkeur dient deze verhouding gelijk aan of kleiner dan 0,05 te zijn. Het nitraatsorbens voor afvalgassen kan elk nitraat zijn zoals HN03 en dergelijke waarbij het nitraat dat de voorkeur geniet bestaat uit nitraatmetaalzouten. De sorbentia voor afvalgassen die de meeste voorkeur genieten zijn nitraten van calcium en magnesium. De bij de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding gebruikte promotor bestaat uit metalen, die gekozen zijn uit de groep die bestaat uit ijzer, koper, mangaan, boor, aluminium, natrium, kalium, zink, nikkel en mengsels daarvan. Promotors die de voorkeur genieten zijn ijzer, koper, mangaan en boor waarbij ijzer en koper de meeste voorkeur genieten.As mentioned above, the waste gas nitrate sorbent with or without promoter is injected into the combustion gas stream when the combustion gas stream is at a desired temperature. According to the present invention, it has been found that when the waste gas nitrate sorbent is injected into the gas stream without a promoter, the desired temperature of the combustion gas stream during injection is between 1093 and 1316 ° C. When a promoter is included in the waste gas sorbent, the temperature range for injection into the combustion gas stream is increased to 1538 ° C. According to the present invention, the molar ratio of nitrate sorbents to waste gases should be 0.5 to 2.0, preferably 0.1 to 1.0, and the promoter to nitrate sorbent molar ratio should be 0.001 to 0.1, and preferably this ratio should be equal to or less than 0.05. The waste gas nitrate sorbent can be any nitrate such as HNO 3 and the like, the preferred nitrate being nitrate metal salts. The most preferred waste gas sorbents are calcium and magnesium nitrates. The promoter used in the method of the present invention consists of metals selected from the group consisting of iron, copper, manganese, boron, aluminum, sodium, potassium, zinc, nickel and mixtures thereof. Preferred promoters are iron, copper, manganese and boron with iron and copper being most preferred.
Volgens de onderhavige uitvinding kan het nitraatsorbens voor afvalgassen met of zonder promotor in de stroom verbrandingsgas in aanwezigheid van een oxidatiemiddel worden gespoten. Zoals hiervoor vermeld dient het inspuiten te geschieden, wanneer de gasstroom een temperatuur heeft tussen 1093 en 1538eC wanneer een promotor wordt toegepast en tussen 1093 en 13l6°C wanneer geen promotor wordt toegepast. Wanneer het nitraatsorbens voor afvalgassen met een oxidatiemiddel in de stroom verbrandingsgas wordt gespoten, dan geniet het de voorkeur dat het oxidatiemiddel in zodanige hoeveelheden aanwezig is dat een fijne verneveling van het nitraatsorbens wordt verkregen.According to the present invention, the waste gas nitrate sorbent with or without promoter can be injected into the combustion gas stream in the presence of an oxidizing agent. As mentioned above, the injection should be done when the gas flow has a temperature between 1093 and 1538 ° C when a promoter is used and between 1093 and 1316 ° C when no promoter is used. When the waste gas nitrate sorbent is injected with an oxidizing agent into the combustion gas stream, it is preferred that the oxidizing agent be present in such amounts that a fine atomization of the nitrate sorbent is obtained.
De volgende voorbeelden illustreren specifieke kenmerken van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.The following examples illustrate specific features of the method of the present invention.
VOORBEELD IEXAMPLE I
Teneinde de aanwezigheid van ongewenste afvalgassen, in het bijzonder zwavel, in een stroom verbrandingsgas van koolwaterstof aan te tonen en te kwantificeren werd een vloeibare koolwaterstof met een zwavelgehal-te van 3.8 gew.# met water gemengd tot een mengsel van 55 vol.# koolwa-terstofbrandstof en 45 vol.# water. Het mengsel werd daarna volledig verbrand. Het brandstof mengsel werd in de oven gevoerd via een in de handel verkrijgbare spuitkop. De brandstof werd met lucht verneveld waarbij een hoeveelheid van ongeveer 1,1 maal de stoichiometrisch vereiste hoeveelheid werd gebruikt. De koolwaterstofbrandstof werd volledig verbrand met een verbrandingssnelheid van ongeveer 1 miljoen BTU per uur. De concentratie aan S02 in de droge emissiegassen werd gemeten en deze bleek 2700 dpm te zijn. Onder droge emissiegassen worden alle bij de verbranding geproduceerde gassen verstaan met uitzondering van H20 en gecorrigeerd naar 0# zuurstof.In order to demonstrate and quantify the presence of unwanted waste gases, especially sulfur, in a hydrocarbon combustion gas stream, a liquid hydrocarbon having a sulfur content of 3.8 wt% was mixed with water to a mixture of 55 vol. -ter fuel and 45 vol. # water. The mixture was then completely burned. The fuel mixture was fed into the oven through a commercially available nozzle. The fuel was atomized with air, using an amount of about 1.1 times the stoichiometrically required amount. The hydrocarbon fuel was completely burned at a combustion rate of about 1 million BTU per hour. The concentration of SO2 in the dry emission gases was measured to be 2700 ppm. Dry emission gases are all gases produced during combustion, with the exception of H20 and corrected to 0 # oxygen.
VOORBEELD IIEXAMPLE II
Teneinde de effectiviteit van nitraten als sorbens voor afvalgassen bij de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding aan te tonen werd de vloeibare koolwaterstof die in voorbeeld 1 werd gebruikt onder dezelfde omstandigheden als in voorbeeld 1 beschreven verbrand. De verbrandingsgassen werden uit de verbrandingszöne gevoerd en tot een temperatuur van 1150°C gekoeld. Een waterige calciumnitraatoplossing werd bij de temperatuur van 1150°C in de verbrandingsgassen gespoten. De molverhouding van in de stroom verbrandingsgas gespoten calciumnitraat tot zwavel in de brandstof was 0,7· Na inspuiting van de waterige calciumnitraatoplossing in de stroom verbrandingsgas werd de S02-concentratie in de droge emissiegassen gemeten en deze was 1301 dpm. Dit S02-gehalte komt overeen met een 52% verlaging van S02 in vergelijking met voorbeeld I waar geen calciumnitraat gebruikt werd als een sorbens voor afvalgassen. De hoeveelheid van het nitraatsorbens die verbruikt was bleek k0% te zijn. De benutting van het sorbens wordt als volgt gedefinieerd: Γ afvalgassen! basis - Γafvalgassenl sorbens % benut _Γafvalgassenl basis_ sorbens = 100 x 1 mol sorbens_ α mol afvalgassenIn order to demonstrate the effectiveness of nitrates as waste gas sorbents in the process of the present invention, the liquid hydrocarbon used in Example 1 was burned under the same conditions as described in Example 1. The combustion gases were removed from the combustion zone and cooled to a temperature of 1150 ° C. An aqueous calcium nitrate solution was injected into the combustion gases at the temperature of 1150 ° C. The molar ratio of calcium nitrate to sulfur injected into the fuel stream was 0.7 · After injection of the aqueous calcium nitrate solution into the combustion gas stream, the SO 2 concentration in the dry emission gases was measured to be 1301 ppm. This SO2 content corresponds to a 52% reduction in SO2 compared to Example I where no calcium nitrate was used as a waste gas sorbent. The amount of the nitrate sorbent consumed was found to be k0%. The utilization of the sorbent is defined as follows: Γ waste gases! base - val waste gas sorbent% utilized _Γ waste gas base_ sorbent = 100 x 1 mole sorbent_ α mole waste gas
Hierin is α de stoichiometrische coëfficiënt in de chemische reactie van sorbens en afvalgassen en [afvalgassen] basis is de concentratie aan afvalgassen in de droge emissiegassen wanneer geen sorbens aanwezig is. De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is nu effectief voor het verlagen van S02-gehalten in de verbrandingsgassen van de stroom verbrandingsgas wanneer een waterige oplossing van een nitraatsorbens voor afvalgassen in de stroom verbrandingsgas stroomafwaarts van de verbran-dingszóne wordt ingespoten.Where α is the stoichiometric coefficient in the chemical reaction of sorbents and waste gases and [waste gases] basis is the concentration of waste gases in the dry emission gases when no sorbent is present. The process of the present invention is now effective for reducing SO 2 levels in the combustion gases of the combustion gas stream when an aqueous solution of a nitrate sorbent for waste gases is injected into the combustion gas stream downstream of the combustion zone.
VOORBEELD IIIEXAMPLE III
Teneinde het betere gedrag aan te tonen dat verkregen wordt door de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding waarbij nitraat als sorbens voor afvalgassen wordt gebruikt, werd een soortgelijk experiment uitgevoerd als hiervoor beschreven in voorbeeld II. In dit geval werd in plaats van een waterige oplossing van calciumnitraat een waterige oplossing van calciumformiaat in de stroom verbrandingsgas gespoten. De temperatuur van de verbrandingsgassen ter plaatse van de inspuiting was 1150°C en de molverhouding van calciumformiaat tot zwavel was 0,7. De S02-con-centratie van de verbrandingsgassen werd weer na de inspuiting gemeten en bleek gelijk te zijn aan 1944 dpm hetgeen een vermindering van 28% van de S02-emissies betekent in vergelijking met voorbeeld I en hetgeen een 40% benutting van het sorbens is. Bij vergelijking van de resultaten van het onderhavige voorbeeld met die van voorbeeld II is het duidelijk dat calciumnitraat een veel beter sorbens voor afvalgassen is dan calciumformiaat.In order to demonstrate the better behavior obtained by the process of the present invention using nitrate as waste gas sorbent, a similar experiment as described above in Example II was performed. In this case, instead of an aqueous solution of calcium nitrate, an aqueous solution of calcium formate was injected into the combustion gas stream. The temperature of the combustion gases at the injection was 1150 ° C and the molar ratio of calcium formate to sulfur was 0.7. The SO 2 concentration of the combustion gases was again measured after the injection and was found to be 1944 ppm which represents a 28% reduction in SO 2 emissions compared to Example I and which is a 40% utilization of the sorbent . Comparing the results of the present example with those of example II, it is clear that calcium nitrate is a much better waste gas sorbent than calcium formate.
VOORBEELD IVEXAMPLE IV
Teneinde de effectiviteit van een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding aan te tonen werden twee extra proeven uitgevoerd onder dezelfde omstandigheden als hierboven beschreven in voorbeeld II.In order to demonstrate the effectiveness of a preferred embodiment of the present invention, two additional tests were performed under the same conditions as described above in Example II.
Bij de eerste test werd een promotor in de vorm van ijzergluconaat in de calciumnitraatoplossing in water opgelost waarna de waterige oplossing in de stroom verbrandingsgas werd gespoten. De molverhouding van ijzer tot calcium in de oplossing was 0,05· De molverhouding van calcium tot zwavel werd op 0,7 gehouden. Na inspuiting was het S02-gehalte in het spuigas 810 dpm, hetgeen een vermindering van het S02-gehalte van 70% is ten opzichte van de basis-test van voorbeeld I. Deze 70% verlaging van de S02-gehalten komt overeen met een benutting van het sorbens van 100%.In the first test, a promoter in the form of iron gluconate was dissolved in the calcium nitrate solution in water and the aqueous solution was injected into the combustion gas stream. The molar ratio of iron to calcium in the solution was 0.05 · The molar ratio of calcium to sulfur was kept at 0.7. After injection, the SO 2 content in the offgas was 810 ppm, which is a 70% reduction in the SO 2 content compared to the basic test of Example 1. This 70% reduction in the SO 2 levels corresponds to utilization of the 100% sorbent.
De tweede test werd op dezelfde wijze uitgevoerd als de eerste test met dien verstande dat de promotor in water werd opgelost en met de brandstof werd gemengd en daarmee werd verbrand. De calciumnitraatoplossing werd op dezelfde wijze als hiervoor in voorbeeld II beschreven in de verbrandingsgassen gespoten. Wederom werd het S02-emissiegehalte gemeten en dit bleek 810 dpm te zijn, hetgeen een 70% vermindering is van het S02-gehalte en een 100% benutting van het sorbens.The second test was performed in the same manner as the first test except that the promoter was dissolved in water and mixed with the fuel and burned therewith. The calcium nitrate solution was injected into the combustion gases in the same manner as described in Example II above. Again, the SO 2 emission level was measured and found to be 810 ppm, which is a 70% reduction in the SO 2 content and a 100% utilization of the sorbent.
De resultaten van deze tests tonen aan dat de toevoeging van kleine hoeveelheden van een ijzerzout in de oven bij het inspuiten van een ni-traatoplossing in de stroom verbrandingsgas de verwijdering van S02 aanzienlijk vergroot in vergelijking met de waarden die verkregen worden zonder promotor zoals in voorbeeld II. Het voorbeeld laat verder zien dat soortgelijke resultaten verkregen kunnen worden wanneer het ijzerzout tezamen met de nitraatoplossing of met de te verbranden brandstof wordt ingespoten.The results of these tests show that the addition of small amounts of an iron salt in the oven when injecting a nitrate solution into the combustion gas stream significantly increases the removal of SO2 compared to the values obtained without a promoter as in example II. The example further shows that similar results can be obtained when the iron salt is injected together with the nitrate solution or with the fuel to be burned.
VOORBEELD VEXAMPLE V
Om de effectiviteit van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding aan te tonen bij verbranding van andere fossiele brandstoffen werd een bitumineuze kool met een zwavelgehalte van 4.3 gew.% onder geregelde omstandigheden verbrand en de S02-concentratie in de verbrandingsgassen op droge basis bleek 3000 dpm te zijn.To demonstrate the effectiveness of the process of the present invention in burning other fossil fuels, a bituminous coal with a sulfur content of 4.3% by weight was burned under controlled conditions and the SO 2 concentration in the combustion gases on a dry basis was found to be 3000 ppm. to be.
Om de effectiviteit van de werkwijze volgens de uitvinding aan te tonen werd een eerste proef uitgevoerd waarbij een waterige calciumni-traatoplossing bij een temperatuur van 1350°C in de stroom verbrandingsgas werd gespoten. De molverhoudig van calciumnitraat tot zwavel in de verbrande kool was 0,7· Na de inspuiting werd de S02-concentratie in het verbrandingsgas gemeten en deze was minder dan 10 dpm. Het verrassende resultaat betekent een 100$ verlaging van het S02-gehalte in vergelijking met voorbeeld I en een sorbensbenutting van 1^3%To demonstrate the effectiveness of the method according to the invention, a first test was carried out in which an aqueous calcium nitrate solution was injected into the combustion gas stream at a temperature of 1350 ° C. The molar ratio of calcium nitrate to sulfur in the burnt coal was 0.7 · After injection, the SO 2 concentration in the combustion gas was measured to be less than 10 ppm. The surprising result means a $ 100 reduction in the SO2 content compared to Example I and a sorbent utilization of 1-3%
Ten gevolge van de verrassende resultaten bij de eerste hiervoor beschreven test, werd een tweede proef uitgevoerd onder dezelfde omstandigheden waarbij de enige verandering was een vermindering van het calciumnitraat tot een molverhouding van calcium tot zwavel van 0,33 in plaats van een molverhouding van 0,7 zoals dit bij de eerste test geschiedde. De S02-gehalten werden wederom gemeten en bleken 120 dpm te zijn hetgeen een vermindering van het S02-gehalte van 96% is bij een sorbensbenutting van 2902.Due to the surprising results in the first test described above, a second test was conducted under the same conditions where the only change was a reduction of the calcium nitrate to a molar ratio of calcium to sulfur of 0.33 instead of a molar ratio of 0, 7 as was done in the first test. The SO 2 levels were again measured and found to be 120 ppm which is a 96% reduction in the SO 2 content with a sorbent utilization of 2902.
Vanwege dit verdere verrassende resultaat werd een derde proef uitgevoerd waarbij de molverhouding van calcium tot zwavel 0,1 was en alle andere omstandigheden hetzelfde werden gehouden. Bij meting van de S02-concentratie in de verbrandingsgassen bleek de concentratie 2370 dpm te zijn hetgeen een vermindering van de S02-emissie van slechts 21% betekent, terwijl de benutting van het sorbens nog steeds 210% is. De proeven in dit voorbeeld V laten zien, dat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding bijzonder effectief is voor de verwijdering van S02 uit verbrandingsgassen van de verbranding van kool en effectiever is bij de verbranding van kool dan bij vloeibare brandstoffen met een laag asgehalte. De assamenstelling bij de in dit voorbeeld gebruikte kool was de volgende:Because of this further surprising result, a third experiment was conducted in which the molar ratio of calcium to sulfur was 0.1 and all other conditions were kept the same. When measuring the SO2 concentration in the combustion gases, the concentration was found to be 2370 ppm which means a reduction of the SO2 emission of only 21%, while the utilization of the sorbent is still 210%. The tests in this Example V show that the process of the present invention is particularly effective for the removal of SO 2 from combustion gases from the combustion of coal and is more effective in the combustion of coal than with low ash liquid fuels. The ash composition for the carbon used in this example was the following:
Asgehalte 9.42#Ash content 9.42 #
Assamenstelling (berekend als oxiden)Ash composition (calculated as oxides)
Si02 50,35# ai2o3 17,61#Si02 50.35 # ai2o3 17.61 #
Ti02 0,64TiO2 0.64
Fe203 18,0Fe203 18.0
MgO 0,95MgO 0.95
Na20 0,67 K20 1,81 P205 0,1% S03 3,77#Na20 0.67 K20 1.81 P205 0.1% S03 3.77 #
VOORBEELD VIEXAMPLE VI
Om de effectiviteit van andere nitraten bij de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding aan te tonen, werd een andere proef uitgevoerd die identiek was met proef 1 van voorbeeld V met dien verstande dat in plaats van calciumnitraat magnesiumnitraat in de oven werd gespoten. Alle parameters van proef 1 van dit voorbeeld waren identiek aan die van proef 1 van voorbeeld V. De S02-concentratie in de verbrandingsgassen werd wederom gemeten en bleek minder dan 10 dpm te zijn hetgeen wederom een 100# vermindering van het S02-gehalte is en een sorbensbenutting van 143# is. Dit voorbeeld toont duidelijk de effectiviteit van nitraten aan bij de verwijdering van zwavel volgens de werkwijze van de onderhavige uitvinding .To demonstrate the effectiveness of other nitrates in the process of the present invention, another test was carried out identical to Test 1 of Example V except that magnesium nitrate was injected into the oven instead of calcium nitrate. All parameters of Test 1 of this example were identical to those of Test 1 of Example V. The SO 2 concentration in the combustion gases was again measured and found to be less than 10 ppm which again is a 100 # reduction in the SO 2 content and is a sorbent utilization of 143 #. This example clearly demonstrates the effectiveness of nitrates in sulfur removal by the method of the present invention.
Claims (24)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US65746191A | 1991-02-19 | 1991-02-19 | |
| US65746191 | 1991-02-19 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL9200311A true NL9200311A (en) | 1992-09-16 |
Family
ID=24637286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL9200311A NL9200311A (en) | 1991-02-19 | 1992-02-19 | IN-SITU REMOVAL OF WASTE GASES FROM A GAS FLOW BY INJECTION OF A NITRATE SORBES FOR WASTE GASES IN THE GAS FLOW FLOW DOWN OF THE COMBUSTION ZONE. |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR940006398B1 (en) |
| BR (1) | BR9104515A (en) |
| CA (1) | CA2053939A1 (en) |
| DE (1) | DE4204770C2 (en) |
| DK (1) | DK170991A (en) |
| ES (1) | ES2034898B1 (en) |
| FR (1) | FR2672821A1 (en) |
| GB (1) | GB2252965A (en) |
| IT (1) | IT1250359B (en) |
| NL (1) | NL9200311A (en) |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3481289A (en) * | 1968-05-13 | 1969-12-02 | Central Res Inst Elect | Method for removing sulfur dioxide from flue gases of a combustion furnace |
| US3855391A (en) * | 1973-01-23 | 1974-12-17 | Dravo Corp | Sludge stabilization with gypsum |
| US4310498A (en) * | 1980-04-24 | 1982-01-12 | Combustion Engineering, Inc. | Temperature control for dry SO2 scrubbing system |
| DE3168330D1 (en) * | 1980-09-22 | 1985-02-28 | Flaekt Ab | Method of purifying gases from acid gas components, especially purifying flue gases from sulphur dioxide |
| DE3117835A1 (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-25 | Friedrich 4983 Kirchlengern Hellmich | Process for removing pollutants, in particular sulphur oxides from combustion exhaust gases |
| US4472364A (en) * | 1982-06-23 | 1984-09-18 | Rockwell International Corporation | Process for removal of sulfur oxides from hot gases |
| US4555392A (en) * | 1984-10-17 | 1985-11-26 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Portland cement for SO2 control in coal-fired power plants |
| SE456642B (en) * | 1986-06-03 | 1988-10-24 | Euroc Research Ab | SET FOR DIRECT DESULATING OF SMOKE GAS IN AN OLD TOWN |
| US5513584A (en) * | 1986-06-17 | 1996-05-07 | Intevep, S.A. | Process for the in-situ production of a sorbent-oxide aerosol used for removing effluents from a gaseous combustion stream |
| DE3721317A1 (en) * | 1987-06-27 | 1989-01-05 | Hoelter Heinz | Process for the preparation of reactive calcium hydroxides for exhaust gas purification |
| US4793982A (en) * | 1988-02-29 | 1988-12-27 | Nalco Chemical Company | Use of nitrites to enhance SO2 removal in flue gas desulfurization wet scrubbers |
| DE3820077C1 (en) * | 1988-06-13 | 1989-10-19 | Deutsche Bp Ag, 2000 Hamburg, De |
-
1991
- 1991-10-08 DK DK170991A patent/DK170991A/en not_active IP Right Cessation
- 1991-10-10 GB GB9121476A patent/GB2252965A/en not_active Withdrawn
- 1991-10-17 BR BR919104515A patent/BR9104515A/en not_active Application Discontinuation
- 1991-10-22 CA CA002053939A patent/CA2053939A1/en not_active Abandoned
- 1991-10-23 ES ES9102345A patent/ES2034898B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-10-23 KR KR1019910018648A patent/KR940006398B1/en active IP Right Grant
- 1991-11-14 FR FR9114001A patent/FR2672821A1/en active Pending
- 1991-12-10 IT ITTO910957A patent/IT1250359B/en active IP Right Grant
-
1992
- 1992-02-18 DE DE4204770A patent/DE4204770C2/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-02-19 NL NL9200311A patent/NL9200311A/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2672821A1 (en) | 1992-08-21 |
| ITTO910957A1 (en) | 1992-08-20 |
| ES2034898A1 (en) | 1993-04-01 |
| GB2252965A (en) | 1992-08-26 |
| GB9121476D0 (en) | 1991-11-27 |
| KR920016130A (en) | 1992-09-24 |
| ITTO910957A0 (en) | 1991-12-10 |
| CA2053939A1 (en) | 1992-08-20 |
| KR940006398B1 (en) | 1994-07-20 |
| ES2034898B1 (en) | 1994-04-16 |
| DE4204770A1 (en) | 1992-08-20 |
| IT1250359B (en) | 1995-04-07 |
| DK170991A (en) | 1992-08-20 |
| DE4204770C2 (en) | 1995-09-28 |
| DK170991D0 (en) | 1991-10-08 |
| BR9104515A (en) | 1992-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103194292B (en) | Boiler coal combustion-improving desulfurizing and denitrifying agent composition and preparation method thereof | |
| US4992249A (en) | Reduction of nitrogen- and carbon-based pollutants through the use of urea solutions | |
| US4719092A (en) | Reduction of nitrogen-based pollutants through the use of urea solutions containing oxygenated hydrocarbon solvents | |
| JP4576227B2 (en) | Oxidation of NOX with chlorine dioxide combined with a thermal NOX removal method | |
| US5499587A (en) | Sulfur-sorbent promoter for use in a process for the in-situ production of a sorbent-oxide aerosol used for removing effluents from a gaseous combustion stream | |
| CN107236580B (en) | High-efficiency sulfur fixation catalytic composition for coal | |
| KR101246879B1 (en) | Liquid Combustion Catalyst Composition Containing Complex Metal Complex Ion Compound | |
| CN101275095B (en) | Coal burning additive | |
| CA1237894A (en) | Fuel burning method to reduce sulfur emissions and form non-toxic sulfur compounds | |
| US7189289B2 (en) | Cleaning agent and method for cleaning heater tubes | |
| KR101542076B1 (en) | Composite for combusition of solide fuel and methode for using the same | |
| NL9200311A (en) | IN-SITU REMOVAL OF WASTE GASES FROM A GAS FLOW BY INJECTION OF A NITRATE SORBES FOR WASTE GASES IN THE GAS FLOW FLOW DOWN OF THE COMBUSTION ZONE. | |
| US3628925A (en) | Combustion adjuvant | |
| US5513584A (en) | Process for the in-situ production of a sorbent-oxide aerosol used for removing effluents from a gaseous combustion stream | |
| Acharya | Process challenges and evaluation of bed agglomeration in a circulating bed combustion system incinerating red water | |
| US8048243B2 (en) | Combustion catalyst | |
| KR940006397B1 (en) | In-situ removal drrluent from a gaseous stream by injection of an dffluent sorbent into down stream of the combustion zone | |
| KR930000279B1 (en) | Process for the in-situ production of a sorbent-oxide aerosol used for removing effluents from a gaseous combustion stream | |
| RU2650936C1 (en) | Method for reducing the reduction of harmful combustion products into the environment by the combustion of the dried sludge | |
| CN107523372A (en) | A kind of solid sulphur denitration combustion adjuvant of the coal prepared using chromium slag | |
| Radway | How more ash makes less | |
| JPH08259972A (en) | Fuel additive and fuel | |
| JPS6328485A (en) | Treatment of waste water from stack gas desulfurization stage | |
| JPS60226618A (en) | Method of promoting combustion of hydrocarbon series fuel | |
| KR20110103114A (en) | Combustion catalyst |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1B | A search report has been drawn up | ||
| BV | The patent application has lapsed |