PL159581B1 - nawozu azotowo-wapiennego PL PL PL - Google Patents

Abstract

1 . Sposób wytwarzania nawozu azotowo-wa- piennego, znamienny tym, ze gazy zawierajace tlenki siarki i azotu, zwlaszcza gazy spalinowe w pierwszym etapie kontaktuje sie w znany sposób z roztworem lub zawiesina wodorotlenku wapnia, przy czym otrzymany siarczyn wapnia utlenia sie do siarczanu, a nastepnie gazy aktywuje sie w ukla­ dzie jonizacyjnym i poddaje dzialaniu gazowego amoniaku, produkty krystalizuje sie i miesza z pro- duktami z pierwszego etapu. 3. Urzadzenie do wytwarzania nawozu azo- towo-wapiennego w procesie oczyszczania gazów zawierajacych tlenki siarki i azotu, zwlaszcza gazów spalinowych, prowadzonym w ukladzie za- wierajacym strefe absorpcji cieczowej, strefe reakcji z amoniakiem oraz odkraplacz, znamienne tym, ze pomiedzy strefa absorpcji cieczowej (1) a strefa reakcji z gazowym amoniakiem (2) jest umieszczo­ ny uklad elektrod jonizacyjnych (4), a strefa reakcji z gazowym amoniakiem (2), zakonczona odkrapla- czem (3) ma ruchome zloze skladajace sie z siatek (16) umocowanych jedna nad druga, przy czym strefy (1) i (2) sa polaczone z krystalizatorami (10) i (9) oraz homogenizatorem (11). F ig . 1 PL PL PL

Description

Przedmiotem ynaLazku jest sposób 1 urządzenie do stwa-zania nawozu azotowo-waplennego w procesie oczyszczania gazów zawierających SOx, NO* i ewentualnie COx, zwłaszcza gazów spalinowych, pochodzących ze spalania paliw stałych i płynnych w urządzeniach energetycznych, np. w kotłowniach, nlnktrocrepnowmlach itp.

Znane są sposoby stwarzania nawozów azotowych metodą zntκ>nętmianla zasad na odpowiednich złożach przez kwas azotowy.

Znany jest rówiież sposób produkcji saletry amonowee poprzez przepuszczanie gazowego amomnaku przez roztwór kwasu azotowego.

Nie otrzymano dotychczas nawozu azotowo-wapiennego z gazów spalinowych.

Obecnie nieoczekiwanie stwierdzono, że nawóz azotowo-wapienny można otrzymać w procesie dwustopniowego oczyszczania gazów, zwłaszcza gazów spalinowych, prowadzonego sposobem według snalazku, z zastosowaniem znanej obróbki mlekiem wapiennym i z skorzystaniem amoniaku.

W znanych rozwiązaniach dotyczących przeróbki gazów - np. w rozwiązaniu crzrOstaeOonym w polskim opisie catenneso nr 109 740 - obróbkę alkaiccnnym roztworem prowadzi się w kolumnie natryskowej, po czym gazy wprowadza się do odpylacza elektrycznego, a następnie - w przypadku usuwania także ΝΟχ - gazy razem z aooni.aCieo przepuszcza się przez złoże upakowanego katalizatora w postaci cylindrów, gdzie następuje redukcja NOx.

159 581

Znane są także rozwiązania, w których reakcje z gazowym amoniakiem prowadzi się w reaktorze ^pełnionym stałym, nierccOooym złożem z żużla, ^gla aktywnego albo koksu. Takie złoże łapo się wczerpuje i trzeba Je aktywować parą ^sokoprężną oraz suszyć.

Inne znane rozwiązanie polega na tym, że gazy spalinowe, do których wprowadza się amoniak, poddaje się działaniu wiązki elektoonów, otrzymując (NHJgSO^ 1 ΝΗ^Ν^. Generatory wiązki elektoonów są kosztowne, a ponadto gazy trzeba najpierw dokładnie oczyścić od lotnych subasancci organicznych i pyłu.

Przedmiotem ^nalazku Jest sposób 1 urządzenie do stwarzania nawozu azotowo-wapiennego w procesie oczyszczania gazów, zwłaszcza gazów spalinowych.

Sposób według s^nal^azku polega na tym, że w pierwszym etapie gazy zawierające SOjr, NO, zwłaszcza gazy spalinowe, kontaktuje się w znany sposób z roztworem lub zawiesiną wodorotlenku wapnia, przy czym otrzymany siarczyn wapnia utlenia się do siarczanu, a następnie gazy aktywuje się w układzie jonizacyinym i poddaje się działaniu gazowego arnooiaku, produkty krystalizuje się 1 miesza z produktami pierwszego etapu.

Urządzenie według suł-azku posiada strefę absorpcci cieczowej oraz strefę reakcji z gazowym a^c^^iakieo, pomiędzy którymi Jest umieszczony układ elektrod jonizacyjnych.

Strefa reakcji z gazowym amoniakiem Jest zakończona odkraplaczem 1 oa ruchome złoże składające się z siatek umocowaych Jedna nad drugą. Obie strefy są połączone z odpowiednimi krystallzaoorMi produktów 1 Comooenizatoroo.

V korzystnym ^konaniu siatki są zamocowane rówiooegłe Jedna nad drugą w odległości do 50 mm, zwłaszcza co najwyżej 1o mm i obracają się wztdłuż osi pionowej. Mogą one mieć kształt prostokątów lub kwadratów. D>godnie Jest stosować siatki o drobnych oczkach. Ilość siatek dobiera się w zależności od ilości reagentów.

V pierwszym etapie procesu według ^naLazku gazy poddaje się procesowi absoornejl mekiem wapiennym, przy czym zawarte w gazie tlenki siarki reagują z wodaooO1enkieo wapnia, który następnie utlenia się tlenem z powietrza do siarczanu. Wodny roztwór siarczanu wapnia poddaje się krystalizacji. V tym etapie usuwa się około 95% SOx. Gazy opuszczające pieiwszy etap oczyszczania mają temperaturę 70 - 120°C.

W drugim etapie procesu według wynalazku gazy jonizuje się, korzystnie w polu elektrycznym dawką 1,5 mrad 1 poddaje działaniu gazowego aromaku.

Redkcja z tlenkami azotu 1 resztą SOx zachodzi na wilgotnym złożu składającym się z siatek skonanych z oaaeeiałr obojętnego w stosunku do reagentów. Złoże Jest ruchome, a odległość między siatkami sⁿ°si do 50 oo, korzystnie co najlżej 1o mm. Czas kontaktu zJoniooiaiych gazów z gazowym aooniakieo sⁿ°si korzystnie do 1o sekund. Jako produkt tej strefy otrzymuje się azotan amonu z dodatkiem siarczow amonu i ewen^s^ie azotynu i węglanu amonu. Produkt tej strefy krystalizuje się i miesza z produktami z pierwszego etapu, otrzymując nawóz azotowo-wapienny.

Sposób i urządzenie są objaśnione bliżej w przykłaoowm na rysunku, gdzie fig. 1 przedstawił schemat urządzenia do ^twarza^a nawozu azotowo-wapiennego, a fig. 2 układ elektrod jonizacyjnych. Na tchemocin; W oznacza wodę, S1 - s^ł^s^srat (CaO, Si)- substrat ΝΗ^ gaz, a Pr - produkt.

Urządzenie posiada absorber cieczowo-gazowy zawierający strofę absorpcji cieczowej 1 z przegrodami 15, strefę reakcji z gazowym aoooiakiem 2 zakończoną odkraplaczeo 3 oraz układ elektrod jonizacyjnych 4, znajdujący się pomiędzy strefami 112. Strefa 2 oa ruchome złoże składające się z siatek 16 umocowanych Jedna nad drugą w układzie pionowym. Strefy 1 i 2 są połączone z odpowiednimi krystalizatoraol 1o i 9 oraz CoImιognizatOΓeo 11.

Gazy spalinowe z kotłowni opalanej węglem lub olejami opałowymi wprowadza się przewodem 13 do strefy absorpcji cieczowej 1 1 kontaktuje z wodnym roztworem iodaootlenku wapnia przygotowanym w reaktorze 8, wprowadzanym poprzez elementy zraszające 14. W wyniku zachodzących procesów następuje ochłodzenie gazów do tempej-atury 70 12o°C oraz utworzenie produktu pośredniego w postaci siarczynu wapnia. Roztwór absorpcyjny po osiągnięciu nasycenia sygnalizowanego przez pehaoenr 7 kierowany Jest do amatora 6, gdzie następuje proces utleniania siarczynów do siarczanów teenem z powietrza, po czyo Jest on wprowadzany do krystl.lżatora 1o, gdzie otrzymuje się krystaliczny siarczan wapnia.

159 581

Gazy spalinowe po oczyszczeniu z tleikufo siarki przechodzą do strefy reakcji z gazowym amoniakiem 2 przez układ Jonizacyjny 4. Uktad jonizacyjny Jest skonstruowany z Ułożonych na przemian katod 17 i anod 16 oraz źródła zasilania 19. Do tej strefy wprowadza się w przeciwprądzie gazowy amnlak ze zbiornika 5 poprzez rotametr 12 regulujący Jego przepływ. Reakcja między amoniakiem a aktywowanymi tlenkami zachodzi na ruchomym złożu składającym się z szeregu siatek 16, zwilżonych wodą lub wodnym roztworem produktu tej strefy.

Jako produkt otrzymuje się azotan aminu z domeszką siarczanu amonu 1 ewentualnie dodatkiem azotynu i węglanu amonu, który krystalizuje się w krystalizatorze 9. Otrzymane produkty mesza się w homoggnnzatorze 11, z którego uzyskuje się produkt końcowy w postaci nawozu azotowo-wapiennego. Z gazu spalinowego pozbawionego tlerńtów siarki w około 98% i tlenków azotu w około 95% usuwa się parę wodną w odkraplaczu 5 i ^puuzcza do atmosfery.

Przykład. Gazy spaMnowy pochodzący ze spalania w kotłowni 1000 kg/h ^gla zawierającego 1,5% wagowych siarki po odpyleniu kieruje się do absorbera, w którym zachodzą kolejno po sobie dwa procesy sorpcji tlerńców siarki i azotu, po czym po odwoodUeniu gaz kieruje się do atmoofery. Powstałe półprodukty poddaje się procesowi krystalizacji, a następnie homoggnizacJi otrzymując produkt końcowy. W procesie technologlz^^i blorą udział:

S0₂ (30 kg/h), N2O5 (7 kg/h), Ca (0H^ (34,36 kg/h), NHj (4,41 kg/h), O2 z powwetrza (21 m /h), CaSO4 134,8 kg/h), NH^NO, (9,2 kg/h).

Claims (4)

1. Sposób wywarzania nawozu azotowo-wapiennego, znamienny tym, że gazy zawierające tlenki siarki i azotu, zwłaszcza gazy spalinowe w piewszym etapie kontaktuje się W znany sposób z roztworem lub zawiesiną wodorotlenku wapnia, przy czym otrzymany siarczyn wapiUa utlenia się Oo siarczanu, a następnie gazy aktywuje się w układzie jonizacyjnym i poddaje działaniu gazowego amon aku, produkty krystalizuje się i miesza z produktami z piewszego etapu.

2. Sposób według zastrz. 1,znamienny tym, że reakcję z gazowym amonnakiem prowadzi się na ruchomym wilgotym złożu, składającym się z siatek, przy czym odległość między siatkćmi yrosi co najwyżej 1o mm.

3. Urządzenie do stwarzania nawozu azotowo-wapiennego w procesie oczyszczania gazów zawierających tlenki siarki 1 azotu, zwłaszcza gazów spalinowych, prowadzonym w układzie zawierającym strefę absoopcci cieczowej, strefę reakcji z aiumnakiem oraz odluraplacz, znamien n e t y m, że pomiędzy strefą absooppci cieczowej (1) a strefą reakcji z gazowym arnorinakiem (2) Jest umieszczony układ elektrod jonizacyjnych (4), a strefa reakcji z gazowym amoniakiem (2), zakończona oOkraplaczeo (3) ma ruchome złoże składające się z siatek (16) umocowanych jedna nad drugą, przy czym strefy (1) i (2) są połączone z krystalizatorfml (1o) i (9) oraz hom^^er^nza-^oi^i^m (11).

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że siatki (16) są zamocowane jedna nad drugą w od.egłości co najyżej 1o mi.

3. Urządzenie według zastrz. 3 alło 4, znamienne tym, że ma siatki obracające się wdłuż osi pionowej.