PL168542B1

PL168542B1 - Sposób usuwania dwutlenku siarki z gorących gazów spalinowych

Info

Publication number: PL168542B1
Application number: PL29639292A
Authority: PL
Inventors: Adam M Gostomczyk; Jozef Pupka; Czeslaw Ciasnocha; Jan Jedrusik; Waclaw Starnawski
Original assignee: Zespol Elektrocieplowni Wrocla
Priority date: 1992-10-27
Filing date: 1992-10-27
Publication date: 1996-02-29

Abstract

1. Sposób usuwania dwutlenku siarki z gorących gazów spalinowych powstałych przez spalanie w kotle substancji zawierającej siarkę, zwłaszcza węgla, przy czym sposób polega na wprowadzaniu do kotła lub do znajdującej się zanim strefy reakcyjnej substancji reagującej z dwutlenkiem siarki, zwłaszcza wodorotlenku wapnia, z substancja ta reaguje z dwutlenkiem siarki tworząc stały produkt, następnie ochładza się gazy spalinowe w strefie reakcyjnej poprzez wprowadzenie do niej wodnego roztworu alkalicznego, znamienny tym, że wodny roztwór alkaliczny stanowi mieszanina: - wodnego roztworu węglanu wapnia o zawartości 0 - 10% węglanu wapnia, korzystnie 5%, -wodnego roztworu wodorotlenku wapnia o zawartości 0 -10% wodorotlenku wapnia, korzystnie 5% - wodnego roztworu wodorotlenku sodu o zawartości 0 - 10% wodorotlenku sodu, korzystnie 5%, przy czym suma zawartości składników w roztworze wynosi 1 - 20%

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania dwutlenku siarki z gorących gazów spalinowych z pieca, w którym spala się paliwo zawierające siarkę, takie jak węgiel lub olej.

Znany jest sposób usuwania gazowych związków siarki, a zwłaszcza dwutlenku siarki z gazów spalinowych z pieca według opisu patentowego nr 148 176. Sposób ten polega na tym, że do pieca oprócz spalanego materiału zawierającego siarkę i gazu zawierającego tlen, wprowadza się w postaci pyłu wodorotlenek metalu alkalicznego i/lub wodorotlenek metalu ziem alkalicznych, oraz do pieca i/lub do gazów spalinowych wprowadza się oddzielnie wodę i/lub parę wodną. Następnie oddziela się od gazów stały produkt reakcji zawierający siarczan i ewentualnie siarczyn metalu alkalicznego i/lub metalu ziem alkalicznych.

Wadą znanego sposobu jest niecałkowite usunięcie związków siarki z gazów spalinowych. Ilość zneutralizowanych i usuniętych z gazów związków siarki nie przekracza 70%. Wprowadzanie wody do gazów spalinowych powoduje nadmierne schłodzenie spalin, natomiast skuteczność neutralizacji związków siarki poprzez wprowadzanie do spalin wody lub pary wodnej jest niewielka.

Znany jest także sposób usuwania dwutlenku siarki z gorących gazów spalinowych powstałych przez spalanie w kotle substancji zawierającej siarkę, według opisu zgłoszenia P-282 099. Sposób ten polega na wprowadzaniu do kotła lub do znajdującej się za nim strefy reakcyjnej substancję reagującą z dwutlenkiem siarki z wytworzeniem stałego produktu oraz ochładzaniu gazów spalinowych w strefie reakcyjnej przez wprowadzenie do niej wody w takiej maksymalnej ilości aby gorące gazy spalinowe były w stanieją odparować. Sposób ten charakteryzuje się tym, że otrzymane tak gazy spalinowe poddaje się płukaniu alkalicznym wodnym roztworem z

168 542 oddzieleniem od gazów spalinowych pozostałego dwutlenku siarki i pyłu, a część obiegowego roztworu płuczącego kieruje się do kotła lub do strefy reakcyjnej w celu odparowania wody z tego roztworu.

Wadą znanego sposobu usuwania dwutlenku siarki z gazów spalinowych jest konieczność prowadzenia procesu przy użyciu dodatkowego elementu technicznego jakim jest skruber. Zastosowanie skrubera w istniejących elektrociepłowniach w wielu wypadkach nie jest możliwe co eliminuje ten proces z możliwości zastosowania go.

Niedogodności te zostały wyeliminowane w rozwiązaniu sposobu według wynalazku. Sposób ten polega na tym, że wprowadza się do kotła lub do znajdującej się za nim straty reakcyjnej substancję reagującą z dwutlenkiem siarki, zwłaszcza wodorotlenek wapnia, a substancja ta reaguje z dwutlenkiem siarki tworząc stały produkt, następnie ochładza się gazy spalinowe w strefie reakcyjnej poprzez wprowadzenie do niej wodnego roztworu alkalicznego. Sposób charakteryzuje się tym, że wodny roztwór alkaliczny stanowi mieszanina:

- wodnego roztworu węglanu wapnia o zawartości 0 - 10% węglanu wapnia, korzystnie 5%

- wodnego roztworu wodorotlenku wapnia o zawartości 0 - 10% wodorotlenku wapnia, korzystnie 5%

- wodnego roztworu wodorotlenku sodu o zawartości 0 - 10% wodorotlenku sodu, korzystnie 5%, przy czym suma zawartości składników w roztworze wynosi 1 - 20%.

Roztwór podaje się do strefy reakcyjnej na kilku poziomach przy różnym stopniu rozpylenia. Roztwór podawany do strefy położonej najbliżej dopływu spalin ma wielkość kropli mniejszą od 50 pm. Roztwór podawany najbliżej miejsca wylotu spalin ma wielkość kropli mniejszą od 20 pm. Roztwór podawany w środkowej strefie reaktora ma średnicę kropli w zakresie 50 - 200pm.

Sposób według wynalazku charakteryzuje się niezwykłą prostotą a jednocześnie bardzo dobrą skutecznością. Nieoczekiwanie okazało się, że mieszanina wymienionych roztworów alkalicznych jest niezwykle skuteczna w neutralizacji gazowych związków siarki. Istotny jest także procentowy dobór poszczególnych składników mieszaniny, tak aby nie podawać nadmiaru związków alkalicznych, które nie miałyby możliwości reakcji z siarką, oraz aby nie występował niedobór składników, przez co związki siarki nie ulegając redukcji przedostawałyby się do atmosfery.

Sposób według wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania.

Do kotła energetycznego wprowadza się paliwo w postaci miału węglowego oraz substancję reagującą z dwutlenkiem siarki w postaci pyłu wodorotlenku wapnia. Ilość wodorotlenku wapnia dobiera się w znany sposób przy zastosowaniu obliczeń stechiometrycznych. Część środka neutralizującego reaguje z gazowym dwutlenkiem siarki już w kotle, a pozostała część nieprzereagowanego neutralizatora przechodzi do reaktora wraz z gazami spalinowymi. Neutralizator w postaci wodorotlenku wapnia może być też wprowadzany do kanałów spalinowych przed reaktorem. W reaktorze na wielu poziomach wprowadza się mieszaninę powietrza z wodnym roztworem utworzonym z następujących składników:

- wodnego roztworu węglanu wapnia o zawartości 5% węglanu wapnia.

- wodnego roztworu wodorotlenku wapnia o zawartości 5% wodorotlenku wapnia,

- wodnego roztworu wodorotlenku sodu o zawartości 5% wodorotlenku sodu.

Mieszaninę tę miesza się dodatkowo z powietrzem w celu rozdrobnienia jej do odpowiedniej wielkości kropli i poddaje się ją do reaktora za pomocą lanc zakończonych dyszami. Do strefy położonej najbliżej dopływu spalin do reaktora podaje się roztwór rozdrobniony do wielkości kropli mniejszej od 50 pm. Do strefy reaktora położonej najbliżej miejsca wylotu spalin podaje się roztwór rozdrobniony do wielkości kropli mniejszej od 20pm. Do środkowej strefy reaktora podaje się roztwór rozdrobniony do wielkości kropli w zakresie 50 - 200pm. Rozdrobniony roztwór podawany do odpowiednich stref reaktora łączy się ze związkami siarki tworząc nowe związki, które opadają na dno reaktora gdzie są cyklicznie usuwane.

168 542

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,50 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób usuwania dwutlenku siarki z gorących gazów spalinowych powstałych przez spalanie w kotle substancji zawierającej siarkę, zwłaszcza węgla, przy czym sposób polega na wprowadzaniu do kotła lub do znajdującej się za nim strefy reakcyjnej substancji reagującej z dwutlenkiem siarki, zwłaszcza wodorotlenku wapnia, z substancja ta reaguje z dwutlenkiem siarki tworząc stały produkt, następnie ochładza się gazy spalinowe w strefie reakcyjnej poprzez wprowadzenie do niej wodnego roztworu alkalicznego, znamienny tym, że wodny roztwór alkaliczny stanowi mieszanina:

- wodnego roztworu węglanu wapnia o zawartości 0 -10% węglanu wapnia, korzystnie 5%,

-wodnego roztworu wodorotlenku wapnia o zawartości 0 - 10% wodorotlenku wapnia, korzystnie 5%

- wodnego roztworu wodorotlenku sodu o zawartości 0 - 10% wodorotlenku sodu, korzystnie 5%, przy czym suma zawartości składników w roztworze wynosi 1 - 20%
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór podaje się do strefy reakcyjnej na kilku poziomach przy różnym stopniu rozpylenia.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że roztwór podawany do strefy położonej najbliżej dopływu spalin ma wielkość kropli mniejszą od 50 pm.
4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że roztwór podawany najbliżej miejsca wylotu spalin ma wielkość kropli mniejszą od 20pm.
5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że roztwór podawany w środkowej strefie reaktora ma średnicę kropli w zakresie 50 - 200 pm.