PL178259B1 - Sposób wytwarzania mieszanek energetycznych z węgla kamiennego - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania mieszanek energetycznych z wegla kamiennego odsiar- czajacych gazy spalinowe w czasie spalania wegla w paleniskach, znamienny tym, ze sorbent tlenków siarki wprowadza sie do wegla energetycznego w trakcie i miejscu wytwarzania mie- szanki energetycznej w takiej ilosci, by stosunek wagowy 1,3 = Ca/S = 3,3, nastepnie mierzy sie zawartosc popiolu i wilgoci i okresla cieplo spalania, po czym dodaje sie do niej inne wegle o niskiej zawartosci siarki i wysokim stosunku Ca/S w takich ilosciach, aby uzyskac mieszan- ke energetyczna o zadanych zawartosciach popiolu i cieple spalania. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania mieszanek energetycznych z węgla kamiennego odsiarczających gazy spalinowe, odlotowe w czasie spalania węgla w paleniskach.

Siarka występuje w węglu w substancji nieorganicznej i w substancji organicznej. Związki siarki występujące w substancji nieorganicznej można usuwać poprzez mechaniczne wzbogacanie węgla w cieczach ciężkich lub w osadzarkach. Związki siarki z palną substancja organiczną mogą być usuwane tylko za pomocą chemicznej przeróbki węgla. Istnieje szereg sposobów zmniejszających efekt ujemny siarki, to jest nadmiernej emisji dwutlenku i trójtlenku siarki poprzez odsiarczanie gazów spalinowych, oparte głównie na zasadzie absorpcji lub katalizy. Prostsze sposoby polegają na wprowadzaniu sorbentu w postaci pyłu, rozdrobnionego kamienia wapiennego, dolomitu, tlenku lub wodorotlenku wapnia do komory spalania; prowadzi to do powstania cząstek CaSO4, MgSO4, które następnie oddziela się od gazów spalinowych za pomocą urządzeń oczyszczających gazy odlotowe. Czynione były próby domieszania, wprowadzenia do paleniska kotła uprzednio zmielonego i wysuszonego węgla z rozdrobnionym tlenkiem wapnia, przy czym ilość drobnoziarnistego tlenku wapnia dodawanego do węgla reguluje się w oparciu o wyniki pomiarów zawartości tlenku siarki w gazach odlotowych, na końcu przestrzeni paleniskowej, co opisane zostało w polskim opisie patentowym nr l25 521. Sposób ten daje pewne rezultaty dla węgli brunatnych spalanych w paleniskach przystosowanych do dużych zmian zawartości substancji mineralnej i ciepła spalania. W paleniskach kotłów na węgiel kamienny optymalne warunki spalania uzyskuje się wtedy, gdy zawartość balastu mineralnego zawiera się w z góry określonych granicach, a optymalną wydajność energetyczną układu energetycznego osiąga się, gdy ciepło spalania węgla nie ulega dużym zmianom.

Znany jest również sposób opisany w polskim opisie patentowym nr 166 662 polegający na tym, że sorbent doprowadza się do komory spalania za pomocą strumienia oczyszczonych spalin, powietrza, pary wodnej lub gazów neutralnych o temperaturze nie mniejszej niż 400 K, przy czym sorbent ten doprowadza się do wnętrza pierwotnych strug paliwowo-powietrznych u wylotów komory spalania lub w ich pobliżu. Sposób ten ma szereg niedogodności, które prowadzą do dużych fluktuacji zawartości tlenków wapnia w gazach odlotowych, dużych strat sorbentu i wymaga oddzielnej instalacji do magazynowania sorbentu, rozdrabniania sorbentu, wprowadzany poza strefą spalania skraca się czas przebywania sorbentu w strefie podwyższonych temperatur zapew178 259 mających rozkład sorbentu, w wyniku którego powstają aktywne, zdolne do wiązania siarki, składniki np. CaO, skraca się również czas kontaktu składników absorbujących siarkę ze spalinami i nierównomierny jest rozkład stężeń sorbentu w strefie temperatur optymalnych dla reakcji wiązania, przez co maleje wydajność odsiarczania i efektywność wykorzystania sorbentu.

Istotą sposobu wytwarzania mieszanek energetycznych z węgla kamiennego odsiarczających gazy spalinowe w czasie spalania węgla w paleniskach jest to, że sorbent tlenków siarki wprowadza się do węgla energetycznego w trakcie i miejscu wytwarzania mieszanki energetycznej w takiej ilości, by stosunek wagowy 1,3 < Ca/S <3,3, a następnie mierzy się zawartość popiołu i wilgoci i określa ciepło spalania, po czym dodaje się do niej inne węgle o niskiej zawartości siarki i wysokim stosunku Ca/S w takich ilościach, aby uzyskać mieszankę energetyczną o żądanych zawartościach popiołu i cieple spalania.

Istotą sposobu wytwarzania mieszanek energetycznych z węgla kamiennego odsiarczających gazy spalinowe w czasie spalania węgla w paleniskach jest to, że do poszczególnych składników mieszanki energetycznej z węgla kamiennego w trakcie i miejscu wytwarzania mieszanki energetycznej sorbent tlenków siarki wprowadza się do poszczególnych składników w takich ilościach, by ich stosunki wagowe 1,3 < Ca/S < 3,3, a następnie miesza się te składniki w takich ilościach, aby uzyskać zadane parametry, to jest zawartość popiołu i ciepło spalania.

Korzystnym skutkiem wynalazku jest to, że uzyskuje się paliwo o stałych parametrach, to jest zawartości popiołu i wartości opałowej, cieple spalania i określonej zdolności do absorbcji tlenków siarki. Sorbent jest wprowadzany do paleniska kotła równocześnie z węglem, przez co wzrasta do granic możliwości czas przebywania sorbentu w obszarze temperatur, w którym następuje rozkład nośnika sorbentu oraz czas przebywania sorbentu w obszarze temperatur, w których optymalnie wiązana jest siarka. Przez wprowadzenie nośnika sorbentu wraz z węglem i zapewnieniu stałej wartości ciepła spalania i zawartości popiołu unika się zakłóceń w pracy palników. Sorbent jest dobrze wymieszany z węglem, przez co utrzymywany jest korzystny stosunek molowy siarki do Ca w dowolnym miejscu paleniska, przez co unika się fluktuacji tego stosunku. Wprowadzanie sorbentu wraz z węglem nie wymaga użycia dodatkowych ilości powietrza, pary wodnej, tzn. nośników sorbentu. Nie jest wymagana oddzielna instalacja i unika się przebudowy kotła i paleniska.

Przykład 1.Do 1000 kg węgla o zawartości popiołu 28%, siarki 1,5% oraz CaO 1% w popiele i wartości opałowej 18774 kJ/kg dodajemy 89,2 kg Ca(OH)₂ i otrzymujemy mieszankę energetycznąo zawartości popiołu 31,02% wagowych i wartości opałowej 17553 kJ/kg. Do 1000 kg mieszanki energetycznej dodajemy węgiel surowy o zawartości popiołu 30% i zawartości siarki palnej 0,2% i Ca/S = 1,5 i wartości opałowej 22000 kJ/kg. Dodatek 500 kg tego węgla do mieszanki daje paliwo o zawartości popiołu 30,66% i wartości opałowej 19035 kJ/kg.

Przykład 2. Do 1000 kg wzbogaconego węgla o zawartości popiołu 15% wagowych, siarki 1% wagowych i zawartości CaO w popiele 4% wagowych dodajemy 51,6 kg CaCO₃ i otrzymujemy mieszankę energetyczną o zawartości popiołu 17,5%. Do 1000 kg węgla surowego o zawartości popiołu 25% wagowych, siarki 1,5% wagowych i CaO w popiele 3,5% wagowych dodajemy CaCOj - 78,12 kg i otrzymujemy mieszankę energetyczną o zawartości popiołu 28% wagowych. Do 1000 kg mieszanki energetycznej z węgli wzbogaconych dodajemy 320 kg mieszanki energetycznej węgli surowych i otrzymujemy mieszankę energetyczną o zawartości popiołu 20% wagowych i wartości opałowej 22000 kJ/kg. Mieszanka ta po spaleniu daje stężenie tlenków siarki w gazach odlotowych równe 700 mg/m³.

178 259

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania mieszanek energetycznych z węgla kamiennego odsiarczających gazy spalinowe w czasie spalania węgla w paleniskach, znamienny tym, że sorbent tlenków siarki wprowadza się do węgla energetycznego w trakcie i miejscu wytwarzania mieszanki energetycznej w takiej ilości, by stosunek wagowy 1,3 < Ca/S < 3,3, następnie mierzy się zawartość popiołu i wilgoci i określa ciepło spalania, po czym dodaje się do niej inne węgle o niskiej zawartości siarki i wysokim stosunku Ca/S w takich ilościach, aby uzyskać mieszankę energetyczną o żądanych zawartościach popiołu i cieple spalania.

2. Sposób wytwarzania mieszanek energetycznych z węgla kamiennego odsiarczających gazy spalinowe w czasie spalania węgla w paleniskach, znamienny tym, że do poszczególnych składników mieszanki energetycznej z węgla kamiennego w trakcie i miejscu wytwarzania mieszanki energetycznej sorbent tlenków siarki wprowadza się do poszczególnych składników w takich ilościach, by ich stosunki wagowe 1,3 < Ca/S <3,3, a następnie miesza się te składniki w takich ilościach, aby uzyskać zadane parametry, to jest zawartość popiołu i ciepło spalania.