PL184039B1 - Układ instalacji do jednoczesnego usuwania tlenków azotu i tlenków siarki z gazów odlotowych - Google Patents

Abstract

Układ instalacji do jednoczesnego usuwania tlenków azotu i tlenków siarki z gazów odlotowych, zawierający dozowniki oraz analizator mierzący zawartość tlenków azotu i tlenków siarki w oczyszczonych gazach, znamienny tym, że analizator (4) jest wyposażony w człon zadająco-porównujący, którego jedno wyjście jest połączone z wejściem sterującym dozownika (5) związków trwale wiążących siarkę, a drugie wyjście członu zadająco-porównującego analizatora (4) jest połączone z wejściem sterującym dozownika (8) związków redukujących tlenki azotu do azotu, natomiast wyjścia dozowników (5, 8) są połączone z pośrednim zbiornikiem (7), który poprzez dodatkowy dozownik (10) jest połączony ze strefą spalania gazów kotła (1)

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ instalacji do jednoczesnego usuwania tlenków azotu i tlenków siarki z gazów odlotowych, a zwłaszcza z gazów emitowanych z kotłów opalanych węglem lub olejem.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Am. Półn. nr 4795586 , znany jest sposób jednoczesnego usuwania tlenków azotu i tlenków siarki z gazów odlotowych, polegający na wprowadzaniu do oczyszczanych gazów, o temperaturze od 477K do 1588K, sorbentu składającego się z cząstek zawierających hydratyzowane wapno i amid kwasu węglowego. Cząsteczki te maja rozmiary w zakresie od 0,5 pm do 20 pm, a stosunek wagowy wapna do amidu kwasu węglowego wynosi 2-25:1. Sorbent ten wytwarza się przez hydratację wapna w wodnym roztworze amidu kwasu węglowego, którym najczęściej jest mocznik, a wprowadza się go do gazów odlotowych albo w postaci cząstek stałych albo w postaci wodnej zawiesiny o średnicy kropel od 10 prn do 750 pm. Sorbent wprowadza się do gazów za pomocą dozownika, a zawartość tlenków w oczyszczonych spalinach mierzy się analizatorem.

Niedogodnością techniczną znanego sposobu jednoczesnego usuwania tlenków azotu i tlenków siarki jest konieczność każdorazowego doboru sorbenta do oczyszczanego gazu odlotowego, gdyż efektywność ograniczenia emisji poszczególnych tlenków jest uzależniona od ilości wprowadzanych związków wiążących tlenki siarki i zawartości tych tlenków w gazie, oraz od ilości wprowadzanych związków redukujących tlenki azotu do azotu i zawartości tych tlenków w gazie. W praktyce przemysłowej zdarza się na ogół tak, iż zawartość tlenków siarki i tlenków azotu w gazach odlotowych, a także ich wzajemny stosunek, są wartościami zmieniającymi się, a wówczas sorbent o stałym składzie jakościowo-ilościowym jest mało skuteczny, i tak na przykład, przy dużym stężeniu tlenków siarki i małym stężeniu tlenków azotu uzyskuje się wystarczające ograniczenie emisji tlenków azotu, o około 80%, i niewystarczające ograniczenie emisji tlenków siarki, o około 20%. W celu zwiększenia skuteczności ograniczenia emisji tlenków siarki należy zwiększyć czterokrotnie ilość wprowadzanego sorbenta, co jest nieekonomiczne, albo przygotować sorbent o innym składzie jakościowo-ilościowym, dostosowanym do stężeń tlenków siarki i tlenków azotu w oczyszczanym gazie.

Wynalazek dotyczy układu instalacji do jednoczesnego usuwania tlenków azotu i tlenków siarki z gazów odlotowych, zawierającego dozowniki oraz analizator mierzący zawartość tlenków azotu i tlenków siarki w oczyszczonych gazach. W układzie instalacji według wynalazku analizator jest wyposażony w człon zadająco-porówujący, którego jedno wyjście jest połączone ze sterującym wejściem dozownika związków trwale wiążących siarkę, a drugie wyjście - ze sterującym wejściem dozownika związków redukujących tlenki azotu do azotu.

184 039

Wyjścia dozowników są połączone ze zbiornikiem pośrednim, który poprzez dodatkowy dozownik jest połączony z wnętrzem strefy spalania kotła.

W układzie instalacji według wynalazku, w zależności od wartości stężenia tlenków azotu i tlenków siarki w oczyszczonych gazach, skład jakościowo-ilościowy mieszaniny, wprowadzanej do strefy spalania gazów, jest zmieniany w sposób ciągły i jest uzależniony od tych stężeń. Nieoczekiwanie okazało się, że takie warunki zmniejszają prawdopodobieństwo niepożądanej reakcji pomiędzy związkami redukującymi tlenki azotu do azotu a tlenkami siarki. W wyniku tego stopień jednoczesnego ograniczenia emisji tlenków siarki i tlenków azotu jest znacznie większy niż w sposobie znanym, przy równoczesnym ograniczeniu ilości stosowanych reagentów i zwiększeniu możliwości zapewnienia bezpiecznej, zgodnej z wymogami ochrony środowiska naturalnego, emisji szkodliwych substancji.

Wynalazek jest objaśniony w przykładach wykonania oraz na rysunku, który przedstawia schemat ideowy instalacji do jednoczesnego usuwania tlenków azotu i tlenków siarki z gazów odlotowych kotła wodno-parowego.

Przykład I. W wodno-parowym kotle 1 o mocy termicznej 140MW spala się 30 Mg węgla w ciągu godziny. Powstające spaliny, w ilości około 300000 Nm³/h, zawierają około 15 g pyłu/Nm³, 2100 mg SO₂/Nm³ i 400 mg NO/m³. Spaliny z kotła '1 są odpylane w odpylaczu 2, po czym odprowadzane do komina 3. Przed wlotem spalin do komina 3 są umieszczone pomiarowe sondy analizatora 4, mierzącego stężenie tlenków azotu i tlenków siarki. Analizator 4 jest wyposażony w człon zadająco-porównujący, w którym nastawia się żądane wartości stężeń tlenków azotu i tlenków siarki w spalinach odprowadzanych do komina 3. Sygnał z jednego wyjścia członu zadająco-porównującego analizatora 4 jest podawany na wejście sterujące dozownika 5, który dozuje stały wodorotlenek wapnia ze zbiornika 6 do pośredniego zbiornika 7, a sygnał z drugiego wyjścia członu zadająco-porównującego analizatora 4 jest podawany na wejście sterujące drugiego dozownika 8, który dozuje mocznik z drugiego zbiornika 9 do pośredniego zbiornika 7. Wymieszane ze sobą w pośrednim zbiorniku 7 wodorotlenek wapnia i mocznik są podawane w postaci prawie jednorodnej mieszaniny, przez trzeci dodatkowy dozownik 10, wykonany jako podajnik pneumatyczny, do strefy spalania kotła 1 o temperaturze 1323 K. W analizatorze 4 ustawia się żądaną wartość stężenia tlenków azotu na 240 mg/Nm3 i żądaną wartość stężenia tlenków siarki na 900 mg/Nm3. Zmierzone zawartości tlenków siarki i tlenków azotu w spalinach są porównywane z ustawionymi w analizatorze 4 wartościami żądanymi i w zależności od wyniku tego porównania sygnały wyjściowe analizatora 4 powodują zmniejszenie lub zwiększenie wydajności dozowników 5, 8, a tym samym skierowanie do pośredniego zbiornika 7 ściśle określonej ilości wodorotlenku wapnia, powodującej trwałe wiązanie tlenków siarki, i ściśle określonej ilości mocznika, redukującej tlenki azotu do azotu. Mieszanina doprowadzana do strefy spalania kotła 1 ma zatem zmienny stosunek ilości wodorotlenku wapnia do mocznika, ściśle dobrany poprzez jego automatyczne sterowanie i zapewniający uzyskanie żądanych zawartości tlenków azotu i tlenków siarki w spalinach odprowadzanych do atmosfery. W przykładowym wykonaniu wynalazku po 6 godzinach pracy kotła 1 zużyto 1 Mg mocznika, czyli 0,167 Mg/h, oraz 12 Mg wodorotlenku wapnia, czyli 2 Mg/h.

Przykład II. Sposób jednoczesnego usuwania tlenków azotu i tlenków siarki z gazów odlotowych prowadzi się analogicznie jak opisano w przykładzie pierwszym, z tą różnicą, że pierwszy zbiornik 6 napełnia się 20% wodnym roztworem octanu wapnia, drugi zbiornik 9 napełnia się mieszaniną 10% wodnego roztworu mocznika i 10% wodnego roztworu glikolu etylenowego, dozowniki 5, 8, 10 są wykonane w postaci pomp dozujących, a w strefie spalania kotła 1 są zamontowane dysze pneumatyczne, którymi doprowadzana jest mieszanina składników znajdująca się w pośrednim zbiorniku 7. Po 6 godzinach pracy kotła 1, w czasie których zawartość tlenków siarki w spalinach doprowadzanych do komina 3 utrzymywała się na poziomie 900 mg/Nm3, a tlenków azotu - 240 mg/Nm³, zużycie octanu wapnia wyniosło 5,328 kg, zużycie mocznika 200 kg, zużycie glikolu 200 kg. w przeliczeniu na 100%, czyli 888 kg octanu wapnia na godzinę i po 33,4 kg mocznika i glikolu na godzinę.

184 039

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Układ instalacji do jednoczesnego usuwania tlenków azotu i tlenków siarki z gazów odlotowych, zawierający dozowniki oraz analizator mierzący zawartość tlenków azotu i tlenków siarki w oczyszczonych gazach, znamienny tym, że analizator (4) jest wyposażony w człon zadająco-porównujący, którego jedno wyjście jest połączone z wejściem sterującym dozownika (5) związków trwale wiążących siarkę, a drugie wyjście członu zadającoporównującego analizatora (4) jest połączone z wejściem sterującym dozownika (8) związków redukujących tlenki azotu do azotu, natomiast wyjścia dozowników (5, 8) są połączone z pośrednim zbiornikiem (7), który poprzez dodatkowy dozownik (10) jest połączony ze strefą spalania gazów kotła (1).