PL188484B1

PL188484B1 - Semi-dry exhaust gas purification process

Info

Publication number: PL188484B1
Application number: PL98325360A
Authority: PL
Inventors: Kazimierz Gaj
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 2005-02-28
Also published as: PL325360A1

Abstract

Half-dry method of exhaust gas treatment, especially removing sulphur oxides, nitrogen oxides and dust, consisting of absorptions of sour exhaust gas ingredients in a spray drying process with simultaneous cooling and moisturising of the exhaust gas, oxidising of exhaust gas ingredients in a gaseous phase, chemisorption of nitrogen dioxide, sulphur oxides and other residual sour pollutants on a filtration layer, characterised in that an oxidant, preferably ozone, is entered into a desulphurised and moisturised exhaust gas and the exhaust gas is desulphurised and moisturised with an aqueous suspension of calcium hydroxide, while maintaining a difference between exhaust gas temperature and moisture saturation temperature of exhaust gas below 15K, whereby the mole ratio of the dosed hydroxide in relation to a sum of sulphur dioxide and nitrogen oxide is between 0.5 and 2.0 and the mole ratio of the dosed ozone in relation to nitrogen oxide present in the exhaust gas is between 0.5 and 2.0 and the concentration of the dosed ozone is between 1 and 20g/mn3.

Description

Przedmiotem wynalazku jest półsuchy sposób oczyszczania spalin z gazowych zanieczyszczeń kwaśnych, zwłaszcza tlenków siarki i dwutlenku azotu, oraz tlenku azotu i pyłu ze spalin kotłowych. Sposób ten nadaje się do oczyszczania spalin z kotłów o małej i średniej mocy, opalanych węglem lub olejem.The subject of the invention is a semi-dry method of flue gas purification from gaseous acid pollutants, especially sulfur oxides and nitrogen dioxide, as well as nitrogen oxide and dust from boiler flue gases. This method is suitable for the treatment of flue gases from low and medium power boilers fired with coal or oil.

Znany jest z patentu europejskiego nr 0077170 półsuchy sposób jednoczesnego usuwania dwutlenku siarki, tlenków azotu i pyłu z gazów odlotowych, polegający na zastosowaniu absorbera rozpyłowego zasilanego mlekiem wapiennym z dodatkiem wodorotlenku sodowego. Absorpcja zanieczyszczeń kwaśnych zachodzi na rozpylonych kroplach cieczy alkalicznej, z równoczesnym suszeniem tych kropel. Powstający w temperaturze 358--383 K suchy produkt wiąże tlenek azotu, po czym, wraz z ewentualnym popiołem lotnym i nieprzereagowanym sorbentem wydzielany jest w suchym odpylaczu. Realna skuteczność usuwania dwutlenku siarki w tej metodzie wynosi 50--90% a tlenków azotu 20-40%. Wadą sposobu, oprócz niskiej skuteczności usuwania tlenków azotu, jest występowanie różnych optimów temperaturowych dla procesów usuwania dwutlenku siarki i tlenków azotu, gdyż usuwanie dwutlenku siarki maleje ze wzrostem temperatury a usuwanie tlenków azotu rośnie, oraz zależność intensywności usuwania tlenków azotu od ilości wytrącanego siarczynu sodowego, a więc również od zawartości dwutlenku siarki w spalinach.A semi-dry method of simultaneous removal of sulfur dioxide, nitrogen oxides and dust from waste gases is known from European Patent No. 0077170, consisting in the use of a spray absorber fed with lime milk with the addition of sodium hydroxide. Absorption of acid impurities takes place on the sprayed droplets of an alkaline liquid, with simultaneous drying of these droplets. The dry product formed at the temperature of 358-383 K binds nitrogen oxide, and then, together with the possible fly ash and unreacted sorbent, it is separated in the dry dust collector. The real efficiency of sulfur dioxide removal in this method is 50-90% and of nitrogen oxides 20-40%. The disadvantage of the method, apart from the low efficiency of nitrogen oxides removal, is the presence of various temperature optimas for the processes of sulfur dioxide and nitrogen oxides removal, because sulfur dioxide removal decreases with increasing temperature and nitrogen oxide removal increases, and the intensity of nitrogen oxide removal depends on the amount of precipitated sodium sulfite, thus also on the sulfur dioxide content in the exhaust gas.

Wynalazek dotyczy półsuchego sposobu oczyszczania spalin, zwłaszcza z tlenków siarki, tlenków azotu i pyłu, polegającego na absorpcji kwaśnych składników spalin w procesie suszenia rozpyłowego, z równoczesnym schłodzeniem i nawilżeniem spalin, utlenieniu składników spalin w fazie gazowej, chemisorpcji dwutlenku azotu, tlenków siarki i innych resztkowych zanieczyszczeń kwaśnych na warstwie filtracyjnej.The invention relates to a semi-dry flue gas cleaning method, especially from sulfur oxides, nitrogen oxides and dust, consisting in the absorption of acid components of the flue gas in the spray drying process, with simultaneous cooling and moistening of the flue gas, oxidation of flue gas components in the gas phase, chemisorption of nitrogen dioxide, sulfur oxides and other residual acid impurities on the filter layer.

Istota wynalazku polega na tym, że do odsiarczonych i nawilżonych spalin wprowadza się utleniacz, korzystnie ozon, przy czym spaliny odsiarcza się i nawilża wodną zawiesiną wodorotlenku wapnia, utrzymując różnicę pomiędzy temperaturą spalin i temperaturą stanu ich nasycenia wilgocią mniejszą niż 15 K. Stosunek molowy dozowanego wodorotlenku do sumy dwutlenku siarki i tlenku azotu wynosi od 0,5 do 2,0, natomiast stosunek molowy dozowanego ozonu do tlenku azotu zawartego w spalinach wynosi od 0,5 do 2,0, zaś stężenie dozowanego ozonu wynosi od 1 do 20 g/mn³.The essence of the invention consists in the fact that an oxidant, preferably ozone, is introduced into the desulphurized and humidified flue gas, and the flue gas is desulphurized and moistened with an aqueous suspension of calcium hydroxide, keeping the difference between the flue gas temperature and the temperature of their saturation with moisture less than 15K. hydroxide to the sum of sulfur dioxide and nitrogen oxide is from 0.5 to 2.0, while the molar ratio of the dosed ozone to nitrogen oxide contained in the exhaust gas is from 0.5 to 2.0, and the concentration of the dosed ozone is from 1 to 20 g / me ³ .

Zaletą sposobu według wynalazku jest równoczesne, skuteczne odsiarczenie, odazotowanie i usunięcie innych gazów kwaśnych przy wykorzystaniu tego samego sorbentu. Zaletą sposobu jest też możliwość łatwej adaptacji instalacji półsuchego odsiarczania spalin, zwłaszcza pracującej z wykorzystaniem filtra tkaninowego, wysoki stopień wykorzystania reagen188 484 tów, brak ścieków, wykorzystanie właściwości alkalicznych popiołu lotnego oraz sucha postać produktu oczyszczania spalin.The advantage of the process according to the invention is the simultaneous, effective desulfurization, denitrification and removal of other acid gases using the same sorbent. The advantage of the method is also the possibility of easy adaptation of the semi-dry flue gas desulphurization installation, especially operating with the use of a fabric filter, high degree of reagen use, no wastewater, use of the alkaline properties of the fly ash and the dry form of the flue gas cleaning product.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym jest pokazany schemat realizujący ten sposób.The subject of the invention is presented in an embodiment in the drawing, in which there is shown a diagram implementing this method.

PrzykładExample

Strumień spalin odciąganych z kotła 1 wentylatorem 5 w ilości 23000 m_n ³/h o temperaturze 473 K, zawierający dwutlenek siarki o stężeniu 1 g/mn³, tlenek azotu o stężeniu 0,1 g/mn3, dwutlenek azotu o stężeniu 0,01 g/mn3 oraz popiół lotny o stężeniu 1 g/mn3, wprowadza się do absorbera rozpyłowego 2, zasilanego wodną zawiesiną mleka wapiennego ze zbiornika 6. Zużycie wapna hydratyzowanego utrzymuje się na poziomie 40 kg/h. W absorberze 2 spaliny nawilża się i schładza do temperatury o 12 K wyższej od ich temperatury nasycenia wilgocią. Do tak spreparowanych spalin wprowadza się wytworzony w ozonatorze 3 ozon w ilości 4 kg/h i kieruje się spaliny do filtra workowego 4. W efekcie oczyszczania spalin uzyskuje się 100% redukcji emisji dwutlenku siarki, ponad 70% redukcji emisji tlenków azotu i ponad 99% redukcji emisji pyłu oraz stały produkt oczyszczania w postaci suchego proszku, zawierający głównie siarczany i azotany wapnia, popiół lotny oraz nieprzereagowany sorbent.The stream of flue gases extracted from the boiler 1 with a fan 5 in the amount of 23,000 m _n ³ / h at the temperature of 473 K, containing sulfur dioxide with a concentration of 1 g / mn ³ , nitrogen oxide with a concentration of 0.1 g / mn3, nitrogen dioxide with a concentration of 0.01 g / mn3 and fly ash with a concentration of 1 g / mn3 are introduced into the spray absorber 2, fed with an aqueous suspension of milk of lime from the tank 6. The consumption of hydrated lime is kept at 40 kg / h. In the absorber 2, the exhaust gas is humidified and cooled down to a temperature 12 K higher than its saturation temperature with moisture. The ozone produced in the ozonator 3 in the amount of 4 kg / h is introduced into the exhaust gas prepared in this way and the exhaust gas is directed to the bag filter 4. As a result of the exhaust gas treatment, 100% reduction of sulfur dioxide emissions, over 70% reduction of nitrogen oxides emissions and over 99% reduction dust emissions; and a dry powder solid cleaning product consisting mainly of calcium sulphates and nitrates, fly ash and unreacted sorbent.

188 484188 484

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 50 copies. Price PLN 2.00.

Claims

Patent claim

A semi-dry method of cleaning exhaust gases, especially from sulfur oxides, nitrogen oxides and dust, consisting in the absorption of acid exhaust components in the spray drying process with simultaneous cooling and moistening of exhaust gases, oxidation of exhaust gas components in the gas phase, chemisorption of nitrogen dioxide, sulfur oxides and other residual acid pollutants on a filtration layer, characterized in that an oxidant, preferably ozone, is introduced into the desulphurized and humidified flue gas, and the flue gas is desulphurized and moistened with an aqueous suspension of calcium hydroxide, keeping the difference between the flue gas temperature and the temperature of its saturation with moisture less than 15 K, with the molar ratio of the dosed hydroxide to the sum of sulfur dioxide and nitric oxide is kept within the range from 0.5 to 2.0, and the molar ratio of the dosed ozone to nitrogen oxide contained in the exhaust gas is kept within the range of 0.5 to 2.0, and the concentration of the dosed ozone remains in the range from 1 to 20 g / mn ³ .