PL197066B1 - Sposób utylizacji produktu poreakcyjnego z półsuchego procesu odsiarczania spalin i redukcji tlenków siarki z gazów spalinowych, zwłaszcza w kotłach energetycznych - Google Patents

Abstract

Sposób utylizacji produktu poreakcyjnego z półsuchego procesu odsiarczania spalin i redukcji tlenków siarki z gazów spalinowych, zwłaszcza w kotłach energetycznych, znamienny tym, że produkt poreakcyjny z półsuchego procesu odsiarczania spalin o składzie: 25-90% wag. CaSO3O,5H2O, 1-40% wag. CaSO<2H2O, 1-40% wag. Ca(OH)2, 1-40% wag. CaCO3, 1-30% wag. CaCl2\xH2O, 1-30% wag. popiołu lotnego, 1-25% wag. wody, z ewentualnym dodatkiem sorbentu w ilości 0-50% wag. o zawartości 25-56% wag. CaO wdmuchuje się do kotła energetycznego w sferę temperatur poniżej 900°C, korzystnie 850°C, gdzie następuje reakcja rozkładu Ca(OH)2 na CaO i H2O, CaCO3 na CaO i CO2, a powstałe w wyniku tych reakcji tlenki wapnia wiążą tlenki siarki pochodzące ze spalonego w kotle węgla w siarczan wapnia, natomiast zawarte w produkcie poreakcyjnym CaSO3O,5H2O i CaSO<2H2O poddaje się w kotle energetycznym konwersji do CaSO4, przy czym konwersja CaSO3O,5H2O do CaSO4 następuje poprzez wypalanie z jednoczesnym utlenianiem, zaś konwersja CaSO<2H2O do CaSO4 następuje poprzez wypalanie, a podczas procesu wypalania CaCl2?xH2O w produkcie poreakcyjnym ulega odwodnieniu

Description

(21) Numer zgłoszenia: 357168 ^{(51) Int.Cl.}

B01D 53/50 (2006.01) C01B 17/96 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 18.11.2002

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej

(54)	Sposób utylizacji produktu poreakcyjnego z półsuchego procesu odsiarczania spalin i redukcji tlenków siarki z gazów spalinowych, zwłaszcza w kotłach energetycznych
		(73) Uprawniony z patentu: ENERGOMAR - NORD Sp. z o.o.,Warszawa,PL
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 31.05.2004 BUP 11/04 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 29.02.2008 WUP 02/08	(72) Twórca(y) wynalazku: Jacek Maślanka,Warszawa,PL Zbigniew Bis,Częstochowa,PL Wojciech Nowak,Częstochowa,PL
		(74) Pełnomocnik: Rowińska Anna

⁽⁵⁷⁾ Sposób utylizacji produktu poreakcyjnego z półsuchego procesu odsiarczania spalin i redukcji tlenków siarki z gazów spalinowych, zwłaszcza w kotłach energetycznych, znamienny tym, że produkt poreakcyjny z półsuchego procesu odsiarczania spalin o składzie: 25-90% wag. CaSO₃O,5H₂O, 1-40% wag. CaSO<2H₂O, 1-40% wag. Ca(OH)₂, 1-40% wag. CaCO₃, 1-30% wag. CaCl₂\xH₂O, 1-30% wag. popiołu lotnego, 1-25% wag. wody, z ewentualnym dodatkiem sorbentu w ilości 0-50% wag. o zawartości 25-56% wag. CaO wdmuchuje się do kotła energetycznego w sferę temperatur poniżej 900°C, korzystnie 850°C, gdzie następuje reakcja rozkładu Ca(OH)2 na CaO i H2O, CaCO3 na CaO i CO2, a powstałe w wyniku tych reakcji tlenki wapnia wiążą tlenki siarki pochodzące ze spalonego w kotle węgla w siarczan wapnia, natomiast zawarte w produkcie poreakcyjnym CaSO₃O,5H₂O i CaSO<2H₂O poddaje się w kotle energetycznym konwersji do CaSO₄, przy czym konwersja CaSO₃O,5H₂O do CaSO₄ następuje poprzez wypalanie z jednoczesnym utlenianiem, zaś konwersja CaSO<2H₂O do CaSO₄ następuje poprzez wypalanie, a podczas procesu wypalania CaCl₂?xH₂O w produkcie poreakcyjnym ulega odwodnieniu.

PL 197 066 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób utylizacji produktu poreakcyjnego z półsuchego procesu odsiarczania spalin i redukcji tlenków siarki z gazów spalinowych zwłaszcza w kotłach energetycznych.

W zakładach przemysłowych stosujących półsucha metodę odsiarczania spalin w kotłach energetycznych powstają odpady stanowiące uciążliwe składowiska o toksycznym oddziaływaniu na otoczenie i pogłębiające degradację środowiska naturalnego. Pociąga to za sobą konieczność podejmowania działań zmierzających do utylizacji powstających odpadów i poszukiwania możliwości ich gospodarczego wykorzystania.

Produkt poreakcyjny z półsuchego odsiarczania spalin metodą półsuchą składa się w większości z siarczynu wapnia, który cechuje chemiczne zapotrzebowanie tlenu w celu utlenienia nietrwałego siarczynu wapnia na trwały siarczan wapnia. Obecnie brak jest zapotrzebowania na produkt odsiarczania z przewagą udziału siarczynów. Produkt ten jest wywożony najczęściej na składowisko odpadów, gdzie w długim okresie czasu dochodzi do utlenienia zawartego w nim siarczynu wapnia do siarczanu wapnia. Towarzyszą tym reakcjom zmiany fizykochemiczne składowanych materiałów, działając redukujące w dłuższym okresie czasu. Możliwość zagospodarowania w kotłach fluidalnych produktu poreakcyjnego z instalacji półsuchego odsiarczania spalin metodą półsuchą, po uprzednim utlenieniu zawartego w nim nietrwałego siarczynu wapnia do stabilnego siarczanu wapnia ma duży wpływ na koszty eksploatacyjne tych kotłów.

W znanych rozwiązaniach, w których występuje wprowadzanie z powrotem do kotłów fluidalnych części oddzielonego od spalin stałego produktu poreakcyjnego następuje wprowadzanie do kotła nieprzereagowanych sorbentów do tego samego obszaru temperatur, w którym sorbent ten wykazywał swoją aktywność, ale nie zdołał w pełni przereagować. W wysokiej temperaturze 850°C panującej w kotle aktywny jest tlenek wapnia i nieprzereagowany tlenek wapnia wprowadzany jest z powrotem do kotła. W niskiej temperaturze 100-150°C panującej w reaktorze i odpylaczu aktywny jest wodorotlenek wapnia i nieprzereagowany wodorotlenek wapnia wprowadzany jest z powrotem do reaktora. Powierzchnie ziaren nieprzereagowanego tlenku i wodorotlenku wapnia są spieczone i ponowna ich reakcja w kotle jest utrudniona, a znajdująca się na powierzchni warstwa anhydrytu blokuje proces odsiarczania.

Celem wynalazku jest powtórne wykorzystanie odpadów po półsuchym odsiarczaniu spalin poprzez pełne zużycie wolnego i związanego tlenku wapnia w odpadzie oraz przeprowadzenie pełnej utylizacji odpadu przez konwersję siarczynów do siarczanów w kotle energetycznym.

Sposób utylizacji produktu poreakcyjnego z półsuchego procesu odsiarczania spalin i redukcji tlenków siarki z gazów spalinowych zwłaszcza w kotłach energetycznych według wynalazku, charakteryzuje się tym, że produkt poreakcyjny z półsuchego procesu odsiarczania spalin o składzie: 25-90% wag. CaSO₃O,5H₂O, 1-40% wag. CaSO<2H₂O, 1-40% wag. Ca(OH)₂, 1-40% wag. CaCO₃, 1-30% wag. CaCl₂\xH₂O, 1-30% wag. popiołu lotnego, 1-25% wag. wody, z ewentualnym dodatkiem sorbentu w ilości 0-50% wag. o zawartości 25-56% wag. CaO wdmuchuje się do kotła energetycznego w sferę temperatur poniżej 900°C, korzystnie 850°C, gdzie następuje reakcja rozkładu Ca(OH)2 na CaO i H2O, CaCO3 na CaO i CO2, a powstałe w wyniku tych reakcji tlenki wapnia wiążą tlenki siarki pochodzące ze spalonego w kotle węgla w siarczan wapnia, natomiast zawarte w produkcie poreakcyjnym CaSO₃O,5H₂O i CaSO<2H₂O poddaje się w kotle energetycznym konwersji do CaSO₄ przy czym konwersja CaSO₃O,5H₂O do CaSO₄ następuje poprzez wypalanie z jednoczesnym utlenianiem, zaś konwersja CaSO<2H₂O do CaSO₄ następuje poprzez wypalanie, a podczas procesu wypalania CaCl₂?xH₂O w produkcie poreakcyjnym ulega odwodnieniu.

Odsiarczanie spalin w kotle energetycznym, sposobem według wynalazku, pozwala na uzyskiwanie wyższej skuteczności odsiarczania niż przy użyciu samego węglanu wapnia. Ponadto wysoki stopień konwersji tlenku wapnia jak i siarczynów w anhydryt pozwala na bezpieczne składowanie produktów po suchym odsiarczaniu i umożliwia ich przeróbkę.

Bardzo istotne dla przebiegu procesu utylizacji jest miejsce w kotle energetycznym, do którego jest wdmuchiwany produkt poreakcyjny z półsuchej instalacji odsiarczania spalin, a zwłaszcza panująca tam temperatura i ciśnienie cząstkowe tlenu. W temperaturze 850°C istnieją doskonałe warunki do utylizacji niezwykle uciążliwych siarczynów. Poprzez pełne wykorzystanie związków wapnia z produktu po wtórnym suchym odsiarczaniu spalin oraz przetworzeniu siarczynów w anhydryt, stworzone są korzystne warunki do wykorzystania odpadu lub też do jego bezpiecznego składowania.

PL 197 066 B1

P r z y k ł a d

Skład surowego produktu poreakcyjnego z półsuchego odsiarczania spalin w kotle energetycznym:

CaSOsO.S^O	60% wag.
CaSO4^2H2O	7% wag.
Ca(OH)2	10% wag.
CaCO3	3% wag.
CaO	5% wag.
CaCfe-^O	3% wag.
Popiół lotny	4% wag.
SiO2	3% wag.
Al2O3	3% wag.
Woda	2% wag.
Produkt poreakcyjny z półsuchego odsiarczania spalin w kotle energetycznym - o podanym wy-
żej składzie chemicznym - wdmuchany został do kotła energetycznego z paleniskiem fluidalnym
w miejsce, w którym temperatura wynosiła 850°C. Skład produktu odsiarczania spalin w kotle z uży-
ciem odpadu po półsuchym odsiarczaniu spalin - o powyższym składzie chemicznym - odbierany
w elektrofiltrze, był następujący:
Popiół lotny	53,0% wag.
CaSO4	38,0% wag.
CaO	2,0% wag.
CaCO3	2,0% wag.
CaSO3	1,5% wag.
Ca(OH)2	2,0% wag.
CaS	0,2% wag.
CaCl2	0,8% wag.
Woda	0,5% wag.
Powyższy produkt zawiera śladowe ilości CaSO3. Cały siarczyn wapnia przeprowadzony został

w siarczan wapnia. Brak jest wodorotlenku wapnia, który wykorzystany został do odsiarczania spalin. Otrzymany produkt zawiera również małe ilości CaO wolnego, co świadczy o dobrym wykorzystaniu komponentów wapnia w odsiarczaniu spalin.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób utylizacji produktu poreakcyjnego z półsuchego procesu odsiarczania spalin i redukcji tlenków siarki z gazów spalinowych, zwłaszcza w kotłach energetycznych, znamienny tym, że produkt poreakcyjny z półsuchego procesu odsiarczania spalin o składzie: 25-90% wag. CaSO₃O,5H₂O, 1-40% wag. CaSO<2H₂O, 1-40% wag. Ca(OH)₂, 1-40% wag. CaCO₃, 1-30% wag. CaCl₂\xH₂O, 1-30% wag. popiołu lotnego, 1-25% wag. wody, z ewentualnym dodatkiem sorbentu w ilości 0-50% wag. o zawartości 25-56% wag. CaO wdmuchuje się do kotła energetycznego w sferę temperatur poniżej 900°C, korzystnie 850°C, gdzie następuje reakcja rozkładu Ca(OH)2 na CaO i H2O, CaCO3 na CaO i CO2, a powstałe w wyniku tych reakcji tlenki wapnia wiążą tlenki siarki pochodzące ze spalonego w kotle węgla w siarczan wapnia, natomiast zawarte w produkcie poreakcyjnym CaSO₃O,5H₂O i CaSO<2H₂O poddaje się w kotle energetycznym konwersji do CaSO₄, przy czym konwersja CaSO₃O,5H₂O do CaSO₄ następuje poprzez wypalanie z jednoczesnym utlenianiem, zaś konwersja CaSO<2H₂O do CaSO₄ następuje poprzez wypalanie, a podczas procesu wypalania CaCl₂\xH₂O w produkcie poreakcyjnym ulega odwodnieniu.