PL232854B1 - Zastosowanie pyłu koksowego pochodzącego z instalacji suchego chłodzenia koksu do usuwania rtęci z gazów spalinowych - Google Patents
Zastosowanie pyłu koksowego pochodzącego z instalacji suchego chłodzenia koksu do usuwania rtęci z gazów spalinowychInfo
- Publication number
- PL232854B1 PL232854B1 PL404807A PL40480713A PL232854B1 PL 232854 B1 PL232854 B1 PL 232854B1 PL 404807 A PL404807 A PL 404807A PL 40480713 A PL40480713 A PL 40480713A PL 232854 B1 PL232854 B1 PL 232854B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- coke
- mercury
- dust
- sorbent
- flue gases
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest zastosowanie pyłu koksowego pochodzącego z instalacji suchego chłodzenia koksu do usuwania rtęci z gazów spalinowych, powstających w wyniku spalania paliw, głównie węgli przy produkcji energii elektrycznej i cieplnej.
W gazach spalinowych opuszczających kocioł, stosunek zawartości rtęci gazowej do jej formy utlenionej Hg0/Hg2+ może się zmieniać w bardzo szerokim zakresie od 90:10 do 20:80. Rtęć ta jest usuwana w procesach stosowanych do eliminowania z gazów spalinowych: tlenków azotu, tlenków siarki oraz zanieczyszczeń pyłowych. Wielkość redukcji emisji rtęci w tych tzw. pasywnych metodach usuwania rtęci zależy od specjacji rtęci, składu i temperatury spalin, skuteczności pracy węzłów odpylania (elektrofiltrów, filtrów tkaninowych, cyklonów) oraz warunków pracy instalacji usuwania tlenków azotu i odsiarczania spalin. W przypadku dużej zawartości rtęci w spalanych węglach, przy niekorzystnym składzie pierwiastkowym węgla (mała zawartość chloru, bromu, żelaza oraz wysoka zawartość siarki i wapnia) oraz niewystarczającej skuteczności metod pasywnych usuwania rtęci, konieczne jest zastosowanie dodatkowych technologii ograniczających emisję rtęci do atmosfery (tzw. metod aktywnych). Jedną z najskuteczniejszych metod aktywnych obniżania emisji rtęci do atmosfery jest iniekcja pylistych sorbentów do gazów spalinowych.
Z opisu zgłoszenia nr WO 2010/123609 A1 dotyczącego sorbentu do usuwania i utleniania rtęci oraz z opisu zgłoszenia nr WO 2009/129298 A1, dotyczącego sposobu i sorbentu do usuwania rtęci z gazów spalinowych z wykorzystaniem elektrofiltru, znany jest sposób usuwania rtęci w wyniku iniekcji pylistych sorbentów węglowych (m.in. pylistych węgli aktywnych przeznaczonych do usuwania rtęci) do gazów spalinowych w różnych punktach układu oczyszczania gazów spalinowych.
Znana jest technologia iniekcji sorbentu do gazów spalinowych przed urządzeniem odpylającym, stosowana powszechnie w elektrowniach amerykańskich. Jako sorbenty są stosowane pyliste węgle aktywne PACs (Powdered Active Carbons) lub bromowane węgle aktywne. Skuteczność usuwania rtęci tą metodą zależy od specjacji rtęci w spalinach (rtęć utleniona bardzo dobrze adsorbuje się na powierzchni sorbentów, natomiast rtęć gazowa praktycznie nie ulega adsorpcji), temperatury spali n (im wyższa temperatura tym efekt sorpcji jest mniejszy), składu spalin, wielkości dawki sorbentu mierzonej stosunkiem C:Hg, stopnia wymieszania sorbentu w spalinach, czasu kontaktu sorbentu ze spalinami oraz skuteczności urządzeń odpylających, w których jest wydzielany sorbent. Powyższy sposób działania w zakresie usuwania rtęci z gazu znany jest z amerykańskiego zgłoszenia patentowego US 2008/0305021 A1.
Powszechnie są stosowane dwa miejsca iniekcji sorbentu do spalin: przed elektrofiltrem (jednym z wariantów może być dozowanie sorbentu np. przed ostatnią strefą elektrofiltru) i po elektrofiltrze. W drugim przypadku instaluje się układ dozowania sorbentu oraz zabudowuje filtr tkaninowy do usuwania ze spalin cząstek sorbentu. Dozowanie sorbentu pylistego przed elektrofiltrem ma swoje niedogodności. Są to: wysoka temperatura spalin niekorzystnie wpływająca na skuteczność sorpcji, konieczność stosowania dużych ilości drogiego sorbentu (stosunek atomowy C:Hg winien wynosić około 1000:1), przy najczęściej stosowanych pylistych węglach aktywnych, zwiększenie zawartości pierwiastka C w popiele, co ogranicza możliwość jego utylizacji - tę niedogodność ogranicza się poprzez dozowanie sorbentu przed ostatnią strefą elektrofiltru; przy iniekcji sorbentu do ostatniej strefy elektrofiltru, problem utylizacji osobno odbieranego z tej strefy popiołu z dużą zawartością węgla i rtęci, spadek skuteczności odpylania z powodu zbyt niskiej oporności stałych cząstek submikronowych.
Średnia skuteczność redukcji rtęci przy iniekcji pylistych węgli aktywnych do spalin przed elektrofiltrem wynosi około 60%.
Iniekcja PACs po elektrofiltrze i wydzielanie sorbentu w specjalnie do tego celu zabudowanych filtrach tkaninowych ma swoje zalety. Są to: niższa temperatura spalin korzystnie wpływająca na skuteczność sorpcji; zmniejszenie ilości stosowanego sorbentu (stosunek atomowy C:Hg może wynosić tylko 12:1); dłuższy czas kontaktu PACs zatrzymanego na filtrze tkaninowym z gazami spalinowymi; brak zanieczyszczenia węglem popiołów lotnych wydzielanych w elektrofiltrze; wydzielanie w filtrze tkaninowym praktycznie samego pylistego węgla aktywnego, co ułatwia jego utylizację.
Średnia skuteczność usuwania rtęci przy iniekcji PACs do spalin po elektrofiltrze sięga prawie 90%. Jednym z zasadniczych mankamentów procesu jest wysoki koszt stosowanych węgli aktywnych (usunięcie 1 kg rtęci z gazów spalinowych/nawet do 90 tys. USD).
Z polskiego opisu patentowego PL 156600 B1, znany jest sposób likwidacji zanieczyszczeń przemysłowych wód ściekowych, natomiast z opisu patentowego PL 199636 B1 znany jest sposób
PL 232 854 Β1 oczyszczania wód koksowniczych z inhibitorów biodegradacyjnych, obydwa z wykorzystaniem pyłów koksowych o odpowiedniej granulacji do oczyszczania zanieczyszczeń wodnych, jako czynnika pochłaniającego.
Próbą obniżenia wysokich kosztów jest zastosowanie taniego substytutu pylistych węgli aktywnych. Materiałem takim może być pył koksowy wydzielany w procesach odpylania traktu gazowego instalacji suchego chłodzenia koksu. Przeznaczony jest do usuwania rtęci i/lub innych zanieczyszczeń z gazów spalinowych metodą jego iniekcji do oczyszczanych spalin. Na podstawie badań własnych ustalono, że pył aktywowany termicznie w procesie suchego chłodzenia koksu jest również bardzo skutecznym sorbentem do usuwania z roztworów wodnych, jonów metali ciężkich, m.in. Pb2+, Cr3+, Cd2+, Co2+ i Hg2+. Skuteczność usuwania wynosi wówczas od 61% do 94%. [A.Karcz, P.Burmistrz „Pulverfórmige Adsorbentien zur Entfernung von Schwermetallen und polyaromatischen Kohlenwasserstoffen aus Abwassern” / „Neue Entwicklungen zur adsorptiven Gas- und Wasserreini-gung” RedaktionelleLeitung: W.Heschel, Freiberger Forschungshefte, A 859, 2000, 97-112 (ISBN 3-86012-113-8); A.Karcz, P.Burmistrz „Usuwanie metali ciężkich i wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych ze ścieków przemysłowych przy użyciu taniego sorbentu pylistego7„Przemiany środowiska naturalnego a ekorozwój” pod redakcją M.J. Kotarby, Kraków 2001,229-236 (ISBN 83-915765-0-7)].
Istotą wynalazku jest zastosowanie pyłu koksowego pochodzącego z instalacji suchego chłodzenia koksu do usuwania rtęci z gazów spalinowych w ilości 1,0-25,0 kg/103 normalnych m3 spalin w zależności od miejsca dozowania oraz zawartości rtęci w gazach spalinowych.
Podczas operacji suchego chłodzenia koksu pył koksowy kontaktuje się z gazem obiegowym o temperaturze dochodzącej do 850°C, zawierającym w swoim składzie m.in. CO2, O2 i niewielkie ilości pary wodnej.
Pył koksowy, zawierający nie mniej niż 50% frakcji poniżej 0,1 mm, dozuje się do opuszczających kocioł gazów spalinowych przed elektrofiltrem w miejscu gwarantującym co najmniej 5 sekundowy czas jego kontaktu i jest on wydzielany wraz z popiołami lotnymi w elektrofiltrze albo do jednej ze stref elektrofiltru i wówczas jest on wydzielany w kolejnych strefach elektrofiltru albo za elektrofiltrem, co wymaga zabudowania filtra tkaninowego lub innego aparatu odpylającego, w którym będzie on wydzielany.
Przykład
W zastosowaniu oczyszczania gazów spalinowych z rtęci, według wynalazku, jako środek pochłaniający rtęć stosuje się sorbent w postaci pyłu koksowego, przedstawionego w tabeli 1. Dla porównania przedstawiono także parametry pylistego węgla aktywnego.
Tabela 1
Parametr | Pył koksowy wydzielony w elektrofiltrach | Pył koksowy z silosów zbiorczych | Pylisty węgiel aktywny |
Zawartość wilgoci, % | 0,7 | 0,9 | 5,0 |
Zawartość popiołu, % | 14,1 | 12,3 | 7,6 |
Zaw. Pierwiastka C, % | 83,8 | 85.5 | 83,3 |
Zaw. Wodoru, % | 0,36 | 0,31 | 1,47 |
Zaw. Siarki, % | 0.97 | 0.88 | 0,08 |
Frakcja <0,1 mm, % | 83,0 | 50,2 | 87,5 |
Gęstość rzeczywista, g/cm’’ | 1,99 | 1,96 | 1,95 |
Powierzchnia właściwa, m‘/g | 32,0 | 15,8 | 670,5 |
Objętość mikroporów, cm’lg | 0,008 | 0,004 | 0,307 |
Objętość mezoporów, cm7g | 0,019 | 0,009 | 0,055 |
Średni promień mezoporów, nm | 4,17 | 3,95 | 2,90 |
Pcw. mezoporćw, m7g | 9,1 | 4,8 | 37,9 |
PL 232 854 Β1
Pył koksowy pochodzący z silosów zbiorczych instalacji suchego chłodzenia koksu, zawierający nie mniej niż 50% frakcji poniżej 0,1 mm, dozowano w ilości 0,005 i 0,015 kg pyłu/m3 spalin za elektrofiltrem do opuszczających kocioł gazów spalinowych.
Podczas operacji suchego chłodzenia koksu pył koksowy kontaktując się z gazem obiegowym o temperaturze dochodzącej do 850°C, zawierającym w swoim składzie m.in. CO2, 02 i niewielkie ilości pary wodnej poprawia swoje właściwości sorpcyjne w porównaniu z pyłami koksowymi nie poddawanymi temu procesowi.
W poniższej tabeli 2 przedstawiono wyniki otrzymane dzięki zastosowaniu pyłów koksowych pochodzącym z silosów zbiorczych.
Tabela 2
Parametr | Test nr 1 | Test nr 2 |
Ilość dozowanego pyłu koksowego | 0,005 | 0,015 |
Stężenie rtęci w surowych gazach spalinowych [pg/m*] | 6,550 | 28,875 |
Stężenie rtęci w gazach spalinowych po wydzieleniu pyłu koksowego [pgim1! | 1,271 | 4,065 |
Usunięcie rtęci [%] | 80,6 | 85,9 |
Pył koksowy zastosowany jako sorbent wykazał wysoką skuteczność (80,6% oraz 85,9%) w usuwaniu z gazów spalinowych rtęci. Dla porównania, zastosowanie pylistych węgli aktywnych daje skuteczność w granicach od 50 do 95% w zależności od konkretnego rozwiązania. Dodatkowym profitem jest znacznie niższy koszt procesu oczyszczania, w porównaniu z zastosowaniem komercyjnych sorbentów pylistych. Koszt usunięcia 1 kg rtęci nie powinien przekroczyć 10 tys. USD w porównaniu z 90 tys. USD przy zastosowaniu do tego celu komercyjnych, pylistych węgli aktywnych.
Claims (3)
- Zastrzeżenia patentowe1. Zastosowanie pyłu koksowego zawierającego nie mniej niż 50% frakcji poniżej 0,1 mm, pochodzącego z instalacji suchego chłodzenia koksu, do usuwania rtęci z gazów spalinowych.
- 2. Zastosowanie według zastrzeż. 1, znamienne tym, że do gazów spalinowych dozuje się pył koksowy w ilości 1,0-25,0 kg/103 normalnych m3 spalin w zależności od miejsca dozowania oraz zawartości rtęci w gazach spalinowych.
- 3. Zastosowanie według zastrzeż. 1, znamienne tym, że pył koksowy podczas procesu suchego chłodzenia koksu kontaktuje się z gazem obiegowym o temperaturze dochodzącej do 850°C, zawierającym w swoim składzie m.in. CO2, O2 i niewielkie ilości pary wodnej.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL404807A PL232854B1 (pl) | 2013-07-22 | 2013-07-22 | Zastosowanie pyłu koksowego pochodzącego z instalacji suchego chłodzenia koksu do usuwania rtęci z gazów spalinowych |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL404807A PL232854B1 (pl) | 2013-07-22 | 2013-07-22 | Zastosowanie pyłu koksowego pochodzącego z instalacji suchego chłodzenia koksu do usuwania rtęci z gazów spalinowych |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL404807A1 PL404807A1 (pl) | 2015-02-02 |
PL232854B1 true PL232854B1 (pl) | 2019-08-30 |
Family
ID=52396913
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL404807A PL232854B1 (pl) | 2013-07-22 | 2013-07-22 | Zastosowanie pyłu koksowego pochodzącego z instalacji suchego chłodzenia koksu do usuwania rtęci z gazów spalinowych |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL232854B1 (pl) |
-
2013
- 2013-07-22 PL PL404807A patent/PL232854B1/pl unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL404807A1 (pl) | 2015-02-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10730011B2 (en) | Multi-functional composition of matter for rapid removal of mercury from a flue gas | |
US11400434B2 (en) | Multi-functional composition of matter for removal of mercury from high temperature flue gas streams | |
US11491434B2 (en) | Sorbent compositions and methods for the removal of contaminants from a gas stream | |
KR101764159B1 (ko) | 연도 가스로부터 수은 제거 방법 | |
US11148120B2 (en) | Methods for the treatment of flue gas streams using sorbent compositions with reduced auto ignition properties | |
KR100991761B1 (ko) | 흡착제 및 연소기체로부터 수은을 제거하는 방법 | |
JP6616928B2 (ja) | 活性炭からの重金属浸出の軽減方法 | |
US9289720B2 (en) | System and method for treating mercury in flue gas | |
US20060051270A1 (en) | Removal of volatile metals from gas by solid sorbent capture | |
PL204639B1 (pl) | Sposób usuwania rtęci z gazów spalinowych | |
US20140186625A1 (en) | Composition for acid gas tolerant removal of mercury from a flue gas | |
WO2014116348A1 (en) | Mercury removal from flue gas streams using treated sorbents | |
WO2014172284A1 (en) | Systems and methods for post combustion mercury control using sorbent injection and wet scrubbing | |
Marczak et al. | Investigation of subbituminous coal and lignite combustion processes in terms of mercury and arsenic removal | |
Moretti et al. | Advanced emissions control technologies for coal-fired power plants | |
WO2013082157A1 (en) | Multi-functional composition for rapid removal of mercury from a flue gas | |
US10695717B2 (en) | Systems and methods for post combustion mercury control using sorbent injection and wet scrubbing | |
CA2820516C (en) | High performance mercury capture | |
RU2352383C2 (ru) | Способ улавливания тяжелых металлов из дымовых газов | |
Chiu et al. | Simultaneous control of elemental mercury/sulfur dioxide/nitrogen monoxide from coal-fired flue gases with metal oxide-impregnated activated carbon | |
CN114259852A (zh) | 一种污泥碳化废气处理工艺 | |
US10307710B2 (en) | Systems and methods for post combustion mercury control using sorbent injection and wet scrubbing | |
JP2014091058A (ja) | 排ガス処理装置と排ガス処理方法 | |
PL232854B1 (pl) | Zastosowanie pyłu koksowego pochodzącego z instalacji suchego chłodzenia koksu do usuwania rtęci z gazów spalinowych | |
CA3102270A1 (en) | Magnetic adsorbents and methods of their use for removal of contaminants |