SE437770B - Forfarande for att ur avgaser avlegsna sura komponenter, speciellt svaveldioxid - Google Patents

Description

3000764-4 7 2 av en pH~ändring. Förhöjd ammoniaktillsats åstadkommer emellertid en stegring av ammoniumkarbonathalten i lösningen. pH följer dock endast i det undre området mycket tydligt den stigande karbonathalten och undergår knappast någon ändring över 5 % karbonat.

En dylik reglering kan sålunda fungera driftsmässigt felfritt endast inom ett område upp till ca 5 % och skapar stora svårigheter när pH övergår i det horisontalt förlöpande området. Undersökningar av anläggningar i drift har visat att en fullgod reglering inte längre är möjlig när pH överstiger omkring 7. I Anläggningar för att avsvavla rökgaser planlägges i dag i huvud- sak för användning i stora kraftverk. I Förbundsrepubliken Tyskland finns det emellertid en mycket betydande andel kraftverk som drives under förhållanden som är typiska för toppbelastningskraftverk. Med sådana förknippas mycket stora och ofta förekommande svängningar i belastningen vilka ställer utomordentligt höga krav på styrningen av avsvavlingsprocessen. För detta ändamål har man varit nödsakad att vid ifrågavarande ammoniakförfarande hålla ammoniakhalten (under förut- sättning att svaveloxidhalten i gasen är konstant) proportionell mot gasmängden för att förhindra att avsvavlingseffekten skall påverkas av variationer i belastningen. Han skulle sålunda kunna styra ammoniak- tillsatsen i beroende av gasmängden för att ernå detta mål. Å ena sidan är emellertid mätning av så stora gasmängder under de ofta trånga plats- förhållandena i mycket stora rökgaskanaler endast möjlig med stora fel- källor, så att enbart härav är ett negativt inflytande på konstanthål- landet av avsvavlingsgraden att förvänta. Ã andra sidan ändrar sig i all reglering vid belastningsväxlingar även panneldningens luftöver- skott, varför svaveloxidhalten i rågasen inte håller sig konstant. En styrning som skulle förändra ammoniaken i proportion - till och med vid eliminering av de nämnda mätfelen - till gasmängden skule sålunda på grund av den varierande S02-halten leda till olika avsvavlingsgrader vid olika belastningstillstånd.

En annan typisk egenskap hos styrningar är att vid Snabb ändring i styrstorheterna kan styrsystemen lätt råka bli ojämna._ Styrningar som utsätts för stora fluktuationer på mätvärdenas ingångs- sida måste i motsvarande mån tröginställas, varför man vid ändring av ingångsstorheten (här sålunda gasmängden) för en viss tidsperiod måste räkna med avsevärda avvikningar i börvärdet.

Dessa synpunkter gäller i princip även sådana regleringar som - med utgångspunkt från exempelvis tvättlösningen - ändrar ammoniaktill- ,.; PÛÜR i 8000764-4 3 satsen vid en dylik avsvavlingsprocess. Även måste man exempelvis vid en avsevärd, snabb belastningsstegring i panndriften räkna med en visserligen tidsmässigt avgränsad men icke obetydlig genombrytning av svaveloxider genom tvättsystemet.

Ett förfarande för rökgasavsvavling är förut känt (SE-PS 7506714-O), som arbetar med mycket hög saltkoncentration. Vid drift med detta förfarande har det fastställts att inte ens när pH ligger inom det nämnda branta kurvområdet är en ändamålsenlig reglering av ammoniakhalten möjlig vid belastningsvariationer. Det föreligger sålun- da ett behov av att finia en lösning som möjliggör - eventuellt även under ändringar i proce:sbetingelserna - en reglering som inte ens vid snabba och stora belastringsvariationer medför ändring i avsvavlings- effekten.

De angivna reaktionsekvationerna-visar att efter intensiv ab- sorption av svaveloxiderna tilläventyrs förhandenvarande ammoniaköver- skott måste på grund av rökgasernas höga halt av C02 omsättas med denna till ammoniumkarbonat. Å andra sidan är det känt genom termodynamiken att ammoniumkarbonat redan vid 60°C praktiskt taget fullständigt sön- derfaller i sina beståndsdelar ammoniak, vattenånga och C02.'Vid de i tvätten föreliggande temperaturerna kunda man sålunda inte vänta att avsevärda ammoniumkarbonatmängder skulle kunna vara termiskt beständiga i lösningen. ' ' * ~ Därför har förfarandet hittills drivits så att minsta möjliga ammoniumkarbonathalt funnits i lösningen för att lägsta möjliga amo- niak-ângtryck skulle kunna inställas i rökgasen över tvättlösningen.

Frånsett den höga kostnaden för ammoniakförlusten skulle ur miljösyn- punkt en hög ammoniakhalt i den renade gasen inta vara tillâtlig.

Trots pflëkurvans branta förlopp inom området för låga ammonium- karbonatkoncentrationer och den därmed förbundna, snabba inkopplingen av regleringen har det inte varit möjligt att fånga upp belastnings- svängningar utan att avsvavlingsgraden påverkas. En utmärkt möjlighet f härtill skulle ligga i det faktum att vid ammoniaköverskott i tvätt- lösningen bildas ammoniumkarbonat som har förmåga att vid plötsligt uppträdande överskott av svaveloxider binda dessa under avgivande av C02. Det skulle därigenom uppstå en stötverkan som för en viss tids- period skulle vara tillräcklig att även utan styrningsingrepp hålla avsvavlingsgraden oförändrad vid varierande belastning.

Att göra en lösning med högre ammoniumkarbonathalt går dock inte POGEšQÜÄLEfLÉí . 8000764-4 4 på grund av det i och för sig kända faktum att ammoniumkarbonat redan vid ca 60°C sönderfaller i sina gasformiga beståndsdelar NH3, vatten- ånga och C02. Därmed skllle ett högre ammoniakpartialtryck uppkomma i gasen, vilket inte bara skulle leda till betydande förlust av ammoniak utan även till miljöolägenheter vid gasens utträde ur skorstenen.

Trots detta kända faktum har försök gjorts att till ernàende av ett jämnare regleringsförhållande driva anläggningen inom ett område med högre halt av ammoniumkarbonat (t ex 30 %). Överraskande uteblev de väntade effekterna, ty även med detta arbetssätt stannade den med kemiska medel bestämbara ammoniakhalten i gasen under det påvisbara värdet. Inte heller kunde ammoniak påvisas genom luktprov. ' med detta arbetssätt kunde visserligen den önskade stötverkan ernâs, så att belastningsvariationer även utan omedelbart ingrepp av styrningen inte längre skulle leda till någon påverkan av avsvavlings- graden. Emellertid försköts därmed problemet på den regleringstekniska sidan eftersom inom detta område pH-förloppet blev - såsom framgår av kurvan - nästan konstant relativt ammoniumkarbonatkoncentrationen. Av vad som anförts framgår det att någon reglering på basis av uppmätt pH inte mmae vara tiiifyiiest. i Emellertid har problemet kunnat lösas sedan det framgått att det är tillräckligt att bestämma det i tvättlösningen förhandenvarande kolet (såsom mätt på vid ammoniak bunden C02) och med utgångspunkt från detta värde genomföra regleringen av ammoniaktillsatsen i processen, Eed denna reglering anpassas sålunda nu stökiometriskt inte endast det för avsvavlingen erforderliga ammoniakbehovet på mängden förhanden- varande svaveloxid utan därutöver fastställes även det för upptagandet av belastningssvängningar erforderliga ammoniumkarbonatförrådet i tvëttlösningen.

Att bilda detta ammoniumkarbonatförråd i tvättlösningen är närmast omöjligt vid stökiometrisk ammoniaktillsättning utan andra åtgärder, eftersom all tillsatt ammoniak förbrukas vid bindningen av svaveloxiderna. Vid vidarebehandlingen av den i tvättaren bildade salt- lösningen genom exempelvis oxidation, termiska processer, kristalli- sation eller dylikt sönderdelar sig emellertid bildat ammoniumkarbonat åter i sina gasformiga beståndsdelar, som kan ätervtillsättas rökgasen vid inträdet i tvättlösningenf.Om.sålunda genom en kortfristig engångs- överdosering av ammoniak vid processförloppetstidsmässiga början en viss halt ammoniumkarbonat ernås i tvättlösningen, så sönderdelas detta

Claims (1)

1. 8000764-4 kfl ammoniumkarbonat återigen i de ovannämnda behandlingsstegen. De därvid bildade sönderdelningsprodukterna, nämligen ammoniak, vattenånga och C02 tillsättes i gasfoim åter den i tvätten inträdande rökgasströmmen. Därigenom uppstår en totalprocessen överlagrad intern ammoniakcirkula- tion som trots stökiometrisk ammoniaktillförsel vid intaget till an- läggningen upprätthåller under hela processens förlopp ett ammoniak- överskott i tvätten, om mindre processförluster ammoniak (t ex via skorstenen under mycket långa tidsperioder) kontinuerligt kompenseras. Stamansökningen till föreliggande uppfinning anger som exempel på de förutnämnda processtegen oxidation och termiskßborkning, i vilka åter- sönderdelningen av det bildade ammoniumkarbonatet i verkligheten äger rum. ' 2 Därmed har det överraskande faktum, nämligen att även vid höga ammoniumkarbonatkoncentrationer inget mätbart ammoniakpartialtryck upp- träder i den ovanförstående gasen, möjliggjort den kombinerade lös- ningen av två för en fullgod funktion av avsvavlingsprocessen ytterst viktiga uppgifter. Patentkrav: Förfarande för att ur avgaser avlägsna sura komponenter, speciellt svaveldioxid, med tillsats av ammoniakaliika lösningar, kännetecknat av att processen tillförs ammoniak i en mängd som regleras stökiometriskt i relation till ur processen avskild mängd svaveloxider, och att i processens tvättlösning upprätthâlles en ammoniumkarbonathalt inom intervallet 2 till 60%, mätt i viktdelar ammonium- karbonat per viktdel lösning, vilken ammoniumkarbonathalt ursprungligen upprättas genom en engàngstillsats av en extra ammoniakmängd utöver den för den fort- löpande processen erforderliga, och sedan upprätthâlles genom att den i processens tvättare bildade saltlösningen underkastas en oxiderande behandling, som sönderdelar dess ammoniumkarbonatinnetiàll till gasformiga produkter, vilka sedan àtercirkuleras genorn att tiflsättas avgaserna vid dessas inträde i tvättlösningen. ..,-w-l..-,.._____..._a..... ..._....._......__.__. -..___ __... ___» ___... -l. a... ___ ,_ Poor ggziiiffsr