SE457014B - Saett att foerbaettra utnyttjningen av svavelabsorbent vid foerbraenning i en fluidiserad baedd och en kraftanlaeggning med foerbraenning i fluidiserad baedd - Google Patents

Description

457 014 2 UPPFINNINGEN Uppfinningen innebär ett nytt sätt att göra absorbentpartiklars inre del tillgänglig för absorption.när ett diffusionshindrande ytskikt av gips (CaS0u) bildats vid partikelns yta. Enligt uppfinningen uttages bädd- material från den fluidiserade bädden och tillföres ånga. Kalciumoxid (Ca0) och kalciumhydroxid (CaC03) i det heta bäddmaterialet reagerar med vattenångan på följande sätt Ca0 + H20 ~ Ca(0H)2 + 66 kJ/g-mol CaC0 + H 0 a Ca(OH)2 + C02 - 112 kJ/g-mol 3 2 Dessa reaktioner är tillräckligt häftiga för att splittra bäddmaterial- partiklar. Oförbrukat absorbentmaterial i partiklars inre del frilågges och blir tillgängligt-för absorption. Den bildade kalciumhydroxiden (Ca(0H)2) är ett mycket finkornigt pulver. Ca(0H)2 är en bra svavel- absorbent och har i form av fint pulver en hög reaktivitet på grund av stor tillgänglig reaktionsyta. Följande reaktion erhålles: Ca(0H)2 + S02 + 1/2 02 4 CaSOa + E20 + #35 kJ/g-mol Vid temperaturer under GQO OC förekommer kalciumhydroxid (Ca(0H)2) alltid som ett fast ämne. Vid temperaturer över cirka 6U0 °C kan vätskefaser bildas. Dessa kan medföra sammanklumpning av partiklar som pluggar igen transportledningen. Det är därför lämpligt att kyla det uttagna bäddmate- rialet till en temperatur under GUO °C innan det får reagera med vatten- ångan.

Reaktionen mellan uttaget bäddmaterial kan ske i en pneumatisk transport- ledning mellan ett askrum under ett förbränningsrum i ett bäddkärl. Ånga tillföres genom ett ejektormunstycke i transportledningen och utnyttjas som transportgas. Transportledningen kan utföras med anordningar som för- länger transporttiden och således den tid ånga kan reagera med bäddmate- rialpartiklar. ~ RITNINGAR v» Uppfinningen beskrives närmare under hänvisning till bifogade figurer. 3 457 014 Pig 1 visar uppfinningen tillämpad i en PFBC-kraftanläggning.

Fig 2 visar schematiskt vad som händer med en het bäddpartikel vid kontakt med vattenånga.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSFORM I figurerna betecknar 10 ett tryckkärl. I detta är anordnat ett bäddkärl 12 och en gasreningsanläggning som symboliseras av en cyklon 14. I verk- ligheten består reningsanläggningen av parallellkopplade grupper av serie- kopplade cykloner. I bäddkärlets 12 nedre del finns en fördelare 16 för fördelning av luft för fluidisering av en bädd 18 av partikulärt material och förbränning av ett bränsle som tillföres bädden 18 genom en bränsle- tillförselledning 20. Färskt bäddmaterial tillföres bäddkärlet 12 genom en ledning 21. Luftfördelaren uppdelar bäddkärlet 12 i ett övre förbrännings- rum 22 och ett undre askrum 24. Förbränningsrumets 22 övre del bildar ett fribord 22a där förbränningsgaser från bädden 18 samlas. Från fribordet 22a ledes gaserna via ledningen 26 till cyklonen 14. I cyklonen 14 avskilt stoft avlägsnas genom ledningen 50 och en tryckreducerande stoftutmatare 52 och samlas i en behållare utanför tryckkärlet. Den renade gasen ledes genom ledningen 28 till en gasturbin 30 som driver en generator 32 och en kompressor 34. Denna kompressor komprimerar förbränningsluft. som via ledningen 36 tillföres rummet 38 mellan tryckkärlet 10 och bäddkärlet 12.

Luftfördelaren 16 är uppbyggd av långsträckta fördelningskamrar 40 med luftmunstycken 42. Luft för fluidisering och förbränning tillföres dessa fördelningskamrar 40 från rummet 38 via icke visade ventilorgan eller spjäll som bestämmer luftflödet. Fördelningskamrarna 40 bildar spalter eller öppningar 42, genom vilka bäddmaterial kan strömma från bädden 18 i förbränningsrummet 22 till askrummet 24. Bäddmaterial, svavelabsorbent och restprodukter från förbränningen avlägsnas från askrummet via cellmataren 46 i avtappningsledningen 48.

I bädden 18 i förbränningsrummet 22 finns tuber 54 för kylning av bädden och för alstring av ånga och i askrummet 24 tuber 56 för överhettning av denna ånga. Denna ånga driver en ångturbin 58 och en till denna kopplad generator 60. Ångan som lämnar turbinen 58 kondenseras i kondensorn 62.

Kondensatet aterföres till tuberna 54 i bädden 18 med matarvattenpumpen 64. 457 014 ,,j I anläggningen finns en anordningen för sönderdelning av bäddmaterial- partiklar så att i dess inre befintlig, outnyttjad absorbent frilägges.

Den sönderdelade bäddmassan återföres till bädden. där den tidigare svår- tillgängliga absorbenten nu har blivit lättillgänglig och effektiv ur absorptionssynpunkt. Sönderdelningen sker genom behandling av bäddmateria- let med ånga. Som visas i fig 1 kan behandlingsanordningen 66 utgöras av en pneumatisk transportanordning 66 för återföring av bäddmatrial från askrummet 24, i vilken transportanordning ånga användes som transportgas.

Transportanordningen 66 innefattar ett till askrummet 24 anslutet insug- ningsmunstycke 68, en ejektor 70, en transportledning 72 och ett inmat- ningsmunstycke YÄ. Detta kan mynna i förbrënningsrummet 22 i bädden 18 eller i fribordet 22a ovanför bädden 18. Ejektorns munstycke 76 är anslutet till ångledningen 78 via ledningen 80, ventilen 82 och ledningen 84. Transportledningen 72 kan vara utformad med ett utvidgat parti 72a, som bildar ett rum 86, som åstadkommer en förlängning av uppehållstiden i transportledningen 72. Behandlingstiden i ångatmosfär förlänges härigenom.

Mängden material. som cirkuleras med transportanordningen 66 och behandlas med ånga och återföres från askrummet 24 till förbränningsrummet 22, reg- leras genom ångflödet till ejektormunstycket 76. Ångflödet regleras med ventilen 82, vars manöverdon 90 är anslutet till ett reglerdon 92. Erfor- derligt ångtryck bestämmas av trycket i förbrånningsrummet 18 och av mängden material som skall cirkuleras. Trycket måste något överstiga trycket i förbränningsrummet 18. I ångledningen 84 kan även finnas en reducerventil som sänker trycket hos den från ledningen 78 uttagna ångan. Ångans temperatur bör överstiga 200 OC och bör inte överstiga det uttagna bäddmaterialets temperatur TB. 2 Som nämnts bör temperaturen hos bäddmaterial som behandlas med ånga understiga cirka GÄO OC. Material i bådden 18 i förbränningsrummet 22 har en temperatur TA av 800-950 °C. När nedfallande bäddmaterial passerat tuberna 56 i askrummet 24 har det kylts av dessa till en temperatur väsentligen under 6H0 OC. Materialets temperatur kan ligga inom inter- vallen 300-500 °c.

Reaktionen av behandling av bäddmaterial illustreras i fig 2. När en par- tikel kommer i kontakt med ånga reageras Ca0 och CaC03 bildning av Ca(0H)2 som ett fint pulver och avgår C02. Härvid spränges ytskiktet CaS0q sönder så att oförbrukad absorbent i partikelns inre med vatten under frilägges. Som nämnts erhålles Ca(0H)2 som ett fint pulver och erhålles an

Claims (6)

5 457 014 en stor effektiv yta som innebär att detta fina pulver blir mycket effek- tivt ur absorptionssynpunkt och därför kommer att väl utnyttjas även vid kort uppehållstid i bädden 18. PATENTKRAV

1. Sätt att vid förbränning av ett svavelhaltigt bränsle, främst kol, i en brännkammare (12) i en fluidiserad bädd (18) av partikulärt material, som åtminstone till en del består av en svavelabsorbent innehållande kalcium (Ca), förbättra utnyttjningen av svavelabsorbenten genom sönder- delning av absorbentpartiklar så att outnyttjad ahsorbent i partiklars inre del frilägges, k ä n n e t e c k n a t därav, att material uttages' från brännkammaren (12) och återföres till denna genom en pneumatisk transportanordning (72) i vilken vattenånga användes som drivgas. varvid ångan även utgör ett reaktionsmedel som åstadkommer söndersprängning av bäddmaterialpartiklar.

2. Sätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att bädd- materialet kyles till en temperatur under ca 600 °C innan det med trans- portanordningen (72) återföres till brännkammaren (12).

3. Sätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att i en förbränningsanläggning med ett bäddkärl (12) med ett förbränningsrum (22) ovanför en luftfördelare (16) för luft för fluidisering av bädden (18) och ett askrum (24) för borttransport och kylning av aska under luftfördelaren (16) uttages delvis förbrukat bäddmaterial från askrummet (ZÄ) och återfö- res till bädden (18) genom den nämnda ångdrivna transportanordningen.

4. Sätt enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a t därav, att ånga tillföras en ejektor (70) i en transportledning (72) mellan askrummet (ZÄ) och förbränningsrummet (22). 457 014 6

5. Kraftanläggning med förbränning av ett bränsle. främst svavelhaltigt kol, i en fluidiserad bädd (18) av partikulärt material innefattande et: bäaakarl (12) en luftfördelare (16) med munstycken (42) för inblåsning av luft i bädd- kärlet (12) för fluidisering av bëddmaterialet och förbränning av ett till bädden (18) tillfört bränsle, vilken luftfördelare (16) uppdelat bäddkär- let i ett förbränningsrum (22) och ett askrum (24) öppningar (44) i luftfördelaren (16) som tillåter bäddmaterial att strömma från förbränningsrummet (22) till askrummet (24) tuber i bädden (18) i förbränningsrummet (22) för kylning av bädden och alstring av vattenånga och en anordning för kylning av bäddmaterial i askrummet (24) k ä n n e t e c k n a d därav. att den innefattar en anordning (78) för uttag av bäddmaterial innehållande svavelabsorbent från askrummet (24) en pneumatisk transportanordning (72) för återföring av bäddmaterial från askrummet (24) till bädden (18) i förbränningsrummet och en ejektor (70) i transportanordningen (72) som tillför transportanord- ningen (72) vattenånga som transportgas.

6. Kraftanläggning enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att i transportanordningen (72) finns en utvidgning eller ett rum (72a) som förlänger bäddmaterialets uppehållstid i ángatmosfär.