SK915086A3 - Removal method of harmful substances from waste gases - Google Patents

Description

Spôsob odstraňovania škodlivín z odpadných plynov

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu suchého odstraňovania škodlivín, ako oxidu siričitého, kyseliny chlorovodíkovej, chlóru, fluorovodíka a ťažkých kovov, z odpadných plynov priemyslu spracovávajúceho kameň a zeminu.

Doterajší stav techniky

Pri použití známych spôsobov čistenia za mokra sa odpadne plyny, obvykle po odstránení prachu, spracovávajú kvapalinou vedenou v okruhu a pri tom sa ochladia do tej miery, že je nevyhnutné ich opäť na teplotu prevyšujúcu asi o 20 °C teplotu tavenia, aby sa zabránilo poškodeniu v dôsledku korózie. Odpadajúce množstvo reakčných produktov je spravidla rovnako príliš velké, než ako by bolo možné celé toto množstvo vracať späť do výrobného procesu. Spôsoby čistenia za mokra sú preto najčastejšie spojené s vysokými nákladmi na zariadenie a prevádzku, ktoré často bránia plynulej reakcii čistenia odpadných plynov.

Pri výrobe cementu sa už tiež robili pokusy čistiť odpadné plyny pri teplote 300 až 850 °C za sucha. Pri tom vyšlo ale na javo, že odpadné plyny obsahujú pri teplotách nad 500 °C často menej ako 100 mg/Nm³ oxidu siričitého SO₂, ktorý tu stojí v popredí škodlivín, lebo najväčšia časť síry zavedenej do výrobného procesu spolu s palivom sa absorbuje surovým cementovým práškom a je viazaná v slinku.

Takéto priaznivé pomery sa ale pri iných spalovacích procesoch pri priemyselnom spracovaní kameňa a zemín nevyskytujú. Tam sa musia, skôr ako síra obsiahnutá v palive, odstraňovať iné škodliviny, ako chloridy a fluoridy, z odpadných plynov, pričom vlastný produkt tu nevykazuje žiadnu schopnosť absorbovať škodliviny, ktorá by stála za zmienku.

Pri procese výroby cementu sa síra ale tiež znáša do spalovacieho procesu surovinovým práškom. Táto síra pochádza zčasti z organických prípadne sulfidických zlúčenín síry, ktoré sa už pri nízkych teplotách rozpadajú a vedú behom predohrievania k uvolňovaniu oxidu siričitého S0₂ , pričom obsahy oxidu siričitého môžu dosiahnuť až 6000 mg/Nm³. V dôsledku toho, že pri procese výroby cementu, pri obvyklých teplotách odpadných plynov nedochádza prakticky k žiadnej sorpcii oxidu siričitého SO₂ surovým materiálom, musia sa aj cementárne vybaviť zariadaním na odsírenie odpadných plynov, aj keď je síra zanesená spolu s palivom, v závislosti na postupe je v odpadných plynoch obsiahnutá len v minimálnom množstve.

Čistenie za sucha pri teplotách 200 až 400 °C je nezávislé na použitom sorbentu a nezávislé na pomere sorbentu k množstvu škodliviny,ale nie je tiež príliš účinné. Obyčajne je možné odstrániť len menej ako 60 % škodlivín z odpadného plynu, pokiaí sa ale nechce prejsť k drahým a s ohladom na najčastejšie sa vyskytujúcu vysokú prašnosť, len za určitých podmienok prevádzkovo bezpečným spôsobom čistenia pomocou

Tým je teda daná úloha navrhnúť spôsob odstraňovania škodlivín z odpadných plynov spalovacích procesov priemyselného spracovania kameňa a zemín, ktorý by bol všeobecne použitelný a ekonomickejší ako doteraz známe spôsoby.

katalyzátorov.

Podstata vynálezu

S prekvapením sa zistilo, že je možné tento ciel dosiahnúť, ak sa odpadné plyny privedú pri 50 až 100 °C vo fluidnom reaktore do styku so sorbentom pozostávajúcim z delia z prúdu pevných čiastíc, pevné častice sa odplynu a vrátia sa späť do fluidného reaktora, ako sorbent sa použije surový cementový prášok, vápenec s obsahom viac ako 90 % uhličitanu vápenatého CaCO^, pálené vápno, hydratované vápno alebo čiastočne kalcinovaný surovinový prášok a do okruhu sa kontinuálne pridáva nový sorpčný prostriedok a z okruhu sa vynáša vyčerpaný sorpčný prostriedok.

S výhodou sa odpadné plyny pred vstupom do fluidného reaktora ochladzujú na 50 až 100 °C. Alternatívne sa môžu odpadné plyny ochladzovať aj vo fluidnom reaktore na 50 až 100 °C vstrekovaním vody. Okrem toho sa pamätá na to, aby sa teplota vo fluidnom reaktore a prídavok sorpčného prostriedku regulovali v závislosti na obsahu škodlivín v čistom plyne. Ďalšou výhodou spôsobu je, že sa sorpčné prostriedky vynášané z okruhu môžu bez ďalšieho vracať do proce3 su výroby cementu. S výhodou sa častice pevných látok oddelujú v klasicky pracujúcom odlučovači pevných látok, najmä viacpólovom elektrofiltri, z prúdu plynu, pričom sa jemne zrnitý podiel pevných látok, obohatený ťažkými kovmi, vynáša a používa sa ako prísada hotového cementového slinku.

Pomocou spôsobu podlá vynálezu sa môžu nielen lubovolne predĺžiť doby styku, ktoré sú často pri iných spôsoboch čistenia za sucha pri dolnom rozsahu teplôt príliš krátke, ale získa sa aj produkt, ktorý nevyžaduje žiadne zvláštne cťalšie spracovanie alebo deponovanie, čím je často zaťažená ekonomičnosť doterajších spôsobov.

Prehlad obrázkov na výkresoch

Ďalšie podrobnosti sú vysvetlené pomocou prí kladu odsírenia odpadných plynov cementu a pomocou schématu spôsobu dnodušene na obr. 1.

z procesu výroby znázorneného zjePríklady prevedenia vynálezu

Cirkulačný systém pre pevnú látku, pozostávajúci z fluidného reaktora 1, odlučovača 2 pevných látok a zo spätného vedenia 3 sa zásobuje cez vedenie 4 vodou na rozprašovanie, cez vedenie 5 sorpčnými prostriedkami a cez vedenie 7 odpadným plynom, ktorý sa má odsíriť. Maximálne odsírený odpadný plyn opúšťa hore fluidný reaktor 1, zbaví sa v odlučovači 2 na pevné látky prachu a dostáva sa cez dúchacie zariadenie 8 a vedenie 9 do komína. Pod odlučovačom 2 pevných látok je usporiadané dopravné zariadenie, pomocou ktorého sa oddelený prach dopravuje ku spätnému vedeniu 3 a konečne sa opäť privádza do fliudného reaktora 1. Časť množstva cirkulujúcich pevných častíc sa cez vedenie 7 vynáša z cirkulačného systému na pevné látky a na vhodnom mieste sa privádza do výroby cementu.

Jednotlivé zložky obsiahnuté v zostatkovej látke, napríklad ťažké kovy, sa môžu po selektívnom odlúčení od ostatných látok vyniesť cez vedenie 10. Odpadné plyny odchádzajú s teplotou 100 až 450 °C, vždy podlá toho či a ktoré zariadenia na spätné získanie tepla sú usporiadané (kotol na odpadné teplo, príprava teplej vody, mlyn). V prípade, že plyny nie sú vedené cez mlyn, je ich obsah prachu 100 g/Nm³.

V posledne uvedenom byť až 1000 g/Nm³ a bežne prach pomocou prípade môže zaťaženie prachom môže mať zmysel odstrániť pred elektrofiltra alebo mechanického odlučovača, aby bolo možné obmedziť cirkuláciu pev ných látok v cirkulačnom systéme na pevné látky na také množstvo, ktoré je optimálne na odsírenie.

Prípadne je tiež možné v takýchto prípadoch celkom alebo zčasti upustiť od zvláštneho prídavku sorbčných prostriedkov. Obsah prachu v odpadných plynoch sa redukuje v odlučovači 2 pevných látok na množstvo nižšie ako 50 mg/Nm³.

Obsah oxidu siričitého S0₂ v odpadnom plyne je v závislosti na zložení surového materiálu až 6000 mg/Nm³. Tento sa môže v čistom plyne znížiť spôsobom podía vynálezu až na hodnotu nižšiu ako 50 mg/Nm³. Prípustné množstvá oxidu siricitého sa podía zákonných predpisov pohybujú v Nemecku okolo 400 mg/Nm³, vo Švajčiarsku okolo 500 mg/Nm³.

Ďalšia prednosť spôsobu spočíva v tom, že sa na zlepšenie hospodárnosti môžu pri spalovacích procesoch používať aj také palivá, ktoré obsahujú ťažké kovy, vrátane škodlivín I. triedy, ako kadmium, tálium, ortuť alebo podobne. Tieto škodliviny sa vo fluidnom reaktore 1 viažu prevažne na zvlášť jemnozrnné častice a môžu sa v klasicky pracujúcom odlučovači 2 pevných látok, napríklad vo viacpólovom elektrofiltre, takmer dokonale oddeliť od ostatných zostatkových látok, a nezávisle na reakčných produktoch, privedených späť do výrobného procesu cementu vynášať.

Častice pevných látok vynesené týmto spôsobom, vykazujú jednak vysokú koncentráciu škodlivín, ale na druhej strane len malé množstvo všetkých odpadajúcich reakčných produktov. Tieto sa môžu - pokial to nie je pre ten ktorý produkt spaíovacieho procesu škodlivé - na vhodnom mieste vracať späť do procesu výroby produktu, lebo tieto sú samé o sebe viazané stabilne a nie sú rozpustné vo vode. Pri výrobe cementu sa ponúka možnosť ich primiešavať pri mletí slinku alebo cementu. Podía okolností prichádza do úvahy aj úprava pre spätné získanie škodlivín v kovovej alebo inak upotrebiteínej forme. Spôsobom podía vynálezu je možné odlúčiť 90 % škodlivín z odpadných plynov a postarať sa, aby nezaťažovali životné prostredie.

Spôsob podlá vynálezu bol použitý pri zariadení na výrobu cementu s dvomi rotačnými pecami, ktoré sú navezené 800 prípadne 1500 t cementového slinku. Vcelku odpadlo pri tom za hodinu 100 000 až 260 000 Nm³ odpadného plynu s teplotou 85 až 160 °C a obsahom prachu 700 až 1000 mg/Nm³. Okrem toho obsahoval odpadný plyn na Nm³ 2000 až 3600 mg oxidu siričitého S0₂, 200 až 250 mg chlorovodíka HCI a 80 až 100 mg fluorovodíka HF ako aj malé, kvantitatívne nestanoví telné množstvá ortuti a kadmia.

Rozprašovaním vody bezprostredne nad oblasť vstupu, ktorá sa rozširuje na spôsob Venturiho trysky, fluidného reaktora boli odpadné plyny ochladzované na 60 až 70 °C. Približne na rovakom mieste oblasti vstupu bol do fluidného reaktoru pridávaný sorbent, pozostávajúci z častíc pevnej látky, a síce na sorbent odvádzaný späť bolo pridávané za hodinu 2000 až 2300 ta na čerstvý sorbent za hodinu asi 300 kg hydrátu vápenatého a asi 2000 kg cementového surovinového prášku.

Vyčistený odpadný plyn obsahoval na Nm³ menej ako 50 mg prachu, menej ako 400 mg oxidu siričitého S0₂, menej ako 5 mg chlorovodíka HCI a menej ako 1 mg fluorovodíka HF.

Claims (2)

1. Spôsob suchého odstraňovania škodlivín spaľovacích procesov a zemín, jemnozrnným používa pri výrobe vápencom s viac hydrátom vápenatým surovinovým práškom,

   1 .

   palných plynov zo spracovania kameňa uvádza do styku s alebo sa práškom, vápnom, n ý m z odpriemyseIného pri ktorom sa odpadný plyn sorbentom, ktorý vzniká cementu, najmä surovinovým ako 90 % CaC03, páleným alebo čiastočne kalcinovapričom sa naadsorbovaný sorbent úplne alebo takmer úplne vracia do výroby cementu, a pri ktorom sa používa reaktor, obsahujúci fluidnú vrstvu, a odlučovač pevnej látky, spojený s týmto reaktorom s fluidnou vrstvou , vyznačujúci sa tým, že sa odpadný plyn (S) vedie hore fluidnou vrstvou, tvorenou sorbentom, ktorá vykazuje teplotu 50 až 100 °C, ktorá sa reguluje vstrekovaním vody, z fluidnej vrstvy sa odťahuje zmes, ktorá sa skladá z odpadného plynu a pevných látok, a vedie sa k odlučovaču pevných látok, a pevné látky, ktoré obsahujú vyčerpaný sorbent, sa od odlučovača pevných látok vracajú späť do fluidnej vrstvy, pričom sa vytvorí cirkulačný systém pevných látok.
2. 3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým , že sa odpadný plyn pred vstupom do fluidnej vrstvy ochladí na teplotu 50 až 100 °C.