UA72858C2

UA72858C2 - Method for entrapping metals vapors and compounds thereof

Info

Publication number: UA72858C2
Application number: UA20031212240A
Authority: UA
Inventors: Kostiantyn Oleksandrov Satsiuk; Vadym Rafikovych Miniafaiev; Oleh Oleksandrovych Huzeiev; Valerii Leonidovych Babenkov; Dmytro Hennadiiovych Pecherkin
Original assignee: Donmet Closed Joint Stock Comp
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2007-08-27
Also published as: UA72858A

Abstract

A method for entrapping metals vapors and compounds thereof comprises combustion of carbon-containing raw material in fire-boxes of heat-and-power engineering units and selection of marketable solid particles flying flue ash from effluent smoke gases, on which metal vapors or compounds thereof beingentrapped are desublimated. In the flow of effluent smoke gases before the zone where temperature of gases is higher than critical temperature of condensation and/or desublimation of vapors being entrapped solid particles having temperature lower than said critical temperature are in addition introduced. Thereafter, at the outlet of said zone in which condensation and/or desublimation of vapors being entrapped particles are separated from the flow of effluent smoke gases along with particles of flying flue ash by means of separation and/or filtration.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до переробки твердих палив, що містять метали, наприклад германій, і може знайти 2 застосування в теплоенергетиці, металургії і переробній промисловості. Переважно винахід може бути використано в теплоенергетиці при спалюванні вугілля для уловлювання парів германію, галію і їхніх сполук.The invention relates to the processing of solid fuels containing metals, for example germanium, and can find 2 applications in thermal power, metallurgy and processing industry. Preferably, the invention can be used in thermal power generation when burning coal to capture vapors of germanium, gallium and their compounds.

Відомий спосіб уловлювання парів металів і їхніх сполук включає спалювання вугілля в топках з рідким шлаковидаленням на об'єктах теплоенергетичної промисловості і селективний відбір вугільної золи винесення, на якій відбувається конденсація і десублімація парів металів, що уловлюються, у потоці відхідних димових 70 газів, при цьому селективний відбір вугільної золи винесення здійснюють при температурі нормального шлаковидалення мінеральної частини, рівній чи меншій 1250 9С (патент України Мо14725 А, МПКA known method of capturing vapors of metals and their compounds includes burning coal in furnaces with liquid slag removal at facilities of the thermal power industry and selective selection of coal fly ash, on which condensation and desublimation of captured metal vapors takes place in the stream of waste flue gases 70, while the selective selection of coal ash removal is carried out at the temperature of normal slag removal of the mineral part, equal to or less than 1250 9C (patent of Ukraine Mo14725 A, IPC

С22841/00,1997р.|.S22841/00, 1997 |.

Однак відомий спосіб має невисоку ефективність, обумовлену низьким відсотком конденсації і десублімації парів, що уловлюються. Багато парів металів не осаджується на пилові й викидається разом з димовими газами 9 в атмосферу. Це відбувається через те, що температура рідкого шлаковидалення не завжди є достовірним показником, що визначає якість вугілля, з якого може бути отримана зола винесення з максимальним відсотком змісту металів і їхніх сполук.However, the known method has low efficiency due to the low percentage of condensation and desublimation of the trapped vapors. Many metal vapors are not deposited on dust and are released together with flue gases 9 into the atmosphere. This is due to the fact that the temperature of liquid slag removal is not always a reliable indicator that determines the quality of coal, from which fly ash with the maximum percentage of metals and their compounds can be obtained.

За прототип прийнято спосіб уловлювання парів металів і їхніх сполук, що включає спалювання вугілля в топках з рідким шлаковидаленням на об'єктах теплоенергетичної промисловості і селективний відбір вугільної золи винесення, на якій відбувається конденсація і десублімація парів металів, що уловлюються, у потоці відхідних димових газів, при цьому селективний відбір вугільної золи винесення здійснюють після спалювання вугілля з температурою плавлення його мінеральної частини, рівною чи меншою 1100 С, а високодисперсну золу винесення відбирають з розміром фракцій 10-ЗОмкм (патент України Мо52314А, МПК С22841/00, 2002р..The method of capturing vapors of metals and their compounds is adopted as a prototype, which includes burning coal in furnaces with liquid slag removal at facilities of the thermal power industry and selective selection of coal ash removal, on which condensation and desublimation of captured metal vapors takes place in the flow of waste flue gases , while the selective selection of fly ash is carried out after burning coal with a melting point of its mineral part equal to or less than 1100 C, and highly dispersed fly ash is selected with a fraction size of 10 µm (patent of Ukraine Mo52314A, IPC C22841/00, 2002.

Однак відомий спосіб також має недостатню ефективність, обумовлену низькою кратністю збагачення золи сч винесення і недостатнім ступенем уловлювання парів. Го)However, the known method also has insufficient efficiency, due to the low multiplication of ash enrichment and the insufficient degree of vapor capture. Go)

Задачею винаходу є підвищення ефективності способу за рахунок більш повної конденсації і/або десублімації парів германію та галію і їхніх сполук, що уловлюються, на твердих летучих частках у потоці відхідних димових газів.The objective of the invention is to increase the efficiency of the method due to more complete condensation and/or desublimation of germanium and gallium vapors and their compounds, which are captured on solid volatile particles in the flow of waste flue gases.

Поставлена задача вирішується таким чином. У відомому способі, що включає спалювання вуглецевмісної со 3о сировини в топках теплоенергетичних агрегатів і селективний відбір з відхідних димових газів товарних твердих М) частинок летучої золи винесення, на яких конденсуються і/або десублімуються пари германію та галію і їхніх сполук, що уловлюються, відповідно до винаходу, у потік відхідних димових газів, перед зоною, де температура со газів вище критичної температури конденсації і/або десублімації парів, що уловлюються, додатково уводять Ге тверді частинки, що мають температуру, нижчу зазначеної критичної температури, а потім на виході зі згаданої зони, у якій відбувається конденсація і/або десублімація парів, що уловлюються, відокремлюють частинки від - потоку відхідних димових газів разом з частинками летучої золи винесення за допомогою сепарації і/або фільтрації.The task is solved as follows. In a known method, which includes the burning of carbon-containing CO 30 raw materials in the furnaces of thermal power units and the selective selection from the waste flue gases of marketable solid M) fly ash particles, on which germanium and gallium vapors and their captured compounds condense and/or desublimate, respectively prior to the invention, in the flow of waste flue gases, before the zone where the temperature of the gases is above the critical temperature of condensation and/or desublimation of the captured vapors, He solid particles having a temperature lower than the specified critical temperature are additionally introduced, and then at the exit from the mentioned the zone in which condensation and/or desublimation of captured vapors occurs, particles are separated from - the flow of waste flue gases together with particles of fly ash removed by means of separation and/or filtration.

Поставлена задача вирішується також тим, що селективний відбір товарної золи винесення з відхідних « дю димових газів здійснюють на виході із зони, де температура газів нижче критичної температури конденсації з і/або десублімації парів германію та галію, що уловлюються. с У потік відхідних димових газів, перед зоною, де температура димових газів вище критичної температури :з» конденсації і/або десублімації парів германію та галію, що уловлюються, додатково вводять дрібнодисперсні тверді частинки, що одержують, щонайменше, подвійною сепарацією летучої золи винесення, що утворилася при спалюванні вуглецевмісної сировини, а одержані після подвійної сепарації великі тверді частинки змішують -1 15 з подаваною у топку вуглецевмісною сировиною для повторного спалювання.The task is also solved by the fact that the selective selection of salable ash removed from the waste flue gases is carried out at the exit from the zone, where the temperature of the gases is below the critical temperature of condensation with and/or desublimation of captured germanium and gallium vapors. c In the flow of exhaust gases, in front of the zone where the temperature of the flue gases is above the critical temperature: of condensation and/or desublimation of captured germanium and gallium vapors, finely dispersed solid particles are additionally introduced, which are obtained, at least by double separation of fly ash, formed during the burning of carbon-containing raw materials, and the large solid particles obtained after double separation are mixed -1 15 with the carbon-containing raw materials supplied to the furnace for re-burning.

Першу і другу сепарації здійснюють за допомогою циклона або електрофільтра. ко Остаточне уловлювання, додатково введених у потік відхідних димових газів твердих частинок, на яких бо відбувається конденсація і/або десублімація парів германію та галію, що уловлюються, разом з частинками летучої золи винесення, здійснюють за допомогою фільтрів тонкого очищення, наприклад рукавних фільтрів. 1 20 Як вуглецевмісную сировину використовують вугілля, аргіліти, сланці, лігніти, торф, шлами, рослинні і/або со побутові відходи.The first and second separations are carried out using a cyclone or electrostatic precipitator. The final capture of solid particles additionally introduced into the exhaust flue gas stream, on which condensation and/or desublimation of captured germanium and gallium vapors takes place, together with particles of fly ash, is carried out with the help of fine-cleaning filters, for example, bag filters. 1 20 Coal, argillite, shale, lignite, peat, sludge, vegetable and/or household waste are used as carbon-containing raw materials.

Як тверді частинки, що додатково вводять у потік відхідних димових газів перед зоною, де температура газів вище критичної температури конденсації і/або десублімації парів, що уловлюються, використовують частинки активованого вугілля, цеоліту. 59 Більш докладно сутність винаходу пояснюється кресленням, на якому схематично зображений котельнийParticles of activated carbon and zeolite are used as solid particles that are additionally introduced into the flue gas stream in front of the zone where the gas temperature is above the critical temperature of condensation and/or desublimation of the trapped vapors. 59 The essence of the invention is explained in more detail by the drawing, which schematically shows the boiler room

ГФ) агрегат, на якому може бути здійснений спосіб (див. Фіг.). 7 Котельний агрегат складається з котла 1 з топкою, економайзера 2, першого й другого золоуловлювачів (циклонів) З і 4, рукавного фільтра 5, димовсмоктувача 6, димаря 7. Вихід 8 другого золоуловлювача 4 з'єднано за допомогою газоходу 9 із газоходом 10, що зв'язує котел 1 з економайзером 2. Вихід економайзера 2 за 60 допомогою газоходу 11 з'єднаний з першим золоуловлювачем (циклоном) 3, вихід якого через рукавний фільтр 5 і димовсмоктувач 6, зв'язаний з димарем 7. Пункти відбору великодисперсної золи винесення з економайзера 2 першого і другого золоуловлювачів З і 4 позначені позиціями 12, 13 і 14, відповідно.GF) unit on which the method can be implemented (see Fig.). 7 The boiler unit consists of a boiler 1 with a furnace, an economizer 2, the first and second ash collectors (cyclones) C and 4, a bag filter 5, a smoke extractor 6, a chimney 7. The outlet 8 of the second ash collector 4 is connected by means of a flue 9 to a flue 10, which connects the boiler 1 with the economizer 2. The output of the economizer 2 is connected to the first ash catcher (cyclone) 3 through 60 by means of the flue 11, the output of which is connected to the chimney 7 through the bag filter 5 and the smoke extractor 6. Points for the selection of coarse ash removal from the economizer 2 of the first and second ash catchers C and 4 marked with positions 12, 13 and 14, respectively.

Спосіб здійснюється таким чином. Після спалювання палива в котлі 1 відхідні димові гази по газоходові 10 надходять в економайзер 2, де вони охолоджуються і по газоходові 11 подаються в перший золоуловлювач 3, у бо якому відбувається перша сепарація летучої золи винесення. Товарна зола винесення відокремлюється від відхідних димових газів за допомогою рукавних фільтрів 5, а очищені димові гази через димовсмоктувач 6 і димар 7 направляються в атмосферу.The method is carried out as follows. After burning the fuel in the boiler 1, the waste flue gases enter the economizer 2 through the flue 10, where they are cooled and fed through the flue 11 into the first ash catcher 3, where the first separation of fly ash is carried out. Commercial ash removal is separated from waste flue gases using bag filters 5, and purified flue gases are sent to the atmosphere through the smoke extractor 6 and the chimney 7.

Велико дисперсна зола винесення, отримана з пунктів відбору 12 і 13, надходить у другий золоуловлювач 4 на другу сепарацію.Highly dispersed fly ash obtained from the selection points 12 and 13 enters the second ash catcher 4 for the second separation.

Дрібнодисперсна зола винесення, отримана після другої сепарації, має температуру нижчу критичної температури конденсації і/або десублімації парів, що уловлюються, у газоході 10, у якому і відбувається інтенсивна конденсація і/або десублімація парів, що уловлюються, на дрібнодисперсній золі.The finely dispersed fly ash obtained after the second separation has a temperature lower than the critical temperature of condensation and/or desublimation of the trapped vapors in the gas duct 10, in which intensive condensation and/or desublimation of the trapped vapors on the finely dispersed ash takes place.

Великодисперсна зола винесення, отримана в пункті відбору 14, надходить на повторне спалювання в топку 1. Як вуглецевмісною сировину використовують вугілля, аргіліти, сланці, лігніти, торф, шлами, рослинні і/або побутові відходи.Coal, argillite, shale, lignite, peat, sludge, vegetable and/or household waste are used as carbon-containing raw materials.

Як тверді частинки, що додатково вводять у 7/о потік відхідних димових газів, перед зоною, де температура газів вище критичної температури конденсації і/або десублімації парів, що уловлюються, можуть бути використані частинки активованого вугілля, цеоліту.Particles of activated carbon, zeolite can be used as solid particles that are additionally introduced into the 7/o flow of waste flue gases, before the zone where the gas temperature is above the critical temperature of condensation and/or desublimation of captured vapors.

Claims

The formula of the invention, , in. , .

1. The method of trapping vapors of metals and their compounds, which includes the burning of carbon-containing raw materials in the furnaces of thermal power units and the selective selection from the waste flue gases of marketable solid particles of fly ash, on which the vapors of metals and their compounds, which are captured, condense and/or desublimate, which differs in that solid particles having a temperature lower than the specified critical temperature are additionally introduced into the flow of waste flue gases in front of the zone where the temperature of the gases is above the critical temperature of condensation and/or desublimation of the captured vapors, and then at the exit from the mentioned zone , in which condensation and/or desublimation of captured vapors occurs, particles are separated from the flow of flue gases together with particles of fly ash removed by separation and/or filtration.

2. The method according to claim 1, which is distinguished by the fact that the selective selection of salable ash from the waste flue gases is carried out at the exit from the zone, where the temperature of the gases is below the critical temperature of condensation and/or desublimation of the captured vapors. (at)

C. The method according to claims 1 or 2, which is characterized by the fact that in the flow of waste flue gases in front of the zone where the temperature of the waste gases is above the critical temperature of condensation and/or desublimation of the captured vapors, finely dispersed solid particles are additionally introduced, resulting in at least a double separation of volatile carbon from fly ash formed during the combustion of carbon-containing raw materials, and the large solid particles obtained after double separation are mixed with carbon-containing raw materials fed to the furnace for re-burning. it)

4. The method according to point C, which differs in that the first and second separations are carried out using a cyclone or an electrostatic precipitator.

5. The method according to claim 4, which is distinguished by the fact that the final capture of solid particles additionally introduced into the flow of flue gases, on which condensation and/or desublimation of captured vapors takes place, together with fly ash particles of removal, is carried out using fine filters, such as bag filters.

6. The method according to claims 1-5, which differs in that coal, argillite, shale, lignite, peat, sludge, vegetable and/or household waste are used as carbon-containing raw materials. "

7. The method according to claims 1-b, which differs in that as solid particles that are additionally introduced into the flow of waste gases from the flue gas in front of the zone where the temperature of the waste gases is higher than the critical temperature of condensation and/or desublimation of the captured vapors, particles are used activated carbon, zeolite. z -I ime) (ee) s 50 IR e) Ф) ime) 60 b5