CS276560B6

CS276560B6 - A method for trapping dusty and gaseous impurities from flue gas

Info

Publication number: CS276560B6
Application number: CS904175A
Authority: CS
Inventors: Jiri Ing Csc Albrecht
Original assignee: Albrecht Jiri
Priority date: 1990-08-27
Filing date: 1990-08-27
Publication date: 1992-06-17
Also published as: CS417590A3

Abstract

Způsob zachycováni prašných a·plynných příměsi z proudících vzdušin,* a to především např. za kotelnami vytápěnými uhlím,’ či za spalovnami odpadků tkví v tom, že se teplota vzdušiny přisávánim okolního vzduchu; či chladičem,’ nebo rozprašováním chladicí tekutiny sniži pod hodnotu tepelné odolnosti textilii z polypropylenových, nebo polyacrilnitriíových vláken, či jejich směsí a tato se pak filtruje v průmyslových filtrech vybavených vpichovanými textiliemi sestavenými z uvedených typů vláken s připadnou příměsi vysokotepel- • ně odolných vláken.The method of capturing dust and gaseous impurities from flowing air, especially behind coal-fired boiler houses or behind waste incinerators, consists in reducing the air temperature below the value of the thermal resistance of textiles made of polypropylene or polyacrylonitrile fibers or their mixtures by sucking in ambient air or by a cooler or by spraying a cooling fluid, and this is then filtered in industrial filters equipped with needle-punched textiles made of the above types of fibers with an admixture of high-temperature-resistant fibers.

Description

CS 276 560 B6CS 276 560 B6

Vynález se týká způsobu zachycování prašných a plynných příměsí spalin odsávaných ’ např. z kotelen anebo spaloven odpadků.The invention relates to a method for capturing dusty and gaseous admixtures of flue gases extracted, for example from boilers or waste incinerators.

Stávající používané způsoby zachycování škodlivých plynných a pevných příměsí např. ze spalin vystupujících z kotlů vytápěných především uhlím anebo ze spaloven odpadků využívají různých odlučovacích systémů. Při použiti mechanických odlučovačů unikej! do ovzduší všechny plynné škodliviny jako je např. SOg, SO^,' ΝΟ_χ aj. a v úletu za odlučovačem zůstává cca 20 až 50 % z celkového množství popílku vystupujícího z kotle. V tomto úletu převládají tzv. jemné částice, které jsou hlavními nositeli škodlivých stopových prvků, především těžkých kovů. Oiné známé řešeni je použiti elektrických odlučovačů, které sics rovněž nezachycují škodlivé plynné příměsi, ale ve srovnáni s mechanickými odlučovači dosahují vyšší odlučivosti (90 až 98 %). Také zde nezachycený podíl popílku výstupující do ovzduší obsahuje především jemné částice s vysokým Obsahem stopových prvků. Cim jemnější jsou částice,' tím více obsahují v hmotové jednotce škodlivé stopové prvky. Výstupní teploty za kotli se pohybuji řádově od 150 do 250 °C a při těchto teplotách nedocházi k absorpci plynných škodlivin na částicích popílku. Dalším způsobem zachycováni pevných příměsi ze spalin objevujícím se v poslední době je používání průmyslových filtrů vybavených filtračními textiliemi. Filtry zachycují s vysokou odlučivosti pevné příměsi včetně záchytu jemných částic. Vzhledem k teplotám za kotli ee ve filtrech používají vysokotepelně odolné filtrační textilie jejichž cena je vysoká a při provozních teplotách v rozsahu 150 až 250 °C ani zde nedochází k absorpci plynných příměsí na částicích popílku. V poslední době se za účelem zachycování škodlivých plynných příměsí (především oxidů siry) používají různé systémy pro odsiřováni spalin využívající např. mokré anebo suché rozprašování vápna. Za tyto odsiřovací stanice se staví elektrofiltry anebo průmyslové filtry vybavené vysokotepelně odolnými filtračními textiliemi. Přesto, že některé odsiřovací metody snižuji teplotu spalin, jsou ve filtrech až dosud používány pouze vysokotepelně odolné filtrační textilie. Tyto vysokotepelně odolné filtrační textilie z vysokotepelně odolných vláken polyesterových, aramidových, oxalonových aj. jsou však velmi nedostatečně odolné vůči účinkům vlivů hydrolýzy a vůči účinkům oxidů síry. Nepříznivé účinky těchto vlivů narůstají v oblasti teplot blízkých rosným bodů filtrovaných vzdušin, tj. při teplotách pod cca 120 až 80 °C. Tento jev radikálně snižuje provozní životnost vysokotepelně odolných filtračních textilií a tím značně narůstají provozní náklady. Obsah oxidů siry zachycený především na jemných Částicích a účinek nepříznivého vlivu hydrolýzy na provozní životnost vysokotepelně odolných textilií narůstá s poklesem teplot filtrované vzdušiny blížícím se rosnému bodu. Z těchto důvodů se u současných odsiřovacích systémů využívajících průmyslové filtry osazené vysokotepelně odolnými textiliemi dosahuje velmi krátkých provozních životností což neúměrně zvyšuje provozní náklady.The currently used methods of capturing harmful gaseous and solid admixtures, eg from flue gases coming out of boilers heated mainly by coal or from waste incinerators, use various separation systems. Escape when using mechanical separators! into the air all gaseous pollutants such as SOg, SO2, 'ΝΟ _χ etc., and in the flight behind the separator about 20 to 50% of the total amount of fly ash leaving the boiler remains. This flight is dominated by so-called fine particles, which are the main carriers of harmful trace elements, especially heavy metals. Another known solution is the use of electric separators, which also do not capture harmful gaseous admixtures, but achieve a higher separability (90 to 98%) compared to mechanical separators. Also here, the uncaptured fraction of fly ash entering the air contains mainly fine particles with a high content of trace elements. The finer the particles, the more they contain harmful trace elements in the mass unit. The outlet temperatures behind the boilers range from 150 to 250 ° C and at these temperatures there is no absorption of gaseous pollutants on the fly ash particles. Another way of capturing solid impurities from flue gases that has recently emerged is the use of industrial filters equipped with filter fabrics. The filters capture solid admixtures with high separation, including the capture of fine particles. Due to the temperatures behind the boilers ee in the filters, they use high-temperature resistant filter fabrics, the price of which is high and at operating temperatures in the range of 150 to 250 ° C there is no absorption of gaseous impurities on the fly ash particles. Recently, in order to capture harmful gaseous impurities (especially sulfur oxides), various flue gas desulphurisation systems using, for example, wet or dry lime spraying have been used. Electrostatic precipitators or industrial filters equipped with high-temperature-resistant filter fabrics are built behind these desulphurisation stations. Although some desulphurisation methods reduce the flue gas temperature, only high-temperature-resistant filter fabrics have been used in filters to date. However, these high-temperature-resistant filter fabrics made of high-temperature-resistant polyester, aramid, oxalon, etc. fibers are very insufficiently resistant to the effects of hydrolysis and to the effects of sulfur oxides. Adverse effects of these effects increase in the region of temperatures close to the dew points of the filtered air, ie at temperatures below about 120 to 80 ° C. This phenomenon radically reduces the service life of high-temperature-resistant filter fabrics and thus significantly increases operating costs. The content of sulfur oxides trapped mainly on fine particles and the effect of the adverse effect of hydrolysis on the service life of high-temperature-resistant textiles increases with the temperature of the filtered air approaching the dew point. For these reasons, current desulphurisation systems using industrial filters fitted with high-temperature-resistant textiles achieve very short service lives, which disproportionately increases operating costs.

Uvedené nevýhody do značné míry odstraňuje způsob zachycování prašných a plynných příměsí ze vzdušin, např. ze spalin za kotelnami vytápěnými uhlím anebo za spalovnami odpadků jehož podstata spočívá v tom, že teplota vzdušiny se přisáváním okolního vzduchu, nebo použitím chladiče, či rozprášením chladicí tekutiny sníží pod hodnotu tepelné odolnosti polypropylenových vláken nebo polyacrilnitrilových vláken nebo jejich směsi a poté se vzdušina filtruje v průmyslovém filtru vybaveném vpichovanou filtrační textilií sestavenou z polypropylenových vláken, nebo polyacrilnitrilových vláken, nebo jejich směsi, případně s příměsí vláken s vysokou tepelnou odolnosti. Tepelnou fixací uvedených filtračních textilních materiálů se dosahuje zvýšeni jejich hodnot tepelné odolnosti o 10 až 20 °C aniž tim dochází ke snížení odolnosti textilie vůči účinkům hydrolýzy či oxidům síry. Další zvýšeni provozní tepelné odolnosti textilie lze dosáhnout přidáním 10 až 40 % vláken s vysokou tepelnou odolností, tj. vláken odolávajících teplotám nad 150 °C. Tato vysokotepelně odolná vlákna sice špatně odolávají vlivu hydrolýzy a oxidům siry, ale ve směsi s polypropylenovými vlákny; nsbo polyacrilnitrilovými vlákny, či s jejich směsí se zhoršeni jejich odolnosti neprojeví.These disadvantages are largely eliminated by the method of capturing dust and gaseous impurities from the air, eg from flue gases behind coal-fired boiler rooms or behind waste incinerators, the essence of which is that the air temperature is reduced by sucking ambient air or using a cooler or below the heat resistance of polypropylene fibers or polyacrylonitrile fibers or mixtures thereof and then the air is filtered in an industrial filter equipped with a needled filter fabric composed of polypropylene fibers or polyacril nitrile fibers, or mixtures thereof, optionally with an admixture of high heat resistance fibers. Thermal fixation of said filter textile materials increases their heat resistance values by 10 to 20 ° C without reducing the resistance of the fabric to the effects of hydrolysis or sulfur oxides. A further increase in the operational heat resistance of the fabric can be achieved by adding 10 to 40% of high heat resistance fibers, i.e. fibers resistant to temperatures above 150 ° C. Although these high-temperature-resistant fibers have poor resistance to hydrolysis and sulfur oxides, they are mixed with polypropylene fibers; nsbo polyacrilnitrile fibers, or a mixture thereof, will not impair their resistance.

CS 276 560 B6 ₂ □ak prokázaly výzkumy škodlivých stopových prvků na částicích dochází s klesajícím jejich rozměrem k radikálnímu nárůstu zdraví škodlivých stopových prvků na těchto částicích. Rovněž bylo prokázáno, že při snížení teplot vzdušiny pod 130 až 80 °C dochází k absorpci plynných oxidů siry na částicích a tento efekt s poklesem teploty a se zmenšujícím se rozměrem částic narůstá. Sníženi teplot vzdušiny umožňuje použití filtračních textilií z polypropylenových vláken,· nebo polyacrilnitrilových vláken či jejich směsi, jejichž odolnost vůči hydrolýze a účinkům oxidů síry ja maximální.CS 276 560 B6 ₂ □ if research into harmful trace elements on particles has shown, there is a radical increase in the health of harmful trace elements on these particles as their size decreases. It has also been shown that when air temperatures fall below 130 to 80 ° C, gaseous sulfur oxides are absorbed on the particles and this effect increases with decreasing temperature and decreasing particle size. The reduction of air temperatures allows the use of filter fabrics made of polypropylene fibers, or polyacrylonitrile fibers or their mixtures, whose resistance to hydrolysis and the effects of sulfur oxides is maximal.

Velmi důležitou výhodou způsobu zachycování prašných a plynných příměsí z proudících vzdušin je to, že při sníženi teplot pod hodnoty 120 až 80 °C, kdy narůstá nepříznivý vliv účinků hydrolýzy a oxidů síry na vlákna, nedochází ke snížení provozní životnosti textilii z vláken dle vynálezu nebo? jejich provozní životnost s ohledem na účinky uvedených vlivů je ve srovnáni s vysokotepelně odolnými textiliemi několikanásobně vyšší. Zatímco dosud používané vysokotepelně odolné textilie (polyesterové, aramidové, oxalonové aj.) vykazují např. za kotelními jednotkami provozní životnost od 3 000 do 10 000 hodin bylo na zařízení se způsobem filtrace dle vynálezu dosaženo provozní životnosti přes 20 000 provozních hodin. Kromě této výhody dochází i k dalšímu důležitému efektu a to,' že i bez instalace odsiřovací stanice sa dosahuje odsiřovacího efektu. Vlivem sníženi teploty vzdušiny dochází k absorpci oxidů síry na částicích a to především na tzv. jemných částicích, které jsou ve filtrech účinně odlučovány. Dále lze zdůraznit, že polypropylenová a polyacrilnitrilová vlákna,' či jejich směsi včetně jejich tepelné fixace dosahují v průměru vyšších odlučivostí než textilie z vláken vysokotepelně odolných. Při filtraci spalin za kotli lze způsobem podle vynálezu dosáhnout hodnot výstupní koncentrace blížícím se 1 mg/m , přičemž účinek odsiřováni dosahuje hodnot až 20 %. Pokud se filtrační rychlost v textilii sníží pod 1,5 cm/s dochází k dalšímu zvyšování záchytu jemných částic a nárůstu odsiřovacího efektu,’ nebo? se zde projevuje vliv delšího setrváni filtrovaných vzdušin ve vytvořeném prachovém koláči na textilii.A very important advantage of the process for capturing dust and gaseous impurities from the flowing air is that reducing the temperatures below 120 to 80 ° C, which increases the adverse effects of hydrolysis and sulfur oxides on the fibers, does not reduce the service life of the fiber fabric of the invention; ? their service life with regard to the effects of these effects is several times higher in comparison with high-temperature resistant textiles. While the hitherto used high-temperature-resistant fabrics (polyester, aramid, oxalone, etc.) have, for example, a service life of more than 3,000 to 10,000 hours behind the boiler units, an operating life of over 20,000 operating hours has been achieved on the filtration method according to the invention. In addition to this advantage, another important effect also occurs, namely that a desulfurization effect is achieved even without the installation of a desulfurization station. Due to the lowering of the air temperature, sulfur oxides are absorbed on the particles, especially on the so-called fine particles, which are effectively separated in the filters. Furthermore, it can be emphasized that polypropylene and polyacrylonitrile fibers, or mixtures thereof, including their thermal fixation, achieve on average higher separations than fabrics made of high-temperature resistant fibers. When filtering the flue gases behind the boiler, the process according to the invention can achieve output concentration values approaching 1 mg / m 2, the desulfurization effect reaching values of up to 20%. If the filtration rate in the fabric is reduced below 1.5 cm / s, there is a further increase in the capture of fine particles and an increase in the desulphurisation effect, ’or? there is an effect of a longer residence of the filtered air in the formed dust cake on the fabric.

Způsob filtrace vzdušin podle vynálezu nachází použití především v oblasti energetiky,' při likvidaci odpadků apod. Příklady praktického použití způsobu dle vynálezu jsou uvedeny dále.The air filtration method according to the invention finds application mainly in the field of energy, waste disposal, etc. Examples of practical use of the method according to the invention are given below.

Příklad 1 'Example 1 '

Způsob zachycování prašných a plynných příměsí ze spalin za kotlem vytápěným uhlím, kde za kotlem je do odváděcího potrubí přisáván okolní atmosférický vzduch, čímž se teplota spalin sníží ze 160 °C na 115 °C. V nasazeném průmyslovém kapsovém filtru je použita vpichovaná filtrační textilie ze směsi polypropylenový a polyacrilnitrilových vláken s tepelnou fixací. Filtr dosahuje odlučivosti na pevné částice přes 99,98 % a bez předřazeného odsiřovacího zařízení zachycuje až 15 % oxidů síry. Provozní životnost fil tračni textilie je přes 15 000 provozních hodin.A method of capturing dust and gaseous admixtures from flue gases behind a coal-fired boiler, where ambient atmospheric air is sucked into the exhaust pipe downstream of the boiler, whereby the flue gas temperature is reduced from 160 ° C to 115 ° C. In the mounted industrial pocket filter, a needled filter fabric made of a mixture of polypropylene and polyacrylonitrile fibers with heat fixation is used. The filter achieves a solids separation of over 99.98% and captures up to 15% of sulfur oxides without a prior desulphurisation device. The service life of the filter fabric is over 15,000 operating hours.

Příklad 2Example 2

Způsob zachycováni pevných a plynných příměsi ze spalin za kotlem vytápěným uhlím, který má na výstupní straně zabudováno odsiřovací zařízení na způsob rozprašovací sušárny na vápenné mléko. Toto odsiřovací zařízení snižuje teplotu spalin na 80 až 90 °C přičemž dochází k chemické reakci kdy oxidy síry absorbují na částicích sušícího se vápna. Následné zařazení průmyslového filtru vybaveného polyacrilnitrilovou filtrační textilií zachycuje popílek i částice vápna s obsahem oxidů síry. Provozní životnost textilií v tomto případě dosahuje hodnot až 20 000 provozních hodin, což je v porovnáni s dosud nasazovanými vysokotepelně odolnými textiliemi několikanásobně vyšší provozní životnost.Method for capturing solid and gaseous admixtures from flue gases behind a coal-fired boiler, which has a desulphurisation device built in on the outlet side in the manner of a spray dryer for lime milk. This desulphurisation plant reduces the flue gas temperature to 80 to 90 ° C, with a chemical reaction in which sulfur oxides are absorbed on the drying lime particles. Subsequent inclusion of an industrial filter equipped with a polyacrylonitrile filter fabric captures fly ash and lime particles containing sulfur oxides. The service life of textiles in this case reaches values of up to 20,000 operating hours, which is several times longer service life compared to the high-temperature-resistant textiles used so far.

Claims

PATENT CLAIMS

Method for capturing dust and gaseous admixtures from flue gases behind coal-fired boiler rooms or waste incineration plants, characterized in that the air temperature is reduced below the heat resistance of polypropylene fibers or polyacrilitrile fibers or mixtures thereof by sucking in ambient air or using a cooler. then the air is filtered in an industrial filter equipped with a needled filter fabric composed of polypropylene fibers, or polyacrylonitrile fibers, or a mixture thereof, optionally with an admixture of fibers with high heat resistance.