ES2223681T3 - Aparato para el tratamiento de gases de combustion. - Google Patents
Aparato para el tratamiento de gases de combustion.Info
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Abstract
Aparato de tratamiento del gas de combustión de escape para tratar un gas de combustión de escape (310) que contiene ácido sulfuroso, polvo y componentes a base de Se, que comprende: - un colector de polvo (305, 321, 361) para separar el polvo del gas de combustión de escape (310), - un aparato de desulfuración (320, 360) aguas abajo del colector de polvo (305, 321, 361) que tiene una torre de absorción/desulfuración (321) por la que circula un fango absorbente para absorber y eliminar ácido sulfuroso en el gas de combustión de escape, - unos medios (313, 321) para introducir el polvo que ha separado el colector de polvo (305, 321, 361) en el fango absorbente circulante, y - un alimentador de agente de tratamiento (316) para añadir un agente de tratamiento (A) al fango absorbente para transformar Se tetravalente en insoluble.
Description
Aparato para el tratamiento de gases de
combustión.
La presente invención se refiere a un aparato así
como a un método para tratar los gases de combustión de escape y en
particular a un aparato y un método para tratar los gases de
combustión de escape que sean capaces de eliminar fácilmente el
selenio (Se) del gas de combustión de escape que contenga
componentes a base de Se, y puedan convertir los componentes a base
de Se en inocuos.
Hasta ahora, un aparato para tratar los gases de
combustión de escape en una central térmica o similar, comprende un
colector de polvo (normalmente un precipitador electrostático) para
eliminar las cenizas volantes y demás polvo del gas de combustión
de escape, y se emplea generalmente un aparato de desulfuración del
gas de combustión de escape para absorber el ácido sulfúrico en el
gas de combustión de escape.
Además, convencionalmente, como sistema de
tratamiento de gas de combustión de escape instalado en una central
térmica o similar, se emplea generalmente un sistema de tratamiento
de gas de combustión de escape que comprende un colector de polvo
seco (normalmente un precipitador electrostático) para quitar las
cenizas volantes y demás polvo procedente del gas de combustión de
escape y un aparato de desulfuración del gas húmedo de combustión de
escape para absorber el gas sulfuroso en el gas de combustión de
escape poniéndolo en contacto con un fango absorbente (por ejemplo,
un fango que contiene un compuesto de calcio) en una torre de
absorción y mediante separación y recuperación de yeso como
subproducto procedente del fango en la torre de absorción.
Recientemente, la manipulación de las impurezas
nocivas contenidas en el gas de combustión de escape aparte de los
óxidos de azufre está planteando un problema. En particular, en el
sistema de tratamiento de gas de combustión de escape, para las
calderas caldeadas con carbón, la nocividad del selenio (Se)
contenido a un nivel máximo de aproximadamente 10 mg/kg en el
carbón, posteriormente es un problema y se pide su tratamiento
inocuo.
Mientras tanto, el Se existe como Se tetravalente
(principal forma: ácido selenioso SeO_{3}^{2-}) que es fácil de
tratar transformándolo en insoluble mediante un agente de
tratamiento, y como Se hexavalente (principal forma: ácido selénico
SeO_{4}^{2-}) que es difícil de tratar transformándolo en
insoluble, y en particular el Se hexavalente es de alta solubilidad
(la solubilidad a 20ºC es del 95%) y es fácil de someter a elución.
Por otro lado, este Se tiene una toxicidad similar a la del
compuesto de arsénico y se conocen en ultramar casos de siniestro y
normas sobre las emisiones, y se ha añadido recientemente a la
lista de elementos regulados también en Japón, está controlado por
la norma ambiental (0,01 mg/litro), la norma de descarga (0,1
mg/litro) y la norma de elución en los vertederos públicos (0,3
mg/litro).
La figura 7 muestra un ejemplo del arte anterior
de un aparato de tratamiento de gas de combustión de escape de este
tipo (un ejemplo de un sistema de tratamiento de gas de combustión
de escape para las calderas caldeadas con carbón). En las figuras 7
y 8, el gas de combustión de escape A emitido desde una caldera
caldeada con carbón 1 es enviado a un aparato de desnitración 2
instalado aguas abajo de la caldera 1 para liberarlo de los óxidos
de nitrógeno (NOx), y pasa por un calentador de aire 3 y una unidad
de recuperación de calor 4 del calentador gas-gas
(GGH) y se introduce en un precipitador electrostático (EP) 5, en el
cual se eliminan las cenizas volantes y el polvo. A continuación,
el gas de combustión de escape es conducido a un aparato de
desulfuración del gas húmedo de combustión de escape 7 por un
ventilador 6 y se elimina el gas sulfuroso en este aparato de
desulfuración 7 y después de pasar por un recalentador 8 del
calentador gas-gas (GGH), es llevado a una chimenea
10 por un ventilador 9 y es liberado a la atmósfera por la chimenea
10 (figura 8).
Por otra parte, las cenizas volantes y el polvo
eliminados en el precipitador electrostático 5 son descargados desde
varias tolvas 5a (unidades de recuperación de polvo) formadas en el
precipitador electrostático 5 y son transportados y recogidos en
discontinuo por un transportador 11. El polvo B así recogido es
reciclado como material de cemento o similar, o desechado en un
parque de evacuación de cenizas (figura 7).
Aquí, el aparato de desulfuración 7 comprende una
torre de absorción, por ejemplo, en la cual se introduce el gas de
combustión de escape y por contacto del gas de combustión de escape
con el fango absorbente (normalmente un fango que contiene un
compuesto de calcio) en esta torre de absorción, el ácido sulfúrico
en el gas de combustión de escape es absorbido en un proceso húmedo.
Normalmente a partir del fango en la torre de absorción, el yeso es
separado y recogido como subproducto.
Eventualmente, la unidad de recuperación de calor
4 del calentador de gas-gas (GGH) puede disponerse
también inmediatamente antes del aparato de desulfuración 7, tal
como muestra la figura 9.
En estos aparatos de tratamiento del gas de
combustión de escape, la mayor parte de Se en el carbón (Se en el
gas de combustión de escape) se condensa en el lado aguas abajo del
calentador de aire 3 (es decir, la posición antes de la
introducción dentro del precipitador electrostático 5), y es
eliminado por el precipitador electrostático 5 en un estado
contenido en el polvo en el gas de combustión de escape y se mezcla
directamente en el residuo en el parque de evacuación de cenizas o
en el material de cemento. Para transformar el Se en inocuo
conformándolo a la norma de elución, se requiere un
post-tratamiento complicado y costoso, por ejemplo,
de dilución de la ceniza eliminada por el precipitador
electrostático 5 en un enorme volumen de agua.
La Patente Británica 1.382.232 describe un
proceso para la recuperación de selenio procedente del gas residual
de combustión, en particular el gas residual procedente de un horno
de fundir vidrio. Los gases residuales descargados de estos hornos
contienen un componente de selenio en forma de selenio elemental o
un compuesto como un dióxido de selenio. El componente de selenio es
tóxico y debe ser apartado y recuperado con el fin de impedir la
contaminación atmosférica. Para realizar esta separación se propone
un proceso que comprende un primer paso de poner en contacto el gas
residual que ha sido enfriado hasta aproximadamente
250-300ºC, con una solución de absorción acuosa que
comprende un sulfito de metal alcalino y/o un bisulfito de metal
alcalino en una torre de absorción, de modo tal que al menos una
parte del componente de selenio sea absorbida y que la humedad del
gas se incremente. El proceso además comprende un segundo paso que
consiste en pasar el gas residual tratado en el primer paso por un
filtro de fibra de vidrio (separador) mantenido en una condición
húmeda para recoger al menos parte del selenio elemental remanente y
del compuesto de selenio en el filtro y, en un tercer paso, se añade
ácido, ácido alfa H_{2}SO_{4} a la solución de absorción
descargada de los pasos primero y segundo de forma que se reduzca
el componente de selenio disuelto en la solución de absorción a un
selenio elemental que se precipita de la solución y el selenio
elemental así precipitado es recuperado.
Un método para separar el mercurio y el selenio
de los gases de tostación procedentes de los concentrados de zinc de
tostación, se describe en Erzmetall, 30(1977)12, pp
555-604. El método para separar el mercurio y el
selenio del gas de escape incluye la introducción del gas de escape
procedente del horno de tostación para el concentrado de Zn en una
caldera, el enfriamiento y luego la separación del polvo tratado con
un colector eléctrico de polvo. Para separar el selenio, se añade
dentro del precipitado aclarado carbonato cálcico, CaCO_{3}, y
luego se separa el mercurio y posteriormente se añaden agua,
H_{2}SO_{4} y SO_{2}. Este gas de escape procedente el horno
de tostación es distinto del gas de combustión, especialmente de
una central térmica.
A la luz del arte anterior, el objeto de la
invención consiste en presentar un aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape y un método que pueda eliminar de manera más
fácil y transformar en inocuos los componentes a base de Se
contenidos en el gas de combustión de escape hasta el punto
necesario para satisfacer las normas ambientales generalmente
adoptadas para la pureza del gas de combustión de escape, en
particular de las centrales térmicas.
El aparato que cumple con este objeto y sus
realizaciones preferidas están definidas en las reivindicaciones en
anexo.
Cualquier aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape de la invención comprende medios para añadir un
agente de tratamiento para transformar en insoluble el Se
tetravalente que está disuelto en el fango. El agente de tratamiento
para transformar el Se tetravalente en insoluble incluye, por
ejemplo, FeCl_{3}, Fe(SO_{4}), agente quelante (por
ejemplo Epolus MX-7 de Misohi Resin)) y un agente
capturante de metales pesados de alto peso molecular (por ejemplo
Epofloc L-1 de Miyoshi Resin). La reacción de este
agente de tratamiento para transformar el Se tetravalente en
insoluble se describe después.
En el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape de la reivindicación 5, la mayor parte del Se
que está en el gas de combustión de escape se elimina mediante el
colector de polvo seco en un estado incluido en el polvo, y el
polvo se pone en contacto con agua o líquido (disolvente) en el
rebatidor, y es disuelto en el líquido durante el proceso en el que
se transforma en fango. Como líquido que forma fango (disolvente)
se puede utilizar, aparte del agua procedente del exterior del
aparato, el agua tratada o fango que procede de cada proceso del
aparato. De los componente de Se que están disueltos en el fango de
polvos, al menos el Se tetravalente se transforma en insoluble
mediante el agente de tratamiento. Se puede separar en el lado de la
fase sólida con el separador (en la torta de polvo). Por otra parte,
el filtrado que se ha separado mediante el separador se puede
introducir en el fango que está en el aparato de desulfuración. En
consecuencia, el Se hexavalente que también se ha incluido en el gas
de combustión de escape, si no se transforma en insoluble mediante
el agente de tratamiento y se disuelve en el filtrado, la mayor
parte del Se hexavalente se introduce en el fango que está en el
aparato de desulfuración, reacciona con el ácido sulfúrico absorbido
del gas de combustión de escape en el fango, y es reducido para que
vuelva a ser Se tetravalente.
Por tanto, si el Se hexavalente se encuentra
dentro del gas de combustión de escape, en el estado estacionario,
los componentes a base de Se que están disueltos en el fango que
está en el aparato de desulfuración o en el líquido circulante que
compone este fango son principalmente componentes a base de Se
tetravalente, y en el aparato de tratamiento de aguas residuales de
la reivindicación 9 para tratar la descarga del líquido circulante
del aparato de desulfuración, únicamente transformando este Se
tetravalente en insoluble, se puede satisfacer fácilmente la norma
de elución de Se, y se puede usar el aparato de desulfuración como
aparato para la reacción de reducción de Se hexavalente, con lo
cual se puede simplificar la constitución de todo el aparato.
En el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape, como parte del líquido circulante para
componer el fango del aparato de desulfuración en el aparato de
tratamiento del gas de combustión de escape se usa como disolvente
en el medio batido, si se compara con el hábito de añadir agua por
separado, se puede reducir la cantidad (circulación) y consumo de
agua.
En el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape de la reivindicación 7, como el aditivo de
filtrado se añade en el mezclador o separador, se mejora la función
deshidratante en el separador, y se obtiene una materia sólida
(torta de polvo) con bajo contenido de humedad y fácil de
manipular. Como aditivo de filtrado se puede utilizar el yeso usado
en el proceso de desulfuración o similar.
En el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape la mayor parte del Se que se encuentra en el
gas de combustión de escape se puede eliminar mediante el colector
de polvo seco en un estado en el que está contenido en el polvo, y
se dirige directamente al fango que está en el aparato de
desulfuración, se bate de nuevo en el aparato de desulfuración y se
mezcla con el agente de tratamiento para transformarlo en
insoluble. En consecuencia, al menos los componentes a base de Se
tetravalente de los componentes a base de Se que se encuentran en
el gas de combustión de escape se transforman en su mayoría
directamente en insolubles mediante el agente de tratamiento que
está en el aparato de desulfuración, y se mezclan en la materia
sólida (yeso, etc.) que se ha separado y formado a partir del fango
que está en el aparato de desulfuración y se descargan, y los
componentes a base de Se restantes se transforman también fácilmente
en insolubles y se solidifican mediante el agente de tratamiento en
el aparato de tratamiento de aguas residuales para tratar la
descarga de líquido circulante en el aparato de desulfuración.
Además, si los componentes a base de Se hexavalente se encuentran en
el gas de combustión de escape, la mayor parte del Se hexavalente
reacciona con el ácido sulfúrico absorbido del gas de combustión de
escape que está en el fango del aparato de desulfuración para ser
reducido con el fin de transformarse en Se tetravalente, el cual
también se transforma en insoluble mediante el agente de tratamiento
en el aparato de desulfuración y se mezcla en la materia sólida
(yeso, etc.) separada y formada a partir del fango que está en el
aparato de desulfuración y se descarga, o se transforma fácilmente
en insoluble y se solidifica en el aparato de tratamiento de aguas
residuales.
Por tanto, también en este aparato de tratamiento
se puede satisfacer fácilmente la norma de elución de Se, y además
como el aparato de desulfuración funciona como aparato para la
reacción de reducción de Se hexavalente y como rebatidor de polvo,
se puede simplificar además la estructura de todo el aparato.
En el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape, la mayor parte del Se que está en el aparato
de tratamiento del gas de combustión de escape se puede introducir
directamente en el aparato de desulfuración junto con el gas de
combustión de escape en un estado en el que está contenido en polvo,
y se mezcla en el fango absorbente en, por ejemplo, la torre de
absorción del aparato de desulfuración, y se vuelve a batir y se
mezcla con el agente de tratamiento. En consecuencia, al menos los
componentes a base de Se tetravalente de los componentes a base de
Se que están en el gas de combustión de escape se transforman en su
mayoría directamente en insolubles mediante el agente de tratamiento
en el aparato de desulfuración, y se mezclan en la materia sólida
(yeso, etc.) separada y formada a partir del fango que está en el
aparato de desulfuración y se descargan, o se transforman fácilmente
en insolubles y se solidifican añadiendo un agente de tratamiento
insoluble en un aparato de tratamiento de aguas residuales para
tratar la descarga de líquido circulante en el aparato de
desulfuración. Además, si los componentes a base de Se hexavalente
están en el gas de combustión de escape, la mayor parte del Se
hexavalente reacciona con el ácido sulfúrico absorbido del gas de
combustión de escape que está en el fango que está a su vez en el
aparato de desulfuración para ser reducido con el fin de que se
transforme en Se tetravalente, el cual también se transforma en
insoluble mediante el agente de tratamiento en el aparato de
desulfuración y se mezcla en la materia sólida (yeso, etc.) separada
y formada a partir del fango que está en el aparato de desulfuración
y se descarga, o se transforma fácilmente en insoluble y se
solidifica en el aparato de tratamiento de aguas residuales.
Por tanto, en este aparato de tratamiento también
se puede cumplir fácilmente la norma de elución de Se, y además como
el aparato de desulfuración funciona como colector de polvo, como
aparato para la reacción de reducción de Se hexavalente y como
rebatidor de polvo, se puede simplificar además la estructura de
todo el aparato, si se compara con la estructura para instalar el
colector de polvo, el rebatidor y otros por separado.
En el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape de la reivindicación 8 el controlador para la
reacción de oxidación-reducción controla la
reacción de oxidación-reducción en el aparato de
desulfuración con lo cual el Se hexavalente que se ha mezclado en
el fango que está en el aparato de desulfuración puede reducirse
casi completamente mediante el ácido sulfúrico que está en el fango
para que se transforme en tetravalente. En consecuencia, si el Se
hexavalente se encuentra contenido en el gas de combustión de
escape, este Se hexavalente puede transformarse casi por completo a
forma tetravalente en el aparato de desulfuración, con lo cual el
Se que está en el gas de combustión de escape puede transformarse
en insoluble más fácilmente y casi de manera completa.
En el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape de las reivindicaciones 3 y 4, la mayor parte
del Se que está en el gas de combustión se elimina mediante el
colector de polvo seco en un estado en el que está contenido en el
polvo, y se introduce directamente en el líquido que está en la
torre de enfriamiento y recogida de polvo del aparato de
desulfuración, y se vuelve a batir en la torre de enfriamiento y
recogida de polvo. En el fango de polvo que se ha formado al añadir
el polvo que contiene Se en el líquido que está en la torre de
enfriamiento y recogida de polvo y el rebatidor, se mezcla un
agente de tratamiento para formar Se tetravalente. Por tanto, al
menos los componentes a base de Se tetravalente de los componentes
a base de Se que se encuentran contenidos en el gas de combustión
de escape se transforman directamente en insolubles mediante el
agente de tratamiento en el aparato de desulfuración, y se
descargan en el lado de la fase sólida mediante el separador (en la
torta de polvo), o se transforman fácilmente en insolubles añadiendo
agente de tratamiento insoluble en el posterior tratamiento del
agua separada, para descargarlos. Si los componentes a base de Se
hexavalente están contenidos en los componentes a base de Se en el
gas de combustión, la mayor parte de los componentes a base de Se
hexavalente reaccionan con el ácido sulfúrico absorbido del gas de
combustión de escape en el líquido en la torre de enfriamiento y
recogida de polvo para que transformado en Se tetravalente reducido
el gas de combustión de escape se transforma también en insoluble
mediante el agente de tratamiento en el aparato de desulfuración, y
descargados en el lado de la fase líquida (en la torta de polvo)
mediante del separador para separar el fango de polvo en sólido y
líquido, o se transforman fácilmente en insolubles añadiendo agente
de tratamiento insoluble en la siguiente fase de tratamiento de agua
separada para ser descartados. Si hay componentes a base de Se
hexavalente en el gas de combustión de escape, la mayor parte de
estos componentes a base de Se hexavalente reaccionan con el ácido
sulfúrico absorbido del gas de combustión de escape en el líquido
que está en la torre de enfriamiento y recogida de polvo para
transformarse en Se tetravalente reducido, el cual se transforma
también en insoluble mediante el agente de tratamiento, y se
descarga del lado de la fase sólida (en la torta de polvo) mediante
el separador, y se convierte en inocuo.
Por tanto, en este aparato de tratamiento también
se cumple fácilmente la norma de elución de Se, y además como el
aparato de desulfuración funciona como colector de polvo, aparato
para la reacción de reducción de Se hexavalente y rebatidor de
polvo, se puede simplificar además la estructura de todo el aparato
si se compara con la estructura para instalar el colector de polvo,
el rebatidor y otros por separado. Además, en este aparato de
tratamiento, el polvo no se mezcla en el fango en la torre de
absorción del aparato de desulfuración, y el rendimiento del aparato
de desulfuración, por ejemplo la velocidad de desulfuración, puede
mantenerse alta.
En el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape, en una fase previa de tratamiento en la que se
solidifican las impurezas que están en el dispositivo de
tratamiento de aguas residuales en el aparato de desulfuración, se
añade un agente de tratamiento para transformar el Se tetravalente
en insoluble y el Se que se eluye en el agua residual se puede
transformar en insoluble para convertirse en desechable. En el
aparato de tratamiento del gas de combustión de escape de las
reivindicaciones 1 a 9, el Se que está en el gas de combustión de
escape se puede transformar casi completamente en insoluble aunque
este aparato es efectivo en el caso en el que el Se no se vaya a
transformar en insoluble, por ejemplo, es necesario tratar el Se que
está en circulación, disolviéndolo en el fango líquido de absorción
debido a la reducción de Se hexavalente, y evitando mezclar Se en
el yeso para recogerlo en el proceso de desulfuración. El agente de
tratamiento insoluble puede añadirse únicamente al aparato de
tratamiento de aguas residuales dependiendo de las condiciones del
tratamiento.
La figura 1, es un diagrama estructural
esquemático de un aparato de tratamiento de gas de combustión de
escape de la realización 1 de la invención.
La figura 2, es un diagrama estructural más
específico de la composición del aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape de la figura 1.
La figura 3, es un diagrama estructural
esquemático de un aparato de tratamiento del gas de combustión de
escape de la realización 2 de la invención.
La figura 4, es un diagrama estructural
esquemático de un aparato de tratamiento de gas de combustión de
escape de la realización 3 de la invención.
La figura 5, es un diagrama estructural
esquemático de un aparato de tratamiento de gas de combustión de
escape de la realización 4 de la invención.
La figura 6, es un diagrama estructural
esquemático de un aparato de tratamiento de gas de combustión de
escape de la realización 5 de la invención.
La figura 7, es un diagrama estructural
esquemático que muestra un ejemplo de un sistema de tratamiento
convencional del gas de combustión de escape.
La figura 8, es un diagrama estructural
esquemático que muestra otro ejemplo de un aparato de tratamiento
convencional del gas de combustión de escape.
La figura 9, es un diagrama estructural
esquemático que muestra un ejemplo distinto de un sistema de
tratamiento convencional del gas de combustión de escape.
Con respecto ahora a los dibujos que se
acompañan, se describen a continuación las realizaciones de la
invención.
Realización
1
La figura 1 es un diagrama estructural
esquemático que muestra un ejemplo de un aparato de tratamiento de
gas de combustión de escape de la invención, y la figura 2 es un
diagrama estructural esquemático que muestra de manera específica la
composición del aparato de tratamiento del gas de combustión de
escape. En la siguiente descripción, se supone que el gas de
combustión de escape a tratar comprende tanto Se hexavalente como
Se tetravalente.
En el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape de la realización, según se muestra en la
figura 1, el Se que contiene polvo se elimina del gas de combustión
de escape 310 mediante un precipitador electrostático 305, y parte
del polvo (ceniza) eliminado mediante el precipitador electrostático
305 se calienta con un calentador 311 que utiliza gas aguas arriba
de un calentador de aire o similar para sublimar Se en el polvo (Se
hexavalente y Se tetravalente), absorbido así en una torre de
absorción 312.
Por otra parte, el polvo restante se vuelve a
batir (disolver el agua) en el líquido procedente de un aparato de
desulfuración húmedo 320 (control ORP: a partir de ahora aparato de
desulfuración 320) con el rebatidor 313, y se transforma en fango,
y se añade un agente de tratamiento A (por ejemplo FeCl_{3})
procedente de un alimentador 316 mediante un mezclador 314, y
separándolo en sólido y líquido en un separador 315, el Se
tetravalente se solidifica y separa en el lado de la fase
sólida-líquida. Por otro lado, el Se hexavalente
que se ha disuelto en el lado de la fase líquida en el separador 315
es conducido al aparato de desulfuración 320, y casi todo el
volumen es reducido por el denominado control ORP (control
potencial oxidación-reducción) para ser
transformado en Se tetravalente, facilitando así el tratamiento al
liberar las aguas residuales en el aparato de tratamiento de aguas
residuales 350.
El calentador 311 está diseñado para calentar la
ceniza que se ha introducido procedente del precipitador
electrostático 305 hasta una temperatura en la que se sublima y
gasifica Se hexavalente y Se tetravalente (entre 100 y 1200ºC,
preferiblemente entre 320 y 1000ºC), parte del gas producido es
conducido hasta la torre de absorción 312, y el resto es enviado al
lado de entrada de gas de combustión de escape del aparato de
desulfuración 320. La ceniza que queda en el calentador 311 se
libera de componentes a base de Se, y se recicla como material de
cemento. La torre de absorción 312 está diseñada para absorber y
capturar parte del Se en el gas que ha producido el calentador 311
para solidificarlo, y por tanto el gas que contiene el Se que no se
ha absorbido es enviado al lado de entrada de gas de combustión de
escape del aparato de desulfuración 320.
Al rebatidor 313, según se muestra en la figura
2, se le suministra el líquido que está en el tanque de filtrado
333 mediante la bomba 334 del aparato de desulfuración 320, y el
polvo que se ha introducido desde el precipitador electrostático 305
se transforma en fango mediante este líquido. El mezclador 314 está
formado, por ejemplo, por un tanque mezclador y un mecanismo
agitador para agitar el líquido en el tanque mezclador, y se carga
el fango de polvo formado con el rebatidor 313, el agente de
tratamiento A procedente del alimentador 316 de agente de
tratamiento, y, si es necesario, un aditivo de filtrado B, y se
mezclan y envían al separador 315 que está en el lado aguas abajo.
Como agente de tratamiento A, es necesario una reacción química al
menos con Se tetravalente (forma principal: ácido selénico
SeO_{3}^{2-}) para hacerlo insoluble, y se puede usar, por
ejemplo, FeCl_{3}o Fe_{2}(SO_{4}). Como aditivo de
filtrado B, es deseable una sustancia química con un tamaño de
partícula grande y que tenga una función para ayudar en la
separación sólido-líquido, y, por ejemplo, se puede
usar yeso (yeso C producido en el aparato de desulfuración 320). El
separador 315 es, por ejemplo, una máquina reguladora centrífuga,
y, en este caso, únicamente el filtrado vuelve a la torre de fango
absorbente 335 del aparato de desulfuración 320.
El aparato de desulfuración 320 es de tipo tanque
de oxidación y comprende una torre de absorción 321 para suministrar
un fango absorbente (formado por piedra caliza en este ejemplo) a un
tanque inferior 322, una bomba de circulación 323 para enviar el
fango absorbente que está en el tanque 322 a una parte superior 321a
(unidad de entrada de gas de combustión de escape) del tanque de
absorción 321 para ponerse en contacto con el gas de combustión de
escape, un rociador de aire 324 de tipo brazo giratorio que se apoya
sobre el tanque 322 para girar horizontalmente mediante un motor
que no se muestra, y agitar el fango que está en el tanque 322 e
insuflar el aire que se suministra de manera eficaz al tanque 322
en forma de burbujas finas, y un tubo de distribución de aire 325
para suministrar aire a este rociador de aire 324, y está diseñado
para obtener yeso mediante una oxidación total debido al contacto
entre el aire y el fango absorbente que absorbe ácido sulfuroso en
el tanque 322.
Una bomba de fango 331 para succionar el fango
que está en el tanque 322 está conectada al tanque 322, y el fango
succionado mediante esta bomba de fango 331 se concentra mediante un
espesador que no se muestra, y se suministra al separador de
sólido-líquido 332 para ser filtrado, y el yeso C
que está en el fango es extraído como torta sólida (normalmente con
un contenido en agua de aproximadamente 10%). Por otra parte, el
agua separada mediante el espesador y el filtrado (principalmente
agua) procedente del separador de sólido-líquido
332 son enviados inmediatamente al tanque de filtrado 333, y, según
se necesite, se añade agua de relleno D o líquido de retorno E
procedente del aparato de tratamiento de aguas residuales 350, y
parte de dicho líquido es enviado al tanque de fango absorbente 335
mediante una bomba 334, y mezclado con piedra caliza F (CaCO_{3})
procedente de un silo de piedra caliza que no se muestra que se va
a formar en el fango absorbente, el cual se suministra de nuevo al
tanque 322 mediante la bomba de fango 336.
Según una realización preferida de la invención,
el aparato de desulfuración 320 está provisto además de un
controlador para la reacción de oxidación-reducción
340 para controlar la reacción de
oxidación-reducción en la torre de absorción 321.
Este controlador para la reacción de
oxidación-reducción 340 está formado por un sensor
341 que está dispuesto en la tubería del lado de descarga de la
bomba de circulación 323 para detectar el potencial de
oxidación-reducción del fango que está en el tanque
322, una válvula de control de caudal 342 que está dispuesta en la
mitad del tubo de alimentación de aire 325 para ajustar la velocidad
de alimentación de aire al rociador de aire 324, y un controlador
343 para controlar la acción de la válvula de control de caudal 342
en base a la capacidad de detección del sensor 341. El sensor 341 se
forma sumergiendo un electrodo de platino en el fango. El
controlador 343 está diseñado para controlar de manera continua el
grado de apertura de la válvula de control de caudal 342, con lo
cual la velocidad de alimentación del aire al rociador de aire 324
puede estar en un límite mínimo necesario para oxidar y tolerar el
ácido sulfuroso que se ha disuelto en el fango procedente del gas de
combustión de escape. Por ejemplo, más específicamente, en base a
la correlación entre la concentración de ácido sulfuroso y el
potencial de oxidación-reducción, el potencial de
oxidación-reducción cuando la concentración de ácido
sulfuroso está cerca de cero, se predetermina como la referencia
del potencial, y, mediante un control proporcional, cuando el
potencial de oxidación-reducción que detecta el
sensor 341 llega a ser menor que este potencial de referencia, la
velocidad de alimentación del aire se aumenta dependiendo de la
desviación, y cuando el potencial de
oxidación-reducción que detecta el sensor 341 llega
a ser mayor que este potencial de referencia, la velocidad de
alimentación de aire se disminuye dependiendo de la desviación.
Eventualmente, como el controlador para la
reacción de oxidación-reducción 340 está diseñado
para suministrar un límite mínimo requerido para oxidar el volumen
total de ácido sulfuroso, este tiene al final la función de producir
una nueva reacción de reducción total de los otros ácidos que están
contenidos en el fango mediante el ácido sulfuroso.
Es decir, en este caso, como se menciona después,
el fango que se suministra al tanque 322 procedente del tanque de
fango absorbente 335 contiene Se hexavalente (forma principal: ácido
selénico SeO_{4}^{2-}), aunque mediante el control del
controlador 343, este reacciona con el ácido sulfuroso absorbido
del gas de combustión de escape para ser sometido a una reacción de
reducción para transformarse en Se tetravalente (forma principal:
ácido selenioso SeO_{3}^{2-}), lo cual tiene lugar en la torre
de absorción 321. Esta reacción se expresa en la siguiente fórmula
de reacción (1).
(1)SeO_{4}{}^{2-} +
SeO_{3}{}^{2-} \rightarrow SeO_{3}{}^{2-} +
SeO_{4}{}^{2-}
En esta realización, el aparato de tratamiento de
aguas residuales 350 es el denominado aparato de libre tratamiento
de aguas residuales que tiene una estructura conocida que comprende
un dispositivo de pretratamiento 351, un dispositivo de diálisis
eléctrico 352, un segundo dispositivo concentrador 353 y un
dispositivo solidificador 354. En este aparato de tratamiento de
aguas residuales 350, la bomba 334 del aparato de desulfuración 320
suministra parte del líquido que está en el tanque de filtrado 333
y las impurezas que hay en este líquido (por ejemplo Se y Cl) son
eliminadas principalmente mediante la función del dispositivo de
diálisis eléctrico 352, y los residuos que quedan después de esta
eliminación vuelven al tanque de filtrado 333 o tanque de fango
absorbente 335 del aparato de desulfuración 320. Las impurezas
eliminadas al final se solidifican en el dispositivo solidificador
354, aunque como mínimo antes del proceso de solidificación (por
ejemplo en una fase anterior del segundo dispositivo concentrador
353), el agente de tratamiento A para reaccionar con Se
tetravalente (forma principal: ácido selenioso SeO_{3}^{2-})
para transformarlo en insoluble se mezcla con las impurezas del
alimentador 316 de agente de tratamiento.
En el aparato de tratamiento de gas de combustión
de escape formado de este modo, primeramente se eliminan el ácido
sulfuroso que está en el gas de combustión de escape después de
eliminar el polvo y el Se gasificado y se produce y recoge yeso en
el siguiente proceso.
Es decir, el gas de combustión de escape que se
ha introducido en la torre de absorción 321 (incluido el gas que se
ha enviado desde el calentador 311) se pone en contacto con el fango
absorbente que se ha rociado desde el tubo colector 326 mediante la
bomba de circulación 323, y el ácido sulfuroso y el Se gasificado
son absorbidos, eliminados y descargados como gas de combustión de
escape tratado de la unidad de salida de gas de combustión de escape
321b,
El rociador de aire 324 agita en el tanque 322 el
ácido sulfuroso absorbido en el fango absorbente que se ha rociado
desde el tubo colector 326 y que circula a través de un rellenador
327, y se pone en contacto con múltiples burbujas para oxidarse, y
además sufre una reacción de neutralización para transformarse en
yeso. En la torre de absorción 321, mediante la reacción de la
fórmula de reacción (1), casi todo el volumen de Se hexavalente
(forma principal: ácido selénico SeO_{4}^{2-}) se transforma en
Se tetravalente (forma principal: ácido selenioso
SeO_{3}^{2-}). Las principales reacciones que tienen lugar en
este proceso (diferentes a la fórmula de reacción) se expresan en
las fórmulas de reacción (2) a (4).
Parte de entrada de gas de combustión de escape
de la torre de absorción
(2)SO_{2} +
H_{2}O \rightarrow H^{+} +
HSO_{3}{}^{-}
Tanque
(3)H^{+} +
HSO_{3}{}^{-}+ 1/20_{2} \rightarrow 2H^{+} +
SO_{4}{}^{2-}
(4)2H^{+} +
SO_{4}{}^{2-} + CaCO_{3} + H_{2}O \rightarrow CaSO_{4}.
2H_{2}O +
CO_{2}
Por tanto, en el tanque 322 se quedan suspendidos
o se disuelven yeso (CaSO_{4}. 2H_{2}O), una pequeña cantidad
de piedra caliza (CaCO_{3}) y Se tetravalente (forma principal:
ácido selenioso SeO_{3}^{2-}) y son absorbidos por la bomba de
fango 331 y concentrados mediante un espesador que no se muestra, y
suministrados al separador de sólido-líquido 332
para ser filtrados, y el yeso C se obtiene en forma de torta con
bajo contenido en agua (normalmente un contenido en agua de
aproximadamente 10%). Mientras tanto en ese momento, el Se
tetravalente (forma principal: ácido selenioso SeO_{3}^{2-}),
si no se disuelve parcialmente, puede separarse y mezclarse un poco
en el yeso C, aunque es enviado en su mayor parte al tanque de
filtrado 333 junto con el agua o filtrado separado.
En consecuencia, más adelante se explican el
tratamiento de eliminación de polvo en el gas de combustión de
escape y la acción de tratamiento del Se que está contenido en su
mayor parte en el polvo en este aparato de tratamiento de gas de
combustión de escape.
Parte del polvo (ceniza) que se ha eliminado con
el precipitador electrostático 305, se calienta con el calentador
311 para gasificarlo, y es absorbido y solidificado parcialmente
como se ha mencionado antes, mientras que el resto es enviado a y
tratado en la torre de absorción 321 del aparato de desulfuración
320. Por otra parte, el rebatidor 313 vuelve a batir el resto del
polvo eliminado que ha eliminado el precipitador electrostático 305
(disuelto en agua) en el líquido que ha enviado el tanque de
filtrado 333 del aparato de desulfuración 320 para transformarlo en
fango y el mezclador 314 añade y mezcla agente de tratamiento A y,
si es necesario, aditivo de filtrado.
En ese momento, en el mezclador 314, el Se
tetravalente (forma principal: ácido selenioso SeO_{3}^{2-}) que
está contenido en el fango formado por el rebatidor 313 (fango de
polvo) reacciona con el agente de tratamiento A (por ejemplo,
FeCl_{3} o Fe_{2}(SO_{4})_{3}) tal como
muestran las siguientes fórmulas de reacción (5), (6) ó (7), (8), y
se vuelve insoluble en la forma de selenito de hierro
(Fe_{2}(SeO_{3})_{3}).
(5)FeCl_{3}
\rightarrow Fe_{3}{}^{+} +
3Cl^{-}
(6)2Fe^{3+} +
3SeO_{3}{}^{2-} \rightarrow Fe_{2}
(SeO_{3})_{3}\downarrow
ó
(7)Fe_{2}
(SO_{4})_{3} \rightarrow 2Fe^{3+} +
3SO_{4}{}^{2-}
(8)2Fe^{3+} +
3SeO_{3}{}^{2-} \rightarrow Fe_{2}
(SeO_{3})_{3}\downarrow
En consecuencia, cuando se separa el fango de
polvo en sólido y líquido mediante el separador 315, el Se
tetravalente se separa en el lado de la fase sólida como selenito de
hierro y se mezcla en forma insoluble dentro de la torta de polvo G
descargada desde el separador 315. Por otra parte, el Se hexavalente
que está en el fango de polvo se disuelve en el lado de la fase
sólida-líquida y queda contenido en el filtrado, y
se mezcla, en este caso, en el tanque de fango absorbente 335 del
aparato de desulfuración 320. En el separador 315, mediante la
función del aditivo de filtrado B (yeso, etc.) que se ha cargado en
el mezclador 314, se realiza una deshidratación efectiva, y se
consigue un bajo contenido en agua en la torta de polvo G. Al mismo
tiempo, el Se hexavalente contenido en el filtrado que está en el
separador 315 y mezclado en el tanque de fango absorbente 335 del
aparato de desulfuración 320 también está contenido en el fango
absorbente y es enviado a la torre de absorción 321 del aparato de
desulfuración 320 con la bomba 336, y por tanto casi todo el volumen
del mismo se transforma en Se tetravalente en la reacción (fórmula
de reacción (1)).
La función del aparato de tratamiento de aguas
residuales 350 en este aparato de tratamiento del gas de combustión
de escape se describe más adelante. Como se ha mencionado antes, se
mezcla principalmente Se hexavalente de manera secuencial en la
solución de fango que circula por el aparato de desulfuración 320
contenido en el agua separada del fango de polvo, y cuando este Se
hexavalente entra en la torre de absorción 321, se transforma casi
completamente en Se tetravalente mediante la reacción anterior
(fórmula de reacción 1), y en estado estacionario, por tanto, hay
presente mucho Se tetravalente formado principalmente mediante la
reducción de Se hexavalente en la solución de fango que circula por
el aparato de desulfuración 320. En este caso, el aparato de
tratamiento de aguas residuales 350 funciona para eliminar este Se
tetravalente, al igual que otras impurezas (por ejemplo Cl), para
que no se acumule de manera excesiva en la solución de fango que
circula por el aparato de desulfuración 320.
Es decir, en el aparato de tratamiento de aguas
residuales, parte de la solución de fango que circula por el aparato
de desulfuración 320 es extraída del lado de descarga de la bomba
334 y las impurezas que hay en esta solución (Se, Cl, etc.) se
eliminan principalmente mediante la función del dispositivo de
diálisis eléctrico 352, y son devueltas al tanque de filtrado 33
del aparato de desulfuración 320. Las impurezas eliminadas se
mezclan con el agente de tratamiento A que se ha cargado desde el
alimentador 316 de agente de tratamiento, y se concentran en el
segundo aparato de concentración 353, y solidifican mediante el
dispositivo solidificador 354 y se descartan en el parque de
evacuación de cenizas o similar como fragmento de impurezas H. En
ese momento, el Se tetravalente que está en las impurezas reacciona
con el agente de tratamiento A en las fórmulas (5), (6), ó (7),
(8), y se vuelve insoluble en la forma de selenito de hierro
(Fe_{2}(SeO_{3})_{3}), y está presente en forma
insoluble en el fragmento de impurezas H.
Como se ha descrito aquí, según el aparato de
tratamiento de gas de combustión de escape de la realización, junto
con la purificación convencional del gas de combustión de escape
(eliminación de polvo, eliminación de ácido sulfuroso), el Se que
está en el gas de combustión de escape se elimina junto con el polvo
y al final queda contenido, en forma insoluble, en la torta de polvo
G o fragmento de impurezas H, para ser descartado. Además, el Se
hexavalente que es difícil de tratar (se ha transformado en
insoluble) se transforma en Se tetravalente fácil de descartar, con
el agente de tratamiento mediante el controlador para la reacción
de oxidación-reducción 340 en la torre de absorción
321 del aparato de desulfuración 321, y por tanto, si se compara con
el aparato que comprende una torre de reacción independiente para
transformar Se hexavalente en Se tetravalente, por ejemplo, el Se
que está en el gas de combustión de escape puede eliminarse y
transformarse fácilmente en inocuo y de manera económica. Aún más,
si se usa parte del líquido circulante del aparato de desulfuración
320 como disolvente para rebatir el polvo capturado por el
precipitador electrostático 305 mediante el rebatidor 303, se
reduce el chorro de agua (volumen circulante) y el consumo si se
compara con el aparato que sólo suministra agua al rebatidor 313, y
se reduce el coste de funcionamiento del aparato, y al mismo tiempo
disminuye la capacidad necesaria del aparato de tratamiento de
aguas residuales 350, con lo cual se puede reducir además el coste
de instalación.
Cuando el mezclador 314 está diseñado para cargar
aditivo de filtrado B, aumenta la velocidad de deshidratación en el
separador 315 y se forma la torta de polvo G con un menor contenido
de agua, con lo cual el traslado o manipulación de la torta de
polvo G puede ser más fácil.
Además, según este aparato de tratamiento del gas
de combustión de escape, mediante la función del controlador para la
reacción de oxidación-reducción 340, casi todo el Se
hexavalente se transforma al final en Se tetravalente, y se
convierte en insoluble y se descarta, y por tanto la concentración
del Se hexavalente que permanece en la torta de polvo G o fragmento
de impurezas H (no se ha transformado en insoluble) es muy ligera, y
se cumple el estándar de elusión con un margen suficiente.
Realización
2
La figura 3 es un diagrama estructural
esquemático que muestra un ejemplo de un aparato de tratamiento de
gas de combustión de escape de la invención. Se identifican los
mismos elementos constituyentes que en la realización 1 con los
mismos números de referencia y se omiten sus explicaciones. En el
aparato de tratamiento de gas de combustión de escape de la
realización, que se muestra en la figura 3, el polvo que ha
capturado el precipitador electrostático 305 se introduce
directamente en la torre de absorción 321 del aparato de
desulfuración 320 y el agente de tratamiento A se carga en el fango
extraído de la torre de absorción 321 del aparato de desulfuración
320 mediante el alimentador 316 de agente de tratamiento en el
mezclador 314.
En este caso, todo el Se que hay en el polvo, una
vez que entra en la torre de absorción 321, excepto la parte que ha
extraído el calentador 311, y en la torre de absorción 321,
también, el Se hexavalente se transforma en Se tetravalente, y este
Se tetravalente se vuelve insoluble mediante el agente de
tratamiento A, y se mezcla en el yeso C o fragmento de impurezas H
en el aparato de tratamiento de aguas residuales 350. Aquí, la torre
de absorción 321 funciona también como el rebatidor 313 de la
realización 1 y el separador de sólido-líquido 332
también funciona como el separador de la realización 1, y, por
tanto, si se compara con el aparato de la realización 1, el
rebatidor 313 y el separador 315 no son necesarios, contribuyendo
así a reducir los costes de instalación.
Sin embargo, en esta realización, aunque pueden
reducirse los costes más que en la realización 1, debido al efecto
de la mezcla de gran cantidad de polvo (impurezas) en la torre de
absorción, puede resultar difícil mantener una velocidad de
desulfuración alta o un yeso C de gran calidad, y donde existe este
problema, se prefieren las realizaciones 1, 4 ó 5, y con respecto a
esto, la estructura de la realización 1 es mejor. De manera
eventual, el agente de tratamiento A se puede mezclar en otra
posición diferente a la que se muestra en la figura 3, por ejemplo
dentro del aparato de fango del aparato de desulfuración 320, o
puede mezclarse directamente en la torre de absorción 321.
Realización
3
La figura 4 es un diagrama esquemático
estructural que muestra un ejemplo de un aparato de tratamiento del
gas de combustión de escape de la invención. Se identifican los
mismos elementos constituyentes que en la realización 1 con los
mismos números de referencia y se omiten sus explicaciones. En el
aparato de tratamiento de gas de combustión de escape de la
realización, que muestra la Figura 4, sin la instalación del
precipitador electrostático 305, el gas de combustión de escape es
añadido directamente a la torre de absorción 321 del aparato de
desulfuración 320, junto con la ceniza volante y el polvo, y el
agente de tratamiento A se carga en el fango que se ha extraído de
la torre de absorción 321 del aparato de desulfuración 320
mediante el alimentador 316 de agente de tratamiento y en el
mezclador
314.
314.
En este caso, todo el Se que hay en el polvo una
vez que entra en la torre de absorción 321, el Se hexavalente se
transforma en Se tetravalente, y este Se tetravalente se hace
insoluble mediante el agente de tratamiento A, y se mezcla en el
yeso C o fragmento de impurezas H en el aparato de tratamiento de
aguas residuales 350. Por otra parte, la torre de absorción 321
también funciona como el precipitador electrostático 305 y el
rebatidor 313 de la realización 1, y el separador de
sólido-líquido 332 también funciona como el
separador 315 de la realización 1, y, por tanto, si se compara con
el aparato de la realización 1, el precipitador electrostático 305,
el rebatidor 313 y el separador 315 no son necesarios, contribuyendo
así además a reducir los costes de instalación.
Sin embargo, en esta realización, aunque los
costes pueden reducirse más que en la realización 1, debido al
efecto de la mezcla de gran cantidad de polvo (impurezas) en la
torre de absorción, puede resultar difícil mantener una velocidad
de desulfuración alta o un yeso C de gran calidad, y donde existe
este problema, se prefieren las realizaciones 1, 4 ó 5, y con
respecto a esto, la estructura de la realización 1 es mejor.
Aún más, como no se proporciona el precipitador
electrostático 305, el subproducto que se obtiene en el calentador
311 es ligero, y donde existe este problema, se prefieren las
realizaciones 1, 2 ó 4, y con respecto a esto, la estructura de la
realización 1 es mejor. También en esta estructura la posición de
mezclado del agente de tratamiento A no se limita a la posición que
se muestra en la figura 4 sino que puede mezclarse en cualquier
posición arbitraria en el aparato de fango del aparato de
desulfuración 320, o se puede cargar directamente en la torre de
absorción 321.
Realización
4
La figura 5 es un diagrama esquemático
estructural que muestra un ejemplo de un aparato de tratamiento de
gas de combustión de escape de la invención. Se identifican los
mismos elementos constituyentes que en la realización 1 con los
mismos números de referencia y se omiten sus explicaciones. En el
aparato de tratamiento del gas de combustión de escape de la
realización, que muestra la figura 5, un aparato de desulfuración
360 que tiene una torre de enfriamiento y recogida de polvo 361 para
enfriar el polvo y recoger el polvo está dispuesto en el lado aguas
arriba de la torre de absorción 321, y el polvo capturado por el
precipitador electrostático 305 es añadido directamente en la torre
de enfriamiento y recogida de polvo 361 del aparato de
desulfuración 360, mientras que el agente de tratamiento se carga
en el fango que se ha extraído de la torre enfriamiento y recogida
de polvo 361 desde el alimentador 316 de agente de tratamiento y en
el mezclador 314. Por otro lado, en la torre de enfriamiento y
recogida de polvo 361 el líquido procedente del tanque de filtrado
333 se suministra a la bomba 334, y este líquido se rocía desde un
tubo colector superior 363 mediante una bomba de circulación 362.
Entre la torre de enfriamiento y recogida de polvo 361 y la torre
de absorción 321, se proporciona un eliminador de vaho, no se
muestra.
En este caso, una vez que todo el Se, se reúne en
la torre de enfriamiento y recogida de polvo 361, y se produce la
reacción (fórmula de reacción (1)) en la torre de enfriamiento y
recogida de polvo 361, y el Se hexavalente se transforma casi
totalmente en Se tetravalente, y este Se tetravalente se hace
insoluble mediante el agente de tratamiento A, y se mezcla en la
torta de polvo G o fragmento de impurezas H. Por otro lado, la torre
de enfriamiento y recogida de polvo 361 también funciona como el
rebatidor 313 de la realización 1, por tanto, no se necesita el
rebatidor 313 si se compara con la realización 1, y se pueden
reducir los costes de instalación.
Además, en esta realización, que es diferente de
las realizaciones 1 a 3, la gran cantidad de polvo no se mezcla en
la torre de absorción 321, y por tanto se pueden reducir aún más
los costes de instalación, y se puede mantener la velocidad de
desulfuración y conseguir yeso C de gran calidad.
Sin embargo, en la figura 5, el agua que se ha
separado del separador 315 se añade directamente al aparato de
tratamiento de aguas residuales 350, aunque para una reacción de
transformación más perfecta de Se hexavalente a Se tetravalente, el
agua separada se puede añadir, por ejemplo, al tanque de fango
absorbente 335 y después guiarla a la torre de absorción 321.
El agente de tratamiento A puede cargarse también
en la torre de enfriamiento y recogida de polvo 361.
Realización
5
La figura 6 es un diagrama esquemático
estructural que muestra un ejemplo de un aparato de tratamiento del
gas de combustión de escape de la invención. Se identifican los
mismos elementos constituyentes que en la realización 1 con los
mismos números de referencia y se omiten sus explicaciones. En el
aparato de tratamiento de gas de combustión de escape de la
realización, que muestra la Figura 6, un aparato de desulfuración
360 que tiene una torre de enfriamiento y recogida de polvo 361 para
enfriar el polvo y recoger el polvo está dispuesto en el lado aguas
arriba de la torre de absorción 321, y el gas de combustión de
escape que no ha eliminado el polvo se añade directamente a la torre
de enfriamiento y recogida de polvo 361 del aparato de desulfuración
360, mientras que el agente de tratamiento A se carga en el fango
que se ha extraído de la torre de enfriamiento y recogida de polvo
361 procedente del alimentador 316 de agente de tratamiento y en el
mezclador 314.
En este caso, todo el Se que está en el polvo,
entra inmediatamente en la torre de enfriamiento y recogida de polvo
361, se produce la reacción (fórmula de reacción (1)) en la torre de
enfriamiento y recogida de polvo 361, el Se hexavalente se
transforma casi completamente en Se tetravalente, este Se
tetravalente se hace insoluble mediante el agente de tratamiento A,
y se mezcla en la torta de polvo G o fragmento de impurezas H. Por
otro lado, la torre de enfriamiento y recogida de polvo 361 también
funciona como el precipitador electrostático 305 y rebatidor 313 de
la realización 1, y por tanto, no se necesita ni el precipitador
electrostático 305 ni el rebatidor 313 si se compara con la
realización 1, y se pueden reducir los costes de instalación.
Además, en esta realización, que es diferente de
las realizaciones 2 y 3, la gran cantidad de polvo no se mezcla en
la torre de absorción 321, y por tanto se pueden reducir aún más
los costes de instalación, y se puede mantener la velocidad de
desulfuración y conseguir yeso C de gran calidad.
Sin embargo, en la figura 6, el agua que se ha
separado del separador 315 se añade directamente al aparato de
tratamiento de aguas residuales 350, aunque para una reacción de
transformación más perfecta de Se hexavalente a Se tetravalente, el
agua separada se puede añadir, por ejemplo, al tanque de fango
absorbente 335 y después guiarla a la torre de absorción 321.
Aún más, como no se proporciona el precipitador
electrostático 305, el subproducto que se obtiene en el calentador
311 es ligero, y donde existe este problema, se prefieren las
realizaciones 1, 2 ó 4, y con respecto a esto, la estructura de la
realización 1 u otra puede ser mejor.
La invención también se puede realizar de otras
muchas formas diferentes además de las realizaciones anteriores.
Por ejemplo, si no existe Se hexavalente y sólo está presente Se
tetravalente en el gas de combustión de escape, no se necesita el
proceso o aparato para reducir Se hexavalente a Se tetravalente. El
proceso y aparato para calentar y reciclar parte del polvo
eliminado con el colector de polvo mediante el calentador pueden
proporcionarse sólo cuando sea necesario.
La estructura del aparato de desulfuración no se
limita al tipo de tanque de oxidación que se muestra en las
realizaciones, y, por ejemplo, puede instalarse por separado una
torre de oxidación a la que se le añade el fango extraído de la
torre de absorción, y aquí insuflando aire a esta torre de
absorción, se puede llevar a cabo una reacción de
oxidación-reducción final. También en este caso, el
Se hexavalente se transforma en Se tetravalente en la torre de
absorción o torre de oxidación.
No siempre es necesario que el rebatidor y
mezclador de la realización 1 estén formados por un tanque
independiente sino que, por ejemplo, pueden estar también diseñados
para rebatir el polvo y mezclar el agente de tratamiento en un
tanque (es decir, el rebatidor y mezclador de la invención pueden
estar formados por un único tanque).
En las realizaciones 2 a 5, la posición de carga
del agente de tratamiento A puede ser una posición en el aparato de
tratamiento de aguas residuales. Es decir, como el fango líquido
que está en la torre de absorción o torre de enfriamiento y
recogida de polvo del aparato de desulfuración circula por el
aparato de tratamiento de aguas residuales 350, todo el Se puede
hacerse insoluble al cargar el agente de tratamiento únicamente en
el aparato de tratamiento de aguas residuales.
Según el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape de la invención, si el Se hexavalente está
contenido en el gas de combustión de escape, todo el Se (tanto
hexavalente como tetravalente) eliminado del gas de combustión de
escape como polvo se puede descargar al final como Se tetravalente,
y se puede cumplir fácilmente con el estándar de elución de Se
únicamente al tratar el agente de tratamiento como insoluble, y la
torre de absorción del aparato de desulfuración también funciona
como la instalación de reacción de reducción de Se hexavalente, y se
facilita la estructura de la instalación de todo el aparato en
comparación con la estructura de instalación de una torre de
reacción independiente para reducir el Se.
Según el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape de la invención, como parte del líquido
circulante del aparato de desulfuración se puede utilizar como
disolvente en el rebatidor, se puede ahorrar en el chorro de agua
(circulación) y el consumo en comparación con la estructura para
añadir agua por separado.
Según el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape de la invención, como se carga aditivo de
filtrado en el mezclador o separador, se mejora la función de
deshidratación en el separador, y se maneja con más facilidad la
materia sólida (torta de polvo) que tiene bajo contenido en
agua.
Según el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape de la invención, se puede cumplir fácilmente la
norma de elución de Se y el aparato de desulfuración funciona
también como aparato de reacción de reducción de Se hexavalente o
como rebatidor de polvo, con lo cual se simplifica la estructura de
todo el aparato si se compara con el aparato que comprende por
separado la columna de reacción de reducción de Se o rebatidor.
Según el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape de la invención, se puede cumplir fácilmente
la norma de elución de Se y el aparato de desulfuración funciona
también como colector de polvo, o como aparato de reacción de
reducción de Se hexavalente o como rebatidor de polvo, con lo cual
se simplifica la estructura de todo el aparato si se compara con el
aparato que comprende por separado el colector de polvo, la torre de
reacción de reducción de Se o rebatidor.
Según el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape de la invención, el controlador para la
reacción de oxidación-reducción controla la reacción
de oxidación-reducción del fango que está en el
aparato de desulfuración con lo cual el Se hexavalente que se ha
mezclado en el fango que está en el aparato de desulfuración puede
reducirse casi completamente mediante el ácido sulfúrico que está
en el fango para que se transforme en tetravalente. En consecuencia,
si el Se hexavalente se encuentra contenido en el gas de combustión
de escape, este Se hexavalente puede transformarse casi por
completo a forma tetravalente en el aparato de desulfuración, con
lo cual el Se que está en el gas de combustión de escape puede
transformarse en insoluble más fácilmente y de manera perfecta.
Según el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape de la invención, se puede cumplir fácilmente la
norma de elución de Se y además, como el aparato de desulfuración
funciona también como aparato para la reacción de reducción de Se
hexavalente, se simplifica toda la estructura del aparato si se
compara con el aparato que comprende por separado la torre de
reacción para reducir Se. Además, en este caso, como la torre de
enfriamiento y recogida de polvo funciona también como rebatidor, se
simplifica aún más la estructura de todo el aparato si se compara
con el aparato que comprende el rebatidor por separado. De manera
más preferible, ya que la mayor parte del polvo (Se y otras
impurezas) no se mezcla en el fango que está en la torre de
absorción del aparato de desulfuración, el rendimiento, tal como la
velocidad de desulfuración, del aparto de desulfuración se puede
mantener alto.
Según el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape de la invención, se puede cumplir fácilmente la
norma de elución de Se y el aparato de desulfuración funciona
también como colector de polvo, o como aparato de reacción de
reducción de Se hexavalente o como rebatidor de polvo, con lo cual
se simplifica la estructura de todo el aparato si se compara con el
aparato que comprende por separado el colector de polvo, la torre de
reacción de reducción de Se o rebatidor. De manera más preferible,
como mucha parte del polvo (Se y otras impurezas) no se mezcla en el
fango que está en la torre de absorción del aparato de
desulfuración, el rendimiento, tal como la velocidad de
desulfuración, del aparto de desulfuración se puede mantener
alto.
Según el aparato de tratamiento del gas de
combustión de escape de la invención, el Se que eluye en el agua
residual que está en el aparato de desulfuración también puede
hacerse insoluble, se puede realizar un tratamiento de insolubilidad
del Se más perfecto, y se puede recoger yeso libre de Se.
Dependiendo de las condiciones de tratamiento, el agente de
tratamiento insoluble sólo se puede cargar en el aparato de
tratamiento de aguas residuales, con lo cual se puede simplificar
todo el aparato.
Claims (9)
1. Aparato de tratamiento del gas de combustión
de escape para tratar un gas de combustión de escape (310) que
contiene ácido sulfuroso, polvo y componentes a base de Se, que
comprende:
- -
- un colector de polvo (305, 321, 361) para separar el polvo del gas de combustión de escape (310),
- -
- un aparato de desulfuración (320, 360) aguas abajo del colector de polvo (305, 321, 361) que tiene una torre de absorción/desulfuración (321) por la que circula un fango absorbente para absorber y eliminar ácido sulfuroso en el gas de combustión de escape,
- -
- unos medios (313, 321) para introducir el polvo que ha separado el colector de polvo (305, 321, 361) en el fango absorbente circulante, y
- -
- un alimentador de agente de tratamiento (316) para añadir un agente de tratamiento (A) al fango absorbente para transformar Se tetravalente en insoluble.
2. Aparato de tratamiento de gas de combustión de
escape según la reivindicación 1, en donde el colector de polvo
(305) es un colector de polvo seco (305) separado del aparato de
desulfuración (320).
3. Aparato de tratamiento de gas de combustión de
escape según la reivindicación 2, en donde el aparato de
desulfuración (320) incluye una torre de enfriamiento y recogida de
polvo (361) dispuesta aguas arriba de la torre de
absorción/desulfuración (321) y en donde el gas de combustión se
introduce en el colector de polvo seco (305).
4. Aparato de tratamiento de gas de combustión de
escape según la reivindicación 1, en donde el aparato de
desulfuración (360) incluye una torre de enfriamiento y recogida de
polvo (361) dispuesta aguas arriba de la torre de
absorción/desulfuración (321) y en donde el gas de combustión se
introduce en la torre de enfriamiento y recogida de polvo.
5. Aparato de tratamiento de gas de combustión de
escape según la reivindicación 1 ó 2, que comprende además un
rebatidor (313) para dispersar en agua el polvo que ha retirado el
colector de polvo (305) para formar un fango, añadiendo el
alimentador de agente de tratamiento (316) el agente de tratamiento
al fango obtenido en el rebatidor (313), para transformar Se
tetravalente en insoluble, medios de separación (315) para separar
el fango de polvo en sólido y líquido, y un sistema de tuberías
para introducir la parte líquida procedente del separador en el
fango absorbente circulante.
6. Aparato de tratamiento de gas de combustión de
escape según la reivindicación 5, en donde una parte del líquido
absorbente que circula en forma de fango por el aparato de
desulfuración (320, 360) se introduce en el rebatidor (313) y se
utiliza como disolvente.
7. Aparato de tratamiento de gas de combustión de
escape según la reivindicación 5 ó 6, que comprende además medios
para añadir agente de aditivo de filtrado (B) en el fango de
polvo.
8. Aparato de tratamiento de gas de combustión de
escape según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende
además un controlador (340) para controlar la reacción de
oxidación-reducción en el aparato de desulfuración
(320), con lo cual el Se hexavalente que está en el fango del
aparato de desulfuración puede reducirse mediante el ácido
sulfuroso que está en el fango a Se tetravalente.
9. Aparato de tratamiento de gas de combustión de
escape según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende
además un aparato de tratamiento de aguas residuales (350) para
tratar agua residual procedente del aparato de desulfuración (320),
y un alimentador (316) de agente de tratamiento para añadir un
agente de tratamiento al fango de impurezas separado mediante este
aparato de tratamiento de aguas residuales (350), para transformar
Se tetravalente en insoluble.
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