NL9200310A

NL9200310A - In-situ verwijdering van afvalgassen uit een gasstroom door inspuiten van een sorbens voor afvalgassen stroomafwaarts van de verbrandingszone.

Info

Publication number: NL9200310A
Application number: NL9200310A
Authority: NL
Original assignee: Intevep Sa
Priority date: 1991-02-19
Filing date: 1992-02-19
Publication date: 1992-09-16
Also published as: KR940006397B1; DE4204795C2; IT1250357B; GB9121602D0; CA2053965A1; DE4204795A1; ITTO910955A1; JPH0596128A; ITTO910955A0; GB2252967A; KR920016129A; BR9104514A; FR2672817A1; GB2252967B; DK170891A; DK170891D0

Description

In-situ verwijdering van afvalgassen uit een gasstroom door inspuiten van een sorbens voor afvalgassen stroomafwaarts van de verbrandingszóne.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de verwijdering van afvalgassen uit verbrandingsgassen die ontstaan zijn door verbranding van een koolwaterstofbrandstof en meer in het bijzonder op een werkwijze voor de verwijdering van de afvalgassen waarbij een sorbens voor afvalgassen stroomafwaarts van de verbrandingszóne in de verbrandingsgassen wordt gespoten.

De eerder ingediende samenhangende aanvrage Serial Number 498.952 die op 26 maart 1990 is ingediend en waarvan de onderhavige aanvrage een "continuation-in-part" is, beschrijft een werkwijze voor de in-situ pro-duktie van een sorbens-oxide als aerosol dat gebruikt wordt voor de verwijdering van afvalgassen uit een gasvormige stroom verbrandingsgas. Volgens de werkwijze van de Amerikaanse octrooiaanvrage S.N. 498.952 wordt een waterige oplossing van een sorbens voor afvalgassen opgelost in water gemengd met een koolwaterstoffen bevattende brandstof teneinde een brandbaar brandstofmengsel te vormen. Het brandbare brandstofmengsel wordt verstoven en in een verbrandingszóne gevoerd waarin het verstoven brandstofmengsel onder gecontroleerde omstandigheden verbrand wordt bij een temperatuur boven of gelijk aan l400°K in aanwezigheid van een oxidatiemiddel. Tijdens de verbranding van het verstoven brandstofmengsel bij de hiervoor vermelde temperatuur wordt in de stroom verbrandingsgas een sorbens-oxide als aerosol geproduceerd dat bestaat uit zeer fijne sor-bens-oxidedeeltjes met een gemiddelde deeltjesgrootte van submicronafme-ting. De stroom verbrandingsgas wordt daarna gekoeld tot een temperatuur tussen 700°K en ongeveer 1350°K zodat de sorbens-oxidedeeltjes de afvalgassen uit de stroom verbrandingsgas absorberen. De werkwijze van de Amerikaanse octrooiaanvrage Serial Number 498.952 is bijzonder geschikt gebleken voor de verwijdering van zwavel uit stromen verbrandingsgas.

Het Amerikaanse octrooischrift 4.824.441 (1989) beschrijft een werkwijze die bestaat uit het fysisch mengen van sorbentia op calciumba-sis met kool en additieven die tezamen in de vorm van korrels worden geperst waarbij de korrels in een brander worden verbrand. Het is in de literatuur uitvoerig beschreven dat fysisch mengen van vaste additieven geen effectieve verwijdering van S02 verschaft. De inspuiting van Ca- of Mg-carbonaat, -oxide of -hydroxide in de brandervlam is schadelijk voor de S02-invangreactie. Het Amerikaanse octrooischrift 4.191.115 (1980) beschrijft de toepassing van promotors om de sulfatering van kalk bij 900°C te vergroten. Door toepassing van lage temperaturen bij de sulfatering van de kalk worden schadelijke effecten zoals sintering en opper-vlakteverlies vermeden maar de kinetiek is zo langzaam dat de sulfatering van 64# van het sorbens 3 uur vraagt. Het octrooischrift 4.191.115 laat zien dat fysisch mengen van het vaste sorbens en de promotor geen effectieve procedure is.

Het Japanse octrooi 78”39965 past ook een werkwijze toe die bestaat uit het fysisch mengen van sorbens en promotors. Het octrooi schiet tekort in het duidelijk beschrijven van sorbens-inspuittemperaturen en verhoudingen van sorbens tot zuur gas die sleutelbegrippen zijn voor een succesvol proces. Het Japanse octrooi 84-90169 past ook een werkwijze toe die bestaat uit het fysisch mengen van een sorbens en een sulfaterings-promotor. De gebruikte molverhouding calcium tot zwavel is ongeveer 5· De bij die werkwijze verkregen benutting van het calcium ligt in de orde van 10#, hetgeen zeer gering is.

Vanzelfsprekend zou het zeer gewenst zijn om nieuwe en verbeterde werkwijzen te ontwikkelen voor de verwijdering van afvalgassen uit stromen verbrandingsgas met koolwaterstofbrandstof die economisch toepasbaar en efficiënt zijn bij de verwijdering van afvalgassen.

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding vormt een verbetering ten opzichte van de hiervoor beschreven processen omdat door het stroomafwaarts van de vlam inspuiten van sorbens de beste temperatuur voor de sulfatering van een bepaald sorbens kan worden verkregen en doordat door toepassing van waterige oplossing van de promotorzouten een beter kontakt tussen het sorbens en de promotor kan worden gerealiseerd. Een ander kenmerk van inspuiten stroomafwaarts van de vlam is dat hiermee een werkwijze wordt verkregen die onafhankelijk is van de brandstof aangezien het sorbens alleen in kontakt komt met de verbrandingsgassen. De stroomafwaarts van inspuiting van sorbensoplossingen of -suspensies maakt ook een nauwkeurige regeling mogelijk van de vereiste menging tussen het sorbens en het S02-bevattende afvalgas waardoor een betere benutting van het sorbens wordt verkregen.

Derhalve is het een essentieel doel van de onderhavige uitvinding om een werkwijze te verschaffen voor de verwijdering van voor het milieu schadelijke afvalgassen uit een gasstroom.

Het is een speciaal doel van de onderhavige uitvinding om een werkwijze te verschaffen voor de verwijdering van afvalgassen uit een stroom verbrandingsgas waarin een sorbens voor afvalgassen in de stroom verbrandingsgas stroomafwaarts van de verbrandingszöne wordt gespoten.

Verdere doeleinden en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen hierna blijken.

Volgens de onderhavige uitvinding worden de hiervoor beschreven doeleinden en voordelen gemakkelijk verkregen.

De onderhavige uitvinding is gericht op een werkwijze voor de verwijdering van afvalgassen uit verbrandingsgassen die ontstaan zijn door de verbranding van een koolwaterstofbrandstof of enige andere zwavel bevattend(e) brandstof, gas of vaste stof. De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding bestaat uit het verbranden van een koolwaterstofbrandstof in een verbrandingszöne bij een de voorkeur genietende temperatuur waarna de verbrandingsgassen die ontstaan zijn bij de verbranding van de brandstof uit de verbrandingszöne worden afgevoerd. Tijdens de afvoer van de verbrandingsgassen worden de verbrandingsgassen gekoeld tot in een bepaald temperatuurgebied dat lager is dan de verbrandingstemperatuur. Een sorbens voor afvalgassen wordt dan bij een bepaalde temperatuur stroomafwaarts van de verbrandingszöne in de stroom verbrandingsgas gespoten. Tijdens het inspuiten van het sorbens voor het afvalgas bij de bepaalde temperatuur van de stroom verbrandingsgas absorbeert het sorbens afvalgasbestanddelen uit de verbrandingsgassen.

Volgens een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is het sorbens voor het afvalgas gemengd met een promotor die het effect van het sorbens voor de afvalgassen op de verwijdering van afvalgassen uit de verbrandingsgassen versterkt. Volgens de onderhavige uitvinding kan het sorbens voor de afvalgassen tezamen met de promotor in water zijn opgelost tot een waterige oplossing die in de stroom verbrandingsgas wordt gespoten. Bij deze uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt de oplossing van het sorbens voor de afvalgassen op zodanige wijze ingespoten dat een fijne nevel ontstaat waarin de gemiddelde deeltjesgrootte kleiner dan 100 micron en bij voorkeur kleiner dan 50 micron is.

Volgens een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding kan aan het sorbens de promotor zijn toegevoegd en kan dit geheel in droge toestand in de stroom verbrandingsgas worden gevoerd. Bij deze uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding dient de deeltjesgrootte van het met promotor gedoteerde sorbens kleiner dan of gelijk aan 50 micron en bij voorkeur kleiner dan 10 micron te zijn.

Volgens een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is het sorbens een fijnverdeelde in water onoplosbare vaste stof en is de promotor in de vorm van een in water oplosbare verbinding. Het met promotor gemengde sorbens voor afvalgassen wordt bereid door de promotor in water op te lossen bij welke oplossing het vaste sorbens op zodanige wijze wordt gevoegd dat er een suspensie wordt verkregen met een gehalte aan vaste stof van 50 gew.J» of minder. De sorbenssuspensie voor afvalgassen wordt in de stroom verbrandingsgas op een zodanig gestuurde wijze gespoten dat er een fijne nevel ontstaat waarin de gemiddelde deeltjesgrootte kleiner is dan 100 micron en bij voorkeur kleiner is dan 50 micron. Bij deze uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding dient de gemiddelde deeltjesgrootte van het vaste sorbens gelijk aan of kleiner dan 50 micron te zijn en bij voorkeur kleiner dan 10 micron.

De oplosbaarheid van de promotor in water kan volgens de aan de deskundige bekende methoden vergroot worden zoals door het gebruik van cheleermiddelen, "liganden", enz.

De meest gewenste sorbentia, die bij de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding worden gebruikt, zijn magnesium- en calciumverbin-dingen en mengsels daarvan. Geschikte promotors zijn ijzer-, koper-, mangaan-, boor-, aluminium-, natrium-, kalium-, zink- en nikkelverbindin-gen en mengsels daarvan waarbij ijzer, koper, mangaan en boor de voorkeur genieten en ijzer en koper ideaal zijn. De molverhouding van sorbens tot afvalgas en de molverhouding van promotor tot sorbens hangen ervan af of er een in water oplosbaar of onoplosbaar sorbens wordt gebruikt.

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding verschaft een effectief en economisch mechanisme voor de verwijdering van afvalgassen uit een stroom verbrandingsgas. De effectiviteit van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding zal hierna duidelijk worden gemaakt bij lezing van de gedetailleerde beschrijving.

De onderhavige uitvinding is gericht op een werkwijze voor de verwijdering van afvalgassen uit verbrandingsgassen die ontstaan zijn door de verbranding van een koolwaterstofbrandstof en meer in het bijzonder op een werkwijze zoals hiervoor vermeld waarbij een sorbens voor afvalgassen in de vorm van een nevel van een vloeibare oplossing, suspensie of een droge vaste stof bij een bepaalde temperatuur van een stroom verbrandingsgas stroomafwaarts van de verbrandingszöne in de stroom verbrandingsgas wordt gespoten.

Zoals hiervoor vermeld bestaat de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding uit de stappen van het inspuiten van een sorbens voor afval-gassen stroomafwaarts van een verbrandingszöne in een stroom verbrandingsgas waarbij de stroom verbrandingsgas zich in een kritisch tempera-tuurgebied bevindt. Volgens een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding wordt het sorbens voor de afvalgassen gemengd met een promotor en in de stroom verbrandingsgas gespoten. Volgens een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt het sorbens voor de afvalgassen met water en de promotor gemengd, zodat een waterig mengsel van sorbens voor afvalgassen wordt verkregen. Het sorbens voor afvalgassen kan ofwel in water oplosbaar of in water onoplosbaar zijn. Het mengsel wordt daarna onder geregelde omstandigheden bij een gewenste temperatuur van de stroom verbrandingsgas in de stroom verbrandingsgas gespoten. Het sorbensmengsel voor afvalgassen wordt op een geregelde wijze ingespoten zodanig dat er een fijne nevel wordt verkregen met een druppelgrootte van kleiner dan of gelijk aan 100 micron en bij voorkeur kleiner dan 50 micron. De deeltjesgrootte van het sorbens nadat de oplossing in verstoven deeltjesvorm in het hete gas is verdampt hangt af van de deeltjesgrootte van de druppel. Gevonden is dat de mate van sulfatering beter is naarmate de sorbensdeeltjes kleiner zijn. Daarvoor is het des te beter naarmate het ingespoten mengsel fijner is. Bij een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is aan het sorbens voor afvalgassen met de promotor toegevoegd en dat sorbens wordt in droge vorm in de stroom verbrandingsgas gespoten. De bepaalde wijze om in een in water onoplosbaar sorbens een promotor in geringe hoeveelheden op te nemen hangt deeltelijk af van de aard van zowel het sorbens als de promotor. Voor de bereiding van met promotor gedoteerd calciumhydroxide Ca(OH)2 is de procedure als volgt: Calciumhydroxide kan gemakkelijk bereid worden door toevoeging van hydratatiewater aan calciumoxide, CaO (het best bekend als kalk). De promotor kan gemakkelijk in de calcium-hydroxidestructuur worden opgenomen door eerst een in water oplosbare promotorverbinding in het hydratatiewater op te lossen en dan de hydrate-ring tot stand te brengen door mengen van de oplossing van het sorbens en het calciumoxide met elkaar. Het mengsel wordt dan drooggedampt of het hydratatiewater wordt in zodanige hoeveelheden toegevoegd dat het eindprodukt droog is. Bij deze uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding is de gemiddelde deeltjesgrootte van het sorbens voor de afvalgassen kleiner dan of gelijk aan 50 micron en bij voorkeur kleiner dan 10 micron.

Een andere uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding bestaat uit het inspuiten in de stroom verbrandingsgas van een nevel van de sor-benssuspensie. In dit bepaalde geval waarbij de promotor opgelost is in het suspensiewater verdampt water wanneer de neveldruppeltjes in de hete stroom verbrandingsgas worden gespoten, waarbij de promotor als een coa-ting op de deeltjes van de vaste stof achterblijven. Een verdere verhitting verschaft een goede wisselwerking van sorbens en vaste stof door difusiemechanismen van sorbens en vaste stof. Bevochtigingsmiddelen kunnen gebruikt worden om het kontakt sorbens/promotor te verbeteren.

Zoals hiervoor vermeld wordt het sorbens voor de afvalgassen met of zonder promotor in de stroom verbrandingsgas gespoten wanneer de stroom verbrandingsgas op een gewenste temperatuur T2 is. De temperatuur T2 hangt af van het metaal dat als sorbens gebruikt wordt en voor een bepaald metaal hangt T2 ook af van de gebruikte metaalverbinding. Voor een bepaald metaal wordt de bovengrens van de temperatuur voor T2 bepaald door de thermodynamische stabiliteit van het gevormde metaalsulfaat. De onderste temperatuurgrens voor T2 houdt verband met de sulfateringskinetiek.

Voor sorbentia op calciumbasis is overeenkomstig de onderhavige uitvinding gevonden, dat de gewenste temperatuur van de stroom verbrandingsgas bij welke temperatuur het sorbens met de afvalgassen zal reageren tot het overeenkomstige vaste sulfaat als volgt in overeenstemming met het gebruikte soort sorbens, dat gekozen is: a) voor in water oplosbare sorbensverbindingen genieten wanneer geen promotor aanwezig is temperaturen T2 van ongeveer 900°C tot 1093*C de voorkeur. Wanneer de promotor aanwezig is wordt de bovenste temperatuurgrens T2 verhoogd tot 1538°C waardoor in dit geval het de voorkeur genietende gebied 1093°C tot 1538°C is.

b) voor in water onoplosbare calciumsorbentia met promotor (droge of suspensieinspuiting van calciumoxide, -hydroxide of -carbonaat) is de praktische T2 temperatuur tussen 900°C en 1204°C en bij voorkeur tussen 982°C en 1204°C.

Volgens de de voorkeur genietende kenmerken van de onderhavige uitvinding is gevonden, dat de molverhouding van het sorbens met promotor tot de afvalgassen (bijvoorbeeld Ca/S) als volgt is: 1) Voor in water oplosbare sorbensverbindingen een verhouding van 0,4 tot 1,2, bij voorkeur 0,6 tot 1,0.

2) Voor inspuiting van droge vaste stof van gesuspendeerde sorbentia een verhouding van 0,5 tot 2,5* bij voorkeur van 0,8 tot 2,0.

De molverhouding van promotor tot het gebruikte sorbens is 0,01 tot 0,15 en bij voorkeur tussen 0,01 en 0,05 voor in water oplosbare sorben-tia en 0,01 tot 0,1 voor inspuiting van droog of gesuspendeerd sorbens. De sorbensverbinding voor de afvalgassen kan gekozen zijn uit de groep elementen die bestaat uit alkalimetaal-, aardalkalimetaal- of andere metaalzouten waarin de metalen dezelfde of hogere valenties bezitten dan de aardalkalimetalen. De sorbentia voor de afvalgassen die de voorkeur genieten zijn calcium en magnesium waarbij calcium ideaal is. De bij de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding gebruikte promotor bestaat uit metalen, die gekozen zijn uit de groep die bestaat uit ijzer, koper, mangaan, boor, aluminium, natrium, kalium, zink, nikkel en mengsels daarvan. Promotors die de voorkeur genieten zijn ijzer, koper, mangaan en borium waarbij ijzer en koper het meest de voorkeur genieten.

Volgens de onderhavige uitvinding kan het sorbens voor de afvalgassen met of zonder promotor in de stroom verbrandingsgas worden gespoten in aanwezigheid van een oxidatiemiddel. Wanneer het sorbens voor de verbrandingsgassen met een oxidatiemiddel in de stroom verbrandingsgas wordt gespoten, geniet het de voorkeur dat het oxidatiemiddel in zodanige hoeveelheden aanwezig is dat een fijne verneveling van het sorbens wordt verkregen.

De volgende voorbeelden illustreren specieke kenmerken van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.

VOORBEELD I

Teneinde het bestaan van ongewenste afvalgassen in het bijzonder zwavel, in een stroom verbrandingsgas van koolwaterstof te demonstreren werd een vloeibare koolwaterstof met een zwavelgehalte van 3.8 gew.# met water gemengd zodat een mengsel werd verkregen van 55 vol.# koolwaterstof -brandstof en 45 vol.# water. Het mengsel werd vervolgens volledig verbrand. Het brandstofmengsel werd door een in de handel verkrijgbare spuitkop in de oven geblazen. De brandstof werd met lucht verneveld in een massaverhouding van lucht tot koolwaterstofbrandstof van ten hoogste 1,1 van de stoichiometrische verhouding. De koolwaterstofbrandstof werd verbrand met een verbrandingssnelheid van 56ΟΟΟ BTU/h totdat deze volledig was verbrand. De concentratie van S02 in de droge emissiegassen werd gemeten en de concentratie van S02 bleek 2700 dpm te zijn. Onder droge emissiegassen worden alle gassen verstaan die tijdens het verbrandingsproces zijn gevormd met uitzondering van H20, gecorrigeerd naar 0# zuurstof.

VOORBEELD II

Teneinde de effectiviteit van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding aan te tonen werd de vloeibare koolwaterstof die in voorbeeld I is gebruikt onder dezelfde omstandigheden als in voorbeeld I verbrand. De verbrandingsgassen uit de verbrandingszöne werden afgevoerd en af gekoeld tot een temperatuur van 1204°C. Een waterige oplossing van calcium-formiaat werd bij de temperatuur van 1204°C in de verbrandingsgassen gespoten. De molverhouding van het in de stroom verbrandingsgas gespoten calciumformiaat tot zwavel in de verbrande brandstof was 1,0. Na inspuiting van de waterige oplossing van calciumformiaat in de stroom verbrandingsgas werd de S02-concentratie in de droge emissiegassen gemeten en deze bleek 1620 dpm te zijn. Dit S02-gehalte komt overeen met een k0% reductie van S02 in vergelijking met voorbeeld I. De verbruikte hoeveelheid sorbens is 40$. Het sorbensverbruik wordt als volgt gedefinieerd: [afvalgas] basis - [afvalgas] sorbens % verbruikt sorbens = 100 x ------------------------------------------ [afvalgas] basis i aantal mol sorbens α aantal mol afvalgas

Hierin is α de stoichiometrische coëfficiënt van de reactie van het sorbens en het afvalgas en [afvalgas] basis de concentratie van afvalgas in de droge emissiegassen in afwezigheid van een sorbens.

Bij dit en alle volgende voorbeelden was de kontakttijd tussen het afvalgas S02 in de verbrandingsgassen en de vaste sorbensdeeltjes binnen de temperatuur T2 ongeveer 1 seconde.

De werkwijze volgens de uitvinding is derhalve effectief voor het verminderen van S02-gehalten in afvalgassen van een stroom verbrandingsgas wanneer een waterige oplossing van een sorbens voor afvalgassen ingespoten wordt in de stroom verbrandingsgas van de verbrandingszöne.

VOORBEELD III

Teneinde het effect van de temperatuur op het functioneren van het sorbens voor afvalgassen aan te tonen, wanneer dat bij de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt gebruikt, werden twee aanvullende proeven uitgevoerd onder dezelfde omstandigheden als hiervoor met betrekking tot voorbeeld II, met dien verstande, dat in test 1 de waterige oplossing van calciumformiaat in de stroom verbrandingsgas werd gespoten wanneer de temperatuur van de verbrandingsgassen 1538°C was en dat bij test 2 de waterige oplossing van calciumformiaat in de stroom verbrandingsgas werd gespoten wanneer de temperatuur van de verbrandingsgassen 1038°C was. De concentratie van S02 in het verbrandingsgas na de inspuiting van het sorbens voor afvalgassen werd gemeten en bij test 1 bleek de concentratie 1890 dpm te zijn en bij test 2 was de concentratie 2106 dpm. Het S02-gehalte bij test 1 komt derhalve overeen met een 30# vermindering van de S02-emissies in vergelijking met voorbeeld I en een sorbensver-bruik van 30#. Bij test 2 komt de concentratie van S02 overeen met een 22# vermindering van de S02-emissies in vergelijking met voorbeeld I en met een 22% sorbensbenutting. Bij vergelijking van deze resultaten met die welke in voorbeeld II zijn verkregen blijkt dat voor een optimaal functioneren van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding bij het inspuiten van een sorbensoplossing in verbrandingsgassen de temperatuur van de verbrandingsgassen bij voorkeur tussen 1093 en 1260°C dient te zijn.

VOORBEELD IV

Teneinde de effectiviteit van een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding aan te tonen werden twee aanvullende tests uitgevoerd onder dezelfde omstandigheden als hierboven beschreven met betrekking tot voorbeeld III met dien verstande, dat ijzer-gluconaat opgelost werd in de waterige oplossing voor de inspuiting in de stroom verbrandingsgas. De molverhouding van ijzer tot calcium in de oplossing was ongeveer 0,05· De molverhouding van calcium tot zwavel werd op 1,0 gehouden. Bij test 1 werd de bovengenoemde oplossing in de stroom verbrandingsgas gespoten wanneer de temperatuur daarvan 1204°C was. Bij test 2 werd ingespoten wanneer de temperatuur van de stroom verbrandingsgas 1538°C was. Na inspuiting werd het S02-gehalte in de stroom verbrandingsgas gemeten en bij test 1 bleek deze 1450 dpm te zijn, hetgeen overeenkomt met een 46# reductie van de S02-emissies en een 46# sorbensver-bruik. Bij test 2 bleek het S02-gehalte 1350 dpm te zijn hetgeen een 50# reductie van S02 is in vergelijking met voorbeeld I en een 50# sorbens-verbruik. De resultaten van dit voorbeeld laten zien dat bij toevoeging van een promotor aan de waterige oplossing van het sorbens voor afvalgassen de S02-reductie vergroot wordt en dat het temperatuurgebied T2 waarbij de inspuiting plaats kan vinden naar de hoge temperatuurkant wordt verruimd .

VOORBEELD V

Teneinde de effectiviteit van een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding aan te tonen, dat is calcium-carbonaatsuspensies met daaraan toegevoegde promotor werd een verdere test uitgevoerd met een olie-in-water-emulsie die bereid was van een zware ruwe koolwaters tof olie met een soortelijk gewicht van 1,01 en een zwavelgehalte van 3.87 gew.#. De verbrandingswaarde van de zware ruwe olie was 17.500 BTU/lb. De olie-in-water-emulsie werd bereid door 70 gew.# ruwe olie en 30 gew.# water met een oppervlakte-actieve stof te mengen. De zo verkregen olie-in-water-emulsie werd verbrand door deze met een in de handel verkrijgbare spuitkop waarin lucht als verstuivingsfluïdum wordt gebruikt in een verbrandingsoven te spuiten. De olie-in-water-emulsie werd volledig met lucht verbrand met een verbrandingssnelheid van 56.000 BTU/h en 3# zuurstof in het verbrandingsgas. De daarbij gevormde verbrandingsgassen met 2700 dpm S02 werden afgevoerd en gekoeld tot een temperatuur van 1121°C. Op dat punt werd een 5 gew./'s suspensie van calciumcarbonaat in water in de verbrandingsgassen gespoten. De deeltjesgrootte van het calciumcarbonaat was 0,07 micron als gemiddelde deeltjes-diameter. De hoeveelheid ingespoten calcium was equimolair ten opzichte van de zwavel in de brandbare brandstof. De S02-concentraties van de droge verbrandingsgassen werden gemeten en bleken 2106 dpm te zijn hetgeen overeenkomt met een S02-reductie van 22# en een calciumverbruik van 22/.

VOORBEELD VI

Een ander experiment werd uitgevoerd onder dezelfde omstandigheden als in voorbeeld V met dien verstande, dat ijzergluconaat aan de calcium-carbonaatsuspensie werd toegevoegd in zodanige hoeveelheden dat de mol-verhouding van ijzer tot calcium 0,05 bedroeg. De molverhouding van calcium tot zwavel was 0,8. De suspensie werd bij een temperatuur van 1121eC in de verbrandingsgassen gespoten. De S02-concentratie van de verbrandingsgassen werd bepaald en was 1706 dpm, hetgeen overeenkomt met een calciumbenutting van 46#. Dit betekent een toename van 109# ten opzichte van de in voorbeeld V vermelde resultaten waarbij geen ijzerpromotor was gebruikt.

VOORBEELD VIT

Om wederom het effect van de verbrandingsgastemperatuur op de effectiviteit van het proces volgens de onderhavige uitvinding aan te tonen werden twee tests uitgevoerd één met en één zonder toevoeging van ijzer. De eerste test was identiek met die van voorbeeld V met dien verstande, dat de inspuiting in een verbrandingsgas met een temperatuur van 1260°C

plaatsvond. De S02-concentratie werd dan gemeten en deze bleek 1890 dpm te zijn, hetgeen een reductie is van het S02-gehalte van 30%. Dit komt overeen met een benutting van calcium van 30/·. Dit is een 36% toename in vergelijking met voorbeeld V waarbij de inspuittemperatuur 1121°C was. Test 2 was identiek met test 1 met dien verstande, dat aan de suspensie zodanige hoeveelheden ijzergluconaat werden toegevoegd dat de molverhou-ding van ijzer tot calcium 0,025 bedroeg. Wederom werd de suspensie ingespoten bij een verbrandingsgas temperatuur van 1260°C. Het S02-gehalte van het verbrandingsgas werd bepaald op 1350 dpm en de calciumbenutting bleek 50# te zijn. Wederom laten deze resultaten zien dat een geringe toevoeging van een in water oplosbare metaalpromotor aan de suspensies een beter resultaat oplevert bij de reducties van de emissies bij de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.

VOORBEELD VIII

Teneinde de effectiviteit van een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding aan te tonen werd ditmaal een suspensie van gebluste kalk [Ca(0H)2] in water gebruikt. De verbrandings-omstandigheden in de verbrandingsoven en de brandstof waren dezelfde als in voorbeeld V. De suspensie van gebluste kalk werd bereid door calcium-oxide (CaO) te blussen. Het voor de bereiding van de suspensie gebruikte CaO had een deeltjesgrootte tussen ongeveer 1 en 20 micron. De molverhou-ding van calcium tot zwavel was ongeveer 1,0. De temperatuur van de verbrandingsgassen ter plaatse van de inspuiting was 1121°C. Er werden twee proeven uitgevoerd, de eerste proef zonder promotor en de tweede met ijzergluconaat (Fe/Ca = 0,025 molair) opgelost in het hydratatiewater. De S02-concentratïe van de verbrandingsgassen na het inspuiten van de calci-umhydroxidesuspensie zonder promotor was 2241 dpm. Bij de tweede proef werd calciumhydroxide met promotor in de verbrandingsgassen gespoten die op dezelfde temperatuur als hiervoor werden gehouden (1121°C). De S02-concentratie na de inspuiting was l809 dpm hetgeen een reductie van 34# van de totale S02-emissie betekent en een toename ten opzichte van het geval waarin geen promotor aanwezig was van 94#. Deze resultaten laten wederom zien dat de toevoeging van de promotor volgens de bij deze uitvinding gebruikte methoden de verwijdering van S02 uit de verbrandingsgassen aanzienlijk vergroot.

VOORBEELD IX

De effectiviteit van een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding die bestaat uit de toepassing van een inspuiting van droog calciumhydroxide met promotor als effectief S02-sorbens, wordt in dit voorbeeld aangetoond.

De verbrandingsomstandigheden in de verbrandingsoven en de brandstof zijn dezelfde als in voorbeeld V en dientengevolge werden overeenkomstige S02-emissies (2700 dpm) waargenomen wanneer geen sorbens in de verbrandingsgassen werd gespoten.

Het uitgangsmateriaal voor de bereiding van calciumhydroxide was calciumoxide. Toevoeging van 50 tot 60% water berekend op de CaO-massa levert een droog calciumhydroxide op dat in het verbrandingsgas kan worden gespoten. Door oplossen van een ijzerzout, zoals ijzergluconaat, in het hydratatiewater wordt een droog calciumhydroxide met promotor verkregen dat zo in de verbrandingsgassen kan worden gespoten. Beide materialen, calciumoxide met en zonder promotor werden in afzonderlijke proeven gebruikt. Bij de eerste proef werd droog calciumhydroxide zonder promotor bij 1093'C in de stroom verbrandingsgas gespoten. De toegepaste molver-houding van calcium tot zwavel was 1. Na inspuiten van het droge sorbens was de S02-concentratie 1566 dpm. Bij een andere proef werd calciumhydroxide met promotor ingespoten waarbij de molverhouding van ijzer tot calcium 0,05 bedroeg. Na inspuiten van het droge sorbens in de verbrandingsgassen op het punt waar de gas temperatuur 1093°C was, was de S02-concentratie 1566 dpm en dat is een toename van het wegvangen van S02 van 121# ten opzichte van het geval waarbij het droge sorbens geen promotor bevatte.

Claims

1. Werkwijze voor de verwijdering van afvalgassen uit verbrandingsgassen die ontstaan zijn door verbranding van een brandstof gekenmerkt door het verbranden van de brandstof in een verbrandingszóne bij een temperatuur zodat verbrandingsgassen ontstaan die afvalgassen bevatten; transporteren van de verbrandingsgassen uit die verbrandingszóne en koelen van de verbrandingsgassen tot een temperatuur T2 waarbij T2 lager is dan ; verschaffen van een sorbens voor afvalgassen; en inspuiten van dat sorbens voor afvalgassen in de brandstofgassen stroomafwaarts van de verbrandingszóne op een punt waar de temperatuur van de verbrandingsgassen T2 is zodanig dat het sorbens de afvalgassen uit de verbrandingsgassen absorbeert.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het sorbens voor de afvalgassen gemengd wordt met water tot een waterig sorbens mengsel voor de afvalgassen voordat het ingespoten wordt.

3· Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het sorben-smengsel voor de afvalgassen zodanig in de verbrandingsgassen wordt gespoten dat een fijne nevel wordt verkregen met een gemiddelde druppel-grootte van minder dan 100 micron.

4. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het sorben-smengsel voor de afvalgassen zodanig in de verbrandingsgassen wordt gespoten dat een fijne nevel ontstaat met een gemiddelde druppelgrootte van minder dan 50 micron.

5. Werkwijze volgens conclusie 3. met het kenmerk, dat het sorben-smengsel voor de afvalgassen bereid wordt door mengen van een in water oplosbare sorbensverbinding die gekozen is uit de groep die bestaat uit calciumverbindingen, magnesiumverbindingen en mengsels daarvan.

6. Werkwijze volgens conclusie 3. met het kenmerk, dat het sorben-smengsel voor de afvalgassen bereid wordt door mengen van een in water onoplosbare verbinding die gekozen is uit de groep die bestaat uit calciumverbindingen, magnesiumverbindingen en mengsels daarvan.

7· Werkwijze volgens conclusie 5. met het kenmerk, dat verder een in water oplosbare metaalzoutpromotor gemengd wordt met het sorbensmeng-sel voor de afvalgassen en waarbij die promotor gekozen is uit de groep die bestaat uit zouten van ijzer, koper, mangaan, boor, aluminium, natrium, kalium, zink, nikkel en mengsels daarvan.

8. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat verder een in water oplosbare metaalzoutpromotor gemengd wordt met het sorbensmeng-sel voor de afvalgassen waarbij de promotor gekozen is uit de groep die bestaat uit zouten van ijzer, koper, mangaan, boor, aluminium, natrium, kalium, zink, nikkel en mengsels daarvan.

9. Werkwijze volgens conclusie 5* met het kenmerk, dat de promotor gekozen is uit de groep die bestaat uit zouten van ijzer, koper, mangaan, boor en mengsels daarvan.

10. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de promotor gekozen is uit de groep die bestaat uit zouten van ijzer, koper, mangaan, boor en mengsels daarvan.

11. Werkwijze volgens conclusie 5. met het kenmerk, dat de promotor gekozen is uit de groep die bestaat uit zouten van ijzer, koper en mengsels daarvan.

12. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de promotor gekozen is uit de groep die bestaat uit zouten van ijzer, koper en mengsels daarvan.

13. Werkwijze volgens conclusie 7. met het kenmerk, dat de molver-houding van in water oplosbaar sorbens tot afvalgas 0,4 tot 1,2 bedraagt.

14. Werkwijze volgens conclusie 7. met het kenmerk, dat de molver-houding van in water oplosbaar sorbens tot afvalgas tussen 0,6 en 1,0 ligt.

15. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de molver-houding van in water onoplosbaar sorbens tot afvalgas 0,5 tot 2,5 bedraagt .

16. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de molver-houding van in water onoplosbaar sorbens tot afvalgas tussen 0,8 en 2,0 ligt.

17. Werkwijze volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de molver-houding van promotor tot sorbens tussen 0,01 en 0,15 ligt.

18. Werkwijze volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de molver-houding van promotor tot sorbens tussen 0,01 en 0,05 ligt.

19. Werkwijze volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de molver-houding van promotor tot sorbens tussen 0,01 en 0,10 ligt.

20. Werkwijze volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de molver-houding van promotor tot sorbens tussen 0,01 en 0,10 ligt.

21. Werkwijze volgens conclusie 13. met het kenmerk, dat T2 tussen 1093‘C en 1260eC ligt.

22. Werkwijze volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat T2 tussen 982°C en 1204°C ligt.

23. Werkwijze volgens conclusie 7. met het kenmerk, dat T2 tussen 900eC en 1538eC ligt. 2k. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat die boven-dien de stap omvat van het bereiden van een olie-in-water-emulsie als brandstof.

25. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de brandstof vóór de verbranding verneveld wordt.

26. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de brandstof een vloeibare brandstof is.

27. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de brandstof een vaste brandstof is.

28. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het sorbens voor het afvalgas gedoteerd wordt met een in water oplosbare promotor die gekozen is uit de groep die bestaat uit zouten van ijzer, koper, mangaan, boor, aluminium, natrium, kalium, zink, nikkel en mengsels daarvan.

29. Werkwijze volgens conclusie 28, met het kenmerk, dat de gedoteerde sorbensdeeltjes voor afvalgas in de vorm gebracht worden van deeltjes met een gemiddelde deeltjesgrootte van minder dan 50 micron.

30. Werkwijze volgens conclusie 28, met het kenmerk, dat de gedoteerde sorbensdeeltjes voor afvalgas verwerkt worden tot deeltjes met een gemiddelde deeltjesgrootte van minder dan 10 micron.