PL123282B1 - Method of removing nitrogen and sulphur oxides from furnace exhaust gases - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania tlenków azotu i tlenków siarki z gazów odlotowych z palenisk wobec stosowania amoniaku.Wydzielanie tlenków siarki z gazów odlotowych z palenisk doprowadzilo do powstania szeregu tak zwanych sposobów odsiarczania spalin. We wszy¬ stkich tych sposobach w celu przemywania sto¬ suje sie alkaliczne roztwory lub zawiesiny. Oka¬ zalo sie, ze dzieki tym sposobom mozna tylko cze¬ sciowo usuac niewielkie ilosci znajdujacych sie tlenków azotu z gazów spalinowych.Równolegle z rozwojem sposobów odsiarczania gazów odlotowych znanymi staly sie liczne spo-~ soby, majace specjalnie na*celu usuwanie tlenków azotu. W przewazajacej czesci tych sposobów sto¬ suje sie amoniak, przy czym reakcja z tlenkami iiotu zachodzi w wiekszosci przypadków na kata¬ lizatorach. Chodzi tu o termodynamiczne reakcje równowagowe, przy czym zadaniem katalizatorów jest przyspieszenie osiagniecia równowagi termo¬ dynamicznej.Wiadomo, ze osiagniecie równowagi nastepuje calkowicie tylko w przypadku nieskonczenie dlu¬ giego czasu trwania reakcji. Abstrahujac od tego takze w stanie równowagi zawsze obecna jest okreslona pozostalosc wszystkich skladników, bio¬ racych udzial w reakcji, czyli w niniejszym przy¬ padku pozostalosc tlenków azotu i amoniaku.Na pozostajaca po reakcji tlenków azotu ilosc niepozadanych skladników mozna jednak wywie- 10 15 20 90 rac wplyw poprzez stezenie skladników reakcji, przykladowo poprzez stezenie amoniaku. Im wyz¬ sza jest zawartosc amoniaku w tym skladzie rów¬ nowagowym, tym mniejsza z powodów termody¬ namicznych jest zawartosc tlenków azotu po za¬ konczeniu reakcji.Typowa w reakcjach równowagowych jest oko¬ licznosc, ze nawet w przypadku calkowitego osia¬ gniecia równowagi teoretycznej wciaz jeszcze wszystkie skladniki reakcyjne wystepuja w mie¬ szaninie, chociaz ich stezenie rózni sie od stezenia na poczatku procesu. Gazy odlotowe z takiego procesu zawieraja zatem zawsze okreslona ilosc amoniaku, Stopien przemiany tlenków azotu mimo wysokich nakladów aparaturowych jest jednak z powodu polozenia stanu równowagowego wciaz niezadawalajacy. Wyzsze dawkowanie amoniaku jest przy tym niedopuszczalne ze wzgledu na za¬ nieczyszczenie srodowiska naturalnego, poniewaz w tym gazie odlotowym wystepuje znaczna ilosc amoniaku.To samo zjawisko wystepuje w sposobie wspól¬ nego usuwania tlenków azotu i tlenków Siarki, takim jak podany w opisie ogloszeniowym Repu¬ bliki Federalnej Niemiec DE-OS nr . 25 20 540.W tym sposobie najpierw z gazów odlotowych u- suwa sie tlenki siarki, a dopiero pózniej wprowa¬ dza sie w reakcje tlenki azotu. Sposób ten zatem wykazuje równiez te wade, ze w przypadku usu¬ wania tlenków azotu nie mozna prowadzic poste- 123 282i powania w obecnosci nadmiaru amoniaku, ponie¬ waz nie przereagowany podczas katalizy amoniak uchodzi do komina.Celem wynalazku jest opracowanie takiego spo¬ sobu usuwania tlenków azotu i tlenków siarki z gazów odlotowych z palenisk, w którym w celu usuniecia tlenków azotu prowadzonoby postepo¬ wanie wobec nadmiaru amoniaku, zas nadmiar ten bez dodatkowych nakladów usUwanoby z pozosta¬ jacej ilosci gazów odlotowych. , Cel ten osiaga sie za pomoca sposobu, który wedlug wynalazku polega na tym, ze kolejno usu¬ wa sie najpierw tlenki azotu NOx, i bezposrednio nastepnie usuwa sie tlenki siarki SOx, przeprowa¬ dzajac poddawane oczyszczaniu gazy najpierw przez urzadzenie do usuwania NOx, a nastepnie przez urzadzenie do usuwania SOx, przy czym potrzebna dla obu procesów ilosc amoniaku doda¬ je sie do poddawanych oczyszczaniu gazów odloto¬ wych przed ich wlotem do urzadzenia do usuwa¬ nia NOx.Zgodnie z tym istota wynalazku polega na po¬ laczeniu dowolnego sposobu usuwania tlenków azotu wobec stosowania amoniaku ze sposobem odsiarczania gazów odlotowych, takim jak sposób wedlug opisu patentowego Republiki Federalnej Niemiec DE-PS nr 243L130. W tym znanym spo¬ sobie odsiarczania prowadzi sie postepowanie wo¬ bec dodatku gazowego amoniaku, a z tlenków siar¬ ki wytwarza sie siarczan amonowy.Obecnie w sposobie wedlug wynalazku potrzebna w tym celu ilosc amoniaku dodaje sie w miejscu wzgledem kierunku przeplywu gazu polozonym przed wlotem do urzadzenia do usuwania tlenków azotu. Ilosc amoniaku, niezbedna do usuniecia tlenków azotu, zwieksza sie zatem w sposobie we¬ dlug wynalazku o czesc, która jest niezbedna do reakcji z zawartymi w gazie odlotowym tlenkami siarki, podczas kolejno nastepujacego odsiarcza¬ nia. Z powyzszego wynikaja opisane uprzednio za¬ lety dotyczace osiagniecia stanu równowagi pro¬ cesu.Do usuwania tlenków azotu mozna wykorzystac kazdy taki dowolny sposób, w którym stosuje sie amoniak, i w przypadku którego koncowy stan równowagi miedzy amoniakiem a tlenkami azotu, i ewentualnie tez innymi skladnikami, wywiera wplyw na stopien usuniecia tlenków azotu, wów¬ czas, bowiem nadmiar amoniaku jest korzystny, gdyz prowadzi on do znacznego zwiekszenia szyb¬ kosci reakcji. Dzieki temu maleja zatem koszty inwestycyjne i zmniejszaja sie rozmiary aparatury, albo w przypadku nie zmienionej wielkosci urza¬ dzenia podwyzsza sie stopien usuniecia tlenków azotu. Do usuwania tlenków azotu mozna stoso¬ wac katalityczne sposoby redukcji, procesy adsorb- cji lu] absorbcji, jezeli prowadzi sie je wobec sto¬ sowania amoniaku.Polaczenie operacji w sposobie wedlug wynalaz¬ ku ma te zalete, ze wywiera korzystny wplyw na stopien usuniecia tlenków azotu, zapobiegajac u- chodzeniu niedopuszczalnie duzych ilosci amonda- ku kominem takiego paleniska. Warunkiem dla LZGraf. Z-d Nr 2 3 282 4 tego polaczonego sposobu wedlug wynalazku jest urzadzenie do odsiarczania z zastosowaniem amo¬ niaku, w którym otrzymany wylotowy gaz oczy¬ szczony zawiera tylko tak niewielkie ilosci amo- 5 niaku. ze sa one nizsze od dopuszczalnej granicy zawartosci i tym samym odpowiadaja ustawowym wymaganiom, dotyczacym ochrony srodowiska na¬ turalnego lub im podobnym. t W sposobie wedlug wynalazku reakcja moze 10 przykladowo przebiegac wedlug nastepujacego schematu: 2NO+2NH3+y2025=3H20+ 2N2 Dzieki srodkom technicznym sposobu wedlug wy¬ nalazku uzyskuje sie równiez korzystny efekt 15 ekonomiczny polegajacy na tym, ze urzadzenie do usuwania tlenków azotu moze w porównaniu ze znanymi urzadzeniami -miec odpowiednio mniejsze rozmiary, gdyz wyzsza zawartosc amoniaku u wy¬ lotu tego urzadzenia wywiera korzystny wpyw na 20 szybkosc reakcji w procesie usuwania tlenków azotu.Podany przyklad objasnia blizej sposób we¬ dlug wynalazku, nie ograniczajac jego zakresu.Przyklad. W urzadzeniu elektrowni, maja- 25 cym kociol opalany weglem, powstaje 500 000 m3/godzine gazu odlotowego o temperaturze 140°C.Zawartosc tlenków azotu NOx, w przeliczeniu na NO, wnosi w tym gazie odlotowym 1500 mg/m3 i powinna byc zredukowana do 800 mg/m3. Nadto 30 ten gaz odlotowy zawiera, w przeliczeniu na SOz, 2000 mg/m3 tlenków siarki SOx, których zawartosc nalezy zredukowac o wartosc 1800 mg/m3, czyli do zawartosci 200 mg/m3.Poniewaz dla usuniecia obu szkodliwych sub- 35 stancji wdozowuje sie amoniak jako skladnik re- ackji, totez z bilansu wynika calkowite zapotrze¬ bowanie amoniaku w ilosci 1460 mg/m3, tzn. okolo 1060 mg/m3 amoniaku w celu usuniecia SOx i okolo 400 mg/m3 amoniaku w celu usuniecia 40 NOx.Poniewaz dla reakcji z NOx niezbedny jest nad¬ miar amoniaku, dlatego tez cala ilosc amoniaku dodaje sie jeszcze przed wlotem do urzadzenia do usuwania NOx, zas nie zuzytkowana, czyli nad- 45 mierna ilosc amoniaku rzedu okolo 1060 mg/m3 wprowadza sie w reakcje w kolejno nastepujacym urzadzeniu i sposobie usuwania tlenków siarki sox. *& Zastrzezenie patentowe Sposób usuwania tlenków azotu i tlenków siar¬ ki z gazów odlotowych z palenisk wobec stosowa¬ nia amoniaku, znamienny tym, ze kolejno usuwa 55 sie najpierw tlenkii azotu NOx, i bezposrednio na¬ stepnie usuwa sie tlenki siarki SOx, przeprowadza¬ jac poddawane oczyszczaniu gazy najpierw przez urzadzenie do usuwania NOx, a nastepnie przez urzadzenie do usuwania SOx, przy czym potrzebna 60 dla obu procesów ilosc amoniaku dodaje sie do poddawanych oczyszczaniu gazów odlotowych przed ich wlotem do urzadzenia do usuwania NOx. -250/84 95+20 egz. A4 Cfaa 100 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób usuwania tlenków azotu i tlenków siar¬ ki z gazów odlotowych z palenisk wobec stosowa¬ nia amoniaku, znamienny tym, ze kolejno usuwa 55 sie najpierw tlenkii azotu NOx, i bezposrednio na¬ stepnie usuwa sie tlenki siarki SOx, przeprowadza¬ jac poddawane oczyszczaniu gazy najpierw przez urzadzenie do usuwania NOx, a nastepnie przez urzadzenie do usuwania SOx, przy czym potrzebna 60 dla obu procesów ilosc amoniaku dodaje sie do poddawanych oczyszczaniu gazów odlotowych przed ich wlotem do urzadzenia do usuwania NOx. -250/84 95+20 egz. A4 Cfaa 100 zl PL