PL173374B1 - Sposób wytwarzania sorbentu do usuwania szkodliwych składników ze strumienia gazów oraz sorbent do usuwania szkodliwych składników ze strumienia gazów - Google Patents
Sposób wytwarzania sorbentu do usuwania szkodliwych składników ze strumienia gazów oraz sorbent do usuwania szkodliwych składników ze strumienia gazówInfo
- Publication number
- PL173374B1 PL173374B1 PL93299244A PL29924493A PL173374B1 PL 173374 B1 PL173374 B1 PL 173374B1 PL 93299244 A PL93299244 A PL 93299244A PL 29924493 A PL29924493 A PL 29924493A PL 173374 B1 PL173374 B1 PL 173374B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- organic compound
- sorbent
- iron salt
- gas stream
- grams
- Prior art date
Links
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 30
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 46
- 150000002505 iron Chemical class 0.000 claims abstract description 33
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims abstract description 17
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N Gluconic acid Natural products OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 claims abstract description 11
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 claims abstract description 7
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 claims abstract description 7
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 8
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 8
- 229910000287 alkaline earth metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 6
- 159000000014 iron salts Chemical class 0.000 claims description 4
- VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N iron(3+);trinitrate Chemical compound [Fe+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O VCJMYUPGQJHHFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000002524 organometallic group Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 4
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 3
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 claims 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 58
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 46
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 23
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 18
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 abstract description 3
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 abstract description 3
- 239000004571 lime Substances 0.000 abstract description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 abstract 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 30
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 17
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 13
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 12
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 8
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 5
- 239000006188 syrup Substances 0.000 description 5
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 3
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical group 0.000 description 2
- 238000001983 electron spin resonance imaging Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 230000001473 noxious effect Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- CZNVSLGYWMSMKE-OPDGVEILSA-K Ferric gluconate Chemical compound [Fe+3].OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O CZNVSLGYWMSMKE-OPDGVEILSA-K 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 229910001860 alkaline earth metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003416 augmentation Effects 0.000 description 1
- 150000001669 calcium Chemical class 0.000 description 1
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 230000000887 hydrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000002681 magnesium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 230000019635 sulfation Effects 0.000 description 1
- 238000005670 sulfation reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/50—Sulfur oxides
- B01D53/508—Sulfur oxides by treating the gases with solids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/50—Sulfur oxides
- B01D53/501—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
- B01D53/502—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound characterised by a specific solution or suspension
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
1. Sposób wytwarzania sorbentu do usuwaniu szkodliwych skladników ze strumienia gazów, znamienny tym, ze dobiera sie sól zelaza i zwiazek organiczny, zdolny do stabilizo- wania tej soli zelaza w alkalicznym roztworze rozpuszcza sie sól zelaza i zwiazek organiczny w roztworze hydratacyjnym, przy czym sól zelaza dodaje sie w ilosci od okolo 2,0 do okolo 90 gramów na 100 gramów roztworu hydratacyjnego, a zawiazek organiczny dodaje sie w ilosci od okolo 2,0 do 80 gramów na 100 gramów roztworu hydratacyjnego, oraz miesza sie 40 do 75 gramów roztworu hydratacyjnego, zawierajacego kompleks soli zelaza i zwiazku organiczne- go z okolo 100 gramami tlenkowego materialu metalu ziem alkalicznych i ewentualnie usuwa sie nadmiar wody. 7. Sorbent do usuwania szkodliwych skladników ze strumienia gazów, znamienny tym, ze zawiera material metalu ziem alkalicznych w postaci wodorotlenkowej, majacy mie- szanine soli zelaza i zwiazku organicznego, wlaczona jako srodek aktywujacy do jego struktu- ry objetosciowej w postaci kompleksu metaloorganicznego soli zelaza i zwiazku organicznego, które lacznie sa obecne w stosunku molowym do materialu metalu ziem alkali- cznych w ilosci wiekszej lub równej 0,005, przy czym stosunek molowy zwiazku organiczne- go do soli zelaza miesci sie w zakresie od 0,25 do 4,0. PL
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania sorbentu do usuwania szkodliwych składników, zwłaszcza dwutlenku siarki, ze strumienia gazów, w szczególności ze spalin oraz sorbent do usuwania szkodliwych składników ze strumienia gazów.
173 374
Znane są sposoby usuwania składników szkodliwych dla środowiska ze strumienia gazów spalinowych przy użyciu sorbentów. Przeprowadzono wiele prób zwiększenia skuteczności procesu przez wytworzenie skuteczniejszego sorbentu do usuwania takich szkodliwych składników ze strumienia gazów, przykładowo ze spalin. Niektóre z tych prób dotyczyły wprowadzeniażelaza w materiał sorbentu. Na przykład, w artykułach “Zwiększone wychwytywanie siarki przez wspomagane sorbenty na bazie wapnia, D.M. Slaughter, S.L. Chen i W.R. Seeker, Pro ceedings: 1986 Joint Symposium on Dry SO2 and Simultaneous SO2/NOX Control Technologies (EPRI CS-4966, Vol.1), str.12-1 do 12-24 (1986) i Skuteczność polepszania przez dodatki usuwania SO2 za pomocą sorbentów na bazie wapnia”, L.J. Muzio, G.R. Offen, A.A. Boni and R. Beittel, Proceedings: 1986 Joińt Symposium on Dry SO2 and Simultaneous SO2/NOx Control Technologies (EPRI CS-4966, Vol. 1 ), str. 13-1 do 13-23 (1986), przedstawiają badania, które wskazują, że dodanie żelaza do sorbentu na bazie wapnia nie powoduje żadnego zwiększenia przechwytywania siarki. W obu tych badaniach źródło żelaza [Fe(NO3)3] rozpuszczano w wodzie i roztwór ten mieszano z CaO (wapno) w celu przygotowania sorbentu. Gdy tylko roztwór ten zetknie się z CaO, staje się jednak alkaliczny (pH>7). Powoduje to wytrącanie wodorotlenku żelaza [FeO(OH)]. Prowadzi to do mieszania się związku żelaza nierozpuszczalnego w wodzie z sorbentem na bazie wapnia, co stanowi nieskuteczną metodę, jeśli chodzi o osiągnięcie wspomagania przez żelazo.
W zgłoszeniu patentowym US nr 657 442 z 19 lutego 1991 r. Pod tytułem Usuwanie in-situ szkodliwego składnika ze strumienia gazu przez wprowadzanie sorbentu tego szkodliwego składnika za strefa spalania” opisano, że rozpuszczalne w wodzie sole żelaza mogą zwiększać reaktywność nierozpuszczalnych w wodzie związków metali ziem alkalicznych wobec dwutlenku siarki. W jednym przykładzie opisanym w tym zgłoszeniu glukonian żelazowy rozpuszcza się w wodzie, a następnie roztwór ten miesza się z CaO. Uzyskuje się suchy sproszkowany Ca(OH)2 zawierający żelazo jako aktywator. Kiedy materiał ten zostanie doprowadzony do kontaktu z gazami zawierającymi dwutlenek siarki przy temperaturze 1100°C, wówczas do 60% wapnia reaguje z dwutlenkiem siarki i tlenem, tworząc CaSO4 w czasie krótszym niż jedna sekunda. Kiedy czysty Ca(OH)2 podlega tym samym warunkom reakcji, wówczas tylko 35% wapnia może być przetworzone w CaSO4. Przykład ten demonstruje, że skuteczne wprowadzenie żelaza może zwiększyć reaktywność materiałów na bazie wapnia, a więc uczynić je sorbentami lepiej dostosowanymi do usuwania dwutlenku siarki.
Same sacharydy również zastrzeżono jako aktywatory dla sorbentów na bazie wapnia używanych przy usuwaniu dwutlenku siarki. Collegei Vinatry w patencie US nr 4 626 418 zastrzegają przykładowo, że dodatek roztworu cukru do CaO podczas przygotowywania sorbentu powoduje zwiększenie stopnia usuwania dwutlenku siarki.
Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie ulepszonego sorbentu, który może być wykorzystywany do usuwania szkodliwych składników ze strumienia spalin.
Następnym celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania takiego sorbentu.
Sposób wytwarzania sorbentu do usuwaniu szkodliwych składników ze strumienia gazów według wynalazku charakteryzuje się tym, że dobiera się sól żelaza i związek organiczny, zdolny do stabilizowania tej soli żelaza w alkalicznym roztworze, rozpuszcza się sól żelaza i związek or ganiczny w roztworze hydratacyjnym z wytworzeniem kompleksu metaloorganicznego, przy czym sól żelaza dodaje się do roztworu hydratacyjnego w ilości od około 2,0 do około 90 gramów na 100 gramów roztworu hydratacyjnego, a związek organiczny dodaje się do roztworu hydratacyjnego w ilości od około 2,0 do 80 gramów na 100 gramów roztworu hydratacyjnego, oraz miesza się 40 do 75 gramów roztworu hydratacyjnego, zawierającego kompleks metaloorganiczny soli żelaza i związku organicznego z około 100 gramami tlenkowego materiału metalu ziem alkalicznych i ewentualnie usuwa się nadmiar wody.
Mieszaninę tę można ogrzewać do suchości lub też można dodać wodę hydratacyjnąw takiej ilości, że końcowy produktjest suchy. Alternatywnie materiał sorbentu z dodatkami aktywującymi ma postać zawiesiny.
173 374
Przez wspólne rozpuszczenie związku organicznego z solą żelaza w roztworze hydratacyjnym ten związek organiczny zapewnia, że żelazo pozostaje w roztworze po później szym zetknięciu się z materiałem na bazie metalu ziem alkalicznych, takim jak CaO (wapno). Dzieje się tak na skutek tego, że związek ten tworzy kompleks z żelazem, uniemożliwiając jego wytrącanie się, gdy roztwór staje się alkaliczny.
Według wynalazku tlenkowym materiałem metalu ziem alkalicznych może być związek magnezu, związek wapnia lub ich mieszaniny.
Nowy sorbent według wynalazku przygotowuje się przez rozpuszczenie najpierw soli żelaza i związku organicznego w roztworze wody hydratacyjnej. Ze względów ekonomicznych sól żelaza może być wybrana z grupy złożonej z siarczanu żelazowego, azotanu żelazowego, chlorku żelazowego i ich mieszanin, przy czym siarczan żelazowy jest korzystnym dodatkiem metalicznym. Dodawanym związkiem organicznym może być dowolna organiczna cząsteczka, która będzie tworzyć stabilny kompleks z żelazem w roztworze alkalicznym. Skuteczne związki organiczne, które mogą być używane, obejmują glukozę, fruktozę, glicerol, sorbitol, kwas glukonowy i ich mieszaniny. Z powodów ekonomicznych korzystnymi związkami organicznymi są glukoza i fruktoza, które można otrzymać z syropu skrobiowego lub innych dostępnych syropów·'. Jedna z zalet stosowania wspomnianych związków organicznych polega na tym, że pozwalają one na stosowanie tanich źródeł żelaza, takich jak wymienione wyżej sole żelaza, które w przeciwnym przypadku prowadziły zwykle do wytrącenia się FeO(OH) podczas przygotowywania sorbentu.
Jakjuż wspomniano, związek organiczny dodaje się do soli żelaza ze względu najego zdolność do stabilizowania soli żelaza w roztworze alkalicznym. Uważa się, że stabilizacja taka następuje, ponieważ związek organiczny tworzy kompleks z żelazem, uniemożliwiając wytracanie się go, gdy roztwór staje się alkaliczny.
Korzystnie stosuje się sól żelaza w ilości 5 do 30 gramów i związek organiczny w ilości 2,5 do 25 gramów na 100 gramów roztworu hydratacyjnego.
Sorbent do usuwania szkodliwych składników ze strumienia gazów, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera materiał metalu ziem alkalicznych w postaci wodorotlenkowej, mający mieszaninę soli żelaza i związku organicznego, włączonąjako środek aktywujący do jego struktury objętościowej w postaci utworzonego kompleksu metaloorganicznego soli żelaza i związku organicznego, które łącznie są obecne w stosunku molowym do materiału metalu ziem alkalicznych w ilości większej lub równej 0,005, przy czym stosunek molowy związku organicznego do soli żelaza mieści się w zakresie od 0,25 do 4,0.
Korzystnie związek organiczny jest wybrany z grupy składającej się z glikozy, fruktozy, glicerolu, sorbitolu kwasu glukonowego i ich mieszanin.
Korzystnie sól żelaza i związek organiczny sąłącznie obecne w molowym stosunku do materiału metalu ziem alkalicznych w zakresie 0,005 do 0,1, szczególnie korzystnie w zakresie 0,01 do 0,03.
Stosunek molowy związku organicznego do soli żelaza korzystnie mieści się w zakresie od 0,3 do 1,0.
Materiał suchego sorbentu powinien ponadto charakteryzować się tym, że średni rozmiar cząstek jest mniejszy lub równy 50 mikronów, korzystnie mniejszy niż 10 mikronów.
Chociaż suche proszki są korzystnym przykładem realizacji przedmiotowego wynalazku, zawiesiny wodorotlenków metali ziem alkalicznych zawierające sól żelaza i związek organiczny jako dodatki aktywujace w fazie wodnej sąrównież skutecznymi sorbentami do usuwania szkodliwych składników
Sorbent według wynalazku można wprowadzać w strumień spalin, na przykład w strumień spalin o kontrolowanej temperaturze. Podczas wprowadzania sorbent reaguje z dwutlenkiem siarki w strumieniu gazów skutecznie usuwając go z tych gazów.
Sorbent można wprowadzać w strumień gazów w postaci zawiesiny lub w suchej postaci stałej. Sorbent można wprowadzać w strumień spalin za strefą spalania w kontrolowanych warunkach przy kontrolowanej temperaturze strumienia spalin. Przykładowo, sorbent szkodliwego
173 374 składnika można wprowadzać do kotła, w kontrolowany sposób, za strefa spalania. Temperatura wprowadzania zależy od tlenku metalu użytego jako sorbent. Górna granica temperaturyjest wyznaczona przez stabilność termodynamiczną wytwarzanego siarczanu metalu. Dolna temperatura graniczna związanajest z kinetykązasiarczania. Dla korzystnych sorbentów, którymi są tlenki metali ziem alkalicznych, temperatura wprowadzania wynosi od około 900°C do około 1200°C.
Alternatywnie jest możliwe wprowadzanie w strumień spalin rozpylonej zawiesiny sorbentu. W tym konkretnym przypadku mieszanina soli żelaza i związku organicznego jest rozpuszczona w wodnej zawiesinie. Kiedy kropelki rozpylonej zawiesiny są wprowadzane w strumień gorących spalin, woda odparowuje, pozostawiając aktywator jako powłokę na stałych cząstkach sorbentu.
Poniżej przedstawiono przykłady ilustrujące niniejszy wynalazek i jego specyfczne właściwości, ale bez zamiaru wprowadzania przez to jakiegokolwiek ograniczenia.
Przykład I. Przykład ten ilustruje skuteczność sorbentu według wynalazku. Przygotowano szereg sorbentów na bazie wapnia, zaczynając od CaO. W pierwszym przypadku dodano wodę w ilości 50 - 60% masy CaO, aby wytworzyć suchy proszek Ca(OH)2;gotowy do wprowadzenia w strumień spalin. W drogim przypadku mieszaninę Fe2(SO4)3 i glukozy rozpuszczono w takiej samej ilości wody jak w pierwszym przypadku. Roztwór ten zmieszano następnie z CaO tak, aby przygotować suchy proszek Ca(OH)2 zawierający oba dodatki aktywujące. Według powyżej opisanej procedury przygotowano dwa inne sorbenty, ale dodając tylko albo Fe2(SO4^, albo glukozę. W tych przypadkach, gdzie zastosowano Fe2(SO4^, stosunek molowy Fe do Ca był równy 0,03. W tych przypadkach, gdzie zastosowano glukozę, stosunek molowy tego związku do Ca był również równy 0,03.
Wszystkie przygotowane materiały wprowadzano oddzielnie w strumień spalin o temperaturze 1100°C zawierający w przybliżeniu 2500 ppm dwutlenku siarki. Czas kontaktu pomiędzy sorbentami, a spalinami wynosił w przybliżeniu 1 s. Wszystkie sorbenty wprowadzano z taką prędkością, że przepływ molowy doprowadzanego Ca podzielony przez przepływ molowy dwutlenku siarki w strumieniu gazów wynosił 1,0.
Podczas wprowadzania sorbentów mierzono stężenie dwutlenku siarki w spalinach. Kiedy wprowadzano zwykły Ca(OH)2, stężenie dwutlenku siarki w spalinach wynosiło 1625 ppm, co stanowi zmniejszenie o 35% w stosunku do poziomu przy braku sorbentu. Kiedy wprowadzano sorbent zawierający mieszaninę Fe2(SO4)3 i glukozę, stężenie siarki w spalinach było równe 1225 ppm, co stanowi redukcję o 51 %. Kiedy wprowadzano sorbent zawierający tylko glukozę jako dodatek, stężenie dwutlenku siarki zmniejszyło się tylko do 1573 ppm, co stanowi zmniejszenie o 37,1%. Wreszcie, kiedy wprowadzano sorbent zawierający tylko Fe2(SO4^, stężenie dwutlenku siarki wynosiło 1878 ppm, co odpowiadało zmniejszeniu tylko o 24,9%. Chociaż we wszystkich przypadkach wprowadzanie sorbentu doprowadzało do zmniejszenia stężenia dwutlenku siarki, zmniejszenie to było znacznie większe, gdy wprowadzano sorbent zawierający Fe2(SO4)3 i glukozę jako dodatki aktywujące. Tego polepszenia usuwania dwutlenku siarki nie można przypisać aktywującemu działaniu samej glukozy, ponieważ zmniejszenie osiągane z sorbentem zawierającym tylko ten dodatek było mniejsze. Z drugiej strony, obecność glukozy jest konieczna, ponieważ poziom usuwania dwutlenku siarki osiągnięty z sorbentem zawierającym tylko Fe2(SO4)3 jako dodatek jest nawet niższy niż w przypadku zwykłego Ca(OH)2.
Przykład II. Szereg sorbentów na bazie wapnia zawierających mieszaniny Fe2(SO4)3 i związku organicznego w charakterze dodatków przygotowano według procedury podobnej do opisanej w poprzednim przykładzie. Związkami organicznymi używanymi do przygotowania tych sorbentów były sorbitol, kwas glukonowy, glicerol i fruktoza. We wszystkich przypadkach stosunek molowy Fe do Ca był równy 0,03, a stosunek molowy związku organicznego do Fe był równy 1,0.
Wszystkie przygotowane materiały były wprowadzane oddzielnie w strumień spalin o temperaturze 1100°C zawierający w przybliżeniu 2500 ppm dwutlenku siarki. Czas kontaktu po między sorbentami a spalinami wynosił w przybliżeniu 1 s. Wszystkie sorbenty wprowadzano z
173 374 taką prędkością, że przepływ molowy doprowadzanego Ca podzielony przez przepływ molowy dwutlenku siarki w strumieniu gazów był równy 1,0.
Podczas wprowadzania sorbentów mierzono stężenie dwutlenku siarki w spalinach. Kiedy wprowadzano sorbent zawierający mieszaninę Fe2(SO4)3 i sorbitolu, stężenie dwutlenku siarki zmniejszyło się do 1250 ppm, co stanowi zmniejszenie o 50%. Kiedy wprowadzano sorbent zawierający mieszaninę Fe2(SO4)3 i glicerolu, poziom dwutlenku siarki zmniejszył się do 1050 ppm, co stanowi zmniejszenie o 58%. WprzypadkuFe2(SO4)3 plus kwas glukonowy zmierzony poziom wynosił również 1050 ppm, co stanowi zmniejszenie o 58%. W przypadku fruktozy plus Fe2(SO4)3 zmierzony poziom wynosił 1225 ppm, co stanowi zmniejszenie o 51 %. Jak opisano w przykładzie I, kiedy do podobnego strumienia spalin wprowadza się zwykły Ca(OH)2, zmniejszenie stężenia dwutlenku siarki w spalinach wynosi tylko 35%, a kiedy wprowadzano Ca(OH) zawierającyFe2(SO4)3, wówczas zmniejszenie było jeszcze mniejsze (24,9%).
Wyniki opisane w tym przykładzie wyraźnie wykazują, że dodatki aktywujące w postaci soli żelaza i związku organicznego skutecznie zawarte w Ca(OH)2 powodują znaczne podwyższenie reaktywności takich sorbentów wobec dwutlenku siarki. Wszystkie te związki organiczne maja wspólna cechę polegającą na tym, że są zdolne do zapobiegania wytracaniu się FeO(OH), kiedy są rozpuszczone w medium alkalicznym wraz z sola żelaza.
Aby wykazać ważność użycia związku organicznego, który zapobiega wytrącaniu się żelaza w medium alkalicznym, przygotowano i przetestowano sorbent zawierający mieszaninę Fe2(SO4)3 i kwasu octowego. Mieszaninę tę wybrano, ponieważ kwas octowy nie jest zdolny do stabilizowania żelaza w roztworze w mediach alkalicznych. Sorbent przygotowano według tej samej procedury co opisana w przykładzie I i testowano dokładnie w takich samych warunkach jak sorbenty poprzednio opisane w tym przykładzie. Oba stosunki molowe kwasu octowego do wapnia i żelaza do wapnia były równe 0,03. Kiedy sorbent ten wprowadzano do pieca, stężenie dwutlenku siarki zmniejszyło się do 1625 ppm, co stanowi zmniejszenie 35% w stosunku do poziomu przy braku sorbentu. Jest to taki sam poziom zmniejszenia, jaki osiąga się ze zwykłym Ca(OH). Mieszanina kwasu octowego i Fe2(SO4)3 nie podwyższa zatem reaktywności sorbentów na bazie Ca w przeciwieństwie do innych mieszanin opisanych w tym i w poprzednim przykładzie.
PrzykładlU. Przykład ten przedstawia możliwość wykorzystywania w przykładach realizacji procesu według wynalazku, produktów handlowych, które stanowią mieszaniny związków organicznych, stabilizujące żelazo w roztworze alkalicznym.
Sorbent zawierający mieszaninę i handlowego syropu przygotowano według tej samej procedury co opisana w przykładzie I. Syrop skrobiowy zawierał mieszaninę węglowodanów: glukoza - 52% wagowe, fruktoza - 42% wagowe, a resztę stanowiły polisacharydy. Ilości Fe2(SO4)3 i syropu użyte do przygotowania sorbentu były takie, że stosunki molowe żelaza do wapnia i glukozy z fruktozę, do wapnia były równe 0,015.
Sorbent ten testowano w tym samym piecu i w tych samych warunkach doświadczenia co w przykładach I i II. Przy wprowadzaniu tego sorbentu zmierzony poziom dwutlenku siarki w spalinach wynosił 1225 ppm, co stanowi zmniejszenie o 51 % w stosunku do poziomu przy braku sorbentu. Ten poziom zmniejszenia jest podobny jak uzyskiwane z mieszaninami glukozy z Fe2(SO4)3 i fruktozy z Fe^SO.^, ale znacznie wyższy niż przy zwykłym Ca(OH)2. Rezultat ten wykazuje, że produkty handlowe zawierające albo pojedyncze składniki, albo mieszaninę składników, zdolne do stabilizowania soli żelaza w roztworach alkalicznych, są również skutecznymi dodatkami w procesie według przedmiotowego wynalazku.
Wynalazek ten można realizować w różnych postaciach i różnymi sposobami bez odchodzenia od istoty tego wynalazku. Przedstawiony przykład realizacji należy zatem traktować jako pod wszelkimi względami ilustracyjny a nie ograniczający, przy czym zakres wynalazku jest określony przez załączone zastrzeżenia patentowe, a wszelkie zmiany, które sąw ramach i leżą w zakresie równoważności, są objęte tym wynalazkiem.
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.
Cena 2,00 zł
Claims (11)
- Zastrzeżenia patentowe1. Sposób wytwarzania sorbentu do usuwaniu szkodliwych składników ze strumienia gazów, znamienny tym, że dobiera się sól żelaza i związek organiczny, zdolny do stabilizowania tej soli żelaza w alkalicznym roztworze rozpuszcza się sól żelaza i związek organiczny w roztworze hydratacyjny m, przy czym sól żelaza dodaje się w ilości od około 2,0 do około 90 gramów na 100 gramów roztworu hydratacyjnego, a zawiązek organiczny dodaje się w ilości od około 2,0 do 80 gramów na 100 gramów roztworu hydratacyjnego, oraz miesza się 40 do 75 gramów roztworu hydratacyjnego, zawierającego kompleks soli żelaza i związku organicznego z około 100 gramami tlenkowego materiału metalu ziem alkalicznych i ewentualnie usuwa się nadmiar wody.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się sól żelaza wybraną z grupy obejmującej siarczan żelazowy, azotan żelazowy,chlorek żelazowy i ich mieszaniny.
- 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się związek organiczny wybrany z grupy obejmującej glikozę, fruktozę, glicerol, sorbitol, kwas glukonowy i ich mieszaniny.
- 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się sól żelaza w ilości 5 do 30 gramów i związek organiczny w ilości 2,5 do 25 gramów na 100 gramów roztworu hydratacyjnego.
- 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że miesza się roztwór hydratacyjny z tlenkowym materiałem metalu ziem alkalicznych, wybranym z grupy składającej się z tlenku magnezu, tlenku wapnia i ich mieszanin.
- 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaninę wymienionego roztworu hydratacyjnego i tlenkowego materiału metalu ziem alkalicznych ogrzewa się i odparowuje się do sucha.
- 7. Sorbent do usuwania szkodliwych składników ze strumienia gazów, znamienny tym, że zawiera materiał metalu ziem alkalicznych w postaci wodorotlenkowej, mający mieszaninę soli żelaza i związku organicznego, włączonąjako środek aktywujący do jego struktury objętościowej w postaci kompleksu metaloorganicznego soli żelaza i związku organicznego, które łącznie są obecne w stosunku molowym do materiału metalu ziem alkalicznych w ilości większej lub równej 0,005, przy czym stosunek molowy związku organicznego do soli żelaza mieści się w zakresie od 0,25 do 4,0.
- 8. Sorbent według zastrz. 7, znamienny tym, że związek organiczny jest wybrany z grupy składającej się z glikozy, fruktozy, glicerolu, sorbitolu kwasu glukonowego i ich mieszanin.
- 9. Sorbent według zastrz. 7, znamienny tym, że sól żelaza i wymieniony związek organiczny są łącznie obecne w molowym stosunku do materiału metalu ziem alkalicznych w zakresie 0,005 do 0,1.
- 10. Sorbent według zastrz. 7, znamienny tym, że sól żelaza i wymieniony związek organiczny łącznie są obecne w molowym stosunku do materiału metalu ziem alkalicznych w zakresie 0,01 do 0,03.
- 11. Sorbent według zastrz. 7, znamienny tym, że stosunek molowy związku organicznego do soli żelaza mieści się w zakresie od 0,3 do 1,0.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/897,917 US5308534A (en) | 1992-06-12 | 1992-06-12 | Alkaline-earth based sorbent for removing effluent from a gas stream |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL299244A1 PL299244A1 (en) | 1993-12-13 |
| PL173374B1 true PL173374B1 (pl) | 1998-02-27 |
Family
ID=25408658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL93299244A PL173374B1 (pl) | 1992-06-12 | 1993-06-08 | Sposób wytwarzania sorbentu do usuwania szkodliwych składników ze strumienia gazów oraz sorbent do usuwania szkodliwych składników ze strumienia gazów |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5308534A (pl) |
| CA (1) | CA2097115C (pl) |
| CZ (1) | CZ286374B6 (pl) |
| DE (1) | DE4319461C2 (pl) |
| DK (1) | DK66793A (pl) |
| GB (1) | GB2267702B (pl) |
| HU (1) | HUT68491A (pl) |
| PL (1) | PL173374B1 (pl) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2833989A4 (en) * | 2012-03-30 | 2015-12-09 | Fuel Tech Inc | DRY PROCESSES, APPARATUS, COMPOSITIONS AND SYSTEMS FOR REDUCTION OF SULFUR AND HCL OXIDES |
| US10549256B1 (en) | 2013-03-04 | 2020-02-04 | Mississippi Lime Company | Hydrated Lime product |
| US9327237B2 (en) * | 2014-07-23 | 2016-05-03 | Alcoa Inc. | Systems and methods for removing sulfur dioxide from a gas stream |
| CN114534681B (zh) * | 2020-11-25 | 2023-06-30 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种二氧化硫吸附剂及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4191115A (en) * | 1978-06-23 | 1980-03-04 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Carbonaceous fuel combustion with improved desulfurization |
| US4424197A (en) * | 1982-09-29 | 1984-01-03 | United States Gypsum Company | Gas desulfurization |
| US4626418A (en) * | 1985-09-26 | 1986-12-02 | Dravo Corporation | Removal of SO2 from SO2 -containing gases |
| US4795586A (en) * | 1986-01-09 | 1989-01-03 | Thompson Richard E | Method and composition for utilizing lime-urea hydrates to simultaneously reduce NOx and SOx in combustion effluents |
| US5096691A (en) * | 1986-02-24 | 1992-03-17 | Bedell Stephen A | H2 S abatement with stabilized chelates in geothermal drilling |
| US5499587A (en) * | 1986-06-17 | 1996-03-19 | Intevep, S.A. | Sulfur-sorbent promoter for use in a process for the in-situ production of a sorbent-oxide aerosol used for removing effluents from a gaseous combustion stream |
| DE3901162C2 (de) * | 1989-01-17 | 2000-08-17 | Hansgrohe Ag | Duschkabine |
-
1992
- 1992-06-12 US US07/897,917 patent/US5308534A/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-05-27 CA CA002097115A patent/CA2097115C/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-06-03 HU HU9301620A patent/HUT68491A/hu active IP Right Revival
- 1993-06-08 DK DK066793A patent/DK66793A/da not_active Application Discontinuation
- 1993-06-08 PL PL93299244A patent/PL173374B1/pl unknown
- 1993-06-09 CZ CZ19931122A patent/CZ286374B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1993-06-10 GB GB9312001A patent/GB2267702B/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-06-11 DE DE4319461A patent/DE4319461C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4319461C2 (de) | 1998-02-19 |
| HUT68491A (en) | 1995-06-28 |
| CZ112293A3 (en) | 1994-02-16 |
| US5308534A (en) | 1994-05-03 |
| CA2097115A1 (en) | 1993-12-13 |
| DK66793A (da) | 1993-12-13 |
| GB9312001D0 (en) | 1993-07-28 |
| PL299244A1 (en) | 1993-12-13 |
| CA2097115C (en) | 1997-09-30 |
| HU9301620D0 (en) | 1993-09-28 |
| CZ286374B6 (cs) | 2000-03-15 |
| DK66793D0 (da) | 1993-06-08 |
| DE4319461A1 (de) | 1993-12-16 |
| GB2267702B (en) | 1995-10-25 |
| GB2267702A (en) | 1993-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Scott et al. | Reactions at oxide surfaces. 1. Oxidation of As (III) by synthetic birnessite | |
| US11247197B1 (en) | Core-shell structured catalyst, preparation method thereof and method for treating industrial tail gas | |
| US4612175A (en) | Flue gas desulfurization/denitrification using metal-chelate additives | |
| AU2013237816A1 (en) | Dry processes, apparatus, compositions and systems for reducing sulfur oxides and HCI | |
| US5499587A (en) | Sulfur-sorbent promoter for use in a process for the in-situ production of a sorbent-oxide aerosol used for removing effluents from a gaseous combustion stream | |
| CN108722134A (zh) | 一种烟气脱硝方法及烟气脱硫脱硝方法 | |
| PL173374B1 (pl) | Sposób wytwarzania sorbentu do usuwania szkodliwych składników ze strumienia gazów oraz sorbent do usuwania szkodliwych składników ze strumienia gazów | |
| CN108939904B (zh) | 一种脱硫剂组合物及其在水泥熟料生产中的应用 | |
| CA2097116C (en) | Sorbent for treatment of effluent gas stream | |
| US4994246A (en) | Method for removing sulfur oxides from combusting gases in wet, calcium-based flue gas desulfurization processes | |
| CN113731167B (zh) | 一种改性电石渣的制备方法及其产品和应用 | |
| KR100333184B1 (ko) | 저온용황산화물흡착제의제조방법 | |
| RU2230028C1 (ru) | Способ получения пористой гранулированной аммиачной селитры | |
| Yi et al. | A novel semi‐dry method for the simultaneous removal of Hg and SO2 using spray drying absorption method | |
| CN1131718C (zh) | 用于改进静电除尘器收集效率的方法 | |
| CN120644034A (zh) | 一种用于降低水泥窑尾气中氨逃逸浓度的处理剂及其制备方法 | |
| CA2053965A1 (en) | In-situ removal of effluents from a gaseous stream by injection of an effluent sorbent into downstream of the combustion zone | |
| CN1136045C (zh) | 活性新生态铁的沉淀物在铁－碱脱硫中的应用 | |
| CN121869074A (zh) | 一种燃煤烟气脱硫剂、制备方法及脱硫方法 | |
| CN120944604A (zh) | 一种脱硫增效的结焦结渣积灰抑制剂、制备方法及应用 | |
| CN121847061A (zh) | 一种适用于碳酸根离子共存条件下的选择性磷纳米吸附剂及其制备方法 | |
| CN121869076A (zh) | 一种钙基脱硫剂及其制备方法和在高浓度二氧化碳烟气中的应用 | |
| WO2014187845A1 (en) | Non-oxidizer particles | |
| JPH05345615A (ja) | 硝酸第一鉄の製造方法 | |
| PL220569B1 (pl) | Kompozytowy katalizator do niskotemperaturowego rozkładu podtlenku azotu |