PL176401B1 - Sposób redukcji SOx w spalinach poprzez wtrysk do pieca sorbentów wapniowych oraz kompozyt do stosowania tego sposobu - Google Patents

Sposób redukcji SOx w spalinach poprzez wtrysk do pieca sorbentów wapniowych oraz kompozyt do stosowania tego sposobu

Info

Publication number
PL176401B1
PL176401B1 PL94306656A PL30665694A PL176401B1 PL 176401 B1 PL176401 B1 PL 176401B1 PL 94306656 A PL94306656 A PL 94306656A PL 30665694 A PL30665694 A PL 30665694A PL 176401 B1 PL176401 B1 PL 176401B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
calcium
composite
hydrophobic
hlb
weight
Prior art date
Application number
PL94306656A
Other languages
English (en)
Other versions
PL306656A1 (en
Inventor
M.Linda Lin
Original Assignee
Nalco Fuel Tech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nalco Fuel Tech filed Critical Nalco Fuel Tech
Publication of PL306656A1 publication Critical patent/PL306656A1/xx
Publication of PL176401B1 publication Critical patent/PL176401B1/pl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • B01D53/501Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B01D53/505Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound in a spray drying process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/48Sulfur compounds
    • B01D53/50Sulfur oxides
    • B01D53/501Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
    • B01D53/502Sulfur 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S502/00Catalyst, solid sorbent, or support therefor: product or process of making
    • Y10S502/50Stabilized
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S502/00Catalyst, solid sorbent, or support therefor: product or process of making
    • Y10S502/515Specific contaminant removal
    • Y10S502/517Sulfur or sulfur compound removal

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 redukcji SOx w spalinach poprzez wtrysk do pieca sorbentów wapnio- wych, w którym to procesie wtryskuje sie sorbenty wapniowe w postaci szlamów, zna- mienny tym, ze najpierw przygotowuje sie kompozyt w postaci szlamu wodnego zawierajacy m aterial wapniowy zdolny do reagowania z tlenkami siarki w tem peraturach powyzej 200° C w celu utworzenia siarczynów i siarczanów wapnia oraz uklad stabiliza- tora utworzony z hydrofobowego srodka powierzchniowo czynnego o wspólczynniku HLB mniejszym od 8 oraz hydrofitowego srodka powierzchniowo czynnego o wspólczynni- ku HLB przynajmniej 8, przy czym wartosci HLB hydrofobowego i hydrofitowego srodka powierzchniowo czynnego róznia sie przynajmniej o 3, a nastepnie tak przygotowany kompozyt wtryskuje sie do strumienia gazów spalinowych w tym miejscu paleniska pieca, gdzie tem peratura wynosi powyzej 200°C. 11. Kompozyt do redukcji SOx w spalinach poprzez wtrysk do pieca sorbentów wapniowych, który to kompozyt ma postac szlamu wodnego, znamienny tym, ze zawiera zwiazki wapnia zdolne do reagowania z tlenkami siarki w tem peraturach powyzej 200°C w celu utworzenia siarczynów lub siarczanów oraz uklad dyspergujacy utworzony z hydrofobowego srodka powierzchniowo czynnego o wspólczynniku HLB mniejszym od 8 oraz z hydrofitowego srodka powierzchniowo czynnego o wspólczynniku HLB wyno- szacym przynajmniej 8, przy czym wartosci wspólczynników HLB hydrofobowego i hy- drofitowego srodka powierzchniowo czynnego róznia sie nie mniej niz o 3. PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób redukcji SOx w spalinach poprzez wtrysk do pieca sorbentów wapniowych oraz kompozyt do stosowania tego sposobu, przeznaczone do oczyszczania z tlenków siarki gazów spalinowych w kotłach opalanych węglem jak również do oczyszczania z tlenków siarki gazów, które powstają w procesie spalania wszelkiego rodzaju materiałów węglistych włącznie z gazem ziemnym, gazem syntetycznym, olejami opałowymi, bitumami oraz pozostałymi olejami opałowymi, a także stałymi, palnymi odpadami domowymi lub przemysłowymi.
Spalanie materiałów węglistych zawierających siarkę, włącznie z paliwami kopalnymi i odpadami jest na całym świecie precyzyjnie regulowane przepisami rządowymi. Spalanie tych materiałów powoduje utlenianie siarki do różnych tlenków siarki zwanych grupą SOx. W wielu krajach obowiązują przepisy zmierzające do redukowania ilości tlenków siarki uwalnianych do atmosfery w celu złagodzenia skutków skażenia naturalnego środowiska, a w tym problemów związanych z kwaśnymi deszczami.
W celu zmniejszenia emisji SOx do atmosfery stosowanych jest wiele sposobów. Wśród nich są metody oczyszczania paliw z siarki przed ich spalaniem, metody chemicznego wiązania siarki podczas procesu' spalania oraz metody usuwania tlenków siarki ze spalin. Technologie sorbcyjne odsiarczania spalin dzieli się na metody mokre, półsuche i suche. W metodach mokrych i półsuchych sorbenty są wprowadzane do gazów spalinowych w temperaturze powyżej 200°C, natomiast w metodach suchych sorbent wapniowy jest wtryskiwany bezpośrednio w strefę temperatur wysokich pieca, od 870°C do 1425°C. Te wysokie temperatury stwarzają duże problemy eksploatacyjne z niezawodnym i prawidłowym działaniem dysz wtryskujących sorbent. Aby uzyskać dobrą wydajność odsiarczania spalin sorbent powinien zostać rozpylony na bardzo drobne i jednolite drobiny, stąd dysze do wtryskiwania sorbentu do pieca są najczęściej wysokociśnieniowe i z wąskimi otworami. Wysokie temperatury w jakich dokonywany jest wtrysk do pieca w decydującym stopniu utrudniają równomierny, wolny od zatykania się i zapychania, przepływ przez przewody i dysze.
Bezawaryjną pracą dysz do wtrysku sorbentów wapniowych w postaci szlamów można by zapewnić przez taką preparację szlamu, aby był on mieszaniną jednorodną, nierozwarstwiającą się, o małej skłonności do aglomeracji cząstek i ich wytrącania.
Technologie bezpośredniego wtrysku sorbentów wapniowych do strumienia gazów spalinowych w piecu w celu usunięcia SOx wykorzystują wiele różnych reagentów. Najbardziej
176 401 preferowane są te, które pozostają skuteczne nawet po długich okresach składowania i transportu oraz mogą być przechowywane i transportowane przy minimalnych zabiegach specjalnych. Węglan wapnia, dostępny w handlu w różnych postaciach włącznie z wapieniem, tlenek wapnia, czy też wodorotlenek wapnia są do wyboru. Mają one jednak skłonności do zapychania przewodów zasilających, zatykania dysz wtryskowych oraz rozdzielania się wody od zawiesiny stałej w stanie spoczynku.
W patencie amerykańskim nr 4.555.996, Torbov ujawnia, że wtrysk szlamów ze związkami wapnia do pieca przy temperaturach powyżej 1200°C jest lepszy od stosowania tych samych związków w postaci suchej. Torbov nie identyfikuje jednak problemów związanych ze stabilizacją szlamów.
W opublikowanym w Europie zgłoszeniu patentowym nr 373.351, dokonanym w Europejskim Urzędzie Patentowym DeMichele i Quattroni omawiają zastosowanie mieszaniny mocznika, wapna gaszonego i wody w połączeniu z elektrofiltrem do obniżenia emisji NOx i SOx. Wskazano, że kiedy stężenie wapna jest większe lub równe. 35% clyspe-ssji, stosowany jest polisacharydowy i lignosulfonianowy środek rozpraszający. Środki te nie są jednak tak skuteczne, jak by tego wymagano, a DeMichele i Quattroni nie uznają nawet potrzeby stosowania ich dla stężeń niższych od 35%. W amerykańskim patencie nr 4.869.885, Lin i Mouche ujawniają zastosowanie środków rozpraszających w płuczkach mokrych i suchych dla poprawy skuteczności płukania, to jednak powody podane tam nie mają zasadniczego związku z wtryskiem do pieca. Patent Lin i Mouche nie odnosi się do problemów stabilności szlamu w ekstremalnych warunkach nałożonych przez proces wtrysku do pieca. W patencie amerykańskim o numerze 5.058.514, Mozes, Mangal i Thampi ujawniają proces wtrysku szlamu dla zredukowania SO 2 i NOx przy użyciu węglanu wapnia i rodnika azotowego w postaci mocznika. Ujawnioną zaletą jest niezależna aktywność tych składników, to jest nie występuje utrata aktywności w porównaniu z niezależnym stosowaniem tych składników. W patencie tym wskazano, że utrzymanie stabilności szlamu może być uzyskane przez ciągłą recyrkulację i mieszanie, nie ustosunkowano się do stabilności szlamów w rurach i dyszach.
W znanym stanie techniki brak jest rozwiązań niezbędnych dla uzyskania poprawy niezawodności przesyłania szlamów wapiennych do układu wtrysku do pieca w celu obniżenia emisji SOx.
Sposób redukcji SOx w spalinach poprzez wtrysk do pieca sorbentów wapniowych według wynalazku charakteryzuje się tym, że najpierw przygotowuje się kompozyt w postaci szlamu wodnego, zawierający materiał wapniowy zdolny do reagowania z tlenkami siarki w temperaturach powyżej 200°C w celu utworzenia siarczynów i siarczanów wapnia oraz.układ stabilizatora utworzony z hydrofobowego środka powierzchniowo czynnego o współczynniku HLB mniejszym od 8 oraz z hydrofilowego środka powierzchniowo czynnego o współczynniku HLB przynajmniej 8, przy czym wartość HLB hydrofobowego i hydrofilowego środka powierzchniowo czynnego różną się przynajmniej o 3. Następnie tak przygotowany kompozyt w postaci szlamu wtryskuje się do strumienia gazów spalinowych w tym miejscu pieca, gdzie temperatura wynosi przynajmniej 200°C.
Kompozyt według wynalazku ma postać wodnego szlamu zawierającego materiał wapniowy zdolny do reagowania z tlenkami siarki w temperaturach powyżej 200°C tworząc siarczyny i siarczany oraz układu stabilizującego składającego się z hydrofobowego środka powierzchniowo czynnego o współczynniku HLB mniejszym od 8 oraz hydrofilowego środka powierzchniowo czynnego o współczynniku HLB co najmniej 8, przy czym wartości HLB środków hydrofobowych i hydrofitowych różnią się od siebie przynajmniej o 3, a preferowana różnica wynosi 5.
Preferowany stosunek wagi dyspergatora hydrofobowego do wagi dyspergatora hydrofilowego jest w zakresie od 25:1 do 1:1, korzystnie od 12:1 do około 2:1. Układ rozpraszający wprowadzany do szlamu ma stężenie od około 1 do 20.000 ppm, korzystnie od 250 do 1000 ppm. Kompozyt w postaci szlamu zawiera od 5% do 50%, korzystnie od 10% do 30%, aktywnego materiału zawierającego wapń, w stosunku do wagi kompozytu.
176 401
Rozwiązania według wynalazku umożliwiają istotne udoskonalenie procesu redukcji SOx w spalinach, eliminującego potrzebę stosowania oddzielnej komory płuczącej, zwłaszcza poprawę niezawodności procesu przesyłania i wtryskiwania do pieca sorbentów wapniowych w postaci szlamów.
Rozwiązania według wynalazku są szczególnie przydatne do niezawodnego stosowania szlamów wapniowych włącznie ze szlamami wapniowymi zawierającymi duże ilości magnezu, do usuwania SOx ze spalin poprzez wtrysk tych szlamów do pieca. Wynalazek jest szczególnie przydatny do stosowania w procesach spalania, w których chlor, z uwagi na dużą skuteczność jego wytrącania ze spalin.
Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładzie wykonania za pomocą rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat realizacji sposobu według wynalazku w zastosowaniu do dużego kotła, fig. 2A przedstawia widok rozmiarów cząstek kompozytu sfotografowany przy pomocy skaningowego mikroskopu, zaś fig. 2B przedstawia analogicznie sfotografowany widok cząstek sorbentu wapniowego bez stosowania wynalazku, natomiast fig. 3 przedstawia schemat połączeń aparatury laboratoryjnej dla oceny poprawy czasu pracy wtrysku przy użyciu kompozytu według wynalazku.
W sposobie redukcji SOx w spalinach poprzez wtrysk do pieca sorbentów wapniowych będących przedmiotem wynalazku przygotowuje się kompozyt w postaci szlamu wodnego. Dla utworzenia kompozytu w postaci szlamu wodnego, wodę, odpowiedni materiał zawierający wapń oraz układ dyspergujący według wynalazku wprowadza się do zbiornika 1. Zaleca się, aby zbiornik 1 posiadał odpowiednie mieszadło 2 oraz układ recyrkulacji 3 utworzony z rur i pompy. Zbiornik 1 powinien mieć dostateczne rozmiary do pomieszczenia materiału na czas od 8 godz. do 24 godz. pracy. Pompa powinna mieć dostateczną wydajność, aby spowodować pełną recyrkulację zawartości zbiornika 1 w okresie od 8 godz. do 24 godz.
Wodny szlam składa się z odpowiedniego materiału zawierającego wapń, zdolnego do reagowania z tlenkami siarki w temperaturach powyżej 200°C w celu utworzenia siarczanów i siarczynów wapnia oraz: z układu stabilizatora utworzonego z hydrofobowego środka powierzchniowo czynnego o wartości współczynnika HLB niższej od 8 oraz hydrofilowego środka powierzchniowo czynnego o wartości współczynnika HLB przynajmniej 8, przy czym wartości HLB hydrofobowego i hydrofitowego środka powierzchniowo czynnego różnią się przynajmniej o 3. Preferowana różnica wartości HLB dla tych dwóch różnych dyspergatorów wynosi przynajmniej 5. Preferowany stosunek wagi dyspergatora hydrofobowego do wagi dyspergatora hydrofitowego jest w zakresie od 25:1 do 1:1, przykładowo od 12:1 do 2:1. Stosowany układ dyspergujący ma stężenie od 1 do około 20.000 ppm, a najlepiej jeśli mieści się w zakresie od 250 do 1.000 ppm.
Preferowane dyspergatory hydrofobowe o wartościach HLB mniejszych niż 8 są materiałami wybranymi z grupy zawierającej etoksylowany fenoloetanol, polimery blokowe tlenku etylenu i tlenku propylenu, sulfoniany naftowe, estry organofosforanowe, kwasy tłuszczowe takie jak kwas oleinowy, olej rycynowy, sulfoniany alkilowe, alkanoloamidy kwasu tłuszczowego oraz mieszaniny dowolnych dwóch lub więcej z powyższych substancji. Preferowane dyspergatory hydrofitowe są materiałami wybranymi z grupy składającej się z alkanoloamidów, soli siarczanu laurylowego, sulfonianów dedecylu benzenu, sulfonianów amidowych, estrów fosforanowych oraz mieszaniny dwóch lub więcej z powyższych substancji. Kompozyt w postaci szlamu zawiera od 5 do 50%, najkorzystnie od 10% do 30% aktywnego materiału zawierającego wapń w odniesieniu do wagi całego kompozytu w postaci szlamu. Ilość materiału zawierającego wapń może być zmieniana zależnie od ilości SO2 w spalinach oraz ilości czynnika· do oczyszczania ze związków·' azotowych zawartych w tej mieszance., Najlepiej będzie, gdy materiał zawierający wapń będzie wprowadzany do spalin w stosunku molowym wapnia do bazowego poziomu SO2, to jest przed procesem oczyszczania, od 1:2 do 4:1, przy preferowanym stosunku 1:1 do 3:1. Poszczególne cząsteczki materiału zawierającego wapń znajdujące się w szlamie mają średnio
176 401 ważony rozmiar średnicy od 0,05 μ m do 50 μ m przy dokładnym rozmiarze zależnym od handlowej postaci materiału.
Dla utworzenia kompozytu w postaci szlamu stosuje się jako materiał zawierający wapń węglan wapnia, tlenek wapnia lub wodorotlenek wapnia.
Preferowaną postacią węglanu wapnia jest wapń, ale jeśli zajdzie potrzeba może on zostać zastąpiony inną jego postacią. Poza wapieniem, inne formy węglanu wapniowego obejmują muszle ostryg, aragonit, kalcyt, kredę, marmur, margiel oraz trwawertyn. Może on być wydobywany lub wytwarzany. W uzupełnieniu węglanu wapnia, inne związki wapnia aktywnie wiążące SOx, takie jak tlenek wapnia i wodorotlenek wapnia mogą być również stosowane. Materiały te mogą być względnie czyste lub mogą zawierać akceptowane w handlu ilości innych materiałów. W szczególności, związki wapniowe mogą być dostarczane w postaci materiałów takich jak dolomit i magnezyt, które zawierają znaczne ilości magnezu.
Preferowany średni rozmiar pierwotnych cząsteczek wodorotlenku wapnia wynosi od 0,05 μ m do 5,0 μ m przy mniejszej niż 2% zawartości aglomeratów mających średnice większe niż 1 pm. Preferowany średni rozmiar pierwotnych cząsteczek tlenku wapnia wynosi od 0,5 μm do 25 μm, przy mniejszej niż 5% zawartości aglomeratów mających średnice większe niż 10 μ m. Preferowany średni rozmiar pierwotnych cząsteczek węglanu wapnia wynosi od 1 μ m do 50 pm, przy mniejszej niż 10% zawartości aglomeratów mających średnice większe niż 20 μ m.
W kompozycie o postaci szlamu mogą być również stosowane środki skutecznej redukcji NOx, zazwyczaj dokonywanej w temperaturze od 870°C do 1100°C.
Pośród środków odpowiednich do oczyszczania z tlenków azotu znajdują się substancje ujawnione dla przykładu w patentach amerykańskich nr 4.997.631, 5.017.347 oraz 5.057.293. Środki do usuwania azotu obejmują mocznik, produkty hydrolizy mocznika, włącznie z karbaminianem amonowym w kompleksie z pojedynczą unikalną strukturą węglanu amonowego (wodorowęglanu amonowego w stosunku karbaminianu amonowego do węglanu amonowego) wodorowęglanu amonowego od 10:1 do 1:9, amoniak, sześciometylenotetramina (HMTA), karbaminian amonowy, węglan amonowy, oraz wodorowęglan amonowy. Równoważne sole amonowe mogą być także stosowane. Preferowanymi składnikami redukującymi NOx stosowanymi w kompozycie według wynalazku są mocznik i produkty hydrolizy mocznika.
Najkorzystniej jest, jeżeli stosunek środka usuwającego związki azotu do zawartości związków azotu w spalinach przed oczyszczeniem wynosi od 0,5 do 3,5. Stosunek ten może być określany mianem normalizowanego stosunku stechiometrycznego lub NSS (ang. NSR). 'Normalizowany stosunek stechiometiyczny odnosi się do stosunku stężenia rodników redukcyjnych, takich jak rodniki NHX do stężenia tlenków azotu w spalinach i może być wyrażony jako [NHX] / [NOx]. Uważa się, że rodniki NHX, gdzie x jest liczbą całkowitą, stanowią część całości wprowadzaną przez czynnik oczyszczający, która ułatwia szereg reakcji prowadzących do redukcji NOx do N 2. Stosunek molowy środka oczyszczającego do stężenia NOx może być używany alternatywnie zamiast NSS, kiedy chemia redukcji nie jest do końca poznana, zaś stosowane tutaj pojęcie NSS obejmuje stosunek molowy tam, gdzie jest to stosowane. Korzystnie jest stosować środek przeznaczony do oczyszczania ze związków azotu w ilości od 3% do 35% całej wagi kompozytu z wyłączeniem rozpuszczalnika (wody) a od 1% do 15% wagi uzyskanego szlamu. Gdy do roztworu wodnego dodawany jest mocznik, woda roztworowa nie powinna być brana pod uwagę w obliczeniach wagi dodawanego mocznika. Na ogół stosunek wagowy sorbentu do środka azotowego może mieścić się w zakresie od 1,5:1 do 33:1, a najlepiej od 2,7:1 do 22:1. Poza środkiem azotowym oraz sorbentem wapniowym pozostała część kompozytu zawiera wodę lub inny rozpuszczalnik, niezbędny do utworzenia szlamu. Zazwyczaj, szlam taki składa się z od 20% do 70% wagowych ciał stałych, a najlepiej od 25% do około 50% wagowych ciał stałych.
176 401
W sposobie według wynalazku, opisany wyżej kompozyt ze zbiornika 1 wtryskuje się przez układ 4 wtrysku do strumienia gazów spalinowych w tym miejscu komory spalania 5, gdzie temperatura wynosi powyżej 200°C. Typowe są temperatury od 420°C do 1320°C, z zakresami od 420°C do 760°C a w niektórych przypadkach od 760°C do 1040°C a także od 1040°C do 1320°C w innych przypadkach. Zasadniczymi względami w dobieraniu temperatury do wtrysku są geometria kotła oraz możliwość dokonania wtrysku do strefy, która umożliwi dobre wymieszanie i rozproszenie szlamu w strumieniu gazów spalinowych. im wyższa temperatura, tym bardziej skrajne problemy muszą być rozwiązywane przez ten wynalazek.
W przykładzie realizacji wynalazku przedstawionym na fig. 1 przez układ 4 wtrysku, wtryskuje się kompozyt do sekcji popłomiennej 6. Kompozyt w postaci szlamu jest najczęściej wtryskiwany z dysz atomizujących, wykorzystujących jako środek atomizujący powietrze i parę wymuszonego przejścia szlamu przez otwory o małej średnicy w piuropuszu małych kropelek. Dysze takie mają zazwyczaj rury zasilające o średnicy mniejszej od 25 mm, na przykład od 8 do 15 mm odprowadzające szlam z szybkością od 7,5 x 10'5 do 7,5 x 10'’ m3/s, zazwyczaj mniejszą od 3,75 x 105 m3/s z każdej dyszy. Stosuje się ciśnienie w wysokości poniżej 700 kPa, od 28 kPa do 420 KPa dla szlamu i od 280 kPa do 560 kPa dla powietrza. Dysze takie mają tendencję do zatykania się w wysokich temperaturach jakie występują przy wtrysku do pieca.
Można wtryskiwać kompozyt w postaci szlamu również do kolejnych sekcji 7 i 8 komory spalania 5. Do strefy płomienia 9 komory spalania 5 typu stosowanego w zakładach usługowych do spopielania odpadów oraz przemysłowego wytwarzania pary podajnikiem 10 jest dostarczane paliwo. Gorące gazy spalinowe przedstawione jako strzałki konturowe przepływają ze strefy 9 płomienia poprzez popłomienną sekcję 6 komory spalania 5, oraz kolejne sekcje 7 i 8 aż do podgrzewacza powietrza 11. Po wyjściu z podgrzewacza powietrza 11 gazy przechodzą przez urządzenie 12 oddzielające stałe cząsteczki. Urządzeniem 12 może być elektrofiltr lub filtr workowy. Po oczyszczeniu z cząsteczek gazy spalinowe są uwalniane przez komin 13. Znaczenie techniczne rozwiązań według wynalazku ilustrują następujące przykłady:
Przykład. 1. Przygotowano wodny szlam wapniowy używając 20% wapna hydratyzowanego o wysokiej zawartości wapnia z firmy Miliard Lime and Stone Company, Annville, Pensylvania. Szlam ten zawierał układ stabilizujący powierzchniowo czynny (ang. stabilizing surfactant system) zwany dalej SSS składający się z 91% etoksyfenoloetanolu (Triton X-15, HLB = 3,5) i 9% alkanoamidu (Witcamide 5138, HLB = 9,8). Stabilność szlamu została określona przez pomiar objętości wody oddzielanej od składników stałych w funkcji czasu. Dyspersja szlamu została wyznaczona za pomocą mikroskopii elektronowej. Rozmiary cząsteczek szlamu zostały wyznaczone za pomocą analizatora rozmiarów cząsteczek firmy HORIBA. Wyniki pomiarów zebrano w następującej tabeli:
176 401
Przykład 2. Kompozyt w postaci szlamu wapniowego o tej samej kompozycji co w przykładzie 1 przygotowany w kontenerze 14 o pojemności ok. 22,5 1 (fig. 3) był ciągle mieszany za pomocą mieszadła 15. Szlam ten był poddany ciągłej cyrkulacji w obwodzie 16 za pomocą pompy 17 oraz zespołu wtryskowego 18 z szybkości 3,7 x 10'5 m3/s stosując ciśnienie powietrza atomizującego, dostarczanego za pomocą toru 19, w wysokości 300 kPa wskazane za pomocą przyrządu 20. Wzrost ciśnienia po stronie ssącej pompy był monitorowany za pomocą przyrządu 21 w całym wydłużonym cyklu pracy zespołu wtryskowego 18. Zanotowano czas jaki upłynął od chwili zablokowania układu, to jest czas po którym pompa 17 nie mogła przepchnąć szlamu przez zespół wtryskowy 18 wskazywany przez wysokie ciśnienie po stronie ssącej pompy. Test był prowadzony z udziałem i bez udziału układu stabilizacji szlamu z dodatkiem według przykładu 1 (91% Triton X-15 oraz 9% Witcamide 5138) dodanym do 20% szlamu Ca(OH )2 przy stężeniu 500 ppm. Wyniki zebrano w poniższej tabeli.
IOW 157-4 <·. '.·· η:·· ·:·. ··-·:.'./ •S Loc.l _
Fig. 2A
Fig. 2B
176 401
Fig. 3
176 401
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.
Cena 2,00 zł.

Claims (20)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób redukcji SOx w spalinach poprzez wtrysk do pieca sorbentów wapniowych, w którym to procesie wtryskuje się sorbenty wapniowe w postaci szlamów, znamienny tym, że najpierw przygotowuje się kompozyt w postaci szlamu wodnego zawierający materiał wapniowy zdolny do reagowania z tlenkami siarki w temperaturach powyżej 200°C w celu utworzenia siarczynów i siarczanów wapnia oraz układ stabilizatora utworzony z hydrofobowego środka powierzchniowo czynnego o współczynniku HLB mniejszym od 8 oraz hydrofitowego środka powierzchniowo czynnego o współczynniku HLB przynajmniej 8, przy czym wartości HLB hydrofobowego i hydrofitowego środka powierzchniowo czynnego różnią się przynajmniej o 3, a następnie tak przygotowany kompozyt wtryskuje się do strumienia gazów spalinowych w tym miejscu paleniska pieca, gdzie temperatura wynosi powyżej 200°C.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że różnica wartości współczynnika HLB dla dwóch dyspergatorów wynosi przynajmniej 5.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek wagi dyspergatora hydrofobowego do wagi dyspergatora hydrofitowego wynosi od 25:1 do 1:1.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek wagi dyspergatora hydrofobowego do wagi dyspergatora hydrofitowego wynosi najkorzystniej od 12:1 do 2:1.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że układ dyspergujący ma stężenie od 1 do 20 000 ppm.
  6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że układ dyspergujący ma stężenie najkorzystnie od 250 do 1000 ppm.
  7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kompozyt w postaci szlamu zawiera od 5% do 50% materiału z aktywnym wapniem w odniesieniu do wagi kompozytu.
  8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że poszczególne cząsteczki materiału zawierającego wapń, zawarte w szlamie mają średnioważoną średnicę o wielkości od 0,05 «m do 50 μτη.
  9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał zawierający wapń stanowi wodorotlenek wapnia mający średni rozmiar cząsteczki pierwotnej od 0,05 μ m do 5,0 /im, przy mniej niż 2% ilości aglomeratów o średnicach większych niż 1 μ m.
  10. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał zawierający wapń stanowi tlenek wapnia mający średni rozmiar cząsteczki od 0,5 im do 25 μm przy mnie niż 5% ilości aglomeratów o średnicach większych niż 10 μ m.
  11. 11. Kompozyt do redukcji SOX w spalinach poprzez wtrysk do pieca sorbentów wapniowych, który to kompozyt ma postać szlamu wodnego, znamienny tym, że zawiera związki wapnia zdolne do reagowania z tlenkami siarki w temperaturach powyżej 200°C w celu utworzenia siarczynów lub siarczanów oraz układ dyspergujący utworzony z hydrofobowego środka powierzchniowo czynnego o współczynniku HLB mniejszym od 8 oraz z hydrofitowego środka powierzchniowo czynnego o współczynniku HLB wynoszącym przynajmniej 8, przy czym wartości współczynników HLB hydrofobowego i hydrofitowego środka powierzchniowo czynnego różnią się nie mniej niż o 3.
  12. 12. Kompozyt według zastrz. 11, znamienny tym, że różnica wartości HLB dwóch środków dyspergujących wynosi najkorzystniej 5.
  13. 13. Kompozyt według zastrz. 11, znamienny tym, że stosunek wagi dyspergatora hydrofobowego do wagi dyspergatora hydrofitowego wynosi od 25:1 do 1:1.
    176 401
  14. 14. Kompozyt według zastrz. 11, znamienny tym, że stosunek wagi dyspergatora hydrofobowego do wagi dyspergatora hydrofitowego wynosi korzystnie od 12:1 do 2:1.
  15. 15. Kompozyt według zastrz. 11, znamienny tym, że dyspergujący układ ma stężenie od 1 do 20.000 ppm.
  16. 16. Kompozyt według zastrz. 11, znamienny tym, że dyspergujący układ ma stężenie korzystnie od 250 do 1000 ppm.
  17. 17. Kompozyt według zastrz. 11, znamienny tym, że zawiera od 5% do 50% materiału z aktywnym wapniem w odniesieniu do wagi całego kompozytu.
  18. 18. Kompozyt według zastrz. 11, znamienny tym, że poszczególne cząsteczki materiału zawierającego wapń zawarte w kompozycie mają średnicę o średnioważonej wielkości od 0,05 j«m do 50 ^m.
  19. 19. Kompozyt według zastrz. 11, znamienny tym, że materiałem zawierającym wapń jest wodorotlenek wapnia mający średni rozmiar cząsteczki pierwotnej od 0,05 μ m do 5 μ m, przy mniej niż 2% aglomeratów o średnicach większych od 1 μη.
  20. 20. Kompozyt według zastrz. 11, znamienny tym, że materiał zawierający wapń stanowi tlenek wapnia mający średni rozmiar cząsteczki od 0,5 μm do 25 μ m, przy mniej niż 5 % aglomeratów o średnicach większych niż 10 μ m.
PL94306656A 1994-01-10 1994-12-30 Sposób redukcji SOx w spalinach poprzez wtrysk do pieca sorbentów wapniowych oraz kompozyt do stosowania tego sposobu PL176401B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/179,447 US5468460A (en) 1994-01-10 1994-01-10 Stabilization of calcium-based slurries for sox reduction by in-furnace injection

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL306656A1 PL306656A1 (en) 1995-07-24
PL176401B1 true PL176401B1 (pl) 1999-05-31

Family

ID=22656635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL94306656A PL176401B1 (pl) 1994-01-10 1994-12-30 Sposób redukcji SOx w spalinach poprzez wtrysk do pieca sorbentów wapniowych oraz kompozyt do stosowania tego sposobu

Country Status (3)

Country Link
US (2) US5468460A (pl)
CN (1) CN1046863C (pl)
PL (1) PL176401B1 (pl)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5658547A (en) * 1994-06-30 1997-08-19 Nalco Fuel Tech Simplified efficient process for reducing NOx, SOx, and particulates
US5681536A (en) * 1996-05-07 1997-10-28 Nebraska Public Power District Injection lance for uniformly injecting anhydrous ammonia and air into a boiler cavity
DE19709095A1 (de) * 1997-03-06 1998-09-17 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Abscheidung von Schadstoffen aus Verbrennungsabgasen
US6349658B1 (en) * 1999-10-28 2002-02-26 Environmental Improvement Systems, Inc. Auger combustor with fluidized bed
AU2003226617A1 (en) * 2003-03-26 2004-10-18 Council Of Scientific And Industrial Research Nontoxic dental care herbal formulation for preventing dental plaque and gingivitis
JP2005139060A (ja) * 2003-10-16 2005-06-02 Tokuyama Corp セメント用凝結促進剤
CA2628198A1 (en) * 2005-11-05 2007-05-10 Jerrold E. Radway Control of combustion system emissions
US8807055B2 (en) 2005-11-05 2014-08-19 Clearchem Development, Llc Control of combustion system emissions
FR3053445B1 (fr) * 2016-07-01 2019-10-25 Constructions Industrielles De La Mediterranee - Cnim Procede de nettoyage de chaudieres, dispositif et chaudiere correspondants
CN117358032A (zh) * 2023-10-31 2024-01-09 华能巢湖发电有限责任公司 一种稳定脱硝剂及其应用

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4026991A (en) * 1975-10-15 1977-05-31 American Cyanamid Company Process for stabilizing lime mud
US4555996A (en) * 1984-07-06 1985-12-03 Acurex Corp. Method for reduction of sulfur products in the exhaust gases of a combustion chamber
US4741890A (en) * 1986-07-24 1988-05-03 Betz Laboratories, Inc. Gas scrubbing method
US5057293A (en) * 1987-02-13 1991-10-15 Fuel Tech, Inc. Multi-stage process for reducing the concentration of pollutants in an effluent
US5017347A (en) * 1987-02-13 1991-05-21 Fuel Tech, Inc. Process for nitrogen oxides reduction and minimization of the production of other pollutants
JPS63224715A (ja) * 1987-03-16 1988-09-19 Taguchi Kenkyusho:Kk 排気の浄化処理方法
US4869885A (en) * 1987-11-20 1989-09-26 Nalco Chemical Company Use of oil-soluble surfactants in flue gas desulfurization systems
US4891195A (en) * 1988-04-01 1990-01-02 Nalco Chemical Company Synergistic effect of oil-soluble surfactants and dibasic carboxylic acids on SO2 removal enhancement in flue gas desulfurization process
IT1230644B (it) * 1988-11-15 1991-10-28 Ente Naz Energia Elettrica Miscela per ridurre sostanze inquinanti nei fumi di una caldaia.
US5058514A (en) * 1989-10-18 1991-10-22 Mozes Miriam S Process for controlling acid gas emissions in power plant flue gases
US4997631A (en) * 1990-03-07 1991-03-05 Fuel Tech, Inc. Process for reducing nitrogen oxides without generating nitrous oxide

Also Published As

Publication number Publication date
US5468460A (en) 1995-11-21
CN1046863C (zh) 1999-12-01
CN1105901A (zh) 1995-08-02
PL306656A1 (en) 1995-07-24
US5518980A (en) 1996-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1578518B1 (en) Method for separating gaseous pollutants from hot process gases by absorption and a mixer for moistening particulate dust
CN101466454B (zh) 整合的干和湿烟道气清洁方法和系统
CN1143728C (zh) 除去燃烧器的燃烧废气中SOx和颗粒的方法
US20040018133A1 (en) Combustion emissions control and utilization of byproducts
PL169155B1 (pl) Sposób i urzadzenie do usuwania zwiazków siarki, zwlaszcza tlenków siarki z gazów spalinowych PL PL
PL184305B1 (pl) Sposób odsiarczania na sucho gazu odlotowego ze spalania
TWI795750B (zh) 燃燒排氣淨化處理相關裝置及方法
US7430969B2 (en) Method for reducing the amount of a sulfur dioxide in a flue gas resulting from the combustion of a fossil fuel
Moretti et al. Advanced emissions control technologies for coal-fired power plants
JP3263586B2 (ja) 排煙処理システム
PL176401B1 (pl) Sposób redukcji SOx w spalinach poprzez wtrysk do pieca sorbentów wapniowych oraz kompozyt do stosowania tego sposobu
CA2622549C (en) Sulfur trioxide removal from a flue gas stream
Ladwig et al. Flue-gas desulfurization products and other air emissions controls
JP2007098307A (ja) 循環型炭酸ガス固定化システム
EP0862939B1 (en) Flue gas treating process
US4741890A (en) Gas scrubbing method
EP1670569A1 (en) Method for removing impurities accumulated in a scrubbing fluid
US9399597B2 (en) Ash compositions recovered from coal combustion gases having reduced emissions of HCI and/or mercury
CN1131718C (zh) 用于改进静电除尘器收集效率的方法
PL176374B1 (pl) Sposób redukcji NO oraz SO w spalinach
JP2008272574A (ja) 六価クロム溶出抑制方法及び火力発電システム
FI117125B (sv) Avsvavlingssubtans och process för avsvavling av rökgaser
JPH08189613A (ja) 循環流動層燃焼方法及びその装置
JPS58202019A (ja) 排ガスの処理方法およびそのための装置
WO2019018671A1 (en) SYSTEMS AND METHOD FOR REMOVING ACID GAS FROM A FLUIDIZED BED DRY CLEANER