PL188485B1

PL188485B1 - Suchy sposób oczyszczania spalin

Info

Publication number: PL188485B1
Application number: PL98325361A
Authority: PL
Inventors: Kazimierz Gaj; Franciszek Knop
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 2005-02-28
Also published as: PL325361A1

Abstract

Suchy sposób oczyszczania spalin, zwlaszcza z tlenków siarki, tlenków azotu i pylu, polegajacy na utlenieniu tlenku azotu, schlodzeniu i nawilzeniu spalin, chemisorpcji zanie- czyszczen kwasnych oraz wytraceniu produktów reakcji, nieprzereagowanego sorbentu i popiolu lotnego na przegrodzie filtracyjnej, znamienny tym, ze proces utleniania, nawil- zania i chlodzenia spalin prowadzi sie jednoczesnie przez wtrysk wodnego roztworu pod- chlorynu sodu i wody do strumienia goracych spalin, utrzymujac wilgotnosc w zgledna spa- lin powyzej 50% i róznice pomiedzy temperatura spalin i tem peratura stanu ich nasycenia wilgocia m niejsza niz 15 K, przy czym stosunek molowy dozow anego podchlorynu sodu do sumy dwutlenku siarki i tlenku azotu zawartych w spalinach utrzymuje sie w granicach 1,5 - 3,5, natomiast stezenie dozowanego roztworu podchlorynu sodu utrzymuje sie w gra- nicach 5 - 15% masowych, zas stosunek molowy dozowanego wodorotlenku wapnia do sumy dwutlenku siarki i tlenku azotu utrzymuje sie w zakresie 0,5 - 2,0. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest suchy sposób oczyszczania spalin, polegający na usuwaniu gazowych zanieczyszczeń kwaśnych, zwłaszcza tlenków siarki i dwutlenku azotu oraz tlenku azotu i pyłu ze spalin kotłowych. Sposób ten nadaje się zwłaszcza do oczyszczania spalin z kotłów o małej i średniej mocy', opalanych węglem lub olejem.

Znane są suche, wysokotemperaturowe sposoby ograniczania emisji tlenków siarki, tlenków azotu i pyłu, przez wprowadzenie do komory spalania, w strefę temperatur 10231273 K, tlenku wapnia, węglanu wapnia lub innych związków alkalicznych, ewentualne nawilżenie spalin i wytrącenie produktów reakcji z popiołem lotnym w suchym odpylaczu. Ze względu na mały stopień przereagowania, metody te wymagają stosowania wysokiego nadmiaru stechiometrycznego sorbentu, są mało skuteczne i powodować mogą zakłócenia w pracy kotła.

Znane są również z polskich opisów patentowych nr 140693 i nr 148176, metody suche, polegające na nawilżeniu spalin, wprowadzeniu do nich pylistego, alkalicznego, ewentualnie schłodzonego sorbentu i wytrąceniu produktów reakcji wraz z popiołem lotnym w suchym odpylaczu. Reakcje chemiczne w tych metodach przebiegają w fazie wodnej a substraty i produkty reakcji są suche. Metody te nie umożliwiają ograniczenia emisji tlenku azotu, który w przeciwieństwie do wyzszych tlenków tego pierwiastka - nie należy do gazów kwaśnych i jest bardzo trudno rozpuszczalny w wodzie. Aby usunąć dodatkowo tlenek azotu, który stanowi ponad 90% sumy tlenków azotu zawartych w spalinach, w/w metody łączy się z pierwotnymi lub wtórnymi sposobami redukcji jego emisji. Skuteczność metod pierwotnych, polegających na zmianie organizacji procesu spalania, nie przekracza 50%. Powodować one mogą obniżenie wydajności kotła, wzrost emisji tlenku węgla, węglowodorów, koksiku i sadzy i wzrost udziału części palnych w żużlu.

Znane suche metody wtórne ograniczenia emisji tlenków azotu to metody redukcyjnoadsorpcyjne z wykorzystaniem amoniaku jako reduktora oraz węgla aktywnego, aktywnego koksu, tlenku miedzi, tlenku cynku i tlenku glinu jako adsorbentów, metody adsorpcyjne z wykorzystaniem zelu kwasu krzemowego, zeolitów i anionitów, metody katalitycznego uwodornienia przy wykorzystaniu gazu ziemnego jako reduktora, metody katalitycznej i niekatalitycznej redukcji selektywnej przy wykorzystaniu właściwości redukujących amoniaku, metody wykorzystujące działanie jonizujące strumienia elektronów lub promieniowania UV w obecności amoniaku.

Wymienione suche metody usuwania tlenków azotu ze spalin, łączone z suchymi metodami ich odsiarczania, wymagają wstępnego odpylenia spalin, stosowania podwyższonych

188 485 temperatur, drogich katalizatorów czy też kosztownych reduktorów. Są to metody nudne do zaadaptowania w przypadku istniejących instalacji odsiarczania spalin, wymagające stosowania oddzielnych aparatów.

Wynalazek dotyczy suchego sposobu oczyszczania spalin, zwłaszcza z tlenków siarki, tlenków azotu i pyłu, polegającego na utlenieniu tlenku azotu do wyższych tlenków, schłodzeniu i nawilżeniu spalin, chemisorpcji zanieczyszczeń na warstwie filtracyjnej oraz wytrąceniu produktów reakcji, nieprzereagowanego sorbentu i popiołu lotnego na przegrodzie filtracyjnej.

Istota wynalazku polega na tym, że proces utleniania, nawilżania i chłodzenia spalin prowadzi się równocześnie przez wtrysk wodnego roztworu podchlorynu sodu i wody do strumienia gorących spalin, utrzymując wilgotność względną spalin powyżej 50% i różnicę pomiędzy temperaturą spalin i temperaturą stanu ich nasycenia wilgocią mniejszą niż 15 K, przy czym stosunek molowy dozowanego podchlorynu sodu do sumy dwutlenku siarki i tlenku azotu zawartych w spalinach utrzymuje się w granicach 1,5 - 3,5 a stężenie dozowanego roztworu podchlorynu sodu utrzymuje się w granicach 5 - 15%o masowych. Natomiast stosunek molowy dozowanego do spalin wodorotlenku wapnia do sumy dwutlenku siarki i tlenku azotu zawartych w spalinach utrzymuje się w zakresie 0,5 - 2,0.

Zaletą sposobu według wynalazku jest możliwość równoczesnego, skutecznego odpylania, odsiarczania i odazotowania spalin oraz usuwania innych gazów kwaśnych w jednym urządzeniu, przy wykorzystaniu tego samego sorbentu. Zaletą jest też brak ścieków, niski koszt inwestycyjny, wykorzystanie właściwości alkalicznych popiołu lotnego i zdolności higroskopijnych tworzącego się na warstwie filtracyjnej chlorku wapnia oraz sucha postać produktu oczyszczania spalin. Sposób według wynalazku pozwala na łatwą adaptację instalacji odsiarczania i odpylania spalin, pracującej z wykorzystaniem filtra tkaninowego.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym jest pokazany schemat realizujący ten sposób.

Przykład

Do stłumienia spalin, odciąganych z kotła 1, w ilości 23000 mn³/h o temperaturze 473 K i zawartości wilgoci 0,03 kg/kg suchych spalin, zawierających dwutlenek siarki o stężeniu 1 g/mn³, tlenek azotu o stężeniu 0,1 g/mn³, dwutlenek azotu o stężeniu 0,01 g/mn³ oraz popiół lotny o stężeniu 1 g/mn3, wtryskuje się wodę w ilości 0,2 m3/h, wodny roztwór podchlorynu sodu w ilości m3/h, o stężeniu 10% mas., oraz ze zbiornika 3 dozownikiem 4 dozuje się wapno hydratyzowane w ilości 36 kg/h. Tak spreparowane spaliny kieruje się do filtra workowego 2, zabezpieczonego termicznie przed wykraplaniem się wilgoci. W efekcie oczyszczania spalin uzyskuje się ponad 99% redukcji emisji dwutlenku siarki, ponad 70% redukcji emisji tlenków azotu i ponad 99% redukcji emisji pyłu oraz stały produkt oczyszczania w postaci suchego proszku, zawierający głównie siarczany, azotany i chlorki wapnia, popiół lotny oraz nieprzereagowany sorbent.

188 485

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Suchy sposób oczyszczania spalin, zwłaszcza z tlenków siarki, tlenków azotu i pyłu, polegający na utlenieniu tlenku azotu, schłodzeniu i nawilżeniu spalin, chemisorpcji zanieczyszczeń kwaśnych oraz wytrąceniu produktów reakcji, nieprzereagowanego sorbentu i popiołu lotnego na przegrodzie filtracyjnej, znamienny tym, że proces utleniania, nawilżania i chłodzenia spalin prowadzi się jednocześnie przez wtrysk wodnego roztworu podchlorynu sodu i wody do strumienia gorących spalin, utrzymując wilgotność względną spalin powyżej 50% i różnicę pomiędzy temperaturą spalin i temperaturą stanu ich nasycenia wilgocią mniejszą niż 15 K, przy czym stosunek molowy dozowanego podchlorynu sodu do sumy dwutlenku siarki i tlenku azotu zawartych w spalinach utrzymuje się w granicach 1,5 - 3,5, natomiast stężenie dozowanego roztworu podchlorynu sodu utrzymuje się w granicach 5 - 15% masowych, zaś stosunek molowy dozowanego wodorotlenku wapnia do sumy dwutlenku siarki i tlenku azotu utrzymuje się w zakresie 0,5 - 2,0.