PL192611B1 - Sposób uwadniania tlenku wapnia zawartego w popiołach pochodzących ze spalarki o złożu fluidalnym - Google Patents

Sposób uwadniania tlenku wapnia zawartego w popiołach pochodzących ze spalarki o złożu fluidalnym

Info

Publication number
PL192611B1
PL192611B1 PL341243A PL34124398A PL192611B1 PL 192611 B1 PL192611 B1 PL 192611B1 PL 341243 A PL341243 A PL 341243A PL 34124398 A PL34124398 A PL 34124398A PL 192611 B1 PL192611 B1 PL 192611B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
ashes
calcium oxide
ash
hydration
water
Prior art date
Application number
PL341243A
Other languages
English (en)
Other versions
PL341243A1 (en
Inventor
Edward J. Anthony
Original Assignee
Canada Majesty In Right Of
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 Canada Majesty In Right Of filed Critical Canada Majesty In Right Of
Publication of PL341243A1 publication Critical patent/PL341243A1/xx
Publication of PL192611B1 publication Critical patent/PL192611B1/pl

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
    • C04B18/061—Ashes from fluidised bed furnaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/10—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing sonic or ultrasonic vibrations
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2/00—Lime, magnesia or dolomite
    • C04B2/02—Lime
    • C04B2/04—Slaking
    • C04B2/06—Slaking with addition of substances, e.g. hydrophobic agents ; Slaking in the presence of other compounds
    • C04B2/063—Slaking of impure quick lime, e.g. contained in fly ash
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

1. Sposób uwadniania tlenku wapnia zawartego w popiolach pochodzacych ze spalarki o zlozu flu- idalnym, w której siarka zawarta w paliwie weglowym jest spalana w obecnosci tlenku wapnia lub materialu zapewniajacego tlenek wapnia, znamienny tym, ze: (a) odzyskuje sie popioly zawierajace tlenek wap- nia ze spalarki o zlozu fluidalnym; (b) miesza sie odzyskane popioly z woda, w ilosci przynajmniej wystarczajacej do zapewnienia calkowitej hydratacji tlenku wapnia zawartego w popiolach; (c) przenosi sie mieszanine popiolów i wody do sonochemicznego reaktora; (d) wystawia sie mieszanine wody i popiolów w reaktorze na promieniowanie fala dzwieko- wa na poziomie mocy i czestotliwosci wystar- czajacej do wywolania reakcji hydratacji, prze- biegajacej w akceptowalnym stopniu; i (e) odzyskuje sie z reaktora wystarczajaco uwod- niony popiól. PL PL PL

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób uwadniania tlenku wapnia zawartego w popiołach, pochodzących ze spalarki o złożu fluidalnym.
Dobrze wiadomo, że podczas spalania paliw węglowych, takich jak węgiel, zawarta w nich siarka jest utleniana, zazwyczaj w dużym stopniu, do dwutlenku siarki, chociaż w pewnych warunkach może się tworzyć nieco trójtlenku siarki. Podczas gdy tylko niewielka ilość tego dwutlenku siarki może być chemicznie przekształcona do siarczynu (lub siarczanu, jeśli występuje trójtlenek siarki) w popiele, utworzonym w ogromnej ilości z materiałów niepalnych zawartych w paliwie, to większość dwutlenku siarki jest odprowadzana ze strefy spalania pieca jako część gazów spalinowych. W przeszłości, te spalinowe gazy piecowe zawierające dwutlenek siarki były odprowadzane do atmosfery przez komin, ale nie jest to już obecnie możliwe, ze względu na szkody ekologiczne wywołane takimi kwaśnymi emisjami, w tym tworzenie się kwaśnego deszczu. Jedynym znanym, skutecznym sposobem zmniejszenia wydzielania tlenków siarki do dopuszczalnego poziomu, jest chemiczne wychwycenie tlenków siarki z piecowych gazów spalinowych, zanim zostaną wypuszczone do atmosfery.
Jedną z metod, która jest szeroko stosowana do wychwytywania tlenków siarki, jest wprowadzanie do gorących gazów piecowych alkalicznego, reaktywnego dodatku w postaci ciała stałego, aby przereagował z tlenkami siarki. Najbardziej powszechnie stosowanym dodatkiem jest specjalny materiał pochodzący z kamienia wapiennego i jest on zazwyczaj dodawany do strefy spalania pieca. Teoretycznie możliwe są cztery reakcje z materiałem z kamienia wapiennego:
(a) CaCO3 CaO + CO2 (b) CaO + SO2 CaSO3 (c) 2CaO + 2SO2 + O2 2CaSO4 (d) CaO + SO3 CaSO4
W warunkach, które panują w strefie spalania pieca spalarki o złożu fluidalnym lub FBC, trójtlenek siarki występuje na ogół w bardzo małej ilości, tak więcostatnia z tych reakcji prawie nie ma znaczenia. W wyniku tego, pozostałości popiołowe z pieca zazwyczaj stanowiąheterogeniczną mieszaninę CaO, CaSO4, kamienia wapiennego, nie przereagowanego węgla odbarwiającego, pochodzącego z paliwa oraz popiołów pochodzących zpaliwa,które są przede wszystkim związkami nieorganicznymi. Technika ta jest szczególnie odpowiednia w nowoczesnych spalarkach o złożu fluidalnym (FBC).
Te wszystkie znane procesy, stosujące mniej lub bardziej suchy dodatek specjalny, odznaczają się słabym wykorzystaniem dodanego reagenta, w takim sensie, że aby znacząco zmniejszyć ilości dwutlenku siarki oraz trójtlenku siarki, jeśli występuje, w gazach piecowych, przed ich wypuszczeniem doatmosfery, musi być stosowany znaczny nadmiar reagenta, w stosunku do wymagań teoretycznych reakcji zestawionych wcześniej. Jest to w szczególności prawdziwe dla najbardziej powszechnie stosowanego reagenta, którym jest, bądź kamień wapienny, jako taki (zasadniczo CaCO3), wapno palone (CaO), bądź uwodnione wapno palone Ca(OH)2 z dodatkiem części (CaO). Chociaż kamień wapienny jest stosunkowo tanim materiałem, to zarówno kamień wapienny, wapno palone jak i uwodnione wapno palone są słabo wykorzystywane w procesie wychwytywania dwutlenku siarki, przy czym wykorzystanie w zakresie 30%-40% jest uznawane za dobre.
Słabe wykorzystanie wapna palonego lub kamienia wapiennego z niekorzystnym wpływem na koszty operacyjne pieca, dostarcza również popiołu piecowego, który stwarza problemy usuwania. Ponieważ wychwytywanie dwutlenku siarki w piecu jest na ogół nieefektywne, popioły z FBC zazwyczaj zawierają aż do około 20% wolnego CaO. Popiół z FBC zawierający taką ilość wolnego CaO nie może być po prostu zwalony na wysypisko. Może on generować niebezpiecznie wysokie temperatury w kontakcie z wodą i tereny zasypane tymi odpadami są zarówno niestabilne, jak i generują ługi wodne o niedopuszczalnie wysokim alkalicznym pH w zakresie pomiędzy 11 a 12. Ług ten również wymaga obróbki przed jego bezpiecznym usunięciem. Ponadto, w długich okresach czasu na terenie z takim odpadami, stwierdzono, że popioły te znacznie się rozszerzają, co wpływa zarówno na stabilność wysypiska, jak i wytwarza jeszcze więcej wymagającego obróbki alkalicznego ługu.
W celu złagodzenia tych trudności, popioły z FBC są na ogół poddawane procedurze dwuetapowego uwadniania CaO. Najpierw stałe popioły miesza się z wodą. Następnie, wilgotne ciała stałe są poddawane obróbce kolejną porcją wody na terenie usuwania odpadów, częściowo dla zakończenia procesu uwadniania, a częściowo dla osiągnięcia optimum gęstości ciał stałych. Drugie dodanie wody pozwala na zakończenie reakcji cementujących, obejmujących inne składniki popiołu, co powinno poprawiać ogólną wytrzymałość i trwałość terenu wysypiska.
PL 192 611 B1
Sposób ten ma kilka niedogodności. Analiza chemiczna uwodnionego popiołu pokazuje, że na końcu dwuetapowego procesu, reakcja uwadniania nie jest zakończona i najwyżej tylko 70-80% CaO z popiołu jest uwodnione. Stwierdzono również, że straty wody związane z tworzeniem pary podczas uwadniania popiołu są całkiem wysokie, i mogą sięgać aż do 40-50% wagowych poddawanego obróbce popiołu, nawet pomimo, że teoretycznie wymagana ilość wody dla przeciętnego popiołu, zawierającego około 18% wolnego CaO, wynosi w przybliżeniu tylko 6% wagowych poddawanego obróbce popiołu. Stwierdzono również, że reakcja hydratacji w temperaturze otoczenia jest wolna i może wymagać godzin lub nawet dni do osiągnięcia rozsądnego stopnia zakończenia.
Zaproponowano kilka sposobów, za pomocą których można uzyskać lepsze uwodnienie popiołów zFBC.
Zaproponowano zwiększenie szybkości reakcji poprzez zwiększenie temperatury wody. Wmetodzie zwanej Pyropower, rekomendowana jest woda o temperaturze 98°C. W procesie o nazwie CERCHAR jest stosowany ciśnieniowy reaktor uwodnienia. Chociaż w obu tych metodach uzyskuje się lepszy stopień uwodnienia, to znacznie wzrasta koszt procesu hydratacji.
A zatem, istnieje zapotrzebowanie na szybszy, mniej kosztowny i bardziej skuteczny sposób uwodnienia przynajmniej głównej ilości CaO zawartej w popiołach z FBC.
Wynalazek niniejszy stara się zapewnić sposób uwodnienia pozostałości CaO w popiołach zFBC, w którym osiąga się zarówno lepszy stopień hydratacji, co nie dodaje znacznego kosztu procesowi uwodnienia, jak i zmniejsza się zużycie wody w procesie hydratacji. Ponadto, jako dodatek do procesu uwodnienia, możliwe jest wychwycenie przynajmniej części CO2 z gazów piecowych, poprzez stosowanie ich części do przekształcenia uwodnionego CaO do CaCO3. Zmniejsza to zarówno ilość CO2 uwalnianą do atmosfery, jak i przekształca potencjalnie niebezpieczny CaO z popiołów w rzeczywiście obojętny i przyjazny dla środowiska materiał. W sposobie uwadniania według niniejszego wynalazku, reakcję pomiędzy popiołami w postaci ciała stałego a ciekłą wodą, aktywuje się sonochemicznie. Poprzez wystawienie mieszaniny popiół/woda na działanie dźwięku o właściwej częstotliwości imocy wejściowej, możliwe jest poprawienie zarówno szybkości uwadniania, jak i stopnia hydratacji popiołów z FBC. Sposób może być przeprowadzony w jednym etapie i nie wymaga długiego okresu czasu.
W sposobie według niniejszego wynalazku szybkość reakcji ciało stałe/ciecz, pomiędzy hydratacyjną wodą, a CaO w popiołach, jest zwiększona poprzez napromieniowanie falą dźwiękową. Wiadomo, że napromieniowanie falą dźwiękową, w niektórych przypadkach, może zwiększać szybkości reakcji chemicznej aż do dwóch rzędów wielkości. W niektórych przypadkach okazuje się to być wynikiem lepszego mieszania. W innych przypadkach, okazuje się to być wynikiem zjawiska kawitacji, o którym powiada się, że wywołuje wytwarzanie przejściowych pęcherzyków o mikro skali o ekstremalnie wysokiej temperaturze, które wywołują implozyjne fale uderzeniowe. Wiadomo również, że napromieniowanie falą dźwiękową może wywoływać powstawanie wżerów w ciałach stałych i dużych sił ścinających na powierzchni rozdziału faz ciecz/ciało stałe, co może znacznie wzmagać procesy przenoszenia masy przez powierzchnię rozdziału faz. Natomiast, bardzo niewiele wiadomo o wpływie na reakcje chemiczne promieniowania falą dźwiękową, które jest promieniowaniem falą dźwiękową o częstotliwościach w zakresie słyszalnym.
Obecnie stwierdzono, że pomimo tego nawet, że CaO w popiołach z FBC jest jedynie jednym z kilku składników złożonej mieszaniny, to aktywacja dźwiękowa reakcji hydratacji jest łatwa i okazuje się być zarówno skuteczna jak i ekonomiczna, w porównaniu z aktualnie stosowanymi lub dostępnymi metodami. Okazuje się, że sonochemiczna aktywacja zapewnia proces hydratacji, w którym można osiągnąć stopnie hydratacji przekraczające 80% w stosunkowo krótkim czasie, bez nadmiernego zużycia wody i który okazuje się być bardziej skuteczny i ekonomiczny, w porównaniu z aktualnie stosowanymi lub dostępnymi sposobami. Ponadto, okazuje się, że może być stosowany szeroki zakres częstotliwości promieniowania falą dźwiękową oraz, że sposób według niniejszego wynalazku nie jest ograniczony do promieniowania falą ultradźwiękową o częstotliwości rzędu około 20 kHz; częstotliwości poniżej 1000 Hz, a tak niskie jak około 400 Hz okazują się również być skuteczne.
A zatem, w pierwszym szeroko rozumianym wykonaniu, niniejszy wynalazek próbuje zapewnić sposób uwadniania tlenku wapnia zawartego w popiołach pochodzących ze spalarki o złożu fluidalnym, w którym siarka zawarta w paliwie węglowym jest spalana w obecności tlenku wapnia lub materiału zapewniającego tlenek wapnia, który to sposób obejmuje:
PL 192 611 B1 (a) odzyskanie popiołów zawierających tlenek wapnia ze spalarki o złożu fluidalnym;
(b) zmieszanie odzyskanych popiołów z wodą, w ilości przynajmniej wystarczającej do zapewnienia całkowitej hydratacji tlenku wapnia zawartego w popiołach;
(c) przeniesienie mieszaniny popiołów i wody do sonochemicznego reaktora;
(d) wystawienie mieszaniny wody i popiołów w reaktorze na promieniowanie falą dźwiękową na poziomie mocy i częstotliwości wystarczającej do wywołania reakcji hydratacji, przebiegającej w akceptowalnym stopniu; i (e) odzyskanie z reaktora wystarczająco uwodnionego popiołu.
Korzystnie, proces prowadzi się okresowo. Korzystniej, proces prowadzi się w sposób ciągły, a najkorzystniej uzyskuje się strumień popiołów zawierających tlenek wapnia bezpośrednio z działającej spalarki o złożu fluidalnym.
Korzystnie, strumień popiołów zawierających tlenek wapnia przekształca się w zdolną do płynięcia zawiesinę, dla przeniesienia jej do sonochemicznego reaktora, poprzez dodanie wody.
Korzystnie, fala dźwiękowa ma częstotliwość w zakresie ultradźwiękowym, a dogodnie, fala dźwiękowa ma częstotliwość rzędu 20000 Hz. Alternatywnie, częstotliwość dźwięku jest w zakresie słyszalnym, a dogodnie fala dźwiękowa ma częstotliwość poniżej 1000 Hz, a zwłaszcza w zakresie od około 400 Hz do około 500 Hz.
Korzystnie, uwadnia się przynajmniej około 80% tlenku wapnia zawartego w popiołach, także uwodniony popiół zawiera mniej niż 20% wyjściowego tlenku wapnia.
W alternatywnym wykonaniu sposobu według niniejszego wynalazku, CO2, na przykład zawierający przynajmniej część CO2 z gazów kominowych, jest dodawany do mieszaniny woda/popioły, która jest poddawana promieniowaniu falą dźwiękową. W tych warunkach, podczas etapu promieniowania falą dźwiękową zachodzą trzy reakcje:
(i) CaO + H2O Ca(OH)2 (ii) CO2 + H2O H2CO3 (iii) Ca(OH)2 + 2H2CO3 Ca(CO3)2 + 2H2O
Mają one swój udział w całkowitym efekcie przekształcenia niebezpiecznego CaO z popiołów w przyjazny dla środowiska węglan wapnia.
A zatem, w drugim szeroko rozumianym wykonaniu, niniejszy wynalazek próbuje zapewnić sposób uwadniania tlenku wapnia, zawartego w popiołach pochodzących ze spalarki o złożu fluidalnym, w którym siarka zawarta w paliwie węglowym jest spalana w obecności tlenku wapnia lub materiału zapewniającego tlenek wapnia, który to sposób obejmuje:
(i) otrzymanie strumienia popiołów zawierających tlenek wapnia ze spalarki o złożu fluidalnym;
(ii) zmieszanie popiołów z wodą, w ilości przynajmniej wystarczającej do zapewnienia całkowitej hydratacji tlenku wapnia zawartego w popiołach;
(iii) zapewnienie mieszaninie popiołów i wody wystarczającej ilości dwutlenku węgla, aby przekształcić pożądaną ilość uwodnionego tlenku wapnia do węglanu wapnia;
(iv) przeniesienie mieszaniny popiołów i wody, bądź przed etapem (iii), bądź po etapie (iii) do sonochemicznego reaktora;
(v) wystawienie mieszaniny wody, dwutlenku węgla i popiołów w reaktorze na promieniowanie falą dźwiękową na poziomie mocy i częstotliwości wystarczającej do wywołania reakcji hydratacji, przebiegającej w akceptowalnym stopniu; i (vi) odzyskanie z reaktora uwodnionego popiołu, zawierającego węglan wapnia.
Na rysunku, na fig. 1 pokazano w schematycznej postaci ciągły proces prowadzony sposobem według wynalazku.
Na figurze 1 pokazano w schematycznej postaci układ pierwszego i drugiego wykonania sposobu według wynalazku, w którym popiół z FBC jest poddawany ciągłej obróbce, mniej więcej tak szybko, jak jest wytwarzany.
W pierwszym wykonaniu, paliwo węglowe, typowy węgiel zawierający siarkę, jest doprowadzane do spalarki linią 1, mieszane ze złożem stałym w linii 2 i przechodzi do FBC 4. Złoże stałe jest zazwyczaj heterogeniczną mieszaniną węgla odbarwiającego, popiołów, materiałów zawierających nie przereagowane wapno palone i piasku. Doprowadzane do FBC linią 3 powietrze zapewnia, zarówno tlen do spalania, jak i fluidyzację mieszaniny paliwo/ciała stałe. Po spaleniu, gorący gaz spalinowy opuszcza FBC linią 5, a mieszanina popiołów i sfluidyzowanych ciał stałych opuszcza FBC poprzez linię 7. Mieszanina z linii 7 przechodzi do separatora 8, który jest zasilany powietrzem z linii 9, gdzie przeprowadza się rozdzielenie frakcji złoża stałego, która powraca do FBC linią 2 i frakcji popiołów,
PL 192 611 B1 którą odprowadza się linią 10. Jakiekolwiek uzupełnianie ciał stałych, wymagane dla utrzymania odpowiedniej dla FBC ilości, jest prowadzone poprzez linię 11. Oparty na wapniu materiał wychwytujący, którym zazwyczaj jest kamień wapienny, może być dodawany z paliwem węglowym linią 1lub z uzupełniającymi ciałami stałymi poprzez linię 11.
Popioły z linii 10 przechodzą do zbiornika wodnej zawiesiny 12, który jest zasilany wodą poprzez linię 13 ze zbiornika 14. Do zbiornika 12 dodaje się wystarczającą ilość wody, aby zawiesina nadawała się do pompowania, którą to zawiesinę przeprowadza się linią 15, za pomocą pompy 16 do reaktora sonochemicznego 17. Jeśli jest to potrzebne, to kolejne porcje wody można dodawać do reaktora poprzez linię 18. W reaktorze, mieszaninę woda/popioły poddaje się promieniowaniu falą dźwiękową za pomocą wibratorów 19, które są aktywowane ze źródła energii dźwiękowej (nie pokazane). Kiedy reakcja hydratacji przebiegnie w wystarczającym stopniu, mieszanina woda/popioły przechodzi linią 21 do drugiego separatora 22, z którego uwodniony popiół wychodzi poprzez linię 23, a woda, która korzystnie jest zawracana z powrotem do zbiornika 14, wychodzi linią 24.
W tym pierwszym wykonaniu, w reaktorze 17 zachodzi tylko reakcja uwodnienia, a czas przebywania w nim stałych popiołów jest regulowany tak, aby uzyskać pożądany stopień hydratacji. Jeśli popioły mają być składowane na wysypisku w terenie, to na ogół musi to być wysoki stopień i przynajmniej 80% CaO musi być uwodnione.
W drugim przykładzie wykonania, dodaje się układ usuwania CO2, taki jak linia 26, gdzie gaz jest usuwany z gazów spalinowych i przechodzi przez CO2 separator 25, zapewniając w linii 27 gaz bogaty w CO2. Gaz ten jest również mieszany z mieszaniną woda/popioły, przed reakcją sonochemiczną, co dogodnie przeprowadza się w mieszalniku 12. Dodany CO2 pozwala uwodnionym popiołom na dalszą reakcję i zapewnia, że uwodniony popiół w linii 23 zawiera raczej węglan wapnia, niż wodorotlenek wapnia. Wprowadzona linią 27, ilość dwutlenku węgla w dużym stopniu steruje ilością wodorotlenku wapnia, który przereaguje na węglan wapnia i będzie zależała od rozważanego końcowego zastosowania uwodnionych popiołów w postaci ciał stałych otrzymanych z linii 23.
W każdym z tych wykonań, jedynym stosowanym źródłem popiołu są ciała stałe cyrkulujące w samym złożu fluidalnym. W większości instalacji FBC, nie stanowi to jedynego źródła popiołu, a znaczne ilości popiołów są otrzymywane z piecowych gazów odlotowych, zazwyczaj w systemie stacji filtrów workowych 30, jak pokazano na fig.1. Oczyszczone gazy kominowe opuszczają stację filtrów workowych poprzez linię 31. Ciała stałe ze stacji filtrów workowych mogą być również przenoszone do samego procesu hydratacji, na przykład poprzez odpowiednią linię przenoszącą 32.
W doświadczeniach przeprowadzonych z popiołami z FBC, zmieszanymi z wodą w ilości stanowiącej w przybliżeniu ich trzykrotną wagę, stwierdzono, że poprzez zastosowanie promieniowania falą ultradźwiękową o częstotliwości około 20000 Hz, można uzyskać przynajmniej 80% stopień hydratacji, w ciągu około 20 minut. Bezpośrednie porównanie ze znanymi procesami uwadniania jest trudne, ponieważ występuje częściowe ogrzewanie wody w procesie sonochemicznym. Stwierdzono, że z wodą o tej samej temperaturze jak w procesie sonochemicznym, dla uzyskania tego samego stopnia hydratacji bez stosowania energii dźwiękowej, wymagany jest czas powyżej 40 minut. Jeśli popioły miesza się z zimną wodą, jak ma to miejsce w procesie sonochemicznym, to czas potrzebny dla uzyskania 80% stopnia hydratacji jest jeszcze dużo dłuższy.
W testach tych, promieniowanie falą ultradźwiękową zostało przeprowadzone poprzez umieszczenie sondy ultradźwiękowej w mieszaninie woda/popiół. Zastosowaną sondą była Vibra Cell VCX 600 jednostek, z mocą wyjściową do 600 Wat. Na podstawie tych testów stwierdzono również, że szybkość hydratacji zależała od nastawionej mocy sondy sterującej ilością energii sonochemicznej, zastosowanej do mieszaniny reakcyjnej. Kiedy nastawiona moc sondy wzrastała z 20% do 80%, to uzyskiwany stopień hydratacji w ciągu 20 minut wzrastał od około 75% do około 93%.

Claims (15)

1. Sposób uwadniania tlenku wapnia zawartego w popiołach pochodzących ze spalarki o złożu fluidalnym, w której siarka zawarta w paliwie węglowym jest spalana w obecności tlenku wapnia lub materiału zapewniającego tlenek wapnia, znamienny tym, że:
(a) odzyskuje się popioły zawierające tlenek wapnia ze spalarki o złożu fluidalnym;
(b) miesza się odzyskane popioły z wodą, w ilości przynajmniej wystarczającej dozapewnienia całkowitej hydratacji tlenku wapnia zawartego w popiołach;
(c) przenosi się mieszaninę popiołów i wody do sonochemicznego reaktora;
(d) wystawia się mieszaninę wody i popiołów w reaktorze na promieniowanie falą dźwiękową na poziomie mocy i częstotliwości wystarczającej do wywołania reakcji hydratacji, przebiegającej w akceptowalnym stopniu; i (e) odzyskuje się z reaktora wystarczająco uwodniony popiół.
2. Sposób według zastrz. 1, uwadniania tlenku wapnia zawartego w popiołach pochodzących ze spalarki o złożu fluidalnym, w której siarka zawarta w paliwie węglowym jest spalana w obecności tlenku wapnia lub materiału zapewniającego tlenek wapnia, znamienny tym, że:
(i) otrzymuje się popioły zawierające tlenek wapnia ze spalarki o złożu fluidalnym;
(ii) miesza się popioły z wodą, w ilości przynajmniej wystarczającej do zapewnienia całkowitej hydratacji tlenku wapnia zawartego w popiołach;
(iii) zapewnia się mieszaninie popiołów i wody wystarczającą ilość dwutlenku węgla, aby przekształcić pożądaną ilość uwodnionego tlenku wapnia do węglanu wapnia;
(iv) przenosi się mieszaninę popiołów i wody, bądź przed etapem (iii), bądź po etapie (iii) do sonochemicznego reaktora;
(v) wystawia się mieszaninę wody, dwutlenku węgla i popiołów w reaktorze na promieniowanie falą dźwiękową na poziomie mocy i częstotliwości wystarczającej dowywołania reakcji hydratacji, przebiegającej wakceptowalnymstopniu;i (vi) odzyskuje się z reaktora uwodniony popiół, zawierający węglan wapnia.
3. Sposób według zastrz. 1albo 2, znamienny tym, że prowadzi się go okresowo.
4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym,teprowadzisięgowsposóbciągły.
5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że strumieńpopiołówzawierającychtlenek wapnia otrzymuje się bezpośrednio z działającej spalarki o złożu fluidalnym.
6. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym,żeciałastałecyrkulującewspalarceozłożu fluidalnym poddaje się rozdzielaniu zapewniając popioły zawierające tlenek wapnia.
7. Sposób według zastrz. 1 albo2, znamienny tym, że gazy odlotowe ze spalarki poddaje się filtracjizapewniającpopiołyzawierające tlenekwapnia.
8. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym,żeciałastałecyrkulującewspalarceozłożu fluidalnym poddaje się rozdzielaniu zapewniając część popiołów zawierających tlenek wapnia, a gazy odlotowe ze spalarki poddaje się filtracji zapewniając pozostałą część popiołów zawierających tlenekwapnia.
9. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że popioły zawierające tlenek wapnia przekształca się w zdolną dopłynięciazawiesinępoprzezzmieszanieichz wodą, umożliwiającprzeniesienie ich do reaktora sonochemicznego.
10. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się falę dźwiękową o częstotliwościwzakresieultradźwiękowym.
11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że stosuje się falę dźwiękową o częstotliwości rzędu 20000 Hz.
12. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że stosuje się częstotliwość dźwięku wzakresiesłyszalnym.
13. Sposób według zastrz. 12, znamienny tym, że stosuje się falę dźwiękową o częstotliwości mniejszej niż około 1000 Hz.
14. Sposób według zastrz. 13, znamienny tym, że stosuje się falę dźwiękową o częstotliwości od około 400 Hz do około 500 Hz.
15. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że uwadnia się przynajmniej około 80% tlenkuwapniazawartegowpopiołach.
PL341243A 1997-12-15 1998-12-14 Sposób uwadniania tlenku wapnia zawartego w popiołach pochodzących ze spalarki o złożu fluidalnym PL192611B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CA002224901A CA2224901C (en) 1997-12-15 1997-12-15 Method for conditioning fluidised bed combustor ashes
PCT/CA1998/001172 WO1999031026A1 (en) 1997-12-15 1998-12-14 Method for conditioning fluidised bed combustor ashes

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL341243A1 PL341243A1 (en) 2001-03-26
PL192611B1 true PL192611B1 (pl) 2006-11-30

Family

ID=4161904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL341243A PL192611B1 (pl) 1997-12-15 1998-12-14 Sposób uwadniania tlenku wapnia zawartego w popiołach pochodzących ze spalarki o złożu fluidalnym

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6270631B1 (pl)
EP (1) EP1049655B1 (pl)
CA (1) CA2224901C (pl)
DE (1) DE69805440D1 (pl)
PL (1) PL192611B1 (pl)
SE (1) SE0002135D0 (pl)
WO (1) WO1999031026A1 (pl)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100372596C (zh) * 2005-01-13 2008-03-05 清华大学 一种燃煤排放可吸入颗粒物及其前驱体的脱除方法及装置
US7670139B2 (en) * 2006-04-19 2010-03-02 Wells Products Group, Inc. Method and apparatus for reduced emissions fuel combustion
NO328907B1 (no) * 2007-06-25 2010-06-14 Poju R Stephansen As Fremgangsmate for kontinuerlig og proporsjonal kalktilsetting til en vanngjennomstromning i et verk
US8673228B2 (en) * 2008-04-08 2014-03-18 Byung Chan Lee System for reducing environmental pollutants
WO2010081193A1 (en) * 2009-01-13 2010-07-22 Cavitus Pty Ltd Mass transfer
CN102213414A (zh) * 2010-04-07 2011-10-12 华盛江泉集团有限公司 循环流化床锅炉脱硫静电除尘装置
NO333228B1 (no) * 2010-04-28 2013-04-15 Poju R Stephansen As Fremgangsmate for temperaturregulering ved satsvis lesking av brent kalk i en lesker
CN103011367B (zh) * 2012-12-31 2014-04-16 广东石油化工学院 固硫灰渣的资源化利用方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1442761A1 (de) * 1963-12-07 1969-01-23 Licencia Talalmanyokat Verfahren und Vorrichtung zur Durchfuehrung von Reaktionen zwischen Gasen und Fluessigkeiten oder Suspensionen unter Druck
US3941552A (en) * 1974-10-29 1976-03-02 Eric Charles Cottell Burning water-in-oil emulsion containing pulverized coal
SU881050A1 (ru) * 1979-05-03 1981-11-15 За витель Способ активации воды затворени бетонной смеси
CA1114770A (en) 1979-07-18 1981-12-22 Anthony J. Last Fabric treatment with ultrasound
US4411879A (en) * 1981-08-13 1983-10-25 Electric Power Research Institute Method for enhancing the sulfur capture potential of lime using a filter means in the flue gas
DE3401847A1 (de) 1984-01-20 1985-08-01 Hölter, Heinz, Dipl.-Ing., 4390 Gladbeck Verfahren und vorrichtung zur uebernetzung von asche vorzugsweise hinter wirbelbett-verbrennungsanlagen
DE3741201A1 (de) 1987-12-02 1989-06-15 Schering Ag Ultraschallarbeitsverfahren und mittel zu dessen durchfuehrung
US4941134A (en) 1988-04-01 1990-07-10 Arc Sonics Inc. Sonic generator
SE463352B (sv) * 1988-06-28 1990-11-12 Flaekt Ab Foerfarande vid utfaellning av finfoerdelad fast kalciumhydroxid fraan i vatten befintlig kalciumoxid
US5387739A (en) 1989-03-20 1995-02-07 Pichat; Philippe Treatment of municipal waste ash
US5466367A (en) 1994-04-06 1995-11-14 Environmental Restoration Services, Inc. Industrial waste water treatment

Also Published As

Publication number Publication date
SE0002135D0 (sv) 2000-06-07
EP1049655A1 (en) 2000-11-08
CA2224901A1 (en) 1999-06-15
DE69805440D1 (de) 2002-06-20
PL341243A1 (en) 2001-03-26
WO1999031026A1 (en) 1999-06-24
US6270631B1 (en) 2001-08-07
CA2224901C (en) 2005-05-03
EP1049655B1 (en) 2002-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU663616B2 (en) Combustion of sulfur-bearing, carbonaceous materials
US6077494A (en) Method for removing ammonia from ammonia contaminated fly ash
AU2008310755A1 (en) Coal fired flue gas treatment and process
US3855391A (en) Sludge stabilization with gypsum
JP2021155271A (ja) セメント製造方法
TWI795750B (zh) 燃燒排氣淨化處理相關裝置及方法
CA1237894A (en) Fuel burning method to reduce sulfur emissions and form non-toxic sulfur compounds
US4540555A (en) Method of removing sulfur dioxide and other toxic and noxious components from flue gases
JP3225372B2 (ja) 汚泥の脱水乾燥焼却システム
JPH06226042A (ja) 二酸化イオウ含有熱ガス流から二酸化イオウを除去しα型焼石膏を製造する方法
EP1049655B1 (en) Method for conditioning fluidised bed combustor ashes
CN112275108A (zh) 一种烧结烟气协同处理系统、烟气处理方法及应用
US6520099B1 (en) Method for treating combustion ash of coal and method for desulfurization
CN109126435A (zh) 一种双碱法烟气脱硫工艺
KR20010017819A (ko) 산성가스처리용 칼슘계 흡수제 및 이의 제조방법
JPS5836621A (ja) 微粉炭焚きボイラ排ガスの脱硫方法
JP2940670B1 (ja) 廃棄物燃焼灰の改質処理方法及び装置
JP3533852B2 (ja) 燃焼灰の処理方法
CN222342493U (zh) 一种玻璃窑高硫烟气干法处理系统
WO1994021965A1 (en) Recycling processes using fly ash
JPH06210128A (ja) 乾式排煙脱硫方法
JPH0650505A (ja) 燃料兼用脱硫剤およびその製造方法
JP2008272574A (ja) 六価クロム溶出抑制方法及び火力発電システム
CN1030654C (zh) 利用锅炉烟气生产碳化粉煤灰建材制品的方法
JPS5941768B2 (ja) アンモニウム塩類付着灰処理方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20111214