PL209613B1 - Sposób suchego odsiarczania gazów spalinowych, zwłaszcza w kotłach opalanych pyłem węglowym - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób suchego odsiarczania gazów spalinowych, zwłaszcza w kotłach opalanych pyłem węglowym, stosowany do redukcji tlenków siarki z gazów spalinowych urządzeniach energetycznych.

Znany jest z polskiego opisu zgłoszenia patentowego P-297 257 sposób suchego oczyszczania spalin, w którym jako sorbent wykorzystuje się o drobnej granulacji addytyw wapniowy w postaci kamienia wapiennego, który dodawany jest w odpowiednim stosunku molowym Ca/S mieszczącym się w zakresie 1-10. Wedł ug wynalazku oczyszczanie spalin odbywa si ę poprzez zmieszanie zanieczyszczonych spalin pochodzących z opromieniowanej części kotła w układzie recyrkulacyjnym mieszaniny.

Innym znanym rozwiązaniem jest sposób suchego odsiarczania gazów wylotowych z kotłów opromieniowanych - pyłowych według polskiego opisu patentowego nr 179 686, w którym do odsiarczania spalin jako sorbentu siarki zastosowano związki wapna a w szczególności węglanu wapna CaCO3. Przed wprowadzeniem sorbentu o granulacji 10 do 50 mm do komory spalania paliwa poddaje się go mieleniu w młynie np.: miskowo - kulkowym. Przebieg procesu mielenia węglanu wapna jest prowadzony przy nadciśnieniu oraz w obecności gorącego powietrza o temperaturze nie mniejszej niż 270°C. Gorące powietrze otrzymywane jest dzięki podgrzewaczowi powietrza, który jest połączony przewodem z wentylatorem a ten z kolei z młynem. Wskutek przeprowadzonej wstępnej obróbki sorbentu uzyskuje się dobre rozpylenie jego oraz co najmniej 80% zawartość frakcji poniżej 0,06 mm.

Z polskiego opisu patentowego nr 163 166 znany jest sposób do odsiarczania spalin w kotł ach opalanych, zwłaszcza pyłem węglowym, polegający na wstępnym zmieleniu kamienia wapiennego w mł ynie, a nastę pnie wprowadzeniu go w postaci pył u do kotł a. Wapienny pył wprowadzany jest do kotła w strefie o temperaturze 1150K do 1500K za pomocą sprężonego powietrza o prędkości około 30 m/s. Rozdrobniony kamień wapienny wprowadzony jest do przestrzeni paleniskowej kotła za pomocą dysz, które są umiejscowione powyżej wlotu powietrza spalania i tak ukształtowane oraz zamocowane, że równomiernie pokrywają mączką wapienną cały przekrój paleniska kotła.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 168065 sposób całkowitego odsiarczania gazów spalinowych zawierających SO2 i lotny popiół, który jest produktem ubocznym przy spalaniu pyłu węglowego i nie tylko. Według wynalazku popiół lotny powstający przy spalaniu pyłu węglowego aktywuje się przez nagrzewanie go w płomieniu z prędkością powyżej 3000°C/s, korzystnie 5000°C/s. Aktywacja powierzchniowa popiołu lotnego dokonywana jest do temperatury nieprzekraczającej temperatury jego spiekania. Następnie gazy odlotowe są schładzane przez kontakt z chłodniejszym powietrzem do temperatury bliskiej, ale nie równej punktowi rosy wody. Najwyższa dopuszczalna różnica pomiędzy temperaturą popiołu schłodzonego a temperaturą punktu rosy wody zależna jest od czasu przetrzymywania schłodzonego popiołu. W zależności od czasu przetrzymywania popiołu w wiązaniu SO2 aktywny udział biorą drobne cząstki wyżej wspomnianego popiołu.

Znany jest z polskiego patentu nr 180380 sposób i urządzenie do otrzymywania materiałów wiążących z popiołów energetycznych, polegający na poddawaniu popiołu o zróżnicowanej granulacji i nieregularnym kształcie cząstek procesowi mechanicznej dezaglomeracji i aktywacji poprzez swobodne zderzenia cząstek przy prędkości nie mniejszej niż 8 m/sek. Aktywator składa się ze zbiornika wyposażonego w podajnik oraz komorę roboczą z wirnikiem i jego napędem.

Sposób suchego odsiarczania gazów spalinowych, zwłaszcza w kotłach opalanych pyłem węglowym, według wynalazku, polegający na wprowadzeniu do komory kotła, w strefie o temperaturze 800°C do 1200°C, mieszaniny CaCO3 i popiołów lotnych, poddanej aktywacji w aktywatorze składającym się ze zbiornika wyposażonego w podajnik oraz komorę roboczą z wirnikiem, charakteryzuje się tym, że do popiołu lotnego pobranego z II i III strefy elektrofiltru kotła pyłowego, dodaje się węglan wapnia w ilości do 80%, korzystnie 30% CaCO3, po czym mieszaninę poddaje się mechanicznej dezaglomeracji i aktywacji w aktywatorze poprzez swobodne zderzenia cząstek przy prędkości nie mniejszej niż 8 m/s. Tak otrzymany sorbent, transportuje się za pomocą instalacji transportu pneumatycznego do komory kotła pyłowego, gdzie następuje redukcja tlenków siarki.

Sposób według wynalazku pozwala na powtórne wykorzystanie związków wapnia z popiołów lotnych zawartych w odpadach po spalaniu paliw zwłaszcza w kotłach pyłowych. Popioły lotne z kotłów pyłowych po spalaniu węgla zwłaszcza brunatnego zawierają dodatkowe zawartości CaO. Mieszając je dodatkowo z węglanem wapnia w odpowiedniej proporcji (do 80% CaCO3, korzystnie 30%) i poddając mieszaninę mechanicznej dezaglomeracji oraz aktywacji, uzyskano sorbent wysoko reaktywny, który

PL 209 613 B1 wprowadzany wprost z aktywatorów do komory kotła pyłowego, reaguje z tlenkami siarki według klasycznych reakcji chemicznych

Sposób według wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania i okazano na rysunku przedstawiającym schemat instalacji do odsiarczania.

P r z y k ł a d:

Popiół lotny z kotła pyłowego 1 opalanego węglem brunatnym pobrany został z II i III strefy elektrofiltru 2. Zawartość CaO w popiele wynosiła około 30%. Sporządzono mieszaninę węglanu wapnia, korzystnie podziarna o składzie ziarnowym poniżej 100 nm pobranego ze zbiornika 3 CaCO₃ z popiołem pobranym ze zbiornika 4, odmierzając odpowiednie ilości składników na wagach 5. Mieszaninę taką, zawierającą 40% węglanu wapnia i 60% popiołu z kotła pyłowego, poddano aktywacji mechanicznej w aktywatorze 6, w celu uzyskania podwyższonych własności sorpcyjnych. Uzyskano wskaźnik reaktywności poniżej 2,5. Następnie zaktywowany nowy sorbent podano do komory kotła pyłowego 1 za pomocą instalacji 7 transportu pneumatycznego, w okno temperaturowe 8 o temperaturze 850°C - 1200°C zapewniając kalcynację CaCO₃ oraz szybki przebieg reakcji siarczanowania. Dzięki zastosowaniu takiego wysokoreaktywnego sorbentu przewiduje się uzyskanie 50% skuteczności wiązania dwutlenku siarki w komorze kotła pyłowego opalanego węglem brunatnym. Tak zrealizowany proces pozwolił wykorzystać odpadowe CaO z popiołu lotnego oraz uzyskać wysokie stopnie redukcji SO2.

Claims (1)

1. Sposób suchego odsiarczania gazów spalinowych, zwłaszcza w kotłach opalanych pyłem węglowym, polegający na wprowadzeniu do komory kotła, w strefie o temperaturze 800°C do 1200°C, mieszaniny CaCO3 i popiołów lotnych, poddanej aktywacji w aktywatorze składającym się ze zbiornika wyposażonego w podajnika oraz komorę roboczą z wirnikiem, znamienny tym, że do popiołu lotnego pobranego z II i III strefy elektrofiltru kotła pyłowego, dodaje się węglan wapnia w ilości do 80%, korzystnie 30% CaCO3, po czym mieszaninę poddaje się mechanicznej dezaglomeracji i aktywacji w aktywatorze poprzez swobodne zderzenia cząstek przy prędkości nie mniejszej niż 8 m/s, a następnie, tak otrzymany sorbent, transportuje się za pomocą instalacji transportu pneumatycznego do komory kotła pyłowego, gdzie następuje redukcja tlenków siarki.