RU2457892C1 - Способ очистки серосодержащих дымовых газов - Google Patents
Способ очистки серосодержащих дымовых газов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2457892C1 RU2457892C1 RU2010154119/05A RU2010154119A RU2457892C1 RU 2457892 C1 RU2457892 C1 RU 2457892C1 RU 2010154119/05 A RU2010154119/05 A RU 2010154119/05A RU 2010154119 A RU2010154119 A RU 2010154119A RU 2457892 C1 RU2457892 C1 RU 2457892C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sulfur
- alkaline adsorbent
- flue gases
- chimney
- activated
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области очистки дымовых газов и может быть использовано для очистки серосодержащих дымовых газов теплотехнических установок, сжигающих сернистое топливо, от золы и оксидов серы. Способ включает распыление в дымовые газы щелочного адсорбента и улавливание твердых частиц перед дымовой трубой. В качестве щелочного адсорбента используют мелкодисперсные частицы активированной негашеной извести или актированного известняка, которые распыляют в дымовые газы с температурой 500÷1200°С. Соотношение количества распыляемого щелочного адсорбента и его стехиометрического количества, необходимого для хемосорбции оксидов серы, составляет 1,0÷1,4. Улавливание твердых частиц перед дымовой трубой осуществляют путем мокрой очистки дымовых газов. Способ позволяет повысить эффективность очистки сернистых дымовых газов при расширении сырьевой базы щелочного адсорбента. 2 з.п. ф-лы, 1 пр.
Description
Заявляемый способ относится к области очистки дымовых газов и может быть использован для очистки серосодержащих дымовых газов теплотехнических установок, в которых сжигается сернистое топливо, от золы и оксидов серы.
Наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому способу является выбранный в качестве прототипа способ очистки горячих дымовых газов от окислов серы на теплотехнических установках, сжигающих сернистое топливо. Этот способ предусматривает распыление в теплотехнических установках щелочного адсорбента в виде капель водного раствора карбоната натрия или карбоната калия при молярном соотношении расходов карбоната и окислов серы 0,7÷0,9 и улавливание твердых частиц перед дымовой трубой в циклоне. Распыление раствора ведут в зоне газохода с температурой дымовых газов 350÷450°С при размере капель раствора 0,15÷0,20 мм. В конкретном примере реализации способа по прототипу в газоход печи обжига керамических изделий с сечением 0,5×0,5 м через центробежную форсунку подают водный раствор поташа (50 мас.%). Печь работает на мазуте сернистостью 1,5 мас.%, расход которого составляет 18 кг/ч, средняя скорость газа в газоходе 2,9 м/с. Активная протяженность взаимодействия поташа в газоходе с SO2 составляет 15 м. Температура в месте ввода раствора составляет 370°С. При молярном отношении карбоната и SO2 соотношение K2/S или Na2/S составляет 0,79, а степень использования карбоната 94%. Реализация способа показывает, что снижение концентрации SO2 в отходящих газах практически пропорционально количеству подаваемого сорбента. Степень очистки от SO2 составляет 67÷86%, при этом 90% отработанного сорбента улавливается в циклоне, установленном перед сушильной камерой, в которую подают дымовые газы после сероочистки (патент Российской Федерации №1707822, МПК B01D 53/34, опубл. 15.05.94).
У заявляемого способа и прототипа совпадают следующие существенные признаки: оба способа включают распыление в дымовые газы щелочного адсорбента и улавливание твердых частиц перед дымовой трубой.
Анализ технических свойств прототипа, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого технического результата при использовании прототипа препятствуют следующие причины.
Использование для очистки серосодержащих дымовых газов щелочного адсорбента в виде капель водного раствора карбоната натрия или карбоната калия обеспечивает недостаточно высокую степень очистки дымовых газов от SO2 (67÷86%), при этом около 10% отработанного сорбента остается в дымовых газах после окончательной очистки в циклоне перед дымовой трубой. Использование в качестве щелочного адсорбента водного раствора только карбоната натрия (поташа) или карбоната калия (кальцинированной соды), которые широко используются в промышленности, являются относительно дефицитными компонентами и должны расходоваться при очистке серосодержащих газов в значительных количествах, ограничивает сырьевую базу используемых щелочных адсорбентов. Кроме того, известный способ не может быть использован на действующих энергоблоках теплоэлектростанций, оснащенных мокрыми золоуловителями.
В основу заявляемого объекта поставлена техническая задача создать такой способ очистки серосодержащих дымовых газов, который за счет усовершенствований путем введения новой совокупности действий и режимов их использования обеспечит достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности очистки серосодержащих дымовых газов при расширении сырьевой базы щелочного адсорбента.
Заявляемый способ включает распыление в дымовые газы щелочного адсорбента и улавливание твердых частиц перед дымовой трубой. Отличительной особенностью заявляемого способа является следующее. В качестве щелочного адсорбента используют мелкодисперсные частицы активированной негашеной извести или активированного известняка, которые распыляют в дымовые газы с температурой 500÷1200°С, при отношении количества распыляемого щелочного адсорбента к его стехиометрическому количеству, необходимому для хемосорбции оксидов серы, в пределах 1,0÷1,4. Улавливание твердых частиц перед дымовой трубой осуществляют путем мокрой очистки дымовых газов.
В отдельных случаях использования заявляемый способ отличается тем, что
- распыление щелочного адсорбента осуществляют под углом не менее 60° по направлению движения газового потока или против него со скоростью не менее 25 м/с;
- улавливание твердых частиц перед дымовой трубой осуществляют в пароэжекционной трубе Вентури при давлении пара 10-16 ат, удельном расходе воды не менее 0,1 л/м2 и массовом соотношении пара и воды в пределах 0,1÷0,15.
При использовании заявляемого способа обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности очистки серосодержащих дымовых газов при расширении сырьевой базы щелочного адсорбента.
Между совокупностью существенных признаков заявляемого способа и достигаемым техническим результатом существует такая причинно-следственная связь.
Использование в качестве щелочного адсорбента дешевых недефицитных реагентов (извести, или известняка, или природных минералов и отходов производства, которые их содержат) способствует расширению сырьевой базы щелочного адсорбента, используемого при очистке сернистых газов.
Механическая активация негашеной извести или известняка в дезинтеграторе ударного действия способствует значительному ускорению процесса хемосорбции сернистого ангидрида. Предварительная механическая активация негашеной извести обеспечивает изменение структуры и удельной поверхности хемосорбента, повышение его активности при осуществлении физико-химических процессов сорбции оксидов серы за счет аккумулирования части подведенной энергии. После активирования негашеной извести в дезинтеграторе ударного действия получают хемосорбент с содержанием активных CaO и MgO от 70 до 85%, в том числе активного MgO в пределах 0,6÷0,82%, с продолжительностью гидратации от 4 до 6 мин, с размером частиц до 200 мкм, в том числе содержащих частицы меньше 70 мкм не менее 70% при среднем медианном размере частиц не более 50 мкм.
Распыление мелкодисперсных частиц активированной негашеной извести или актированного известняка в дымовые газы с температурой 500÷1200°С при соотношении количества распыляемого щелочного адсорбента к его стехиометрического количества, необходимого для хемосорбции оксидов серы, в пределах 1,0÷1,4 обеспечивает частичное связывание диоксида серы с эффективностью 30÷35%. При этом процесс связывания диоксида серы происходит в соответствии с такими реакциям:
CaO+SO2→CaSO3
CaSO3+0,5O2→CaSO4
В случае использования известняка происходит его предварительное кальцинирование в соответствии с такой реакцией:
СаСО3→CaO+CO2
В заявляемом способе не ставится задача достижения на стадии адсорбции максимальной эффективности связывания диоксида серы, в частности, при обеспечении равномерного распределения щелочного адсорбента по сечению газохода, дальнейшая очистка дымовых газов от оксидов серы производится после активации реагента водой при мокрой очистке дымовых газов перед дымовой трубой в соответствии с такими реакциям:
CaO+H2O→Ca(OH)2
Са(ОН)2+SO2→CaSO3+H2O
Наиболее эффективно активация реагента водой осуществляется в пароэжекционной трубе Вентури при мокром улавливании твердых частиц перед дымовой трубой.
Повышенное содержание в щелочном адсорбенте мелких частиц с обновленной активированной поверхностью обеспечивает более полное и равномерное течение процесса гидратации реагента, повышение эффективности дымовых газов от оксидов серы при относительно малом расходе реагента. Эффект активации подтвержден при использовании для очистки серосодержащих дымовых газов активированной извести строительной порошковой второго сорта (по ДСТУ Б В.2.7 - 90-99).
Выбор граничных значений параметров обусловлен такими требованиями. Распыление мелкодисперсных частиц активированной негашеной извести или актированного известняка в дымовые газы, температура которых составляет менее 500°С, становится нецелесообразным потому, что при таких температурах в реакционной зоне скорость реакций по связыванию сернистых соединений недостаточно высока и при малой продолжительности контакта не обеспечивают количественного связывания оксидов серы.
Распыление мелкодисперсных частиц активированной негашеной извести или активированного известняка в дымовые газы, температура которых составляет более 1200°С, становится нецелесообразным потому, что при таких температурных условиях происходит оплавление частиц адсорбента с потерей их сорбционной способности в отношении оксидов серы.
Использование отношения количества распыляемого щелочного адсорбента к его стехиометрическому количеству, необходимому для хемосорбции оксидов серы, меньшего чем 1,0 является, нецелесообразным потому, что эффективность очистки пропорциональна расходу адсорбента и, в частности, при малых расходах адсорбента требуемая эффективность не может быть достигнута.
Использование соотношения количества распыляемого щелочного адсорбента к его стехиометрическому количеству, необходимому для хемосорбции оксидов серы, большего чем 1,4, является нецелесообразным потому, что повышение коэффициента избытка абсорбента экономически оправдано только до тех значений, которые позволяют обеспечить достижение требуемой эффективности улавливания оксидов серы.
В зависимости от скорости дымовых газов в газоходе, типа и количества подаваемого реагента распыление щелочного адсорбента осуществляют под углом не менее 60° по направлению движения газового потока или против него со скоростью не менее 25 м/с, что, в свою очередь, обеспечивает равномерное распределение реагента в реакционном объеме и эффективное взаимодействие частиц распыляемого щелочного адсорбента с установившимся потоком дымового газа.
Мокрая очистка дымового газа перед дымовой трубой в пароэжекционной трубе Вентури при давлении пара, которое находится в диапазоне 10÷16 ат, удельном расходе не менее 0,1 л/м3 и массовом соотношении пара и воды, которое находится в пределах 0,1÷0,15 (граничные значения параметров определены экспериментально), обеспечивает эффективное улавливание твердых частиц золы перед дымовой трубой. При этом за счет интенсификации процесса гидратации негашеной извести и увеличения поверхности контакта жидкой и газовой фаз обеспечивается наиболее эффективная очистка дымовых газов от оксидов серы после активации реагента водой в соответствии с такими реакциям:
CaO+H2O→Ca(OH)2
Са(ОН)2+SO2→CaSO3+Н2О
В конкретном примере, например, на действующих энергоблоках теплоэлектростанций, работающих на сернистом угле и оснащенных мокрыми золоуловителями, заявляемый способ может быть реализован следующим образом.
В качестве щелочного адсорбента используют мелкодисперсные частицы активированной негашеной извести, например активированной в дезинтеграторе извести строительной порошковой второго сорта (по ДСТУ Б В.2.7 - 90-99). Этот щелочной адсорбент через устройства для распыления равномерно распыляют по сечению и объему конвективной шахты в дымовые газы с температурой 500÷1200°С, при соотношении количества распыляемого щелочного адсорбента и его стехиометрического количества, необходимого для хемосорбции оксидов серы, в пределах 1,0÷1,4. Распыление пылевоздушной смеси с щелочным адсорбентом осуществляют под углом 60° по направлению движения газового потока. При этом максимальная скорость пылевоздушной смеси при соотношении 1,0÷1,2 кг воздуха/кг извести должны быть выше критической и составлять для извести не менее 25 м/с. В указанном диапазоне температур (500÷1200°С) происходит связывание диоксида серы в соответствии с такими реакциям:
CaO+SO2→CaSO3
CaSO3+0,5O2→CaSO4
На этом этапе эффективность очистки серосодержащего дымового газа от диоксида серы составляет 30÷35%.
Дальнейшая очистка дымовых газов от твердых частиц золы и доочистка дымовых газов от диоксида серы осуществляется путем мокрой очистки дымовых газов в пароэжекционной трубе Вентури при давлении пара 14 ат, удельном расходе воды не менее 0,1 л/м3 и массовом соотношении пара и воды в пределах 0,1÷0,15. Очистка дымовых газов от оксидов серы происходит после активации реагента водой в соответствии с такими реакциям:
CaO+H2O→Ca(OH)2
Ca(OH)2+SO2→CaSO3+H2O
При использовании заявляемого способа эффективность очистки дымовых газов от золы составляет 99,96÷99,98%, от оксидов серы - не менее 85%. При этом очистка дымовых газов от оксидов серы осуществляется с использованием дешевых и недефицитных щелочных адсорбентов, таких как негашеная известь или известняк, и может быть реализована в ограниченных условиях действующих энергоблоков теплоэлектростанций, работающих на сернистом угле и оснащенных мокрыми золоуловителями.
Claims (3)
1. Способ очистки серосодержащих дымовых газов, включающий распыление в дымовые газы щелочного адсорбента и улавливание твердых частиц перед дымовой трубой, отличающийся тем, что в качестве щелочного адсорбента используют мелкодисперсные частицы активированной негашеной извести или активированного известняка, которые распыляют в дымовые газы с температурой 500÷1200°С, при соотношении количества распыляемого щелочного адсорбента к его стехиометрическому количеству, необходимому для хемосорбции оксидов серы, в пределах 1,0÷1,4, а улавливание твердых частиц перед дымовой трубой осуществляют путем мокрой очистки дымовых газов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что распыление щелочного адсорбента осуществляют под углом не менее 60° по направлению движения газового потока или против него со скоростью не менее 25 м/с.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что улавливание твердых частиц перед дымовой трубой осуществляют в пароэжекционной трубе Вентури при давлении пара 10÷16 ат, удельном расходе воды не менее 0,1 л/м3 и массовом соотношении пара и воды в пределах 0,1÷0,15.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201004752A UA98980C2 (ru) | 2010-04-21 | 2010-04-21 | Способ очистки серосодержащих дымовых газов |
| UAA201004752 | 2010-04-21 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010154119A RU2010154119A (ru) | 2012-07-10 |
| RU2457892C1 true RU2457892C1 (ru) | 2012-08-10 |
Family
ID=46848165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010154119/05A RU2457892C1 (ru) | 2010-04-21 | 2010-12-28 | Способ очистки серосодержащих дымовых газов |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2457892C1 (ru) |
| UA (1) | UA98980C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU782852A1 (ru) * | 1977-12-26 | 1980-11-30 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Газоочистным Сооружениям, Технике Безопасности И Охране Труда В Промышленности Строительных Материалов "Нипиотстром" Министерства Промышленности Строительных Материалов Ссср | Способ очистки отход щих газов от двуокиси серы |
| GB2076850A (en) * | 1980-05-29 | 1981-12-09 | Uss Eng & Consult | Desulfurization of hot reducing gas |
| US4552683A (en) * | 1982-09-29 | 1985-11-12 | United States Gypsum Company | Gas desulfurization reactant |
| RU2154519C2 (ru) * | 1995-05-16 | 2000-08-20 | Металлгезелльшафт Акциенгезелльшафт | Способ сухого обессеривания отработавшего газа |
-
2010
- 2010-04-21 UA UAA201004752A patent/UA98980C2/ru unknown
- 2010-12-28 RU RU2010154119/05A patent/RU2457892C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU782852A1 (ru) * | 1977-12-26 | 1980-11-30 | Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Газоочистным Сооружениям, Технике Безопасности И Охране Труда В Промышленности Строительных Материалов "Нипиотстром" Министерства Промышленности Строительных Материалов Ссср | Способ очистки отход щих газов от двуокиси серы |
| GB2076850A (en) * | 1980-05-29 | 1981-12-09 | Uss Eng & Consult | Desulfurization of hot reducing gas |
| US4552683A (en) * | 1982-09-29 | 1985-11-12 | United States Gypsum Company | Gas desulfurization reactant |
| RU2154519C2 (ru) * | 1995-05-16 | 2000-08-20 | Металлгезелльшафт Акциенгезелльшафт | Способ сухого обессеривания отработавшего газа |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA98980C2 (ru) | 2012-07-10 |
| RU2010154119A (ru) | 2012-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2700189C (en) | Methods and devices for reducing hazardous air pollutants | |
| EP2760565B1 (en) | Dry sorbent injection during non-steady state conditons in dry scrubber | |
| EP1716909B1 (en) | Exhaust gas treatment system and exhaust gas treatment method | |
| JP4932840B2 (ja) | 排ガス気流から三酸化硫黄を除去する方法 | |
| CA2622549C (en) | Sulfur trioxide removal from a flue gas stream | |
| CA2850142C (en) | Dry sorbent injection during steady-state conditions in dry scrubber | |
| WO2009043108A1 (en) | Removal of pollutants from a gas flow | |
| SU1757444A3 (ru) | Способ очистки увлажненных гор чих отход щих газовых потоков | |
| US20110014106A1 (en) | COMBUSTION FLUE GAS SOx TREATMENT VIA DRY SORBENT INJECTION | |
| US7430969B2 (en) | Method for reducing the amount of a sulfur dioxide in a flue gas resulting from the combustion of a fossil fuel | |
| WO2005115592A2 (en) | Method for flue-gas reduction of pollutants in combustion processes | |
| RU2457892C1 (ru) | Способ очистки серосодержащих дымовых газов | |
| WO2017053499A1 (en) | Process and apparatus for reducing plume | |
| RU2684088C1 (ru) | Способ очистки дымовых газов тепловых устройств от токсичных соединений | |
| PL210281B1 (pl) | Sposób ograniczania emisji SO₂ i pyłu z kotłów węglowych | |
| MX2008003648A (en) | Method of removing sulfur trioxide from a flue gas stream | |
| JPH04300626A (ja) | 排煙脱硫装置およびその運転方法 | |
| NZ622986B2 (en) | Dry sorbent injection during non-steady state conditions in dry scrubber | |
| MX2008002302A (en) | Method of removing sulfur dioxide from a flue gas stream |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151229 |