SK66197A3

SK66197A3 - Method for separating gaseous pollutants from hot process gases

Info

Publication number: SK66197A3
Application number: SK661-97A
Authority: SK
Inventors: Stefan Ahman; Nils Bringfors
Original assignee: Flaekt Ab
Priority date: 1994-11-28
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 1997-10-08
Also published as: CZ157497A3; BR9509831A; SI9520141A; CN1167450A; AU4126496A; HU220402B; RU2147919C1; MD1020C2; WO1996016722A1; SE9404105D0; AU692014B2; KR100384589B1; SE9404105L; ZA959876B; RO115421B1; HUT77637A; EE9700215A; JPH10509914A; UA52592C2; FI972233A0

Abstract

Hot process gases are passed through a contact reactor (10), in which a particulate absorbent material, which is reactive with gaseous pollutants in the gases, is introduced into the gases to convert the gaseous pollutants into separable dust. The process gases are then passed through a dust separator (5). The major part of the dust separated in the dust separator (5) is passed to a mixer (11), in which it is mixed and moistened, whereupon it is recirculated as absorbent material by being introduced, together with fresh absorbent, into the process gases. Burnt lime is added as fresh absorbent. The dust is kept so long in the mixer and recirculated so many times that the total residence time of the burnt lime in the mixer in moistened state is sufficiently long for the burnt lime to react substantially completely with water supplied to the mixer and form slaked lime.

Description

Vynález sa týka spôsobu oddeíovania plynných nečistôt, napríklad oxidu siričitého, z horúcich prevádzkových plynov, napríklad dymových plynov, pri ktorom prevádzkové plyny prechádzajú kontaktným reaktorom, do ktorého je do prechádzajúcich prevádzkových plynov privádzaný zvlhčený časticový absorpčný materiál, reaktívny s plynnými nečistotami za účelom premenenia uvedených nečistôt na oddelíteíný prach, nato sa prevádzkové plyny vedú cez prachový odlučovač, v ktorom sa z nich oddelí prach a vyčistené prevádzkové plyny sa následne vypustia, pričom Časť prachu, separovaného v prachovom odlučovači, sa vedie do zmiešavača, v ktorom sa zmieša s vodou a v takto zvlhčenom stave sa recirkuluje ako absorpčný materiál tak, že sa zavedie spoločne s äalším čerstvým absorbentom do prevádzkových plynov, ktoré majú byť čistené.The present invention relates to a process for separating gaseous impurities, for example sulfur dioxide, from hot process gases, for example flue gases, wherein the process gases pass through a contact reactor into which the moistened particulate absorbent material reactive with the gaseous impurities is fed to the process gases. The process gases are then passed through a dust separator in which dust is separated and the cleaned process gases are subsequently discharged, with part of the dust separated in the dust separator being fed to a mixer in which it is mixed with water and the humidified state is recirculated as absorbent material by introducing it together with another fresh absorbent into the process gases to be purified.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Vyššie uvedený spôsob oddeíovania plynných nečistôt z horúcich prevádzkových plynov je známy napríklad z patentov SE 8504675-3 a SE 904106-5· Podie týchto dvoch dokumentov sa ako čerstvý absorbent výhodne používa hasené vápno /hydroxid vápenatý/ v časticovej forme. Tento absorbent sa zmieša s prachom, ktorý sa oddelil . z prevádzkových plynov v prachovom odlučovači a táto zmes sa následne zmieša s vodou a v takto zvlhčenom stave zavedie do dymových plynov, ktoré sa nachádzajú v kontaktnom reaktore. Hasené vápno je veími/drahé, a preto sa uskutočnil celý rad experimentov zameraných na použitie páleného vápna namiesto haseného vápna, ktoré je v porovnaní s haseným vápnom lacnejšie. Pri týchto experimentoch sa použilo zariadenie, v ktorom sa pálené vápno najprv hasilo, t.j. oxid vápenatý sa premenil reakciou s vodou na hydroxid vápenatý. Také zariadenia na hasenie páleného vápna sú drahé, čo v praxi znamená, že sa nedosiahol očakávaný prínos, ktorým malo byť zníženie finančných nákladov.The above method of separating gaseous impurities from hot process gases is known, for example, from patents SE 8504675-3 and SE 904106-5. According to these two documents, slaked lime (calcium hydroxide) in particulate form is preferably used as fresh absorbent. This absorbent is mixed with the dust that has separated off. from the process gases in the dust separator and this mixture is then mixed with water and introduced in the humidified state into the flue gases present in the contact reactor. Slaked lime is very / expensive and therefore a number of experiments have been carried out to use quicklime instead of slaked lime, which is cheaper compared to slaked lime. In these experiments, an apparatus was used in which quicklime was first extinguished, i. the calcium oxide was converted into calcium hydroxide by reaction with water. Such quicklime extinguishers are expensive, which in practice means that the expected benefit of reducing the financial costs was not achieved.

Cielom vynálezu teda bolo poskytnutie spôsobu oddeíovania plynných nečistôt z horúcich prevádzkových plynov, pri ktorom sa dá nahradiť hasené vápnom páleným vápnom a ktorý nevyžaduje drahé separačné zariadenie na hasenie páleného vápna.It was therefore an object of the present invention to provide a process for separating gaseous impurities from hot process gases which can be replaced with quicklime slaked lime and which does not require an expensive quicklime slaking separator.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Tieto ciele sa pódia vynálezu dosiahnu pomocou typu spôsobu popísaného v úvodnej časti a charakteristického tým, že sa ako čerstvý absorbent pridá pálené vápno a že sa hlavná časť prachu, separovaného v prachovom odlučovači, dodá do zmiešavača a vypustí zo zmiešavača v podstate v kontinuálnom prúde, pričom prach sa drží v zmiešavači tak dlho a recirkuluje toíkokrát, koíkokrát je to potrebné na to, aby bol celkový čas zdržania páleného vápna dostatočne dlhý na to, aby pálené vápno zreagovalo v podstate s celým množstvom vody, dodaným do zmiešavača, a aby vytvorilo hasené vápno.These objects are achieved according to the invention by the type of process described in the introductory part and characterized in that burnt lime is added as fresh absorbent and the bulk of the dust separated in the dust separator is fed to the mixer and discharged from the mixer in a substantially continuous stream. wherein the dust is held in the mixer for as long as it is recirculated as many times as necessary so that the total residence time of the quick lime is sufficient to react the quick lime with substantially all of the water supplied to the mixer to form slaked lime.

- 3 Čerstvý absorbent vo forme páleného vápna sa dodáva výhodne do zmiešavača, ale taktiež sa môže pridač k tej časti prachu, ktorá sa separovala v prachovom odlučovači a dodala do zmiešavala.. Alternatívne je možné pálené vápno zaviesč priamo do dymových'plynov, ktoré sa nachádzajú v kontaktnom reaktore.The fresh absorbent in the form of quick lime is preferably fed to the mixer, but can also be added to that part of the dust which has been separated in the dust separator and supplied to the mixer. Alternatively, the quicklime can be hung directly into the flue gases. in a contact reactor.

Za účelom fluidizácie prachu, zmiešavaného v zmiešavači, a teda zlepšenia homogenity zmesi je vhodné zavádzač do zmiešavača prúd vzduchu.In order to fluidize the dust mixed in the mixer and thus to improve the homogeneity of the mixture, it is suitable to introduce an air stream into the mixer.

Stručný popis obrázkovBrief description of the pictures

Vynález bude teraz popísaný detailnejšie s odkazmi na priložený obrázok, ktorý schematicky znázorňuje zariadenie na čistenie dymových plynov, odvádzaných z centrálnej teplárne, spaíujúcej uhlie, pričom čistiace zariadenie je vybavené zariadením, potrebným na uskutočňovanie spôsobu podía vynálezu.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, which schematically illustrates a flue gas purification apparatus discharged from a coal-fired central heating plant, the purification apparatus being equipped with the apparatus necessary for carrying out the method of the invention.

Obrázok znázorňuje schematicky zariadenie na čistenie dymových plynov z centrálnej teplárne j_, spaíujúcej uhlie, pričom uvedené dymové plyny obsahujú prach, napríklad lietavý popolček, a plynné nečistoty, napríklad oxid siričitý. Predhrievacie zariadenie j? je navrhnuté na prevádzanie tepla z horúcich dymových plynov na vzduch, ktorý je pomocou ventilátora 3. dopravovaný potrubím 2a do centrálnej teplárne.The figure shows schematically an apparatus for cleaning flue gases from a coal-fired central heating plant 1, wherein said flue gases comprise dust, for example fly ash, and gaseous impurities, for example sulfur dioxide. Preheating device j? It is designed to transfer heat from hot flue gases to air, which is conveyed by means of a fan 3 via a duct 2a to a central heating plant.

Horúce dymové plyny sú dopravované potrubím 4 do prachového odlučovača 5, ktorý je znázornený ako elektrostatickýThe hot flue gases are conveyed via a duct 4 to a dust separator 5, which is shown as electrostatic

- 4 precipitátor /t.j. zrážacia nádoba/ s tromi postupnými zrážacími jednotkami, ktorými sa vedú dymové plyny, ktoré majú byť čistené. Dymové plyny, vyčistené týmto spôsobom, sú vedené potrubím 6 do ventilátora 7 dymových plynov, ktorý odvádza tieto plyny potrubím 8 do komína 2 ⁰ odtiaí do okolitej atmosféry. Prachovým odlučovačom môže byť aj vákuový filter.- 4 precipitator (ie the precipitation vessel) with three successive precipitation units through which the flue gases to be cleaned are guided. The flue gases cleaned in this manner are fed via line 6 to a flue gas fan 7, which draws a duct 8 to a chimney ⁰ 2 emitted into the atmosphere. The dust separator may also be a vacuum filter.

Súčasťou potrubia 4 je vertikálna časť, ktorá tvorí kontaktný reaktor 1 0. Zmiešavač 11 je pripojený ku kontaktnému reaktoru 1Q v jeho dolnej Časti. Zmiešavač 11 zavádza časticový absorpČný materiál, ktorý je reaktívny s plynnými nečistotami, nachádzajúcimi sa v dymových plynoch, v mokrom stave do dymových plynov v dolnej časti kontaktného reaktora 10. Tento absorpčný materiál premení plynné nečistoty na prach, ktorý sa oddelí v odlučovači 5,.The piping 4 comprises a vertical part which forms the contact reactor 110. The mixer 11 is connected to the contact reactor 10 in its lower part. The mixer 11 introduces a particulate absorbent material which is reactive with the gaseous impurities present in the flue gases in the wet state into the flue gases at the bottom of the contact reactor 10. This absorbent material converts the gaseous impurities into dust which is separated in the separator 5.

Prachové častice, oddelené v uvedenom odlučovači 5 ^sazhromaždia v násypníkoch 12 zrážacích jednotiek. Hlavná časť nazhromaždených prachových Častíc sa recirkuluje v systéme spôsobom, ktorý bude neskôr popísaný podrobnejšie. Zvyšok zhromaždených prachových Častíc sa transportuje preč spôsobom, ktorý nebude podrobnejšie popísaný, napríklad pomocou skrutkového dopravníka.The dust particles separated in said separator 5 ^are collected in the hoppers 12 of the precipitation units. The bulk of the collected dust particles are recirculated in the system in a manner that will be described later in more detail. The remainder of the collected dust particles are transported away in a manner not described in detail, for example by means of a screw conveyor.

Zmiešavačom 11 je zmiešavač typu popísaného v dokumente SE 9404104-3. Zmiešavač 11 má teda v podstate tvar škatule s dvojitým dnom. Medzi týmito dnami, z ktorých horné je tvorené napnutou fluidizačnou polyesterovou tkaninou 13, sa nachádza komŕa 14, do ktorej sa prívodným vzduchovým potrubím 15 privádza vzduch, potrebný na fluidizáciu Časticového absorpčnéhoThe mixer 11 is a mixer of the type described in document SE 9404104-3. Thus, the mixer 11 has a substantially double bottom box shape. Between these bottoms, the upper of which is formed by a stretched fluidizing polyester fabric 13, there is a chamber 14 into which the air necessary to fluidize the particulate absorbent material is supplied via the air supply line 15.

- 5 materiálu, nachádzajúceho sa v zmiešavací.11. Voda sa do zmiešavača 11 dodáva vodným prívodným potrubím 16 a tryskami j_7, ktoré sú usporiadané v hornej časti zmiešavača; Časticový materiál, ktorý má byť zmiešavaný, sa privádza do zmiešavača 11 dvoma vstupnými otvormi 18 a 19 na vstupnom konci zmiešavača.Zmiešavač 11 Šalej obsahuje mechanický miešací mechanizmus 20., tvorený dvoma samostatnými paralelnými miešadlami /z ktorých jedno je znázornené na obrázku/. Obidve tieto miešadlá majú horizontálny hriadeí, na ktorom je namontovaná množina naklonených elipsovitých dosiek. Aby mohol zmiešavač 11 nepretržite zásobovať kontaktný reaktor H) dobre premiešaným zvlhčeným absorpčným materiálom, zasahuje výstupný koniec zmiešavača 11 do kontaktného reaktora 10« pričom v časti zmiešavača zasahujúcej do reaktora sa uskutočňuje prietok, ktorým sa odvádza uvedený materiál zo zmiešavača do reaktora.- 5 of the material contained in the mixing. The water is supplied to the mixer 11 by a water supply line 16 and nozzles 17 arranged at the top of the mixer; The particulate material to be mixed is fed to the mixer 11 via two inlet openings 18 and 19 at the inlet end of the mixer. The mixer 11 further comprises a mechanical mixing mechanism 20 formed by two separate parallel mixers (one of which is shown in the figure). Both of these stirrers have a horizontal shaft on which a plurality of inclined elliptical plates are mounted. In order for the mixer 11 to continuously supply the contact reactor 11 with a well-mixed moistened absorbent material, the outlet end of the mixer 11 extends into the contact reactor 10 ' whereby a flow is effected in the mixer extending into the reactor.

Tá časť prachových častíc, zhromaždených v násypníkoch 12 zrážacích jednotiek, ktorá sa má recirkulovať v systéme, sa zavedie vstupným otvorom 19 do zmiešavača 11. Časticové pálené vápno /oxid vápenatý/, ktorý se má zmiešať s prachovými časticami, zavedenými do zmiešavača vstupným otvorom 19, sa zavedie do zmiešavača vstupným otvorom 18. Zmes sa zvlhčí vodou, privedenou do zmiešavača dýzami 17» úlohou vody, privádzanej dýzami 17. je taktiež hasenie páleného vápna, privádzaného do zmiešavača 11. vSaka konštrukcii mechanického miešacieho mechanizmu 20 a fluidizácii.časticového materiálu, zavedeného do zmiešavača 11, zmiešavač produkuje homogénne zvlhčenú homogénnu zmes časticového materiálu,The portion of the dust particles collected in the precipitator hoppers 12 to be recirculated in the system is introduced through the inlet 19 to the mixer 11. The particulate quick lime (calcium oxide) to be mixed with the dust particles introduced into the mixer through the inlet 19 The mixture is moistened with water supplied to the mixer by the nozzles 17, the purpose of the water supplied by the nozzles 17 is also to extinguish the quicklime supplied to the mixer 11. Due to the construction of the mechanical mixing mechanism 20 and the fluidization of the particulate material. introduced into the mixer 11, the mixer produces a homogeneously moistened homogeneous mixture of particulate material,

- 6 ktorá sa ako absorpčný materiál dopravuje prietokom 21 zmiešavača 11 kontinuálne do kontaktného reaktora 1 0. Čas zdržania časticového materiálu v zmiešavači 11 je rádovo 5 až 60 sekúnd, výhodne 10 až 20 sekúnd.6 which is transported continuously as the absorbent material by the flow 21 of the mixer 11 to the contact reactor 110. The residence time of the particulate material in the mixer 11 is of the order of 5 to 60 seconds, preferably 10 to 20 seconds.

Cas zdržania, ako bol stanovený vyššie /10 až 20 s/, . časticového materiálu v zmiešavači 11, t.j. čas, v priebehu ktorého sú častice vápna vo zvlhčenom stave, je dostatočný na to, aby pálené vápno malo čas zreagovať s celým množstvom vody, pridaným za účelom hasenia a vytvoriť hasené vápno. Táto reakcia je relatívne pomalá a trvá niekolko minút.Delay time as determined above (10 to 20 s). the particulate material in the mixer 11, i. the time during which the lime particles are in a humidified state is sufficient to allow the quicklime to react with the entire amount of water added to extinguish the lime. This reaction is relatively slow and takes a few minutes.

Vynález bude teraz podrobnejšie popísaný pomocou doluuvedeného teoretického príkladu. Príklad stanoví podmienky prevládajúce na obrázku v miestach A, Ba C, t.j. v potrubí 4 pred zmiešavačom 1_J_, v reaktore 10 za zmiešavačom 11 na vstupe do odlučovača 2» resp. na výstupe z odlučovača 5.The invention will now be described in more detail by the following theoretical example. The example determines the conditions prevailing in the figure at the sites A, Ba and C, i. in the line 4 upstream of the mixer 11, in the reactor 10 downstream of the mixer 11 at the inlet of the separator 2, respectively. at the outlet of the separator 5.

A A B B . C . C Prietok plynu (rn^/hod) Gas flow rate (rn ^ / h) 100 000 100000 103 993 103 993 103 993 103 993 Teplota plynu (°C ) Gas temperature (° C) 125 125 65 65 65 65 Koncentrácia S0_? (ppm)Concentration S0 _? (Ppm) 1 150 1 150 280 280 172 172 Koncentrácia prachu (g/m^J)Dust concentration (g / m ^J ) 20 20 1 000 1 000 <0,03 <0,03

Prach v bode A predstavuje v podstate lietavý popolček, pričom prach v bode B predstavuje lietavý popolček a absorpčný materiál.The dust at point A is essentially fly ash, while the dust at point B is fly ash and absorbent material.

V bode D sa vypustí 2 930 kg prachu za hodinu,. pričomAt point D, 2 930 kg of dust per hour is emitted. while

000 kg predstavuje lietavý popolček.000 kg represents fly ash.

V tomto príklade časticový absorpčný materiál, obsahujúci pálené vápno, ktoré sa hasí, cirkuluje v systéme pred bodom D priemerne približne 35-krát /Ί,Ο x 103 933/2930 » 357. Celkový čas zdržania absorpčného materiálu v zmiešavači 11 je teda 350 až 370 s, t.j. rádovo 6 až 12 minút, čo je dostatočný čas na hasenie páleného vápna.In this example, the particulate absorbent material containing quicklime that is quenched circulates in the system before point D on an average of about 35 times / Ί, Ο x 103 933/2930 »357. The total residence time of the absorbent material in the mixer 11 is therefore 350 to 370 s, ie of the order of 6 to 12 minutes, which is sufficient time to extinguish quicklime.

Celková spotreba vody vo vyššie popísanom príklade jeThe total water consumption in the above example is

366 1/hod, z čoho 152 1/hod je potrebné na hasenie vápna. Ak sa toto množstvo vody spotrebuje, obsah vlhkosti v absorpčnom materiáli, vypustenom zo zmiešavača 11_;je približne 6 %. Je samozrejmé, že v závislosti od zloženia zmesi sa bude obsah vlhkosti v absorpčnom materiáli meniť, avšak je vhodné, ak sa obsah vlhkosti v absorpčnom materiáli v závislosti od jeho zloženia pohybuje v rozmedzí od 2 do 15%.366 l / h, of which 152 l / h is needed for lime extinguishing. When this amount of water is consumed, the moisture content of the absorbent material discharged from the mixer 11 _; is approximately 6%. Of course, depending on the composition of the composition, the moisture content of the absorbent material will vary, but it is preferred that the moisture content of the absorbent material varies between 2 and 15%, depending on its composition.

Ak je vo vyššie popísanom príklade obsah lietavého popolčeka v dymových plynoch v bode A rovný nule, t.j. v bode D sa vypustí 930 kg/hod, bude počet cirkulácií analogicky s vyššie uvedeným tvrdením rovný približne 110 /0,980 x 103 993/930 » 110/, Čo zodpovedá času zdržania 1 100 až 2 200 s, t.j. rádovo 18 až 37 minút.In the example described above, if the fly ash content of the flue gases at point A is zero, i. at point D, 930 kg / h is discharged, the number of circulations analogous to the above claim being equal to approximately 110 / 0.980 x 103 993/930 »110 /, corresponding to a residence time of 1,100 to 2,200 s, i. in the order of 18 to 37 minutes.

fVGGf- ?*-fVGGf-? * -

Claims

PATENT CLAIMS

A process for separating gaseous impurities, for example sulfur dioxide, from hot process gases, for example flue gases, wherein the process gases pass through a contact reactor (10) into which the moistened particulate absorbent material, reactive, is introduced into the process gases. with gaseous impurities and converting said impurities into separable dust, then the process gases are passed through a dust separator (5) in which dust is separated therefrom and the purified process gases are subsequently discharged, with part of the dust separated in the dust separator (5), is fed to a mixer (11) in which it is mixed with water and in a humidified state. recirculates as absorbent material by introducing, together with another fresh absorbent, into the process gases to be purified, characterized in that quick lime is added as fresh absorbent and is added to the dust separator (5) by adding a portion of the dust of the mixer (11) and discharged from the mixer (11) substantially as a continuous stream, keeping the dust in the mixer for as long as possible and recirculating it so many times that the total residence time of the quick lime in the mixer (11) is sufficiently long to that the quicklime has time to react with substantially all of the water that has been supplied to the mixer and to form the slaked lime.

A method according to claim 1, characterized in that the fresh absorbent in the form of quicklime is supplied to the mixer (11).

Method according to claim 1, characterized in that the fresh absorbent in the form of quicklime is added to the part of the dust separated in the dust separator (5) which is introduced into the mixer (11).

A process according to claim 1, characterized in that the fresh absorbent in the form of quicklime is introduced directly into the flue gases present in the contact reactor (10).

Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the mixer (11) is supplied with the air flow required to fluidize the dust mixed in the mixer.