PL209613B1

PL209613B1 - Method for dry sulphur removal from the exhaust gas, particularly in coal dust fired furnaces

Info

Publication number: PL209613B1
Application number: PL368332A
Authority: PL
Inventors: Arkadiusz Szymanek; Jacek Maślanka; Andrzej Cieślik
Original assignee: Energomar Nord Społka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2011-09-30
Also published as: PL368332A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób suchego odsiarczania gazów spalinowych, zwłaszcza w kotłach opalanych pyłem węglowym, stosowany do redukcji tlenków siarki z gazów spalinowych urządzeniach energetycznych.The subject of the invention is a method of dry flue gas desulphurization, especially in pulverized coal-fired boilers, used to reduce sulfur oxides from flue gases of power plants.

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.There is known from the Polish patent application P-297 257 a method of dry flue gas cleaning, in which a fine granulation calcium additive is used as a sorbent in the form of a limestone, which is added in the appropriate Ca / S molar ratio in the range 1-10. According to the invention, flue gas cleaning is carried out by mixing polluted flue gases from the irradiated part of the boiler in the recirculation system of the mixture.

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.Another known solution is the method of dry desulphurization of exhaust gases from irradiated dust boilers according to Polish patent description No. 179 686, in which lime compounds, and in particular calcium carbonate CaCO3, were used as a sulfur sorbent for desulphurization. Before introducing the sorbent with a granulation of 10 to 50 mm into the fuel combustion chamber, it is ground in a mill, e.g. bowl-ball. The course of the lime carbonate grinding process is carried out under overpressure and in the presence of hot air at a temperature of not less than 270 ° C. Hot air is obtained thanks to an air heater which is connected by a pipe to the fan and this in turn to the mill. As a result of the pre-treatment of the sorbent, a good atomization of it and at least 80% fraction content below 0.06 mm are obtained.

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.Polish patent specification No. 163,166 describes a method for desulfurization of flue gas in boilers fired, especially with coal dust, consisting in preliminary grinding of limestone in a mill, and then introducing it in the form of dust into the boiler. Lime dust is introduced into the boiler. boiler in a zone with a temperature of 1150K to 1500K using compressed air at a speed of about 30 m / s. Crushed limestone is introduced into the boiler furnace by means of nozzles located above the combustion air inlet, shaped and fixed in such a way that they evenly cover the entire cross-section of the boiler furnace with lime flour.

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.There is known from the Polish patent description No. 168 065 a method of complete desulfurization of flue gases containing SO2 and fly ash, which is a by-product of coal dust combustion and more. According to the invention, the fly ash generated in the combustion of pulverized coal is activated by heating it in a flame at a rate of more than 3000 ° C / s, preferably 5000 ° C / s. The surface activation of fly ash is carried out to the temperature not exceeding its sintering temperature. The waste gas is then cooled by contact with cooler air to a temperature close to, but not equal to, the water dew point. The highest acceptable difference between the cooled ash temperature and the water dew point temperature depends on the holding time of the cooled ash. Depending on the ash retention time, fine particles of the above-mentioned ash take part in SO2 binding.

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.There is known from the Polish patent No. 180380 a method and a device for obtaining binding materials from energetic ash, consisting in subjecting ash with different granulation and irregular particle shape to the process of mechanical disagglomeration and activation through free collisions of particles at a speed of not less than 8 m / sec. The activator consists of a tank equipped with a feeder and a working chamber with an impeller and its drive.

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.The method of dry flue gas desulphurization, especially in pulverized coal-fired boilers, according to the invention, consisting in introducing into the boiler chamber, in a zone with a temperature of 800 ° C to 1200 ° C, a mixture of CaCO3 and fly ashes, activated in an activator consisting of a tank equipped with in the feeder and the working chamber with the rotor, characterized by the fact that calcium carbonate is added to the fly ash collected from II and III zones of the pulverized boiler electrostatic precipitator in an amount of up to 80%, preferably 30% CaCO3, after which the mixture is mechanically disagglomerated and activated in the activator by free collisions of particles at a speed of not less than 8 m / s. The sorbent obtained in this way is transported by a pneumatic transport system to the pulverized boiler chamber, where sulfur oxides are reduced.

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, któryThe method according to the invention makes it possible to reuse calcium compounds from fly ash contained in waste after fuel combustion, especially in pulverized coal boilers. Fly ash from pulverized coal boilers contains additional CaO contents after combustion, especially brown coal. By additionally mixing them with calcium carbonate in an appropriate proportion (up to 80% CaCO3, preferably 30%) and subjecting the mixture to mechanical disagglomeration and activation, a highly reactive sorbent was obtained, which

PL 209 613 B1 wprowadzany wprost z aktywatorów do komory kotła pyłowego, reaguje z tlenkami siarki według klasycznych reakcji chemicznychPL 209 613 B1 introduced directly from the activators into the dust boiler chamber, reacts with sulfur oxides according to classical chemical reactions

Sposób według wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania i okazano na rysunku przedstawiającym schemat instalacji do odsiarczania.The method according to the invention is shown in an exemplary embodiment and shown in the drawing showing the desulphurization plant diagram.

P r z y k ł a d:P r z 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 CaCO₃z 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.Fly ash from the lignite-fired pulverized boiler 1 was collected from zones II and III of the electrostatic precipitator 2. The CaO content in the ash was about 30%. A mixture of calcium carbonate, preferably sub-grains with a grain composition below 100 nm, taken from the CaCO ₃ tank 3 with the ash taken from the tank 4, was prepared by measuring appropriate amounts of components on the scales 5. Such a mixture containing 40% calcium carbonate and 60% ash from the pulverized boiler, was subjected to mechanical activation in activator 6 in order to obtain increased sorption properties. A reactivity index of less than 2.5 was obtained. Then, the activated new sorbent was fed to the pulverized boiler chamber 1 by means of the pneumatic transport installation 7, to the temperature window 8 with a temperature of 850 ° C - 1200 ° C, ensuring the calcination of CaCO ₃ and a fast course of the sulphation reaction. Due to the use of such a highly reactive sorbent, it is expected to obtain 50% of the efficiency of binding sulfur dioxide in the chamber of the lignite-fired dust boiler. The process carried out in this way made it possible to use the waste CaO from fly ash and to obtain high degrees of SO2 reduction.

Claims

A method of dry desulphurization of flue gases, especially in boilers fired with coal dust, consisting in introducing into the boiler chamber, in a zone with a temperature of 800 ° C to 1200 ° C, a mixture of CaCO3 and fly ash, activated in an activator consisting of a tank equipped with a feeder and a working chamber with a rotor, characterized in that calcium carbonate is added to the fly ash collected from zone II and III of the pulverized boiler electrostatic precipitator in an amount of up to 80%, preferably 30% CaCO3, after which the mixture is mechanically disagglomerated and activated in the activator by free collisions of particles at a speed of not less than 8 m / s, and then the obtained sorbent is transported by a pneumatic transport system to the pulverized boiler chamber, where sulfur oxides are reduced.