SE469547B

SE469547B - Method for cleaning flue gases

Info

Publication number: SE469547B
Application number: SE9001722A
Authority: SE
Inventors: K Carlsson
Original assignee: Flaekt Ab
Priority date: 1990-05-14
Filing date: 1990-05-14
Publication date: 1993-07-26
Also published as: SE9001722D0; SE9001722L

Abstract

In a method for cleaning flue gases which are formed during burning in a boiler 1, especially in the burning of waste, ammonia is introduced into the boiler 1 in such a section thereof in which the temperature of the flue gases is 850-1000 degree C. The ammonia is introduced in a volume which is considerably greater than the volume which is required for the reduction. The flue gases are then conducted through plants 3,4 for separating particulate or gaseous impurities and thereafter through a trap filter unit 5 for separating off ammonium chloride particles formed by excess ammonia and hydrochloric acid gas in the flue gases. The flue gases are heated and have added to them a particulate additive of larger particle size than the ammonium chloride particles, before then being conducted through the trap filter unit 5. <IMAGE>

Description

$> MD 10 15 20 25 30 35 .ya- sf-a 2 reduktionsanläggningen, särskilt då pannan eldas med av- fallsbränsle, inte kan placeras uppströms avskiljnings- anläggningarna, där rökgasernas temperaturförhållanden är lämpliga för reduktionen och värmeväxlare således skulle kunna undvaras. $> MD 10 15 20 25 30 35 .ya- sf-a 2 the reduction plant, especially when the boiler is fired with waste fuel, cannot be placed upstream of the separation plants, where the temperature conditions of the flue gases are suitable for the reduction and heat exchangers could thus be dispensed with.

Reaktionen mellan ammoniak och kväveoxider med kväv- gas som slutprodukt kan åstadkommas utan katalysator om temperaturen är mellan 850°C och l000°C. Om temperaturen är högre än l000°C omvandlas ammoniaken till kväveoxider, och om temperaturen är lägre än 850°C sker reduktionen långsamt. En avfallseldad panna har sådana områden där lämpliga rökgastemperaturer (850-l000°C) föreligger.The reaction between ammonia and nitrogen oxides with nitrogen gas as the end product can be achieved without catalyst if the temperature is between 850 ° C and 1000 ° C. If the temperature is higher than 1000 ° C, the ammonia is converted to nitrogen oxides, and if the temperature is lower than 850 ° C, the reduction takes place slowly. A waste-fired boiler has areas where suitable flue gas temperatures (850-1000 ° C) are present.

Ammoniak skulle således kunna tillsättas redan i pannan.Ammonia could thus be added already in the boiler.

Reduktionen försvåras härvid dock av att rökgasernas temperatur endast kortvarigt befinner sig i intervallet 850-l000°C. Reduktionsförfarandet försvåras också av att rökgasernas temperatur, sammansättning och flöde fluktue- rar till följd av stora variationer i sammansättningen hos det avfall som utgör pannans bränsle. För att de renade rökgaserna ska komma att innehålla endast mycket små mängder av kväveoxider och ammoniak krävs därför så- väl en sofistikerad mät- och reglerutrustning som ett avancerat ammoniakinsprutningssystem. Ändamålet med föreliggande uppfinning är mot bak- grund av det ovanstående att åstadkomma ett sådant sätt att rena rökgaser, att ammoniaken på enkelt sätt kan till- sättas i pannan.However, the reduction is made more difficult by the fact that the temperature of the flue gases is only in the range 850-1000 ° C for a short time. The reduction process is also complicated by the fact that the temperature, composition and flow of the flue gases fluctuate as a result of large variations in the composition of the waste that constitutes the boiler's fuel. In order for the purified flue gases to contain only very small amounts of nitrogen oxides and ammonia, sophisticated measuring and control equipment as well as an advanced ammonia injection system are therefore required. The object of the present invention is, in view of the above, to provide such a way of purifying flue gases that the ammonia can be added to the boiler in a simple manner.

Detta ändamål uppnås enligt föreliggande uppfinning' med ett sätt, vilket är av det inledningsvis angivna sla- get och vid vilket ammoniak införes i pannan i ett sådant parti därav där rökgasernas temperatur är 850-l000°C, företrädesvis ca 900°C, och i en mängd som är avsevärt större än den mängd som erfordras för reduktionen, var- vid rökgaserna ledes genom en nedströms avskiljnings- anläggningarna anordnad spärrfilterenhet för avskiljning av ammoniumkloridpartiklar, som bildas av överskotts- ammoniak och klorväte i rökgaserna, och varvid rökgaserna 10 15 20 25 30 35 469 547 _ 3 uppvärmes samt tillsättes ett partikelformigt additiv med större partikelstorlek än ammoniumkloridpartiklarna, innan de ledes genom spärrfilterenheten.This object is achieved according to the present invention in a method which is of the kind initially indicated and in which ammonia is introduced into the boiler in such a portion thereof where the temperature of the flue gases is 850-1000 ° C, preferably about 900 ° C, and in an amount which is considerably greater than the amount required for the reduction, the flue gases being passed through a blocking filter unit arranged downstream of the separation plants for the separation of ammonium chloride particles formed by excess ammonia and hydrogen chloride in the flue gases, and wherein the flue gases 469 547 - is heated and added to a particulate additive having a larger particle size than the ammonium chloride particles, before being passed through the barrier filter unit.

Aktivt kol utnyttjas lämpligen såsom additiv.Activated carbon is suitably used as an additive.

Spärrfilterenheten är företrädesvis ett slangfilter.The barrier filter unit is preferably a hose filter.

Partiklar som frigöres från slangfiltret vid rengöring av detta införes lämpligen i rökgaserna uppströms avskilj- ningsanläggningarna.Particles which are released from the hose filter when cleaning it are suitably introduced into the flue gases upstream of the separation plants.

Uppfinningen ska nu beskrivas närmare under hänvis- ning till bifogade ritning, vilken mycket schematiskt visar en anläggning för genomförande av sättet enligt uppfinningen.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, which very schematically shows a plant for carrying out the method according to the invention.

En panna l tillföres bränsle vid 2. Detta bränsle utgöres av avfall, såsom brännbart hushållsavfall och industriavfall.A boiler l is supplied with fuel at 2. This fuel consists of waste, such as combustible household waste and industrial waste.

De vid avfallsförbränningen bildade rökgaserna inne- håller kväveoxider, vilka till ca 90% utgöres av kväve- monoxid. Rökgaserna ledes genom en anläggning 3 för av- skiljning av partikelformiga föroreningar och därefter genom en anläggning 4 för avskiljning av gasformiga för- oreningar, såsom svaveldioxid och klorväte. Anläggningen 3 är här en elektrostatisk stoftavskiljare men kan också vara en spärrfilterenhet, såsom ett slangfilter med tex- tila filterslangar. Anläggningen 4 är här en våtskrubber men kan också vara'en kontaktreaktor av annat slag. Rök- gaserna ledes därefter genom en spärrfilterenhet 5, som här är ett slangfilter med textila filterslangar, innan de slutligen utsläppes i atmosfären via en skorsten (icke visad).The flue gases formed during waste incineration contain nitrogen oxides, which to about 90% consist of nitrogen monoxide. The flue gases are led through a plant 3 for the separation of particulate pollutants and then through a plant 4 for the separation of gaseous pollutants, such as sulfur dioxide and hydrogen chloride. The system 3 here is an electrostatic dust collector but can also be a blocking filter unit, such as a hose filter with textile filter hoses. The plant 4 here is a wet scrubber but can also be a contact reactor of another kind. The flue gases are then passed through a barrier filter unit 5, which here is a hose filter with textile filter hoses, before they are finally released into the atmosphere via a chimney (not shown).

Ammoniak (NH3) insprutas i pannan 1 vid 6. Ammoniaken insprutas i pannan 1 i ett parti därav, där rökgasernas temperatur är 850-lO00°C, företrädesvis ca 900°C. Ammo- niaken insprutas härvid i en mängd, som är avsevärt större än den mängd som erfordras för att reducera kväveoxiderna i rökgaserna. Detta gör att reaktionen mellan ammoniaken och kväveoxiderna sker snabbare, vilket kompenserar att 469 547 10 15 20 25 30 35 4 rökgasernas temperatur endast kortvarigt befinner sig i det gynnsamma temperaturintervallet.Ammonia (NH3) is injected into boiler 1 at 6. The ammonia is injected into boiler 1 in a portion thereof, where the temperature of the flue gases is 850-100 ° C, preferably about 900 ° C. The ammonia is then injected in an amount which is considerably greater than the amount required to reduce the nitrogen oxides in the flue gases. This means that the reaction between the ammonia and the nitrogen oxides takes place more rapidly, which compensates for the fact that the temperature of the flue gases is only briefly in the favorable temperature range.

Eftersom ammoniaken tillföres i överskott, kommer rökgaserna att innehålla ammoniak. En del av denna ammo- niak avskiljes i anläggningen 4 och kan om så önskas återföras till pannan l för att ånyo utnyttjas som reduk- tionsmedel, såsom antydes med en streckad linje 7 på ritningen.Since the ammonia is supplied in excess, the flue gases will contain ammonia. A part of this ammonia is separated in the plant 4 and can, if desired, be returned to the boiler 1 to be used again as a reducing agent, as indicated by a dashed line 7 in the drawing.

En komplikation vid avskiljning av ammoniak i en vâtskrubber består i att en del av ammoniaken reagerar med klorväte i rökgaserna och bildar ammoniumklorid.A complication in the separation of ammonia in a wet scrubber is that part of the ammonia reacts with hydrogen chloride in the flue gases and forms ammonium chloride.

Detta sker särskilt då rökgaserna avkyles vid vâtskrub- berns inlopp. Ammoniumkloriden bildar mycket små partik- lar, vilkas storlek är mindre än l pm. Dessa partiklar avskiljes i spärrfilterenheten 5, vilken, såsom nämnts, här är ett slangfilter med textila filterslangar.This occurs especially when the flue gases are cooled at the inlet of the wet scrubber. Ammonium chloride forms very small particles, the size of which is less than 1 μm. These particles are separated in the barrier filter unit 5, which, as mentioned, here is a hose filter with textile filter hoses.

För att dessa filterslangar ska kunna arbeta med hög driftsäkerhet uppvärmes de ammoniumkloridpartiklar inne- hållande rökgaserna något med hjälp av en uppvärmnings- enhet 8, t ex en värmeväxlare, innan de inledes i spärr- filterenheten 5. Rökgaserna har en temperatur av ca 60°C, då de lämnar anläggningen 4, och uppvärmes till 70-l0O°C, innan de inledes i spärrfilterenheten 5. För att ytter- ligare öka filterslangarnas driftsäkerhet tillsättes rök- gaserna ett partikelformigt additiv (vid 9), innan de inledes i spärrfilterenheten 5. Denna tillsättning kan ske såväl kontinuerligt som diskontinuerligt. Det parti- kelformiga additivet, vars partikelstorlek är 1-200 pm, dvs större än ammoniumkloridens partikelstorlek, utgöres lämpligen av aktivt kol, varmed här även avses aktivt koks. Det partikelformiga additivet bildar på filter- slangarnas yta en stoftkaka, i vilken ammoniumklorid- partiklarna, men även aromatiska klorföreningar, såsom dioxin, avskiljes på ett effektivt sätt. Den avskilda stoftblandningen kan efter rengöring av filterslangarna, vilken vanligtvis genomföres med hjälp av tryckstötar, införas i rökgaserna uppströms anläggningen 3. Vid ren- ﬂ 10 ßm om vb (Il 4; ~J 5 göring av filterslangarna frigjorda partiklar kan också àterföras till pannan l, där ammoniak återbildas för att ånyo fungera som reduktionsmedel, eller regenereras genom upphettning och därefter återcirkuleras till spärrfilter- enheten 5, medan vid upphettningen bildade avgaser åter- föres till pannan l.In order for these filter hoses to be able to work with high operational reliability, the ammonium chloride particles containing the flue gases are heated slightly with the help of a heating unit 8, eg a heat exchanger, before they are introduced into the blocking filter unit 5. The flue gases have a temperature of approx. 60 ° C , when they leave the plant 4, and are heated to 70-110 ° C, before they are introduced into the barrier filter unit 5. To further increase the operational reliability of the filter hoses, the flue gases are added to a particulate additive (at 9), before they are introduced into the barrier filter unit 5. This addition can take place both continuously and discontinuously. The particulate additive, whose particle size is 1-200 μm, ie larger than the particle size of the ammonium chloride, is suitably constituted by activated carbon, by which is also meant activated coke. The particulate additive forms on the surface of the filter hoses a dust cake, in which the ammonium chloride particles, but also aromatic chlorine compounds, such as dioxin, are effectively separated. After cleaning the filter hoses, which is usually carried out by means of pressure shocks, the separated dust mixture can be introduced into the flue gases upstream of the plant 3. During cleaning ﬂ 10 ßm if vb (II 4; , where ammonia is regenerated to function again as a reducing agent, or is regenerated by heating and then recirculated to the barrier filter unit 5, while the exhaust gases formed during the heating are returned to the boiler 1.

Såsom torde framgå av det ovanstående, möjliggör sättet enligt föreliggande uppfinning att ammoniak för reduktion av kväveoxider i rökgaserna tillsättes redan i pannan, så att dyrbara katalysatorer kan undvaras.As will be apparent from the above, the method of the present invention enables ammonia to reduce nitrogen oxides in the flue gases to be added already in the boiler, so that expensive catalysts can be dispensed with.

Claims

69 10 15 20 25 30 547 PATENT REQUIREMENTS

A method of purifying flue gases formed during combustion in a boiler (1), in particular in the incineration of waste, in which way the flue gases are passed through plants (3, 4) for the separation of particulate and gaseous pollutants and in which ammonia is reacted with nitrogen oxides present in the flue gases to reduce them, ammonia being introduced into the boiler (1) in such a portion thereof where the temperature of the flue gases is 850-110 ° C and in an amount considerably greater than the amount required for the reduction, characterized in that the flue gases are passed through a downstream filter unit (5) arranged to separate ammonium chloride particles formed by excess ammonia and hydrogen chloride in the flue gases, whereby the flue gases and the flue gases are heated. a particulate additive with a larger particle size than the ammonium chloride particles is added, before they are passed through the barrier filter unit (5).

2. A method according to claim 1, characterized in that ammonia is introduced into the boiler (1) in a portion where the temperature of the flue gases is about 900 ° C.

3. A method according to claim 1 or 2, characterized in that activated carbon is used as an additive.

4. A method according to any one of claims 1-3, characterized in that the cut-off filter unit (5) is a hose filter.

5. A method according to claim 4, characterized in that particles which are released from the hose filter during cleaning thereof are introduced into the flue gases upstream of said plants (3, 4).