Способ очистки дымовых газов от окислов серы

 

Изобретение относится к технологии очистки дымовых газов от S02, применяемой в энергетике при сжигании сернистого топлива и позволяющий снизить расход щелочного абсорбента. Щелочной абсорбент вводят в дымовые газы двумя потоками, первый поток в количестве 3-10% от общей массы вводимого абсорбента подают в газовый тракт при температуре, превышающей температуру точки росы неочищенных газов . Второй поток вводят при температуре точки росы дымовых газов 70-90°С. Степень очистки газов от 50г 70-76%. Расход извести 1,60-1,78 г на 1 г S02. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 В 01 D 53/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4761807/26 (22) 27,11.89 (46) 15.03,92. Бюл. N. 10

{71) Всесоюзный теплотехнический научноисследовательский институт им. Ф.Э. Дзержинского (72) К.Е. Зегер и Н.А. Золотова (53) 66.074.378.1(088.8)

{56) Патент Англии N 2152915, кл. В 01 О 53/34, 1985, (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

ОТ ОКИСЛОВ СЕРЫ

Изобретение относится к технологии химической очистки дымовых газов, применяемой в энергетике и других отраслях промышленности.

Очистка дымовых газов от окислов серы — одна иэ наиболее актуальных проблем защиты окружающей среды.

Ряд способов очистки дымовых газов от окислов серы заключается в вводе в них абсорбента на основе суспензий.известняка, извести, магнезита и других твердых веществ.

Наиболее близким к предлагаемому является способ очистки дымовых газов путем ступенчатого ввода в них абсорбентов двумя потоками, один иэ которых вводится в топочную камеру котла, а другой в конвективную шахту.

Недостатком известного способа является повышенный расход щелочного абсорбента..

Цель изобретения — снижение расхода абсорбента.

„„5U „„1719035 А1 (57) Изобретение относится к технологии очистки дымовых газов от SOz, применяемой в энергетике при сжигании сернистого топлива и позволяющий снизить расход щелочного абсорбента. Щелочной абсорбент вводят в дымовые газы двумя потоками, первый поток в количестве 3 — 10% от общей массы вводимого абсорбента подают в газовый тракт при температуре, превышающей температуру точки росы неочищенных газов. Второй поток вводят при температуре точки росы дымовых газов 70--90 С. Степень очистки газов от S0z 70-76%. Расход извести 1,60 — 1,78 r на 1 г SO2. 2 ил, Поставленная цель достигается тем, что при очистке дымовых газов от окислов серы, заключающейся в двухступенчатом вводе в них щелочного реагента двумя потоками, первый из которых вводят при температуре, превышающей температуру точки росы нео° «Ъ чищенных газов, второй поток вводят е газовый тракт при температуре точки росы 4 дымовых газов 70-90 С, причем первый поток вводят в количестве 3-10% от общей ) массы вводимого абсорбента. О

В дымовых газах, образующихся при () сжигании сернистого топлива, содержатся у триоксид и диоксид серы. Целочной абсорбент, например гидроксид кальция вводят в них ступенчато, двумя потоками при темпе- в ратуре, превышающей температуру точки росы неочищенных газов т.е. в соответствии с предлагаемым способом. Прежде все- . го абсорбент будет реагировать с содержащимся в дымовых газах триоксидом серы, более реакционноспособным. чем диоксид, по реакции

1719035

20

30

Са(ОН)2+$0з Са$04+Н2О (1)

Благодаря этому на поверхности частичек абсорбента образуется слой твердых продуктов реакции — гипса. Этот слой затруднит проникновение диоксида серы к поверхности абсорбента и взаимодействие между ними замедлится или вообще приостановится, причем часть абсорбента исключится из процесса очистки газов.

Щелочной абсорбент, например гидроокись кальция, вводят в упомянутые дымовые газы по предлагаемому способу. При этом первый поток абсорбента будет прежде всего реагировать с триоксидом серы по реакции (1) и поглотит его, что приведет к снижению температуры точки росы очищаемых газов до 70-90 С.

Вводимый за1ем в дымовые газы второй поток абсорбента будет в отсутствие триоксида серы беспрепятственно взаимодействовать с диоксидом серы, содержащемся в дымовых газах по реакции

Са(ОН)2+302 - Са$0э+Н20 (2) или

Са(ОН)2+2$02.- Са(Н$0э)э (3) Получаемые продукты реакции не образуют с 1лошной пленки на поверхности частиц и не препятствуют взаимодействию диоксида серы с абсорбентом. Благодаря этому будет повышена степень испольэования абсорбента и снижен его расход, т.е достигнута цель изобретения.

Ввод в газовый тракт второго потока. при температуре точки росы дымовых газов

70-80 С принят, исходя из того, что в ука-. занном диапазоне температур точки росы дымовых газов в них содержится незначительно количество триоксида серы, так что в этом случае обеспечивается полнота извлечения триоксида серы из дымовых газов.

Количество первого потока в 3 — 10 от общей массы вводимого абсорбента принято, исходя из соотношения между триоксидом серы и диоксидом серы, содержащихся в дымовых газах при сжигании различных топлив при различных избытках воздуха.

На фиг. 1 и 2 приведены технологические схемы установки для осуществления способа.

Установка содержит паровой котел 1, горелку 2, пароперегреаатель 3, конвективные поверхности 4 нагрева, водяной экономайзер 5, аоздухоподогреватель 6, абсорбер — распылительную сушилку 7, дымосос 8, дьиновую трубу 9, генератор 10 абсорбента, насос 11 подачи абсорбента, устройство 12 для ввода первого потока абсорбента, устройство 13 для ввода второго потока абсорбента, вентилятор 14.

На чертежах приняты следующие обозначения: топливо I, воздух! !, дымовые газы

III, компоненты абсорбента IV. V, твердые продукты очистки газов Vl, Кроме того, установка содержит генератор 15 первого потока абсорбента, насос 16 подачи второго потока абсорбента. Способ осуществляют следующим образом. В горелку 2 парового котла 1 поступает сернистое топливо 1, которое сгорает, перемешиваясь с воздухом !!, причем образуются дымовые газы !!! содержащие три- и диоксиды серы. Они охлаждаются пароперегревателем 3, конвективными поверхностями 4 нагрева, водяным экономайзером 5, воздухоподогреаателем 6. После этого дымовые газы поступают в абсорбер-сушилку

7 и дымососом 8 откачиваются в дымовую трубу 9.

В генератор 10 абсорбента поступаюткомпоненты аосорбента ч и V и получается абсорбент, который подается насосом 11 двумя потоками, первый из которых, содержащий от 3-10 от общей массы вводимого абсорбента, поступает в конвективную шахту котла перед зкономайзером, где температура дымовых газов превышает температуру их точки росы и составляет

320-400 С. В поворотную камеру котла перед конвективными поверхностями нагрева, где температура дымовых газов превышает температуру их точки росы и составл яет 750-920 С, Как показано на схеме (фиг. 2) в этом случае в поворотную камеру подается абсорбент, получаемый в специальном генераторе первого потока абсорбента. В обоих случаях первый поток абсорбента, вводимый в дымовые газы, взаимодействует с содержащимся в них триоксидом серы, причем образуются твердые пылевидные продукты, содержащие сульфаты, а концентрация триоксида серы в дымовых газах существенно снижается, Это проявляется, в частности, в том, что снижается до 70-90 С температура точки росы дымовых газов. Дымовые газы, очищенные от триоксида серы ори температуре 130 — 180 С, покидают газовый тракт котла и поступают в абсорбер-сушилку 7, куда подается насосом 11 второй поток абсорбента. Этот абсорбент вводится в газы с помощью устройства 13. которое может быть, например, выполнено в виде системы форсунок, установленных в ячейках гаэораспределительной решетки.

В абсорбере 7 происходит взаимодействие диоксида серы, содержащегося в дымовых газах, с абсорбентом второго потока, причем образуются сульфиты и сульфаты. а вода, содержащаяся в абсорбенте, испаря1719035 ется эа счет тепла дымовых газов, что при- теля котла, При этом была достигнута стеводит к образованию сыпучих продуктов пень очистки дымовых газов от сернистых очистки VI. Они сепарируются в абсорбере соединений в727,. Расходизвестисоставил

7 или в случае необходимости, удаляются из 5,1 г/м дымовых газов или 1,70 г/г диоксиз дымовых газов пылеуловителем (не показа- 5 да серы. но), Ниже приводятся примеры конкретного Очистку указанных дымовых газов провыполнения способа. изводят по предлагаемому способу путем

Пример 1. Дымовые газы котла ТГМ вЂ” ввода в поворотную камеру котла первого

84. сжигающего мазут с содержанием серы потока, содержащего 2,6 г 10 -ной суспен1, содержат 0,19 г/м триоксида серы и 10 эии извести на м дымовых газов, причем

1 38 г/м диоксида серы. Их очищают путем температура точки росы дымовых газов за з ввода в них суспенэии извести, содержащей воздухоподогревателем составила 80 С.

80 активной гидроокиси кальция. Очистку Второй поток, содержащий 25,0 r 15%-ной указанных дымовых газов производят по суспензии на м дымовых газов, вводят в з процедуре. описанной в прототипе, причем 15 абсорбер-сушилку, куда дымовые газы посуспензию в количестве 18 г/м дымовых ступают после котла. При этом была достигз газов вводят в топливную камеру котла над нута степень очистки дымовых газов от. горелками, в зону, где температура дыма- сернистых соединений в 75 . Расход извевых газов составляет 1100-1200 С и еще 16 20 сти составил 4,1 г/м дымовых газов или 1,37 г/м суспензии непосредственно за котлом. гlг диоксида серы, т.е. на 0,33 г/г диоксида

При этом была достигнута степень очистки серы меньше, чем в способе прототипе. дымовых газов от сернистых соединений в Пример 3. Дымовые газы котла

70 . Расход извести составил 2,72 г/м ды- ТП вЂ” 420, сжигающего экибастузский уголь с мовых газов или 1,78 гlг диоксида серы. 25 содержанием серы 0,5, содержат 0,10

Очистку указанных дымовых газов про- г/м диоксида серы и 1,9 г/м диоксида сеизводят по предлагаемому способу ввода ры. В топочную камеру котла, где темпера. первого потока, содержащего 10 указан- тура газов 850 С вдувают ной суспензии 2,70 г/м дымовых газов в порошкообразную известь в количестве 3 газоход перед водяным экономайзером кот- 30 r/ì дымовых газов. Кроме того, в дымовые з ла, где температура точки росы дымовых газы на выходе из котла вводят суспензию . газов перед воздухоподогревателем саста- извести, содержащую 10 гидроокиси вила 90 С (температура дымовых газов со- кальция, в количестве 10 гlм дымовых гаО з ставляет 350 С), .Второй поток, зов. При этом была достигнута степень очисодержащий 24,3 г суспензии на м дымо- 35 стки дымовых газов от сернистых вых газов, вводят в абсорбер-сушилку, куда соединений в 75 . Расход извести составил дымовые газы поступают после воздухопо- 4 г/м дымовых газов или 2,0 г/r диоксида догревателя котла, В абсорбере-сушилке серы. одновременно и совместно происходит вза- Очистку указанных дымовых газов проимодействие суспензии извести с диокси- 40 изводят по предлагаемому способу путем дом серы из дымовых газов и испарение ввода в поворотную камеру котла первого содержащейся в суспензии воды. При этом потока абсорбента, содержащую пооошкобыла достигнута степень очистки дымовых образную известь из расчета 0,1 г/м дымогазов от сернистых соединений в 72 . Рас- вых газов, причем температура точки росы ход извести на очистку составил 2,16 г/м 45 перед воэдухоподогревателем составила дымовых газов или 1,367 г/r диоксида серы, 70ОС. Второй поток абсорбента, содержат,е. меньше на 0,413 г/г диоксида серы, чем щий 12 -ную суспенэию извести, вводят в в способе-прототипе. количестве 25,8 г/м дымовых газов в абз

Пример 2. Дымовые газы котла ТГМ вЂ” - сорбер-сушилку. При этом была достигнута

84, сжигающего мазут с содержанием серы 50 степень очистки дымовых газов от серни2,0, содержат 0,244 г/м триоксида серы стых соединений в 76 „расход извести сои 2,80 г/м диоксида серы. Очистку указан- ставил 3,2 г/м дымовых газов или 1,6 r/г з ных дымовых газов от сернистых соедине- диоксида серы, что на 0,4 гlг меньше, чем ний проводят по процедуре, описанной в для способа очистки по прототипу. прототипе, причем суспензию извести, со- 55 Сопоставление удельных расходов абдержащую 15 активной гидроокиси каль- сорбента на очистку дымовых газов от серция, распыляют в количестве 20 г/м, нистых соединений на основе приведенных дымовых газов в топочной камере котла, где примеров показывает, что предлагаемый температура дымовых газов составляет способ очистки позволяетсократитьудель800 Си еще 14 г суспензии на м дымовых ный расход абсорбента на 20 — 23 без газов вводят в них после воздухоподогрева- уменьшения степени очистки.

1719035

Как следует из приведенных примеров, предлагаемый способ по сравнению с известным позволяет снизить расход абсорбента на очистку дымовых газов от окислов серы без снижения степени очистки. Тем самым достигается положительный эффект, содержащийся в цели изобретения.

Формула изобретения

Способ очистки дымовых газов от окислов серы, включающий двухступенчатый ввод в них щелочного абсорбента двумя потоками, первый из которых вводят при температуре. превышающей температуру точки росы неочищенных газов, о т л и ч а ю щ и й5 с я тем, что, с целью снижения расхода абсорбента, второй поток вводят в газовый тракт при температуре точки росы дымовых газов 70-90 С, причем первый поток вводят в количестве 3-10$ от общей массы вводи10 мого абсорбента.