ES2278465T3 - Proceso y aparato para controlar la concentracion de amoniaco en la reduccion de emisiones de dioxido de azufre. - Google Patents
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Abstract
Un proceso para extraer dióxido de azufre de los gases de combustión, comprendiendo el procedimiento las etapas de: suministrar gases de combustión que contienen dióxido de azufre a una zona de contactor de un absorbedor (12); introducir una solución de lavado (22) que contiene sulfato de amonio en el absorbedor (12), contactando la solución de lavado (22) con los gases de combustión y absorbiendo el dióxido de azufre de los gases de combustión; acumular la solución de lavado (22) que contiene el dióxido de azufre en un vaso (18) con una pared inferior (36) y una pared lateral que definen una sección transversal del vaso (18); introducir un fluido con amoníaco diluido que comprende amoníaco y un gas con oxígeno en la solución de lavado (22) dentro del vaso (18) para reaccionar con el dióxido de azufre para producir sulfato de amonio, introduciéndose el fluido con amoníaco diluido en el vaso (18) en una dirección hacia la pared inferior (36) del vaso (18) y dispersándose uniformemente a través de la sección transversal del vaso (18) en la pared inferior (36) del vaso (18); y ocasionar la recirculación de la solución de lavado (22) a la zona de contactor, en el que el fluido con amoníaco diluido se entremezcla con la solución de lavado (22) dentro del vaso (18) antes de que se ocasione la recirculación de la solución de lavado (22) dentro del vaso (18) en la zona de contactor para eliminar porciones de solución de lavado (22) dentro del vaso (18) con un mayor pH y un nivel de sulfito de amonio más elevado que el resto de la solución de lavado (22) dentro del vaso (18).
Description
Proceso y aparato para controlar la
concentración de amoníaco en la reducción de emisiones de dióxido
de azufre.
La presente invención se refiere generalmente a
procesos por los que se extrae el gas dióxido de azufre de los gases
de combustión de servicio público e industriales. Más concretamente,
esta invención está dirigida a un proceso y aparato de desulfuración
vía húmeda del gas de combustión en el que se produce sulfato de
amonio como producto derivado de valor a partir del dióxido de
azufre extraído de los gases de combustión utilizando una solución
de lavado que contiene amoníaco, en la que se controla el aerosol
sin sulfato de amonio y amoníaco en los gases de combustión
lavados.
Se utilizan de forma generalizada contactores y
absorbedores de gas-líquido para extraer sustancias
como gases y material particulado de la combustión o los gases de
combustión producidos por plantas industriales y de servicio
público. Con frecuencia, preocupación concreta son el dióxido de
azufre (SO_{2}) y otros gases ácidos producidos por la combustión
de combustibles fósiles y varias manipulaciones industriales. Se
sabe que estos gases son peligrosos para el medioambiente, y su
emisión en la atmósfera está directamente regulada por la ley de
aire limpio. Se conoce el procedimiento por el que se extraen estos
gases con un contactor o absorbedor gas-líquido como
desulfuración vía húmeda de gases de combustión.
La acción de limpieza que producen los
contactores y absorbedores de gas-líquido se deriva
generalmente del paso de gas por una torre en paralelo o a
contracorriente a un líquido descendente que absorbe dióxido de
azufre. Los procesos de desulfuración vía húmeda de gases de
combustión han implicado típicamente el uso de un líquido alcalino
de lavado, como una suspensión a base de calcio o una solución a
base de sodio o a base de amonio. Como se utiliza en este documento,
una suspensión es una mezcla de sólidos y líquidos en la que el
contenido de los sólidos puede ser de cualquier nivel deseado,
incluyendo la condición extrema en la que la suspensión se califica
como sólido húmedo. Ejemplos de suspensiones a base de calcio son
suspensiones de piedra caliza (carbonato de calcio; CaCO_{3}) y
suspensiones de cal apagada (hidróxido de calcio;
Ca(OH)_{2}) formadas mediante la acción de agua en
la cal (óxido de calcio; CaO). Estas suspensiones reaccionan con los
gases ácidos para formar precipitados que pueden recogerse para
eliminación, reciclado o venta. El contacto estrecho entre la
suspensión alcalina y los gases ácidos que están presentes en los
gases de combustión, como dióxido de azufre, cloruro de hidrógeno
(HCl) y fluoruro de hidrógeno (HF), da como resultado la absorción
de los gases por parte de la suspensión y la formación de sales,
como sulfito de calcio (CaSO_{3}\cdot½H_{2}O), yeso
(CaSO\cdot2H_{2}O), cloruro de calcio (CaCl_{2}) y fluoruro de
calcio (CaF_{2}). Cuando se desea, se utiliza la oxidación forzada
de la suspensión por aeración para garantizar que todos los sulfitos
reaccionarán para formar sulfatos, y por consiguiente maximizar la
producción de yeso.
Mientras los contactores y absorbedores de
gas-líquido que utilizan suspensiones a base de
calcio como se han descrito anteriormente funcionan generalmente de
forma satisfactoria, su manipulación da como resultado la producción
de grandes cantidades de desechos o yeso, teniendo este último sólo
valor comercial nominal. En cambio, se han utilizado en la técnica
procesos de lavado a base de amoníaco para producir un fertilizante
de sulfato de amonio con más valor. En estos procesos, se absorbe el
dióxido de azufre de los gases de combustión con una solución de
sulfato de amonio, tras lo que se lleva a reacción el dióxido de
azufre con oxígeno y amoníaco anhidro o acuoso inyectado en la
solución para formar una solución de sulfato de amonio adicional o
cristales de sulfato de amonio (NH_{4})_{2}SO_{4}).
Ejemplos concretos de estos procesos se describen en las patentes de
los EE.UU. n^{os} 4.690.807 y 5.362.458, cada una concedida al
cesionario de la presente invención. Además de requerirse que
reaccione con dióxido de azufre para producir sulfato de amonio, el
amoníaco también sirve para aumentar la eficacia de la extracción de
dióxido de azufre reduciendo la acidez de la solución de sulfato de
amonio, que se vuelve más ácida con la absorción de dióxido de
azufre.
Una petición actual en los procesos como los que
se enseñan en las patentes de EE.UU. n^{os} 4.690.807 y 5.362.458
es la capacidad de control la concentración de amoníaco, que es
amoníaco libre de los gases de combustión lavados que sale del
contactor o absorbedor de gas. Además de incurrir en una pérdida
económica a causa del amoníaco perdido, el amoníaco libre de los
gases de combustión lavados reacciona con dióxido y trióxido de
azufre no capturado para crear un aerosol de sulfato de amonio que
se puede ver como una columna azul o blanca en los gases de
chimenea, conduciendo a problemas de contaminación secundarios.
Controlar la cantidad de amoníaco libre en el proceso de
desulfuración es en parte una función de la presión del vapor de
amoníaco, que es resultado de una combinación de pH y niveles de
sulfito de amonio no oxidado producido por la reacción de dióxido de
azufre y amoníaco en ausencia de oxígeno suficiente. Los valores
elevados de pH dan como resultado una presión del vapor de amoníaco
alta, lo que provoca la concentración de amoníaco. Niveles elevados
de sulfito de amonio no oxidado también provocan concentración de
amoníaco.
Hablando en términos generales, el uso y adición
de amoníaco anhidro o acuoso para controlar gases de óxido de azufre
han dado como resultado unos niveles no deseados de concentración de
amoníaco y poco control del aerosol asociado.
El documento EP212523 describe un procedimiento
para separar gas de dióxido de azufre del gas de dióxido de azufre
contaminado en el que se introducen simultáneamente amoníaco acuoso
y aire en una solución de lavado cargada con dióxido de azufre. No
obstante, el amoníaco acuoso y el aire se introducen por separado en
la solución de lavado a través de medios de inyección
respectivos.
Por consiguiente, sería deseable que estuviera
disponible un proceso de desulfuración de gas de combustión que
implicase la adición de amoníaco inhidro o acuoso y que controlase
al mismo tiempo la concentración de amoníaco.
Es un objeto de esta invención proporcionar un
proceso de desulfuración de gas de combustión que utiliza un fluido
de lavado a base de amoníaco para extraer el dióxido de azufre de
los gases de combustión producidos por las instalaciones de servicio
público e industriales.
Es otro objeto de esta invención que este
proceso se caracterice por una cantidad reducida de concentración de
amoníaco, que corresponde a niveles reducidos de amoníaco y aerosol
de sulfato de amonio en los gases de combustión lavados que salen
del proceso.
Es otro objeto de esta invención proporcionar un
aparato para llevar a cabo el proceso de esta invención.
En un aspecto principal, la presente invención
proporciona un proceso para extraer dióxido de azufre de los gases
de combustión, comprendiendo el procedimiento las etapas de:
suministrar gases de combustión que contienen dióxido de azufre a
una zona de contactor de un absorbedor; introducir una solución de
lavado que contiene sulfato de amonio en el absorbedor, contactando
la solución de lavado con los gases de combustión y absorbiendo el
dióxido de azufre de los gases de combustión; acumular la solución
de lavado que contiene el dióxido de azufre en un vaso con una
pared inferior y una pared lateral que definen una sección
transversal del vaso; introducir un fluido con amoníaco diluido que
comprende amoníaco y un gas con oxígeno en la solución de lavado
dentro del vaso para reaccionar con el dióxido de azufre para
producir sulfato de amonio, introduciéndose el fluido con amoníaco
diluido en el vaso en una dirección hacia la pared inferior del vaso
y dispersándose uniformemente a través de la sección transversal del
vaso en la pared inferior del vaso; y ocasionar la recirculación de
la solución de lavado a la zona de contactor, en la que el fluido
con amoníaco diluido se entremezcla con la solución de lavado
dentro del vaso antes de que se ocasione la recirculación de la
solución de lavado dentro del vaso en la zona de contactor para
eliminar porciones de solución de lavado dentro del vaso con un pH
más elevado y un nivel de sulfito de amonio más elevado que el resto
de la solución de lavado dentro del vaso.
La presente invención proporciona un proceso de
desulfuración vía húmeda de gases de combustión para extraer el
dióxido de azufre de los gases de combustión producidos por las
manipulaciones de procesamiento del tipo que se llevan a cabo en
plantas de servicio público e industriales. En concreto, el proceso
utiliza una solución de sulfato de amonio en el que se inyecta
amoníaco y oxígeno, que reaccionan con el dióxido de azufre
absorbido en la solución para producir sulfato de amonio como un
producto derivado de valor. Más concretamente, el proceso de esta
invención comporta generalmente las etapas de suministrar gases de
combustión que contienen dióxido de azufre a una zona de contactor
de un absorbedor, en el que se introduce una solución de lavado que
contiene sulfato de amonio para contactar con los gases de
combustión y absorber el dióxido de azufre. La solución de lavado
que contiene el dióxido de azufre se acumula después en un vaso que
tiene una pared inferior y una pared lateral que define una sección
transversal del vaso. Se introducen conjuntamente un gas con oxígeno
y un fluido con amoníaco en el vaso para reaccionar con el dióxido
de azufre para producir sulfato de amonio. La solución de lavado se
recicla continuamente desde el vaso a la zona de contactor.
Según la invención, los altos valores de pH y
los altos niveles de sulfito de amonio no oxidado, ya sean
localizados o uniformes en toda la solución de lavado, pueden dar
como resultado una presión del vapor de amoníaco que provoque la
concentración de amoníaco. Con esta invención, se limitan los
niveles altos de pH y sulfito de amonio localizados dentro de la
solución de lavado introduciendo amoníaco diluido en la pared
inferior del vaso de forma que el amoníaco se dispersa uniformemente
a través de la sección transversal del vaso antes de entremezclarse
con el resto de la solución de lavado en el vaso antes de que se
ocasione la recirculación de la solución de lavado a la zona de
contactor del absorbedor. La invención ha mostrado que la dispersión
uniforme de amoníaco diluido elimina las bolsas de niveles altos de
pH y sulfito de amonio en la solución de lavado, logrando un nivel
de pH más uniforme y deseable y unos niveles reducidos de sulfito de
amonio, que provocan la absorción de amoníaco y controlan la
concentración de amoníaco en el absorbedor.
En una forma de realización preferida de la
invención, se diluye amoníaco acuoso con aire, que también sirve
como la fuente de oxígeno para la reacción, y después de dispersa
cerca de la pared inferior del vaso mediante una pluralidad de
conductos que se extienden a través de la sección transversal del
vaso. Los conductos se sitúan preferentemente encima de la entrada a
través de la que se recicla la solución de lavado en el absorbedor.
Se estima que tanto la dilución del amoníaco con agua y aire como la
configuración concreta de los conductos que se utilizan para
inyectar la mezcla se estiman sean características preferidas de la
invención que consiguen los objetos de la invención.
A partir de lo anterior, puede verse que el
proceso de desulfuración de gas de combustión de esta invención
tiene la ventaja de generar sulfato de amonio al tiempo que controla
la concentración de amoníaco y el aerosol de sulfato de amonio
resultante. Este proceso también reduce el flashing (ebullición
rápida del agua) localizado causada por la reacción de amoníaco y
agua en la solución de lavado, y minimiza el flashing del amoníaco
en la fase gaseosa gracias a la despresurización de la solución de
sulfato de amonio rica en amoníaco cuando se despresuriza la
solución (se expande) a través de una boquilla que se utiliza para
atomizar la solución en la zona de contactor del absorbedor. Por
último, se ha mostrado cómo se diluye el amoníaco y después de
dispersa uniformemente en la parte inferior del vaso para provocar
una reacción más rápida con el dióxido de azufre.
A partir de la siguiente descripción detallada
se apreciarán otros objetos y ventajas de esta invención.
la fig. 1 es una representación esquemática
de un aparato para un proceso de desulfuración de gas de combustión
según esta invención;
la fig. 2 es una vista transversal del
aparato de la figura 1 a lo largo de la línea 2-2;
y
la fig. 3 es una vista transversal de un
tubo de distribución que emplea el aparato.
Según esta invención, se proporcionan un proceso
y un aparato mejorados de desulfuración de gas de combustión, por
los que se extrae gas de dióxido de azufre comprendido en un gas de
combustión utilizando líquido de lavado para generar sulfato de
amonio como un producto derivado útil y de valor. Aunque esta
invención se describirá con referencia a un sistema de desulfuración
que utiliza un absorbedor, aquellos expertos en la materia
reconocerán que las enseñanzas de esta invención pueden aplicarse
fácilmente a otros sistemas diversos de desulfuración, incluyendo
contactores de gas-líquido, estructuras de lavado y
otros equipamientos diversos capaces de utilizarse en el proceso que
se describe para esta invención. Además, el proceso de desulfuración
de esta invención es compatible con diversos sistemas capaces de
extraer otros gases no deseados, vapor, polvo, emanaciones, humo y/o
materia particulada de un flujo de gas.
La figura 1 es una vista esquemática de un
aparato de lavado de gas de combustión 10 según esta invención. Como
se muestra, el aparato 10 incluye un absorbedor vertical 12 que se
provee con gases de combustión a través de un canal de entrada 14.
El aparato 10 funciona de una manera que origina la absorción de
dióxido de azufre de los gases de combustión que utilizan un líquido
de lavado. Los gases de combustión lavados que salen del absorbedor
12 se suministran a una chimenea (no se muestra) u otro equipamiento
adecuado mediante un canal de salida 20. La fuente de los gases de
combustión puede ser cualquier proceso que implique la combustión de
combustibles fósiles o diversas manipulaciones industriales con las
que se producen gases o materia particulada no deseados.
Según esta invención, el líquido es una solución
de lavado rica en amoníaco 22, y más preferentemente, una solución
de sulfato de amonio acuoso 22 que contiene amoníaco libre disuelto
como el reactivo para el proceso de desulfuración. Como se tratará
con mayor detalle más adelante con referencia a la figura 2, la
figura 1 muestra cómo se suministra el amoníaco desde una fuente 32
a un vaso de reacción 18 mediante una bomba 26, un conducto 28 y un
sistema de inyección 30. El amoníaco es preferentemente una solución
acuosa de una relación de masa de aproximadamente 7:1 a 3:1 de agua
y amoníaco. El amoníaco es un reactante principal cuando se produce
sulfato de amonio como un producto derivado del proceso de
desulfuración, y la solución de sulfato de amonio 22 sirve como el
vehículo del líquido para suministrar el amoníaco al absorbedor 12.
Como se muestra en la figura 1 una bomba de recirculación 40 sirve
para reciclar la solución de sulfato de amonio 22 desde el vaso 18
a través de un conducto 16 hasta una zona de contactor del
absorbedor 12, en la que se introduce la solución 22 a través de un
número de boquillas 24 u otros dispositivos adecuados.
El proceso de lavado implica pulverizar la
solución de sulfato de amonio 22 en el absorbedor 12 para
proporcionar contacto estrecho entre la solución 22 y el gas de
combustión. Como resultado, la solución 22 absorbe dióxido de
azufre y otros gases ácidos, como cloruro de hidrógeno (HCl) y
fluoruro de hidrógeno (HF), si están presentes en los gases de
combustión. Luego la solución 22 cae en el vaso de reacción 18, en
el que el dióxido de azufre absorbido reacciona con el amoníaco y se
oxida para formar sulfato de amonio. Específicamente, el dióxido de
azufre reacciona con amoníaco para formar sulfito de amonio
(NH_{4})_{2}
SO_{3}\cdotHOH) y bisulfito de amonio (NH_{4}HSO_{3}), que se oxidan en la presencia de suficiente oxígeno para formar sulfato de amonio y bisulfato de amonio (NH_{4}HSO_{4}), reaccionando este último con amoníaco para formar sulfato de amonio adicional. Después puede extraerse una porción de la solución de sulfato de amonio 22 y/o de los cristales de sulfato de amonio que forman la solución 22 para lograr el producto derivado deseado de esta reacción. Se extrae preferentemente una cantidad suficiente de sulfato de amonio de la solución de sulfato de amonio 22 antes de suministrarla al absorbedor 12 para mantener el sulfato de amonio en una concentración deseada en la solución 22, que ha sido típicamente de aproximadamente el 2% hasta el nivel de saturación del sulfato de amonio (46% del total de sólidos disueltos). No obstante, según la solicitud de patente de EE.UU. pendiente de tramitación nº de serie [expediente de abogado nº MET-1002], una solución preferida tiene una concentración disuelta por encima del 46% hasta aproximadamente el 48% del total de sólidos disueltos, de forma que tienen sólidos suspendidos del precipitado de sulfato de amonio en un intervalo de preferentemente el 1% al 20% aproximadamente del total de sólidos suspendidos.
SO_{3}\cdotHOH) y bisulfito de amonio (NH_{4}HSO_{3}), que se oxidan en la presencia de suficiente oxígeno para formar sulfato de amonio y bisulfato de amonio (NH_{4}HSO_{4}), reaccionando este último con amoníaco para formar sulfato de amonio adicional. Después puede extraerse una porción de la solución de sulfato de amonio 22 y/o de los cristales de sulfato de amonio que forman la solución 22 para lograr el producto derivado deseado de esta reacción. Se extrae preferentemente una cantidad suficiente de sulfato de amonio de la solución de sulfato de amonio 22 antes de suministrarla al absorbedor 12 para mantener el sulfato de amonio en una concentración deseada en la solución 22, que ha sido típicamente de aproximadamente el 2% hasta el nivel de saturación del sulfato de amonio (46% del total de sólidos disueltos). No obstante, según la solicitud de patente de EE.UU. pendiente de tramitación nº de serie [expediente de abogado nº MET-1002], una solución preferida tiene una concentración disuelta por encima del 46% hasta aproximadamente el 48% del total de sólidos disueltos, de forma que tienen sólidos suspendidos del precipitado de sulfato de amonio en un intervalo de preferentemente el 1% al 20% aproximadamente del total de sólidos suspendidos.
Según prácticas anteriores, se suministra
suficiente amoníaco al vaso 18 para controlar el pH de la solución
de sulfato de amonio 22 dentro de un intervalo típico de
aproximadamente un intervalo de pH de 4 a 6, de forma que la
solución 22 es altamente reactiva para una captura altamente eficaz
de los gases de dióxido de azufre. Como se ha indicado
anteriormente, durante la operación de lavado se produce una
reacción entre el amoníaco inyectado y el dióxido de azufre que, con
la oxidación forzada, da como resultado la producción de sulfato de
amonio adicional. Si hay cloruro de hidrógeno y/o fluoruro de
hidrógeno en el gas de combustión, como en el caso del gas de
combustión producido por la combustión de carbón, estos gases ácidos
también se capturan para formar cloruro de amonio y fluoruro de
amonio.
La presente invención está basada en la
determinación de que la manera en la que la técnica anterior ha
inyectado el amoníaco provoca altos niveles de concentración de
amoníaco, lo que significa que el amoníaco libre entra en el
absorbedor 12, del que una parte reacciona con dióxido de azufre
para formar un aerosol de sulfato de amonio que se escapa del
absorbedor 12 y se descarga en la atmósfera. Como una solución a
este problema, la presente invención comporta inyectar amoníaco en
la solución de sulfato de amonio 22 del vaso de reacción 18 en una
forma diluida (con aire y agua) y a través del sistema de inyección
30 que se muestra en las figuras 1 y 2, lo que se ha determinado que
en combinación reduce la probabilidad de que el amoníaco libre se
escape del absorbedor 12. Específicamente, se ha determinado con la
presente invención que se produce menor concentración de amoníaco si
se diluye amoníaco intencionadamente con agua y oxígeno (por ej.
aire) antes de inyectarlo uniformemente por la sección transversal
inferior del vaso 18. En concreto, se ha mostrado que la dispersión
uniforme de amoníaco diluido reduce la probabilidad de que en la
solución 22 haya bolsas de pH alto y altos niveles de sulfito de
amonio, de forma que se consiguen niveles uniformes y deseables de
pH y sulfito de amonio que provocan la absorción de amoníaco y
controlan la concentración de amoníaco en el absorbedor 12. Como se
muestra en la figura 1, el amoníaco se diluye con oxígeno desde una
fuente adecuada 38, y después la mezcla resultante se suministra a
través del conducto 28 hasta el vaso 18 mediante el sistema de
inyección 30. El aire es una fuente adecuada para el oxígeno, con un
amoníaco preferido: siendo la relación aire-masa de
aproximadamente uno a aproximadamente cinco.
El sistema de inyección 30 que se muestra en las
figuras 1 y 2 incluye un número de conductos paralelos 34 que
dispersan uniformemente el amoníaco diluido cerca de la parte
inferior 36 del vaso de reacción 18, y preferentemente
aproximadamente a diez pies (aproximadamente tres metros) de la
parte inferior 36. Para conseguir los resultados deseados, los
conductos 34 se sitúan encima de la entrada a la bomba 40 y al
conducto 16. Como se muestra en la figura 3, otra característica del
sistema de inyección 30 es que la mezcla aire/amoníaco está dirigida
hacia abajo a la parte inferior 36, y no horizontalmente o hacia
arriba en el vaso 18. Se ha mostrado la inyección de mezcla a través
de aperturas 44 con diámetros de aproximadamente tres octavos de
pulgada (aproximadamente 9,5 mm) y en un ángulo de aproximadamente
45 grados hacia la parte inferior 36 para conseguir los resultados
deseados. En gran medida, la configuración del sistema de inyección
30 que se muestra en las figuras ha dado como resultado una
reducción considerable de la concentración de amoníaco, que se ha
atribuido a la ausencia de bolsas de pH alto y niveles altos de
sulfito de amonio en la solución 22. Según esta invención, el
amoníaco acuoso y el oxígeno introducidos con el sistema de
inyección 30 circulan a través del vaso de reacción 18 a partir de
la circulación natural establecida con la bomba de recirculación 40,
la inyección continua de amoníaco acuoso y aire mediante el sistema
de inyección 30, y cualquier agitador presente, como el ventilador
42 que se muestra
en la figura 1.
en la figura 1.
En vistas de lo anterior, puede verse que una
ventaja significativa de la presente invención es que, mientras los
procesos de desulfuración de la técnica anterior que utilizan
soluciones de lavado a base de amoníaco han sido propensos a niveles
relativamente altos de concentración de amoníaco, la presente
invención controla la concentración de amoníaco con la manera en la
que se introduce el amoníaco en un sistema de desulfuración de gas
de combustión para reducir la tendencia a niveles altos localizados
de pH y sulfito de amonio. Otras ventajas de esta invención incluyen
flashing localizado minimizado gracias a las reacciones entre el
amoníaco y el agua en la solución 22, flashing minimizado del
amoníaco en la fase gaseosa cuando se expande a través de las
boquillas 24, y una reacción más rápida de la solución 22 con
dióxido de azufre.
Aunque la invención actual se ha descrito en
términos de formas de realización preferidas, es aparente que
aquellos expertos en la materia podrían adoptar otras formas. Por
ejemplo, las características de esta invención podrían incorporarse
dentro de los sistemas de desulfuración de gas de combustión que
difieren de los que se han representado en las figuras, podrían
emplearse composiciones de suspensión que incluyan constituyentes
además de los que se han descrito, y podría emplearse equipamiento
distinto y/o adicional para tratar más las soluciones y suspensiones
que utiliza el proceso, así como para tratar aquellos compuestos
producidos por el sistema de desulfuración de gas de combustión.
Por consiguiente, el alcance de la invención debe limitarse
únicamente a las siguientes reivindicaciones.
Claims (21)
1. Un proceso para extraer dióxido de azufre
de los gases de combustión, comprendiendo el procedimiento las
etapas de:
- suministrar gases de combustión que contienen dióxido de azufre a una zona de contactor de un absorbedor (12);
- introducir una solución de lavado (22) que contiene sulfato de amonio en el absorbedor (12), contactando la solución de lavado (22) con los gases de combustión y absorbiendo el dióxido de azufre de los gases de combustión;
- acumular la solución de lavado (22) que contiene el dióxido de azufre en un vaso (18) con una pared inferior (36) y una pared lateral que definen una sección transversal del vaso (18);
- introducir un fluido con amoníaco diluido que comprende amoníaco y un gas con oxígeno en la solución de lavado (22) dentro del vaso (18) para reaccionar con el dióxido de azufre para producir sulfato de amonio, introduciéndose el fluido con amoníaco diluido en el vaso (18) en una dirección hacia la pared inferior (36) del vaso (18) y dispersándose uniformemente a través de la sección transversal del vaso (18) en la pared inferior (36) del vaso (18); y
- ocasionar la recirculación de la solución de lavado (22) a la zona de contactor,
- en el que el fluido con amoníaco diluido se entremezcla con la solución de lavado (22) dentro del vaso (18) antes de que se ocasione la recirculación de la solución de lavado (22) dentro del vaso (18) en la zona de contactor para eliminar porciones de solución de lavado (22) dentro del vaso (18) con un mayor pH y un nivel de sulfito de amonio más elevado que el resto de la solución de lavado (22) dentro del vaso (18).
2. Un proceso según la reivindicación 1, en el
que el gas con oxígeno es aire.
3. Un proceso según la reivindicación 1 ó 2,
en el que la solución de lavado (22) se agita mientras está en el
vaso (18).
4. Un proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la solución de lavado (22)
se mantiene a un pH de 4 a 6 dentro del vaso (18).
5. Un proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el fluido con amoníaco
diluido comprende el gas con oxígeno y amoníaco.
6. Un proceso según la reivindicación 5, en el
que el gas con oxígeno es aire y el fluido con amoníaco diluido
comprende amoníaco y aire mezclados en una relación de masa
amoníaco:aire de uno a cinco.
7. Un proceso según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la etapa de introducción
comprende dispersar el fluido con amoníaco diluido mediante una
pluralidad de conductos paralelos (34) a través de la sección
transversal del vaso (18).
8. Un proceso según la reivindicación 7, en el
que los conductos (34) inyectan el fluido con amoníaco diluido en un
ángulo oblicuo a la pared inferior (36) del vaso (18).
9. Un proceso según la reivindicación 7 ó 8,
en el que los conductos (34) inyectan el fluido con amoníaco diluido
por encima de una salida a través de la que se ocasiona la
recirculación de la solución de lavado (22) a la zona de
contactor.
10. Un proceso según la reivindicación 1 ó 2,
en el que también comprende: hacer circular la solución de lavado
(22) desde el vaso (18) hasta el absorbedor (12); agitar la solución
de lavado (22) en el vaso (18) con un medio de agitación (42); e
introducir el fluido con amoníaco diluido que comprende una mezcla
de aire y una solución de amoníaco acuoso en el vaso (18) a través
de medios de inyección, teniendo la solución de amoníaco acuoso una
relación ponderal agua-amoníaco de 7:1 a 3:1,
mezclándose la solución de amoníaco acuoso y el aire en una relación
ponderal amoníaco-aire de 1 a 5 antes de
introducirse en el vaso (18) a una distancia de aproximadamente tres
metros (diez pies) por encima de la pared inferior (36) del vaso
(18), inyectando el medio de inyección la mezcla por encima de una
salida a través de la que se ocasiona la recirculación de la
solución de lavado (22) en la zona de contacto, comprendiendo el
único medio de inyección una pluralidad de conductos (34) que se
extienden a través de la sección transversal del vaso (18).
11. Un aparato (10) para extraer dióxido de
azufre de los gases de combustión, comprendiendo el aparato:
- un medio (14) para suministrar gases de combustión que contienen dióxido de azufre a una zona de contacto de un absorbedor (12);
- un medio (24) para introducir una solución de lavado (22) que contiene sulfato de amonio en el absorbedor (12), originando los medios de introducción (24) que la solución de lavado (22) contacte con los gases de combustión y absorba el dióxido de azufre de los gases de combustión;
- un vaso (18) en el que se acumula la solución de lavado (22) que contiene el dióxido de azufre, teniendo el vaso (18) una pared inferior (36) y una pared lateral que define una sección transversal del vaso (18);
- un medio (34) para introducir un fluido con amoníaco diluido que comprende amoníaco y un gas con oxígeno en la solución de lavado (22) dentro del vaso (18) en la pared inferior (36) del vaso (18) y dispersándose uniformemente a través de la sección transversal del vaso (18) en la pared inferior (36) del vaso (18); y
- medios (16, 40) para ocasionar la recirculación de la solución de lavado (22) a la zona de contacto,
- en la que los medios de introducción (34) originan que el fluido con amoníaco diluido se entremezcle con la solución de lavado (22) dentro del vaso (18) antes de que se ocasione la recirculación de la solución de lavado (22) dentro del vaso (18) en la zona de contacto para eliminar porciones de solución de lavado (22) dentro del vaso (18) con un pH más alto y un nivel de sulfito de amonio más elevado que el resto de la solución de lavado (22) dentro del vaso (18).
12. Un aparato según la reivindicación 11, en
el que también comprende medios (26, 28, 32, 34, 38) para mezclar
amoníaco acuoso y un gas con oxígeno para producir el fluido con
amoníaco diluido.
13. Un aparato (10) según la reivindicación 11
ó 12, en el que el gas con oxígeno es aire.
14. Un aparato (10) según una cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 13, que también comprende un medio (42) para
agitar la solución de lavado (22) mientras está en el vaso (18).
15. Un aparato (10) según la reivindicación 12
ó 13 ó 14, en el que el medio de mezcla (26, 28, 32, 34, 38)
suministra el amoníaco y el aire en una relación ponderal
amoníaco:aire de 1 a 5 en el vaso (18).
16. Un aparato (10) según una cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 15, en el que el medio (34) para introducir el
fluido con amoníaco diluido comprende una pluralidad de conductos
paralelos (34) que se extienden a través de la sección transversal
del vaso (18).
17. Un aparato (10) según la reivindicación 16,
en el que cada conducto (34) está dispuesto para inyectar
simultáneamente el gas con oxígeno y el amoníaco en el vaso
(18).
18. Un aparato (10) según la reivindicación 16,
en el que cada conducto (34) está localizado a tres metros (diez
pies) de la pared inferior (36) del vaso (18).
19. Un aparato (10) según una cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 18, en el que también comprende una salida a
través de la que se saca la solución de lavado (22) del vaso (18) y
después se ocasiona la recirculación en la zona de contacto, en la
que los conductos (34) están encima de la salida.
20. Un aparato (10) según una cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 19, en el que los conductos (34) están
dispuestos para inyectar el fluido con amoníaco diluido hacia la
pared inferior (36) del vaso (18).
21. Un aparato (10) según una cualquiera de las
reivindicaciones 11 a 20, en el que la solución de lavado (22) tiene
un pH de 4 a 6 dentro del vaso (18).
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