RO115421B1 - Process for the separation of gaseous pollutants from hot flue gases in heating installations - Google Patents

Abstract

The process for the separation of gaseous pollutant from hot gases in heating installations provides for feeding a fresh absorbent into a mixer, as burnt lime, the major part of dust resulted from process and a predetermined amount of water, where the recirculated dust is feed continuosly, the time of recirculating and maintening the dust in the mixer being be sufficiently long in order to ensure residence time for fresh absorbent in the mixer, necessary for completereaction with the supllied water and for producing slaked lime, thereafter the absorbent mixture conditioned this way being directed to the contact phase hot flue gases to be purified, during the contact phase

Description

Invenția de față se referă la un procedeu pentru separarea poluanților gazoși din gazele de ardere fierbinți ale instalațiilor de încălzire, prin aducerea lor în contact cu un material absorbant, reactiv, umectat, pentru transformarea poluanților gazoși, în principal a dioxidului de sulf, într-un praf separabil, după care, gazele sunt trecute printr-un separator de praf, înainte de evacuare în atmosferă.The present invention relates to a process for separating gaseous pollutants from hot flue gases of heating installations, by contacting them with an absorbent, reactive, wetted material, for converting gaseous pollutants, mainly sulfur dioxide, into a separable dust, after which the gases are passed through a dust separator, before being released into the atmosphere.

Procedee similare, de separare a poluanților gazoși din gazele de ardere fierbinți, sunt descrise în brevetele SE 8504675-3 și 8904106-5, în care se prevede folosirea ca absorbant proaspăt a varului stins (hidroxidul de calciu) sub formă de particule. Acest absorbant este preamestecat cu praful separat din gazele de ardere supuse purificării.Similar processes, for separating gaseous pollutants from hot flue gases, are described in SE 8504675-3 and 8904106-5, in which the use of fresh lime (calcium hydroxide) as particle is provided as a fresh absorber. This absorber is pre-mixed with the separate dust from the flue gas undergoing purification.

Varul stins este însă un produs costisitor și, ca urmare, s-au făcut încercări pentru folosirea ca absorbant a varului calcinat (oxid de calciu) care, comparativ, este mult mai puțin costisitor. A fost necesară însă utilizarea unei instalații corespunzătoare, în care varul calcinat era stins în prealabil, respectiv oxid de calciu, era hidratat cu apă pentru trecere în hidroxid de calciu, înainte de introducere în fluxul procesului de curățare a gazelor de ardere. O asemenea instalație de hidratare este de asemenea costisitoare, și ca urmare nu apar avantajele scontate, din înlocuirea în procesul de epurare a gazelor de ardere, a varului stins cu varul calcinat.However, extinct lime is an expensive product and, as a result, attempts have been made to use calcined lime (calcium oxide) which, in comparison, is much less expensive. However, it was necessary to use a suitable installation, in which the calcined lime was previously quenched, respectively calcium oxide, was hydrated with water for passage into calcium hydroxide, before being introduced into the flue gas cleaning process. Such a hydration plant is also expensive, and as a result, the expected benefits do not appear, from the replacement in the process of purification of the flue gas, of the lime with the lime calcined.

Problema pe care o rezolvă invenția de față este de realizare a separării poluanților gazoși din gazele de ardere fierbinți, folosind în locul varului stins a varului calcinat, fără necesitatea utilizării unei instalații separate, costisitoare, pentru hidratarea varului calcinat.The problem solved by the present invention is to achieve the separation of the gaseous pollutants from the hot flue gases, using instead of the extinguished lime of the calcined lime, without the need for a separate, costly installation, for the hydration of the calcined lime.

Procedeul conform invenției prevede alimentarea în flux continuu, într-un amestecător, a absorbantului proaspăt, a prafului reținut din gazele de ardere într-un separator de praf și a unei anumite cantități de apă, pentru a forma materialul absorbant reactiv și care este recirculat de atâtea ori, încât durata de rezidență a varului calcinat umectat în respectivul amestecător să fie suficientă pentru ca acesta să reacționeze complet cu apa și să se transforme în var stins, după care, amestecul absorbant astfel condiționat este dirijat spre faza de contact cu gazele fierbinți care trebuie purificate.The process according to the invention provides for the continuous flow, in a mixer, of the fresh absorber, the dust retained by the flue gases in a dust separator and a certain amount of water, to form the reactive absorbent material and which is recirculated by so many times that the residence time of the calcined lime moistened in the respective mixer is sufficient for it to react completely with water and turn into extinguished lime, after which the absorbent mixture thus conditioned is directed to the contact phase with the hot gases which they must be purified.

Invenția de față prezintă următoarele avantaje :The present invention has the following advantages:

- se optimizează condițiile de purificare a gazelor de ardere fierbinți ;- the conditions for the purification of hot flue gases are optimized;

- se elimină necesitatea stingerii într-o instalație separată a oxidului de calciu (varului calcinat), ceea ce reduce costurile de fabricație.- elimination of the need to extinguish in a separate installation of calcium oxide (calcined lime), which reduces the manufacturing costs.

în continuare, invenția se prezintă în detaliu, cu referire și la figură, care reprezintă schema instalației pentru realizarea procedeului conform invenției.Next, the invention is presented in detail, with reference to the figure, which represents the scheme of the installation for carrying out the process according to the invention.

Procedeul conform invenției prevede separarea poluanților gazoși din gazele de ardere fierbinți ale instalațiilor de încălzire, prin aducerea în contact a gazelor menționate, cu un material absorbant reactiv umectat, pentru transformarea poluanților gazoși și, în principal, a dioxidului de sulf, într-un praf separabil, după care, gazele sunt trecute într-un separator de praf, unde praful este separat de gazele de proces, gazele curățite sunt evacuate în atmosferă, iar o parte din praful reținut în separator este recirculată într-un amestecător,se amestecă cu apa și absorbant proaspăt și amestecul rezultat, după condiționare, se recirculă în faza de absorbție.The process according to the invention provides for the separation of the gaseous pollutants from the hot flue gases of the heating installations, by contacting said gases, with a wetted reactive absorbent material, for the conversion of the gaseous pollutants and, mainly, of the sulfur dioxide, into a dust. separable, after which, the gases are passed into a dust separator, where the dust is separated from the process gases, the cleaned gases are discharged into the atmosphere, and part of the dust contained in the separator is recycled into a mixer, mixed with water and fresh absorbent and the resulting mixture, after conditioning, is recirculated to the absorption phase.

Praful este încărcat și descărcat în amestecător în flux continuu, praful fiind menținut și recirculat în amestecător, o durată de timp suficientă, pentru ca varul calcinat introdus în amestec să aibă timp să reacționeze practic complet cu apa alimentată în respectivul amestecător și să treacă în var strins prin hidratare.The dust is charged and discharged into the mixer in a continuous flow, the dust being maintained and recirculated in the mixer for a sufficient period of time, so that the calcined lime introduced into the mixture will have time to react almost completely with the water fed into the mixer and pass into the lime. tightened by hydration.

RO 115421 BlRO 115421 Bl

Absorbantul proaspăt, sub formă de var calcinat, este de preferință alimentat în amestecător, așa cum s-a arătat mai sus, dar se poate preamesteca cu praful 50 separat din separatorul de praf, înainte de introducere în amestecător.Alternativ, varul calcinat poate fi adus direct în contact cu gazele de ardere fierbinți supuse purificării. Trebuie precizat că în amestecător este alimentat un curent de aer, pentru fluidizarea amestecului și îmbunătățirea amestecării componenților.The fresh absorbent, in the form of calcined lime, is preferably fed into the mixer, as shown above, but may be pre-mixed with the dust 50 separately from the dust separator, before being introduced into the mixer. Alternatively, the calcined lime may be brought directly in contact with hot flue gases subjected to purification. It should be noted that in the mixer is supplied an air stream, to fluidize the mixture and improve the mixing of the components.

Instalația prezentată schematic pe figură ilustrează purificarea gazelor de 55 ardere provenite de la o centrală de încălzire cu cărbune.The installation shown schematically on the figure illustrates the purification of the 55 combustion gases from a coal heating plant.

Astfel, instalația cuprinde un agregat de încălzire centrală cu cărbune 1, prin funcționarea căruia sunt generate gaze de ardere conținând praf, cum este cenușa zburătoare, și poluanți gazoși, cum este dioxidul de sulf. Este prevăzut un dispozitiv de preîncălzire 2, astfel dispus, pentru a transmite căldura de la gazele de ardere 60 fierbinți la aerul de combustie, care, printr-o conductă 2a, este alimentat în agregatul de încălzire centrală 1, cu ajutorul unui ventilator 3. Gazele de ardere fierbinți sunt transportate, printr-o conductă 4, la un separator de praf 5, care, în varianta ilustrată, este un precipitator electrostatic, ce cuprinde trei unități succesive de precipitare, prin care sunt trecute gazele ce urmează să fie purificate. Gazele de 65 ardere astfel purificate sunt dirijate printr-o conductă S către un ventilator 7, care, printr-o conductă 8, alimentează un coș 9, pentru a fi emise în atmosferă. Separatorul 5 poate de asemenea să fie un filtru cu sac.Thus, the plant comprises a central heating unit with coal 1, by means of which combustion gases containing dust, such as fly ash, and gaseous pollutants, such as sulfur dioxide, are generated. A preheating device 2, so arranged, is provided to transmit heat from the combustion gases 60 hot to the combustion air, which, through a pipe 2a, is fed into the central heating unit 1, by means of a fan 3. The hot combustion gases are transported, through a pipe 4, to a dust separator 5, which, in the illustrated embodiment, is an electrostatic precipitator, comprising three successive precipitation units, through which the gases to be purified are passed. The 65 flue gases thus purified are directed through a pipe S to a fan 7, which, through a pipe 8, feeds a basket 9, to be emitted into the atmosphere. Separator 5 may also be a bag filter.

Conducta 4 include o porțiune verticală, ce constituie un reactor de contactPipe 4 includes a vertical portion, which constitutes a contact reactor

10, ce comunică la partea sa inferioară, cu un amestecător 11. Amestecătorul 11 70 asigură introducerea în instalație a unui absorbant sub formă de particule, care reacționează cu poluanții gazoși din gazele de ardere, la partea inferioară a precipitatului 5. Particulele de praf separate în precipitatorul 5 sunt colectate în niște buncăre 12 ale unităților precipitatorului 5. Partea majoră a particulelor de praf colectate în separatorul 5 este recirculată în sistem, cu mijloace uzuale, nefigurate, 75 de exemplu cu un transportator cu melc. Amestecătorul 11 este de tipul celui descris în brevetul SE -9404104-3. Astfel, amestecătorul 11 este de forma unei cutii, cu fund dublu. între cele două funduri, dintre care cel superior constă dintr-o pânză 13, din poliester, sub tensiune, de fluidizare, este prevăzută o cameră 14, în care este introdus printr-o conductă 15 aerul necesar pentru fluidizarea materialului absorbant 80 în amestecătorul 11. Amestecătorul 11 este prevăzut cu o conductă 16 pentru alimentarea apei și cu duză de pulverizare 17, dispuse la partea superioară a amestecătorului respectiv. Materialele solide sunt alimentate în amestecătorul 11, prin două admișii 18 și 19. Amestecătorul 11 mai cuprinde un dispozitiv de amestecare mecanică 20, constituit din două agitatoare ce lucrează concomitent în paralel (este 85 figurat numai unul], fiecare având un ax orizontal pe care sunt montate o multitudine de pale eliptice înclinate. Evacuarea amestecătorului 11 se extinde în reactorul de contact 10, pentru a asigura alimentarea acestuia, în mod continuu, printr-un preaplin10, which communicates at its lower part with a mixer 11. The mixer 11 70 provides for the introduction into the plant of a particulate absorber, which reacts with the gaseous pollutants from the flue gases, at the lower part of the precipitate 5. The separate dust particles In the precipitator 5 are collected in bunkers 12 of the units of the precipitator 5. The major part of the dust particles collected in the separator 5 is recirculated in the system, by usual means, not figured, 75 for example with a snail conveyor. The mixer 11 is of the type described in SE-9404104-3. Thus, the mixer 11 is shaped like a box, with a double bottom. Between the two bottoms, of which the upper consists of a cloth 13, of polyester, under tension, of fluidization, there is provided a chamber 14, in which the air necessary to fluidize the absorbent material 80 in the mixer 11 is introduced through a pipe 15. The mixer 11 is provided with a pipe 16 for water supply and a spray nozzle 17, disposed at the top of the respective mixer. The solid materials are fed into the mixer 11, by two inlets 18 and 19. The mixer 11 further comprises a mechanical mixing device 20, consisting of two agitators working concurrently in parallel (85 is only one), each having a horizontal axis on which a plurality of inclined elliptical blades are mounted.The evacuation of the mixer 11 extends into the contact reactor 10, to ensure its continuous supply through an overflow.

21, cu material absorbant bine amestecat, umectat.21, with well mixed, moistened absorbent material.

Partea de particule de praf care se colectează în buncărele 12 ale sepa- 90 ratorului de praf 5, ce urmează să fie recirculată în sistem, este alimentată în amestecătorul 11 prin admisia 19. Amestecul este umectat cu apa alimentată prin duzele 17, care este destinată deasemenea hidratării varului calcinat proaspăt, care se alimentează prin admisia 10. Datorită construcției dispozitivului de amestecare 20 și a fluidizării materialului alimentat în amestecătorul 11, se produce un amestec 95The part of dust particles that is collected in the bunkers 12 of the dust separator 5, to be recirculated in the system, is fed into the mixer 11 by the inlet 19. The mixture is moistened with the water fed through the nozzles 17, which is intended as well as hydration of freshly calcined lime, which is fed by inlet 10. Due to the construction of the mixing device 20 and the fluidization of the material fed into the mixer 11, a mixture 95 is produced.

RO 115421 Bl omogen de particule de material absorbant reactiv umectat, care sunt alimentate continuu prin preaplinul 21 al amestecătorului 11, în reactorul 10. Timpul de staționare a particulelor de material în amestecătorul 11 este de ordinul a 5...60 sec,mai ales 10...20 sec.RO 115421 Homogeneous particle block of wetted reagent absorbent material, which is continuously fed through the overflow 21 of the mixer 11, into the reactor 10. The settling time of the material particles in the mixer 11 is of the order of 5 ... 60 sec, especially 10 ... 20 sec.

Durata de rezidență de 10...20 sec a particulelor în amestecătorul 11, adică intervalul de timp de umectare a particulelor de var calcinat, este suficientă pentru asigurarea desfășurării reacției de hidratare și trecerea varului calcinat în var stins. De regulă, o asemenea reacție este relativ înceată și în condiții obișnuite necesită mai multe minute.The residence time of 10 ... 20 sec of the particles in the mixer 11, that is, the time interval of wetting the calcined lime particles, is sufficient to ensure the hydration reaction and the calcined lime to be switched off. As a rule, such a reaction is relatively slow and under normal conditions requires several minutes.

în cele ce urmează se prezintă un exemplu concret de realizare a procedeului conform invenției.In the following, a concrete example of carrying out the process according to the invention is presented.

Condițiile experimentale predominante sunt cele din punctele A, B și C, respectiv în conducta 4, înainte de amestecătorul 11, în reactorul 10 după amestecătorul 11, în punctul de admisie în separatorul de praf 5 și, respectiv, la evacuare din separatorul de praf 5.The predominant experimental conditions are those in points A, B and C, respectively in the pipe 4, before the mixer 11, in the reactor 10 after the mixer 11, at the inlet point in the dust separator 5 and, respectively, at the discharge from the dust separator 5 .

A A B B C C D D Curent gaz (Nm³/h)Gas flow (Nm ³ / h) 100000 100000 103993 103 993 103993 103 993 - - Temperatură gaz (°C] Gas temperature (° C] 125 125 65 65 65 65 - - Concentrație SO_s(ppm)SO Concentration _(ppm) 1150 1150 280 280 172 172 - - Concentrație praf (g/Nm³)Dust concentration (g / Nm ³ ) 20 20 1000 1000 <0,03 <0.03 - -

în poziția A, praful este practic constituit din cenușă zburătoare, iar în poziția B este constituit din cenușă zburătoare și material absorbant.In position A, the dust is basically made up of flying ash, and in position B it consists of flying ash and absorbent material.

Din poziția A se descarcă 2930 kg praf pe oră, din care 2000 kg sunt cenușă zburătoare. Materialul absorbant sub formă de particule, incluzând varul calcinat care a fost hidratat, se recirculă în medie de circa 35 ori (1,0 x 103933/2930 = 35] în sistem, înainte de a fi descărcat prin D. Timpul total de rezidență a materialului absorbant în amestecătorul 11 este de 350...700 sec, adică de ordinul a 6...12 min, care este suficient ca varul calcinat să fie hidratat.From position A unload 2930 kg dust per hour, of which 2000 kg are fly ash. Particulate absorbent material, including calcined lime that has been hydrated, is recirculated on average about 35 times (1.0 x 103933/2930 = 35] in the system, before being discharged by D. The total residence time of of the absorbent material in the mixer 11 is 350 ... 700 sec, that is, in the order of 6 ... 12 min, which is sufficient for the calcined lime to be hydrated.

Consumul total de apă este 3366 l/h, din care 152 l/h sunt necesari pentru hidratarea varului. Când această cantitate de apă este consumată, conținutul de umiditate a materialului descărcat din amestecătorul 11 este de circa 6 %. în funcție de compoziția amestecului ce se obține, această umiditate poate să varieze, în intervalul 2 ... 15 %.The total water consumption is 3366 l / h, of which 152 l / h are needed for hydrating lime. When this amount of water is consumed, the moisture content of the material discharged from the mixer 11 is about 6%. Depending on the composition of the mixture that is obtained, this humidity may vary, in the range 2 ... 15%.

Dacă în exemplul prezentat, conținutul de cenușă zburătoare în poziția A este O, adică descărcarea în poziția D este de 930 kg/h, numărul de circulari va fi, prin analogie cu cele prezentate mai sus, de circa 110 (0,980 x 103993/930 = 110], ceea ce conduce la untimp de rezidență de 1100...2000 sec, adică de ordinul a 18 — 37 min.If, in the example presented, the fly ash content in position A is O, that is, the discharge in position D is 930 kg / h, the number of circulars will be, by analogy with those presented above, about 110 (0.980 x 103993/930 = 110], which leads to a residence time of 1100 ... 2000 sec, that is, on the order of 18 - 37 min.

Claims (2)

1. Procedeu pentru separarea poluanților gazoși din gazele de ardere fierbinți ale instalațiilor de încălzire, prin aducerea lor în contact cu un material absorbant reactiv, umectat, pentru transformarea poluanților gazoși, în principal a dioxidului de sulf, într-un praf separabil, după care, gazele sunt trecute într-un separator de praf,1. Process for separating gaseous pollutants from hot flue gases from heating installations, by contacting them with a reactive, wetted absorbent material, for converting gaseous pollutants, mainly sulfur dioxide, into a separable powder, after which , the gases are passed into a dust separator, RO 115421 BlRO 115421 Bl 145 unde praful este separat de gazele de proces, gazele curățite fiind evacuate, iar o parte din praful reținut în separator este recirculată într-un amestecător, unde se amestecă cu apă și cu absorbant proaspăt și se recirculă în faza de absorbție, caracterizat prin aceea că, absorbantul proaspăt, sub formă de var calcinat, cea mai mare parte din praful reținut în separatorul de praf (5] și o anumită cantitate de apă, se alimentează în flux continuu într-un amestecător (11), pentru a forma materialul absorbant reactiv, care este menținut în amestecătorul (11) timpul necesar și este recirculat de atâtea ori, încât durata de rezidență a varului calcinat umectat în amestecătorul (11) să fie suficientă pentru ca acesta să reacționeze complet cu apa și să se transforme în var stins, după care, amestecul absorbant astfel condiționat, este dirijat spre faza de contact cu gazele de ardere fierbinți, care trebuie purificate.145 where the dust is separated from the process gases, the cleansed gases are discharged, and part of the dust contained in the separator is recycled in a mixer, where it is mixed with water and fresh absorber and recycled in the absorption phase, characterized by that that the fresh absorbent, in the form of calcined lime, most of the dust contained in the dust separator (5) and a certain amount of water, is fed in a continuous flow into a mixer (11), to form the absorbent material reagent, which is kept in the mixer (11) for the required time and is recirculated so many times that the residence time of the calcined lime moistened in the mixer (11) is sufficient for it to react completely with water and turn to lime , after which the absorbent mixture thus conditioned is directed to the contact phase with the hot flue gases, which must be purified. 2. Procedeu, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că,pentru fluidizarea amestecului absorbant, în amestecătorul (11) se insuflă aer.Process according to claim 1, characterized in that air is blown into the mixer (11) to fluidize the absorbent mixture.