SE461380B - Saett och anordning att foerbaettra utnyttjningsgraden av en ca-haltig svavelabsorbent i en kraftanlaeggning - Google Patents

Description

461 580 UPPFINNINGEN ° Enligt uppfinningen uppdelas vid beredning av färsk absorbent krossad absorbent i en grövre och en finare fraktion. Den grövre fraktionen inmatas direkt i bädden i en brännkammare, antingen separat eller till- sammans med bränsle. Den finare fraktionen däremot kalcineras före in- matningen i bädden så att kalciumoxid CaO bildas. Denna kalcinerade absorbent blandas med bränsle och utgör då ett verksamt torkmedel för bränslet. Att utnyttja Ca0 som torkmedel för bränsle är känt t ex genom svenskt patent 8403665-6 med publiceringsnummer 454 724.

Vid kontakt med bränslepartiklar förenar sig CaO med fukt i bränslet enligt formeln CaO + H20 ~ Ca(0H)2 Den vid reaktionen bildade kalciumhydroxiden Ca(0H)2 är ett torrt fin- kornigt pulver. Vid upphettning vid återföringen till bädden går reaktio- nen i motsatt riktning och finkornig kalciumoxid Ca0 bildas. Den ringa partikelstorleken innebär gynnsamma reaktionsbetingelser och mycket snabb reaktion erhålles med svaveldioxid S02. Vid inmatning av blandningen av bränsle och den nu mycket finkorniga absorbenten erhålles mycket hög utnyttjning av absorbenten trots kort uppehållstid i bädden.

FIGURER Uppfinningen beskrivs närmare under hänvisning till bifogade figurer. Fig 1 visar en delvis utnyttjad absorbentpartikel, fig 2 sambandet mellan partikelstorlek och absorptionsverkningsgrad samt fig 3 en kraftanläggning med en trycksatt fluidiserad bäd med utrustning för kalcinering av den finkorniga absorbentfraktionen.

I fig 1 betecknar 1 en absorbentpartikel av kalksten, CaC03. Efter en viss uppehållstid i bädden har dess yttre del absorberat svavel och bildat ett skikt 2 av gips, CaSD4. Förenklat har följande reaktioner ägt rum värme CaCo ~ Ca0 + CO 3 2 CaO + S0 + i/2 02 ~ CBSOQ 3 461 :so Partikelns kärna 3 kan bestå av CaCO3 + Ca0 och eventuellt andra före- ningar i olika proportioner beroende på uppehàllstid i bädden, temperatur i bädden, partialtryck av C02 och andra faktorer. Avståndet mellan ytan 4 och gränsskiktet 5, dvs tjockleken av gipsskiktet 2 påverkar partikelns absorptionsbenägenhet. Ju tjockare skiktet 2 är desto längre tid tar det för SO att tränga igenom. Följden blir att partikelns absorptionsförmåga försämras och skiktets 2 tjocklek ökar allt långsammare.

Ovannämnda förhållande medför att absorbentverkningsgraden varierar med partikelstorleken som kurvan C i fig 2 visar. Mycket små partiklar reage- rar nästan momentant med S02 och blir därför fullständigt utnyttjade innan de hinner lämna bädden. Vid ökande partikelstorlek ökar nödvändig tid för att partikeln skall bli fullständigt utnyttjad. Detta innebär att en del av partiklarna inom storleksintervallet från ns-axeln till linjen A-A, som snabbt borttransporteras med förbränningsgaserna, kommer att bli ofullständigt utnyttjade. Inom intervallet B-B till C-C kommer utnyttj- ningen att bli helt otillfredsställande. Linjens A-A läge är bland annat beroende av gashastigheten i bädden. Med ökande gashastighet förskjutes linjen A-A åt höger. Genom att vid beredningen av färskt bäddmaterial vid krossningen bortsortera partiklar under viss storlek som snabbt försvinner ur den fluidiserade bädden och kalcinera den bortsorterade finkorniga fraktionen kan denna fraktion bättre utnyttjas. Den kan blandas med fuktigt bränsle så att bränslepartiklar torkas åtminstone på ytan så att bränslets transportegénskaper förbättras. Den vid kalcineringen bildade kalciumoxiden. Ca0. förenas med fukt i bränslet under bildning av kalcium- hydroxid, Ca(0H)2. och sönderfaller till fina partiklar. Partiklarna i den bortsorterade fraktionen får sådan storlek att de blir effektiva ur absorptionssynpunkt trots kort uppehàllstid i bädden.

Kalcineringen kan genomföras i en kraftanläggning med en atmosfärisk bädd eller en trycksatt bädd av det slag som visas i fig 3. I figuren betecknar 10 ett tryckkärl och 11 en brännkammare med en fluidiserad bädd 12 där ett bränsle förbrännes. De bildade förbränningsgaserna samlas i fribordet 13, renas i en reningsanläggning. som symboliseras av cyklonen 14, och där- efter tillföres gasturbinen 15. Denna turbin 15 driver en kompressor 16 som komprimerar förbränningsluft. Via ledningen 17 tillföras rummet 18 den komprimerade förbränningsluften. Via schaktet 20 och munstyckena 21 i brännkammarbottnen 22 tillföres förbränningsluften brännkammaren 11.

Claims (12)

461 380 En efter krossning av absorbent avskild finkornig fraktion 23 matas från behållaren ZÄ via cellmataren 25 till transportledningen 26. Medelst transportluft från kompressorn 27 transporteras absorbenten genom rör- systemet 28 i brännkammarens bäddel, där absorbenten upphettas och därvid helt eller delvis kalcineras. Från rörsystemet 28 ledes materialet via ledningen 30 till rörsystemet 31 i schaktet 20. I detta kyles materialet av förbränningsluften på dess väg till brännkammaren 11. Dessa rörsystem 28 och 31 kan vara uppbyggda som transportsystemet som beskrivas i EP O 108 505. I ledningen 31 kan finnas insatt en hjälpbrännkammare 32. i vilken ytterligare värme kan tillföras absorbentmaterialet om värmetill- förseln i rörsystemet 28 är otillräcklig för kalcineringen. Genom värme- tillförseln och en längre uppebàllstid i kalcineringsutrustningen ökar kalcineringsgraden. Bränsle 3ü från behållaren 35 tillföres brännkammaren 32 via cellmataren 33. Fràn kylaren 31 transporteras den kalcinerade absorbenten till uppsamlingsbehàllaren 36 via ledningen 37. Transportluf- ten avlägsnas via dammfiltret 38. Kalcinerat absorbentmaterial H0 och kol 41 eller en blandning av kol och den grova absorbentfraktionen matas till blandaren Ä3 från behållaren 36 resp behållaren 42 via cellmataren H4 resp 45 och från denna via ledningen 46 till munstycken #7 i brännkammaren 11. Transportgas för inmatningen erhålles från kompressorn 48. PATENTKRAV

1. Sätt att förbättra utnyttjningsgraden av Ca-haltig svavelabsorbent i en kraftanläggning med förbränning av bränsle i en fluidiserad bädd (12) av ett partikulärt material i en brännkammare (11). k ä n n e t e c k - n a t därav, att vid beredning av färsk absorbent denna krossas, krossat material uppdelas i en finare och en grövre fraktion, den grövre absor- bentfraktionen inmatas direkt i bädden. den finare fraktionen kalcineras och utnyttjas som torkmedel för krossat kol (Ål) och införas i bädden tillsammans med bränslet.

2. Sätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att kalci- neringen genomföras i en i brännkammaren (11) anordnad utrustning.

3. Sätt enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att den finare fraktionen av bäddmaterial pneumatiskt transporteras genom kalci- neringsutrustningen (28). 5 461 380

4. Sätt enligt patentkrav 2, k ä n n e t e c k n a t därav, att kalci- neringsutrustningen (28) utgöres av ett tubknippe i bädden (12).

5. Sätt enligt patentkrav H, k ä n n e t e c k n a t därav, att tub- knippet (28) innehåller ett flertal parallella rör som är kopplade i serie.

6. Sätt enligt patentkrav 4, k ä n n e t e c k n a t därav, att i kalcineringsutrustningen (28) kalcinerat material kyles i en kylutrustning (31) av förbränningsluft som därvid förvärmes.

7. Sätt enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att svavelabsorbenten genom siktning uppdelas i en finare fraktion med en kornstorlek mindre än cirka 0,5 mm och en grövre fraktion med en korn- storlek större än cirka 0,5 mm.

8. Kraftanläggning med en brännkammare med förbränning av ett bränsle i en fluidiserad bädd (12) av ett partikulärt material innehållande en Ca-haltig svavelabsorbent, k ä n n e t e c k n a d därav. att den inne- fattar utrustning (28) för kalcinering av en finkornig fraktion, av färsk absorbent, utrustning för blandning av den i kalcineringsutrustningen (28) kalcinerade absorbenten (40) med krossat kol (41) och utrustning (46. H8) för inmatning av blandningen av absorbent och kol i bädden.

9. Kraftanläggning enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a d därav, att kalcineringsutrustningen (28) är placerad i brännkammaren (11).

10. Kraftanläggning enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n a d därav. att kalcineringsutrustningen utgöres av en i brännkammaren (11) placerad rörslinga (28).

11. Kraftanläggning enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k n a d därav, att rörslingan (28) består av ett flertal parallella seriekopplade rör.

12. Kraftanläggning enligt patentkrav 10. k ä n n e t e c k n a d därav, att nedströms kalcineringsutrustningen (28) i brännkammaren (11) finns en hjälpbrännkammare (32) för stödförbränning för erhållande av en för önskvärd kalcineringsgrad tillräcklig värmetillförsel.