202422. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gáz halmazállapotú kén-vegyületek eltávolítására kazánok füstgázából
3 HU 202422 B 4 mú gazt és 6 por formájú, kalcium- és/vagy magnézium-hidroxidot vezetünk, előnyösen az égéstérben képződő kén-dioxid gázra számított feleslegben. A .felesleg' kifejezés alatt azt értjük, hogy a kalcium- és/vagy magnéziura-vegyület mennyisége nagyobb, mint amennyi elméletileg szükséges lenne a reakcióegyenletnek megfelelően a kén-dioxiddal történő reakcióhoz az égéstérben. A kazánban betáplált hidroxidot először oxiddá dehidratáljuk. Az oxid reagálhat a kén-dioxiddal, először szulfitot, majd ezt oxidálva szulfátot képezve. A kazán rövid retenciós ideje következtében az oxidnak csak egy része tud a kén-dioxiddal reagálni a reakcióhoz megfelelően megás hőmérsékleten, és ezért a kazán égésteréből a 8 égési maradékokat és gőzt valamint abszorbeálatlan kén-dioxidot tartalmazó füstgázok a 7 füstgáz vezetéken keresztül távoznak el. Gyakorlatilag a 8 füstgázok hőmérséklete olyan alacsony, hogy a kalcium- és/vagy magnézium-oxid és a kén-dioxid közötti reakció viszonylag kismértékű, és így ilyen körülmények között a kén eltávolítása szempontjából az oxidok inaktívnak tekinthetők. Ha a füstgázok hőmérséklete lecsökken, az oxidok a füstgázokban jelenlévő gőzzel hidroxidot képezhetnek. így előnyös, ha a por formájú hidroxidot közvetlenül a 7 füstgáz vezetékbe vagy a 2 reaktorba tápláljuk ezt követően. Ezen kívül a 8 füstgázok a 12 hőcserélőben az 1 kazánba betáplált 5 levegő felfűtésére is használhatók. Az 1 kazán égésteréből távozó, kalciumés/vagy raagnézium-oxidot és adott esetben kalcium- és/vagy magnézium-hidroxidot tartalmazó füstgázokat ezután a 2 reaktorba vezetjük. Az oxid é6/vagy hidroxid aktiválása céljából vizet vagy gőzt vezetünk a 2 reaktor füstgázaiba, és ez a viz vagy gőz reagál a kalcium- és/vagy magnézium-oxiddal és a megfelelő hidroxid képződik. A füstgázokban adott esetben jelenlévő hidroxid is aktiválódik ezalatt. A hidroxid a 8 füstgázokban még jelenlévő kén-dioxiddal reagál és a megfelelő szulfit képződik, amely oxigén jelenlétében legalábbis részlegesen a megfelelő szulfáttá oxidálódik. A 2 reaktorba betáplált 9 viz mennyiségét olyan kicsire állítjuk be, hogy a 8 füstgázok hőtartalma elegendő legyen a 2 reaktorba bevezetett víz elpárologtatósához, így lényegében száraz, hamuszerű reakciótermék képződik, amelyet a többi porhoz hasonlóan egy szokványos 3 porleválasztóban különíthetünk el, mely 3 porleválasztóból a 11 véggázokat a 13 füstvezetékbe vezetjük, és a 10 leválasztott port adott esetben további kezelésnek vetjük alá. A víz és a hidroxid hozzáadásának sorrendje nem lényeges. így például lehetséges, hogy a vizet vagy gőzt a kazánba vezessük, mig a por formájú hidroxidot csak a kazán után adjuk a füstgázokhoz akár a füstgáz vezetékben, akár a kazánt követő reaktorban. A találmány egyik további előnye, hogy bármely égőfejjel ellátott kazánhoz alkalmazható. A kazán mérete nem korlátozza az eljárás használhatóságát, és nem szükséges a kalcium- és/vagy inagnézium-hidroxid cirkuláltatása az égéstérben. Ezáltal elkerülhető a költséges cirkuláltatott ágyas megoldás, amelyhez bonyolult berendezések szükségesek, és elkerülhető az is, hogy működési elvéből kifolyólag fölösleges por képződjön, amelyet el kell különíteni. Az ismert permetezéses módszerhez hasonlítva a viz vagy gőz bepermetezése a 2 reaktorba sokkal kevésbé bonyolult és könnyebben megvalósítható, mint a szuszpenzió permetezése, amelynek keverése nehézkes és eltörni a fúvóka lyukait. A találmányt az alábbi példákkal szemléltetjük anélkül, hogy a találmányt a példákra korlátoznánk. 1. példa 1,4% ként tartalmazó szenet táplálunk 70 tonna/óra sebességgel egy 600 MW porszén tüzelésű kazánba, amelyet teljes kapacitással üzemeltetünk. Az égéshez fölösleges mennyiségű levegőt vezetünk be úgy, hogy a füstgázok oxigén tartalma 4% legyen. 90% kalcium-hidroxid tartalmú technikai minőségű kalcium-hidroxidot táplálunk a kazánba változó mennyiségben, a kéményből távozó füstgáz kéntartalmának megfelelően. Az elméletileg szükséges betáplálás a fenti kalcium-hidroxidból kb. 2,5 tonna/óra. Kalcium-hidroxidot és vizet és/vagy gőzt permetezünk a füstgázokba vagy a füstgáz vezetékben, vagy a füstgáz vezeték után következő külön reaktorban. Az energiagazdálkodás szempontjából az a legelőnyösebb, ha a füstgázok nedvességtartalmát viz bepermetezésével növeljük meg egy külön reaktorban, amely minden, a hő visszanyerésére szolgáló hócseróló berendezés után helyezkedik el. A füstgázok megnövekedett nedvességtartalma következtében a kalcium-hidroxid nagymértékben reaktivvá válik, és gyorsan reagál a füstgázban jelenlévő oxidokkal. Minél nagyobb a távozó füstgázok nedvességtartalma, annál hatékonyabban távolítható el a kén-dioxid a füstgázokból. Energiatakarékossági szempontból azonban előnyös, ha olyan mennyiségű vizet adagolunk, amelyet a kémiai reakciók során képződő hő el tud párologtatni. Kívánt esetben a füstgázok végső hőmérséklete úgy növelhető meg, hogy vagy külső fűtést alkalmazunk, vagy pedig meleg füstgáz áramot vezetünk be. A eredményeket a kővetkező táblázatban foglaljuk össze, amely %-os arányban mutatja, hogy a kén-dioxidot milyen mennyiségben 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 1
