202423. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gáz halmazállapotú kén-vegyületek eltávolítására kazánok füstgázából
1 HU 202123 B A találmány tárgya eljárás gáz-halmazállapotú kénvegyületek és kén-dioxid eltávolítására kazánokból távozó füstgázokból, melyek kéntartalmú üzemanyagokkal, például szénnel vagy olajjal üzemelnek. 5 Korábban már ismeretes volt, hogy a kazánból távozó füstgáz kén-dioxid tartalma úgy csökkenthető, hogy kalcium-oxidot, kalcium-karbonátot vagy egyéb más alkalikus vegyületet adagolnak a kazán égésterébe. 10 Cirkuláltatott ágyas fluid-ágyas kazánokban kalcium hozzáadás révén a füstgázok kén-dioxid-tartalma akár 90%-kal is csökkenthető, olyan hőmérsékleti körülmények között, vagyis 800-1000 °C hőmérsékleten, amely a ké- 15 miai reakciók számára optimális. Az abszorbeált kén-dioxid a kohóból gipsz formájában távozik a hamuval együtt. Más kazánokban, ahol magasabb hőmérséklet alkalmazása szükséges, mint a fentiek- 20 ben emlitett, és ahol az adalékanyag a hatását csak rövid idő alatt tudja kifejteni az égés természete miatt, várható, hogy a füstgáz kén-dioxid-tartalma sokkal kevésbé, kb. 50X-kal, vagy még ennél is kevesebbel csók- 25 kenthető, és ezért ezt az eljárást ilyen kazánokban ipari méretekben nem alkalmazták. Másrészt ismert, hogy a füstgázok kén-dioxid-tartalma különböző adszorpcióé eljárásokkal, a kazánon kivül is lecsökkenthető. 30 Egy ilyen, önmagában ismert eljárás, az ún. félszáraz eljárás szerint a kazánból távozó füstgázt egy külön reaktorba vezetik, amelybe kalcium-hidroxid vizes szuszpenzióját fecskendezik speciális fúvókákon keresztül a 35 gázba finom cseppecskék formájában. A reaktor általában viszonylag nagy térfogatú, amelyben a füstgázok sebessége lecsökken, és a vizes szuszpenziót felülről lefelé, a reaktor tetejéről fecskendezik a gázba. A re- 40 aktor-hőmérséklet ebben az időben kb. 50- -80 °C, és a kalcium-hidroxid vizes oldatának permetezésének ellenőrzése rendkívül fontos, mivel a túlságosan nagy cseppek a reaktor aljában folyadék formájában megmaradnak. A 45 kalcium-hidroxid szuszpenzió sűrűségét akkorára kell beállítani, hogy a füstgázok hőmérsékletén a reaktorba belépő viz elpárologjon, igy az adszorpciós termék szilárd, száraz por formájában nyerhető. Ezzel az el- 50 járással a kén-dioxid akár 90%-a is eltávolítható. Az eljárás hátránya, hogy a fúvókák hajlamosak az eltömődésre, a kalcium-hidroxid vizes szuszpenzió előállításához és adagolásához külön berendezés szükséges, amely 55 révén a beruházási költségek megnőnek, valamint a permetezés során a cseppecske méretet feltétlenül ellenőrizni kell, amely problémát jelent. A jelen eljárás révén a kazánokból tá- 60 vozó füstgázok gáz-halmazállapotú kénvegyületei, például a kén-dioxid úgy távolítható el, hogy a kénvegyületet szilárd kénvegyületté alakítjuk, amely a gázokból könnyen elválasztható, és igy a kazánok füstgázából egyszerű és gazdaságos módon választható le. A találmány szerinti eljárás jellemzőit a mellékelt igénypontok tartalmazzák. A találmány szerinti eljárás során a gáz-halmazállapotú kén-vegyületekkel, különösen kén-dioxiddal reagáló anyagot valamint vizet vezetünk a kazánba külön-külön. igy a szuszpenzió készitése, kezelése és betáplálásából eredő problémák kiküszöbölhetők. A találmány szerint úgy járunk el, hogy a) egy por formájú alkálifém-oxidot és/vagy alkáliföldfém-oxidot és/vagy egy megfelelő, a kazánban oxiddá alakuló vegyületet, például karbonátot, az elégetendő, kéntartalmú tüzelőanyagot és oxigéntartalmú gázt vezetünk a kazánba, vagy a fenti oxidport a kazánból távozó, kén-dioxid-tartalmú füstgázba tápláljuk be, b) külön vizet és/vagy gőzt vezetünk a kazánba és/vagy a füstgázba, és az oxidot a kén-dioxiddal reagáló hidroxiddá alakítjuk, és végül c) eltávolítjuk a szilárd részecskéket, amelyek alkálifém- vagy alkáliföldfém-szulfátot és adott esetben -szulfitot tartalmaznak a véggázból. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy a kén-dioxid-eltávolitá8 szempontjából inaktiv kalcium- és magnézium-oxidot in situ alakítjuk át a füstgázokban víz és/vagy gőz segítségével, miközben a megfelelő hidroxidokká alakulnak és a kén-dioxiddal szilárd szulfát/szulfit elegyet képeznek, amelyet a füstgázokból hatékonyan eltávolíthatunk fizikai elválasztási módszerek segítségével. A por formájú oxidot és/vagy karbonátot a tüzelőanyag kéntartalmának megfelelő mennyiségben oly módon tápláljuk a kazán égésterébe vagy a kazánból távozó füstgázokba, hogy az alkálifém és/vagy alkáliföldfém mennyisége legalább akkora legyen, amekkora a kémiai reakcióegyenlet szerint a kén átalakításához szükséges, de előnyös, ha az oxidot ennél nagyobb mennyiségben tápláljuk be. Ha az oxidot és/vagy karbonátot por formájában, külön vezetjük a kazán égésterébe, vagy az oxidot közvetlenül a füstgáz-vezetékekbe, nem szükséges, hogy egy szuszpenziót képezzünk, amelyet fúvókákon keresztül kell betáplálnunk, igy a fúvókák eltömődése valamint a vizes szuszpenzió készitése és adagolása elkerülhető. Ugyanakkor a szuszpenziós eljárással ellentétben a víz- és gózfúvókákon keresztül történő bevezetése nem bonyolult és könnyű. A vizet vagy gőzt 50-800 °C, előnyösen 90-200 °C hőmérsékletű füstgázokba vezetjük. Ha az adszorpciós terméket lényegében száraz por formájában kívánjuk kinyerni, a vizet csak olyan mennyiségben alkalmazzuk, amelyet a füstgázok hőenergiája vagy a reakció során képződő hő el tud párologtatni, vagy a rendszert kismértékben fűtjük kívülről. 2 3
