202423. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gáz halmazállapotú kén-vegyületek eltávolítására kazánok füstgázából
3 HU 202-123 B 4 A találmány szerinti eljárást részletesebben a mellékelt 1. ábrán mutatjuk be, amely az eljárás végrehajtásához megfelelő berendezés vázlatos ábráját szemlélteti. A rajzon a kazánt 1-es számmal jelöljük. Az 1 kazán égésterébe az égéshez szükséges 4 kéntartalmú tüzelőanyagot, melyet általában előmelegítünk, az 5 oxigéntartalroú gázt, 6’ kalcium- és/vagy magnézium-oxidot és/vagy 6 -karbonátot táplálunk be, előnyösen az égéstérben képződő kén-dioxidra számított feleslegben. .Felesleg' kifejezés alatt azt értjük, hogy a kalcium vagy magnézium, vagy a kalcium és magnézium mennyisége, amely kalcium- és/vagy magnézium-oxid és/vagy -karbonát formájában van jelen, nagyobb, mint amennyi az égéstérbe táplált kén reakciójához szükséges lenne a reakcióegyenlet szerint. A kazánba táplált karbonát a kazánban oxiddá és szén-dioxiddá alakul. Az oxid a kén-dioxiddal reagálva először szulfitot, majd oxidáció után szulfátot képez. Az oxid rövid tartózkodási ideje következtében az oxidnak csak egy része tud a kén-dioxiddal reagálni a reakcióhoz szükséges elegendően nagy hőmérsékleten, és ezért a kalcium- és/vagy magnézium-oxid-tartalmú 8 füstgázok, amelyek égési maradékot és abszorbeálatlan kéndioxidot is tartalmaznak, a 7 füstgáz-vezetéken keresztül elhagyják az égésteret. Ezen kívül vagy ehelyett úgy is eljárhatunk, hogy a por formájú 6’ oxidot közvetlenül a 7 füstgáz-vezetékbe vagy a kazán után elhelyezkedő 2 reaktorba tápláljuk be. A gyakorlatban a 8 füstgáz hőmérséklete olyan alacsony, hogy a kalcium- és/vagy magnézium-oxid és a kén-dioxid közötti reakció viszonylag csekély mértékben játszódik le, és az oxidok ilyen körülmények között viszonylag inaktívnak tekinthetők a kén eltávolítása szempontjából. Azonban a 8 füstgázt a 12 hőcserélőben az 1 kazánba bevezetett 5 levegő fűtésére is használhatjuk. Az 1 kazán égésteréből távozó, kalciumés/vagy magnézium-oxidot és kén-dioxidot tartalmazó 8 füstgázt ezután a 2 reaktorba vezetjük. A kalcium és/Vagy magnézium aktiválása céljából vizet vagy gőzt permetezünk a 2 reaktorban lévő füstgázokba, és ez a víz vagy gőz reagálva a kalcium- és/vagy magnézium-oxiddal a megfelelő hidroxidot képezi. A hidroxid a 8 füstgázban még jelenlévő kén-dioxiddal reagál, így a megfelelő szulfit képződik, amely oxigén jelenlétében legalábbis részlegesen a megfelelő szulfáttá oxidálódik. A 9 viz 2 reaktorba betáplált mennyiségét úgy állítjuk be, hogy a 8 füstgázok hóliirtulmu elegendő legyen ahhoz, hogy a 2 reaktorba bevezetett viz elpárologjon. így lényegében száraz, hamuszerü termék képződik, amelyet a többi porhoz hasonlóan egy szokványos 3 porleválasztóban különíthetünk el. A 3 porleváasztóból a 11 véggázt a 13 kéménybe vezetjük, és a 10 leválasztott port adott esetben további kezelésnek vetjük alá. A víz és gőz ill. a por formájú oxid bevezetésének módja és sorrendje nem meghatározó. így például a vizet vagy gőzt a kazánba táplálhatjuk, és a por formájú oxidot csak a kazán után elhelyezkedő füstgáz-vezetékbe vagy reaktorba adagolhatjuk. A találmány szerinti eljárás további előnye, hogy bármely égőfejjel ellátott kazánhoz alkalmazható. A kazán mérete nem korlátozza az eljárás használhatóságát, és nem szükséges a kalcium- és/vagy magnézium-oxid cirkuláltatása az égéstérben. Ezáltal elkerülhető a költséges cirkuláltatott ágyas megoldás, amelyhez bonyolult berendezések szükségesek, és elkerülhető az is, hogy fölösleges por képződjön, amelyet szintén el kell különíteni. Az ismert permetezéses módszerhez hasonlítva a víz vagy gőz bepermetezése a 2 reaktorba sokkal kevésbé bonyolult és könynyebben megvalósítható, mint a szuszpenzió permetezése, amelynek keverése nehézkes, é6 a permetezés során eltörni a fúvóka lyukait. A találmány 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 teljesítményű porszén tüzelésű kazánba, melyet teljes kapacitással üzemeltetünk. Az égéshez fölöslegben levegőt vezetünk be úgy, hogy a füstgáz oxigéntartalma 4% legyen. Kalciumot, például kalcium-karbonát, dolomit vagy kalcium-oxid formájában táplálunk be a kazánba. Például 90% kalcium-karbonátot tartalmazó kalcium-karbonátot vezethetünk be, változó, a kazánból a füsttel távozó kén mennyiségének megfelelően. A kalcium-karbonát elméletileg ekvivalens mennyisége 3,4 tonna/óra. A kalcium-karbonát a kazánban magas hőmérsékleten kalcium-oxiddá és szén-dioxiddá bomlik, (1) CaCOs ------ CaO + CO2 amelyek a füstgázzal együtt távoznak a kazánból. A kalcium-oxid egy része a kazánban a füstgázokban jelenlévő kén-oxidokkal reagál, és igy kalcium-szulfát vagy -szulfit képződik. (2) CaO + SO2 + 1/2 O2 ------ CaSO« vagy CaO + SO2 —— CaSOs CaSOs + 1/2 O2 ------- CaSOí 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
