Способ очистки дымовых газов от токсичных компонентов

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Заявка ФРГМ 3335947, кл. В 01 О2, Вилесов Н.Г, идгазов. Киев, 1971, с,14 54) СПОСОБ ОЧИСТК ОТ ТОКСИЧНЫХ КОМ Изобретение относится к очистке дымовых газов котлов и печей от оксидов серы и может быть применено к энергетике, металлургической и нефтеперерабатывающей промышленности, а также в других случаях, когда сжигается сернистое топливо, и необходима очистка дымовых газов от оксидов серы.Следует отметить, что очистка дымовых газов от оксидов серы является одним из самых важных и самых трудных аспектов экологического обеспечения сжигания сернистого топлива. Известен способ очистки дымовых газов от оксидов серы посредством распыления в них значительных количеств суспензии известняка 1).Недостаток указанного способа в том, что он сопровождается образованием жидких побочных продуктов, а также в том, что требует дополнительного подогрева очищенного газа, Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ очистки дымовых газов от оксидов серы путем ввода в топочную камеру пылевидных реагентов, преимущественно доломита, известняка, магнезита 2).(57) Использование: сжигание сернистого топлива Сущность изобретения;" пылевидный реагент из группы: доломит, известняк, магнезит, термообрабатывают в газификаторе вспомогательного топлива при температуре 850 - 1250 С. Смесь продуктов газификации топлива и термообработки реагента вводят в высокотемпературную зону котла, Температура зоны не выше 1300 С. Остаточная концентрация оксидов азота и серы составляет 0,072-0,135 и 0,58-0,98 г/м соответственно, 1 ил,Недостаток этого способа в том, что он лишь в незначительной степени уменьшает концентрацию оксидов азота в дымовых газах и трудно реализуем, особенно, при переменных режимах работы котла,Цель изобретения состоит в повышении степени очистки дымовых газов от оксидов азота. Указанная цель достигается тем, что в способе очистки дымовых газов от токсич- ных компонентов путем подачи пыле видных реагентов из группы; доломит, известняк, магнезит в высокотемпературную зону кот- ла при температуре не выше 1300 С, реагент предварительно термообрабатывают в гаэификаторе вспомогательного топлива при температуре 850-1250 С, образовавшуюся смесь продуктов газификации топлива и термообработки реагента вводят в указанную зону котла.Вариант технологической схемы, реализующей способ, согласно изобретения, представлен на чертеже(1 - топочная камера; 2 - бункер пылевидного реагента; 3 - питатель пылевидного реагента; 4 - газификатор вспомогательного топлива; 5 -. бункер вспомогательного топлива; 6-питатель вспомогательного топлива; 7 - охладитель продуктов газификации и термообработки; 8 -фурма для ввода продуктов газификации итермообработки в котел; 9 - горелка; 10 -электрофильтр; 11 - дымосос; 12 - дутьеваявоздуходувка),Технологические потоки:1 - реагент пылевидный - в газифика,МФВфф:1;-"вспомогательное топливо - в гази 11 -дутьевой воздух - в газификатор;К - водяной пар - в газификатор;Ч - воздух к горелке;Ч 1 - топливо к горелке;И - дымовые газы в дымовую трубу,Очистку дымовых газов по предлагаемому способу производят следующим образом,Пылевидный реагент 1 - известняк, доломит или магнезит, находящийся в бункере2, предварительно, до ввода в высокотемпературную зону котла, термообрабатывают,направляя его с помощью питателя 3 в газификатор 4, куда также подается воздух 1 сводяным паром И, а также вспомогательноетойливо 1 из бункера 5, В газификаторе 4образуются продукты газификации, содержащие оксид углерода, водород и углерод,в контакте с которыми термообрабатывается реагент, Температура термообработкиустанавливается в пределах 850 - 1250 С взависимости от состава реагента. В газификаторе 4 происходят указанные выше реакции, в результате чего образуется смесьпродуктов газификации вспомогательноготоплива и термообработки реагента. Образовавшуюся смесь продуктоввводят в указанную выше высокотемпературную зонукотла через форму 8, предварительно охладив ее в охладителе 7, чем стабилизируетсяее состав и облегчается аппаратурное оформление транспортных коммуникаций,Смесь продуктов газификации вспомогательного топлива и термообработки абсорбента взаимодействует с дымовыми газамив высокотемпературной зоне котла, причемпротекают следующие химические реакции:Твердая фаза смеси;СаО+Я 02 -+ СаЯОэ и далееСаЯОэ+1/202 - СаЯ 04,Газовая фаза смеси:2 СО+ИО2 С 02+М 24 СО+Я 02 -ф 4 С 02+Я 22 Н 2+2 йО 2 Н 20+К 2.Побочные реакции;СО+1/202 -+ С 02Н 2+1/202 -+ Н 202 Н 2+Я 2 -ф Н 2 Я,Управление процессом позволяет ограничить скорость побочных реакций путем:ограничения содержания кислорода в дымовых газах перед очисткой;оптимизация соотношения кислородв дутьевом воздухе 1, направляемом в газификатор.Учитывая, что химическая активность 10 оксидов кальция и магния резко снижается при их нагреве выше 1300 С, предпочтительная зона ввода в котел смеси продуктов газификации топлива и термообработки реагента составляет 900 - 1200 С. Ниже при водятся примеры применения и редлагаемого способа.П р и м е р 1 по прототипу). Котел ТГМ сжигает сернистый мазут при содержании серы Я =2,5 о , В дымовых газах котла 20 содержится 3,3 г/м оксидов серы, 0,42 г/мз оксидов азота 0,2 г/м оксида углерода, В дымовые газы при 1200 С вводится пылевидный известняк СаСОэ из расчетаСа з 25 ЯР - =2,5, т,е. 156,25 кг/т мазута или 10,2 г/м дымовых газов, При этом содержание оксидов серы в дымовых газах снижается до 1,0/м (на 70 отн,%), содержание оксидов азота снизилось эдо 0,38 г/м, а оксида углеродаэ - до 0,18 г/м . На восполнение потерь тепла, обусловленных термическим разложением карбоната кальция, дополнительно тратится 4,2% топлива, причем усиливается эоловой занос поверхностей нагрева,П р и м е р 2. Котел ТГМработает по примеру 1.В дымовые газы при 1300 С вводится пылевидный известняк СаСОз из эоасчета Са/Я =1,6, т.е. из расчета 6,53 г/м дымо 40 вых газов, Известняк предварительно термообра баты вают в газификаторе вспомогательного топлива при температуре 1250 С. При этом известняк на 80% термически диссоциирует на оксид кальция и уг лекислоту, причем около 20% превращается в оксид углерода. Образовавшуюся смесь продуктов газификации топлива и термообработки реагента, содержащая 0,72 г/м оксида углерода и 0,02 г/м водорода вводят, как указано выше. После этого содержание оксидов серы в дымовых газах снизилось до 0,98 г/м, т,е. на 70,3 о , содержание оксидов азота снизилось до 0,135 г/м, т,е. на 67,86%. Содержание оксида углерода в дымовых газа 5 с составило 0,22 г/м, т,е. практически столько же, сколько в исходных дымовых газах по примеру 1. Дополнительный расход топлива на газификацию и термообработку реагента составил 3,2 ./55 П р и м е р 3, Котел ТГМработает попримеру 1.В дымовые газы при 1000 С вводитсяпылевидный доломит МдСОз СаСОз из расчетаСа+Мд 3 5Р1,5, т,е, 7,125 г/м дымовых газов, Доломит предварительнотермообрабатывают в газификаторе вспомогательного топлива при температуре1050. При этом доломит на 80 термически диссоциирует с образованием окисловкальция, магния и углерода, Выход окисиуглерода составляет 18 от стехиометрического по содержанию в доломите карбонатиона, причем содержание окиси углерода вгазах составило 1,10 г/м, водорода - 0,023г/м, Образовавшуюся смесь продуктов газификации топлива и продуктов термического разложения доломита вводят ввысокотемпературную зону котла, как указано выше, После этого содержание оксидов серы в дымовых газах снизилось до 0,58г/м, т,е. на 82,4 , содержание оксидовазота снизилось до 0,072 г/м, т,е на 82,8 ,содержание окиси углерода составило 0,25 25г/м, т.е. по сравнению с содержанием взисходных дымовых газах выросло незначительно. Дополнительный расход топлива нагазификацию и термообработку реагентасоставил 3,6 ,30П р и м е р 4, Котел ТГМработает попримеру 1.В дымовые газы при 900 С вводитсяпылевидный магнезит из расчета - 1,3, 35Мд5 Рт.е, 7,5 г МдСОз/м дымовых газов. Магнеззит предварительно термообрабатывают вгазификаторе вспомогательного топливапри температуре 850 С. При этом магнезитна 75 термически диссоциирует на оксид 40магния и углекислоту, причем около 15 еепревращается в оксид углерода. Орразовавшуюся смесь продуктов газификациитоплива и термообработки реагента, содержащзую 0,690 г/м оксида углерода и 0,018 4зг/м водорода вводят, как указано выше,После этого содержание оксидов серы в дымовых газах снизилось до 0,92 г/м, т,е, на72 , содержание оксидов азота в дымовыхгазах снизилось до 0,126 г/м, т,е, на 70 .Содержание оксида углерода в дымовых газах составило 0,18 г/м, т.е, не превысило исходного, Дополнительный расход топлива на газификацию и термообработку реагента составил 3.Предлагаемый способ, по сравнению с прототипом, дополнительно позволяет;очистить дымовые газы на 67,86 - 82,4;4 от оксидов азота одновременно и совместно с их очисткой от оксидов серы, не ухудшая последнюю;сократить дополнительные затраты топлива, обусловленные очисткой дымовых газов от оксидов серы непосредственно в газовом тракте котла, с 4,2 до 3,0 - 3,6 ф , т.е, более, чем на 14;, Вместе с тем, при очистке дымовых газов предлагаемым способом в них обнаруживается окись углерода, впрочем ее приблизительно столько же в дымовых газах до очистки. Она менее токсична (почти в 50 раз), чем оксиды азота, которые восстанавливаются с ее помощью, так что на эффективность предлагаемого способа указанное обстоятельство влияет незначительно. Положительный эффект от внедрения способа, согласно изобретению, состоит, по сравнению с прототипом: в очистке дымовых газов от оксидов азота совместно и одновременно с их очисткой от оксидов серы;в уменьшении затрат топлива, обусловленных очисткой дымовых газов.Указанные факторы улучшают экологическую обстановку и создают экологический эффект, выражающийся в снижении токсичности дымовых газов,Формула изобретения Способ очистки дымовых газов от токсичных компонентов контактированием с продуктами термического разложения пылевидного реагента из группы доломит, известняк, магнезит в высокотемпературнои зоне котла, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени очистки дымовых газов от окислов азота, реагент предварительно термообрабатывают в газификаторе вспомогательного топлива при 850 - 1250 С, образовавшуюся смесь продуктов газификации топлива и термообработки реагента вводят в зону котла с температурой не выше 1300 С.1766474 7 У 4 5 Составитель К,Зегер Техред М,Моргентал Корректор Т,Пал дактор С.Кулакова Производственно-издательский комбинат" Патент",г.ужгород,ул. Гагарина,10 аказ 3498 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5