Zastosowanie aktywowanych elektromagnetycznie sorbentów w

„Zastosowanie aktywowanych
elektromagnetycznie sorbentów w mokrej
metodzie odsiarczania spalin”
Opracował: mgr inż. Krzysztof Knaś
Częstochowa 2010
Instalacja odsiarczania spalin
Schemat instalacji odsiarczania spalin
1- skruber, 2- zbiornik pośredni, 3- odstojnik, 4- zbiornik
cieczy klarownej, 5- podgrzewacz spalin, 6- komin
Instalacja odsiarczania spalin PCC
Rokita
Sorbenty stosowane w mokrym odsiarczaniu spalin
2-
CaCO3 → Ca2+ + CO3
SO2 + H2O → H+ + HSO3
+
HSO3 →H + SO3
2Ca2+ + SO3 → CaSO3
CaSO3 + ½O2 → CaSO4
CaSO4 + 2H2O → CaSO4 · 2H2O
-
Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH
2+
2Ca + SO3 → CaSO3
CaSO3 + ½O2 → CaSO4
+
2H + 2OH → 2H2O
CaSO4 + 2H2O → CaSO4 · 2H2O
Schemat ideowy instalacji aktywatora odpadu wraz z
podłączeniem do istniejącej IOS
Skład chemiczny sorbentu aktywowanego
Spektrum
C
O
Mg
Al.
Si
Cl
Ca
Fe
Średnia dobowa
Ri sorbent aktywowany
653
12,64
47,98
1,76
0,91
1,19
5,22
28,75
1,54
Nr 1
2,87
654
13,46
44,43
0,65
0,59
0,79
4,8
33,79
1,49
Nr 2
2,23
655
12,42
47,38
1,28
0,76
0,84
5,78
30,58
0,94
Nr 3
2,92
656
18,93
43,28
0,12
0,34
0,31
2,81
32,77
1,43
Analiza zawiesiny gipsowej
Średnie dobowe Ca2+ / CaO [%] CaOwolne [%]
ZG 1
23,44 / 32,79
0,1
ZG 2
23,55 / 32,95
0,1
ZG 3
23,14 / 32,37
0,1
ZG 4
23,54 / 32,93
0,1
ZG 5
23,42 / 32,77
0,1
ZG 6
24,04 / 33,63
0,1
Niskie zawartości wolnego CaO w zawiesinie gipsowej świadczą o wysokiej
skuteczności wykorzystania tlenku wapnia w procesie odsiarczania
Sprawność odsiarczania spalin
Wyłączona instalacji odsiarczania (tło)
Cśr=1567 [mg/Nm3]
Sorbent: Ca(OH)2
Cśr=454,82[mg/Nm3]
η śr = 70,72[%]
Sorbent aktywowany
Cśr=347,72 [mg/Nm3]
η śr = 77,81[%]
Stężenie NOx
Stężenie NOx: sorbent Ca(OH)2
Stężenie NOx: aktywowany sorbent
Analiza zużycia sorbentu
[m3/h]
Zśr= 1,52 [m3/h]
[tp/h]
Zużycie sorbentu Ca(OH)2
[m3/h]
Zśr= 1,15 [m3/h]
Zużycie aktywowanego sorbentu
ΣDśr= 42,44 [tp/h]
Obciążenie kotłów
[tp/h]
ΣDśr= 44,41 [tp/h]
Obciążenie kotłów
zawiesina
gipsowa
100
CaSO3x2H2O
90
80
CaSO4x2H2O
70
CaSO4III
Procentowy ubytek masowy [%]
Procentowy ubytek masowy [%]
Analiza produkt odsiarczania
zawiesina
gipsowa
100
CaSO3x2H2O
90
80
CaSO4x2H2O
70
CaSO4III
60
60
0
0
200
o
Temperatura procesu [ C]
400
600
800
1000
Zawiesina gipsowa sorbent: Ca(OH)2
200
400
600
800
1000
Temperatura procesu [oC]
Zawiesina gipsowa sorbent aktywowany
Teoretyczny przebieg procesu absorpcji SO2 na
aktywowanym sorbencie
Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH
2–
CaCO3 → Ca2+ + CO3
–
-
SO2 + H2O → H+ + HSO3
+
HSO3 →H + SO3
SO2 + H2O2 → SO32 + H2O
2SO2 + ½O2 → SO3
+
-
2H + 2OH → 2H2O
2+
2Ca + SO3 → CaSO3
CaSO3 + H2O2 → CaSO4
CaSO3 + ½O2 → CaSO4
CaSO4 + 2H2O → CaSO4 · 2H2O
Wnioski
¾ Zastosowanie sorbentu aktywowanego spowodowało
ograniczenie strumienia sorbentu o 33% przy o 5% wyższym
obciążeniu kotłów
¾Zastosowanie aktywowanych sorbentów nie wpłynęło na zmiany
stężeń NOx
¾Podczas badań stwierdzono minimalny wpływ sorbentu
aktywowanego na produkt odsiarczania spalin (przyśpieszenie
rozkładu anhydrytu III)
¾Zastosowanie aktywacji spowodowało przyśpieszenie
rozpuszczalności faz wapniowych: Ca(OH)2, CaCO3 oraz tlenków
siarki co spowodowało przyśpieszenie procesu odsiarczania spalin
oraz lepsze wykorzystanie addytywu