Промышленная очистка газов - Страус В.
Скачать (прямая ссылка):
80 120 160 80 120 160
Активированный уголь То же (два поколения)
13 60 45 35 13 100 100 100
5,6 30 20 15
3,8 10—5 10—5 10—5 Окислительный кокс
Торфяной кокс (три поколения) 5,6 97 94 75
13 70 65 57 3,8 90 73 65
У Примечания: 1. Данные получены на модельной установке. 2. Активированный ь получен из каменного угля при 50%-иом окислении.
12—1144
177
Рис. 111-48. Опытная установка противо-точной адсорбционной системы для удаления SO2 из дымовых газов котла-утилизатора, работающего на каменном угле (адсорбент — твердый окисленный кокс) [417]:
I — адсорбер; 2 — трубопровод промывной жид-костн; 3— шаровой затвор; 4 — трубопровод для переноса окисленного кокса; 5 — решетчатый сепаратор; € — циклонный сепаратор;
7 — водопровод; 8 — насос; 9 — холодильник, кислоты.
тивотоке запыленного газа, со-держащего 0,1% SO2. Толщина слоя изменялась от 250 до 750 мм, а время контакта —от 5 до 40 ч.
Эти результаты показали, что можно добиться почти полного улавливания при толщине слоя 750 мім в течение 5 ч. Такая же степень удаления SO2 может быть достигнута и при меньшей толщине слоя и увеличении продолжительности контакта, что ведет к уменьшению перепада давления и расхода кокса. Показано также, что при концентрации пыли 1,5—1,9 г/м3 и времени контакта 15—20 ч происходит забивание слоя, однако содержание пыли и летучей золы в очищенных газах составило 0,05—0,10 г/м3.
Штраус [824]; предложил другой тип активированного угля, обладающего аналогичными свойствами. Такой уголь изготовляют экструзионным гранулированием пламенного угля. Последний получают из каменноугольной юмолы, к которой до. ее сжигания в строго контролируемых условиях добавляются активирующие добавки.
Активированный силикагель. Другим материалом, пригодным для !высокотемпературной адсорбции SO2, является ,силикагель, обработанный солями железа [360]. Такой гель может применяться при температурах 350—400 °С. Регенерация образующегося SO3 осуществляется при 700 °С. Предполагаемая установка включает две стадии адсорбции-: на первой стадии дымовые газы проходят через слой силикагеля, а на второй гранулы адсорбента падают в потоке восходящего газа.
Адсорбция SO2 на материале, введенном в камеру сгорания. Проблема коррозии в топочной камере бойлеров привела многих последователей ,и, ,в частности Вшжерта [940], к.мысли о введении некоторых материалов, например доломита, в топочную камеру. Одновременно с предотвращением высокотемпературной и низкотемпературной коррозии и улучшением эксплуатационных условий
178
работы бойлера [738, 876] введение таких материалов уменьшало эмиссию SO2. Совершенно очевидно', что для того, чтобы адсорбция на доломите или известняке была эффективной, материал должен быть прокален перед его использованием. Реакция будет протекать тогда, когда материал будет вводиться в топочную камеру бойлера вблизи горелок при температуре выше IlOO0C. Расчеты показали, что при этой температуре необходимо 0,5 с для того, чтобы достичь полного обжига частицы размером 20 мкм [654].
Виккерт обжигал материалы, используемые в пилотной установке, .при 1200 °С и получил необходимые даиные для обожженной извести (CaO) и обожженного доломита (CaO-Mg). Далее он нашел, что добавление к доломиту I—2% Fe2O3 катализирует реакцию
FeaOa
2MgO + 2SOa + O2 ----У- 2MgS04
В случае CaO каталитический эффект отсутствует.
Эксперименты на пилотной установке проводили многие исследователи. В ранних работах, осуществляемых на котлах с жидким топливом на нефтеперегонных заводах фирмы Мобил в Бремене [940] и в Вольфсбурге [360, 876], использовали систему, в которой порошок доломита (оптимальный размер частиц 10—15 мкм) вдували с помощью воздуходувки в топочную камеру над горелками. По данным авторов, отмечалась высокая степень удаления серы при низких концентрациях SO2: 72% при содержании SO2
250 млн-1 и 85% при 136 млн-1.
Исследования в промышленном масштабе были проведены на твердотопливном бойлере мощностью 100000 кг/ч. Доломит вдувался в пяти точках, как показано на рис. 111-49 (от / до 5).
Температура в точке 1 была 1500 °С, тогда как в точке 5 она составила приблизительно 900 °С. Максимальная эффективность была найдена для точки 3 при температуре 1150 °С, что полностью соответствует лабораторным данным. Количество доломита в 2,5 раза превышало стехиометрическое количество, необходимое для связывания серы, содержащейся в угле. В этом случае точка 3 представляет собой компромисс между самой выгодной температурой и временем пребывания. Были проведены дальнейшие -исследования, и опубликованы данные /[963] для гашеной извести, порошкообразного известняка, едкого кали, а также доломита. Результаты, полученные Аля гашеной извести, несколько лучше, чем Для доломита.
Поллок, Томани и Фрилинг [653]| исследовали влияние добавки плава известняка с угЛем (10% от массы сжигаемого угля). Удаление серы из дымовые газов, содержащих 550—890 млн-1 SO2, составило от 40 до 80%. В этом эксперименте материал рекуперировали в скруббере, описанном этими авторами (вместе с результатами исследования скруббера. Было отмечено, что уменьшение добавки плава неэффективно.
