„Zastosowanie aktywowanych elektromagnetycznie sorbentów w mokrej

metodzie odsiarczania spalin”

Opracował: mgr inż. Krzysztof Knaś

Częstochowa 2010

Instalacja odsiarczania spalin

Schemat instalacji odsiarczania spalin1- 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

Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH -

Ca2+ + SO32- → CaSO3

CaSO3 + ½O2 → CaSO42H+ + 2OH -→ 2H2O

CaSO4 + 2H2O → CaSO4 · 2H2O

CaCO3 → Ca2+ + CO32 -

SO2 + H2O → H+ + HSO3-

HSO3- →H+ + SO3

-

Ca2+ + SO32 - → CaSO3

CaSO3 + ½O2 → CaSO4CaSO4 + 2H2O → CaSO4 · 2H2O

Schemat ideowy instalacji aktywatora odpadu wraz z podłączeniem do istniejącej IOS

Średnia dobowa Ri sorbent aktywowany

Nr 1 2,87

Nr 2 2,23

Nr 3 2,92

Spektrum C O Mg Al. Si Cl Ca Fe

653 12,64 47,98 1,76 0,91 1,19 5,22 28,75 1,54

654 13,46 44,43 0,65 0,59 0,79 4,8 33,79 1,49

655 12,42 47,38 1,28 0,76 0,84 5,78 30,58 0,94

656 18,93 43,28 0,12 0,34 0,31 2,81 32,77 1,43

Skład chemiczny sorbentu aktywowanego

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

Analiza zawiesiny gipsowej

Sorbent: Ca(OH)2

Sorbent aktywowany

Wyłączona instalacji odsiarczania (tło)

Sprawność odsiarczania spalin

[%]72,70=śrη

[%]81,77=śrη

Cśr=1567 [mg/Nm3]

Cśr=454,82[mg/Nm3]

Cśr=347,72 [mg/Nm3]

Stężenie NOx

Stężenie NOx: sorbent Ca(OH)2 Stężenie NOx: aktywowany sorbent

Analiza zużycia sorbentu

[tp/h]

[tp/h]

[m3/h]

[m3/h]

Zużycie sorbentu Ca(OH)2

Zużycie aktywowanego sorbentu

Obciążenie kotłów

Obciążenie kotłów

Zśr= 1,52 [m3/h] ΣDśr= 42,44 [tp/h]

ΣDśr= 44,41 [tp/h]Zśr= 1,15 [m3/h]

Analiza produkt odsiarczania

0 200 400 600 800 1000

60

70

80

90

100

CaSO4III

CaSO4x2H2O

CaSO3x2H2O

Proc

ento

wy

ubyt

ek m

asow

y [%

]Temperatura procesu [oC]

zawiesina gipsowa

Zawiesina gipsowa sorbent: Ca(OH)2 Zawiesina gipsowa sorbent aktywowany

0 200 400 600 800 1000

60

70

80

90

100

CaSO4III

CaSO4x2H2O

CaSO3x2H2O

Proc

ento

wy

ubyt

ek m

asow

y [%

]

Temperatura procesu [oC]

zawiesina gipsowa

Teoretyczny przebieg procesu absorpcji SO2 na aktywowanym sorbencie

SO2 + H2O → H+ + HSO3-

HSO3- →H+ + SO3

-

SO2 + H2O2 → SO32- + H2O

SO2 + ½O2 → SO32 -

Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH –

CaCO3 → Ca2+ + CO32 –

2H+ + 2OH -→ 2H2OCa2+ + SO3

2- → CaSO3CaSO3 + H2O2 → CaSO4CaSO3 + ½O2 → CaSO4

CaSO4 + 2H2O → CaSO4 · 2H2O

Wnioski

Zastosowanie sorbentu aktywowanego spowodowało ograniczenie strumienia sorbentu o 33% przy o 5% wyższym obciążeniu kotłów

Zastosowanie aktywowanych sorbentów nie wpłynęło na zmiany stężeń NOx

Podczas badań stwierdzono minimalny wpływ sorbentu aktywowanego na produkt odsiarczania spalin (przyśpieszenie rozkładu anhydrytu III)

Zastosowanie aktywacji spowodowało przyśpieszenie rozpuszczalności faz wapniowych: Ca(OH)2, CaCO3 oraz tlenków siarki co spowodowało przyśpieszenie procesu odsiarczania spalin oraz lepsze wykorzystanie addytywu