Способ очистки отходящих дымовых газов от оксидов серы и азота

 

Использование: очистка отходящих газов в теплоэнергетике и других отраслях промышленности с выбросами оксидов серы и азота. Сущность изобретения: в распылительную сушилку подают отходящие газы и водную суспензию гидроксида или карбоната кальция с содержанием воды не менее 88 мас.%. После использования суспензия содержит не менее 29 мас.% воды. Затем отходящие газы подают на стадию абсорбции в режиме циркуляции водным раствором карбамида с концентрацией 5 - 100 г/л при 80 - 95^oC. Отработанный абсорбционный раствор содержит 300 - 350 г/л сульфата аммония. Его обрабатывают использованной суспензией со стадии распылительной сушки. Полученную суспензию гипса высушивают при распылении отходящими газами, подаваемыми на очистку от диоксида серы. Полученный продукт содержит не менее 86 мас.% сульфата кальция, не более 7 - 10 мас.% гидроксида или карбоната кальция, влажность не более 5%. 1 табл.

Изобретение относится к способам очистки отходящих газов от оксидов серы и азота в теплоэнергетике и может быть использовано в других отраслях народного хозяйства с аналогичными выбросами.

Известен способ очистки отходящих газов от диоксида серы путем абсорбции их суспензией гидроксида кальция Ca(OH)₂ [1] Процесс ведут при температуре отходящих газов. При этом суспензия высушивается за счет тепла газов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является известный двухступенчатый способ очистки дымовых газов от оксидов азота и серы [2] На первой ступени проводят обработку газов суспензией Ca(OH)₂ или CaCO₃ в распылительной сушилке. Отработанную суспензию выводят и перерабатывают до образования гипса. На второй ступени очистки газ обрабатывают водным раствором щелочного реагента. Описанный способ очистки газов не является безотходным.

Задача изобретения создание безотходной технологии очистки отходящих газов одновременно от диоксида серы и оксидов азота при повышении степени использования реагентов упрощения технологии переработки абсорбционных растворов и отработанной пульпы Ca(OH)₂, повышении выхода конечного продукта.

Поставленная задача решается путем взаимодействия отходящих газов с суспензией гидроксида или карбоната кальция влагосодержанием не менее 88% После взаимодействия с суспензией, непрореагировавшие оксиды серы и азота взаимодействуют с 5 100 г/л водным раствором карбамида при температуре 80 - 95^oC. Отработанный абсорбционный раствор реагирует затем с использованной суспензией влажностью не менее 29% В случае использования карбоната кальция CaCO₃ степень очистки от оксидов азота пульпой карбоната будет несколько выше, т.к. в пульпе карбоната присутствует мочевина, вступающая в реакцию с оксидами азота в распылительной сушке. Однако конечная степень очистки при этом не изменится (пример).

Пример. На очистку поступают 60 тыс. м³ отходящих газов теплоэлектростанции с температурой 130- 240^oC.

Концентрация SO₂ 0,8 3,0 г/м³ Концентрация NO_x 0,3 0,8 г/м³ Концентрация CO₂ 10 16 об.

В распылительную сушилку подают суспензию Ca(OH)₂ или карбонат кальция и отходящие газы. Расход суспензии составляет 4,3 т/ч, содержание воды не менее 88% В течение трех циклов происходит взаимодействие диоксида серы с гидрооксидом или карбонатом кальция, в результате чего содержание последних снижается на 50% В результате процесса образуется пульпа, состоящая из Ca(OH)₂, CaSO₄·2H₂O и CaCO₃ с содержанием 29% Затем отходящие газы подают в абсорбер на очистку от оксидов азота и остатков диоксида серы. Для орошения абсорбера используют водный раствор карбамида с концентрацией 5 100 г/л. Плотность орошения 0,8 1,2 л/м³. Скорость газа в сечении аппарата 3,2 4 м/с. Процесс осуществляют при температуре 80 95^oC. После карбамидной очистки газ выбрасывают в атмосферу. Абсорбционный раствор циркулирует в аппарате до накопления в нем сульфата аммония в концентрации 300 350 г/л, после чего его направляют на взаимодействие с использованной пульпой очистки газов от диоксида серы. При этом непрореагировавший с SO₂ Ca(OH)₂ или CaCO₃ разлагается с образованием гипса и выделением аммиака (25 м³/ч). Суспензия гипса содержит 25% Ca(OH)₂. Ее высушивают в распылительной сушке отходящими газами, подаваемыми на очистку от диоксида серы. В процессе сушки содержащийся в пульпе Ca(OH)₂ частично взаимодействует с диоксидом серы. В результате получают продукт, который содержит не менее 86% CaSO₄ и не более 7 10% Ca(OH)₂ (или CaCO₃) с влажностью не более 5% Выделяющийся аммиак подают в дымосос перед сушилкой, который взаимодействует с диоксидом серы.

Таким образом, согласно разработанной технологии отработанные абсорбционные растворы перерабатываются на товарный гипс и из схемы выводят лишь очищенные газы, (таблица).

Проведение процесса в данных условиях позволяет повысить степень использования Ca(OH)₂ до 93% так как он проходит три степени взаимодействия: а) с диоксидом серы в отходящих газах при их очистке; б) с сульфатом аммония в использованных абсорбционных растворах; в) с диоксидом серы в отходящих газах при сушке ими готового продукта.

Предлагаемый способ позволяет также повысить степень очистки до 99% Решается проблема с отработанными абсорбционными растворами, кроме того выход конечного продукта повышается до 86% Данные по очистке дымовых газов от SO₂ суспензией Ca(OH)₂ с рециклом и от NO_x и SO₂ раствором карбамида с рециклом и с возвратом аммиака на стадию очистки приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ очистки отходящих дымовых газов от оксидов серы и азота, включающий обработку очищаемых газов на первой ступени очистки водной суспензией гидроксида или карбоната кальция в режиме распылительной сушки с выводом и переработкой продуктов очистки до образования гипса и промывку очищаемых газов абсорбционным водным раствором реагента на второй ступени очистки, отличающийся тем, что суспензию на первую ступень очистки подают с содержанием воды не менее 88 мас. и выводят с содержанием воды не менее 29 мас. в качестве реагента на второй ступени очистки используют мочевину с концентрацией ее в растворе 5 100 г/л при 80 95^oС, а переработку продуктов очистки после первой ступени ведут путем смешивания с отработанным абсорбционным раствором после второй ступени очистки.

РИСУНКИ

Рисунок 1