Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: combustion-gas desulphurisation

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Odsiarczanie spalin aktywowanymi mechanicznie odpadami wapniowymi

Szymanek A.

Prace Naukowe Instytutu Inżynierii Ochrony Środowiska Politechniki Wrocławskiej. Monografie

2008

Vol. 86, nr 51

4-107

Początki odsiarczania spalin sięgają pierwszej połowy lat trzydziestych ubiegłego stulecia, to tematyka ograniczania emisji dwutlenku siarki jest wciąż aktualna i wymaga ciągłych prac w tym zakresie. Jeśli idzie o odsiarczanie spalin, to mamy nowe wyzwania, dotyczące nie tylko wyższych poziomów ograniczania stężenia S02 ze spalin kotłowych, ale także jakości powstałego produktu odsiarczania spalin, możliwości zarówno jego gospodarczego wykorzystania, jak również minimalizacji kosztów, a przede wszystkim ograniczania liczby zużywanych sorbentów. Zastosowanie po raz pierwszy skrubera do redukcji dwutlenku siarki w fabryce Battersea w Londynie było początkiem rozwoju technologii odsiarczania spalin [1]. Odsiarczanie spalin światowy rozkwit przeżywało w latach 60. i 70. dwudziestego wieku, kiedy wprowadzono palniki niskoemisyjne. Dzięki nim obniżono temperaturę w komorze paleniskowej, co umożliwiało dozowanie suchego sorbentu wapiennego. Obniżona temperatura nie powodowała nadmiernego spiekania ziaren powstającego kalcynatu [2, 3]. Kolejny rozwój w suchych metodach przyniosło wprowadzenie technologii fluidalnej, w której ustalona temperatura spalania (1093-1223 K), czas przebywania, a także procesy ścierania warstwy produktu z powierzchni aktywnego tlenku wapnia zapewniły 90% i wyższe skuteczności odsiarczania spalin przy stosunkowo niskich nadmiarach Ca/S, wahających się w granicach 2,5-4,5 [kmol/kmol] [4]. Historia odsiarczania spalin w Polsce sięga 1967 r., kiedy rozpoczęto prace nad ciągłą suchą metodą wapniakową [1]. Rozkwit, zwłaszcza suchych metod odsiarczania spalin datuje się od początku lat dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku. Przeprowadzono wówczas modernizacje w sektorze energetycznym, a podpisane umowy międzynarodowe wymusiły redukcje emisji dwutlenku siarki do atmosfery. Wybudowano kilkanaście kotłów fluidalnych, a także wiele instalacji bazujących na różnych technologiach ograniczania emisji dwutlenku siarki dla kotłów pyłowych. Opatentowano kilkadziesiąt różnych metod odsiarczania spalin. Ze względu jednak na uzyskiwane efekty odsiarczania spalin oraz koszty eksploatacyjne, większość metod bazuje na sorbentach wapiennych. W Polsce jest to 99% wszystkich stosowanych metod. Jednocześnie z modernizacją energetyki wybudowano kilka dużych wytwórni sorbentu, których zadaniem było wytwarzanie sorbentu za pomocą mielenia wapienia. Podczas produkcji główny nacisk kładziono na uzyskanie produktu o określonym rozkładzie ziarnowym. Sorbenty dzielono na grube, tj. powyżej 120 u,m, i drobne, poniżej tej wartości. Uważano, że sorbenty grube powinny być stosowane w kotłach fluidalnych, a drobne w instalacjach FSI bądź w innych gałęziach przemysłu (zaprawy budowlane, pasze itd.). Nie zwracano uwagi na właściwości sorpcyjne, nie wykonywano analiz przydatności wapieni z poszczególnych złóż do odsiarczania spalin. Wybudowane pierwsze kotły z cyrkulacyjną warstwą fluidalną miały dość małe standardy emisyjne, co umożliwiało stosowanie wszystkiego, co nazywano "kamieniem wapiennym". Obecnie sytuacja zmienia się. Podejście do odsiarczania spalin powinno zmieniać się także, jeśli idzie o rozwój technik przygotowania i selekcjonowania wapieni stosowanych do odsiarczania spalin [5-11]. Rocznie mamy do wykorzystania około 1 miliona Mg [15]. Stosowanie takich odpadowych związków wapnia nie tylko, że chroni naturalne zasoby wapieni i oczywiście środowisko naturalne, to dodatkowo sprawia, że odpady wysokowapniowe -uznawane powszechnie za niebezpieczne do składowania, generujące odcieki alkaliczne - stają się atrakcyjnym półproduktem do wykorzystania gospodarczego. Niezbędne też wydaje się stosowanie metod aktywacyjnych, które podnoszą właściwości sorpcyjne wapieni względem dwutlenku siarki, tym samym ograniczą też ilość potrzebnego wapienia do związania dwutlenku siarki. Monografię tę poświęcono odsiarczaniu spalin w kotłach fluidalnych sorbentami wapiennymi, aktywowanymi mechanicznie, stworzonymi zarówno na bazie odpadów paleniskowych, jak i poprodukcyjnych.

The introduction of new, lower limits of S02 emission makes the of combustion-gas desulphurisation interesting from both the scientific and practical points of view. Combustion-gas desulphurisation has very often been treated schematically and only scant attention is paid to the sorption properties and the amounts of limestones used for industrial combustion-gas desulphurisation processes. The purpose of the investigation carried out was to compare the limestone sorption properties determined under laboratory conditions with the actual effects of combustion-gas desulphurisation in industrial systems. The effect of calcination temperature on the calcinate formed and its specific surface as well as the effect of the geological structure of limestones on its reactivity and behaviour in industrial fluidized-bed boilers were analysed. Tests were also carried out with waste limestones which, after an appropriate treatment, can fully substitute for high-quality fossil limestones. In order to prepare waste calcium compounds, mechanical activation was used, and the components, such as high-calcium fly ash, undersized mined limestone and semi-dry combustion-gas desulphurisation product were activated. Some investigations were carried out in the laboratory, and the phenomena occurring during mechanical activation of sorbent were described. The activation effect on the basic sorbent properties was described. The principal tests were carried out on an industrial scale with fluidized-bed boilers. In order to describe the phenomena associated with combustion-gas desulphurisation, the balance of calcium in the combustion chamber as well as the methodology of taking samples from fluidized-bed boilers and their analysis were developed. Based on the calcium balance it was possible to exactly determine the actual amount of limestones to be used for the combustion-gas desulphurisation and the degree of their consumption in the sulphur compound-fixing process. Moreover, the calcium balance enabled us to assess the proportion of fly ash and bottom ash in total ash and combustion-gas desulphurisation efficiency as well as the Ca/S molar ratio. The tests were carried out in either hard coal-fired or brown-coal fired boiler, in the boilers with a hot cyclone and a boiler equipped with an external heat exchanger. Seven principal combustion-gas desulphurisation tests were carried out with different sorbents and indifferent systems of sorbent feeding the fluidized-bed boiler chamber. The tests were conducted with the use of limestone sorbents of either low or very good sorption properties, limestone sorbent post-production undersize, the undersize used for another boiler-feeding system, activated ash-limestone mixtures from an industrial mechanically activated installation and activated mixtures of the semi-dry combustion-gas desulphurisation product and mined limestones. A mechanically activated installation is the only one installation of this kind all over the world, operating with a fluidized-bed boiler. Within a preliminary work, the optimization studies of the installation in its starting phase were carried out. They were aimed at the selection of activator rotational speed, the pressure within the activator, the selection of a grid of blades and blade clearance which allow the sorbent to be most effective in the industrial system. In the external heat-exchange boiler of the intrex type, an innovative system of sorbent feeding was used in order to make the precalcination possible and to introduce the prepared calcinate to the chamber. The investigation has shown that the quality of sorbent is a key parameter in dry combustion-gas desulphurisation methods. High-quality sorbent should enable us to reach not only the required levels of sulphur dioxide emission, but also the amounts of sorbents used and the quality of combustion-gas desulphurisation products. The tests of combustion-gas desulphurisation performed in various fluidized-bed boilers have demonstrated that the sorption properties of limestones presently used for combustion-gas desulphurisation are highly diversified. The reactivity index R, has a decisive influence on the combustion-gas desulphurisation process. The change of this index in the range of 2.5-4 causes 3.5-fold increase of the sorbent ratio. According to its definition, in the reactivity index the following parameters are taken into account: limestone purity, the initial sulphur content in the limestone, the amount of sulphur fixed in the desulphurisation process, the fraction composition of limestone as well as its calcination temperature which, as has been shown, is also an important factor of an efficient combustion-gas desulphurisation. The use of waste calcium compounds, subjected previously to mechanical activation, is justifiable and purposeful. Due to the use of fly ashes and the semi-dry combustion-gas desulphurisation products it is possible to increase the sorbents flow in the range from 21% to 53%.