OCHRONA ATMOSFERY

Wykład 6

Dr hab. inż. Krzysztof GOSIEWSKI

Profesor AJD

Odsiarczanie gazów –

metody wapniowe suche

Problemy ogólne oczyszczania

gazów odlotowych z

zanieczyszczeń gazowych

• Usuwanie zanieczyszczeń gazowych często

przybiera formę zamiany pewnych związków
chemicznych na inne drogą bezpośredniej
reakcji chemicznej, bądź usuwania tych
związków z gazu przez ich absorpcję (z
reakcją chemiczną lub bez) w innym
ciekłym związku chemicznym lub adsorpcję
na powierzchni ciała stałego (również z
reakcją lub bez reakcji chemicznej).

Problemy ogólne oczyszczania

gazów odlotowych z

zanieczyszczeń gazowych

Najczęściej dokonuje się następującej

klasyfikacji metod:

• a) metody bezodpadowe (wówczas gdy

odpad gazowy przetwarzany jest w użyteczny

i nadający się do sprzedaży produkt)

• b) metody z odpadem użytecznym (gdy

odpad wprawdzie nie ma wartości handlowej,

lub ma niewielką wartość, lecz może być

użytecznie wykorzystany)

• c) metody z odpadem bezużytecznym

wówczas gdy pozostaje tylko składowanie

powstałego odpadu w środowisku.

Problematyka oczyszczania spalin

kotłowych i gazów metalurgii

kolorowej

• W dalszej części tego wykładu skupimy się głównie

na problemie usuwania SO

2

ze spalin po kotłach

energetycznych oraz gazów odlotowych z hut metali

kolorowych. Nie oznacza to, że zagadnienia

odsiarczania gazów pojawiają się tylko w tych

przemysłach (tzn. energetyce i hutnictwie metali

kolorowych).

Jednak

pod

względem

ilości

emitowanego

SO

2

te

gałęzie

zdecydowanie

dominują. Poza tym, skład gazu, a zwłaszcza

całkowicie inna zawartość SO

2

w gazach odlotowych

z energetyki i w gazach hutniczych powodują, że

specyfika odsiarczania w tych procesach jest

odmienna.

Odpylanie

Usuwanie

składnika

A

Usuwanie

składnika

B

Usuwanie

składnika

N

Usuwanie

mgły

i kropel

Komin

Gazy

z instalacji
produkcyjnej

Usuwanie

SO

2

Odsiarczanie

gazów

Skład gazów odlotowych suchych (bez H

2

O) i bez fazy stałej

(pyłów)

Zawartość

Składnik

Spaliny kotłowe

Gazy metalurgii

kolorowej

Uwagi

O

2

3 – 8 % obj

8 – 17 % obj.

w spalinach zależy od nadmiaru

powietrza, zaś w gazach

metalurgicznych od składu rudy

siarczkowej

CO

2

10 – 16 % obj

< 1 % obj

w spalinach zależy od nadmiaru

powietrza

SO

2

2000  3000 ppm v 2  12 % obj.

zależy od ilości siarki w węglu lub

rudzie

NO

x

200 – 400 ppm v 200 – 450 ppm v

zależy od temperatury w procesie

spalania lub w procesie

metalurgicznym

N

2

reszta do 100 % obj

Stosowane w praktyce metody

odsiarczania

•

Metody wapniowe, oparte o stosowanie związków

chemicznych zawierających pierwiastek wapń (Ca) z

podziałem na:

–

metody wapniowe suche (mechanizm adsorpcyjny);

–

metody wapniowe mokre (mechanizm absorpcyjny);

–

metody wapniowe półsuche (połączenie absorpcji z

adsorpcją).

•

Metody dwualkaliczne;

•

Metody amoniakalne;

•

Metody sodowe;

•

Metody katalityczne;

•

Metody adsorpcyjne;

•

Metody inne (radiacyjne, absorpcje w roztworach

organicznych i tp.).

Metody wapniowe, oparte o stosowanie związków
chemicznych zawierających pierwiastek wapń
(Ca) z podziałem na:

 metody wapniowe suche (mechanizm adsorpcyjny);

Najtańsze metody usuwania SO

2

to

metody wapniowe !

Ale niekoniecznie najlepsze !

METODY WAPNIOWE

(tzn. oparte o pierwiastek wapń – Ca)

METODY

WAPNIAKOWE

lub wapienne

(Stosujące jako sorbent

tzw. wapniak, czyli

węglan wapnia –

CaCO

3

)

METODY WAPNOWE

(Stosujące jako sorbent

tzw. wapno

hydratyzowane, czyli

wodorotlenek wapnia –

Ca (OH)

2

lub wapno

palone CaO

METODY

SUCHE

(adsorpcyjne)

METODY

PÓŁSUCHE

(adsorpcyjno –

absorpcyjne)

METODY

MOKRE

(absorpcyjne)

Metoda sucha

• Metoda polega na wprowadzaniu suchego

sorbentu, w postaci drobno zmielonego
wapienia (lub dolomitu, rozumianego jako
minerał wapienny zawierający powyżej
20% MgCO

3

) do komory spalania kotła.

• W wyniku wysokiej temperatury następuje

kalcynacja wapienia do CaO, połączona
z rozwinięciem powierzchni sorbentu
i równoczesne wiązanie tlenku wapnia z
SO

2

do siarczanu i siarczynu wapnia.

Reakcje zachodzące w metodzie

wapniakowej suchej:

siarczyn wapniowy

siarczan wapniowy

(gips)

METODA SUCHA FSI (FURNACE

SORBENT INJECTION)

Metoda ta polega
na dozowaniu do komory
paleniskowej suchych
sorbentow takich jak:

• kamień wapienny o
zawartości CaCO

3

powyżej 90%

• wapno hydratyzowane
Ca(OH)

2

• wapno palone CaO
• dolomit CaCO

3

+

MgCO

3

Sorbent do kotła może być dozowany na trzy sposoby:
1. Bezpośrednio mieszany z węglem (np. w młynie).
2. Wdmuchiwany do komory paleniskowej wokół płomienia.
3. Wdmuchiwany do komory paleniskowej powyżej płomienia
(sposób
preferowany).

Do odsiarczania suchego najlepiej

nadają się kotły fluidalne

KOCIOŁ FIRMY
LURGI

Odpylanie

Usuwanie

SO

2

Usuwanie

składnika

B

Usuwanie

składnika

N

Usuwanie

mgły

i kropel

Palenisko

i kocioł

Warto zauważyć, że w przypadku odsiarczania

suchego odpylanie następuje po usunięciu

składnika chemicznego, jakim jest SO

2

Typowy schemat

technologiczny metody suchej

2

30 40%

SO







Metoda sucha z nawilżaniem

(LIFAC)

Schemat technologiczny metody LIFAC (

L

imestone

I

njection into the

F

urnace and

A

ctivation of

C

alcium oxide)

2

60 85%

SO







Nie mylić z metodą półsuchą !

Chociaż niektórzy
tak to nazywają !

Zależność sprawności odsiarczania

od nadmiaru wapnia

m

et

od

a

su

ch

a

m

et

od

a

L

IF

A

C