Instalación y procedimiento para la purificación de gases de combustión.

Instalación para la purificación de gases de combustión procedentes de centrales eléctricas alimentadas con combustibles fósiles, en especial centrales eléctricas que funcionan según el proceso de oxifuel, constituidas por varias etapas de absorción con un absorbedor

(2) con un conducto para un gas puro (3) en una campana de absorción (34), en cuya zona superior está dispuesto al menos un plano de elementos de inserción de contacto alimentado con una suspensión (12), que es inundada por un gas crudo (1), y presentando la zona inferior del absorbedor (2) una cola de suspensión de absorción (30), sobre la cual está dispuesta una alimentación para el gas crudo (1), estando unidos un depósito de reacción separado (4), en el que se introduce aire de oxidación (22) en la suspensión de absorción, y la cola de suspensión de absorción (30) del absorbedor (2) con el depósito de reacción separado (4), en cuya zona inferior está dispuesto un orificio para el esclusado de suspensión con un conducto a un dispositivo de separación, y presentando la instalación un depósito de suspensión, caracterizada porque

- como dispositivo de separación está dispuesto un hidrociclón (26),

- el depósito de suspensión constituye un depósito de suspensión de cal/piedra caliza (6),

- el depósito de reacción separado (4) está constituido por dos cámaras (4.1, 4.2) separadas a través de una pared separadora (29) con rebose, en cuya primera cámara (4.1) se introduce el aire de oxidación (22) en la suspensión de absorción por medio de una lanceta (28), y la cola de suspensión de absorción (30) del absorbedor (2) está unida por medio de un conducto tubular (11) con la primera cámara (4.1) del depósito de reacción separado (4), que está unido por medio de un orificio en la zona inferior para la esclusa de suspensión por medio del conducto de alimentación (24) al hidrociclón (26), desde cuyo rebose los conductos (25) conducen tanto a la primera cámara (4.1), como también al depósito de suspensión de cal/piedra caliza (6),

- la segunda cámara (4.2) del depósito de reacción separado (4) está unida a través de un conducto (13) al depósito de suspensión de piedra caliza (6), a través del cual la suspensión de cal/piedra caliza (33) fluye del depósito de suspensión de cal/piedra caliza (6) a la segunda cámara (4.2) del depósito de reacción separado (4),

- una extracción de gas (10) está dispuesto por encima de ambas cámaras (4.1, 4.2) del depósito de reacción separado (4), que succiona los vapores en una extracción de vapores (14),

- un conducto (12) para suspensión está dispuesto entre al menos un plano de pulverizado (19) del absorbedor (2) y la segunda cámara (4.2) del depósito de reacción separado (4), fluyendo la suspensión de la segunda cámara (4.2) del depósito de reacción (4) al absorbedor (2),

- una alimentación para agua de proceso (15) a un plano de purificación (32) por encima y por debajo de al menos un plano separador de gotas (20, 31), y por encima del plano de incorporación y el plano de pulverizado (19).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DE2008/001605.

Solicitante: BABCOCK NOELL GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ALFRED-NOBEL-STRASSE 20 97080 WÜRZBURG ALEMANIA.

Inventor/es: SCHMIDT, THOMAS, WELP, HELMUT.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Separación de gases o de vapores; Recuperación... > B01D53/50 (Oxidos de azufre (B01D 53/60 tiene prioridad))

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Fragmento de la descripción:

Instalación y procedimiento para la purificación de gases de combustión La invención se refiere a una instalación y a un procedimiento para la purificación de gases de combustión procedentes de centrales eléctricas que funcionan con combustibles fósiles según el proceso de oxifuel, y al reequipamiento de centrales eléctricas para la preparación de la post-conexión de una etapa de absorción de CO2 (post-combustión) según las características de la primera reivindicación y de la reivindicación 9.

Para la purificación de los gases de combustión procedentes de centrales eléctricas, desde hace tiempo son conocidos diferentes procedimientos e instalaciones.

La DE 43 31 415 C3 describe un dispositivo para el tratamiento de una corriente de gas de combustión con líquido de lavado en un depósito, una primera instalación de pulverizado para líquido de lavado en la zona superior del depósito, una etapa de separación de gas-líquido dispuesta por debajo del dispositivo de pulverizado, y una segunda instalación de pulverizado dispuesta por debajo de la etapa de separación de gas-líquido, presentando la etapa de separación de gas-líquido varias cubetas de recogida y descarga dispuestas esencialmente en paralelo a cierta distancia, y que se extienden esencialmente en el sentido de la corriente de gas. El documento describe la estructura de tal absorbedor empleado generalmente para la depuración de líquidos, que se aplica para la purificación de líquido de un gas de combustión.

La DE 10 2004 061 727 A1 describe un procedimiento para el tratamiento de la carga de dióxido de azufre / trióxido de azufre en la corriente de CO2 procedente de una central eléctrica exenta de CO2 según el proceso de oxifuel, añadiéndose a la corriente de CO2 un aditivo que reduce la acción nociva de dióxido de azufre/trióxido de azufre.

La DD 269 893 A1 describe un procedimiento y una instalación para la suspensión de aditivos para la desulfuración de gas de combustión, estando integrada la elaboración de suspensión en la instalación de desulfuración de gas de combustión. Los aditivos se transportan por vía neumática al depósito que se encuentra en la parte superior del absorbedor, conduciéndose el aire de transporte con una fracción de aditivo a una corriente de gas de calefacción antes de la entrada de absorción, e introduciéndose la suspensión de aditivos directamente en el absorbedor.

La DD 289 211 A5 describe un procedimiento para la oxidación de sulfito interna en instalaciones de desulfuración de gas de combustión húmedas. En el procedimiento, la suspensión de lavado no se introduce, al menos parcialmente, en una etapa de oxidación aislada, sino en el conducto de unión entre la bomba transportadora de suspensión de lavado y la instalación de distribución.

En la alimentación de centrales eléctricas con combustibles fósiles se produce una corriente de gas de combustión, que contiene, además de los productos tóxicos a separar en el procedimiento SO2, HCl, HF, diversos metales pesados, así como partículas de polvo y principalmente dióxido de carbono.

La purificación de gases de combustión procedentes de centrales eléctricas que funcionan con combustibles fósiles con suspensión de lavado a base de cal/piedra caliza y adición de oxígeno en el proceso de lavado para la obtención de productos de yeso reutilizables es conocida.

La lixiviación de los gases tóxicos del gas de combustión con una suspensión de lavado de cal/piedra caliza se efectúa en diferentes sistemas lavadores.

Para conseguir un intercambio de substancias óptimo entre el gas de combustión y la suspensión de lavado se emplean tanto lavadores en húmedo, los denominados absorbedores, con diferentes sistemas de atomización sin elementos de inserción de contacto, como también absorbedores con sistema de atomización y adicionalmente elementos de inserción de contacto de diferente realización, y también sistemas absorbedores sólo con elementos de inserción de contacto.

Para la conversión de sulfito a sulfato se conduce oxígeno en forma de burbujas de aire comprimido ultrafinas a un depósito de oxidación separado, a través del cual se conduce la suspensión de piedra caliza del absorbedor, actualmente muy extendido, directamente a la cola del absorbedor en la que se almacena la suspensión de cal/piedra caliza, se introduce y se dispersa.

En la US 5.674.459 se describe un procedimiento en el que se emplea H2O2 como agentes absorbentes para óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno, y como agente oxidante en lugar de suspensión de piedra caliza, o bien lechada de cal. Los productos obtenidos en el proceso de desulfuración son primer lugar H2SO4 y HNO3, A continuación se emplea harina de piedra caliza para la neutralización del ácido producido. El agente de absorción empleado es muy costoso en comparación con la suspensión de piedra caliza/lechada de cal.

La US 5.630.991 A describe un procedimiento en el que se emplean sales amónicas para el aumento de la solubilidad de harina de piedra caliza, que se debe eliminar a continuación, de nuevo de la suspensión esclusada, en un depósito de reacción separado mediante aumento del valor de pH a 11 hasta 12 con lechada de cal como amoniaco.

La US 5.213.782 A describe un procedimiento en el que se emplea óxido de magnesio y cal de combustión para la desulfuración. El depósito de reacción separado empleado tiene la tarea de un espesante. Para la desulfuración se emplea un absorbedor con plano de pulverizado, bajo el cual se utiliza una bandeja.

La US 5084255 A describe una instalación para la purificación de gas de combustión procedente de centrales eléctricas alimentadas con combustibles fósiles, que está constituida por varias etapas de elaboración, añadiéndose en un absorbedor en la zona superior una suspensión con hidróxido de magnesio como agente absorbente al gas crudo, estando presente en la zona inferior una cola de suspensión de absorción, por encima de la cual está dispuesta la alimentación para el gas de combustión. En contrapartida al procedimiento descrito en la presente invención, en este caso la suspensión de absorbedor se extrae directamente de la cola del absorbedor por medio de bombas de trasiego, y se añade de nuevo al absorbedor en la zona superior por encima de planos de pulverizado en contracorriente al gas crudo. El agente absorbente hidróxido de magnesio, recuperado parcialmente en el proceso de regeneración descrito a continuación, se añade directamente al absorbedor. Por lo tanto, en contrapartida a la presente invención, en este caso se alimenta sólo una corriente parcial de suspensión absorbente al depósito de oxidación, y se traslada al segundo depósito de reacción para la reprecipitación con hidróxido de calcio para dar yeso.

El esclusado de yeso se puede efectuar sólo tras la reacción de reprecipitación del segundo depósito de reacción. El hidróxido de magnesio producido en la reacción de precipitación se alimenta de nuevo al absorbedor como agente de absorción. En la presente invención, la oxidación de sulfito de calcio en la suspensión agente de absorción recirculado total para dar yeso se efectúa en la primera cámara, y también en esta se esclusa a través de hidrociclones.

La segunda cámara sirve sólo como depósito de bombeo para las bombas de recirculación y para la adición con dosificación de absorbedor.

El absorbedor no presenta en la zona superior ningún plano de incorporación de contacto que sea circulado por gas crudo y que se alimente con una suspensión. Además, en esta instalación es desventajoso que sean necesarios varios depósitos separados para la elaboración, que se abastecen de una corriente parcial... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Instalación para la purificación de gases de combustión procedentes de centrales eléctricas alimentadas con combustibles fósiles, en especial centrales eléctricas que funcionan según el proceso de oxifuel, constituidas por varias etapas de absorción con un absorbedor (2) con un conducto para un gas puro (3) en una campana de absorción (34) , en cuya zona superior está dispuesto al menos un plano de elementos de inserción de contacto alimentado con una suspensión (12) , que es inundada por un gas crudo (1) , y presentando la zona inferior del absorbedor (2) una cola de suspensión de absorción (30) , sobre la cual está dispuesta una alimentación para el gas crudo (1) , estando unidos un depósito de reacción separado (4) , en el que se introduce aire de oxidación (22) en la suspensión de absorción, y la cola de suspensión de absorción (30) del absorbedor (2) con el depósito de reacción separado (4) , en cuya zona inferior está dispuesto un orificio para el esclusado de suspensión con un conducto a un dispositivo de separación, y presentando la instalación un depósito de suspensión, caracterizada porque -como dispositivo de separación está dispuesto un hidrociclón (26) , -el depósito de suspensión constituye un depósito de suspensión de cal/piedra caliza (6) , -el depósito de reacción separado (4) está constituido por dos cámaras (4.1, 4.2) separadas a través de una pared separadora (29) con rebose, en cuya primera cámara (4.1) se introduce el aire de oxidación (22) en la suspensión de absorción por medio de una lanceta (28) , y la cola de suspensión de absorción (30) del absorbedor (2) está unida por medio de un conducto tubular (11) con la primera cámara (4.1) del depósito de reacción separado (4) , que está unido por medio de un orificio en la zona inferior para la esclusa de suspensión por medio del conducto de alimentación (24) al hidrociclón (26) , desde cuyo rebose los conductos (25) conducen tanto a la primera cámara (4.1) , como también al depósito de suspensión de cal/piedra caliza (6) , -la segunda cámara (4.2) del depósito de reacción separado (4) está unida a través de un conducto (13) al depósito de suspensión de piedra caliza (6) , a través del cual la suspensión de cal/piedra caliza (33) fluye del depósito de suspensión de cal/piedra caliza (6) a la segunda cámara (4.2) del depósito de reacción separado (4) , -una extracción de gas (10) está dispuesto por encima de ambas cámaras (4.1, 4.2) del depósito de reacción separado (4) , que succiona los vapores en una extracción de vapores (14) , -un conducto (12) para suspensión está dispuesto entre al menos un plano de pulverizado (19) del absorbedor (2) y la segunda cámara (4.2) del depósito de reacción separado (4) , fluyendo la suspensión de la segunda cámara (4.2) del depósito de reacción (4) al absorbedor (2) , -una alimentación para agua de proceso (15) a un plano de purificación (32) por encima y por debajo de al menos un plano separador de gotas (20, 31) , y por encima del plano de incorporación y el plano de pulverizado (19) .

2. Instalación según la reivindicación 1, caracterizada porque el plano de elementos de inserción de contacto en el absorbedor (2) representa al menos una chapa perforada (18) con plano de pulverizado (19) dispuesto por encima.

3. Instalación según las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque a las chapas perforadas (18) y a los planos de pulverizado (19) está post-conectado un plano de separación de gotas groseras y finas (20, 31) .

4. Instalación según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque antes de una extracción de vapores (14) está dispuesto un soplador (10) para vapores, que succiona los vapores del depósito de reacción (4) y del depósito de suspensión de cal/piedra caliza (6) .

5. Instalación según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque en la cola de suspensión de absorción (30) , en las cámaras (4.1, 4.2) del depósito de reacción (4) , y en el depósito de suspensión de cal/piedra caliza (6) , está dispuesto un mecanismo de agitación (17) .

6. Instalación según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque en el conducto (12) para la suspensión de absorción a los planos de pulverizado (19) y en un conducto (13) para la suspensión de caliza al depósito de reacción (4) están dispuestas bombas de recirculación (5, 7) .

7. Instalación según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque para la alimentación de aire de oxidación (22) en el depósito de reacción (4) está dispuesto un soplador (21) .

8. Instalación según la reivindicación 6, caracterizada porque las bombas del absorbedor se regulan en su índice de revoluciones para la optimización de energía.

9. Procedimiento para la purificación de gas de combustión procedente de centrales eléctricas alimentadas con combustibles fósiles, en la instalación según las características de la primera reivindicación, a través de un procedimiento de absorción de varias etapas, en el que -el gas crudo a purificar (1) en el absorbedor (2) , en una primera etapa de purificación, inunda al menos un plano de 5 incorporación alimentado con suspensión en contra del sentido de la suspensión, -la suspensión ácida producida en la cola de suspensión de absorción (30) se alimenta a la primera cámara (4.1) del depósito de reacción (4) y se trata con aire de oxidación (22) , de modo que en una primera etapa se oxida sulfito de calcio para dar sulfato de calcio, extrayéndose suspensión en la zona inferior, y -la suspensión remanente llega a la segunda cámara (4.2) por medio de rebose a través de la pared separadora (29) , -se alimenta a la segunda cámara (4.2) suspensión de piedra caliza fresca, -el producto de la segunda etapa se alimenta como suspensión de absorción al plano de pulverizado (19) del absorbedor (2) , -extrayéndose del depósito de reacción (4) y tratándose por separado el CO2 expulsado en la primera cámara (4.1) del depósito de reacción (4) a través de la oxidación con aire de oxidación (22) , y el aire de oxidación (22) excedente, y -alimentándose el gas crudo tratado tras el plano de pulverizado (19) al plano de precipitación de gotas (20, 31) y a un plano de purificación (32) , antes de abandonar el absorbedor (2) , -se extrae suspensión de absorción de la primera cámara de reacción (4.1) en la zona inferior, se separa y se elimina del proceso la suspensión de yeso (27) en el hidrociclón (26) , alimentándose el líquido remanente a la primera cámara (4.1) y/o al depósito de suspensión de cal/piedra caliza (6) .

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque la suspensión de absorción se alimenta a un plano de pulverizado (19) con uno o varios planos de atomización superpuestos, a través de una chapa perforada (18) .

11. Procedimiento según las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado porque los vapores se alimentan a una purificación.