Método de tratamiento de gases de emisión.

Un método de tratamiento de gases de escape, de eliminación de dióxido de azufre procedente de los gases de escape que contienen al menos dióxido de azufre y mercurio mediante la puesta en contacto de los gases de escape con líquido de absorción

, en el que se añade peroxodisulfato al líquido de absorción para eliminar el mercurio de los gases de escape; caracterizado por que además se añade yodo, bromo o un compuesto de cualquiera de ellos al líquido de absorción.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2008/054430.

Solicitante: CHIYODA CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 12-1, TSURUMICHUO 2-CHOME TSURUMI-KU YOKOHAMA-SHI KANAGAWA 230-8601 JAPON.

Inventor/es: KAWAMURA, KAZUSHIGE, TAKEDA,DAI, AWAI,EIJI, KUMAGAI,AKIRA.

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... > B01D53/34 (Depuración química o biológica de gases residuales)
  • 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))
  • 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... > B01D53/64 (Metales pesados o sus compuestos, p. ej. mercurio)
  • 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... > B01D53/77 (Procedimientos en fase líquida)

PDF original: ES-2458625_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Método de tratamiento de gases de emisión

Campo técnico La presente invención se refiere a un método de tratamiento de gases de escape. Más en particular, la presente invención se refiere a un método de eliminación del dióxido de azufre y del mercurio de los gases de escape que los contienen.

Antecedentes de la técnica Los gases de escape de combustión (denominados de aquí en adelante "gases de escape") expulsados de las calderas de las centrales termoeléctricas y de los incineradores de desechos por lo general contienen dióxido de azufre (SO2) . A veces, también contienen mercurio a niveles de concentración elevados en función del tipo de combustible fósil (carbón, en particular) y de los tipos de residuos que se queman allí. Dado que estas sustancias son sustancias nocivas que afectan negativamente a la salud de los habitantes si se expulsan al medio ambiente, deben ser eliminadas antes de que los gases de escape se emitan a la atmósfera desde esas instalaciones. De las sustancias mencionadas anteriormente, el dióxido de azufre se ha tenido y sigue teniendo que retirarse debido a las normativas de control de liberación de gases de escape. Recientemente, en algunos países han entrado en vigor normativas para la eliminación obligatoria del mercurio de los gases de escape.

Los métodos de eliminación del dióxido de azufre (SO2) de los gases de escape incluyen métodos húmedos que provocan que un líquido de absorción absorba y elimine el dióxido de azufre y métodos en seco que provocan que un adsorbente adsorba y elimine el dióxido de azufre. A pesar de que se conocen una serie de métodos tanto para los métodos húmedos como para los métodos en seco, los métodos húmedos se emplean por lo general para procesar una gran cantidad de gases de escape que contienen dióxido de azufre a unos niveles de concentración elevados desde el punto de vista de los costes de tratamiento.

El mercurio en los gases de escape contiene tanto Hg2+, o compuestos de mercurio divalentes, producidos a medida que el mercurio se oxida por combustión en incineradores y catalizadores de desnitradores de gases de combustión (SCR) como Hg (0) , o mercurio metálico elemental (de valencia cero) , de los cuales el Hg2+ se elimina casi por completo en el depurador húmedo de una unidad de desulfuración de gases de combustión, pero el Hg (0) se elimina mal, lo que representa una baja eficiencia de eliminación, ya que apenas se disuelve en el líquido de absorción. En 35 otras palabras, la mayoría del Hg (0) en los gases de escape en la actualidad no se elimina y se emite a la atmósfera.

Se conoce un método de eliminación del Hg (0) mediante la adición de polvo de carbono activo a los gases de escape y que provoca que estos últimos sean adsorbidos por aquél (Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público Nº 09-308817) . Sin embargo, para llevar a cabo este método es necesaria una gran instalación que incluya el equipo para la eyección del polvo de carbono activo, que es sólido, sobre los gases de escape, un gran colector eléctrico de polvos (o precipitador eléctrico, PE) para la captura en una zona aguas abajo del carbono activo dispersado en los gases de escape junto con cenizas volátiles y un dispositivo para procesar el carbono activo capturado que se mezcla con las cenizas volátiles, que hace que todas estas instalaciones de tratamiento de los gases de escape sean complejas y costosas. Mientras que la capacidad de eliminación del mercurio se puede 45 mejorar, tal y como cabría esperar, cuando se hace adherirse un halógeno, tal como yodo o bromo, al carbono activo, el ácido sulfúrico producido a partir del dióxido de azufre tiene propensión a acumularse sobre el carbono activo cuando se hace adherirse un halógeno al carbono activo de manera que la realidad es que la capacidad de adsorción del mercurio no se incrementa al nivel esperado.

También se ha propuesto un método para incrementar el grado de oxidación del Hg (0) a Hg2+ en los gases de escape mediante la adición de uno o más compuestos halogenados tal como cloruro de hidrógeno (HCl) y/o bromuro de calcio (CaBr2) al carbón quemado como combustible o mediante la utilización del catalizador de oxidación en un desnitrador (Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público Nº 2004-66229) . No obstante, este método tiene el inconveniente de acortar la vida útil del catalizador y es difícil conseguir una tasa de oxidación 55 elevada debido al acceso limitado del Hg (0) por difusión. Así, es difícil oxidar el Hg (0) a Hg2+ de forma estable con una eficiencia elevada durante un período de tiempo prolongado, acomodando las fluctuaciones a los tipos de carbón y las condiciones de combustión.

Por otra parte, se conoce un método de adición de un agente de fijación del mercurio tal como un agente quelante o una solución de yoduro de potasio (KI) o un agente oxidante tal como ácido hipocloroso (HClO) o peróxido de hidrógeno (H2O2) al líquido de absorción en una unidad de desulfuración de gases de combustión de tipo húmedo (Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público Nº 10-216476) . No obstante, este método acarrea el problema de que el agente de solidificación o el agente oxidante del mercurio se consume y se descompone en una reacción con algún otro metal y en la oxidación de SO2 en los gases de escape y también se volatiliza y se expulsa 65 del tubo de combustión incrementando en consecuencia el consumo de dichos aditivos. De forma adicional, los agentes quelantes tienen el problema de que se descomponen para producir sulfuro de hidrógeno (H2S) y

desprender un olor nauseabundo.

Además, en cuanto al método de adición de diversos aditivos al líquido de absorción, se sabe que el estado del líquido de absorción varía a medida que la carga de generación de energía y de la composición de los gases de escape fluctúan de forma que, en consecuencia, parte del Hg (0) absorbido se emite o el Hg2+ se reduce para convertirse en Hg (0) , que a continuación se vuelve a emitir. En vista de este problema se están desarrollando técnicas para evitar la liberación del Hg (0) (Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público Nº 2004313833) . Por otra parte, con las técnicas de utilización de un agente oxidante tal como ácido hipocloroso, peróxido de hidrógeno, ácido crómico (H2CrO4) o cloro (Cl2) , el agente oxidante reacciona inevitablemente con el SO2 en los gases de escape para posteriormente ser consumido en gran medida. Por tanto, se ha propuesto una técnica de pulverización tal como un agente oxidante en la zona aguas abajo del desulfurador de los gases de combustión (Solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público Nº 2001-162135) .

El documento DE 42 41 726 C1 desvela un método para la absorción a escala industrial de mercurio metálico procedente de gases de escape por medio de una solución acuosa de lavado de un agente oxidante, tal como K2S2O8, en la que el mercurio metálico y el agente oxidante forman un sistema redox en la solución de lavado que tiene un potencial redox de 800 a 1200 mV.

Divulgación de la invención Como se ha señalado anteriormente, las técnicas conocidas de eliminación del mercurio en los gases de escape con dióxido de azufre acarrean problemas que incluyen la incapacidad de mantener una elevada tasa de eliminación de forma estable durante un período de tiempo prolongado junto con el problema de que el agente de oxidación para la oxidación del mercurio se consume para oxidar el dióxido de azufre, de forma que se pierde en gran medida, que los aditivos tales como el agente de fijación no se aprovechan de forma eficaz y que el Hg (0) se vuelve a emitir desde el líquido de absorción debido... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método de tratamiento de gases de escape, de eliminación de dióxido de azufre procedente de los gases de escape que contienen al menos dióxido de azufre y mercurio mediante la puesta en contacto de los gases de escape con líquido de absorción, en el que se añade peroxodisulfato al líquido de absorción para eliminar el mercurio de los gases de escape; caracterizado por que además se añade yodo, bromo o un compuesto de cualquiera de ellos al líquido de absorción.

2. El método de tratamiento de gases de escape de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se añade 10 peroxodisulfato para conseguir una concentración de peroxodisulfato igual a entre 500 y 5000 ml/l.

3. El método de tratamiento de gases de escape de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que se añade yodo, bromo o un compuesto de cualquiera de ellos para así conseguir que su concentración sea igual de 0, 5 a 8, 0 mmol/l en términos de átomos de yodo o de bromo.

4. El método de tratamiento de los gases de escape de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que se observa de forma continua una concentración de mercurio de los gases de escape después de que los gases de escape se hayan puesto en contacto con el líquido de absorción y se inicia una operación de adición de yodo, bromo o un compuesto de cualquiera de ellos cuando la concentración de mercurio no se reduce más allá de un nivel predeterminado pero que se detiene o se reduce cuando la concentración de mercurio cae hasta o por debajo del nivel predeterminado.

5. El método de tratamiento de gases de escape de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, en el que se mantiene una concentración de yodo o de un compuesto de yodo del líquido de absorción de 0, 5 a 8, 0 mmol/l en términos de átomos de yodo, mientras se observa de forma continua la concentración de mercurio de los gases de escape después de que los gases de escape se hayan puesto en contacto con el líquido de absorción y se detiene una operación de adición de peroxodisulfato cuando la concentración de mercurio cae hasta o por debajo del nivel predeterminado.

6. El método de tratamiento de gases de escape de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el líquido de absorción se somete a un tratamiento de aireación después de que se pone en contacto con los gases de escape.

7. El método de tratamiento de gases de escape de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el aire se introduce para el tratamiento de aireación de manera que el líquido de absorción presenta un POR de 200 a 800 mV y un valor de pH de 4, 0 a 5, 5.

8. El método de tratamiento de gases de escape de acuerdo con las reivindicaciones 6 o 7, en el que el líquido de absorción se conduce para que circule entre el sitio en el que se pone en contacto con los gases de escape y el sitio 40 del tratamiento de aireación.

9. El método de tratamiento de gases de escape de acuerdo con la reivindicación 8, en el que se emplea una torre de absorción de tipo burbujeo de gases que tiene una fase continua del líquido de absorción en la torre y los gases de escape se introducen en una zona superior de la fase continua para que así se pongan en contacto con el líquido 45 de absorción mientras el aire se introduce en una zona inferior de la fase continua con el fin de someter al líquido de absorción al tratamiento de aireación y en el que el líquido de absorción se agita en la torre o se hace circular por medio de una bomba dispuesta en el exterior de la torre.

VALOR DE POR (mV)