PROCEDIMIENTO PARA AJUSTAR LA CONCENTRACIÓN DE DIÓXIDO DE AZUFRE EN GASES DE HUMO.

Procedimiento para ajustar la concentración de dióxido de azufre en gases de humo,

en el que en una torre de lavado (2) se aporta el gas a purificar a una suspensión de lavado (6) con contenido en agua y cal, en la suspensión de lavado (6) se insufla un agente oxidante, el gas de escape purificado, pobre en dióxido de azufre, se evacua y el contenido en dióxido de azufre del gas a purificar y/o del gas de escape purificado se mide de forma continua o a intervalos de tiempo predeterminados, caracterizado porque el agente oxidante insuflado en la suspensión de lavado (6) se enriquece y/o reemplaza, al menos en parte, con oxígeno puro, orientándose la magnitud del enriquecimiento y/o del reemplazo a la reducción necesaria del contenido en dióxido de azufre

La invención se refiere a un procedimiento para ajustar la concentración de dióxido de azufre en gases de humo, en el que en una torre de lavado se aporta el gas a purificar a una suspensión de lavado con contenido en agua y cal, en la suspensión de lavado se insufla un agente oxidante y se evacua el gas de escape purificado, pobre en dióxido de azufre, y el contenido en dióxido de azufre del gas a purificar y/o del gas de escape purificado se mide forma continua o a intervalos de tiempo predeterminados.

Procedimientos de este tipo se conocen bajo la expresión “desulfuración de gases de humo”.

En la combustión de carbón y gas natural o petróleo resulta, entre otros, el gas dióxido de azufre que representa una causa esencial para la muerte de los bosques y otros desastres del medio ambiente. Los suministradores de energía alemanes han empleado en los últimos años considerables medios para el montaje de instalaciones de desulfuración de gases de humo (REA – siglas en alemán). Con ello, las emisiones de dióxido de azufre descendieron de 1,55 millones de toneladas en el año 1982 a menos de 120.000 toneladas en 2004. Existen diferentes procedimientos de extraer del gas de humo el dióxido de azufre nocivo. Lo más frecuentemente, se utiliza el denominado procedimiento húmedo que en Alemania pasa a emplearse en más del 98% de todas las instalaciones de desulfuración de gases de humo. En este caso, el gas de humo no purificado se rocía en una torre de lavado, denominada también torre absorbedora, con una mezcla a base de agua y cal, la denominada suspensión de lavado, con lo que el dióxido de azufre se desprende del gas de humo y se absorbe ampliamente mediante reacciones químicas. De esta manera, el grado de desulfuración puede alcanzar hasta aproximadamente el 90%.

En este caso, el dióxido de azufre gaseoso pasa primeramente a solución en la suspensión de lavado. A continuación, mediante la reacción de dióxido de azufre y carbonato de calcio se forma sulfito de calcio y dióxido de carbono:

**(Ver fórmula)**

En la parte inferior de la torre de lavado, en el fondo del absorbedor, se acumula la suspensión de lavado cargada con sulfito de calcio. Mediante el insuflado de aire, la denominada oxidación, el líquido se enriquece con oxígeno y se forma una suspensión de yeso:

**(Ver fórmula)**

Después de retirar el agua, resulta yeso con hasta 10% de humedad residual en forma fluyente y está disponible como un producto valioso para la entrega a la industria de los materiales de construcción u otros usos.

Este procedimiento se ha acreditado; sin embargo, los operadores de centrales eléctricas se quejan cada vez más sobre la calidad decreciente de los combustibles utilizados. Ante todo lignito y el gas natural muestran en los últimos años contenidos crecientes de azufre. Esto conduce, por ejemplo, en el caso de centrales térmicas, a la situación desfavorable de que la instalación de desulfuración de gases de humo debe ser puesta en funcionamiento con una potencia máxima y, a pesar de ello, la combustión que tiene lugar para la obtención de energía no puede ser hecha funcionar con la capacidad proyectada. Para los operadores de centrales eléctricas, esto significa pérdidas de facturación debido a una potencia reducida o considerables costes adicionales mediante la incorporación de instalaciones de desulfuración de gases de humo adicionales o mayores.

En los documentos EP 0 815 923 A2 y US 5 158 065 B ya se propuso optimizar las relaciones en el caso de la desulfuración debido a que la corriente en volumen del agente oxidante aportado se adapta a los respectivos requisitos. No obstante, esto conduce a una elevada complejidad del equipo, que es insatisfactoria. Por lo tanto, es misión de la presente invención crear una posibilidad con la que pueda continuar reduciendo de forma económica el contenido en dióxido de azufre de gases de humo.

Este problema se resuelve en el caso de un procedimiento de la clase mencionada al comienzo debido a que el agente oxidante insuflado en la suspensión de lavado se enriquece y/o al menos se reemplaza en parte con oxígeno puro, orientándose la magnitud del enriquecimiento y/o del reemplazo a la reducción necesaria del contenido en dióxido de azufre.

La idea básica de la invención consiste en enriquecer y/o reemplazar, al menos en parte, agentes oxidantes con oxígeno puro, orientándose la magnitud del enriquecimiento y/o del reemplazo a la reducción requerida del contenido en dióxido de azufre. Con ello, en el caso de combustibles fuertemente cargados de azufre se posibilita un aumento de la capacidad de este componente de la instalación. En el caso de combustibles con un bajo contenido en azufre se lleva a cabo, por el contrario, una desulfuración rentable, dado que se puede renunciar, en parte o por completo, al empleo de oxígeno adicional. Por lo tanto, la invención hace posible la adaptación de la composición del agente oxidante a los requisitos respectivos; un resultado rentable se alcanza particularmente debido a que el costoso oxígeno puro sólo debe ser aportado en la cantidad realmente requerida. Se ha de partir del hecho que es suficiente un enriquecimiento en oxígeno de como máximo el 10%, con el fin de tratar gases de humo con un elevado contenido en dióxido de azufre por sí mismos y alcanzar un grado de desulfuración, es decir, una reducción del contenido en dióxido de azufre en el gas de escape de más del 95%.

La invención hace particularmente uso del hecho de que el dióxido de azufre se disuelve extraordinariamente en agua y, por consiguiente, la concentración de dióxido de azufre en la suspensión de lavado se encuentra siempre al borde del límite de saturación. La adición de oxígeno a la suspensión de lavado conduce a un aumento de la conversión de la reacción [2] y, con ello, a una disminución de la concentración de CaCO3 en la suspensión de lavado. El sistema reacciona según el principio de LeChatelier, en el sentido de que, conforme a la reacción [1], se hace reaccionar de forma creciente SO2 con el fin de compensar la carencia de CaCO3. La adición de oxígeno conduce por lo tanto a una separación por lavado acelerada de dióxido de azufre a partir del gas de humo. A la inversa, una aportación reducida de oxígeno conduce a una conversión reducida de dióxido de azufre, lo cual puede ser suficiente para gases de humo escasamente cargados. En función del valor límite en cada caso pretendido, la aportación de oxígeno hace posible así un ajuste preciso de la proporción de dióxido de azufre en el gas de escape.

La misión de la invención se resuelve también con una instalación de desulfuración de gases de humo para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con la invención con una torre de lavado para introducir un gas con contenido en dióxido de azufre en una suspensión de lavado, un dispositivo para introducir agente oxidante en la suspensión de lavado, un dispositivo para introducir oxígeno en la suspensión de lavado y/o en el agente oxidante y un dispositivo de medición y de regulación unido con datos con el dispositivo para la introducción de oxígeno para determinar el contenido en dióxido de azufre en el gas de escape aportado a la torre de lavado o evacuado de la torre de lavado. La instalación de desulfuración de gases de humo de acuerdo con la invención hace posible la reducción de la proporción de dióxido de azufre en el gas de escape a un valor predeterminado, independientemente de la calidad del combustible empleado, en particular de la carga del combustible con azufre o compuestos de azufre.

Con ayuda de la única figura se ha de explicar con mayor detalle un ejemplo de realización de la invención.

La instalación de desulfuración de gases de humo 1 representada esquemáticamente en el dibujo comprende una torre de lavado 2 para introducir un gas con contenido en dióxido de azufre procedente de una tubería de alimentación de gas de escape 3. A la tubería de alimentación de gas de escape 3 están antepuestas, de manera conocida y aquí no mostrada, instalaciones para la filtración de polvo y para la desnitrificación de los gases de humo. En la torre de lavado 2 desemboca una tubería de alimentación de agua 4 que está equipada, dentro de la torre de lavado 2, con una disposición de toberas 5 para la atomización del agua. En una parte inferior de la torre de lavado 2, el fondo del absorbedor, desemboca una tubería de alimentación de agente oxidante 7 que está provista, dentro de la torre de lavado 2, de orificios de flujo, con el fin... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para ajustar la concentración de dióxido de azufre en gases de humo, en el que en una torre de lavado (2) se aporta el gas a purificar a una suspensión de lavado (6) con contenido en agua y cal, en la suspensión 5 de lavado (6) se insufla un agente oxidante, el gas de escape purificado, pobre en dióxido de azufre, se evacua y el contenido en dióxido de azufre del gas a purificar y/o del gas de escape purificado se mide de forma continua o a intervalos de tiempo predeterminados, caracterizado porque el agente oxidante insuflado en la suspensión de lavado

(6) se enriquece y/o reemplaza, al menos en parte, con oxígeno puro, orientándose la magnitud del enriquecimiento y/o del reemplazo a la reducción necesaria del contenido en dióxido de azufre.

10 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en calidad de agente oxidante pasa a emplearse aire o aire enriquecido en oxígeno.

3. Instalación de desulfuración de gases de humo (1) para llevar a cabo un procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, con una torre de lavado (2) para introducir un gas con contenido en dióxido de azufre en una suspensión de lavado (6), un dispositivo (7) para introducir agente oxidante en la suspensión de lavado (6), un dispositivo (8, 9) para introducir oxígeno en la suspensión de lavado (6) y/o en el agente oxidante y un dispositivo de medición y regulación (16, 17, 18) unido con datos con el dispositivo (8, 9) para introducir oxígeno, para determinar el contenido en dióxido de azufre en el gas de escape aportado a la torre de lavado (2) o retirado de la torre de lavado (2).