Un sistema de desulfurización de los gases de combustión por vía húmeda,

el cual comprende: un depósito de absorción (1) que incluye un portal de entrada de los gases de combustión (2) a través del cual se introduce el gas de combustión que contiene el óxido de azufre y el hollín y el polvo emitido por un sistema de combustión, y una sección de pulverización del líquido absorbente (4) situada en una parte más elevada del portal de entrada de los gases de combustión; y la sección del depósito de recirculación (7) el cual almacena el líquido absorbente que ha absorbido el óxido de azufre de los gases de combustión e incluye un agitador (8) que comprende una hélice (11) para agitar el líquido absorbente, un medio para la alimentación de aire (9), el cual inyecta el aire de oxidación en las proximidades de la hélice (11), y un medio de recirculación (6) del líquido absorbente el cual aspira el líquido absorbente del depósito de recirculación después de la reacción de oxidación mediante el aire de oxidación, y de la reacción de neutralización mediante álcalis, y alimenta mediante la recirculación el líquido absorbente a la sección (5) de pulverización del líquido absorbente (5) del depósito de absorción, caracterizado porque, el medio de alimentación de aire de oxidación es un medio para la alimentación del aire de oxidación al líquido absorbente en la sección del depósito de recirculación en la parte posterior y en la parte anterior de una descarga de líquido mediante la hélice del agitador, y que en el medio de alimentación del aire de oxidación se dispone un medio (14-17) para ajustar el ratio de la cantidad de aire que hay que alimentar a la parte posterior y a la parte anterior de la unidad de descarga del líquido mediante la hélice del agitador

Campo técnico

La presente invención se refiere a un sistema de desulfurización de los gases de combustión, y a una sección del depósito de recirculación que tiene un paso de neutralización/oxidación de un óxido de azufre (en adelante, designado algunas veces como SO2), que es absorbido en la sección de absorción del depósito de recirculación del sistema, y en particular se refiere a un método para alimentar el aire de oxidación para la oxidación del SO2 absorbido.

Antecedentes

En los últimos años, el medio ambiente natural que rodea la tierra ha sido significativamente deteriorado. Sobre todo, en instalaciones de centrales térmicas y similares localizadas alrededor del mundo, el SO2 y el hollín y el polvo de los gases de combustión generados como resultado de la combustión de combustibles fósiles son una de las causas principales de los problemas del medio ambiente, como por ejemplo la contaminación del aire, y se ha convertido en el motivo principal para instalar un sistema por vía húmeda de la desulfuración de los gases de combustión para el tratamiento de los gases de combustión.

En particular, se han exigido recientemente reducciones en la concentración de los valores de emisión de SO2 y de hollín y de polvo en los gases de combustión, mientras que en cambio la concentración de SO2 de entrada ha aumentado debido a la diversificación de los combustibles de calderas y similares, y de esta forma ha surgido la necesidad urgente de desarrollar un sistema de alto rendimiento de desulfurización de los gases de combustión. Un ejemplo de un sistema de desulfurización de los gases de combustión, de un tipo convencional, se muestra en la figura 4 y en la figura 5. El sistema de desulfuración de los gases de combustión está constituido principalmente por un depósito de absorción 1, un portal de entrada de gases 2, un portal de salida de gases 3, una sección de absorción con un aerosol líquido 4, unas tobera pulverizadoras 5, una bomba de recirculación 6, la sección del depósito de recirculación 7, un agitador de oxidación 8, una tubería posterior de entrada de aire 10, una hélice 11, una tubería para sangrar la lechada de yeso. 20, un sistema de deshidratación del yeso 21, y una sección eliminadora de vapor 30.

Se introducen los gases de combustión G desde una caldera a través de un portal de entrada de gases 2, y se establece un contacto gas-líquido con un líquido absorbente pulverizado desde la tobera de pulverización 5 de la sección de pulverización del líquido absorbente 4, con lo cual se transforma en un gas limpio, y se expulsa a través del portal de salida de gases 3 después de que el vapor que lo acompaña se elimine del mismo mediante la sección eliminadora de vapor 30.

Por otra parte, el líquido absorbente puesto en un contacto gas-líquido, cae por el depósito absorbedor 1 y se almacena en la sección del depósito de recirculación 7. En la sección del depósito de recirculación 7, el aire 9 que debe alimentarse, se atomiza formando una gran cantidad de finas burbujas mediante la hélice 11 que gira conjuntamente con el agitador de oxidación 8, y el oxígeno del aire se disuelve en el líquido absorbente. En la sección del depósito de recirculación 7, se forma sulfito de calcio mediante una reacción de neutralización entre el SO2 absorbido y el carbonato de calcio con el que se alimenta la sección del depósito de recirculación 7 mediante un sistema de alimentación de carbonato de calcio que no se muestra en la figura, y el sulfito de calcio se oxida por el oxígeno disuelto en el líquido absorbente para producir el yeso. El líquido absorbente de la sección del depósito de recirculación 7, en donde el yeso se encuentra en forma de lechada, es enviado de nuevo a la tobera de pulverización 5 mediante la bomba de recirculación 6, es parcialmente enviado al sistema de deshidratación del yeso 21 a través de la tubería de sangrado de la lechada de yeso 20, en donde es separado en yeso sólido y agua.

En la técnica convencional mencionada más arriba, el aire de oxidación 9 se alimenta desde la tubería de aire posterior 10 por un portal de alimentación, el cual está detrás de la hélice 11 del agitador 8, a la sección del depósito de recirculación 7 como se muestra en la figura 5. Esta es una modalidad de aumentar la velocidad de utilización del aire por atomización, mediante la fuerza de cizallamiento generada por la rotación de la hélice 11, el aire de oxidación 9 es alimentado a la sección del depósito de recirculación 7 formando una gran cantidad de finas burbujas de tal modo que se aumenta el área de contacto gas-líquido con el líquido absorbente (Japanese Published Unexamined Patent Application (solicitud de patente japonesa publicada no examinada) nº 2001-120946).

Por otra parte existe un método para la alimentación del aire a la parte anterior de la hélice 11 (Japanese Published Unexamined Patent Application (solicitud de patente japonesa publicada no examinada) nº H08-949), (Japanese Published Unexamined Patent Application (solicitud de patente japonesa publicada no examinada) nº 2000-317259). En este método se emplea una modalidad que consiste en que el aire acompañe un flujo de descarga de líquido absorbente resultante de la rotación de la hélice 11, en forma de burbujas de aire uniformemente dispersas en la sección del depósito de recirculación, a la vez que se atomiza el mismo en finas burbujas.

La patente US 4239515 (A) describe un aparato para el contacto gas-líquido y la separación de sólidos en el mismo mediante precipitación, el cual comprende esencialmente una sección de separación por borboteo, una sección de contacto sólido-gas-líquido, y una sección de sedimentación de sólidos formada por un único recipiente de sedimentación de sólidos, en el cual el gas se inyecta dentro del recipiente a través de un dispersor de gas el cual tiene una salida de gas abierta debajo de la superficie líquida en dicha sección de contacto sólido-gas-líquido y provoca que tenga lugar un contacto con la fase de una suspensión que circula forzada desde dicha sección de sedimentación dispuesta debajo de dicha sección de contacto sólido-gas-líquido, con lo cual se impide que los sólidos precipitados se depositen en la superficie interna del recipiente y otros miembros presentes.

La patente US 542 9808 (A) describe un aparato para la desulfuración de los gases de escape del proceso en húmedo, que comprende una sección de pulverización para la pulverización de la lechada absorbente, una pluralidad de agitadores para agitar siendo cada agitador un agitador del tipo de flujo axial, con una hélice y un sistema circular de circulación de la lechada absorbente desde un depósito de lechada a la sección de pulverización. El aparato incluye además una pluralidad de toberas para la alimentación del gas oxidante dentro de la lechada absorbente desde la parte posterior de cada hélice hacía la periferia de la misma uniformemente con respecto a una dirección circular.

Descripción de la invención

Problemas a solucionar por la invención

De las técnicas convencionales más arriba mencionadas, el modo de alimentación de aire de oxidación 9 desde la tubería posterior de aire 10 por un portal de alimentación en la parte trasera de la hélice 11 del agitador 8, a la sección del depósito de recirculación 7, mostrado en la figura 5, puede no ser suficiente frente a un caso en el que se trata de un gas de combustión con una alta concentración de SO2, debido a la diversificación de combustibles de caldera y similares en los últimos años. Más específicamente, cuando se trata un gas de combustión con una alta concentración en SO2, la cantidad de sulfito de calcio (Ca(HSO3)2) en el líquido absorbente, aumenta, y con ello la cantidad de aire de oxidación que hay que alimentar aumenta también. Sin embargo, existe un límite en la cantidad de aire de oxidación que puede alimentarse por un agitador, y la cantidad del flujo de descarga resultante de una rotación de la hélice 11, se reduce cuando el aire se alimenta en una cantidad mayor que el valor límite, lo cual da como resultado que la hélice 11 gira inútilmente en el aire 9, de manera que las burbujas de aire 12 no se atomizan en finas burbujas, el área de contacto gas-líquido con el líquido absorbente, se reduce, y la eficiencia de la oxidación disminuye. Por otra parte, de las técnicas convencionales mencionadas más arriba, el modo de alimentación de aire dentro del líquido absorbente en la parte anterior de la hélice del agitador... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de desulfurización de los gases de combustión por vía húmeda, el cual comprende:

un depósito de absorción (1) que incluye un portal de entrada de los gases de combustión (2) a través del cual se introduce el gas de combustión que contiene el óxido de azufre y el hollín y el polvo emitido por un sistema de combustión, y una sección de pulverización del líquido absorbente (4) situada en una parte más elevada del portal de entrada de los gases de combustión; y la sección del depósito de recirculación (7) el cual almacena el líquido absorbente que ha absorbido el óxido de azufre de los gases de combustión e incluye un agitador (8) que comprende una hélice (11) para agitar el líquido absorbente, un medio para la alimentación de aire (9), el cual inyecta el aire de oxidación en las proximidades de la hélice (11), y un medio de recirculación (6) del líquido absorbente el cual aspira el líquido absorbente del depósito de recirculación después de la reacción de oxidación mediante el aire de oxidación, y de la reacción de neutralización mediante álcalis, y alimenta mediante la recirculación el líquido absorbente a la sección (5) de pulverización del líquido absorbente (5) del depósito de absorción, caracterizado porque, el medio de alimentación de aire de oxidación es un medio para la alimentación del aire de oxidación al líquido absorbente en la sección del depósito de recirculación en la parte posterior y en la parte anterior de una descarga de líquido mediante la hélice del agitador, y que en el medio de alimentación del aire de oxidación se dispone un medio (14-17) para ajustar el ratio de la cantidad de aire que hay que alimentar a la parte posterior y a la parte anterior de la unidad de descarga del líquido mediante la hélice del agitador.

2. El sistema de desulfurización de los gases de combustión por vía húmeda, de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el portal de inyección de aire (13) de los medios de alimentación del aire de oxidación, está instalado en la parte anterior de la descarga de líquido mediante la hélice (11) del agitador, dispuesta en una posición más baja que una línea extendida desde el eje central horizontal de la hélice.

3. Un método para la desulfurización de los gases de combustión por vía húmeda, mediante el empleo de un sistema de desulfurización de los gases de combustión por vía húmeda, de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el aire de oxidación introducido en el líquido absorbente es alimentado en la sección del depósito de recirculación en la parte posterior y en la parte anterior de la descarga de líquido mediante la hélice del agitador, mediante unos medios de alimentación de aire, y el ratio de la cantidad de aire de oxidación introducido en la parte posterior y en la parte anterior de la descarga de líquido mediante la hélice del agitador, es mayor en la parte anterior de la descarga de líquido que en la parte posterior de la descarga de líquido.

4. El método para la desulfuración de los gases de combustión por vía húmeda de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la cantidad requerida de aire se reparte en una cantidad de aire que se alimenta a la parte posterior y otra cantidad de aire que se alimenta a la parte anterior de la descarga de líquido mediante la hélice del agitador, siendo el ratio de reparto un 10% en la parte posterior de la descarga de líquido y un 90% en la parte anterior de la descarga de líquido.

5. El método de desulfurización de los gases de combustión por vía húmeda de acuerdo con la reivindicación 3, en donde, cuando se modifica la cantidad del aire de oxidación que hay que alimentar mediante los medios de alimentación, en una cantidad de aire, se mantiene constante la cantidad de aire con la que se alimenta la parte posterior de la descarga de líquido mediante la hélice del agitador, y se modifica la cantidad de aire con la que se alimenta la parte anterior de la descarga de líquido mediante la hélice del agitador.