Un procedimiento para tratar un gas de combustión (102), que comprende:

- alimentar el gas de combustión (102) a una primera temperatura a una sección de enfriamiento rápido(110);

- enfriar rápidamente el gas de combustión (102) en la sección de enfriamiento rápido (110) a una segundatemperatura usando agua como medio de enfriamiento rápido, en ausencia de cualquier producto corrosivoy/u otro producto químico apropiado para la absorción considerable de SOx y NOx;

- si fuese necesario, evacuar el exceso de medio de enfriamiento rápido de la sección de enfriamiento rápido(110);

- alimentar el gas de combustión enfriado rápidamente a una sección de depuración (120);

- depurar el gas de combustión enfriado rápidamente usando un disolvente acuso corrosivo, y

- recircular el disolvente acuoso corrosivo mediante una bomba (172) y un depósito de recirculación deproducto corrosivo (170) para su reutilización en la sección de depuración (120);

caracterizado por

- circular y enfriar el medio de enfriamiento rápido en un circuito de enfriamiento rápido de reciclado bajo elcontrol de un circuito de control de flujo (162), en el que el circuito de enfriamiento rápido comprende unenfriador (150) y en el que la segunda temperatura y otras condiciones en las cuales se produce elenfriamiento rápido del gas de combustión (102) son tales que la condensación neta del agua se evitasustancialmente en la sección de depuración (120), con lo cual el disolvente acuoso corrosivo permanecesustancialmente sin diluir por condensación de agua del gas de combustión enfriado rápidamente; y

- mantener el disolvente acuoso corrosivo a una concentración efectiva para reducir continuamente al menosuno del contenido de SOx y NOx en un gas de combustión depurado (106) a una concentraciónpredeterminada:

o alimentando apropiadamente el medio de enfriamiento rápido al depósito de recirculación deproducto corrosivo (170); y

o añadiendo apropiadamente un agente activo de depuración al depósito de recirculación deproducto corrosivo (170).

Depurador de enfriamiento rápido en dos etapas

Campo de la invención

El campo de la invención es el tratamiento de gases de combustión, y especialmente se refiere al enfriamiento rápido de gases de combustión y eliminación de gases ácidos.

Antecedentes de la invención

El enfriamiento rápido de gases de combustión y la eliminación de gases ácidos (especialmente la eliminación de SOx y NOx) de gases de combustión se lleva a cabo a menudo en un único reactor/contactor de enfriamiento rápido en el cual el gas de combustión caliente entra en contacto con una solución acuosa de hidróxido de sodio en el gas de combustión. Tal tratamiento de gas de combustión es conceptualmente relativamente sencillo y efectivo para la eliminación de SOx y NOx, sin embargo, persisten varios problemas. Entre otras cosas, la solución acuosa cáustica y cargada requiere el tratamiento y/o otras etapas de procesamiento antes de que el agua de estas soluciones se pueda liberar dentro del sistema de alcantarillado sin impacto medioambiental negativo. Además, no se consigue un contenido de SO2 inferior a 50 µl/l (ppm) en el gas tratado de tales dispositivos.

Otras configuraciones conocidas de tratamiento de gases de combustión pueden emplear reactores dobles o múltiples en los cuales se llevan a cabos reacciones por separado, como se describe, por ejemplo en la patente de los Estados Unidos nº 4.400.362. En el presente documento, se utiliza un primer reactor como un depurador de conversión de ácido sulfuroso que también genera óxido de nitrógeno reactivo (por ejemplo, N2O3) , que a continuación son absorbidos en una segunda etapa por una sal o hidróxido de amonio de metal alcalino usando una cinética de reacción compleja entre SO2 y NOx en agua en presencia de O2. Típicamente, los disolventes producidos por tales sistemas no son apropiados para ser descargados en la alcantarilla o reutilizase en la instalación, y el gas venteado tendrá típicamente un nivel de SOx superior a 50-100 µl/l (ppm) . Se encuentran problemas similares en la patente de los Estados Unidos nº 3.920.421 en la cual se usa agua como el sorbente para NOx y SOx

En configuraciones conocidas adicionales, como se muestra en la patente de los Estados Unidos nº 5.607.654, los gases de incineración de una planta de tratamiento de desechos médicos se ponen en contacto en primer lugar con un reactivo seco para de este modo inmovilizar/convertir gases ácidos sobre un sólido seco que se elimina posteriormente en cámara de filtro o precipitador electrostático. El gas así tratado se enfría rápidamente a continuación en un tubo de enfriamiento rápido y posteriormente se depura usando un licor ácido para eliminar compuestos orgánicos tóxicos. El agua del gas tratado y la etapa de enfriamiento rápido se transfiere al depurador, y el exceso de lico se encamina de vuelta al incinerador. Mientras tales configuraciones eliminan al menos en algunas configuraciones la necesidad purificación de las aguas residuales, se requieren sin embargo cantidades sustanciales de agua. Además, como el agua de enfriamiento rápido se transfiere a la etapa depuradora, el disolvente de depuración se diluye continuamente y se debe rellenar. Peor aún, debido a la dilución del disolvente de depuración, se reduce la capacidad de absorción de SOx y otros contaminantes.

Alternativamente, como se describe en la patente de los Estados Unidos nº 5.154.734, el gas residual se encamina a través de un enfriador para saturar el gas residual con agua. El gas residual así cargado es alimentado a continuación hacia un depurador seco en el cual el agua en el gas residual se condensa para reforzar de este modo la recuperación de partículas finas, gases ácidos y metales pesados. A continuación se lleva a cabo una eliminación adicional de contaminantes que salen del depurador en el gas tratado usando un depurador de colisión/separador de arrastre. Mientras tales sistemas proporcionan al menos algunas ventajas, siguen persistiendo sin embargo varias desventajas. Entre otras cosas, la cantidad de agua en circulación (por ejemplo, entre el depurador seco, y la sección de enfriamiento brusco) es relativamente grande. Además, el agua cargado con contaminantes no se puede descargar en el sistema de alcantarillado pero se debe regenerar en una instalación separada.

En otra configuración más, el gas de combustión se pone en contacto en primer lugar con sulfito o bisulfito para de este modo reducir la concentración de SO3 y/o de halogenuros de hidrógeno en el gas de combustión. El resto de SO2 se elimina a continuación en un depurador seco (se describe una configuración típica en la patente de los Estados Unidos nº 6.126.910) . Aunque tales sistemas proporcionan algunas mejoras (por ejemplo, reducción de componentes corriente abajo) permanecen otras dificultades Por ejemplo, la eliminación de SO3 de la corriente pretratada se lleva a cabo en un depurador de enfriamiento rápido de una sola etapa.

El documento GB 2 208 163 divulga una adaptación de un procedimiento para eliminación de vía seca de dióxido de azufre. La versión no adaptada de este procedimiento fue un procedimiento de absorción multietapas conocidos a partir del documento GB 2 050 325. La adaptación divulgada del documento GB 2 208 163 estaba destinada a su uso en entornos en los cuales había un suministro abundante de agua salada o marina y gases de combustión “prelavados” implicados en el agua marina y/o salada abundantemente disponible antes de la desulfuración, reduciendo de este modo una cantidad del agua de procedimiento requerida y reduciendo el contenido de cloruro y fluoruro de los gases de combustión.

De este modo, aunque se conocen en la técnica numerosas configuraciones y procedimientos de tratamiento de gases, todos o casi toso adolecen de uno o más desventajas. Por lo tanto, sigue habiendo una necesidad de configuraciones y procedimientos mejorados de tratamientos de gases de combustión.

Sumario de la invención

La presente invención se dirige a configuraciones y procedimientos de tratamiento de gases de combustión según las reivindicaciones 1 a 12 en el cual se reduce la concentración de SOx usando un sistema de dos etapas en el cual en una primera etapa el gas de combustión se enfría rápidamente y en el cual en una segunda etapa se depura el gas de combustión enfriado rápidamente. La primera y segunda etapas se configuran y operan de manera que no se produce sustancialmente condensación neta de agua en la etapa de depuración. En consecuencia, se obtiene una eliminación elevada de SOx manteniendo una concentración elevada de agentes de depuración, lo cual reduce, además, ventajosamente la pérdida de agente de depuración y agua.

En un aspecto de la materia objeto de la invención, un procedimiento para tratar un gas de combustión incluye una etapa para alimentar un gas de combustión a una primera temperatura a una sección de enfriamiento rápido, y enfriar rápidamente el gas de combustión en la sección de enfriamiento rápido a una segunda temperatura usando agua como medio de enfriamiento rápido. En otra etapa, el gas de combustión enfriado rápidamente se alimenta a una sección de depuración y el gas de combustión enfriado rápidamente se depura usando un producto corrosivo en un fluido de depuración a una concentración efectiva para reducir continuamente el contenido de SOx en el gas de combustión depurado una cantidad igual o inferior a 10 µl/l (ppm) . La primera y la segunda secciones se configuran y operan para evitar sustancialmente la condensación neta de agua en la sección de depuración. Además, para minimizar la huella del sistema, se prefiere que la primera y la segunda secciones se disponen en una única torre. Cuando sea deseable, el medio de enfriamiento rápido se puede liberar en un componente de procedimiento o de alcantarilla de una planta con un poco o nulo tratamiento (opcionalmente después de la neutralización) .

Las fuentes de gas de combustión particularmente contempladas incluyen incineradoras de carbón, incineradoras alimentadas con hidrocarburos, e incineradoras alimentadas con gas natural. Por lo tanto, la primera temperatura puede estar entre 400ºC y aproximadamente 200ºC. Más típicamente, la sección de enfriamiento rápido se configura y opera de manera que la segunda temperatura es de entre aproximadamente 90ºC y aproximadamente 20ºC, y que se absorbe menos del 10% del total de SOx en la sección de enfriamiento rápido. El medio de enfriamiento rápido circula en un circuito de enfriamiento... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para tratar un gas de combustión (102) , que comprende:

- alimentar el gas de combustión (102) a una primera temperatura a una sección de enfriamiento rápido 5 (110) ;

- enfriar rápidamente el gas de combustión (102) en la sección de enfriamiento rápido (110) a una segunda temperatura usando agua como medio de enfriamiento rápido, en ausencia de cualquier producto corrosivo y/u otro producto químico apropiado para la absorción considerable de SOx y NOx;

- si fuese necesario, evacuar el exceso de medio de enfriamiento rápido de la sección de enfriamiento rápido

(110) ; -alimentar el gas de combustión enfriado rápidamente a una sección de depuración (120) ; -depurar el gas de combustión enfriado rápidamente usando un disolvente acuso corrosivo, y -recircular el disolvente acuoso corrosivo mediante una bomba (172) y un depósito de recirculación de

producto corrosivo (170) para su reutilización en la sección de depuración (120) ;

15 caracterizado por

- circular y enfriar el medio de enfriamiento rápido en un circuito de enfriamiento rápido de reciclado bajo el control de un circuito de control de flujo (162) , en el que el circuito de enfriamiento rápido comprende un enfriador (150) y en el que la segunda temperatura y otras condiciones en las cuales se produce el enfriamiento rápido del gas de combustión (102) son tales que la condensación neta del agua se evita

sustancialmente en la sección de depuración (120) , con lo cual el disolvente acuoso corrosivo permanece sustancialmente sin diluir por condensación de agua del gas de combustión enfriado rápidamente; y

- mantener el disolvente acuoso corrosivo a una concentración efectiva para reducir continuamente al menos uno del contenido de SOx y NOx en un gas de combustión depurado (106) a una concentración predeterminada:

o alimentando apropiadamente el medio de enfriamiento rápido al depósito de recirculación de producto corrosivo (170) ; y

o añadiendo apropiadamente un agente activo de depuración al depósito de recirculación de producto corrosivo (170) .

2. El procedimiento de la reivindicación 1 en el cual el gas de combustión (102) es proporcionado a partir de una 30 fuente seleccionada a partir del grupo que consiste en una incineradora de carbón, una incineradora alimentada por hidrocarburos, y una incineradora alimentada con gas natural, y en el cual la concentración predeterminada es igual

o inferior a 10 µl/l (ppm) .

3. El procedimiento de la reivindicación 1 en el cual la primera temperatura está entre 100ºC y 300ºC.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el cual la segunda temperatura está entre 90ºC y 20ºC.

5. El procedimiento de la reivindicación 1 en el cual la sección de enfriamiento rápido se opera de tal manera que menos del 10% del SO2 total es absorbido en la sección de enfriamiento rápido (110) .

6. El procedimiento de la reivindicación 1 en el cual el producto corrosivo comprende al menos uno de entre hidróxido de metal alcalinotérreo, un hidróxido de metal alcalino, e hidróxido de amonio.

7. El procedimiento de la reivindicación 1 en el cual la concentración del producto corrosivo se mantiene 40 continuamente a una concentración que corresponde a la adición inicial de producto corrosivo superior o igual al 10% en peso.

8. El procedimiento de la reivindicación 1 en el cual la sección de enfriamiento rápido (110) y la sección de depuración (120) se disponen en una torre única.

45 9. El procedimiento de la reivindicación 1 que comprende, además, una etapa de evacuación del exceso del medio de enfriamiento rápido en una alcantarilla o como un componente de procesamiento en otra planta.

10. El procedimiento de la reivindicación 9 que comprende, además, una etapa de neutralización del exceso de medio de enfriamiento rápido antes de la evacuación.

11. Un sistema (100) de tratamiento de gas de combustión que comprende: -una sección de enfriamiento rápido (110) que está configurada para recibir un gas de combustión (102) a una primera temperatura y para reducir la temperatura del gas de combustión (102) a una segunda temperatura usando agua como medio de enfriamiento rápido, en ausencia de cualquier producto corrosivo y/o otro producto químico apropiado para la absorción considerable de SOx y NOx;

- una sección de depuración (120) que comprende un depósito de recirculación de producto corrosivo (170) , acoplada fluidamente a la sección de enfriamiento rápido (110) y configurada para recibir el gas de combustión enfriado rápidamente a la segunda temperatura y poner en contacto el gas de combustión enfriado rápidamente con un disolvente acuoso corrosivo de recirculación;

caracterizado porque

- la sección de enfriamiento rápido (110) comprende:

o un circuito de enfriamiento rápido de reciclado configurado para funcionar con la segunda temperatura y otras condiciones en las cuales se produce el enfriamiento rápido del gas de combustión (102) que son tales que una condensación efectiva de agua se evita sustancialmente en la sección de depuración (120) , con lo cual el disolvente acuoso corrosivo permanece sustancialmente sin diluir por la condensación de agua del gas de combustión enfriado rápidamente, y que comprende:

o un circuito de control de flujo (162) ,

o un enfriador (150) ;

o una primera válvula de control (140) mediante la cual se evacua el exceso de medio de enfriamiento rápido del sistema (100) ; y

o una segunda válvula de control (164) mediante la cual el medio de enfriamiento rápido es proporcionado al depósito de recirculación de producto corrosivo (170) para mantener el disolvente acuoso corrosivo a una concentración efectiva para reducir continuamente al menos uno del contenido de SOx y NOx en un gas de combustión depurado (106) a una concentración predeterminada.

12. El sistema de la reivindicación 11 en el cual la sección de enfriamiento rápido (110) se configura para recibir agua condensada del gas de combustión (102)