Método de tratamiento de gases de escape utilizando yodo gaseoso.

Un método de tratamiento de gases de escape, caracterizado por la adición de yodo gaseoso a gases de escapeque contienen al menos dióxido de azufre y mercurio y posteriormente la puesta en contacto con líquido deabsorción de una unidad de desulfuración de gases de combustión de tipo húmedo,

en donde el yodo gaseoso se añade a los gases de escape mediante la introducción en los gases de escape delíquido que contiene un compuesto de yodo que genera yodo gaseoso,

caracterizado por que el líquido que contiene un compuesto de yodo que genera yodo gaseoso es el líquido deabsorción extraído de la unidad de desulfuración de gases de combustión de tipo húmedo, en donde:

(a) el líquido de absorción extraído de la unidad de desulfuración de gases de combustión de tipo húmedocontiene de 500 a 5000 mg/l de persulfato; y/o

(b) se añade un agente oxidante al líquido de absorción extraído de la unidad de desulfuración de gases decombustión de tipo húmedo antes de que el líquido de absorción se introduzca en los gases de escape; y/o

(c) el líquido de absorción extraído de la unidad de desulfuración de gases de combustión de tipo húmedo sesomete a un tratamiento de aireación utilizando un gas que contiene oxígeno antes de que se introduzca en losgases de escape.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12153676.

Solicitante: CHIYODA CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 12-1 Tsurumi-chuo 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:

  • B01D53/14 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B; aparato de vórtice B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 53/00 Separación de gases o de vapores; Recuperación de vapores de disolventes volátiles en los gases; Depuración química o biólogica de gases residuales, p. ej. gases de escape de los motores de combustión, humos, vapores, gases de combustión o aerosoles (recuperación de disolventes volátiles por condensación B01D 5/00; sublimación B01D 7/00; colectores refrigerados, deflectores refrigerados B01D 8/00; separación de gases difícilmente condensables o del aire por licuefacción F25J 3/00). › por absorción.
  • B01D53/34 B01D 53/00 […] › Depuración química o biológica de gases residuales.
  • B01D53/50 B01D 53/00 […] › Oxidos de azufre (B01D 53/60 tiene prioridad).
  • B01D53/64 B01D 53/00 […] › Metales pesados o sus compuestos, p. ej. mercurio.
  • B01D53/78 B01D 53/00 […] › con contacto gas-líquido.

PDF original: ES-2435318_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Método de tratamiento de gases de escape utilizando yodo gaseoso

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 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 consulto 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 consulto 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.

En la Publicación de la solicitud de patente de Estados Unidos US 2003/0161771 A1 se desvela un método de eliminación del mercurio de los gases de combustión mediante la inyección de yodo elemental.

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 65 (Solicitud de patente japonesa abierta a consulto 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 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 consulto 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 consulto por el público Nº 2001-162135) .

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 a una oxidación insuficiente del mercurio. Por tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar un método de tratamiento de los gases de escape que pueda resolver estos problemas de forma integral y mantener una elevada tasa de eliminación del dióxido de azufre de manera estable y del mercurio de manera estable durante un período de tiempo prolongado, en caso de que fluctúen la carga de generación de energía y la composición de los gases de escape.

(1) Primer modo desvelado En el primer modo desvelado, se proporciona un método de tratamiento de gases de escape en el que gases de escape que contienen al menos dióxido de azufre y mercurio se ponen en contacto con el líquido de absorción, caracterizado por la adición de persulfato al líquido de absorción con el fin de resolver los problemas anteriores.

El persulfato añadido (es decir, peroxodisulfato S2O82-) prácticamente no reacciona con el SO2 sino que reacciona selectivamente con el Hg (0) y lo oxida a Hg2+. Por tanto, a diferencia de otros agentes oxidantes, no se consume para oxidar el SO2 y en consecuencia no es necesario que se añada en exceso,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un método de tratamiento de gases de escape, caracterizado por la adición de yodo gaseoso a gases de escape que contienen al menos dióxido de azufre y mercurio y posteriormente la puesta en contacto con líquido de absorción de una unidad de desulfuración de gases de combustión de tipo húmedo, en donde el yodo gaseoso se añade a los gases de escape mediante la introducción en los gases de escape de líquido que contiene un compuesto de yodo que genera yodo gaseoso, caracterizado por que el líquido que contiene un compuesto de yodo que genera yodo gaseoso es el líquido de absorción extraído de la unidad de desulfuración de gases de combustión de tipo húmedo, en donde:

(a) el líquido de absorción extraído de la unidad de desulfuración de gases de combustión de tipo húmedo contiene de 500 a 5000 mg/l de persulfato; y/o

(b) se añade un agente oxidante al líquido de absorción extraído de la unidad de desulfuración de gases de combustión de tipo húmedo antes de que el líquido de absorción se introduzca en los gases de escape; y/o

(c) el líquido de absorción extraído de la unidad de desulfuración de gases de combustión de tipo húmedo se somete a un tratamiento de aireación utilizando un gas que contiene oxígeno antes de que se introduzca en los gases de escape.

2. El método de tratamiento de gases de escape de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se añade yodo gaseoso a los gases de escape antes de introducirse en una torre de absorción de la unidad de desulfuración de gases de combustión de tipo húmedo o una torre de enfriamiento de gases/retirada de polvo dispuesta aguas arriba con respecto a ellos.

3. El método de tratamiento de gases de escape de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que se añade yodo gaseoso de forma que la concentración de yodo en los gases de escape es igual a de 100 a 10.000 veces la concentración de mercurio en los gases de escape.

4. El método de tratamiento de los gases de escape de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el

que el líquido de absorción extraído de la unidad de desulfuración de gases de combustión de tipo húmedo contiene 30 de 0, 5 a 8, 0 mmol/l de yodo o de un compuesto de yodo en términos de átomos de yodo.

5. El método de tratamiento de gases de escape de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el agente oxidante se selecciona entre peróxido de hidrógeno, persulfatos, oxoácidos de yodo y oxoácidos de cloro.

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 introducido en los gases de escape se recoge y se hace circular para su reutilización como líquido de absorción en la unidad de desulfuración de gases de combustión de tipo húmedo.

7. El método de tratamiento de gases de escape de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que 40 el pH del líquido está entre 2 y 3, 5.

8. El método de tratamiento de gases de escape de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la temperatura del líquido está entre 30 y 100 °C.

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