Procedimiento y aparato para retirar mercurio de un gas de combustión y depurador de gas de combustión.

Un procedimiento para retirar mercurio de un gas de escape de combustión,

que comprende:

inyectar amoníaco o urea como agente reductor en el interior de un gas de escape de combustión que contieneóxidos de nitrógeno, dióxido de azufre, mercurio metálico y haluros de hidrógeno, y posteriormente introducir elgas de escape de combustión en un aparato de desnitración lleno con un catalizador de desnitración paraprovocar la reacción de desnitración y oxidar el mercurio metálico para producir un haluro de mercurio; e

introducir el gas de escape de combustión a través de un precalentador de aire y un colector de polvo eléctricohasta un aparato de desulfuración en húmedo, retirando de este modo el dióxido de azufre y el haluro demecurio,

10desnitración se mantiene en 5 ppm o más, y el haluro de mercurio se adsorbe o precipita sobre la ceniza decombustión y se recoge por medio del colector de polvo eléctrico para descargar el haluro de mercurio fuera deun sistema.

Procedimiento y aparato para retirar mercurio de un gas de combustión y depurador de gas de combustión

Campo técnico

La presente invención está relacionada con una técnica para retirar mercurio de un gas de escape de combustión que contiene óxidos de nitrógeno y óxidos de azufre y se refiere, más particularmente, a una técnica para convertir mercurio en un haluro de mercurio y retirar el haluro de mercurio por medio de un aparato de recogida de polvo.

Técnica anterior

La Literatura de Patente 1, por ejemplo, propone añadir un equivalente o una cantidad mayor de amoníaco para que reaccione con los óxidos de nitrógeno de un gas de escape de combustión que contiene óxidos de nitrógeno y óxidos de azufre cuando se quema carbón, como agente reductor, al gas de escape de combustión, reduciendo de este modo los óxidos de nitrógeno en el gas de escape de combustión en presencia de un catalizador de desnitración. Por consiguiente, se introduce el gas de escape de combustión que contiene amoníaco que no ha reaccionado en un aparato de desulfuración en húmedo en el lado de aguas abajo del catalizador de desnitración. La literatura de patente describe que este amoníaco que no ha reaccionado sirve como agente auxiliar de desulfuración, y por tanto, se puede mejorar la tasa de desulfuración del gas de escape de combustión. En la técnica descrita en la Literatura de Patente 1, no obstante, no se otorga consideración a la retirada de mercurio en el gas de escape de combustión.

Por otra parte, se propone una técnica para retirar mercurio en el gas de escape de combustión en la Literatura de Patente 2. Esta literatura de patente propone añadir amoníaco a un gas de escape de combustión que contiene mercurio metálico y ácido clorhídrico expulsado a partir de una caldera de combustión de carbón, para reducir los óxidos de nitrógeno en presencia de un catalizador de desnitración y oxidar el mercurio metálico altamente volátil hasta cloruro de mercurio, retirar la ceniza quemada del gas de escape de combustión por medio de un colector eléctrico de polvo, y posteriormente permitir que el cloruro de mercurio y los óxidos de azufre se absorban en el interior de una solución de absorción de un aparato de desulfuración en húmedo, retirando de este modo el cloruro de mercurio del gas de escape de combustión junto con sulfato de calcio.

Lista de Citas Literatura de Patente Literatura de Patente 1: Patente Japonesa Nº. 3354660

Literatura de Patente 2: Publicación Internacional Nº. WO 2009/031234

Sumario de la invención Problema técnico No obstante, la técnica de retirada de mercurio descrita en la Literatura de Patente 2 retira mercurio por medio de un aparato de desulfuración en húmedo y es, por tanto, problemática ya que la tasa de retirada de mercurio es baja. Es decir, la solución absorbente que ha absorbido los óxidos de azufre contiene iones de sulfito y estos iones de sulfito reducen el cloruro de mercurio absorbido en la solución absorbente hasta mercurio metálico. De este modo, esta técnica tiene el problema de que debido a que el mercurio metálico es altamente volátil, se libera mercurio metálico a partir de la solución absorbente y se emite mientras que se mezcla en el gas de escape.

Un objeto que se puede lograr por medio de la presente invención es mejorar la tasa de retirada de mercurio en un gas de escape de combustión.

Solución al Problema Los inventores de la presente invención han tenido el conocimiento de añadir un agente reductor de forma que el amoníaco que no ha reaccionado y queda en la reacción de reducción de óxidos de nitrógeno del gas de escape de combustión permite la retirada de una cantidad mayor de mercurio por medio de un aparato de recogida de polvo en el lado de aguas abajo de un catalizador de desnitración. Es decir, el mercurio del gas de escape de combustión se convierte en haluros de mercurio monovalentes y divalentes en presencia del catalizador de desnitración. En este caso, si se añade el agente reductor de manera que quede una de sus partes sin reaccionar, se produce haluro de mercurio monovalente en cantidades más grandes que el haluro de mercurio divalente. El haluro de mercurio monovalente tiene una presión de vapor más baja que el haluro de mercurio divalente y puede precipitar en forma de sólido, incluso a temperaturas elevadas. Por consiguiente, se puede retirar mercurio por medio del aparato de recogida de polvo.

Con el fin de solucionar el problema anteriormente descrito sobre la base de este conocimiento, un procedimiento para retirar mercurio de un gas de escape de combustión de acuerdo con la presente invención comprende: inyectar amoníaco o urea como agente reductor en un gas de escape de combustión que contiene óxidos de nitrógeno,

dióxidos de azufre, mercurio metálico y haluros de hidrógeno, y posteriormente introducir el gas de escape de combustión en un aparato de desnitración lleno de un catalizador de desnitración para provocar una reacción de desnitración y oxidar el mercurio metálico para producir un haluro metálico; e introducir el gas de escape de combustión a través de un precalentador de aire y un colector de polvo eléctrico en un aparato de desulfuración en húmedo, retirando de este modo dióxidos de azufre y el haluro de mercurio, en el que la concentración de amoníaco del gas de escape de combustión en una salida del aparato de desulfuración se mantiene en 5 ppm o más, y el haluro de mercurio se adsorbe o precipita sobre la ceniza de combustión y se recoge por medio del colector de polvo eléctrico para descargar el haluro de mercurio fuera del sistema.

De acuerdo con este procedimiento, la mayoría del mercurio del gas de escape de combustión se puede convertir en un haluro de mercurio monovalente por medio de la adición de un agente reductor de manera que quede una de sus partes sin reaccionar. El haluro de mercurio monovalente presenta una baja presión de vapor y se puede precipitar en forma de sólido incluso a temperaturas elevadas. Se recogen las partículas de haluro de mercurio por medio del colector de polvo eléctrico y se retiran del gas de escape de combustión. Es decir, debido a que es posible recoger haluro de mercurio por medio del colector de polvo eléctrico en lugar de por medio del aparato de desulfuración en húmedo que se ve afectado por los iones de sulfito, es posible mejorar la velocidad de retirada de mercurio del gas de escape de combustión. Como consecuencia de ello, se introduce el gas de escape de combustión, del cual se ha retirado el mercurio, en el aparato de desulfuración en húmedo. Por consiguiente, es posible evitar que el cloruro de mercurio se reduzca hasta mercurio metálico y se libere a la atmósfera.

En este caso, preferentemente se reduce la temperatura del gas de escape de combustión liberado a partir del catalizador de desnitración hasta, por ejemplo, 100 ºC a 160 ºC, temperatura en la cual precipita el haluro de mercurio monovalente. Por consiguiente, se puede aumentar la cantidad precipitada de haluro de mercurio monovalente, y por tanto, se puede mejorar la velocidad de retirada de mercurio del colector de polvo eléctrico.

Cuando se usa al menos uno de amoníaco y urea como agente reductor, se controla la cantidad inyectada de agente reductor, de manera que queden 5 ppm o más del amoníaco sin reducir en el gas de escape de combustión en el lado de la salida del aparato de desnitración. Por consiguiente, se puede producir haluro de mercurio monovalente en grandes cantidades.

Cuando se usa amoníaco como agente reductor, se controla la cantidad inyectada de amoníaco, de manera que la proporción de amoníaco/nitrógeno sea de 1 o mayor. Cuando se usa urea como agente reductor, se controla la cantidad inyectada de urea, de manera que la proporción de urea x 2 /óxido de nitrógeno sea de 1 o mayor, ya que 1 mol de urea libera 2 moles de amoníaco en el interior del gas de escape de combustión. Por consiguiente, se puede producir el haluro de mercurio monovalente en grandes cantidades ya que queda el agente reductor sin reaccionar, y por tanto, se puede mejorar la velocidad de retirada de mercurio del gas de escape de combustión.

Por otra parte, se puede configurar un aparato de tratamiento de gas de escape de combustión de la presente invención para que incluya: un medio de adición para añadir un agente reductor a un gas de escape de combustión liberado a partir de un aparato de combustión y que contiene haluros de mercurio y mercurio; un aparato de desnitración para introducir en el mismo un gas de escape de combustión al cual se añade un agente de desnitración, reducir óxidos de nitrógeno en presencia de un catalizador de desnitración, y producir... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para retirar mercurio de un gas de escape de combustión, que comprende:

inyectar amoníaco o urea como agente reductor en el interior de un gas de escape de combustión que contiene óxidos de nitrógeno, dióxido de azufre, mercurio metálico y haluros de hidrógeno, y posteriormente introducir el

gas de escape de combustión en un aparato de desnitración lleno con un catalizador de desnitración para provocar la reacción de desnitración y oxidar el mercurio metálico para producir un haluro de mercurio; e introducir el gas de escape de combustión a través de un precalentador de aire y un colector de polvo eléctrico hasta un aparato de desulfuración en húmedo, retirando de este modo el dióxido de azufre y el haluro de mecurio,

en el que la concentración de amoníaco del gas de escape de combustión en una salida del aparato de desnitración se mantiene en 5 ppm o más, y el haluro de mercurio se adsorbe o precipita sobre la ceniza de combustión y se recoge por medio del colector de polvo eléctrico para descargar el haluro de mercurio fuera de un sistema.

2. El procedimiento para retirar mercurio de un gas de escape de combustión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se controla una cantidad de amoníaco o urea a inyectar en el interior del gas de escape de combustión, de manera que la proporción de amoníaco/óxido de nitrógeno sea de 1 o más o la proporción de urea x 2 /óxido de nitrógeno sea de 1 o más.

3. Un aparato de purificación de gas de escape de combustión para llevar a cabo un procedimiento para retirar mercurio de un gas de escape de combustión de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que comprende:

un aparato de desnitración; un precalentador de aire; un colector de polvo eléctrico; un aparato de desulfuración en húmedo, una unidad de medición configurada para medir una concentración de amoníaco del gas de escape de combustión en una salida del aparato de desnitración; y una unidad de control configurada para controlar la cantidad inyectada de amoníaco o urea en una entrada del aparato de desnitracion de acuerdo con una señal procedente de la unidad de medición.

FIG. 3

ARTÍCULO VALOR

1. COMPOSICIÓN DE GAS NOX NH3 SO2 O2 CO2 H2O Hg HCl 300 ppm 360 ppm 1000 ppm 3 % 12 % 12 % 10 ng / litro 30 ppm

2. CAUDAL DE GAS 3 litros/min

3. TEMPERATURA 150 ºC

4. CANTIDAD INTRODUCIDA DE CATALIZADOR TRES láminas de 20 mm de ancho x 100 mm (LONGITUD TOTAL)

FIG. 4

SALIDA DEL NH3 DEL CATALIZADOR (ppm) Hg PRECIPITADO EN EL TUBO DE CUARZO (ng) Hg EN LA SOLUCIÓN ABSORBENTE (Hg GASEOSO)

EJEMPLO PRÁCTICO 1 61 15, 3 1, 2

EJEMPLO COMPARATIVO 1 0 0, 25 17, 2

FIG. 5

SALIDA DEL NH3 DEL CATALIZADOR (ppm) Hg PRECIPITADO EN EL TUBO DE CUARZO (ng) Hg EN LASOLUCIÓN ABSORBENTE (Hg GASEOSO)

EJEMPLO PRÁCTICO 2 65 14, 1 1, 9

EJEMPLO PRÁCTICO 3 32 14 2, 1

EJEMPLO PRÁCTICO 4 7 12, 8 4, 6

EJEMPLO PRÁCTICO 5 5 9, 3 7, 8

EJEMPLO COMPARATIVO 2 2 O MENOS 1, 2 16, 8