Método para retirar dióxido de carbono (CO2) de gases de combustión que contienen dióxido de azufre (SO2),

método en el que los gases de combustión se lavan con una disolución de lavado en un lavador químico (1), que comprende al menos una primera estación de lavado (1a) y una segunda estación de lavado (1b), en el que los gases de combustión se lavan en la primera estación de lavado (1a) para retirar dióxido de azufre en los gases de combustión y después de esto en la segunda estación de lavado (1b) para retirar dióxido de carbono (CO2), caracterizado porque en las estaciones de lavado tanto primera (1a) como segunda (1b) se usa una disolución de carbonato de sodio (Na2CO3) como disolución de lavado

Método para retirar dióxido de carbono de gases de combustión que contienen dióxido de azufre.

Campo de la invención

La invención se refiere a un método para retirar dióxido de carbono de gases de combustión que contienen dióxido de azufre según el preámbulo de la reivindicación 1 adjunta.

Antecedentes de la invención

Los gases de combustión de una caldera incluyen diversas impurezas gaseosas como resultado de la combustión, tales como óxido de nitrógeno y azufre y dióxido de carbono. Las actuales normativas de protección medioambiental requieren que se limpien los gases de combustión y que se retiren las impurezas de los mismos antes de liberar los gases de combustión al medio ambiente desde una planta de combustión. Con ese propósito, hay diversos métodos de limpieza para gases de combustión que pueden seleccionarse, por ejemplo métodos secos, semisecos y húmedos.

En los métodos de limpieza en húmedo, los gases de combustión se lavan con un reactivo de tipo disolución, que reacciona con las impurezas en los gases de combustión. La reacción da como resultado compuestos, que no son nocivos para el medio ambiente y que pueden retirarse del lavador químico y llevarse, por ejemplo, a la zona de almacenamiento de residuos de la planta.

El dióxido de carbono es uno de los denominados gases invernadero, que provocan cambios en el clima. La mayoría de las emisiones de dióxido de carbono se generan en la combustión de combustibles fósiles. Por otro lado, hay varios usos del dióxido de carbono: por ejemplo, se usa en la mejora del bombeo de aceite y en la industria alimentaria. Por tanto, la retirada y recuperación de dióxido de carbono de gases de combustión no es sólo ventajosa para la protección del medio ambiente, sino que también permite el uso comercial del dióxido de carbono recuperado.

El dióxido de carbono puede retirarse de gases de combustión lavándolos con una disolución que contiene un reactivo que reacciona con el dióxido de carbono. Sin embargo, la retirada de dióxido de carbono de gases de combustión es difícil, lo que se debe al hecho de que los gases de combustión generados en las plantas de combustión, especialmente en procedimientos de combustión industriales, a menudo contienen óxidos de azufre, que dificultan la separación de dióxido de carbono de gases de combustión. Se ha intentado solucionar este problema lavando los gases de combustión en dos estaciones, es decir retirando en primer lugar los óxidos de azufre nocivos y después de esto el dióxido de carbono.

Esta clase de métodos se dan a conocer, por ejemplo, en las publicaciones de patente estadounidense 6.399.030 y US 2004/1253159. En los métodos dados a conocer en estas publicaciones se usan reactivos a base de amina como disolución de lavado en diferentes estaciones de lavado. Un problema con el uso de disoluciones de lavado a base de amina es que los productos de reacción del lavado, que pasan al tratamiento de residuos de la planta, son difíciles de procesar. No pueden llevarse a la zona de almacenamiento de residuos de la planta ni al tratamiento de aguas residuales, porque son sustancias nocivas y debe evitarse cuidadosamente que lleguen a las aguas subterráneas. Prácticamente el único modo de eliminación de los productos de reacción a base de amina es la combustión. Además, los reactivos a base de amina son caros. Si los gases de combustión que van a limpiarse contienen una gran cantidad de impurezas, el uso de disoluciones de lavado a base de amina no es rentable, porque la limpieza de tales gases de combustión usa una gran cantidad de reactivo de amina.

Por la publicación estadounidense 4.510.124 se conoce la retirada de dióxido de carbono de gases de combustión que contienen dióxido de azufre lavando los gases de combustión en una estación con una disolución de carbonato de potasio. La disolución de lavado usada se regenera con el fin de generar una disolución de lavado útil, regeneración en la que se usa el dióxido de carbono separado de los gases de combustión. El problema con este método es especialmente el masivo procedimiento de regeneración de la disolución de lavado que requiere. Además, el dióxido de carbono recuperado de los gases de combustión se usa completamente en la regeneración de la disolución de lavado, y nada del mismo se deja para ser utilizado en otra parte, por ejemplo para su venta.

Breve descripción de la invención

Por tanto, es un objeto de la presente invención proporcionar un método para retirar dióxido de carbono de gases que contienen dióxido de azufre, que evita los problemas mencionados anteriormente y por medio del cual es posible retirar de manera eficaz el dióxido de carbono de gases de combustión que contienen azufre, y el dióxido de carbono retirado puede utilizarse comercialmente.

Para alcanzar este propósito, el método según la invención se caracteriza principalmente por lo que se presentará en la parte caracterizadora de la reivindicación 1 independiente.

Las otras reivindicaciones, dependientes, presentarán algunas realizaciones preferidas de la invención.

La invención se basa en la idea que los gases de combustión se lavan en al menos dos estaciones secuenciales, en las que se usa una disolución de lavado que contiene el mismo reactivo activo que la disolución de lavado, es decir disolución de carbonato de sodio. En la primera estación de lavado del lavador químico, en la dirección de flujo de los gases de combustión, el dióxido de azufre se lava de los gases de combustión. El propósito de la primera estación de lavado es retirar el dióxido de azufre que altera la retirada de dióxido de carbono que tiene lugar en la segunda estación del lavador químico. Al mismo tiempo, los gases de combustión se limpian de dióxido de azufre que es nocivo para el medio ambiente. La reacción de dióxido de azufre (SO₂) con carbonato de sodio (Na₂CO₃) es tal como sigue:

(1)SO₂ + Na₂CO₃ ding{212} Na₂SO₃ + CO₂

El sulfito de sodio (Na₂SO₃) recibido de la primera estación de lavado se oxida posteriormente para dar sulfato de sodio. También se recibe algo de bisulfito de sodio (Na₂HSO₃) como resultado de la primera estación de lavado, que también se oxida posteriormente para dar sulfato de sodio. El sulfato de sodio puede retirarse del procedimiento, por ejemplo, para el tratamiento de aguas residuales de la planta o para su uso práctico.

En la segunda estación de lavado del lavador químico los gases de combustión, de los que se ha retirado dióxido de azufre, se lavan de nuevo con disolución de carbonato de sodio. En la segunda estación de lavado del lavador químico, el dióxido de carbono reacciona con el carbonato de sodio en la disolución de lavado y forma bicarbonato de sodio (NaHCO₃) según la siguiente fórmula:

(2)CO₂ + Na₂CO₃ + H₂O ding{212} 2NaHCO₃

La disolución que contiene bicarbonato de sodio se conduce a un separador, en el que se procesa mediante separación con vapor. Como resultado de la separación, se forman dióxido de carbono gaseoso y una disolución de carbonato de sodio, disolución de carbonato de sodio que se dirige de vuelta a las estaciones de lavado primera y segunda del lavador químico. La disolución de lavado usada en diferentes estaciones del lavador químico se produce por tanto regenerando la disolución recibida del lavador químico y usada en la retirada de dióxido de carbono. La disolución de lavado usada en el lavador químico también se produce en el propio lavador químico suministrando disolución de hidróxido de sodio a la segunda estación de lavado, disolución que reacciona con el dióxido de carbono en los gases de combustión y forma la disolución de carbonato de sodio usada como disolución de lavado según la siguiente fórmula:

(3)2NaOH + CO₂ ding{212} Na₂CO₃ + H₂O

Una ventaja de la invención es que por medio de la misma puede retirarse dióxido de carbono de los gases de combustión de manera eficaz y simple. Además puede retirarse el dióxido de azufre de los gases de combustión. Cuando el dióxido de azufre se retira de los gases de combustión en su dirección de flujo antes de la retirada de dióxido de...

1. Método para retirar dióxido de carbono (CO₂) de gases de combustión que contienen dióxido de azufre (SO₂), método en el que los gases de combustión se lavan con una disolución de lavado en un lavador químico (1), que comprende al menos una primera estación de lavado (1a) y una segunda estación de lavado (1b), en el que los gases de combustión se lavan en la primera estación de lavado (1a) para retirar dióxido de azufre en los gases de combustión y después de esto en la segunda estación de lavado (1b) para retirar dióxido de carbono (CO₂), caracterizado porque en las estaciones de lavado tanto primera (1a) como segunda (1b) se usa una disolución de carbonato de sodio (Na₂CO₃) como disolución de lavado.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la disolución de bicarbonato de sodio (NaHCO₃) formada como resultado del lavado en la segunda estación de lavado (1b) se conduce a un separador (17) en el que se procesa con el fin de formar una disolución que contiene carbonato de sodio y gas dióxido de carbono.

3. Método según la reivindicación 2, caracterizado porque la disolución de carbonato de sodio formada en el separador (17) se conduce a la primera (1a) y a la segunda estación de lavado (1b) del lavador químico (1).

4. Método según la reivindicación 2, caracterizado porque la disolución de bicarbonato de sodio se procesa en el separador (17) con vapor.

5. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque una disolución de hidróxido de sodio (NaOH) se conduce a la segunda estación de lavado (1b) con el fin de formar una disolución de carbonato de sodio.

6. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la disolución que contiene sulfito de sodio (Na₂SO₃) y bisulfito de sodio (Na₂HSO₃) formada en la primera estación de lavado (1a) se retira.

7. Método según la reivindicación 2, caracterizado porque la disolución de bicarbonato de sodio se calienta con al menos un intercambiador de calor (32, 15) antes de conducirse al separador (17).

8. Método según la reivindicación 2, caracterizado porque la disolución de bicarbonato de sodio se enfría con al menos un intercambiador de calor (15, 29) antes de conducirse a la segunda estación de lavado (1b).

9. Método según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque se usa una circulación del medio de intercambio de calor externa (50) para calentar la disolución de bicarbonato de sodio y para enfriar la disolución de carbonato de sodio.

10. Método según la reivindicación 7 ó 9, caracterizado porque se usa un medio de intercambio de calor en el calentamiento de la disolución de carbonato de sodio, medio que ha absorbido calor en al menos un intercambiador de calor (29, 26) que es parte de la circulación del medio de intercambio de calor (50).