Witamy na stronie internetowej
LUEHR FILTER GmbH

Witamy na stronie internetowej
LUEHR FILTER GmbH

Procedura sorpcji

Firma LUEHR FILTER opracowała różne procedury dla następujących zastosowań:

  • chemisorpcja kwaśnych gazów takich jak HF, HCl, SOx za pomocą sorbentów na bazie wapnia i sodu
  • adsorpcja PCDD/ PCDF jak również rtęci i związków rtęci za pomocą aktywnego węgla / aktywnego koksu.
Sorption procedures
Sorption procedures

Stosowane przez nas procedury sorpcyjne bazują na systemie recyrkulacji z bębnem kondycjonującym LUEHR.

Przy użyciu sorbentów bazujących na wapniu, duża ilość cykli recyrkulacji pyłu wpływa na wzrost efektywności wyłapywania kwaśnych składników gazu jak HF, HCl i SO2 i/lub oszczędza ilość sorbentu potrzebnego do procesu.

System recyrkulacji z bębnem kondycjonującym LUEHR umożliwia skuteczną recyrkulację dużych ilości pyłu nawet tak problematycznego jak zawierający w przeważającej części cząsteczki CaCl2. Poprzez tak pracujący system recyrkulacji, osiągana jest homogeniczna dystrybucja zawracanych cząsteczek mieszaniny w gazie brudnym. Przy recyrkulacji nie jest stosowany transport pneumatyczny, który często ulega awariom.

Warianty systemu recyrkulacji z bębnem kondycjonującym

KUV – Wariant podstawowy procesu recyrkulacji z bębnem kondycjonującym

tl_files/PL/Folie07pl.jpg

Proces recyrkulacji z bębnem kondycjonującym okazał się bardzo korzystny przy wielu aplikacjach gdzie należało zawrócić pył oddzielony na filtrze do strumienia gazu przed wlotem do filtra.

Opis bębna kondycjonującego

Bęben jest pustym cylindrem zbudowanym z perforowanej płyty z otworami wielkości około 30x30 mm. Około 10% jego objętości wypełnione jest ceramicznymi, odpornymi na ciepło i ścieranie kulami. Bęben, dzięki silnikowi, jest w ciągłym ruchu o częstotliwości około 1 obrotu na minutę. Ruch bębna sprawia, że kule poruszają się odpowiednio wewnątrz cylindra i w stosunku do perforowanej powłoki. Dookoła osi obrotu bębna przepuszczany jest zapylony gaz brudny, początkowo ku dołowi a następnie ku górze.

Głównymi funkcjami bębna kondycjonującego są:

  • eliminowanie nagromadzenia się pyłu przy zawracaniu strumienia gazu brudnego
  • równomierne rozprowadzenie cząsteczek pyłu i sorbentu w gazie spalinowym nawet przy ich wysokim stężeniu (do 100g/m3)
  • rozbicie bryłek sklejonego pyłu

Proces recyrkulacji z bębnem kondycjonującym

Przed usunięciem pyłu z filtra, cząsteczki wyłapane na filtrze są kilkakrotnie zawracane do komory reaktora za pomocą przenośnika ślimakowego. Krotność zawracania można ustawić i zmieniać w zależności od objętości przepływu strumienia gazu brudnego.

W porównaniu do innych rozwiązań, na przykład pneumatycznego systemu zawracania cząstek, proces recyrkulacji z bębnem kondycjonującym ma następujące właściwości stanowiące o jego przewadze:

  • niezawodny transport mechaniczny pyłu przenośnikiem ślimakowym,
  • wyładunek i przechowywanie zawróconego pyłu w chwili gdy recyrkulacja nie jest wymagana,
  • zapewnienie jednorodnego przepływu zawracanego pyłu podczas wprowadzania do strumienia gazu brudnego za pomocą bębna kondycjonującego
  • brak wzrostu zawartości O2 w gazie brudnym – pobieranie powietrza recyrkulowanego.
System recyrkulacji z kondycjonowaniem gazu

tl_files/PL/Folie08pl.jpg

Przy temperaturach wahających się między 100 a 220°C, zwyczajowo dla materiałów filtracyjnych podana sekwencja reakcji ma zastosowanie jeśli użyty jest dodatkowy sorbent bazujący na Ca.

SO3 > HF >> HCl >>> SO2

Temperatura jak również bezwzględna i względna wilgotność mają decydujący wpływ na oddzielanie HCl i SO2. Oddzielanie SO3 i HF nie stwarza żadnych problemów w obszarze wspomnianych temperatur. W celu oszczędzania sorbentu, przydatne jest zmniejszenie temperatury gazu brudnego przed komorą reaktora do optymalnej temperatury procesu, przy pomocy rekuperacyjnej wymiany ciepła lub przy użyciu chłodnicy parowej. Minimalna, zalecana temperatura musi być dobrana tak, aby uniknąć oddziaływania właściwości higroskopijnych cząsteczek CaCl2, w szczególności sklejania się cząstek pyłu i tworzenia się złogów.

System recyrkulacji z kondycjonowaniem gazu i cząsteczek pyłu

tl_files/PL/Folie09.png

W wyniku wzrostu bezwzględnej i względnej wilgotności gazu brudnego, kondycjonowanie gazu ma pozytywny wpływ na wynik sorpcji. Jednakże, dobra wydajność sorbentu, szczególnie dla oddzielenia SO2, może być osiągnięta tylko jeśli częściowe ciśnienie pary wodnej blisko recyrkulowanych cząsteczek osiąga na krótki czas ciśnienie pary nasyconej. Cel zostanie osiągnięty dzięki chemisorpcji cząstek kondycjonowanych. Biorąc pod uwagę ten typ procesu, recyrkulowane cząsteczki są zwilżane zanim zostaną ponownie wprowadzone do reaktora. Zwilżanie cząsteczek powoduje wzrost ilości pary wodnej na powierzchni cząsteczek sorbentu, a zatem znacznie podnosi sprawność reakcji w stosunku do kwasowych składników brudnego gazu.

Ze względu na ograniczone zwilżanie cząsteczek pyłu i zależność od temperatury gazu przed komorą reaktora, przydatna może okazać się instalacja chłodnicy parowej dla osiągnięcia optymalnych warunków reakcji.

System recyrkulacji ze stopniowym wtryskiem sorbentu

tl_files/PL/Folie10pl.jpg

W przypadku bardzo wysokich wartości HCl i SO2 dla gazu brudnego, stechiometria podstawowych wariantów uwarunkowanej sorpcji suchej musi być częściowo zwiększona ponad podstawową wartość 2, bez dodatkowych środków, w celu obserwacji prawdziwej wartości emisji. W przypadku rosnącej wartości gazu brudnego, zalecane jest zastosowanie stopniowego wprowadzania sorbentu, a co za tym idzie, dodatkowego użycia komory z chłodzeniem parą wodną (spryskiwanie sorbentu) w miarę potrzeby. Ilustracja powyżej obrazuje odpowiednie warianty danego procesu. W odniesieniu do wszystkich wariantów, w większości przypadków największą ilość sorbentu podaje się do komory reakcyjnej za chłodnicą z parą wodną. Wtryskiwanie sorbentu przed lub do chłodnicy służy głównie do ochrony przed korozją oraz do łagodzenia przebiegu strumienia gazu brudnego.

TwinSorp® (Proces hybrydowy)

Prosty proces hybrydowy dla podwyższonych wymagań względem wartości limitów emisji.

tl_files/PL/Folie11.pngKombinacja SNCR – Kondycjonowana sucha sorpcja – Mokra płuczka (proces TwinSorp) pozwala na uzyskanie w sposób ekonomiczny bardzo niskich wartości emisji np. NOx, NH3 kwaśnych gazów brudnych jak HCl i SOx, Hg i innych metali ciężkich jak również dioksyn/furanów.

Kondycjonowana sucha sorpcja w tym wariancie jest stosowana w taki sposób, że gaz brudny po tym etapie spełnia wymagania normy 17 BImSchV. lub dyrektywy Unii Europejskiej 2000/76/EC. W zależności od aplikacji, zastosowanie etapu precyzyjnego czyszczenia służy do:

  • separacji NH3
  • postępu redukcji poziomu emisji np. składników kwaśnych gazu brudnego
  • odzysku ciepła

Proces nie generuje wody odpadowej.

Sucha sorpcja z NaHCO3

tl_files/PL/Folie12pl.jpg

LUEHR FILTER posiada obszerną wiedzę na temat użycia procesu suchej sorpcji z NaHCO3. Od wielu lat realizujemy instalacje dla różnych zastosowań np.

  • Instalacja wtórnego topienia Al
  • Zbiorniki szkła
  • Spalanie opon
  • Spalanie śmieci komunalnych
  • Spalanie RDF = Refuse Derived Fuel = paliwo pochodzące z odpadów
  • Piroliza śmieci komunalnych
  • Spalanie biomasy (odpady drewniane)

Biorąc pod uwagę złożoność procesu, należy przywiązywać szczególną wagę do:

  • wyboru odpowiedniego młyna do aktywacji NaHCO3 
  • jednorodnego wtrysku sorbentu do kanału gazu brudnego i/lub do komory reakcyjnej przed filtrem

W celu wypracowania optymalnego zużycia sorbentu przeprowadziliśmy wszechstronne badania w spalarni śmieci komunalnych we Francji. Jednym z głównych odkryć była poprawa efektywności sorbentu podczas wielokrotnej recyrkulacji cząstek. Jeśli chodzi o wpływ temperatury na proces to jest stosunkowo niski, zauważalny dopiero powyżej 140°C.

Należy dodać, iż chłodnica z parą wodną widoczna na rysunku powyżej jest stosowana tylko w przypadku gdy temperatura gazu nie została dostosowana w sposób optymalny dla danej aplikacji.

Jeśli nie zastosowano systemu recyrkulacji cząstek do optymalizacji efektywności sorbentu, pole wtrysku sorbentu w kanale oraz projekt przebiegu reakcji przed filtrem będzie zoptymalizowany za pomocą symulacji komputerowej.