Redukcja szkodliwych emisji do atmosfery metodą pierwotną

„System ograniczenia szkodliwych emisji do atmosfery, metodą pierwotnego oczyszczania spalin w palenisku kotła przy zastosowaniu instalacji wtrysków”


W emitowanych spalinach opuszczających komorę spalania kotła odnotowuje się wiele składników palnych. Należą do nich m/i sadza (czysty węgiel), CO, węglowodory (gazy z pirolizy), itd.

Biorąc pod uwagę powyższe względy, można stworzyć w kotle przemysłowym pseudo- warstwę fluidalną: związków chemicznych , pyłów węgla i sadzy. Rozwiązanie to umożliwia ograniczenie emisji tlenków siarki i azotu w trakcie dopalania. Charakterystycznym jest to, że pozostały węgiel z właściwego spalania w palenisku kotła wymieszany jest z materiałem inertnym. Ponadto stosunkowo niska temperatura spalania wynosząca maksymalnie 800°C, a więc poniżej temperatury mięknięcia popiołu wpływa na zmniejszenie zanieczyszczeń powierzchni grzewczych, oraz ma duży wpływ na wielkość emisji tlenków azotu NOx (im niższa temperatura tym tworzenie tlenków azotu NOx jest mniejsze). Podawany iniekcyjnie do paliwa sorbent redukujący SO2 wiąże w tej strefie powstały ze spalania siarki, dwutlenek siarki SO2. Dzięki temu, już w palenisku można osiągnąć wielokrotne zmniejszenie emisji dwutlenku siarki do atmosfery. Ponieważ w strefie dopalania o temperaturze ~800°C obserwuje się optimum wiązania SO2 przez sorbent wapienny, jego zużycie jest znacznie mniejsze niż przy stosowaniu innych metod odsiarczania spalin poza kotłem. Dodatkową zaletą tego typu procesu jest intensywna wymiana ciepła.

Gazyfikacja

Zgazowanie w omawianym przypadku oznacza zamianę jakiejkolwiek substancji zawierającej węgiel w gaz, który ma jeszcze użyteczną, możliwą do wykorzystania wartość opałową.
Zgazowanie może być stosowane dla ciał stałych, ciekłych i gazowych. Mogą więc być zgazowywane również węgle sadzy i pyłów podziarna węgla, oraz różnej postaci związki zawarte w gazach odlotowych z paleniska kotła rusztowego. Otrzymywany w ten sposób gaz jest paliwem możliwym do dalszego dopalenia w strefie spalania kotła i ma stosunkowo dużą wartość opałową:
C+1/2·O2=CO - 111kJ/mol
CO+1/2·O2=CO2 - 283kJ/mol
C+O2=CO2 - 394kJ/mol
Utleniaczem będzie mieszanina pary wodnej z roztworu sorbentów i tlen z powietrza wtórnego.

Podczas dalszego procesu możliwe są dodatkowo reakcje:
- gazu wodnego: C+H2O=CO+H2 +131kJ/mol
- Boudouarda: C+CO2=2·CO +172kJ/mol
- metanizacji: C+2·H2=CH4 +75kJ/mol
Osiąga się w ten sposób termo-chemiczną dekompozycję szkodliwych związków w gazach odlotowych kotła rusztowego, i dopalenie (CH4, CO, H2, sadzy).