OCHRONA ATMOSFERY

Wykład 6

Dr hab. inż. Krzysztof GOSIEWSKI 

                                      Profesor AJD

Odsiarczanie gazów – 

metody wapniowe suche

 

 

 

Problemy ogólne oczyszczania 

gazów odlotowych z 

zanieczyszczeń gazowych

•  Usuwanie zanieczyszczeń gazowych często 

przybiera formę zamiany pewnych związków 
chemicznych na inne drogą bezpośredniej 
reakcji chemicznej, bądź usuwania tych 
związków z gazu przez ich absorpcję (z 
reakcją chemiczną lub bez)  w innym 
ciekłym związku chemicznym lub adsorpcję 
na powierzchni ciała stałego (również z 
reakcją lub bez reakcji chemicznej). 

 

 

Problemy ogólne oczyszczania 

gazów odlotowych z 

zanieczyszczeń gazowych

   Najczęściej dokonuje się następującej 

klasyfikacji metod:

• a)  metody bezodpadowe (wówczas gdy 

odpad gazowy przetwarzany jest w użyteczny 

i nadający się do sprzedaży produkt)

• b)    metody z odpadem użytecznym (gdy 

odpad wprawdzie nie ma wartości handlowej, 

lub ma niewielką wartość, lecz może być 

użytecznie wykorzystany)

• c) metody z odpadem bezużytecznym 

wówczas gdy pozostaje tylko składowanie 

powstałego odpadu w środowisku.

 

 

Problematyka oczyszczania spalin 

kotłowych i gazów metalurgii 

kolorowej

• W  dalszej  części  tego  wykładu  skupimy  się  głównie 

na  problemie  usuwania  SO

2

  ze  spalin  po  kotłach 

energetycznych oraz gazów odlotowych z hut metali 

kolorowych.  Nie  oznacza  to,  że  zagadnienia 

odsiarczania  gazów  pojawiają  się  tylko  w  tych 

przemysłach  (tzn.  energetyce  i  hutnictwie  metali 

kolorowych). 

Jednak 

pod 

względem 

ilości 

emitowanego 

SO

2

 

te 

gałęzie 

zdecydowanie 

dominują.  Poza  tym,  skład  gazu,  a  zwłaszcza 

całkowicie inna zawartość SO

2

 w gazach odlotowych 

z  energetyki  i  w  gazach  hutniczych  powodują,  że 

specyfika  odsiarczania  w  tych  procesach  jest 

odmienna.

 

 

 

Odpylanie 

Usuwanie 

składnika 

A 

Usuwanie 

składnika 

B 

Usuwanie 

składnika 

N 

Usuwanie 

mgły 

 i kropel 

Komin 

Gazy 

 z instalacji 
 produkcyjnej 

 

Usuwanie 

SO

2 

Odsiarczanie 

gazów

Skład gazów odlotowych suchych (bez H

2

O) i bez  fazy stałej 

(pyłów) 

 

Zawartość 

Składnik 

Spaliny kotłowe 

Gazy metalurgii 

kolorowej 

 

Uwagi 

O

2 

3 – 8 % obj 

8 – 17 % obj. 

w spalinach zależy od nadmiaru 

powietrza, zaś w gazach 

metalurgicznych od składu rudy 

siarczkowej 

CO

2 

10 – 16 % obj 

< 1 % obj 

w spalinach zależy od nadmiaru 

powietrza 

SO

2

 

2000  3000 ppm v  2  12 % obj. 

zależy od ilości siarki w węglu lub 

rudzie 

NO

x

 

200 – 400 ppm v  200 – 450 ppm v 

zależy od temperatury w procesie 

spalania lub w procesie 

metalurgicznym 

N

2 

reszta do 100 % obj 

 

 

 

 

Stosowane w praktyce metody 

odsiarczania

•

Metody wapniowe, oparte o stosowanie związków 

chemicznych zawierających pierwiastek wapń (Ca) z 

podziałem na:

–

metody wapniowe suche (mechanizm adsorpcyjny);

–

metody wapniowe mokre (mechanizm absorpcyjny);

–

metody wapniowe półsuche (połączenie absorpcji z 

adsorpcją).

•

Metody dwualkaliczne;

•

Metody amoniakalne;

•

Metody sodowe;

•

Metody katalityczne;

•

Metody adsorpcyjne;

•

Metody inne (radiacyjne, absorpcje w roztworach 

organicznych i tp.).

Metody wapniowe, oparte o stosowanie związków 
chemicznych zawierających pierwiastek wapń 
(Ca) z podziałem na:

    metody wapniowe suche (mechanizm adsorpcyjny);

 

 

Najtańsze metody usuwania SO

2

 to 

metody wapniowe !

Ale niekoniecznie najlepsze !

 

METODY WAPNIOWE 

(tzn. oparte o pierwiastek wapń – Ca)

 

METODY 

WAPNIAKOWE 

lub wapienne 

(Stosujące jako sorbent 

tzw. wapniak, czyli 

węglan wapnia – 

CaCO

3

) 

METODY WAPNOWE 

(Stosujące jako sorbent 

tzw. wapno 

hydratyzowane, czyli 

wodorotlenek wapnia – 

Ca (OH)

2

 lub wapno 

palone CaO 

METODY 

SUCHE 

(adsorpcyjne) 

METODY 

PÓŁSUCHE 

(adsorpcyjno – 

absorpcyjne) 

METODY 

MOKRE 

(absorpcyjne) 

 

 

Metoda sucha

• Metoda  polega  na  wprowadzaniu  suchego 

sorbentu,  w  postaci  drobno  zmielonego 
wapienia  (lub  dolomitu,  rozumianego  jako 
minerał  wapienny  zawierający  powyżej 
20% MgCO

3

) do komory spalania kotła. 

• W wyniku wysokiej temperatury następuje 

kalcynacja  wapienia  do  CaO,  połączona 
z  rozwinięciem  powierzchni  sorbentu 
i  równoczesne  wiązanie  tlenku  wapnia  z 
SO

2

 do siarczanu i siarczynu wapnia.

 

 

Reakcje zachodzące w metodzie 

wapniakowej suchej:

siarczyn wapniowy

siarczan wapniowy

(gips)

 

 

METODA SUCHA FSI (FURNACE 

SORBENT INJECTION)

 

Metoda ta polega 
na dozowaniu do komory 
paleniskowej suchych 
sorbentow takich jak:

•   kamień wapienny o 
     zawartości CaCO

3

 

     powyżej 90% 

•   wapno hydratyzowane 
     Ca(OH)

2

 

•   wapno palone CaO 
•   dolomit CaCO

3

 + 

     MgCO

3

 

Sorbent do kotła może być dozowany na trzy sposoby: 
1. Bezpośrednio mieszany z węglem (np. w młynie). 
2. Wdmuchiwany do komory paleniskowej wokół płomienia. 
3. Wdmuchiwany do komory paleniskowej powyżej płomienia 
(sposób 
    preferowany). 

 

 

Do odsiarczania suchego najlepiej 

nadają się kotły fluidalne

KOCIOŁ FIRMY 
LURGI

 

 

 

 

 

Odpylanie 

Usuwanie 

SO

2 

Usuwanie 

składnika 

B 

Usuwanie 

składnika 

N 

Usuwanie 

mgły 

 i kropel 

Palenisko 

i kocioł 

Warto zauważyć, że w przypadku odsiarczania

suchego odpylanie następuje po usunięciu

składnika chemicznego, jakim jest SO

2

 

 

Typowy schemat 

technologiczny metody suchej

 

2

30 40%

SO







 

 

 

Metoda sucha z nawilżaniem 

(LIFAC)

 

     Schemat technologiczny metody LIFAC (

L

imestone 

I

njection into the 

F

urnace and 

A

ctivation of 

C

alcium oxide) 

 

2

60 85%

SO







 

 

Nie mylić z metodą półsuchą !

Chociaż niektórzy 
tak to nazywają !

 

 

Zależność sprawności odsiarczania 

od nadmiaru wapnia

 

m

et

od

a

su

ch

a

 

m

et

od

a 

L

IF

A

C