AT399296B - Verfahren und vorrichtung zur entstickung und entschwefelung von heissen abgasen, insbesondere aus feuerungen - Google Patents

Description

AT 399 296 B

Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zur Entstickung und Entschwefelung von heißen Abgasen, insbesondere aus Feuerungen, gemäß den Merkmalen im Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2. Andererseits richtet sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Entstickung und Entschwefelung von heißen Abgasen, insbesondere aus Feuerungen, gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 3.

Große Kohlekraftwerke werden heute fast ausschließlich mit Abgas-Entschwefelungsanlagen betrieben. Dabei wird beim Verbrennungsprozeß der aus der Kohle stammende Schwefel in Schwefeldioxid SO2 überführt. Das Schwefeldioxid wird in der Entschwefelungsanlage aus dem Abgas entfernt, damit es nicht in die Atmosphäre gelangt. Dort kann es nämlich unter dem Einfluß von Sonnenlicht und Langzeitwirkung zu SO3 oxidieren. Das SO3 reagiert wiederum mit dem Wasserdampf der Atmosphäre zu Schwefelsäure H2SO4 und ist somit für die Säureschäden in der Umwelt (Stichwort: Waldschäden) in starkem Maße mitverantwortlich.

Neben SO2 entsteht beim Verbrennungsprozeß in sehr geringem Maße direkt SO3, das sich bereits innerhalb der Verbrennungsanlage mit Wasserdampf zu H2SO4. verbindet, zusammen mit dem Abgas den gesamten Prozeß durchläuft und dann in die Umweit gelangt. Während SO2 in der Entschwefelungsanlage in hohem Maße (meist über 90 %) abgeschieden wird, ist die Abscheideieistung für SO3 bzw. dampfförmiges H2SO4 erheblich schlechter. Sie liegt meist unter 50 %.

Die Entschwefelung erfolgt in den meisten Fällen durch Besprühen oder Beregnen des S02-haltigen Abgases mit Kalkmilch oder ähnliche Absorbentien enthaltenden Waschlösungen.

Obwohl die sehr kleinen gas- oder dampfförmigen Moleküle SO3 bzw. H2SO4 in starkem Maße die Entschwefelungsanlage ungehindert passieren, ist die Auswirkung für die Umgebung dennoch gering, da es sich nur um geringe Mengen handelt, die im normalen Verbrennungsprozeß freiwerden.

In neuerer Zeit werden Abgase (Rohgase) aus Feuerungen aber nicht nur entschwefelt, sondern zusätzlich entstickt. Das heißt, es wird das im Abgas enthaltene und aus der Verbrennung stammende Stickoxid (NOx) ebenfalls entfernt. Es hat sich nämlich gezeigt, daß NOx in der Atmosphäre unter Einwirkung des Sonnenlichts zu Säuren umgeformt wird und folglich mit für die Umweltschäden verantwortlich ist.

Bei der Entstickung wird dem Abgas Ammoniak (NH3) zugeführt, welches in einem Katalysator das Stickoxid in molekularen Stickstoff N2 und Wasserdampf H2O überführt.

Da für diese katalytische Reaktion wesentlich höhere Temperaturen erforderlich sind als bei der Entschwefelung, wird der Entstickungsprozeß häufig vor der Entschwefelung durchgeführt. Dabei kommt das zu reinigende Abgas mit der erforderlichen hohen Temperatur von ca. 350 0 C direkt aus dem Kessel bzw. der Feuerungsanlage und wird nach der Entstickung bei nahezu gleichbleibender Temperatur direkt einer Wärmenutzungsanlage zugeführt.

Eine Wärmenutzungsaniage zwischen der Entstickungs- und der Entschwefelungsanlage ist auch deshalb erforderlich, weil die Entschwefelungsanlage Abgastemperaturen deutlich unter 100 *C für den Waschprozeß verlangt.

Als Wärmenutzungsanlage dient häufig ein rotierender Massenspeicher, der die Wärmeenergie dem die Hohlräume des Massenspeichers durchströmenden Abgas entnimmt, speichert und zu einem späteren Zeitpunkt an den gleichen oder einen anderen Gasstrom, insbesondere aber an das aus der Entschwefelungsanlage tretende Reingas, wieder abgibt.

Das heiße Abgas kühlt sich hierbei ab, während sich der mit dem Abgas in Kontakt befindliche Bereich des Massenspeichers erwärmt. Hingegen wird das kalte Reingas erwärmt, wobei sich der mit dem Reingas in wärmeaustauschendem Kontakt befindliche Bereich des Massenspeichers abkühlt. Ein solcher rotierender Massenspeicher wird im allgemeinen Regenerator genannt und wegen seiner Aufgabe, den kalten Gasstrom später wieder aufzuwärmen, auch als Gasvorwärmer bezeichnet mit der Zusammenziehung zum Fachausdruck REGAVO (Regenerator-Gas-Vorwärmer).

Da das zu entschwefelnde Abgas vor der Entschwefelungsanlage abgekühlt und das Reingas nach der Entschwefelungsanlage wieder aufgewärmt werden muß, damit es im Kamin nicht zu Feuchtigkeitsschäden kommt, liegt es nahe, für diesen Zweck den REGAVO zu nutzen, d. h. zur Abkühlung des Abgases vor der Entschwefelungsanlage und zur Aufwärmung des Reingases nach der Entschwefelungsanlage.

Nach der Inbetriebnahme der ersten Entstickungsanlagen, die einer Entschwefelungsanlage vorgeschaltet wurden, stellte sich aber heraus, daß nunmehr erheblich mehr SO3 im Abgas enthalten war, das mit dem Wasserdampf des Abgases zu Schwefelsäure reagierte. Dieser wesentlich größere Anteil von Schwefelsäure im Abgas führte zu einem relativ hohen Schwefelsäuretaupunkt und damit zu einem Ausfallen flüssiger Schwefelsäure bei der Abkühlung des Abgases im REGAVO vor der Entschwefelungsanlage. Die Folge waren starke Korrosionen am REGAVO durch die ausgefallene flüssige Schwefelsäure und gleichzeitig eine Verschmutzung des aus der Entschwefelungsanlage tretenden sauberen Reingases beim Durchgang durch den REGAVO aufgrund von Korrosionspartikeln aus der Speichermasse. 2

AT 399 296 B Nähere Untersuchungen haben gezeigt, daß der erhöhte S03-Anteil im Abgas auf die katalytische Wirkung des NOx-Katalysators zurückzuführen ist, wo ein Teil des SCk-Gases katalytisch in SO3 umgewandelt wird.

Abgesehen von den erheblichen Korrosionsschäden am REGAVO durch die hohe Schwefelsäurebela-5 stung durchläuft darüberhinaus ein erhöhter Anteil an Schwefelsäure die Entschwefelungsanlage. Dieser Anteil gelangt in den Kamin und damit in die Atmosphäre. Ein weiterer Anteil der am REGAVO ausgefallenen flüssigen Schwefelsäure wird beim Wiederaufheizen des Reingases wieder verdampft und gelangt so ebenfalls direkt von der Speichermasse des REGAVO aus in den sauberen Reingasstrom und damit über den Kamin in die Atmosphäre. 10 Der hohe Schwefelsäuregehalt im Reingas widerspricht aber nicht nur dem vorher betriebenen Aufwand zur Reinigung des Abgases, sondern führt auch relativ schnell zu Tropfenausfall des beim Verlassen des Kamins sich schnell abkühlenden schwefelsäurehaltigen Reingases und damit zusammen mit den Korrosionspartikeln aus dem REGAVO zu einer unmittelbaren starken Belästigung der direkten Umgebung.

Man könnte nun zwar theoretisch die SO3-Konvertierung im Katalysator durch völlig neuartige Katalysa-15 toren verhindern, indessen kann dies nur langfristig geschehen. Außerdem ist eine solche Entwicklung mit' einem extrem hohen und nicht vorhersehbaren Aufwand verbunden.

Der Erfindung liegt ausgehend von den im Oberbegriff der Ansprüche 1, 2 und 3 beschriebenen Merkmalen das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entstickung und Entschwefelung von heißen Abgasen, insbesondere aus Feuerungen, vorzuschlagen, gemäß welchen auf einfache Weise ein 20 erheblicher Teil der im Abgas (Rohgas) enthaltenen dampfförmigen Schwefelsäure ausgeschieden werden kann.

Eine Lösung des verfahrensmäßigen Problems besteht in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

Dadurch, daß dem Rohgasstrom vor seinem Eintritt in die Wärmenutzungsanlage, insbesondere in 25 einen rotierenden Massenspeicher (REGAVO), Wärme entzogen wird, kann eine große Menge an dampfförmiger Schwefelsäure aus dem Rohgas abgeschieden und folglich aus dem Prozeß entfernt werden.

Da der Schwefelsäuretaupunkt der Rohgase bei erhöhter Konversionsrate des SO3 im Katalysator bei etwa 130 "C liegt, genügt es in vielen Fällen, die Temperatur des Rohgases um 10 ’C bis 20 "C zu senken, um eine beträchtliche Menge der Schwefelsäure aus dem Rohgas zu entfernen und vom REGAVO 30 fernzuhalten.

Je tiefer die Temperatur jedoch ist, um so größer ist die abscheidbare Schwefelsäuremenge. Man wird aber aus ökonomischen Gründen versuchen, die dem Rohgas entzogene Wärmemenge im Prozeß zu belassen und dem Reingas nach der Entschwefelung wieder zuzuführen. Hierdurch verhindert man gleichzeitig, daß dieser Anteil der Wärmezufuhr vom REGAVO durchgeführt werden muß, dessen evtl, 35 säurenasse Masse einen Teil der Schwefelsäure wieder verdampft.

Eine weitere Lösung des der Erfindung zugrundeliegenden verfahrensmäßigen Problems wird in den Merkmalen des Anspruchs 2 gesehen. Bei dieser Lösung wird die gesamte auf der Rohgasseite ausgekoppelte Wärme auf der Reingasseite wieder eingekoppelt, so daß keine Wärmeenergie verlorengeht. Die bei dem Wärmeentzug vor und nach dem REGAVO angefallene flüssige Schwefelsäure wird sofort abgeführt 40 und aus dem Gesamtsystem entfernt.

Was den gegenständlichen Teil des der Erfindung zugrundeliegenden Problems anlangt, so besteht dessen Lösung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 3 aufgeführten Merkmalen.

Danach wird die dem Rohgas in der vom Rohgasstrom vor dem Kontakt mit dem REGAVO beaufschlagten Kühlfalle entzogene Wärme dem aus der Entschwefelungsanlage tretenden Reingasstrom in 45 einem Aufwärmteil wieder zugegeben. Das Vorschalten einer Kühlfalle vor dem REGAVO verhindert Schäden an dem REGAVO, da in der Kühlfalle ein großer Teil der dampfförmigen Schwefelsäure ausgefällt wird. Gleichzeitig wird ein Aufwärmteii hinzugeschaltet, welcher die Wiederverdampfung von bereits an dem REGAVO abgeschiedenen Schwefelsäuretröpfchen verhindert. Wesentlich hierbei ist, daß insbesondere die in Strömungsrichtung des Rohgases vor dem REGAVO in den Rohgasstrom eingegliederte Kühlfalle das 50 Rohgas nur mäßig runterkühlt, aber stark entfeuchtet. Der Begriff "Entfeuchten" steht hier vereinfacht für den Entzug von dampfförmiger oder auch flüssiger Schwefelsäure. Die Oberfläche der Kühlfalle wird im Rahmen der Erfindung möglichst kalt gehalten und aus einem Material gebildet, das den korrosiven Angriffen der Schwefelsäure widersteht.

Da der Schwefelsäuretaupunkt von aus Feuerungen tretenden Abgasen bei erhöhter Konversionsrate 55 des SO3 im Katalysator im Bereich von etwa 130 ”C liegt, genügt es in vielen Fällen bereits, die Wandtemperatur der Kühlfalle zwischen 100 “C und 120 *C zu halten, um eine beträchtliche Menge der Schwefelsäure aus dem Rohgas zu entfernen und von dem REGAVO fernzuhalten. Angestrebt wird aber eine möglichst tiefe Wandtemperatur, da hierbei die größte Menge an Schwefelsäure abgeschieden werden 3

AT 399 296 B kann. Andererseits sollte jedoch angestrebt werden, die in der Kühlfalle vor dem REGAVO entzogene Wärmemenge im Prozeß zu belassen und dem Reingasstrom nach der Entschwefelungsanlage wieder zuzuführen. Hiermit ist der Vorteil verbunden, daß man verhindert, daß dieser Anteil der Wärmezufuhr von dem REGAVO durchgeführt werden muß, dessen evtl, säurenasse Masse einen Teil dieser Schwefelsäure 5 wieder verdampft.

Eine vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in den Merkmalen des Anspruchs 4. Danach ist lediglich eine Kühlfalle in Strömungsrichtung des Rohgases vor dem REGAVO in den Rohgasstrom eingegliedert und fluidleitend mit einem Aufwärmteil verbunden, der in Strömungsrichtung des Reingases ebenfalls vor dem REGAVO in den Reingasstrom eingegliedert ist. Die im Rohgasstrom io angeordnete Kühlfalle sollte hierbei verstärkt ausgebildet sein. Sie gibt dann ihre aufgenommene Wärmeenergie an das Reingas mit der kältesten Temperatur ab und erwärmt dieses von etwa 50 *C auf 70 *C. Die Temperaturen liegen bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen etwa 105 ’C für den in den Reingasstrom eingegliederten Aufwärmteil und bei etwa 85 e C für die in den Rohgasstrom eingegliederte Kühlfalle. Diese Temperatur wird vom kalten Reingasstrom bestimmt. 75 Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform kennzeichnet sich in den Merkmalen des Anspruchs 5. Hierbei schwanken bei gleichem Wirkungsgrad der Gesamtanlage die Massentemperaturen des REGAVO nur noch zwischen 75 'C in dem Wärme aufnehmenden Bereich und 115 ’C in dem Wärme abgebenden Bereich. Bei dieser Anordnung wird die gesamte ausgekoppelte Wärme in den beiden in den Rohgasstrom vor und hinter dem REGAVO eingegliederten Kühlfallen auf der Reingasseite wieder eingekoppelt. Die 20 Wärmeenergie geht somit nicht verloren. Die Oberflächentemperaturen der miteinander fiuidleitend verbundenen Kühlfallen und Aufwärmteile vor und hinter dem REGAVO liegen bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen 115 *C und 125 °C vor dem REGAVO bzw. 65 *C und 75 *C hinter dem REGAVO.

Nach Anspruch 6 haben die Kühlfallen und Aufwärmteile dieselbe Größe.

Anspruch 7 sieht eine Ausführungsform vor, bei welcher die Kühlfalle kleiner als der in den Reingas-25 ström eingegliederte Aufwärmteil ausgelegt ist.

Im Anspruch 8 ist ebenfalls eine Ausführungsform beschrieben, die unterschiedliche Größen für die Kühlfallen und Aufwärmteile vorsieht. Dabei ist die in Strömungsrichtung des Rohgases vor dem REGAVO in den Rohgasstrom eingegliederte Kühlfalle kleiner als der in Strömungsrichtung des Reingases hinter dem REGAVO in den Reingasstrom eingegliederte Aufwärmteil bemessen, während die in den Rohgasstrom 30 hinter dem REGAVO eingegliederte Kühifalle größer als der Aufwärmteil im Reingasstrom vor dem REGAVO bemessen ist, und zwar mit umgekehrt proportionalen Aufwärmteilen. Die unterschiedlich große Ausbildung zwischen Kühlfallen und Aufwärmteilen, die jedoch miteinander in Wärmeübernahmekontakt stehen, führt zu einer gewünschten Beeinflussung der Kühifallentemperatur. Die kleine Kühlfalle vor dem REGAVO verbunden mit dem großem Aufwärmteil im Reingasstrom hinter dem REGAVO führt zu einer 35 Senkung der Kühlfallentemperatur vor dem REGAVO und einer Erhöhung hinter dem REGAVO in Bezug auf gleich große Apparate für die Kühlfallen und Aufwärmteile.

Im Anspruch 9 ist eine Ausführungsform einer Kühlfallenschaltung gekennzeichnet, die eine zusätzliche externe Wärmeabfuhr für die Erreichung sehr niedriger Kühlfalientemperaturen für solche Fälle aufweist, bei denen das Rohgas extrem stark von Schwefelsäure befreit werden soll. Der in Strömungsrichtung des 40 Rohgases vor dem REGAVO in den Rohgasstrom eingegiiederten normalen Kühlfalle, die das Rohgas von 140 ‘C auf 130 °C abkühlt bei einer Kühlfallentemperatur zwischen 60 "C und 70 ‘C, die aus dem kalten Reingasstrom im Bereich vor dem REGAVO bezogen wird, wobei sich dieser Reingasstrom von 50 *C auf 60 * C erwärmt, ist eine weitere Kühlfalle noch vor dem REGAVO nachgeschaltet, die mit einer externen Kühlung verbunden ist. Diese weitere Kühlfalle kühlt das Rohgas von etwa 130 *C auf 125 *C, wobei 45 jedoch die Kühlfallentemperatur zwischen 25 0 C und 27 · C liegt, die aus der externen Kühlung bezogen wird.

Der damit verbundene Wärmeentzug aus dem Gesamtsystem ist aber auf Dauer nicht ökonomisch. Folglich sieht die Erfindung die Möglichkeit der Hintereinanderschaltung mit der normalen Kühlfalle vor, so daß die externe Kühlung nur zeitweise bei besonders ungünstigen Bedingungen in Bezug auf den so Säuregehalt des Rohgases erforderlich werden dürfte.

Die Kühlung kann beispielsweise Bestandteil eines Kühlturms, insbesondere eines Naßkühlturms, bilden (Anspruch 10).

Die Merkmale des Anspruchs 11 erlauben es, die vorstehend beschriebene Ausführungsform einer Kühlfallenschaltung sowohl als reine interne Kühlfalle arbeiten zu lassen mit vollständiger Wärmeübergabe 55 an die Aufwärmseite als auch als gemischte Schaltung mit teilweiser Rückgabe der Wärme an die Aufwärmung und teilweiser Abgabe an eine externe Kühlung, wie z. B. einen Naßkühlturm.

Die Merkmale der Ansprüche 12 und 13 erlauben aufgrund der Oberflächeneigenschaften eine besonders gute Ableitung der zähflüssigen Schwefelsäure und die Reinhaltung der Wärmeaustauschflächen. Die 4

AT 399 296 B stark antiadhäsierenden Eigenschaften solcher Kunststoffe führen dazu, daß nur geringe Mengen Wasser erforderlich sind, um die Oberflächen stets rein zu waschen. Oft genügt sogar der Feuchtigkeitsniederschlag aus dem Rohgas selber.

In Abhängigkeit von den örtlichen Bedingungen können gemäß den Merkmalen des Anspruchs 14 die Kühlfallen, die Aufwärmteile und die Überführungsleitungen zwischen den Kühlfallen und den Aufwärmteilen auch durch Wärmerohre gebildet sein.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 im Schema eine Vorrichtung zur Entstickung und Entschwefelung von Rohgas;

Figur 2 ein Temperaturschaubild der Vorrichtung gemäß Figur 1;

Figur 3 im Schema eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Entstickung und Entschwefelung von Rohgas;

Figur 4 ein Temperaturschaubild der Vorrichtung gemäß Figur 3;

Figur 5 im Schema eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Entstickung und Entschwefelung von Rohgas;

Figur 6 ein Temperaturschaubild der Vorrichtung gemäß Figur 5;

Figur 7 im Schema eine vierte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Entstickung und Entschwefelung von Rohgas und

Figur 8 ein Temperaturschaubild der Vorrichtung gemäß Figur 7.

Mit ROG ist in den Rguren 1 bis 8 ein Rohgasstrom bezeichnet, der beispielsweise beim Verbrennungsprozeß in einem Kohlekraftwerk entstanden ist. Der Rohgasstrom ROG wird bei allen Vorrichtungen ΙΑ der Figuren 1, 3, 5 und 7 über eine Entstickungsanlage 5 sowie den Wärme aufnehmenden Bereich 6 eines Regenerators zur Gasvorwärmung, kurz REGAVO 7 genannt, geführt. Anschließend wird der Rohgasstrom ROG in eine Entschwefelungsanlage 8 geleitet. Aus der Entschwefelungsanlage 8 tritt dann der Reingasstrom REG aus, welcher über den Wärme abgebenden Bereich 9 des REGAVO 7 geführt, dann in den nicht näher veranschaulichten Kamin und von dort in die Umgebung geleitet wird.

Bei der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 ist zwischen die Entstickungsanlage 5 und den Wärme aufnehmenden Bereich 6 des REGAVO 7 eine Kühlfalle 10 eingegliedert, die aus Schläuchen oder Rohren besteht, die aus Polytetrafiuorethylen gebildet sind. Diese in den Rohgasstrom ROG eingegliederte Kühlfaile 10 ist durch Überführungsleitungen 11 aus Polytetrafiuorethylen mit einem Aufwarmteil 12 verbunden, der in Strömungsrichtung des Reingases hinter dem REGAVO 7 in den Reingasstrom REG eingegliedert ist. Auch der Aufwärmteil 12 kann aus Schläuchen oder Rohren aus Polytetrafiuorethylen bestehen.

Ferner lassen die Figuren 1 und 2 erkennen, daß eine weitere Kühlfalle 13 in Strömungsrichtung des Rohgases ROG zwischen dem Wärme aufnehmenden Bereich 6 des REGAVO 7 und der Entschwefelungsanlage 8 angeordnet ist. Diese ebenfalls Schläuche oder Rohre aus Polytetrafiuorethylen aufweisende Kühlfalle 13 ist über Überführungsleitungen 11 aus Polytetrafiuorethylen mit einem Aufwärmteil 14 fluidleitend verbunden, der in den Reingasstrom REG zwischen der Entschwefelungsanlage 8 und dem Wärme abgebenden Bereich 9 des REGAVO 7 eingegliedert ist. Auch dieser Aufwarmteil 14 kann Rohre oder Schläuche aus Polytetrafiuorethylen aufweisen.

Bei gemeinsamer Betrachtung zeigen die Figuren 1 und 2 darüberhinaus, daß der von der Entstik-kungsanlage 5 kommende Rohgasstrom ROG mit einer Temperatur von etwa 140 *C die Kühlfalle 10 beaufschlagt und diese Kühlfalle 10 mit einer Temperatur von etwa 130 *C verläßt. Der Rohgasstrom ROG beaufschlagt dann den REGAVO 7, wo Wärme gespeichert wird, so daß dem Rohgasstrom ROG diese Wärme entzogen wird und er den REGAVO 7 mit einer Temperatur von etwa 90 "C verläßt.

Mit dieser Temperatur von 90 "C beaufschlagt der Rohgasstrom ROG dann die Kühlfalle 13, in welcher er wiederum Wärme verliert, so daß er mit einer Temperatur von etwa 80 °C die Kühlfalle 13 verläßt und mit dieser Temperatur in die Entschwefelungsanlage 8 eintritt.

Der Reingasstrom REG verläßt die Entschwefelungsanlage 8 mit einer Temperatur von etwa 50 * C und wird in dem Aufwärmteil 14 auf etwa 60 eC erwärmt, wobei er dann mit dieser Temperatur den Wärme abgebenden Bereich 9 des REGAVO 7 durchströmt. Im REGAVO 7 wird der Reingasstrom REG auf etwa 100 'C aufgeheizt. Mit dieser Temperatur beaufschlagt der Reingasstrom REG den Aufwärmteil 12, wird hier auf etwa 110 *C erwärmt und tritt mit dieser Temperatur in den nicht näher veranschaulichten Kamin ein.

Die Figuren 1 und 2 lassen außerdem erkennen, daß sich die Kühlfallentemperatur vor dem REGAVO 7 auf etwa 115 'C und hinter dem REGAVO 7 auf etwa 65 *C beläuft, während die Temperatur des Aufwarmteils 14 in Strömungsrichtung des Reingases vor dem REGAVO 7 etwa 75 °C und hinter dem REGAVO 7 etwa 125 "C beträgt. 5

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Die Temperatur des REGAVO 7 bewegt sich von etwa 75 'C in dem Wärme aufnehmenden Bereich 6 und etwa 115 "C in dem Wärme abgebenden Bereich 9.

Durch die Anordnung der Kühlfallen 10 und 13 vor und hinter dem REGAVO 7 kann an den Kühlfallen 10, 13 eine große Menge dampfförmiger Schwefelsäure ausgefälit werden, so daß Korrosionen am REGAVO 7 vermieden werden und keine schädliche Schwefelsäure mit dem Reingasstrom REG in die Atmosphäre gelangen kann.

Bei der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 haben die Kühlfallen 10, 13 und die Aufwärmteile 12,14 alle dieselbe Größe.

Betrachtet man demgegenüber die Vorrichtung 2 der Figuren 3 und 4, so ist sowohl die in Strömungsrichtung des Rohgases in den Rohgasstrom ROG vor dem REGAVO 7 als auch die in Strömungsrichtung des Reingases vor dem REGAVO 7 in den Reingasstrom REG eingegliederte Kühlfalle 15,16 kleiner als die jeweils mit diesen Kühlfallen 15, 16 durch Überführungsleitungen 11 fluidleitend verbundenen Aufwärmteile 17, 18 bemessen, die in Strömungsrichtung des Rohgasstroms ROG bzw. des Reingasstroms REG hinter dem REGAVO 7 angeordnet sind.

Die unterschiedlich große Bemessung der Kühlfalien 15, 16 in Relation zu den Aufwärmteilen 17,18 ist mit der Eigenschaft verbunden, daß die Kühlfallentemperatur gewünscht beeinflußt werden kann.

Die Kühlfallen 15, 16 und die Aufwarmteile 17, 18 sowie die Überführungsleitungen 11 können wie die entsprechenden Teile der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 ausgebildet sein.

Die Vorrichtung 3 gemäß den Figuren 5 und 6 weist eine Kühlfalle 19 auf, die in Strömungsrichtung des Rohgases ROG zwischen der Entstickungsanlage 5 und dem Wärme aufnehmenden Bereich 6 des REGAVO 7 angeordnet ist.

Diese Kühifalle 19 steht durch Überführungsleitungen 11 mit einem Aufwärmteil 20 fluidleitend in Verbindung, der in Strömungsrichtung des Reingases in den Reingasstrom REG zwischen der Entschwefe-iungsanlage 8 und dem Wärme abgebenden Bereich 9 des REGAVO 7 eingegliedert ist.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist sowohl die Kühlfalle 19 als auch ggf. der Aufwärmteil 20 mit Schläuchen oder Rohren aus Polytetrafluorethylen bestückt. Die Überführungsleitungen 11 zwischen der Kühlfalle 19 und dem Aufwärmteil 20 bestehen ebenfalls aus Polytetrafluorethylen. Das Wärmetauschmedium im Kreislauf Kühlfalle 19 / Aufwärmteil 20 wird wie bei den voraufgehend beschriebenen Vorrichtungen 1 und 2 zweckmäßig durch Wasser gebildet.

Der von der Entstickungsanlage 5 kommende Rohgasstrom ROG beaufschlagt mit einer Temperatur von etwa 140 *C die Kühlfalle 19 (siehe Figuren 5 und 6). Beim Austritt aus der Kühifalle 19 hat der Rohgasstrom ROG eine Temperatur von etwa 120 *C. Diese Temperatur wird nunmehr in den Wärme aufnehmenden Bereich 6 des REGAVO 7 auf etwa 80 °C reduziert. Mit dieser Temperatur tritt der Rohgasstrom ROG in die Entschwefelungsanlage 8 ein.

Der Reingasstrom REG verläßt die Entschwefelungsanlage 8 mit einer Temperatur von etwa 50 * C. Im Wärmeaustausch mit dem Aufwärmteil 20 wird der Reingasstrom REG auf etwa 70 ”C aufgeheizt. Mit dieser Temperatur tritt er nunmehr durch den Wärme abgebenden Bereich 9 des REGAVO 7 und erfährt eine weitere Temperaturerhöhung auf etwa 110 *C. Mit dieser Temperatur tritt der Reingasstrom REG über den nicht näher veranschaulichten Kamin in die Atmosphäre aus.

Es ist ferner aus den Figuren 5 und 6 erkennbar, daß die Temperatur des REGAVO 7 sich im Wärme aufnehmenden Bereich 6 auf etwa 75 " C und in dem Wärme abgebenden Bereich 9 auf etwa 115 *C beläuft.

Die Temperatur der Kühlfalle 19 bewegt sich um etwa 85 ’C, während die Temperatur des Aufwärm-teiis 20 etwa 105 ° C beträgt.

Die Größe der Kühlfalle 19 sowie des Aufwärmteils 20 kann identisch sein. Denkbar ist aber auch, daß, wie bei der Ausführungsform der Vorrichtung 2 gemäß den Figuren 3 und 4 die Kühlfalle 19 kleiner als der Aufwärmteil 20 ausgelegt ist.

Die Figuren 7 und 8 zeigen schließlich eine Vorrichtung 4 für eine Kühlfallenschaltung, die zunächst wieder wie die Ausführungsform der Figuren 5 und 6 eine Kühlfalle 19 im Rohgasstrom ROG zwischen der Entstickungsanlage 5 und dem Wärme aufnehmenden Bereich 6 des REGAVO 7 sowie einen damit fluidleitend verbundenen Aufwärmteil 20 im Reingasstrom REG zwischen der Entschwefelungsanlage 8 und dem Wärme abgebenden Bereich 9 des REGAVO 7 aufweist. Kühifalle 19 und Aufwärmteil 20 sind ebenfalls durch Überführungsleitungen 11 miteinander fluidleitend verbunden.

Außerdem besitzt diese Vorrichtung 4 noch eine weitere Kühlfalle 21 im Rohgasstrom ROG zwischen der der Entstickungsanlage nachgeordneten Kühlfalle 19 und dem Wärme aufnehmenden Bereich 6 des REGAVO 7. Diese zusätzliche Kühlfalle 21 ist durch Überführungsleitungen 22 beispielsweise mit einem Naßkühlturm 23 verbunden. In die Überführungsleitungen 22 sind Absperrorgane 24 eingegliedert. 6

Claims (14)

1. AT 399 296 B Darüberhinaus ist zu sehen, daß an die Überführungsleitungen 22 zwischen der Kühlfalie 21 und dem Naßkühlturm 23 Verbindungsleitungen 25 angeschlossen sind, die zu der normalen Kühlfalle 19 führen. Auch in diese Verbindungsleitungen 25 sind Absperrorgane 24 eingegliedert, Je nach Stellung der Absperrorgane 24 kann mithin die Vorrichtung 4 der Figuren 7 und 8 sowohl als 5 reine interne Kühlfalle arbeiten mit vollständiger Wärmeübergabe an den Aufwärmteil 20 als auch als gemischte Schaltung mit nur teilweiser Übergabe der Wärme an den Aufwärmteil 20 und teilweiser Übergabe an den externen Naßkühlturm 23. Die Kühlfallen 19, 21 der Figuren 7 und 8 weisen ebenfalls wie die voraufgehend beschriebenen Kühlfallen Rohre oder Schläuche aus Polytetrafluorethylen auf. Die Überführungsleitungen zwischen der io Kühlfalle 19 und dem Aufwärmteil 20 bzw. die Überführungsleitungen 22 zwischen der Kühlfalle 21 und dem Naßkühlturm 23 bzw. die Verbindungsleitungen 25 zwischen den Überführungsleitungen 22 und der Kühlfalle 19 können ebenfalls aus Poiytetrafiuorethylen gebildet sein. Schließlich ist aus den Figuren 7 und 8 noch zu erkennen, daß der Rohgasstrom ROG mit etwa 140 ’C die Kühlfalle 19 beaufschlagt. Der Rohgasstrom ROG tritt aus der Kühlfalie 19 mit einer Temperatur von iS etwa 130 “C aus und beaufschlagt dann mit dieser Temperatur die weitere Kühlfalle 21, welche er mit einer Temperatur von etwa 125 'C verläßt. Anschließend tritt der Rohgasstrom ROG in den Wärme aufnehmenden Bereich 6 des REGAVO 7 ein und verläßt den REGAVO 7 mit einer Temperatur von etwa 80 * C, welche auch die Eintrittstemperatur des Rohgasstroms ROG in die Entschwefelungsanlage 8 bildet. 20 Der Reingasstrom REG verläßt die Entschwefelungsanlage 8 mit einer Temperatur von etwa 50 *C und beaufschlagt mit dieser Temperatur den Aufwärmteil 20, welchen der Reingasstrom REG dann mit einer Temperatur von etwa 60 * C verläßt. Anschließend durchströmt der Reingasstrom REG den Wärme abgebenden Bereich 9 des REGAVO 7 und verläßt diesen mit einer Temperatur von etwa 110 "C. Mit dieser Temperatur wird der Reingasstrom 25 REG dann auch in den nicht näher veranschaulichten Kamin und folglich in die Atmosphäre überführt. Die Kühlfalle 19 weist eine Temperatur von etwa 60 “ C und der mit dieser Kühlfalle 19 fluidlertend verbundene Aufwärmteil 20 eine Temperatur von etwa 70 ° C auf. Die Temperaturen des REGAVO 7 bewegen sich zwischen etwa 75 'C im Wärme aufnehmenden Bereich 6 und etwa 118 · C im Wärme abgebenden Bereich 9. 30 Die Kühlfalie 21 hat eine tiefste Wandtemperatur von etwa 25 *C, während das Kühlwasser vom Naßkühlturm 23 kommend eine Temperatur von etwa 20 *C aufweist und sich auf etwa 22 *C aufwärmt. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß in den Figuren 1, 3, 5 und 7 mit 26 eine Wärmeaus-kupplung bezeichnet ist, welche die Temperatur des Rohgasstroms ROG auf etwa 140 * C bringt. 35 Patentansprüche 1. Verfahren zur Entstickung und Entschwefelung von heißen Abgasen, insbesondere aus Feuerungen, bei welchem ein Rohgasstrom (ROG) zunächst durch eine Entstickungsanlage (5) sowie durch den Wärme aufnehmenden Bereich (6) einer Wärmenutzungsanlage (7) geführt und danach in eine Entschwefe- 40 lungsanlage (8) geleitet wird, während der aus der Entschwefelungsanlage (8) tretende Reingasstrom (REG) durch den Wärme abgebenden Bereich (9) der Wärmenutzungsanlage (7) geleitet und anschließend in die Umgebung überführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der im Rohgasstrom (ROG) enthaltenen Wärme vor dem Kontakt mit der Wärmenutzungsanlage (7) dem Rohgasstrom (ROG) unter Ausfällen von dampfförmiger Schwefelsäure entzogen und diese Wärme dem Reingas-45 ström (REG) vor dessen Kontakt mit der Wärmenutzungsanlage (7) zugegeben wird.
2. 2. Verfahren zur Entstickung und Entschwefelung von heißen Abgasen, insbesondere aus Feuerungen, bei welchem ein Rohgasstrom (ROG) zunächst durch eine Entstickungsanlage (5) sowie durch den Wärme aufnehmenden Bereich (6) einer Wärmenutzungsanlage (7) geführt und danach in eine Entschwefe- 50 lungsanlage (8) geleitet wird, während der aus der Entschwefelungsanlage (8) tretende Reingasstrom (REG) durch den Wärme abgebenden Bereich (9) der Wärmenutzungsanlage (7) geleitet und anschließend in die Umgebung überführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der im Rohgasstrom (ROG) enthaltenen Wärme vor dem Kontakt mit der Wärmenutzungsaniage (7) dem Rohgasstrom (ROG) unter Ausfällen von dampfförmiger Schwefelsäure entzogen und dem Reingasstrom (REG) nach 55 dem Kontakt mit der Wärmenutzungsanlage (7) zugegeben wird, und daß ein weiterer Teil der im Rohgasstrom (ROG) enthaltenen Wärme dem Rohgasstrom (ROG) nach dem Kontakt mit der Wärmenutzungsanlage (7) unter Ausfällen von dampfförmiger Schwefelsäure entzogen und dem Reingasstrom (REG) vor dem Kontakt mit der Wärmenutzungsaniage (7) zugegeben wird. 7 AT 399 296 B
3. 3. Vorrichtung zur Entstickung und Entschwefelung von heißen Abgasen, insbesondere aus Feuerungen, bei welcher in den Rohgasstrom (ROG) eine Entstickungsaniage (5) sowie der Wärme aufnehmende Bereich (6) einer Wärmenutzungsanlage (7) eingegliedert sind und der Rohgasstrom (ROG) an eine Entschwefelungsanlage (8) angeschlossen ist, und daß in den aus der Entschwefelungsanlage (8) tretenden Reingasstrom (REG) der Wärme abgebende Bereich (9) der Wärmenutzungsanlage (7) eingegliedert ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung des Rohgases eine Kühlfalle (10, 15, 19) in den Rohgasstrom (ROG) vor der Wärmenutzungsanlage (7) eingegliedert ist, die mit einem in den Reingasstrom (REG) eingegliederten Aufwärmteil (12,17, 20) fluidleitend verbunden ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Reingasstrom (REG) eingegliederte Aufwärmteil (20) in Strömungsrichtung des Reingases vor der Wärmenutzungsanlage (7) angeordnet ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung des Rohgases vor der Wärmenutzungsanlage (7) in den Rohgasstrom (ROG) eingegliederte Kühlfalle (10, 15) mit einem in Strömungsrichtung des Reingases hinter der Wärmenutzungsanlage (7) in den Reingasstrom (REG) eingegliederten Aufwärmteil (12, 17) und eine in Strömungsrichtung des Rohgases hinter der Wärmenutzungsanlage (7) in den Rohgasstrom (ROG) eingegliederte Kühlfalle (13, 18) mit einem in Strömungsrichtung des Reingases (REG) vor der Wärmenutzungsanlage (7) in den Reingasstrom (REG) eingegliederten Aufwärmteil (14,16) fluidleitend verbunden sind.
6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlfallen (10,13, 19) und die Aufwärmteile (12, 14, 20) dieselbe Größe aufweisen.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung des Rohgases vor der Wärmenutzungsanlage (7) in den Rohgasstrom (ROG) eingegliederte Kühlfalle (19) kleiner als der vor der Wärmenutzungsanlage (7) in den Reingasstrom (REG) eingegliederte Aufwärmteil (20) bemessen ist.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung des Rohgases vor der Wärmenutzungsanlage (7) in den Rohgasstrom (ROG) eingegliederte Kühlfalle (15) kleiner als der mit dieser fluidleitend· verbundene Aufwärmteil (17) im Reingasstrom (REG) und die in Strömungsrichtung des Rohgases hinter der Wärmenutzungsanlage (7) in den Rohgasstrom (ROG) eingegliederte Kühlfalle (18)größer als der in Strömungsrichtung des Reingases im Reingasstrom (REG) vor der Wärmenutzungsanlage (7) eingegliederte Aufwärmteil (16) bemessen sind.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung des Rohgases zwischen der vor der Wärmenutzungsanlage (7) in den Rohgasstrom (ROG) eingegliederten Kühlfalle (19) und dem Wärme aufnehmenden Bereich (6) der Wärmenutzungsanlage (7) eine weitere mit einer externen Kühlung (23) fluidleitend verbindbare Kühlfalle (21) in den Rohgasstrom (ROG) eingegliedert ist.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die externe Kühlung (23) Bestandteil eines Kühlturms bildet.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß an die Überführungsleitungen (22) zwischen der externen Kühlung (23) und der dieser zugeordneten Kühlfalle (21) Verbindungsleitungen (25) zu der dieser Kühlfalle (21) im Rohgasstrom (ROG) vorgelagerten Kühlfalle (19) angeschlossen sind, wobei sowohl in die Verbindungsleitungen (25) als auch in die Überführungsleitungen (22) zwischen der Kühlung (23) und den Anschlußstellen der Verbindungsleitungen (25) Absperrorgane (24) eingegliedert sind.
12. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Kühlfallen (10,13,15,18, 19, 21) Schläuche oder Rohre aus einem korrosionsfesten und antiadhäsiven Kunststoff aufweisen.
13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlfallen (10,13, 15, 18, 19, 21) sowie die Überführungsleitungen (11) zwischen den Kühlfallen (10, 13, 15, 18, 19, 21) 8 AT 399 296 B und den Aufwärmteilen (12, 14,17, 16, 20) aus Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid oder Polypropylen bestehen bzw. mit diesen Materialien beschichtet sind.
14. 14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlfallen (10,13, 5 15, 18, 19), die Aufwärmteile (12, 14, 17, 16, 20) und die Überführungsleitungen (11) zwischen den Kühlfallen (10, 13, 15, 18, 19) und den Aufwärmteilen (12, 14, 17, 16, 20) durch Wärmerohre gebildet sind. Hiezu 8 Blatt Zeichnungen 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55