DD216388A5

DD216388A5 - Absorptionsmittel fuer die trockene entfernung von schwefeldioxid aus rauchgasen

Info

Publication number: DD216388A5
Application number: DD83254275A
Authority: DD
Inventors: Georg Gebhard; Wolfgang Glaser; Klaus Hein
Original assignee: Rhein Westfael Elect Werk Ag
Priority date: 1982-08-28
Filing date: 1983-08-26
Publication date: 1984-12-12
Also published as: US4533532A; US4526703A; AU552457B2; DE3232081C2; DE3232081A1; CA1214153A; AU1846383A

Abstract

Absorptionsmittel fuer die trockene Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen. Das Absorptionsmittel besteht hauptsaechlich aus einer feinkoernigen anorganischen Erdalkaliverbindung, insbesondere einer Calcium- und/oder einer Magnesium-Verbindung, und einem Zusatz in Form von einer oder mehrerer Carbonsaeuren und/oder von deren Alkalisalzen, Ammoniumsalzen oder Erdalkalisalzen.

Description

Berlin, den 28. lü. 1983 ÜP B 01 D/ 254 275/3 62 866 ί1 Y-

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die. Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Absorptionsmittel für die trockene Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen, insbesondere von Kraftwerkskesselfeuerungen, -welches hauptsächlich aus einer feinkörnigen, anorganischen Srdalkaliverbindung, insbesondere einer Calcium- und/oder Magnesium-Verbindung, und außerdem einem Zusatz besteht. - Solche Srdalkaliverbindungen sind in der Praxis hauptsächlich Calcium- und/oder Magnesiumoxid, -hydroxid oder ^carbonat. Vorzugsweise arbeitet man mit Calciumverbindungen, insbesondere mit Calciumcarbonat.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen .

Bei dem (aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Absorptionsmittel besteht der Zusatz aus Halogensäuren und Halogensalzen. Das ist insofern nicht frei von Nachteilen, als beim Einsatz dieser Absorptionsmittel zwar Schwefelverbindungen eingebunden werden, wegen der Zusätze aber eine Emissionsbelastung der Umwelt stattfindet. Darüber hinaus ist auch die Reaktivität der bekannten, mit einem Zusatz versehenen Absorptionsmittel verbesserungsbedürftig. Im einzelnen ist zum Thema der Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus Rauchgasen von Kraftwerkskesselfeuerungen folgendes vor-

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Ss sind eine Reihe von Verfahren bekannt, die-die Rauchgase von fossilbeheizten Kesselanlagen reinigen. Die zur Anwendung kommenden Absorptionsmittel bestehen im wesentlichen aus den genannten Verbindungen, die eine Reaktion mit den Schadstoffen der Rauchgase eingehen. Man unterscheidet zwischen Naß- und Trockenverfahren. Bei den üfaBverfahren leitet man das zu behandelnde Gas durch eine Flüssigkeit, die das Absorptionsmitt.eljin Lösung oder in Suspension enthält. Bei der trockenen Entfernung der Schadstoffe leitet man das Absorptionsmittel fein verteilt in die Feuerung oder in das Rauchgas ein oder gibt man das Absorptionsmittel zum Brennstoff, so daß die Absorption der Schadstoffe während deren Freisetzung durch die Verbrennung abläuft. Die Naßverfahren haben den Vorteil des guten Wirkungsgrades. Nachteilig sind jedoch die hohen Investitionskosten, die Wärtungsintensität der Anlagen und die Abkühlung der Rauchgase, die nach den bestehenden Vorschriften eine Wiederaufheizung erforderlich macht. Grundsätzlich sind deshalb trockene Verfahren zu bevorzugen.

Die bekannten Verfahren zur trockenen Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kraftwerksicesself euerungen haben den Nachteil des geringen Wirkungsgrades. Infolge der kurzen Verweilzeit der Absorptionsmittel während der Verbrennung oder bei einem Kontakt mit den Rauchgasen bleibt die Ausnutzung der Absorptionsmittel sehr gering. Hierdurch entstehen erhebliche no st en durch die großen Mengen, .an Absorptionsmittel. Andererseits ist insbesondere bei der Zugabe des

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Absorptionsmittels zur Kohle die maximal erreichbare Emissionsminderung begrenzt, da die Feuerung durch die Absorptionsmittel nicht betriebsbeeinträchtigend belastet werden darf. Das alles gilt auch, wenn Absorptionsmittel eingesetzt werden, die wie das gattungsgemäße Absorptionsmittel, · hauptsächlich aus einer feinkörnigen anorganischen Erdalkaliverbindung und einem.Zusatz bestehen. Hinzu kommt, daß die bekannten Zusätze, wie bereits erwähnt, eine Emissionsbelastung der Umwelt bewirken.

Ziel der Erfindung :

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines neuartigen Absorptionsmittels für die trockene Entfernung von ,'.' Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen, insbesondere Kraftwerkskesselfeuerungen, welches zwar nach wie vor hauptsächlich aus einer feinkörnigen anorganischen Erdalkaliverbindung besteht, welches sich jedoch durch hohe Reaktivität, anders ausgedrückt, durch guten Wirkungsgrad der Absorption, auszeichnet und eine zusätzliche Emissionsbelästüng der Umwelt nicht bewirkt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein geeignetes Zusatzmittel aufzufinden.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß als Zusatz eine oder mehrere Carbonsäuren und/oder deren Alkalisalze, Ammoniumsalze oder Srdalkalisalze verwendet sind. Anders ausgedrückt ist Gegenstand der Erfindung die

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Verwehdung von einer Öarbonsäure oder von mehreren Garbonsäuren und/oder von deren Salzen mit alkalischen oder erdaikalischen Metallen bzw. Ammonium als Zusatz zu feinkörnigen anorganischen Erdalkaliverbindungen, die als Absorptionsmittel für die trockene Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen eingesetzt werden. Das gilt insbesondere für solche Absorptionsmittel, die den zuverbrennenden Brennstoffen, insbesondere der zu verfeuernden Kohle vor der Mahltrocknung, beigegeben werden, und zwar auch, wenn es sich um Braunkohle als zu verfeuernde Kohle handelt (D^PS 28 G? 076). 1st der Hauptbestandteil des Absorptionsmittel Calciumcarbonat, wie es in der Praxis üblich ist, so wird nach bevorzugter Ausführungsform der Brfindung Essigsäure zugesetzt. Der Anteil des Zusatzes, relativ zu dem Hauptbestandteil des Absorptionsmittels, liegt vorzugsweise zwischen O^ ι und ίΟ Mol%. Bevorzugt ist ein Wertzwischen 1 und 5 Mol%. Die vorteilhafteste Zusammensetzung innerhalb dieser Bereiche richtet sich nach der Ausgangsreaktivität des Hauptbestandteils des Absorptionsmittels.

Im .Rahmen der Erfindung kann die Herstellung des Absorptionsmittels nach jeder klassischen Mischtechnik erfolgen. Ss hat sich als vorteilhaft erwiesen, den erfindungsgemäßen' Zusatz in Wasser gelöst mit dem feinkörnigen Hauptbestandteil zu vermischen. Die Vermischung geschieht besonders intensiv, wenn die Lösung auf den Hauptbestandteil dergestalt aufgesprüht wird, daß die feste Phase des feinkörnigen Anteils erhalten bleibt. Vermutlich reagiert bei dein erfindungsgemäßen Absorptionsmittel der Zusatz mit den Erdalkaliverbindungen zu einem besonders

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reaktionsfähigen Produkt. Diese Reaktion findet an den Korngrenzen und Oberflächen der feinkörnigen Erdalkaliverbindungen statt. Hier bieten sich die Reaktionsprodukte so wirksam auch den Schadstoffen an, die aus den Rauch- , gasen zu entfernen sind. Wird das Absorptionsmittel den Rauchgasen aufgegeben, so erfolgt die Injizierung des Ab sorptionsmittels ζ. B. bei Temperaturen von 1QO bis 1100 ⁰C, vorzugsweise im Bereich von ,100 bis 700 °c. Sofern beim Einsatz des erfindungsgemäßen Absörp'tionsmittels dieses nicht vollständig reagiert, können die in Feststoff- V abscheider^, gesammelten Peststoffe ganz oder teilweise einer weiteren-Anwendung zugeführt werden«

Das erfindungsgemäße Absorptionsmittel zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus, so daß man im Ergebnis eine verbesserte Entschwefelung der Rauchgase ohne zusätzliche Umweltbelastung durch Emission erhält. Sine zusätzliche Schadstoffemission findet nicht statt, da sich die Carbonsäuren und ihre Derivate bei der Verbrennung und bei den Temperaturen der Zudosierung zu Wasser und Kohlendioxid zersetzen. Arbeitet man mit einem erfindungsgemäßen Absorptionsmittel, bei dem der Zusatz mit den anorganischen Brdalkaliverbindungen reagiert, so ergibt sich der weitere Vorteil, daß infolge einer spontanen Zersetzung der Reaktionsprodukte die'Kpntaktfläche für die Absorption der Schadstoffe vergrößert wird. ,

Es versteht sich von selbst, daß das erfindungsgemäße Absorptionsmittel auch die übrigen Schadstoffe der Hauchgase von Kraftwerkskesselfeuerungen absorbiert, es dient insoweit auch zur Entfernung von Fluor und Chlor sowie deren Verbindungen aus Kesselfeuerungen, insbesondere Kraftwerkske.sselfeuerungen.

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AusfUhrungsbeispiel

Die Eri'indung ist im folgenden anhand eines Ausf ührungs-' beispiels näher beschrieben:

Zur trockenen Entschwefelung der Rauchgase werden dem Brennstoff als Absorptionsmittel ein unb©handeltes Calciumhydroxid .(GA(OH)*,, Absorptionsmittel 1) und ein mit 5 % Essigsäure versetztes Calciumhydroxid (Absorptionsmittel 2) zugesetzt.

In der Tabelle ist die Erhöhung der Absorptionsfähigkeit des mit einer Carbonsäure behandeltes Absorptionsmittel erzielten Entschwefelungsgrad dargestellt. Die verbesserte Entschwefelung beträgt ca. 10 %,

	Rauchga SO^ mg/nr	szusammen CO₂ Vol,%	Setzung °2 Vol.%	Entschwefelungs grad %
A ohne Absorp tionsmittel	7675	13,9	5,9	Mt
B Absorptions mittel 1 4,8 % Zusatz von Ga(OH)ρ zum Brenn stoff	1390	13· 7	6,1 _:	81,6
A ohne Absorp tionsmittel	7620	14,0	5,8	. .; ' _r_ .
B Absorptions mittel 2 4,8 % Zusatz VOnCa(OH)₂ - mit Essigsaure versetzt - zum Brennstoff ' ·	840	13,8	6,0	88,8

Claims

J28. 12. 1983 .AP B 01 D/ 254- 275/3 62 866 11 Erfindungsanspruch

1, Absorptionsmittel für die trockene Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen, insbesondere von. Kraftwerkskesselfeuerungen, welches hauptsächlich aus einer' feinkörnigen anorganischen Erdalkaliverbindung, insbesondere einer Calcium- und/oder einer Magnesium-Verbindung, und außerdem aus einem Zusatz; besteht, gekennzeichnet dadurch, daß als Zusatz eine ödär mehrere Carbonsäuren und/oder deren Alkalisalze, Ammoniumsalze oder ardalkalisalze verwendet sind.

2. Absorptionsmittel nach Punkt 1, insbesondere in der Ausführungsform mit Calciumcarbonat als Hauptbestandteil, gekennzeichnet dadurch, daß Essigsäure zugesetzt ist. _ .

3· Absorptionsmittel nach einem der Punkte 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Zusatz 0,1 bis Ί0 Mol%, bezogen auf den Hauptbestandteil, ausmacht,