DD225349A1

DD225349A1 - Verfahren zur entschwefelung von rauch- und abgasen mit einem hohen schwefelsaeuretaupunkt aus mit braunkohle gefeuerten verbrennungsanlagen

Info

Publication number: DD225349A1
Application number: DD26306184A
Authority: DD
Inventors: Udo Schumann; Wolfgang Kluge; Klaus Hoppe; Bernd Kulbe; Hans-Juergen Lehmann
Original assignee: Leipzig Chemieanlagen
Priority date: 1984-05-16
Filing date: 1984-05-16
Publication date: 1985-07-31

Abstract

Die Erfindung ist einsetzbar fuer die Entschwefelung von Rauch- und Abgasen, insbesondere fuer die Behandlung von Abgasen aus mit Braunkohle gefeuerten Verbrennungsanlagen. Ziel der Erfindung ist eine geeignete Kopplung verschiedener Prozessstufen zwecks energetischer und stoffwirtschaftlicher Nutzung des Rauch-/Abgases. Die Aufgabe ist darin zu sehen, Rauchgase von Braunkohlefeuerungen so zu behandeln, dass stufenweise SO3 und anschliessend SO2 als verwertbares Starkgas mit einem hohen Entschwefelungsgrad ausgetragen wird. Erfindungsgemaess wird das dadurch erreicht, indem der in 2 Teilstroeme aufgeteilte Rauchgasstrom, zunaechst ein Teilgasstrom mit Kalk oder Kalkstein unter einem stoechiometrischen Verhaeltnis Ca/S kleiner 1 zu 1,2 behandelt, dabei der SO3-Anteil gebunden, dieser Teilgasstrom auf Prozesstemperatur abgekuehlt wird, sowie nach Nasswaesche von seinem SO2-Anteil befreit und/oder in einem Waschkreislauf regeneriert wird und dieser abgekuehlte Teilgasstrom mit dem anderen heissen Teilgasstrom vermischt sowie ausgetragen wird. Dieses Verfahren ist anwendbar zur Entschwefelung von Rauch- und Abgasen aus Braunkohleverbrennungsanlagen. Figur

Description

Nach der elektrischen Gasreinigung 5 wird dieser Teiigasstrom zur Aufheizung des zweiten Rauchgasstromes, der aus dem Dampferzeuger 2 kommt, genutzt und danach gemeinsam über den Kamin 17 abgeleitet.

Das Rauchgas des Dampferzeugers 2 wird zunächst ebenfalls im Kalkstein-Additiv-Verfahren trocken vorbehandelt, indem auch hier das aus einem Bunker 6 kommende, über Dosiereinrichtung 7 geleitete Kalksteinmehl mit einem wesentlich kleinerem stöchiometrischen Verhältnis zwischen Ca und S, im vorliegenden Fall vorzugsweise 0,9 < e < 1,1 zugegeben wird. Der Schwefelsäuretaupunkt dieses Rauchgases wird somit nahezu beseitigt, jedoch die gleichzeitige Abscheidung von Schwefeldioxid minimiert.

Danach wird das fast SO₃-freie, aber stark SO₂-haltige Rauchgas nach elektrischer Gasreinigung 8 zur Dampfproduktion, wie für das Rauchgas des Dampferzeugers 1 beschrieben, energetisch genutzt. Durch eine sich anschließende Wasserwäsche 9, die als Kreislauf mit partieller Frischwasserzuführung 10 und Schlammentnahme 11 im Absetzbehälter 12 betrieben wird, erfolgt die Abkühlung des Rauchgases auf Prozeßtemperatur und dabei gleichzeitig die Abscheidung der Chlorid-, Fluorid- und anderer wasserlöslicher Anteile des Rauchgases sowie des Restflugstaubes.

Anschließend kommt dieser Rauchgasteilstrom im regenerativen Waschkreislauf, bestehend aus dem Waschturm 13 und dem Kreislaufbehälter 14 sowie den zugehörigen Fördermitteln zur Behandlung mit der aufgefrischten Waschlösung, wobei ein abgeführter Teilstrom 15 in einem zusätzlichen Teilabschnitt erneuert wird. Das dabei aus dem Rauchgas abgeschiedene SO₂ wird zurückgewonnen und anderweitig weiterverarbeitet.

Der kalte wasserdampfgesättigte reine Rauchgasstrom wird dann im Mischer 16 mit dem heißen Rauchgasteilstrom aus dem Dampferzeuger 1 gemischt und über den Kamin 17 mit einem geeigneten Temperaturniveau abgeblasen, so daß der Einsatz von zusätzlicher Energie zur Wiederaufheizung entfällt.

Das gesamte Rauchgas wird, wie im Ausführungsbeispiel Figur 2 nach dem Kalkstein-Additiv-Verfahren trocken vorbehandelt, wobei das stöchiometrische Verhältnis der Kalksteinmehlzugabe aus Bunker 18 in Verbindung mit Dosiereinrichtung 19 bevorzugt im Bereich 0,9 < e < 1,1 gewählt wird. Danach wird im Dampferzeuger 20 die Rauchgasenthalpie bis zu einem Temperaturniveau von etwa 140^cC zur zusätzlichen Dampfproduktion genutzt. Nachdem in der elektrischen Gasreinigung 21 der Staub abgeschieden wurde, durchströmt das heiße Rauchgas einen Rekuperator 22 und gibt seinen Wärmeinhalt bis auf ein Temperaturniveau, dessen gewählte Prozeßtemperatur über Naßwäsche 23 erzielt wird, ab. In der folgenden Naßwäsche 23 wird, wie in Figur 1 beschrieben, das Rauchgas mit einem hohen Wirkungsgrad von über 90% entschwefelt, wobei die Naßwäsche 23 entweder eine einfache Kalkwäsche oder eine regenerative Wäsche mit Rückgewinnung des SO₂ in einer verwertbaren Form sein kann. Das gesamte gereinigte Rauchgas/Abgas wird danach im Rekuperator 22 wieder aufgeheizt und über den Kamin 24 abgeblasen.

Claims

1. Verfahren zur Entschwefelung von Rauch- und/oder Abgasen mit einem hohen Schwefeisäuretaupunkt aus mit Braunkohle beheizten Verbrennungsanlagen, wobei der Rauchgasstrom trocken oder naß mit Kalk, Kalkstein oder anderen Stoffen behandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß von dem in zwei Teilströme aufgeteilten Rauchgasstrom zumindest ein Teilgasstrom mit Kalk oder Kalkstein unter einem stöchiometrischen Verhältnis Ca/S kleiner 1:1,2 behandelt, dabei der SO₃-Anteil gebunden, anschließend dieser Teilgasstrom auf Prozeßtemperatur abgekühlt wird, sowie nach Naßwäsche von seinem SO₂-Anteil befreit und/oder in einem weiteren Waschkreislauf regeneriert wird und dieser insgesamt abgekühlte Teilgasstrom mit dem anderen heißen Teilgasstrom vermischt sowie mit einem einheitlichen Temperaturniveau ausgetragen wird.

2. Verfahren zur Entschwefelung von Rauch- und Abgasen gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die regenerative Wärmebehandlung bis auf die günstigste Prozeßtemperatur im allgemeinen höher oder gleich der Taupunkttemperatur des Wasserdampfes vorgenommen wird.

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Erfindungsansprüche:

3. Verfahren zur Entschwefelung von Rauch- und Abgasen gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Naßwäsche regenerativ zur Rückgewinnung von SO₂ als Starkgas betrieben wird.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für die Entschwefelung von Rauch- und Abgasen, die durch einen hohen Wasserdampfgehalt und Schwefelsäuretaupunkt gekennzeichnet sind, insbesondere für die Behandlung von Abgasen aus mit Braunkohle gefeuerten Verbrennungsanlagen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für die Rauchgasentschwefelung von Braunkohlefeuerungen gibt es das Kalkstein-Additiv-Verfahren, wie es in der Patentschrift DD 0154307 beschrieben wird. Das Schwefeldioxid wird bei diesem Verfahren in Form von Kalziumsulfat als zu deponierender Flugaschebestandteil abgeschieden oder als Rohmehlkomponente bei der Zementherstellung nach Patent DD 138060 genutzt.

Dabei werden Abscheidegrade bis zu 60% erreicht. Eine Rückgewinnung des SO₂ sowie eine wesentliche Erhöhung des Entschwefelungsgrades bei einem stöchiometrischen Verhältnis von Ca/S kleiner gleich zwei, ist nach diesen Technologien nicht möglich. Die Abscheidegrade von SO₂ und SO₃ sind ganz entscheidend von Verhältnis der zugeführten Kalksteinmenge zum Schwefelgehalt der Kohle abhängig. Für die in der vorliegenden Erfindungsschrift betrachteten Abgase ermöglicht das Verfahren nach DD 0154307 eine energetische Nutzung der im Abgas enthaltenen fühlbaren Wärme. Eine stoffwirtschaftliche Nutzung und/oder Erhöhung des Entschwefelungsgrades setzt eine Abkühlung des Rauchgases voraus, die wegen des hohen Schwefelsäuretaupunktes und der damit verbundenen starkenKorrosion der Apparate nicht gegeben beziehungsweise nur durch den Einsatz von korrosionsfesten Materialien möglich, jedoch unökonomisch ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der geeigneten Kopplung verschiedener Prozeßstufen beziehungsweise Prozesse, um eine energetische sowie stoffwirtschaftliche Nutzung des Rauch-/Abgases zu erreichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Rauchgase von Braunkohlefeuerungen so zu behandeln, daß aus diesen stufenweise das SO₃ gebunden und anschließend das SO₂ als verwertbares Starkgas und/oder als ein deponierbarer Stoff mit einem hohen Entschwefelungsgrad ausgetragen wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens ein Teil des Abgases, vorzugsweise aus Dampferzeugern mit Braunkohlefeuerungen, mit Kalk, Kalkstein oder anderen geeigneten kalkhaltigen Stoffen trocken vorbehandelt wird, um so den Schwefelsäuretaupunkt der Abgase zu beseitigen oder mindestens unter die Prozeßtemperatur der nachfolgenden Naßwäsche herabzudrücken. Dabei wird das stöchiometrische Verhältnis Ca/S für die Kalk/Kalksteinzugabe in der Vorbehandlungsstufe sehr niedrig, im allgemeinen 0,6 <ei 1,2, vorzugsweise jedoch innerhalb des Bereiches gewählt, damit das Schwefeltrioxid möglichst vollständig zum Austrag kommt.

Danach wird in einer weiteren Prozeßstufe auf den Gasstrom dahingehend eingewirkt, daß sich die Prozeßtemperatur der Naßwäsche einstellt, die im allgemeinen über der Wasserdampftaupunktstemperatur liegt. Die verfügbare Wärme des Gasstromes wird dabei weitgehendst energetisch genutzt.

In einer dritten Stufe vollzieht sich dann nach einem an sich bekannten Naßverfahren die Entschwefelung dieses Gasstroms, wobei ein SO₂-Starkgas und/oder ein Deponierprodukt anfällt. Erfindungsgemäß wird danach der Teilstrom, der trocken vorgereinigt und naß gereinigt, das heißt naß entschwefelt wurde, dem trocken gereinigten Teilstrom zugemischt und/oder mittels eines rekuperativen Wärmeübertragersystems wieder aufgeheizt, so daß in jedem Fall die notwendige Austrittstemperatur der gereinigten Gase gesichert ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierzu stellen dar:

Figur 1: Verfahrensschema mit in zwei Teilgasströmen aufgeteiltem Rauchgasstrom und Figur 2: Verfahrensschema mit aus einem Teilgasstrom bestehendem Rauchgasstrom.

Im gezeigten Beispiel (Figur 1) wird das Rauchgas zweier gleicher Dampferzeuger 1 und 2 verwendet. Das im Dampferzeuger 1 entstehende Rauchgas wird nach dem Kalkstein-Additiv-Verfahren behandelt. Dazu wird aus dem Bunker 3 über eine Dosiereinrichtung 4 das Kalksteinmehl in einem stöchiometrischen Verhältnis zwischen Kalzium und Schwefel von 1,4 < e < 2,0 zur Kohle zudosiert.

Das entschwefelte Rauchgas wird danach oder gleichzeitig im erweiterten Dampferzeuger 1 zur zusätzlichen Produktion von Dampf thermisch herangezogen.