DD240839A5 - METHOD FOR THE SEPARATION OF GAS-FUSED SULFUR COMPOUNDS, SUCH AS SULFUR DIOXIDE, FROM BOILER SMOKE GASES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Schwefeldioxid aus Kessel-Rauchgasen. Abweichend von den bereits bekannten Verfahren wird in den Feuerraum des Kessels (1) zusaetzlich zu dem zu verbrennenden schwefelhaltigen Stoff (4) und dem sauerstoffhaltigen Gas (5) pulverfoermiges Kalzium- oder Magnesiumhydroxid (6) in einem Ueberschuss in bezug auf das im Feuerraum entstehende Schwefeldioxidgas eingetragen, und Wasser (9) oder Dampf wird getrennt davon in einer vom Feuerraum gesonderten Stufe (2) in die so erhaltenen kalzium- oder magnesiumoxidhaltigen Rauchgase (8) eingesprueht. Alternativ und vorzugsweise kann das pulvrige Hydroxid (6) direkt in die aus dem Kessel (1) kommenden Rauchgase entweder im Rauchgaskanal (7) oder im sich daran anschliessenden Reaktor (2), wo das Hydroxid mit Wasser (9) oder Dampf aktiviert wird, eingetragen werden. FigurThe invention relates to a method for separating sulfur dioxide from boiler flue gases. Notwithstanding the already known method is in the furnace of the boiler (1) in addition to the sulfur-containing substance to be burned (4) and the oxygen-containing gas (5) pulverfoermiges calcium or magnesium hydroxide (6) in an excess with respect to the resulting in the furnace Sulfur dioxide gas entered, and water (9) or steam is separately sprayed in a separate chamber from the combustion chamber (2) in the thus obtained calcium or magnesium oxide-containing flue gases (8). Alternatively, and preferably, the powdery hydroxide (6) may be introduced directly into the flue gases coming from the boiler (1) either in the flue gas duct (7) or in the adjoining reactor (2) where the hydroxide is activated with water (9) or steam. be registered. figure
Description
Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden gasförmiger Schwefelverbindungen, wie Schwefeldioxid, aus den Rauchgasen eines mit schwefelhaltigen Brennstoffen gefeuerten Kessels, wie eines mit schwefelhaltigem Brennstoff gefeuerten Kohlenstaub- oder Ölfeuerungskessels.The invention relates to a method for separating gaseous sulfur compounds, such as sulfur dioxide, from the flue gases of a boiler fired with sulfur-containing fuels, such as a pulverized coal or oil fired boiler fired with sulfur-containing fuel.
Bekannt ist bereits, den Schwefeldioxidgehalt der Kessel-Rauchgase durch Einfördern von Kalziumoxid, Kalziumkarbonat oder irgendeiner anderen alkalischen Verbindung in den Feuerraum des Kessels zu reduzieren. In Wirbelschichtofen mit zirkulierendem Bett kann der Rauchgas-Schwefeldioxidgehalt durch Kalkzugabe sogar um bis zu 90% verringert werden, sofern der Kessel im Hinblick auf die chemischen Reaktionen im bestmöglichen Temperaturbereich, nämlich im Bereich zwischen 800 und 1 000°C funktioniert. Das so absorbierte Schwefeldioxid verläßt den Kessel in Form von Gips zusammen mit der Flugasche. In anderen Kesseln, in denen über dem vorgenannten Bereich liegende Temperaturen gefahren werden müssen, und in denen die Verweilzeit der Zusatzstoffe infolge der Art des Verbrennungsvorgangs kurz ist, steht zu erwarten, daß die Senkung des Fiauchgas- Schwefeldioxidgehaltes wesentlich geringer ist, nämlich nur etwa 50% oder noch weniger beträgt, so daß das besagte Verfahren aus diesem Grunde nicht auf solche Kessel im Produktionsmaßstäb angewendet worden ist. Bekannt ist auch, daß sich der Rauchgas-Schwefeldioxidgehalt durch verschiedene außerhalb des Kessels zu praktizierende Absorptionsverfahren reduzieren läßt. Ein solches an sich bereits bekanntes Verfahren ist das sog. Spray-Verfahren, bei welchem die Kessel-Rauchgase in einen getrennten Reaktor geleitet werden, in den durch spezielle Düsen wäßrige Kalziumhydroxidaufschlämmung in feinerTröpfchenform eingesprüht wird. Der Reaktor ist in seinertypischen Form ein ziemlich großer Behälter, in welchem man die Geschwindigkeit der Rauchgase absinken läßt, und in den man die wäßrige Aufschlämmung vom Oberteil aus in abwärtiger Richtung einsprüht. Die Temperatur im Reaktor beträgt hierbei etwa 50°C-80°C, und die Regelung des Einspritzens der wäßrigen Kalziumhydroxidaufschlämmung ist dabei äußerst wichtig, denn zu große Tröpfchen sammeln sich als solche, d.h. als Feuchte auf dem Reaktorboden an. Die Dicke der wäßrigen Kalziumhydroxidaufschlämmung wird so noch einzustellen versucht, daß die in den Rauchgasen enthaltene Wärmeenergie ausreicht, das in den Reaktor eingesprühte Wasser zu verdunsten, so daß das Absorptionsprodukt als trockenes Pulver erhalten wird. Mit diesem Verfahren ist es möglich, sogar 90% des enthaltenen Schwefeldioxids abzuscheiden. Als Nachteile des Verfahrens seien die Verstopfungsneigung der Einspritzdüsen, die zur Herstellung und Dosierung der wäßrigen Kalziumhydroxidaufschlämmung erforderliche zusätzliche Anlage, welche die Investitionskosten erhöht, und die mit der Regelung der Tröpfchengröße beim Einspritzen verbundenen Schwierigkeiten genannt.It is already known to reduce the sulfur dioxide content of the boiler flue gases by pumping in calcium oxide, calcium carbonate or any other alkaline compound in the furnace chamber of the boiler. In circulating-bed fluidised bed ovens, the flue gas sulfur dioxide content can be reduced by up to 90% by lime addition, provided that the boiler functions in the best possible temperature range, namely in the range between 800 and 1000 ° C, with respect to the chemical reactions. The sulfur dioxide absorbed in this way leaves the kettle in the form of gypsum together with the fly ash. In other boilers, in which temperatures above the above-mentioned range must be run, and in which the residence time of the additives is short due to the nature of the combustion process, it can be expected that the reduction of Fiauchgas- Schwefeldioxidgehaltes is much lower, namely only about 50th % or even less, so that the said method has not been applied to such boilers in the production scale for this reason. It is also known that the flue gas sulfur dioxide content can be reduced by various absorption methods to be practiced outside the boiler. One such method, which is already known per se, is the so-called spray method in which the boiler flue gases are passed into a separate reactor in which aqueous calcium hydroxide slurry in fine droplet form is sprayed through special nozzles. The reactor, in its typical form, is a rather large vessel in which the velocity of the flue gases is allowed to drop and the aqueous slurry is sprayed in a downward direction from the top. Here, the temperature in the reactor is about 50 ° C-80 ° C, and the control of the injection of the aqueous calcium hydroxide slurry is extremely important, because too large droplets accumulate as such, i.e., in the reactor. as moisture on the reactor bottom. The thickness of the aqueous calcium hydroxide slurry is attempted to be adjusted so that the heat energy contained in the flue gases is sufficient to evaporate the water sprayed into the reactor, so that the absorption product is obtained as a dry powder. With this method it is possible to deposit even 90% of the contained sulfur dioxide. Disadvantages of the process include the clogging tendency of the injectors, the additional equipment required to prepare and meter the aqueous calcium hydroxide slurry, which increases investment costs, and the difficulties associated with controlling droplet size during injection.
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zum Abscheiden gasförmiger Schwefelverbindungen aus Kessel-Rauchgasen, mit dem die Nachteile der bekannten Verfahren vermieden werden können.The aim of the invention is to provide an improved method for separating gaseous sulfur compounds from boiler flue gases, with which the disadvantages of the known methods can be avoided.
Beim Verfahren nach vorliegender Erfindung werden ein mit den gasförmigen Schwefelverbindungen und insbesondere mit dem Schwefeldioxid reagierender Stoff und Wasser getrennt in den Prozeß, das heißt unter Vermeidung der mit der Herstellung, Handhabung und Einspeisung der Aufschlämmung verbundenen Schwierigkeiten, in der Weise eingebracht, daßIn the process of the present invention, a substance and water reacting with the gaseous sulfur compounds, particularly sulfur dioxide, are separately introduced into the process, that is, while avoiding the difficulties associated with the preparation, handling and feeding of the slurry
a) pulverförmiges Alkali- und/oder Erdalkalimetalloxid und/oder eine entsprechende Verbindung, die im Kessel in Oxid umgewandelt wird, wie Karbonat, zusätzlich zu dem zu verfeuernden schwefelhaltigen Stoff und zu dem sauerstoff haltigen Gas in den Kessel eingefördert wird, oder in die aus dem Kessel kommenden schwefeldioxidhaltigen Raugase besagtes Oxidpulver eingefördert wird,a) powdered alkali and / or alkaline earth metal oxide and / or a corresponding compound which is converted in the boiler into oxide, such as carbonate, in addition to the sulfur-containing substance to be fired and is fed to the oxygen-containing gas in the boiler, or in the the boiler is fed with sulfur dioxide-containing raugase said oxide powder is conveyed,
b) in den Kessel und/oder in die Rauchgase getrennt Wasser und/oder Dampf eingespritzt wird, um das Oxid in mit dem Schwefeldioxid reagierendes Hydroxid umzuwandeln, und zum Schlußb) water and / or steam is separately injected into the boiler and / or flue gases to convert the oxide to hydroxide reactive with the sulfur dioxide, and finally
c) der Alkali- und/oder Erdalkalimetallsulfat sowie möglicherweise -sulfit enthaltende Feststoff von den Gasen abgescheidet wird.c) the alkali and / or alkaline earth metal sulfate and possibly sulfite-containing solid is separated from the gases.
Die Grundidee der Erfindung ist also die, daß die in bezug auf die Schwefeldioxidabscheidung inaktiven Kalzium- und Magnesiumoxide erst in situ in den Rauchgasen mit Wasser und/oder Wasserdampf aktiviert werden, wobei sie sich in die entsprechenden Hydroxide umwandeln und mit dem Schwefeldioxid zu einem festen Sulfat/Sulfitgemisch reagieren, das dann nach physikalischen Trennungsmethoden auf wirksame Weise von den Rauchgasen abgeschieden werden kann.The basic idea of the invention is thus that the inactive with respect to the sulfur dioxide deposition calcium and magnesium oxides are activated only in situ in the flue gases with water and / or steam, where they convert into the corresponding hydroxides and with the sulfur dioxide to a solid Sulphate / sulphite mixture react, which can then be separated by physical separation methods in an effective manner from the flue gases.
Die Förderung von pulvrigem Oxid und/oder Karbonat in den Feuerraum des Kessels erfolgt je nach Schwefelgehalt des Brennstoffes so, daß die Alkali- und/oder Erdalkalimetallmenge nach dem Molverhältnis der Reaktionsgleichung wenigstens der Schwefelmenge entspricht, vorzugsweise aber größer als die für die Reaktion erforderliche Menge ist. Beim getrennten Einbringen von pulvrigem Oxid und/oder Karbonat in den Feuerraum oder beim Einbringen von Oxid direkt in den Rauchgaskanal ist kein Einspeisen als Aufschlämmung durch Düsen erforderlich, so daß also hierbei ein Verstopfen von Düsen und der Betrieb einerzusätzlichen Herstellungs- und Dosieranlage für die wäßrige Aufschlämmung vermieden werden. Das Einspeisen von Wasser und Dampf durch Düsen ist dagegen einfach und leicht zu bewerkstelligen.The promotion of powdery oxide and / or carbonate in the combustion chamber of the boiler is carried out depending on the sulfur content of the fuel so that the alkali and / or alkaline earth metal according to the molar ratio of the reaction equation corresponds to at least the sulfur amount, but preferably greater than the amount required for the reaction is. The separate introduction of powdery oxide and / or carbonate into the furnace or when introducing oxide directly into the flue gas duct no feeding as a slurry through nozzles is required, so that in this case a clogging of nozzles and the operation of an additional production and dosing system for the aqueous Slurry can be avoided. The feeding of water and steam through nozzles, however, is simple and easy to accomplish.
Das Einfördern von Wasser oder Dampf in die Rauchgase geschieht in der Praxis bei einer Temperatur von 50 bis800cC, vorzugsweise jedoch im Temperaturbereich zwischen 90 und 2000C. Soll das Absorptionsprodukt als im wesentlichen trockenes Pulver aufgehoben werden, so wird nur so viel Wasser eingesprüht, daß die in den Rauchgasen enthaltene Wärmeenergie und die Reaktionswärme es zum Dampf abdünsten können, oder es wird neben der Reaktionswärme eine kleine Menge Energie von außen in das System eingetragen.The pumping of water or steam into the flue gases is done in practice at a temperature of 50 to 800 c C, but preferably in the temperature range between 90 and 200 0 C. If the absorption product can be repealed as a substantially dry powder, so only so much water sprayed that the heat energy contained in the flue gases and the heat of reaction can evaporate it to the vapor, or it is registered in addition to the heat of reaction, a small amount of energy from the outside into the system.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, die in schematischer Darstellung eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Anlage zeigt, im einzelnen beschrieben.In the following the invention will be described in detail with reference to the attached drawing, which shows schematically a plant suitable for carrying out the process according to the invention.
In der Zeichnung ist der Kessel allgemein durch die Bezugszahl 1 bezeichnet. In den Feuerraum des Kessels 1 werden zu verbrennender schwefelhaltiger Stoff 4, im allgemeinen vorgewärmtes, sauerstoffhaltiges Gas 5 sowie Kalzium- und/oder Magnesiumoxid 6' und/oder -karbonat 6 vorzugsweise in einem Überschuß in bezug auf das im Feuerraum entstandene Schwefeldioxidgas eingefördert. Mit dem Begriff „Überschuß" ist in diesem Zusammenhang gemeint, daß die Menge des im Kalzium- und/oder Magnesiumoxid 6' und/oder -karbonat 6 enthaltenen Kalziums, Magnesiums oder Kalziums und Magnesiums größer ist als in derTheorie gemäß Reaktionsgleichung zum Reagieren mit sämtlichem in den Feuerraum eingeförderten Schwefel erforderlich wäre.In the drawing, the boiler is generally designated by reference numeral 1. In the combustion chamber of the boiler 1 to be burned sulfur-containing substance 4, generally preheated, oxygen-containing gas 5 and calcium and / or magnesium oxide 6 'and / or carbonate 6 preferably conveyed in excess with respect to the sulfur dioxide gas formed in the furnace. The term "excess" in this context means that the amount of calcium, magnesium or calcium and magnesium contained in the calcium and / or magnesium oxide 6 'and / or carbonate 6 is greater than in the theory according to the reaction equation for reacting with all Sulfur delivered to the combustion chamber would be required.
Das in den Kessel eingebrachte Hydroxid wird zunächst im Kessel zu Oxid dehydratisiert. Das Oxid wiederum vermag mit dem Schwefeldioxid unter Bildung von zunächst Sulfit und durch anschließende Oxydation dann von Sulfat zu reagieren. Wegen der kurzen Verweilzeit im Kessel reagiert bei für die Umsetzung ausreichend hoher Temperatur nur ein Teil des Oxids mit dem Schwefeldioxid, weshalb über den Rauchgaskanal 7 aus dem Kessel-Feuerraum 1 Verbrennungsrückstände sowie Wasserdampf enthaltende kalzium- und/oder magnesiumoxidhaltige Rauchgase 8 abgehen, die noch unabsorbiertes Schwefeldioxid enthalten.The hydroxide introduced into the boiler is first dehydrated to oxide in the boiler. The oxide in turn is able to react with the sulfur dioxide to form first sulfite and then by subsequent oxidation of sulfate. Because of the short residence time in the boiler reacts at high enough for the reaction temperature only a portion of the oxide with the sulfur dioxide, so on the flue gas channel 7 from the boiler combustion chamber 1 combustion residues and water vapor-containing calcium and / or magnesium oxide-containing flue gases go off 8, which still contain unabsorbed sulfur dioxide.
Die Rauchgase 8 haben in der Praxis eine so niedrigeTemperatur, daß die Reaktion zwischen Kalzium- und/oder Magnesiumoxid 6' und dem Schwefeldioxid nur vergleichsweise schwach verläuft, und die Oxide können unter diesen Gegebenheiten im Hinblick auf die Schwefelabscheidung als inaktiv gelten. Mit Sinken der Rauchgastemperatur können die Oxide 6' mit dem in den Rauchgasen vorhandenen Wasserdampf wieder zurück zu Hydroxid reagieren. Es ist somit vorteilhafter, das pulvrige Hydroxid direkt in den Rauchgaskanal 7 oder in den sich daran anschließenden Reaktor 2 einzutragen. Mit den Rauchgasen 8 kann außerdem im Wärmetauscher 12 in den Kessel 1 einzublasendes sauerstoffhaltiges Gas 5, beispielsweise Luft vorgewärmt werden.The flue gases 8 are in practice such a low temperature, that the reaction between calcium and / or magnesium oxide 6 'and the sulfur dioxide is only relatively weak, and the oxides can be considered in these circumstances with regard to the sulfur separation as inactive. As the flue gas temperature falls, the oxides 6 'can react back to hydroxide with the water vapor present in the flue gases. It is thus more advantageous to enter the powdery hydroxide directly into the flue gas channel 7 or into the adjoining reactor 2. With the flue gases 8 can also be preheated in the heat exchanger 12 in the boiler 1 einzubasendes oxygen-containing gas 5, for example, air.
Die aus dem Feuerraum des Kessels 1 kommenden kalzium- und/oder magnesiumoxid- sowie eventuell -hydroxidhaltigen, Schwefeldioxid enthaltenden Rauchgase 8 werden danach in den Reaktor 2 geleitet. Zur Aktivierung des Oxids und/oder Hydroxids wird jedoch im Reaktor 2 in die Rauchgase 8 Wasser oder mehr Wasserdampf eingetragen, das/der mit dem Kalzium- und/oder Magnesiumoxid 6' unter Bildung entsprechenden Hydroxids und unter Aktivierung des letzteren und des in den Rauchgasen 8 evtl. schon enthaltenen Hydroxids reagiert. Das Hydroxid wiederum reagiert mit dem in den Rauchgasen 8 noch vorhandenen Schwefeldioxid unter Bildung entsprechenden Sulfits, das unter Anwesenheit von Sauerstoff zumindest teilweise zu entsprechendem Sulfat oxydiert wird. Die Menge des in den Reaktor 2 eingetragenen Wassers 9 wird so gering gehalten, daß die in den Rauchgasen 8 enthaltene Wärme zu ihrer Verdunstung ausreicht. Dabei kann dann das im wesentlichen trockene, pulvrige Reaktionsprodukt gleich dem übrigen Staub im herkömmlichen Staubabscheider 3 abgeschieden werden, von wo die Rauchgase 8 über die Leitung 11 in den Schornstein 13 geleitet werden, während der abgeschiedene Feststoff 10 einer eventuellen Weiterbehandlung zugeführt wird.The coming from the furnace of the boiler 1 calcium and / or magnesium oxide and possibly hydroxide-containing, sulfur dioxide-containing flue gases 8 are then passed into the reactor 2. For the activation of the oxide and / or hydroxide, however, water or more water vapor is introduced into the reactor 2 into the flue gases 8, the / with the calcium and / or magnesium oxide 6 'to form the corresponding hydroxide and activation of the latter and in the flue gases 8 possibly already contained hydroxide reacts. The hydroxide in turn reacts with the remaining sulfur dioxide in the flue gases 8 to form corresponding sulfite, which is oxidized in the presence of oxygen, at least partially to corresponding sulfate. The amount of water introduced into the reactor 2 9 is kept so low that the heat contained in the flue gases 8 sufficient for their evaporation. In this case, then the substantially dry, powdery reaction product can be deposited equal to the remaining dust in the conventional dust separator 3, from where the flue gases 8 are passed via line 11 into the chimney 13, while the separated solid 10 is supplied to a possible further treatment.
Die Zugabereihenfolgen von Wasser und Hydroxid ist in keiner Beziehung kritisch; so kann zum Beispiel Wasser oder Dampf in den Kessel und pulvriges Hydroxid erst hinter dem Kessel entweder in den Rauchgaskanal oder in den sich daran anschließenden Reaktor eingebracht werden.The order of addition of water and hydroxide is not critical in any respect; Thus, for example, water or steam in the boiler and powdery hydroxide can be introduced only after the boiler either in the flue gas duct or in the adjoining reactor.
Als zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens sei genannt, daß dieses Verfahren auf Kessel mit jeder beliebigen Feuerungsanlage angewandt werden kann. Die Kesselgröße bildet keinen begrenzenden Faktor, und das Kalzium- und/oder Magnesiumhydroxid braucht im Feuerraum nicht umgewälzt zu werden, wobei man teure Umlaufbett-Lösungen mit ihrenAn additional advantage of the method according to the invention is that this method can be applied to boilers with any firing system. The boiler size is not a limiting factor, and the calcium and / or magnesium hydroxide does not need to be circulated in the furnace, using expensive circulating bed solutions with their
schwierigen Umwälzvorrichtungen und gleichzeitig die bei der Umlaufbett-Lösung als Nachteil in Erscheinung tretenden zusätzlichen, aus ihrem Funktionsprinzip resultierenden Staubmengen und deren Abscheidung vermeidet. Im Vergleich zum bereits bekannten Spray-Verfahren gestaltet sich das Eintragen von Wasser oder Dampf in den Reaktor 2 erheblich einfacher und leichter als das Arbeiten mit der die Düsen verstopfenden und schwer zu mischenden Aufschlämmung.difficult Umwälzvorrichtungen and at the same time in the circulation bed solution as a disadvantage in appearance emerging additional, resulting from their operating principle dust and their deposition avoids. Compared to the previously known spray method, the introduction of water or steam into the reactor 2 is considerably easier and easier than working with the slurry clogging the nozzles and difficult to mix.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher beschrieben.In the following the invention will be described in more detail by way of examples.
In einem Kohlenstaubfeuerungskessel, Leistung 600MW, werden bei voller Kapazitätsauslastung pro Stunde 70t Kohle verfeuert, die einen Schwefelgehalt von 1,4% hat. Verbrennungsluft wird in einem solchen Überschuß zugeführt, daß der Sauerstoffgehalt der Rauchgase 4% beträgt.In a pulverized coal firing boiler, rated at 600MW, 70 tons of coal are burnt at full capacity per hour, with a sulfur content of 1.4%. Combustion air is supplied in such an excess that the oxygen content of the flue gases is 4%.
Kalziumhydroxid mit einem Kalziumhydroxidgehalt von 90% wird in einem gewissen variierenden Verhältnis zur mit dem Brennstoff in den Kessel eingetragenen Schwefelmenge in den Kessel eingebracht. Die theoretische Äquivalentmenge beträgt etwa 2,5t/h des besagten Kalziumhydroxids.Calcium hydroxide with a calcium hydroxide content of 90% is introduced into the boiler in a certain varying proportion to the amount of sulfur introduced into the boiler with the fuel. The theoretical equivalent amount is about 2.5 t / h of the said calcium hydroxide.
In die Rauchgase werden entweder im Rauchgaskanal oder in einem separaten sich daran anschließenden Reaktor Kalziumhydroxid und Wasser und/oder Dampf eingetragen.In the flue gases are entered either in the flue gas duct or in a separate adjoining reactor calcium hydroxide and water and / or steam.
Energiewirtschaftlich gestaltet es sich am günstigsten, die Rauchgasfeuchte durch Einsprühen von Wasser in die Rauchgase nach Passieren aller Heizflächen in einem separaten Reaktor zu erhöhen.In terms of energy management, it is best to increase the flue gas moisture by spraying water into the flue gases after passing all the heating surfaces in a separate reactor.
Mit der Zunahme der Rauchgasfeuchte wird das Kalziumhydroxid hochreaktiv und reagiert rasch mit den in den Rauchgasen enthaltenen Schwefeloxiden. Je feuchter die Rauchgase beim Abgang sind, um so effektiver wird das Schwefeldioxid aus den Rauchgasen abgeschieden. Energiewirtschaftlich gesehen ist es jedoch von Vorteil so zu arbeiten, daß die bei den chemischen Reaktionen freigesetzte Wärme zum Verdunsten der zugesetzten Wassermenge ausreicht. Soll die Endtemperatur der Rauchgase erhöht werden, so erfolgt dies durch Zufuhr externer Wärme oder durch einen warmen Rauchgasstrom.As the flue gas humidity increases, the calcium hydroxide becomes highly reactive and reacts rapidly with the sulfur oxides contained in the flue gases. The more humid the flue gases are at the end, the more effectively the sulfur dioxide is separated from the flue gases. From an energy point of view, however, it is advantageous to work so that the heat released during the chemical reactions is sufficient to evaporate the added amount of water. If the final temperature of the flue gases to be increased, this is done by supplying external heat or by a warm flue gas stream.
Die Ergebnisse sind in nachstehender Tabelle zusammengefaßt, aus der hervorgeht, wieviel Prozent des Schwefeldioxids mit verschiedenen großen Mengen gemäß der Erfindung in den Kessel eingebrachtem Kalziumhydroxid aus den Rauchgasen abgeschieden wurden. Die Kalziumhydroxidmenge ist als Molverhältnis aus dem Kalziumgehalt des eingetragenen pulvrigen Kalziumhydroxids und dem Schwefelgehalt des in den Kessel eingebrachten Brennstoffs angegeben. Die Rauchgastemperaturen wurden unmittelbar vor der Wasser-oder Dampfeintragsstelle gemessen, ausgenommen 8000C, wobei das Wasser oder der Dampf direkt in den Kessel eingetragen wurde.The results are summarized in the table below, which shows how many percent of the sulfur dioxide with different large amounts according to the invention in the boiler introduced calcium hydroxide from the flue gases were deposited. The amount of calcium hydroxide is given as the molar ratio of the calcium content of the charged powdered calcium hydroxide and the sulfur content of the fuel introduced into the boiler. The flue gas temperatures were measured immediately before the water or steam injection point, except 800 0 C, with the water or steam was added directly to the boiler.
Ca/S Rauchgas-81 Ca / S flue gas 81
temperatur 0,48 800°CA) temperature 0.48 800 ° C A)
0,52 500.52 50
1,52 2021.52 202
1,56 901.56 90
2,20 2002.20 200
2,22 1202.22 120
2,3 1102.3 110
2,5 902.5 90
4,1 8004.1 800
4,0 1204.0 120
A) Eintrag von Wasser oder Dampf in den KesselA) Entry of water or steam into the boiler
B) Unmittelbar vor der WassereintragsstelleB) Immediately in front of the water entry point
In einen Kessel wie in Beispiel 1 wird unter entsprechenden Betriebsverhältnissen Kalzium-Magnesiumhydroxid, das 45% Kalziumhydroxid, 45% Magnesiumhydroxid und 10% Verunreinigungen enthält, eingetragen. Das Kalzium-Magnesiumhydroxid und das Wasser und/oder der Dampf werden entweder im Kessel oder in einem der Kessel nachgeschalteten separaten Reaktor in die Rauchgase eingetragen.In a boiler as in Example 1 is under appropriate operating conditions calcium magnesium hydroxide containing 45% calcium hydroxide, 45% magnesium hydroxide and 10% impurities registered. The calcium-magnesium hydroxide and the water and / or the steam are introduced into the flue gases either in the boiler or in a separate reactor downstream of the boiler.
Infolge der Feuchtigkeitszunahme wird insbesondere das Kalziumhydroxid hochreaktiv und reagiert rasch mit den in den Rauchgasen enthaltenen Schwefeloxiden. Beträgt das Molverhältnis des im Kalziumhydroxid enthaltenen Kalziums zu Schwefel wenigstens 1, so erfolgt die Umsetzung hauptsächlich zwischen dem Kalziumhydroxid und den Schwefeloxiden, während das Magnesiumhydroxid als diesbezüglich langsamerer Stoff die Reaktionszone im wesentlichen als solches passiert. Wird das Kalzium-Magnesiumhydroxid in die heißen Rauchgase eingetragen, so kann die Folge davon ein Zerfallen des Magnesiumhydroxids in Magnesiumoxid und Wasser oder ein Zerfallen des gesamten Kalzium-Magnesiumhydroxids zu Kalziumoxid und Magnesiumoxid und Wasser sein. Jedes der beiden Oxide kann hierbei als solches mit den Schwefeloxiden reagieren und mit Abkühlung der Rauchgase und Zunahme der Feuchte erneut Hydroxid bilden, das dann mit den Schwefeloxiden weiterreagiert. Beträgt das Molverhältnis des Kalziums zum Schwefel wenigstens 1, so entsprechen die Reaktionsergebnisse und Verhältnisse infolge des schnelleren Reaktionsvermögens des Kalziums im wesentlichen den in Tabelle 1 zusammengestellten Werten.As a result of the increase in moisture, especially the calcium hydroxide becomes highly reactive and reacts rapidly with the sulfur oxides contained in the flue gases. When the molar ratio of the calcium hydroxide to sulfur is at least 1, the reaction occurs mainly between the calcium hydroxide and the sulfur oxides, while the magnesium hydroxide, as the slower material, passes through the reaction zone substantially as such. If the calcium-magnesium hydroxide is introduced into the hot flue gases, the result may be a breakdown of the magnesium hydroxide into magnesium oxide and water or a breakdown of the entire calcium-magnesium hydroxide to calcium oxide and magnesium oxide and water. Each of the two oxides can react as such with the sulfur oxides and form again hydroxide with cooling of the flue gases and increase in humidity, which then reacts further with the sulfur oxides. When the molar ratio of the calcium to the sulfur is at least 1, the reaction results and ratios due to the faster reactivity of the calcium are substantially the same as in Table 1.
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