DD262593A5

DD262593A5 - Verfahren zum reinigen von schadgasverbindungen enthaltendem abgas

Info

Publication number: DD262593A5
Application number: DD87307940A
Authority: DD
Inventors: Chughtai Yaqub; Volkmar Sitte
Original assignee: L. U. C. Steinmueller Gmbh,De
Priority date: 1986-10-15
Filing date: 1987-10-14
Publication date: 1988-12-07
Also published as: PL268195A1; DE3635027A1; FR2605242A1; US4782772A; FR2605242B1; CN87107795A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Schadgasverbindungen enthaltendem Abgas der Feuerung einer Verbrennungsanlage, insbesondere einer Feuerung mit aschearmer Brennstoffversorgung oder einer Rostfeuerung mit hohem Entaschungsgrad, mittels eines staubfoermigen, basischen Additives, an dem die in der Feuerung entstehenden Schadgasverbindungen sorbiert werden, wobei im Abgas mitgefuehrter Flugstaub, insbesondere Flugasche-Additiv-Gemisch, vom Abgas getrennt, zumindest ein Teil des abgetrennten Flugstaubes hydratisiert und gesichtet wird, und wobei anschliessend mindestens ein Teilstrom des trockenen Flugstaubes zur Abgasreinigung rueckgefuehrt wird, ist erfindungsgemaess vorgesehen, dass die Hydratisierung durch homogenes Vermischen des unzerkleinerten Flugstaubes mit fein verspruehtem Wasser erfolgt, und dass die Rueckfuehrung des Teilstromes des Flugstaubes in die Feuerung der Verbrennungsanlage vorgenommen wird.

Description

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Reinigen von Schadgasverbindungen enthaltendem Abgas zur Anwendung zu bringen, welches eine Reinigung mit hohem Effekt unter kostengünstigen Bedingungen gestattet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Reinigen von Schadgasverbindungen enthaltendem Abgas der Feuerung einer Verbrennungsanlage zu schaffen, mit dem eine höhere Verweilzeit und gleichzeitige Ausnutzung eines Additives im zu reinigenden Abgasstrom bei Erzielung eines höheren Reingungsgrades erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Hydratisierung durch homogenes Vermischen des unzerkleinerten Flugstaubes mit fein versprühtem Wasser erfolgt, und daß die Rückführung des Teilstromes des Flugstaubes in die Feuerung der Verbrennungsanlage vorgenommen wird.

Die Hydratisierung mit fein versprühtem Wasser beruht auf der Diffusion von Wasser-Molekülen durch die Oberflächenhülle in das Innere der unzerkleinerten Flugstaubpartikel.

Es ist im Sinne der Erfindung, daß die Hydratisierung mit Wasser in überstöchiometrischer Menge vorgenommen wird und weiterhin nach der Hydratisierung ein Wasserüberschuß im Flugstaub durch Trocknung entfernt wird. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist es, daß nach der Hydratisierung ein Wasserüberschuß im Flugstaub durch autotherme Trocknung entfernt wird, wobei das Verfahren ausbildend der rückzuführende Teilstrom durch Sichtung vor und/oder nach der Hydratisierung erhalten wird. Weiterhin ist es besonders zweckmäßig, wenn als basisches, staubförmiges Additiv Calciumhydroxid oder Calciumcarbonat verwendet wird.

Des weiteren erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn der rückgeführte Teilstrom des Flugstaubes dem frischen, der Feuerung zuzuführenden Additiv beigemischt wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Eine bevorzugte Verfahrensführung ist in der beigefügten Zeichnung erläutert.

Über einer Rostfeuerung 1 eines Dampferzeugers 2 und getrennt von einer Brennstoffzuführung 3 wird über mindestens einer Aufgabestelle 4 staubförmiges, basisches Additiv, vorzugsweise Calciumhydroxid, aus einem Additiv-Vorratsbehälter 5 mittels Luft als Trägerstrom in einen heißen, Flugasche, Schwefel- und Halogenverbindungen enthaltenden Abgasstrom 6 unter optimaler Vermischung und Verteilung eingetragen. Die Aufgabestelle 4 befindet sich an einer Stelle der Rostfeuerung 1, an der der Abgasstrom bereits eine Temperatur aufweist, die eine Versinterung der reaktionsaktiven Oberfläche des Additives und eine Verkapselung mit der begleitenden Flugasche vermeidet. Das staubhaltige Abgas wird nachfolgend über Heizflächen des Dampferzeugers 2 geführt, wobei es sich zunächst innerhalb von ein bis zwei Sekunden auf ca. 75O⁰C abgekühlt. Nach weiterer Abkühlung gelangt der Abgasstrom 6 zu einer Staubabscheidung 7, beispielsweise einem Gewebefilter, in dem eine Trennung von Staub und Abgas vorgenommen wird. Das nahezu staubfreie Abgas 8 wird mittels eines Saugzuggebläses 9 über einen Kamin 10 nach außen geführt.

Das im Staubschneider 7 anfallende Flugasche-Additiv-Gemisch 11 wird einem ersten Sichter 12 zugeführt, aus dem eine mit Calciumoxid angereicherte Fraktion 13 abgezweigt und einer Wasserbehandlung unterworfen wird. Bei der Wasserbehandlung wird der mit Calciumoxid angereicherte Fraktionsteilstrom 13 mit fein versprühtem Wasser 14 in geringfügig überstöchiometrischer Menge in einem Mischer 15 befeuchtet. Das derart befeuchtete Flugasche-Additiv-Gemisch 16 gelangt nun in ein Reaktionsgefäß 17, in dem eine nahezu vollständige Hydratisierung des Flugasche-Additiv-Gemisches 19 stattfindet. Da die Hydratisierung ein exothermer Prozeß ist, verdampft im Reaktionsgefäß 17 das im Flugasche-Additiv-Gemisch 16 überschüssige Wasser. Der dabei entstehende Dampf entweicht aus dem Reaktionsgefäß 17 über ein Abdampfrohr 18. Die Hydratisierung wird verfahrensmäßig so ausgeführt, daß aus dem Reaktionsgefäß 17 ein trockenes bzw. rieselfähiges Flugasche-Additiv-Gemisch 19 abgeführt und einem weiteren Sichter 20 zugeführt wird. Der aus dem Sichter 20 anfallende Fraktionsteilstrom 21, in dem das Calciumhydroxid angereichert ist, wird in einem Zwischenbehälter 22 gelagert, aus dem mindestens ein Teilstrom 23 des behandelten Flugasche-Additiv-Gemisches 19 dem aus dem Vorratsbehälter 5 kommenden, frischen Additiv in einer Zumisch-und Fördereinrichtung 24 vor Eintritt in die Rostfeuerung 1 beigemengt wird. In Abhängigkeit von der Beschaffenheit des abgeschiedenen Flugasche-Additiv-Gemisches 11 bzw. der Verfahrensführung der Hydratisierung im Bereich des Mischers 15 bzw. Reaktionsgefäßes 17, besteht die Möglichkeit, auf den ersten Sichter 12 oder den anderen Sichter 20 bzw. auf beide Sichter gänzlich zu verzichten.

Ein nicht zur Direktentschwefelung rückgeführter Teilstrom an behandeltem Flugasche-Additiv-Gemisch 25 wird aus dem Zwischenbehälter 22 einer Mischeinrichtung 26 zugeführt, wo er zum Zwecke der weiteren Entsorgung 27 erneut mit Wasser 28 behandelt wird. Dabei ist vorgesehen, daß in der Mischeinrichtung 26 dem zu entsorgenden Flugasche-Additiv-Gemisch 25 unter der Rostfeuerung 1 anfallende Rostasche 29, ein aus dem Sichter 12 anfallenderen Calciumoxid verarmter Fraktionsteilstrom 30 und/oder ein aus dem Sichter 20 anfallender an Calciumhydroxid verarmter Fraktionsteilstrom 31 zugemischt werden kann.

Ausführungsgerecht besteht auch die Möglichkeit, daß der zu der Rostfeuerung 1 rückgeführte Teilstrom an behandeltem Flugasche-Additiv-Gemisch 25 unter Verzicht der Zumisch- und Fördereinrichtung 24 über eine eigene Aufgabeeinrichtung in die Feuerung aufgegeben wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Reinigen von Schadgasverbindungen enthaltendem Abgas der Feuerung einer Verbrennungsanlage, insbesondere einer Feuerung mit aschearmer Brennstoffversorgung oder einer Rostfeuerung mit hohem Entaschungsgrad, mittels eines staubförmigen, basischen Additives, an dem die in der Feuerung entstehenden Schadgasverbindungen sorbiert werden, wobei im Abgas mitgeführter Flugstaub, insbesondere Flugasche-Additiv-Gemisch vom Abgas getrennt, zumindest ein Teil des abgetrennten Flugstaubes hydratisiert und gesichtet wird, und wobei anschließend mindestens ein Teilstrom des trockenen Flugstaubes zur Abgasreinigung rückgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydratisierung durch homogenes Vermischen des unzerkleinerten Flugstaubes mit fein versprühtem Wasser erfolgt, und daß die Rückführung des Teilstromes des Flugstaubes in die Feuerung der Verbrennungsanlage vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydratisierung mit Wasser in überstöchiometrischer Menge vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Hydratisierung ein Wasserüberschuß im Flugstaub durch Trocknung entfernt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Hydratisierung ein Wasserüberschuß im Flugstaub durch autotherme Trocknung entfernt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der rückzuführende Teilstrom durch Sichtung vor und/oder nach der Hydratisierung erhalten wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als basisches, staubförmiges Additiv Calciumhydroxid oder Calciumcarbonat verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der rückgeführte Teilstrom des Flugstaubes dem frischem, der Feuerung zuzuführenden Additiv beigemischt wird.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Schadgasverbindungen enthaltendem Abgas der Feuerung einer Verbrennungsanlage, insbesondere einer Feuerung mit aschearmer Brennstoffversorgung oder einer Rostfeuerung mit hohem Entaschungsgrad, mittels eines staubförmigen, basischen Additives, an dem die in der Feuerung entstehenden Schadgasverbindungen sorbiert werden, wobei im Abgas mitgeführter Flugstaub, insbesondere ein Flugasche-Additiv-Gemisch vom Abgas getrennt und zumindest ein Teil des abgetrennten Flugstaubes hydratisiert und gesichtet wird, wobei anschließend mindestens ein Teilstrom des trockenen Flugstaubes zur Abgasreinigung rückgeführt wird.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Verfahren, bei denen die Schadgase mittels eines basischen Additives im Bereich einer Feuerung einer Verbrennungsanlage, beispielsweise eines Dampferzeugers eingebunden werden, lassen sich in die Gruppe der primären Abgasreinigungsverfahren einordnen. Als Schadgase können neben Schwefel- auch Halogenverbindungen, wie HCI und HF, im Abgas vorliegen. Unter dem Begriff Flugstaub ist in der Beschreibung und in den Patentansprüchen aus der Abgasreinigung entstammendes Additiv sowohl mit als auch ohne Begleitung von aus dem Brennstoff stammender Flugasche zu verstehen. Als Additive werden beispielsweise Hydroxid- oder Carbonatverbindungen der Metalle Calcium oder Magnesium und Mischungen derselben, vorzugsweise aber Kalkstein eingesetzt. Hauptproblem der Verfahren ist, daß das Additiv nur zum Teil ausgenutzt werden kann. Ein zu beachtendes Kriterium ist dabei die Reaktionstemperatur zur Schadgaseinbindung, die in Abhängigkeit vom Temperatur-Zeitverhalten des eingesetzten Additives, möglichst nicht höher als 1250°C liegen darf, wenn sowohl eine Versinterung des oberflächenaktiven Additives als auch eine Verkapselung des Additives durch eine aus der Feuerung stammende Flugasche vermieden werden soll.

Ein anderes Kriterium ist die effektive Verweilzeit des Additives in dem von den Schadgasverbindungen zu reinigenden Abgasstrom, die insbesondere vom Zumischen und Verteilen des Additives im Abgas wie auch von der Verweildauer in der Verbrennungsanlage sehr stark beeinflußt wird. Alle Verfahrensverbesserungen beinhalten daher Maßnahmen, die auf eine Erhöhung der Additivausnutzung und damit auch auf den Reinigungsgrad ausgerichtet sind.

Aus der DE-OS 3428502 ist ein Verfahren zur trockenen Entschwefelung von Flugasche enthaltenden Abgasen, beispielsweise Abgasen aus einem mit Braunkohle befeuerten Dampferzeuger, bekannt, nach dem als Additiv eingesetzter Kalksteinstaub im Bereich der Feuerung aufgegeben, nach einer bestimmten Verweilzeit im Abgasstrom zusammen mit der begleitenden Flugasche als Flugstaub abgeschieden und anschließend nach einer Behandlung mit trockenem Wasserdampf wieder in den bereits abgekühlten Abgasstrom rückgeführt wird. Bei der Wasserdampfbehandlung wird das Additiv durch einen Wasserdampfstrahl im Unterteil eines Wirbelbettes, das ähnlich einer Strahlmühle zwei entgegengerichtete Strahldüsen besitzt, zerkleinert, womit eine neue aktive Oberfläche am Additivkern geschaffen wird. Gleichzeitig wird nicht umgesetztes freies Calciumoxid durch den Wasserdampf hydratisiert. Diese Maßnahmen werden jedoch durch die Geschwindigkeit der exotherm verlaufenden Hydratisierung, von der Beschaffenheit des abgeschiedenen Flugasche-Additiv-Gemisches wie auch vom Wasser/ Calciumoxid-Verhältnis bestimmt. So nimmt beispielsweise die Agglomerationsbildung der Additiv-Partikel zu, wenn das Wasser/Calciumoxid-Verhältnis abnimmt. Eine Agglomerationsbildung wirkt aber der Bildung neuer Oberflächen durch Zerkleinerung der Additiv-Partikel entgegen, wodurch sich eine angestrebte Verfahrensverbesserung faktisch auf eine Erhöhung der Verweilzeit durch Rückführung des behandelten Flugasche-Additiv-Gemisches in den abgekühlten Abgasstrom beschränkt. Darüber hinaus belastet die Verwendung von trockenem Wasserdampf, der überdies nach dem bekannten Verfahren nicht kondensieren soll, die Energiebilanz des Verfahrens.