DD279183A1

DD279183A1 - PROCESS FOR ADVERSE DISCHARGING AND DUST REMOVAL

Info

Publication number: DD279183A1
Application number: DD32467788A
Authority: DD
Inventors: Tilo Haenssgen; Guntram Hergert; Gerd-Heinz Naumann; Rudolf Mallwitz; Rolf Thamm; Hans-Dieter Baumann; Dieter Hessler; Klaus-Peter Knittel; Werner Junghans; Harald Schneider
Original assignee: Leipzig Energiekombinat
Priority date: 1988-12-30
Filing date: 1988-12-30
Publication date: 1990-05-30

Abstract

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Entfernung von gasfoermigen Schadstoffen und Feststoffen aus Gasgemischen, speziell die Entfernung von SO2 und SO3 sowie Staub aus Rauchgasen unter Verwendung filternden Abscheider. Bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Gasreinigung nach Kleinkesselanlagen. Die Erfindung hat die Aufgabe, unter Ausnutzung von Prinzipien der Wirbelschichttechnik innerhalb nur eines Apparates, im Schlauchabscheider eine effektive Schadgaseinbindung bei optimalen Temperaturen zu verwirklichen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass im Trichterbereich eines filternden Abscheiders eine Sprudelschicht erzeugt wird, die eine spezielle Form einer Wirbelschicht darstellt. Dazu wird das Rauchgas nach Durchstroemen eines Waermeuebertragers in einem am unteren Ende des Staubabzugstrichters unter dem Schlauchabscheider angebrachten spaltfoermigen Schacht eingeleitet und durchstroemt diesen nach oben in Richtung der Filterelemente. Gleichzeitig wird am unteren Ende dieses Sprudelschachtes ein Kuehlgas zugefuehrt. Innerhalb des Sprudelschachtes, in dem eine hohe Partikelkonzentration herrscht (50 g/m3), kommt es durch das zugefuehrte Kuehlgas zu oertlichen Unterkuehlungen und zu Nebelbildung im Rauchgas. Diese Nebel werden von den Staubpartikeln adsorbiert, wodurch eine SO2-Einbindung an den feuchten Partikeln initiert wird. FigurThis invention relates to a process for the simultaneous removal of gaseous pollutants and solids from gas mixtures, especially the removal of SO2 and SO3 and dust from flue gases using filtering separators. Preferred field of application is the gas cleaning after small boiler systems. The invention has the object, taking advantage of the principles of fluidized bed technology within only one apparatus to realize an effective Schadgaseinbindung at optimal temperatures in Schlauchabscheider. According to the invention, the object is achieved in that in the funnel region of a filtering separator, a bubble layer is produced, which represents a special form of a fluidized bed. For this purpose, the flue gas is introduced after Durchstroemen a heat transfer in a mounted at the lower end of the dust extraction funnel under the hose separator gap-shaped shaft and this flows upwards in the direction of the filter elements. At the same time a cooling gas is supplied at the lower end of this bubble well. Within the bubble well, where there is a high particle concentration (50 g / m3), the supplied cooling gas causes local undercoolings and fog formation in the flue gas. These mists are adsorbed by the dust particles, initiating SO2 incorporation on the wet particles. figure

Description

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Field of application of the invention

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Entfernung von gasförmigen Schadstoffen und Feststoffen aus Gasgemischen, speziell die Entfernung ν :n SO₂ und SOa sowie Staub auch Rauchgasen unter Verwendung filternden Abscheider. Bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Gasreinigung nach Kleinkesselanlagen.This invention relates to a process for the simultaneous removal of gaseous pollutants and solids from gas mixtures, especially the removal of v: n SO ₂ and SOa, as well as dust and fumes using filtering separators. Preferred field of application is the gas cleaning after small boiler systems.

Characteristic of the known state of the art

Zur Entfernung von Schadgaskomponenten in Rauchgasen (beispielsweise SO₂) ist es bekannt, dem Rauchgas im Feuerraum oder im Rauchgaskanal kalziumhaltige Adsorptionsmittel zuzuführen. Für die Zuführung im Rauchgaskanal werden in einigen Vorschlägen spezielle Reaktoren angeordnet, und in nachfolgenden Staubabscheidern wird das Asche-Adsorbensgemisch vom Rauchgas getrennt.To remove noxious gas components in flue gases (for example SO ₂ ), it is known to supply calcium-containing adsorbents to the flue gas in the furnace or in the flue gas channel. For the supply in the flue gas duct special reactors are arranged in some proposals, and in subsequent dust collectors, the ash adsorbent mixture is separated from the flue gas.

Als Beispiel soll das Verfahren der zirkulierenden Wirbelschicht erwähnt werden. In einem Wirbelreaktor wird von unten als Wirbelgas das zu reinigende Rauchgas zugeführt und seitlich das Adsorptionsmittel, vorzugsweise Ca (OH)₂, eingebracht. Hohe Partikeldichte und Verweilzeit im Reaktor sichern mittlere Entschwefelungsoffekte. Als Randbedingung zur Durchführung des Verfahrens werden Gastemperaturen unter 1SO⁰C genannt. Das wird mittels Wassereinspritzung erreicht. Dem Reaktor ist ein Staubabscheider nachgeschaltet.As an example, mention should be made of the circulating fluidized bed process. In a vortex reactor, the flue gas to be purified is supplied from below as a fluidizing gas and laterally the adsorbent, preferably Ca (OH) ₂ introduced. High particle density and residence time in the reactor ensure medium desulphurisation. As a condition for carrying out the process gas temperatures below 1SO ⁰ C are called. This is achieved by means of water injection. The reactor is followed by a dust separator.

Aus anderen Quellen ist bekannt, daß eine Senkung der Rauchgastemperatur bis nahe an den Wassertaupunkt die Bindung von Schadgaskomponenten begünstigt.From other sources it is known that lowering the flue gas temperature close to the dew point promotes the binding of noxious gas components.

Zur Senkung der Rauchgastemperatur können auch Wärmeüoertrager eingesetzt werden, die jedoch im allgemeinen aus korrosionsbeständigem Material sein müssen, um beim Abkühlen der Rauchgase unter den Säuretaupunkt keinen Schaden zu nehmen. Vorteilhaft wirkt sich aus, wenn durch Zuführung von Adsorptionsmittel zum Feuerraum der Säuretaupunkt beseitigt wurde und somit einfache Materialien einsetzbar sind. Es ist ferner auch eine als ECO-Filter bezeichnete Vorrichtung bekannt geworden, in der der Wärmeübertragerteil innerhalb eines Schlauchabscheiders angeordnet ist und damit die Funktion von Rauchgaskühlung und Staubabscheidung mit einem minimalen apparativen Aufwand und Flächenbedarf realisiert wird. Andere Varianten zur Kühlung der Rauchgase sind spezielle Reaktionsstrecken, in denen Wasser oder eine Suspension eingedüst wird, als Sprühabsorber bezeichnet. In einzelnen Varianten wird in langen senkrechten Kanälen die Flüssigkeitsvernebelung und -verdjmpfung vorgenommen. Die Wasserzufuhr ist so groß, daß eine spürbare Senkung der Rauchgastemperatur eintritt. Eine Nutzung der Rauchgasenthalpie ist jedoch nicht möglich. Ein nachgeschalteter Abscheider sichert die Staubfreiheit der Abgase. Alle genannten Möglichkeiten zur Schadgasadsorption erreichen mittlere Effekte bezüglich der SO₂-Einbindung mit Kalzi imverbindungen und benötigen eine Reihenschaltung mehrerer Apparate, in der Regel in der Form Wärmeübertrager Reaki >r - Abscheider. Der apparative Aufwand und damit die Investkosten sind dementsprechend hoch.To reduce the flue gas temperature and heat exchanger can be used, but in general must be made of corrosion-resistant material to take no damage during cooling of the flue gases below the acid dew point. It has an advantageous effect if the acid dew point has been eliminated by supplying adsorbent to the firebox and thus simple materials can be used. Furthermore, a device known as an ECO filter has also become known, in which the heat exchanger part is arranged inside a hose separator, and thus the function of flue gas cooling and dust separation is realized with a minimum amount of equipment and area required. Other variants for cooling the flue gases are special reaction sections, in which water or a suspension is injected, referred to as a spray absorber. In some variants, the liquid misting and Verdymmpfung made in long vertical channels. The water supply is so great that a noticeable reduction in the flue gas temperature occurs. However, it is not possible to use the flue gas enthalpy. A downstream separator ensures the absence of dust from the exhaust gases. All abovementioned opportunities for Schadgasadsorption achieve average effects on the SO ₂ -inclusion with Kalzi imverbindungen and require a series connection of several apparatus, usually in the form of heat exchanger Reaki> r - separator. The expenditure on equipment and thus the investment costs are correspondingly high.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist, den Kostenaufwand und gleichzeitig die Platzanforderungen für die Durchführung von Schadstoffadsorption und Entstaubung und der dazu erforderlichem Rauchgaskühlung zu minimieren, dabei mittlere Entschwefelungsgrade realisierend.The aim of the invention is to minimize the cost and at the same time the space requirements for the implementation of pollutant adsorption and dedusting and the required flue gas cooling, thereby realizing medium desulfurization.

Explanation of the essence of the invention

Die Erfindung hat die Aufgabe, unter Ausnutzung von Prinzipien der Wirbelschichttechnik innerhalb nur eines Apparates, im Schlauchabscheider eine effektive Schadgaseinbindung bei optimalen Temperaturen zu verwirklichen.The invention has the object, taking advantage of the principles of fluidized bed technology within only one apparatus to realize an effective Schadgaseinbindung at optimal temperatures in Schlauchabscheider.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Trichtorbereich eines filternden Abscheiders eine Sprudelschicht erzeugt wird, die eine spezielle Form einer Wirbelschicht darstellt. Dazu wird das Rauchgas nach Durchströmen eines Wärmeübertragers in einem am unteren Ende des Staubabzugstrichters unter dem Schlauchabscheider angebrachten spaltförmigen Schacht eingeleitet und durchströmt diesen nach oben in Richtung der Filterelemente. Gleichzeitig wird am unteren Ende dieses Sprudelschachtes ein Kühlgas zugeführt. Innerhalb des Sprudelschachtes, in dem eine hohe Partikelkonzentration herrscht (> 50g/m³), kommt es durch das zugeführte Kühlgas zu örtlichen Unterkühlungen und zu Nebelbildung im Rauchgas. Diese Nebel werden von den Staubpartikeln adsorbiert, wodurch eine SOyEinbindung an den feuchten Partikeln initiiert wird.According to the invention the object is achieved in that in the Trichtorbereich a filtering separator, a bubble layer is produced, which represents a special form of a fluidized bed. For this purpose, the flue gas is introduced after flowing through a heat exchanger in a attached at the bottom of the dust extraction funnel under the hose separator slot-shaped shaft and flows through this upward in the direction of the filter elements. At the same time, a cooling gas is supplied at the lower end of this bubble well. Within the bubble well, in which a high particle concentration prevails (> 50g / m ³ ), it comes through the supplied cooling gas to local undercooling and mist formation in the flue gas. These mists are adsorbed by the dust particles, thereby initiating SOy binding to the wet particles.

Das Kühlgas ist im einfachsten Falle Umgebungsluft. Es ist aber auch möglich, gereinigtes Rauchgas nach dem Schlauchabscheider abzuziehen und mit Umgebungsluft zur Temporaturabsenkung zu mischen.The cooling gas is in the simplest case ambient air. But it is also possible to deduct purified flue gas after the Schlauchabscheider and mix with ambient air for Temporaturabsenkung.

In einer weiteren Modifizierung ist es möglich, das rückgeführte Rauchgas zu kühlen und gegebenenfalls zu befeuchten, bevor es in dep Sprudelschacht als Kühlgas eingeführt wird.In a further modification, it is possible to cool the recirculated flue gas and optionally to moisten it before it is introduced into the dep bubbling shaft as a cooling gas.

Auch ist es möglich, dem Kühlgas oder/und dem Rauchgas vor Eintritt in den Sprudelschacht frisches Adsorptionsmittel, beispielsweise CaO oder CaO-haltige Asche zuzugeben.It is also possible to add fresh adsorbent, for example CaO or CaO-containing ash, to the cooling gas and / or the flue gas before it enters the bubble well.

Die Menge des zuzuführenden Kühlgases beträgt mindestens 20% und höchstens 150% des rückgeführten Rauchgases. Durch eine Temperaturmessung und gegebenenfalls einer Messung des Feuchtegehaltes des Gases oder des Staubes innerhalb des Schlauchabscheiders ist es möglich, die Kühlgaszufuhr zu regeln. Auch eine Messung der Partikelfeuchte des am Schlauchabscheider alisgetragenen Gutes kann in diese Regelung einbezogen werden.The amount of the refrigerant gas to be supplied is at least 20% and at most 150% of the recirculated flue gas. By measuring the temperature and optionally measuring the moisture content of the gas or the dust within the Schlauchabscheiders it is possible to control the cooling gas supply. A measurement of the particle moisture content of the alis-supported material at the hose separator can also be included in this regulation.

embodiment

Anhand der Figur 1 wird die erfindungsgemäße Lösung erläutert. Unter dem Schlauchabscheider 1 befindet sich ein Sprudelschacht 3, der nach unten durch die Staubabzugseinrichtimg 5 abgeschlossen ist. An. unteren Ende des Sprudelschachtes 3 befindet sich der Rauchgaseintritt 4 sowie die Kühlgaszuführung 13. Als Kühlgas kann Frischluft 11 verwendet werden. Alternativer ist es möglich, Reingas aus dem Reingaskanal 6 über den Rückführventilatoi 12 anzusaugen und entweder in Mischung mit Frischluft 11 oder nach Kühlung in einem Kühler 15 dem Sprudelschacht 3 zuzuführen. Als Kühler 15 kann daher ein Wärmeübertrager oder ein Einspritzkühler Verwendung finden. Bei Eintritt des Gemisches von Rauchgas und Kühlgas in den Sprudelschacht 3 wird in effektiver Weise eine Befeuchtung der in der Sprudelschicht befindlichen Partikel realisiert, so daß bei Kontaktierung mit dem Rauchgasstrom eine hohe SC>2-Einbindung ge währleistet ist. Im Inneren des Schlauchabscheiders 1 angeordnete Temperaturmessung 14 ermöglicht, die Mengenströme des Kühlgases mittels der Regelklappen 10 so zu regulieren, daß immer optimale Temperaturverhältnisse in der Sprudelschicht eingehalten werden. Dabei soll die Temperatur in der Sprudelschicht höchstens 20°C über dem Wassertaupimkt es Mischgases liegen, mindestens aber so hoch sein, daß Verklebungen an den Filterelementen 2 vermieden werden.The solution according to the invention will be explained with reference to FIG. Below the hose separator 1 is a bubble well 3, which is closed at the bottom by the Staubabzugseinrichtimg 5. On. lower end of the bubble tube 3 is the flue gas inlet 4 and the cooling gas supply 13. As a cooling gas fresh air 11 can be used. Alternatively, it is possible to suck clean gas from the clean gas duct 6 via the Rückführventilatoi 12 and fed either in mixture with fresh air 11 or after cooling in a cooler 15 to the bubble well 3. As a cooler 15, therefore, a heat exchanger or an injection cooler can be used. Upon entry of the mixture of flue gas and cooling gas in the bubble well 3, a moistening of the particles located in the bubble layer is effectively realized, so that when contacting with the flue gas flow, a high SC> 2 integration GE is guaranteed. In the interior of the hose separator 1 arranged temperature measurement 14 allows to regulate the flow rates of the cooling gas by means of the control valves 10 so that always optimal temperature conditions are maintained in the effervescent layer. In this case, the temperature in the effervescent layer should be at most 20 ° C. above the water content of mixed gas, but at least so high that adhesions to the filter elements 2 are avoided.

Claims

1. A method for Schadgasadsorption and dedusting using a filtering separator and preferably supplying Ca-containing adsorbent for firing or in the flue gas duct and cooling the flue gases in front of the filtering separator, characterized in that located under a hose separator and belonging to this sparkling well both the flue gas to be cleaned as well as a cooling gas is supplied, the proportion of which is between 20% and 150% of the flue gas and the either fresh air or a mixture of recirculated clean gas and fresh air or cooled recirculated clean gas or a mixture of recycled clean gas and fresh air, in addition is cooled, wherein in the bubble well intensive mixing between the flue gas and the cooling gas at a particle concentration> bOg / m ³ occurs.

2. The method according to claim 1, characterized in that for cooling the recirculated clean gas, a heat exchanger is used, is used on the cooling side of water at a temperature below 25 ° C or air at ambient temperature.

3. The method according to claim 1, characterized in that an injection cooler is used as the cooler, is added to the recirculated clean gas in the water or an adsorbent-containing suspension.

4. The method according to claim 1, characterized in that a washing apparatus is used for cooling the recirculated Rejn gas.

5. The method according to claim 1, characterized in that the flue gas before entering the bubble tube or the cooling gas in addition to the already initiated at other sites adsorbent, a further amount of adsorbent is added.

6. The method according to claim 1, characterized in that the amount of the supplied cooling gas is regulated as a function of temperature or gas humidity within the Schlauchabscheiders and / or by the moisture content of the discharged agglomerate.