DE1284556B

DE1284556B - Verfahren zum Entschwefeln von Verbrennungsabgasen

Info

Publication number: DE1284556B
Application number: DEW29631A
Authority: DE
Original assignee: WICKERT
Current assignee: WICKERT
Priority date: 1961-03-09
Filing date: 1961-03-09
Publication date: 1968-12-05
Also published as: GB1009191A

Description

1 2

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ent- schlackungen) zu vermeiden, indem CaO-MgO-haltige schwefeln von Verbrennungsabgasen durch Zugabe Stoffe den Verbrennungsabgasen zugesetzt werden, von staubförmigem Eisen(III)-oxyd und von staub- um die gebildete Schwefelsäure aus ihnen zu entfernen, förmigem Erdalkalioxyd zu den heißen Abgasen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver-

Man hat bereits zum Unschädlichmachen von bei 5 fahren zum Entschwefeln der Verbrennungsabgase der Verbrennung schwefelhaltiger Brennstoffe in anzugeben, das mit geringem Kostenaufwand und ohne Kesselfeuerungen u. dgl. auftretender Schwefelsäure nennenswerte bauliche Veränderungen an den üblichen und zur Vermeidung von Rohrverschmutzungen sowie Dampf- und Heizungskesseln durchführbar ist und Hochtemperaturkorrosionen an den Rohren Dolomit eine praktisch vollständige Entschweflung der Verdem Heizöl beigemischt bzw. Dolomitstaub mit der 10 brennungsabgase ergibt.

Verbrennungsluft in die Feuerung eingeblasen, wo- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch

durch aber keine Entschweflung der Verbrennungs- gelöst, daß zu den heißen Abgasen eine Mischung von abgase erzielbar ist. MgO und Fe₂O₃ im Gewichtsverhältnis 100:1 bei

Zum Entschwefeln der Verbrennungsabgase wurde einer Temperatur von über 850⁰C zugegeben wird, schon vorgeschlagen, das in ihnen enthaltene Schwefel- 15 Das Eisenoxyd Fe₂O₃ wirkt als Katalysator für die dioxyd in einem Trockenprozeß unter katalytischer SO₂-Oxydation, das Magnesiumoxyd als Reaktions-Einwirkung des Oxyds von Eisen und anderen Metallen partner, um das entstandene SO₃ zu binden, so daß bei Temperaturen zwischen 650 und 580° C in Schwefel- festes Magnesiumsulfat entsteht, trioxyd umzuwandeln, das durch die Wirkung des in Fe₂O₃ und MgO sind als Katalysator bzw. Reak-

den Verbrennungsprodukten enthaltenen Wasser- 20 tionspartner deshalb besonders günstig, weil ihre dampfes bei Temperaturen über dem Taupunkt und Anwendung relativ wirtschaftlich ist. Ein weiterer mit Hilfe der in der Flugasche enthaltenen Metall- Vorteil ist, daß das letztlich erhaltene Abfallprodukt oxyde, insbesondere des Aluminiumoxyds, in Sulfate wiederum wirtschaftlich verwertet werden kann. Die übergeführt werden sollte, die in trockenem Zustand festen Schwefelverbindungen werden außerhalb der auf Heiz- bzw. anderen Flächen niedergeschlagen und 25 Feuerungsräume beispielsweise durch an sich bekannte von diesen mechanisch entfernt werden sollten. Dieser mechanische oder elektrische Staubabscheider aus den Vorschlag scheitert unter anderem an der viel zu Abgasen niedergeschlagen, gesammelt und ihrer kurzen Verweilzeit der Verbrennungsabgase im an- weiteren Verwendung zugeführt, gegebenen Temperaturbereich von etwa 600⁰C und Es wird eine Mischung von MgO und Fe₂O₃ in

an der Zersetzung des Aluminiumsulfats ab 600⁰C, 30 Staubform im Gewichtsverhältnis 100:1 den Verso daß oberhalb dieser Temperatur kein SO₃ durch brennungsgasen an einer Stelle zugegeben, an welcher Al₂O₃ gebunden werden kann. Eine Entschweflung eine Temperatur von über 85O⁰C herrscht. Dabei wird der Verbrennungsabgase ist auf diesem Wege nicht die Verbrennung des stark schwefelhaltigen Heizöls zu erreichen, da sich das SO₂ nur spurenweise in SO₃ mit so viel Luftüberschuß durchgeführt, daß anumwandelt und das Al₂O₃ und Fe₂O₃ der Flugasche 35 schließend im Feuerungsraum die katalytische Oxynicht mit SO₃ reagiert, weil diese Oxyde durch die dation des SO₈ zu SO₃ erfolgen kann. Durch das hohe Flammentemperatur, der sie ausgesetzt waren, MgO, welches in äquivalentem Verhältnis zum Schwefel reaktionsunfähig wurden. im Feuerungsraum stehen muß, wenn dieser aus den

Man hat auch schon zur Bekämpfung der Tau- Verbrennungsgasen vollständig entfernt werden soll, punktskorrosion an den Rohren Kalziumoxyd etwas 40 wird das SO₃ gebunden, so daß als Produkt MgSO₄ oberhalb des Taupunktes (bei 300 bis 200⁰C) den entsteht, welches selbst bei Anwesenheit von Wasser-Rauchgasen zugesetzt. Es schützt nur vor der Tau- dampf in den Verbrennungsgasen ein lockeres Pulver punktskorrosion, indem es sich auf den Rohren bleibt. Somit ist keine Gefahr vorhanden, daß Heizabsetzt und die sich dort niederschlagende Schwefel- flächenverschmutzungen oder -verkrustungen aufsäure neutralisiert. Diese Schwefelsäure bildet sich 45 treten, auch nicht in Temperaturbereichen unter aus den geringen Mengen SO₃ (etwa 0,005%), die in 450°C, da die Anwesenheit freier Schwefelsäure ausden Verbrennungsabgasen enthalten sind. Eine Ent- geschlossen ist, weil das gesamte gebildete SO₃ bereits schweflung derselben tritt dabei nicht ein, da das bei höheren Temperaturen in Magnesiumsulfat über-SO₂ (0,1 Volumprozent) und die gasförmige H₂SO₄ geführt wurde.

nicht mit CaO reagieren. 50 Das staubf örmige Gemisch wurde in den Feuerungs-

Es ist ferner zum Zwecke der Verhinderung von raum bei Temperaturen oberhalb von 85O⁰C ein-Rohrablagerungen ermittelt worden, daß Eisenoxyd geblasen, wodurch erreicht wurde," daß die Staubdie Umsetzung von SO₂ zu SO₃ katalysiert, und zwar wolke das allein wirkungsvolle Temperaturgebiet bei Temperaturen zwischen 300 und 1000° C (Maximum zwischen etwa 850 und etwa 45O⁰C durchströmt. Es 630° C), daß sich eine solche Katalyse schon am Ende 55 hat sich gezeigt, daß sowohl die katalytischen Eigendes Strahlteils von Dampfkesselfeuerungen bemerkbar schäften des Fe₂O₃ als auch das Bindungsvermögen macht und daß durch Zugabe von auf die Rohrober- des MgO für gasförmiges SO₃ in diesem Temperaturflächen eingestäubtem CaO bei hohen Temperaturen gebiet ausreichend stark sind. Optimale Verhältnisse (1000 bis 1300⁰C) das gebildete SO₃ gebunden werden hinsichtlich des Katalysators herrschen bei Tempekann, indem sich an Stelle des schädlichen Na₂S₂O₇ 60 raturen um etwa 700⁰C, während ein optimales CaSO₄ bildet. Eine Entschweflung der Verbrennungs- Bindungsvermögen des MgO für SO₃ bei etwa 75O⁰C abgase ist auf diesem Wege jedoch nicht zu er- festzustellen war, wenn Fe₂O₃ anwesend ist. Die zielen. Reaktionen bei der Entschweflung der Verbrennungs-

Bekannt ist ferner, Rohrverschmutzungen (Ver- gase laufen wie folgt ab:

2SO₂ + O₂ + Fe₂O_{3(Katalysator)} _* 2SO_{3 +} Fe₂O_{3(Katalysat0r)} SO₃ + MgO > MgSO₄

Versuche haben gezeigt, daß die beiden in Betracht kommenden Reaktionen auch bereits bei kurzen Verteilzeiten der Staubwolke von 1 bis 2 Sekunden innerhalb des optimalen Temperaturbereiches noch vollständig ablaufen, d. h. daß eine vollständige Entschweflung auch bei derart geringen Verweilzeiten der Verbrennungsgase in den fraglichen Temperaturzonen noch erreicht wird.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Entschwefeln von Verbrennungsabgasen durch Zugabe von staubförmigem Eisen(III)-oxyd und von staubförmigem Erdalkalioxyd zu den heißen Abgasen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung von MgO und Fe₂O₃ im Gewichtsverhältnis 100:1 bei einer Temperatur von über 850⁰C zugegeben wird.