DE19527669C2

DE19527669C2 - Process for cleaning the exhaust gas from incinerators

Info

Publication number: DE19527669C2
Application number: DE1995127669
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Dr Hannes; Domenico Dipl Ing Pavone; Harald Spliessgardt
Original assignee: Steag GmbH
Current assignee: Steag Energy Services GmbH
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 1997-08-14
Anticipated expiration: 2015-07-29
Also published as: DE19527669A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen des Abgases aus Verbrennungsanlagen, insbesondere aus Kraftwer ken und Müllverbrennungsanlagen, wobei das Abgas durch min destens einen Bereich einer Abgasführung, insbesondere durch einen Wärmetauscher, geführt wird, in dem die Abgastempera tur unter den Taupunkt der Schwefelsäure sinkt.The invention relates to a method for cleaning the Exhaust gas from combustion plants, in particular from power plants ken and waste incineration plants, the exhaust gas by min at least an area of exhaust gas routing, in particular through a heat exchanger, in which the exhaust temperature ture drops below the dew point of sulfuric acid.

Derartige Temperatursenkungen treten beispielsweise im Luftvorwärmer (LUVO) der Verbrennungsanlage auf. Hier kühlen sich die Abgase auf ca. 135°C ab, wobei die Temperatur an der Wärmetauscherwand noch um ca. 50°C niedriger liegt. Es kommt also zur Kondensation der Schwefelsäure, und zwar in verstärktem Maße dann, wenn, wie üblich, zwischen dem LUVO und dem Kessel eine Entstickungsanlage (DENOX) angeordnet ist, die mit selektiver katalytischer Reduktion arbeitet. Unter der Wirkung der Katalysatoren tritt eine verstärkte Konversion von SO₂ zu SO₃ auf. Es entstehen also größere Mengen an Schwefelsäure.Such temperature drops occur, for example, in Air preheater (LUVO) on the incinerator. Cool here the exhaust gases decrease to approx. 135 ° C, the temperature increasing the heat exchanger wall is still approx. 50 ° C lower. It So comes the condensation of sulfuric acid, in to a greater extent if, as usual, between the LUVO and a denoxification system (DENOX) is arranged in the boiler which works with selective catalytic reduction. Under the action of the catalysts occurs an increased Conversion from SO₂ to SO₃. So there are bigger ones Amounts of sulfuric acid.

Ähnliche Verhältnisse wie im LUVO treten auch in einem regenerativen Gasvorwärmer (GAVO) auf, der einer Rauchgas entschwefelungsanlage vorgeschaltet ist.Similar conditions as in the LUVO also occur in one regenerative gas preheater (GAVO) on that of a flue gas desulfurization system is connected upstream.

Die auskondensierte Schwefelsäure wirkt korrosiv auf die Wandungen der Abgasführung ein, und zwar auch dann, wenn die Wandungen aus emaillierten Stahlblechen bestehen. Dies gilt nicht nur für konzentrierte Schwefelsäure, sondern vor allen Dingen auch für verdünnte Schwefelsäure, da letztere disso ziiert und dementsprechend äußerst aggressiv ist.The condensed sulfuric acid has a corrosive effect on the Walls of the exhaust system, even if the Walls are made of enamelled steel sheets. this applies not just for concentrated sulfuric acid, but above all Things also for dilute sulfuric acid, since the latter disso is adorned and accordingly extremely aggressive.

Aus der DE 44 24 774 A1 ist es bekannt, das bei der Wär meauskopplung anfallende saure Kondensat der Rauchgase di rekt aus dem Wärmetauscher abzuziehen, um die Folgeanlagen vor dem korrosiven Angriff des Kondensats zu schützen. Der gesamte Bereich der Abgasreinigung kann auf diese Weise je doch nicht abgeschirmt werden. From DE 44 24 774 A1 it is known that the heat acid coupling of acidic condensate of the flue gases di pull right out of the heat exchanger to the downstream plants to protect against the corrosive attack of the condensate. Of the Entire area of exhaust gas purification can be done this way not be shielded.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gesamte Abgasreinigung schonender durchzuführen.The invention has for its object the whole Exhaust gas cleaning to be carried out more gently.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren nach der Er findung dadurch gekennzeichnet, daß man die auskondensie rende oder auskondensierte Schwefelsäure mit einem silicium haltigen Mittel in Berührung bringt.To solve this problem, the procedure according to the Er invention characterized in that the condensation rende or condensed sulfuric acid with a silicon containing agents.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß Schwefelsäure Silicium aufnimmt und mit zunehmender Sättigung in seiner korrosiven Aggressivität gehemmt wird. Bei vollständiger Sättigung kommt es zu einem völligen Blockieren der Säure. Dabei nimmt die erforderliche Sättigungsmenge an Silicium ab, wenn die Konzentration der Schwefelsäure steigt.Surprisingly, it was found that sulfuric acid Silicon absorbs and with increasing saturation in its corrosive aggressiveness is inhibited. With complete Saturation leads to a complete blockage of the acid. The required amount of saturation of silicon increases decreases when the concentration of sulfuric acid increases.

Die Erfindung bietet also die Möglichkeit, die Schwefel säure im instationären Betrieb völlig unschädlich zu machen. Maßnahmen, die Menge der entstehenden Schwefelsäure zu redu zieren, sind also überflüssig. Dabei läßt sich die Erfindung mit einfachsten und äußerst kostengünstigen Mitteln reali sieren. Vor allen Dingen der anlagentechnische Aufwand ist minimal.The invention therefore offers the possibility of sulfur make acid completely harmless in transient operation. Measures to reduce the amount of sulfuric acid produced grace, are therefore superfluous. The invention can with the simplest and extremely cost-effective means reali sieren. Above all, the plant engineering effort minimal.

Eine bevorzugte Verfahrensführung ergibt sich dadurch, daß man das siliciumhaltige Mittel flüssig oder dampfförmig in das Abgas eindüst. Dies kann in demjenigen Bereich der Abgasführung geschehen, in dem die Kondensation der Schwe felsäure stattfindet. Das Mittel kann jedoch auch an belie biger und ggf. besonders geeigneter Stelle stromauf dieses Bereichs eingedüst werden. Es wird dann vom Abgas mitgeführt und entfaltet seine Wirkung sehr früh, nämlich bereits bei Beginn des Kondensationsvorganges.A preferred procedure results from that the silicon-containing agent liquid or vapor injected into the exhaust gas. This can be in the area of Exhaust gas flow happen in which the condensation of the welding rock acid takes place. However, the agent can also be supplied biger and possibly a particularly suitable place upstream of this Area are injected. It is then carried along by the exhaust gas and takes effect very early, namely at Start of the condensation process.

Im übrigen gelangt das siliciumhaltige Mittel im kriti schen Bereich als Film auf die Wandungen der Abgasführung und erzeugt hier einen sehr vorteilhaften zusätzlichen Effekt. Das Mittel ist nämlich hydrophob und vermindert die Benetzbarkeit der Wandflächen. Kondensierte Schwefelsäure läuft also an den Wandflächen ab, mit der Folge, daß Asche partikel in wesentlich geringerem Umfang an den Wandflächen haften. Auch vermindert sich die Verschmutzung durch Ammo niumhydrogensulfat, das aus dem Betrieb der DENOX-Anlage re sultiert. Reinigungsvorgänge sind, wenn überhaupt, nur noch in großen Zeitabständen erforderlich.For the rest, the silicon-containing agent reaches the kriti area as a film on the walls of the exhaust system and creates a very advantageous additional here Effect. The agent is namely hydrophobic and reduces the Wettability of the wall surfaces. Condensed sulfuric acid So runs off on the wall surfaces, with the result that ash Particles to a much lesser extent on the wall surfaces be liable. Ammo pollution is also reduced nium hydrogensulfate, which results from the operation of the DENOX plant results. Cleaning operations are only, if at all required at large intervals.

Die verminderte Benetzbarkeit wirkt sich auch im regene rativen GAVO positiv aus. Sie vermindert nämlich denjenigen Anteil an auskondensierter Schwefelsäure, der von der Roh gasseite auf die Reingasseite transportiert wird. Dement sprechend gelangt weniger Schwefelsäure in die Atmosphäre. Dies gilt auch für Schwefelsäure-Aerosole, die zu einem Aus wurf saurer Partikel führen.The reduced wettability also has an effect in the rain positive GAVO. It diminishes them Proportion of condensed sulfuric acid from the raw gas side is transported to the clean gas side. Dement speaking less sulfuric acid gets into the atmosphere. This also applies to sulfuric acid aerosols that lead to an out throw acidic particles.

Da kondensierte Schwefelsäure an den Wärmetauscherflä chen nicht mehr haftet, entfällt auch der korrosive Angriff von Fluorsulfonsäure (gebildet aus H₂SO₄, H₂O und HF).Since condensed sulfuric acid on the heat exchanger surface is no longer liable, the corrosive attack is also eliminated of fluorosulfonic acid (formed from H₂SO₄, H₂O and HF).

Im Hinblick auf die Verminderung der Benetzbarkeit ist es - alternativ oder zusätzlich - besonders vorteilhaft, daß man das siliciumhaltige Mittel in dem Bereich der Abgasfüh rung, in dem die Abgastemperatur unter den Taupunkt der Schwefelsäure sinkt, in flüssiger Form auf die Wandungen der Abgasführung aufbringt. Die hydrophobe Eigenschaft des Mit tels wird sofort zu Prozeßbeginn wirksam, und zwar in opti malem Maße, ohne daß dadurch der Effekt der Säureblockierung vermindert würde. Der Auftrag des Mittels wird bei den ohne hin erforderlichen Wartungsarbeiten wiederholt. Die Wirkung hält entsprechend lange an. Im Falle eines Wärmetauschers taucht man die Bleche vor der Erstmontage in das Mittel und besprüht sie anschließend anläßlich der periodischen War tung.In terms of reducing wettability it - alternatively or additionally - particularly advantageous that the silicon-containing agent in the area of the exhaust gas guide tion in which the exhaust gas temperature is below the dew point of the Sulfuric acid drops in liquid form on the walls of the Exhaust gas guide applies. The hydrophobic property of the Mit means takes effect immediately at the start of the process, in opti times without the effect of acid blocking would be diminished. The application of the remedy is for those without necessary maintenance work repeated. The effect lasts for a long time. In the case of a heat exchanger if the sheets are dipped into the medium and before the first assembly then sprayed them on the occasion of the periodic war tung.

Als siliciumhaltiges Mittel kommt beispielsweise Wasser glas oder Aerosil in Frage. In wesentlicher Weiterbildung der Erfindung wird allerdings vorgeschlagen, daß das sili ciumhaltige Mittel Silikonöl ist oder enthält. Bei Silikonöl ist es für die Schwefelsäure besonders einfach, das Silicium aufzunehmen.Water, for example, comes as a silicon-containing agent glass or aerosil in question. In essential training However, the invention proposes that the sili cium containing agent is or contains silicone oil. With silicone oil it is particularly easy for the sulfuric acid, the silicon to record.

Im übrigen bewirkt die Erfindung noch einen zusätzli chen, besonders vorteilhaften Effekt. Die im Abgas enthal tene wäßrige Säure bewirkt unter den herrschenden Tempera turen eine Hydrolyse des Silikonöls. Dabei wird Silicium frei und steht für die Aufnahme durch die Schwefelsäure zur Verfügung. Die verbleibenden organischen Restgruppen enthal ten ebenfalls Silicium und besitzen die Fähigkeit, sich als feste Schicht auf den Wandungen der Abgasführung abzulagern, insbesondere wenn die Wandungen aus siliciumhaltigem Mate rial bestehen. Diese Schicht aus Siliciumpolymeren ist in hohem Maße hydrophob und führt daher zu einer dauerhaften Verminderung der Benetzbarkeit der Wandflächen.In addition, the invention brings about an additional Chen, particularly beneficial effect. The contained in the exhaust tene aqueous acid causes under the prevailing tempera hydrolysis of the silicone oil. This is silicon free and is available for absorption by sulfuric acid Available. Contain the remaining organic residual groups also silicon and have the ability to act as to deposit a solid layer on the walls of the exhaust gas duct, especially if the walls are made of silicon-containing mate rial exist. This layer of silicon polymers is in highly hydrophobic and therefore leads to a permanent Reduction of the wettability of the wall surfaces.

Die Vorteile der Erfindung wirken sich insbesondere in den Wärmetauscherbereichen der Abgasführung aus, und zwar dort vor allem an den Wandflächen emaillierter Bleche. Geschont werden jedoch auch sämtliche anderen Wandungen, die dem Angriff der Schwefelsäure ausgesetzt sind.The advantages of the invention are particularly noticeable in the heat exchanger areas of the exhaust gas duct, namely there, especially on the wall surfaces of enamelled sheets. However, all other walls, the are exposed to the attack of sulfuric acid.

Claims

1. A method for cleaning the exhaust gas from combustion plants, in particular from power plants and waste incineration plants, the exhaust gas being passed through at least one area of an exhaust gas guide, in particular through a heat exchanger, in which the exhaust gas temperature drops below the dew point of the sulfuric acid, characterized in that that one brings the condensing or condensed sulfuric acid into contact with a silicon-containing agent.

2. The method according to claim 1, characterized in that that the silicon-containing agent liquid or vapor injected into the exhaust gas.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized records that the silicon-containing agent in the range the exhaust gas routing, in which the exhaust gas temperature is below the Dew point of sulfuric acid drops to the liquid Walls of the exhaust duct.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the silicon-containing agent is silicone oil or contains.