DE19546149A1

DE19546149A1 - Verfahren zur Rauchgasentschwefelung, wobei nach einer Naß-Rauchgasentschwefelungsanlage die verunreinigte Waschlösung einer speziellen Behandlung zugeführt wird

Info

Publication number: DE19546149A1
Application number: DE1995146149
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl Ing Plaschna; Viola Dr Rer Nat Wilker; Dieter Dipl Chem Steinruecken; Bringfride Buschmann; Rosemarie Raschke; Lothar Dipl Ing Hilbert
Original assignee: Ifk Ingenieurunternehmen fur Kraftwerks- Energie- und Umwelttechnik 03226 Vetschau De GmbH; IFK INGENIEURUNTERNEHMEN fur; VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Current assignee: Veag Powerconsult 03226 Vetschau De GmbH; Vattenfall Europe Generation AG and Co KG
Priority date: 1995-11-28
Filing date: 1995-11-28
Publication date: 1997-06-05
Anticipated expiration: 2015-11-29
Also published as: DE19546149B4

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rauchgasentschwefe lung, wobei nach einer Naß-Rauchgasentschwefelungsanlage die verunreinigte Waschlösung einer speziellen Behandlung zugeführt wird.

Bekannt ist es, dem sulfatbelasteten Wasser Calciumhydroxid suspension zuzusetzen. Es kommt zu einer Fällungsreaktion, wobei Feststoff, hauptsächlich Calciumsulfat entsteht. Dieser Feststoff wird in der Regel von der Flüssigkeit abge trennt.

Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß sich sehr feine Feststoffpartikel bilden, die sehr schlecht sedimentieren. Eine Fest-/Flüssig-Trennung, z. B. in einem Eindicker, wird dadurch erschwert. Erst nach langen Verweilzeiten erhält man einen Schlamm mit einem relativ geringen Feststoffge halt. Demzufolge ist mit dem Schlamm auch eine große Flüs sigkeitsmenge zu entsorgen. Wenn man eine zweite Trennstufe in Form einer Filtration des Schlamms nachschaltet, wird diese wiederum durch die Feinheit der Partikel nennenswert beeinträchtigt.

Es ist ein Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid un ter Bildung von Gips und Magnesiumhydroxid bekannt, wobei nach einer Naßentschwefelung die entstehende wäßrige Abfluß lösung gewonnen und rezirkuliert wird und daß dem Teil der wäßrigen Abflußlösung, der Magnesiumsulfit enthält, vor einer Oxidation in der Oxidationseinheit Calciumsulfat zuge setzt, so daß eine oxidierte wäßrige Ablauflösung gebildet, die Calciumsulfat-Feststoffe und gelöstes Magnesiumsulfat enthält, diese Lösung einen Regenerationstank zugeleitet, dort Kalk zugesetzt, so daß Gips ausfällt, welcher abgetrennt und zum Teil der Oxidationseinheit als Calciumsulfat wieder zugeführt wird (EP 0505 607).

Das Verfahren arbeitet im Unterschied zur Kalk- oder Brannt kalksuspension mit einer magnesiumhaltigen Waschlösung. Ein Calciumsulfatzusatz vor einer Oxidation bedeutet ein zusätz licher Aufwand. Außerdem ist der Einsatz von Kalkstein/Kalk für eine Entschwefelung preiswerter. Man erhält keine Klarphase, die einen geringen Sulfatgehalt aufweist.

Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kalkhydrat-Suspension für die Rauchgasentschwefelung eines fossil gefeuerten Kraftwerkes, wobei sulfatangereichertes Kreislaufwasser aus dem Gesamtsystem der mit einem Gaswä scher versehenen Rauchgasentschwefelungsanlage verwendet und mit Branntkalk in eine Löschanlage eingebracht wird, wo bei das sulfatangereicherte Kreislaufwasser zur vollständi gen oder teilweisen Deckung des Wasserbedarfs für das Löschen des Branntkalkes und für das Anfeuchten von Asche in Abhängigkeit vom Wasseranspruch des zu löschenden Kalkhy drats und der anzufeuchtenden Asche aus dem Kreislauf des Gaswäschers über einen Hydrozyklon gesteuert ausgeschleust und in einen Eindicker gefördert wird, wobei ein feststoffangereicherter Teilstrom aus dem Trichter des Ein dickers für die Ascheanfeuchtung und die Klarphase aus dem Eindicker als sulfatarmes Löschwasser in die Löschanlage ge fördert wird (195 02 066.9). Hier entstehen feine Feststoffpartikel, die allein mit Flockungshilfsmitteln auch schlecht sedimentieren. Eine Se dimentation mit einer anschließenden Filterpresse erfordert ein größeres Platzangebot in der Anlage und ist aufwendig auszuführen.

Darüber hinaus ist ein Verfahren zur Steuerung des Kristall wachstums, der Filtrierbarkeit und der Entwässerbarkeit von Rauchgasgips aus nassen Rauchgasentschwefelungsanlagen be kannt, bei denen dem System grobkörniger Rauchgasgips über eine Hydrozyklon entzogen wird und der Suspension des Hydro zyklonoberlaufs dauernd oder in Intervallen mindestens ein Teil der feinerkörnigen Festteile entzogen und nur die ver bleibende wäßrige Phase der Suspension in das System zurück geführt wird (DE-OS 39 03 631).

Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß lediglich eine Absicherung der erforderlichen Gipsqualität erfolgt. Eine Änderung von gelösten Komponenten, wie Magnesium und Sulfat, wird nicht erreicht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Eigen schaften der bei der Fällung von magnesiumsulfatbelasteten Wässern anfallenden Feststoffe dahingehend zu beeinflussen, daß eine Abtrennung der Flüssigphase entscheidend erleichtert und der Wassergehalt im anfallenden Feststoff reduziert wird.

Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß die magnesium-sulfatbelasteten Wässer in einem Behälter mit einer reduzierten Menge an Calciumhydroxidsuspension, einem Anteil Asche aus Verbrennungsanlagen sowie mit/ohne einem Flockungs-/Fällungshilfsmittel vermischt, anschließend eine Feststoffabtrennung durch Sedimentation und/oder Filtration, bei Filtration vorzugsweise mit einem Bandfilter, durchgeführt, die entstehende Klarphase als Teilstrom der Rauchgasentschwefelungsanlage rückgeführt, ein weiterer Anteil der Klarphase einer anderweitigen Verwendung zugeleitet und das verbleibende Feststoffgemisch einer Verwertung und/oder Entsorgung zugeführt wird.

Die zur Fällung verwendete Menge Calciumhydroxidsuspension wird um den wirksamen basischen Anteil der Asche reduziert. Als Flockungs-/Fällungshilfsmittel werden hochpolymere, vor zugsweise stark anionische Stoffe eingesetzt. Die Klarphase wird zur Kalk-Suspensionsherstellung und/oder zur Anfeuchtung der Asche verwendet. Die abgetrennten Feststoffe werden einer baustofftechnischen Verwertung, vorzugsweise als Zusatzstoff zur Zementherstellung und/oder als Baustoff, zugeführt.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll nachstehend die Er findung näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt das Verfahrensschema. Im Ausführungsbeispiel dient das Verfahren der Sulfatfällung von aus einer Rauchgasent schwefelungsanlage 15 entnommenen sulfathaltigen wäßrigen Reaktionsprodukten - dem sulfathaltigen Wasser 1. Die Rauch gasentschwefelungsanlage 15 ist einem kohlegefeuerten Dampf erzeuger mit Staubabscheidung nachgeschaltet, bei dem Asche 4 anfällt. Das gelöste Sulfat im sulfatbelasteten Wasser 1 liegt überwiegend als leicht lösliches Magnesiumsulfat vor. Durch Zugabe von Calciumhydroxidsuspension 3 zum sulfatbela steten Wasser 1 in die Fällungsstufe 5 kommt es zur Bildung von Gips und Magnesiumhydroxid, welches wegen der geringen Löslichkeit als Feststoff ausfällt.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß bei einer Zugabe von Kraftwerksasche 4 zur Fällungsstufe 5 die basischen Be standteile dieser Asche an der Fällungsreaktion teilnehmen, so daß eine Reduzierung des Verbrauches an Calciumhydroxid suspension in Umfängen eintritt. Eine weitere und überra schende Wirkung der Kraftwerksasche 4 besteht jedoch in diesem Zusammenhang darin, die Eigenschaften des Gemisches 6 dahingehend zu beeinflussen, daß eine rasche und nachhal tige Trennung von fester und flüssiger Phase durch Sedimen tation als auch durch Filtration ermöglicht wird. Im Ausfüh rungsbeispiel erfolgt dies mit einem Bandfilter 7. Hier wird die flüssige Phase als Filtrat 8 abgesaugt. Das Fest stoffgemisch 9 fällt als Filterkuchen an. Die strukturver bessernde Wirkung der Asche 4 wird durch Einsatz eines Flockungshilfsmittels unterstützt, wodurch der Filterku chen 9 noch leichter entwässerbar ist. Außerdem entsteht durch Flockung der Trübstoffe ein relativ klares Filtrat 8. Bei der Verwendung von speziellen Kraftwerksaschen mit hy draulischen Eigenschaften erhält man mit dem erfindungsge mäß in der Struktur veränderten Filterkuchen 9 ein abbinde fähiges Produkt mit einer strukturbedingt verringerten Dichte.

Das Filtrat 8 weist infolge der Fällungsreaktion einen deutlich reduzierten Sulfatgehalt auf. Infolge der erfindungsgemäß verbesserten Abtrennung der Klarphase in Form des Filtrats 8 steht eine größere Menge im Sulfatgehalt reduzierten Wassers zur Verfügung. Möglich sind die Rückführung eines Teilstromes 11 in die Rauchgasentschwefelungsanlage 15, was den Wasserhaushalt entlastet, und eine anderweitige Verwendung 12.

Erfolgt eine Trennung durch Sedimentation, wird das Gemisch 6 über den Eindicker 1- und anschließend entweder direkt einer Deponie 14 oder dem Bandfilter 7 zugeleitet. Auch in diesem Fall kann die Klarphase 8 so wie vorher beschrieben verwendet werden.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:

1. Die alkalischen Bestandteile der Kraftwerksasche reagie ren mit dem in der Waschlösung gelösten Sulfat, wodurch der Verbrauch an einzusetzender Kalksuspension reduziert werden kann.
2. Die Zugabe von reiner Kraftwerksasche bzw. in Kombina tion mit einem Flockungs-/Fällungshilfsmittel zu der mit Kalksuspension gefällten Waschlösung, führt zu einer Ver besserung der Struktur des Feststoffgemischs, wodurch eine schnellere und nachhaltigere Entwässerung durch Se dimentation oder durch Filtration möglich ist.
3. Das entwässerte Produkt ist nicht mehr breiig/schmierig, sondern körnig/fest.
4. Auf den Einsatz spezieller Eindickungsmechanismen kann im Falle einer Filtration verzichtet werden.
5. Durch die weitgehende Rückgewinnung des sulfatreduzier ten Wassers als Filtrat wird der Wasserhaushalt der Rauchgasentschwefelungsanlage verbessert. Das Wasser kann rezirkuliert werden, z. B. zur Abreinigung der Tropfenabscheider und für die Herstellung und Verdünnung der Kalkhydratsuspension verwendet werden.

Bezugszeichenliste

1 magnesiumsulfatbelastetes Wasser
2 Behälter
3 Calciumhydroxidsuspension
4 Asche
5 Fällungsstufe
6 Gemisch
7 Bandfilter
8 Filtrat/Klarphase
9 Feststoffgemisch
10 Flockungs-/Fällungshilfsmittel
11 Teilstrom
12 anderweitige Verwendung
13 Eindicker
14 Deponie
15 Rauchgasentschwefelungsanlage

Claims

1. Verfahren zur Rauchgasentschwefelung, wobei nach einer Naß-Rauchgasentschwefelungsanlage die magnesiumsulfatbe lasteten Wässer mittels Calciumionen einer Fällungsreaktion unterzogen und von Feststoffen befreit werden, gekennzeichnet dadurch, daß die magnesium-sulfatbelasteten Wässer (1) in einem Be hälter (2) mit einer reduzierten Menge an Calciumhydroxid suspension (3), einem Anteil Asche (4) aus Verbrennungsanla gen sowie mit/ohne einem Flockungs-/Fällungshilfsmittel (10) vermischt, anschließend eine Feststoffabtrennung durch Sedimentation und/oder Filtration, bei Filtration vorzugs weise mit einem Bandfilter (7), durchgeführt, die entstehen de Klarphase (8) als Teilstrom (11) der Rauchgasentschwefe lungsanlage (15) rückgeführt, ein weiterer Anteil der Klar phase (8) einer anderweitigen Verwendung (12) zugeleitet und das verbleibende Feststoffgemisch (9) einer Verwertung und/oder Entsorgung zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die zur Fällung verwendete Menge Calciumhydroxidsuspension (3) um den wirksamen basischen Anteil der Asche (4) redu ziert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Flockungs-/Fällungshilfsmittel (10) hochpolymere, vor zugsweise stark anionische Stoffe eingesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Klarphase (8) zur Kalk-Suspensionsherstellung und/oder zur Anfeuchtung der Asche verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die abgetrennten Feststoffe einer baustofftechnischen Ver wertung zugeführt werden.