DE19705969C2 - Verfahren zur Abscheidung von Schadstoffen aus Abgasanlagen und Unterstützung der Oberflächenabsorption bei der Abscheidung von sauren Gasen in Heißgasströmen, vorzugsweise für fossile Kraftwerke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidung von Schadstoffen aus Abgasanlagen in einem Gasrohr mit mindestens einem im Gasstrom angeordneten und in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit verstellbaren Verdrängungskörper, bei dem dem Gasstrom in Gasströmungsrichtung hinter dem Verdrängungskörper im Bereich der sich bildeten Gaswirbel der Kalk zugesetzt wird.

Aus der DE 197 03 306 A1 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt geworden. Bei diesem Verfahren läßt sich innerhalb des Rauchgasstromes bereits eine große Stoffaustauschfläche für die Reaktionen zwischen den im Rauchgas mitgeführten Schwefeldioxiden und den zur Bindung des Schwefels vorgesehenen Calciumionen erzielen, da diese unmittelbar in mittels Verdrängungskörper im Rauchgasstrom erzielte Rauchgaswirbel eingesprüht werden.

Nach wie vor hängt die Stoffaustauschfläche aber auch maßgebend von der Korngröße der Kalkteilchen ab, d. h. zur Erzielung vernünftiger Wirkungsgrade muß der Kalk unter erheblichem Aufwand sehr fein aufgemahlen werden.

Die DE 40 04 866 C2 zeigt ebenso wie die DD 280 045 A1 ein Verfahren zur Rauchgasentschwefelung für Dampfkessel mit Mühlen- und/oder Rostfeuerungen, bei dem eine Kalksuspension in die heißen Freiräume der Dampfkessel oder auf das glühende Brennstoffbett der Rostfeuerung unter Volumenzunahme verdüst wird. Die Stoffaustauschfläche und die Verweilzeit vergrößernde Verdrängungskörper zur Bildung von Rauchgaswirbel sind bei diesem Verfahren nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Rauchgasentschwefelung gemäß der DE 197 03 306 A1 zur Erzielung noch höherer Stoffaustauschwirkungsgrade weiter zu entwickeln.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die beim Löschvorgang auf etwa 70°C aufgeheizte Kalksuspension vor der Zugabe in den Gasstrom direkt oder durch Warmwasser und/oder Wasserdampf weiter aufgewärmt und dann mit 4 bis 5 bar und einer Temperatur von etwa 150°C in die Absorptionsstrecke eingedüst wird und der Gasstrom dann mit etwa 130°C einem Staubfilter zugeführt wird.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die für die Entschwefelungsreaktionen benötigte Kalksuspension unter erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur, wobei die Temperatur unterhalb der dem erhöhten Druck entsprechenden Siedetemperatur liegt, dem Rauchgasstrom zugeführt und in die durch die Verdrängungskörper gebildeten Rauchgaswirbel eingesprüht. Aufgrund der Druckminderung beim Einsprühen erfolgt unter den vorgegebenen Verfahrensbedingungen eine schlagartige Verdampfung der Wasseranteile in der Suspension. Insbesondere trifft dies auch auf die von den Kalkteilchen aufgrund der Kapillarkräfte aufgenommenen Wasserteilchen zu. Durch eine derartige "Flash-Verdampfung" werden die Kalkteilchen praktisch aufgesprengt, so daß die gebildeten Teilstücke insgesamt eine wesentlich größere freie Oberfläche besitzen als das ursprüngliche Teilchen. Dies wiederum führt zu einer wesentlichen Erhöhung des Stoffaustauschs und damit des Wirkungsgrads der Entschwefelungsreaktionen.

Das Verfahren ist gemäß dem in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
mit (1) ist ein z. B. Kalkbehälter dargestellt,
mit (2) die Löscheinrichtung zum Anmischen des Kalkes mit Wasser, und hierbei entsteht ungefähr eine Temperatur von 70°C.

Erfindungsgemäß wird nach diesem Löschen und Anmischen ein Aufwärmbehälter (3) dem Verfahren zugeordnet, in dem der gelöschte Kalk aufgewärmt wird, vorzugsweise mit Dampf und/oder mit warmem Wasser, auf etwa 130°C, und einen Druck von etwa 4 bis 5 bar erfährt.

Mit (4) ist ein Verbrennungskessel dargestellt,
mit (5) ein Luftvorwärmer
mit (6) die Mischabsorptionsstrecke, der das Abgas aus dem Kessel über den Luvo wärmetechnisch genutzt mit etwa 150-180°C der Absorptionsstrecke zugeführt wird.
mit (7) ist vorzugsweise eine Führungseinrichtung dargestellt, in der SO₂ Roh- und Reingas gemessen werden und in diesem Verhältnis wird dann über eine Regeleinrichtung (8) die Absorptionsflüssigkeit aus dem Aufwärmebehälter der Strecke (6) hinter dem Verdrängerkörper (9) zugeführt. Das daraus resultierende weitgehend entschwefelte Abgas wird mit etwa 130°C dem nachgesetzten Staubabscheider, z. B. Staubfilter (10), zugeführt.

Erfindungsgemäß wird durch diese Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens erreicht, daß der Kalk aus dem Behälter (1) über die Löschvorrichtung (2) eine Temperaturerhöhung um etwa 70°C erfährt und im Aufwärmbehälter (3) um weitere etwa 50°C angewärmt wird, und die dann entstandene, aufgewärmte Flüssigkeit wird dann mit etwa 4 bis 5 bar über die Führungsstrecke und im Regelbereich bei diesem hohen Druck in den Kapillaren der einzelnen Absorptionsmoleküle angereichert, so daß nicht nur eine Oberflächenfeuchte entstanden ist, sondern durch den erhöhten Druck und die erhöhte Temperatur auch eine Anreicherung in den Kapillaren der einzelnen Absorptionsteilchen zwangsläufig erzielt wurde.

Diese Teilchen werden dann erfindungsgemäß in dem Bereich der etwa 150°C Kontaktstrecke in die Wirbel hinter dem Verdrängerkörper (9) eingeführt. Hier findet eine Verdampfung nicht nur der Oberflächenfeuchte, sondern auch der in den Kapillaren vorhandenen Flüssigkeit statt, wodurch die einzelnen Teilchen aufgesprengt und eine wesentlich größere Reaktionsoberfläche als es normalerweise durch das Aufmahlen alleine bisher zwangsläufig der Fall war, erzeugt wird.

Durch diese größere Oberfläche wird erfindungsgemäß eine wesentlich verbesserte Absorption ermöglicht. Als weiterer Vorteil ergibt sich, daß aufgrund der erheblichen Vergrößerungen der freien Oberfläche für die Reaktionen im nachgeschalteten Staubfilter selbst noch genügend freie Oberfläche für Nachreaktionen zur Verfügung steht.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die vorstehend im einzelnen dargestellten und beschriebenen Ausbildungsformen beschränkt, sondern es sind zahlreiche Abänderungen möglich, ohne jedoch von dem Grundgedanken abzuweichen, einen Kalk zu löschen und die hierbei erzeugte Temperatur als Nutzwärme einem Aufwärmbehälter zuzuführen, in dem die Suspension z. B. mittels Warmwasser und/oder Dampf weiter erwärmt und dann bei 4 bis 5 bar Druck einer Kontakstrecke zugeführt wird, z. B. (6) oder auch einer Kontaktstrecke (11) z. B. vor dem Luvo (6), die hinter dem Kessel angeordnet ist, so daß die Absorptionsstrecken (11) und/oder (6) zur Absorption herangezogen werden können, um nach einer Temperaturabsenkung von z. B. 150°C auf 130°C die optimale Absorption durchzuführen. Das entstandene Reaktionsprodukt wird mit noch nicht ausreagierten Absorptionsteilchen in einem nachgeschalteten, vorzugsweise Gewebestaubfilter abgeschieden, wobei hier aufgrund der großen Oberfläche eine weitere Absorption erfolgt.

Claims (1)

1. Verfahren zur Abscheidung von Schadstoffen aus Abgasanlagen in einem Gasrohr mit mindestens einem im Gasstrom angeordneten und in Abhängigkeit von der Gasgeschwindigkeit verstellbaren Verdrängungskörper, bei dem dem Gasstrom in Gasströmungsrichtung hinter dem Verdrängungskörper im Bereich der sich bildeten Gaswirbel der Kalk zugesetzt wird, wobei die beim Löschvorgang auf etwa 70°C aufgeheizte Kalksuspension vor der Zugabe in den Gasstrom direkt oder durch Warmwasser und/oder Wasserdampf weiter aufgewärmt und dann mit 4 bis 5 bar und einer Temperatur von etwa 150°C in die Absorptionsstrecke eingedüst und der Gasstrom dann mit etwa 130°C einem Staubfilter zugeführt wird.