DE19724798C2 - Verfahren zur Bestimmung des Feststoffgehaltes von Suspensionen - Google Patents

Verfahren zur Bestimmung des Feststoffgehaltes von Suspensionen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung des Feststoffgehaltes von Suspensionen, insbesondere von Suspensionen einer Naßentschwefelungsan­ lage von Rauchgasen eines kohlegefeuerten Kraftwerkes.
Bekannt ist, den Feststoffgehalt einer Suspension über radiometrische Mes­ sungen zu erfassen, wobei die Bestimmung der Dichte die Basis für die Mes­ sung darstellt.
Die Ausschleusung des Gipses aus einer Rauchgasentschwefelungsanlage (REA) erfolgt in Abhängigkeit von der gemessenen Dichte. Die gelösten Salze in der Wäscher-Suspension beeinflussen über die Dichte der Flüssigkeit die Dichte der Suspension. Dieser Einfluß wird bislang in keiner REA tatsächlich erfaßt. Da Großkraftwerke zumeist nicht nur aus einer Kohlegrube mit Kohle beliefert werden, schwankt der Anteil der gelösten Salze in der Suspension mitunter deutlich.
Wenn diese Schwankungen bei der Messung nicht berücksichtigt werden, übertragen sich diese Schwankungen auch auf die Flüssigkeitsdichte und ver­ fälschen folglich die Zuordnung zwischen Feststoffgehalt und Suspensions­ dichte.
Bei einer Verminderung der Salzgehaltes wird der Feststoffanteil und der Ei­ genenergieverbrauch der Anlage erhöht. Verstopfungen des Aggregates und eine Beeinträchtigung der dem Hydrozyklon nachgeschalteten Gipsentwässe­ rung sind die Folge.
Kritischer wird es, wenn der Feststoffanteil bei steigendem Salzgehalt abge­ senkt wird. Während der Gipsausschleusung über einen Hydrozyklon wird die Grobfraktion aus der Suspension abgetrennt. Korrespondierend mit der Absen­ kung des Feststoffgehaltes verschiebt sich das Körnungsspektrum zunehmend in Richtung Feinkorn. Dadurch steigt die Restfeuchte des Gipses an und die Chloride können nicht mehr ausreichend ausgewaschen werden. Letztendlich fällt der Gips in nicht verwertbarer Form an, da eine Überschreitung der Grenz­ werte eintritt. Im Extremfall ist der Gips nicht mehr entwässerbar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Einfluß von Schwankun­ gen des Salzgehaltes bei der Bestimmung des Feststoffgehaltes von Suspensi­ onen zu beseitigen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den im Anspruch 1 angegebenen Maßnah­ men. Danach wird mittels eines an sich bekannten Meßverfahrens eine Be­ stimmung der Suspensionsdichte durchgeführt und durch einen über die elektri­ sche Leitfähigkeit bestimmten Dichtwert der Flüssigkeit der ex­ akte Feststoffgehalt ermittelt anhand von
wobei die Dichte der Flüssigkeit ζFL aus der elektrischen Leitfähigkeit mittels einer geeigneten mathematischen Funktion ermittelt wird und
FSG = Feststoffgehalt der Suspension
ζFS = Dichte des Feststoffes
ζSusp. = Dichte der Suspension
ζFL = Dichte der Flüssigkeit
bedeuten.
Vorzugsweise wird als Funktion
ζFL = f + c.κ + k.κ2 (2),
benutzt, wobei
f = Faktoren aus Regressionsrechnung
c = Faktoren aus Regressionsrechnung
k = Faktoren aus Regressionsrechnung
κ = elektrische Leitfähigkeit der Suspension
bedeuten.
Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden.
Das Ausführungsbeispiel nimmt Bezug auf die Rauchgasentschwefelungsanla­ ge eines braunkohlegefeuerten Kraftwerkes.
Die REA ist eine Naßentschwefelungsanlage auf Kalksteinbasis, bei der als Reaktionsprodukt Gips entsteht. Der Gips fällt als Feststoffhauptkomponente in der Wäscher-Suspension an und muß bei einem bestimmten Feststoffanteil ausgeschleust werden. Die nachgeschaltete Gipsaufbereitung erfordert einen Feststoffgehalt der Wäscher-Suspension von 10%-15%, vorzugsweise 10%. Eine Unterschreitung des festgelegten Feststoffgehaltes bewirkt einen hohen Feinkornanteil, der die Gipsqualität beeinträchtigt. Bei einer Überschrei­ tung des festgelegten Feststoffgehaltes wird die Handhabung der Suspension nicht mehr gewährleistet. Es können Sedimentationen eintreten, die die Aggre­ gate in ihrem Betrieb beeinträchtigen.
Hier greift die Erfindung ein.
Über die Anwendung der Formeln (1) und (2) wurde überraschenderweise und über umfangreiche Versuche gefunden, daß mit Hilfe der Leitfähigkeit der Salz­ gehalt der Flüssigkeit und damit die Dichte der Flüssigkeit bestimmt werden kann, so daß auf diesem Wege die Suspensionsdichte auf einen exakten Fest­ stoffgehalt umgerechnet werden kann.
Dies soll an einem Beispiel verdeutlicht werden.
Um in einer Wäschersuspension einer Rauchgasentschwefelungsanlage einen Feststoffgehalt von 10%-15% einzuhalten, würde bei einer Suspensions­ dichte von 1100 kg/m3 mit der Feststoffausschleusung begonnen und bei einer Suspensionsdichte von 1097 kg/m3 geendet. Dabei wurde von einem Salzgehalt von 18 g/l und einer Dichte der Flüssigkeit von 1036 kg/m3 ausgegangen.
Nach Gleichung (1) ergibt sich daraus ein Feststoffge­ halt
Steigt jedoch der Salzgehalt von 18 g/l auf 30 g/l durch Anreicherung, z. B. von Chloriden, und damit die Flüs­ sigkeitsdichte auf 1060 kg/m3, werden bei den vorge­ gebenen Dichtewerten (1100 kg/m3 bis 1097 kg/m3) nur noch Feststoffgehalte von
erreicht, die für die Anlagenfahrweise zu niedrig sind.
Gleichung (1) liefert nach Umstellung die neuen einzu­ stellenden Suspensionsdichtewerte für den Beginn und das Abstellen der Ausschleusung von 1125 kg/m3 bis 1122 kg/m3.
Damit ergeben sich bei einem Salzgehalt der Suspension von 30 g/l Feststoffgehalte zwischen
die wiederum der Anlagenspezifik von 10%-15% Fest­ stoffgehalt (FSG) entsprechen.
Die Flüssigkeitsdichte, die in Gleichung (1) erforder­ lich ist, wird nach Gleichung (2) aus der elektrischen Leitfähigkeit (κ) ermittelt.
Nunmehr ist es erstmals möglich, die Gipsausschleusung nach dem Feststoffgehalt zu steuern.
Die Qualität des ausgeschleusten Gipses wird, dadurch wesentlich stabilisiert. Eine Verstopfung von Aggregaten wird wirkungsvoll verhindert. Es ist möglich, einen optimalen Betriebspunkt der Anlage stabil zu fahren.
Selbstverständlich kann für den funktionellen Zusammen­ hang nach Formel (2) auch eine andere, den Sinn gleichermaßen treffende mathematisch geeignete Funktion zugrunde gelegt werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Bestimmung des Feststoffgehaltes von Suspensionen, gekennzeichnet dadurch, daß mittels eines an sich bekannten Meßverfahrens eine Bestimmung der Dichte der Suspension durchgeführt wird, daß durch eine Messung der elektrischen Leitfähigkeit der Suspension die Dichte der Flüssigkeit mittels einer geeigneten mathematischen Funktion bestimmt wird und daß der exakte Feststoffgehalt ermittelt wird anhand von
wobei
FSG = Feststoffgehalt der Suspension
ζFS = Dichte des Feststoffes
ζSusp. = Dichte der Suspension
ζFL = Dichte der Flüssigkeit
bedeuten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Funktion wie folgt aussieht:
ζFL = f + c.κ + k.κ2 (2),
wobei
f = Faktoren aus Regressionsrechnung
c = Faktoren aus Regressionsrechnung
k = Faktoren aus Regressionsrechnung
κ = elektrische Leitfähigkeit der Suspension
bedeuten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Fest­ stoffgehalt FSG als Regel- und/oder Steuergröße für die Abtrennung von Fest­ stoffen aus der Suspension verwendet wird.
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DE3803631A1 (de) * 1988-02-06 1989-08-17 Krc Umwelttechnik Gmbh Verfahren zur steuerung des kristallwachstums, der filtrierbarkeit und der entwaesserbarkeit von rauchgasgips

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