-
Verfahren zum Entschwefeln von aus der Verbrennung von Kohle und/oder
Öl stammenden Abgasen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Umsetzung von aus der Verbrennung von Kohle und/oder Öl stammenden schwefe lcxidhaltigen
Abgasen mit einem wasserhaltigen Erdalkalimetallhydroxid, insbesondere mit gelöschtem
Kalk, in Gegenwart von Flugasche, wobei der Schwefeloxidgehalt der Abgase beträchtlich
vermindert und eine neuartige, einen hohen aulfatgehalt aufweisende und zur Sulfapozzollanreaktion
ian Flugasche, die sich zur Herstellung stabiler, qualitativ hochwertiger gassen
filr hoohbelastbare Unterlagen eignen, erhalten werden.
-
Aus der USA-Patentschrift 2 991.014 ist ein Verfahren zur "Smog"-Steuerung
bekannt, bei welchem eine mikrokristailine 1: ciumverbindung in der Atmosphäre dispergiert
wird. Die Mikron kristalline Verbindung ontspricht der Formel Ca(OH)2.nMgO, worin
n einem Wert zwischen 0 und etwa 1 entspricht. Die im Rahmen des bekannten Verfahrens
in der AtmophMr. dispergierte Verbindung besitzt eine Partikelgröße von etwa 0,
1 bis 10 Mikron, Eine Möglichkeit zum Dispergieren der mikrokristallinen Calciumverbindung
besteht darin, daß man auf einem Kamin einen Abzug vorsieht, und daß man die Caloiumverbindung
in Form eines
Pulvers oder einer wässrigen Aufschlämmung in die
aus dem Kamin austretenden Verbrennungsprodukte einführt. Auf diese Weise entweicht
die Calciumverbindung zusammen mit den Verbrennungsprodukten in die Atmosphäre.
Die Verbrennungsprodukte besitzen zum Zeitpunkt ihrer Vermischung mit der Calciumverbindung
eine Temperatur von etwa 380bis 26o0c. Bei dieser Temperatur findet zwischen der
Calciumverbindung und den in den Kaminabgasen enthaltenen Schwefeloxiden keine nennenswerte
Umsetzung statt. Die Calciumverbindung soll in der Atmosphäre eine Dispersion bilden
und eine nicht-saure Atmosphäre schaffen, so daß der Ablauf von auf Photosynthese
beruhenden Umsetzungen, die vermutlich fUr die Bildung lästiger oder organischer,
smogbildender Verbindungen verantwortlich sind, verhindert wird. Die aus dem Kamin
austretenden Abgase enthalten praktisch die gesamten smogbildenden Schwefelverbindungen,
die bereits ohne Zufuhr irgend einer Calciumverbindung darin enthalten waren.
-
JUngere Untersuchungen haben gezeigt, daß Dolomit- und Kalksteinarten
mit hohem Calciumgehalt oinige Möglichkeiten zur Behandlung von bei der Verbrennung
von Kohle und/oder Öl anfallenden, schwefeloxidhaltigen Gasen bieten. Die bisherigen
(einschlägigen) Bestrebungen waren vornehmlich damit befaßt, den Rohkalkstein, z.Bt
Calcit oder Dolomit, in das Brenntaterial oder in den Ofen einzuführen, um den Kalkstein
bei den hohen Verbrennungstemperaturen unter Bildung eines Oxids oder Oxidgemisches,
das seinerseits mit dem in den Abgasen enthaltenen Schwefeltrioxid und/oder Schwefeldioxid
reagiert, zu calzinieren. Diese Bestrebungen haben sich Jedoch weitestgehend als
erfolglos erwiesen, da beträchtlich höhere Klaksteinmengen benötigt wurden als sie
zur stöchiometrischen Umsetzung mit den Schwefeloxiden eigentlich erforderlich gewesen
wären. somit sind also weit höhere Mengen an Zuschlagstoffen erforderlich, was sowohl
physikalische Schwierigkeiten
bei der Einspeisung (Verunreinigung
des Kessels) als auch wirtschaftliche Nachteile nach sich zieht. Darüberhinaus enthielt
die bei diesen Versuchen anfallende Flugasche immer nur eine sehr geringe Menge
an Schwefelverbindungen.
-
Es wurden weiterhin Versuche unternommen, Kalkstein oder ungelöschten
Kalk entweder in die Kohle oder in die Abgase einzuspeisen. Bei Verwendung von Kalkstein
in einem zur Umsetzung der schwefelhaltigen Bestandteile genügend heißen Teil des
Kessels wird der Kalkstein hart- oder totgebrannt, was zu einer erheblichen Beeinträchtigung
der Reaktionsfähigkeit des erhaltenen Kalks führt. Es ist jedoch eine extrem rasche
Reaktionsfähigkeit erforderlich, da in normal arbeitenden Industriekesseln nur eine
sehr kurze Reaktionszeit in der Größenordnung von 0,1 - 5 sec zur Verfügung steht.
Ungelöschter Kalk selbst reagiert mit den schwefelhaltigen Bestandteilen der Abgase
nur sehr schlecht und ist äußerst schlTierig in den Kessel einzuspeisen. Versuche,
ungelöschten Kalk im Kessel abzulöschen, haben sich als praktisch undurchführbar
erwiesen, da im Vergleich zu der zur Umsetzung mit den schwefelhaltigen Bestandteilen
der Abgase verfügbaren Rea].tionszeit eine ungewöhnlich lange Reaktionszeit
für die Umsetzung zwischen dem ungelöschten Kalk und Wasser erforderlicll ist.
-
Weiterhin wurden Versuche unternommen, pulverisierten Kalkstein zusammen
mit der Kohle in einen kohleheheizten Dampfgenerator einzuführen, in der Hoffnung,
daß der Kalkstein bei der im Dampfgenerator herrschenden Verbrennungstemperatur
calziniert und der hierbei ge1ilCIete Kalk mit den Schwefelbestandteilc-ndcr Abgase
reagieren würde. hierbei fand jedoch, wie bereits erwähnt, nicht nur ein Totbrennen
des Kalks statt, sondern es kam infolge des zugespeisten Kalksteins auch zur Bildung
einer größeren Menge an Feststoffen, was Zlt einer Verunreinigung des Kessels führte.
-
Es wurde ferner auch bereits versucht, die im Gasstrom suspendierte
Asche in Wäschern zu hehandeln, um den nichtumgesetzten Kalk zu hydratisieren und
dabei Schv7efeloxidrückstände zu binden. Ein derartiges Verfahren rührt jedoch zur
Bildung beträchtlicher Mengen arjG alc ium- und/oder Magnesiumsulfit, die vom Standpunkt
ihrer Verwertbarkeit in Massen,.wie Mörtel, Beton und dergleichen, zu Verwerfen
sind.
-
Schließlich wurde auch bereits versucht, in die bei der Verbrennung
schwefelhaltigen Cls und/oder schwefelhaltiger Kohle gebildeten Kamingase Magnesiumoxid
einzuführen. Eine derartige Behandlung hat sich jedoch als weitgehend unezirksam
erwiesen, da Magnesiumoxid mit den in den Abgasen enthaltedien, gasförmigen Schwefeloxiden
nicht genügend rasch reagiert, um eine Umsetzung innerhalb der in einem Industriekessel
verfügbaren, äußerst kurzen Berührungszeit zu gestatten. Darüberhinaus bietet die
(physikalische) Zufuhr von Magnesiumoxid zu denjenigen Teilen eines Kessels, in
denen die herrschende Temperatur hoch genug ist, um eine genügende Reaktionsfähigkeit
der schwefeloxidhaltigen Bestandteile der Abgase mit den festen Partikeln zu gestatten,
erhebliche Schwierigkeiten.
-
In der USA-Patentschrift 3 206 319 wird eine verbesserte Ausführungsform
einer Flugaschenmasse beschrieben. Ferner geht aus dieser Patentschrift hervor,
Wie verschiedenartige Versuche von der einschlägigen Industrie bezüglich einer geeigneten
Stabilisierung von hochbelastbaren Unterlagen bzw. Oberflächenbelägen unternommen
wurden.
-
Einer der wesentlichsten Faktoren bei-der Herstellung einer stabilen,
hochbelastbaren Unterlage bzw. eines entsprechend stabilen Oberflächenbelags besteht
darin, eine entsprechende (Fertigungs-) Masse zu schaffen, die rasch genug
abbindet,
um eine relativ hohe Anfangsdruckfestigkeit zu erhalten. Mit üblicher Flugasche,
wie sie aus den üblichen Niederschlagseinrichtungen in den Kaminen kohlebefeuerter
Ofen ausgetragen wird, erhält man eine stabile Erdmasse, die jedoch ziemlich langsam
abbindet und bis zum Erreichen einer hohen Druckfestigkeit viele Wochen erfordert.
-
Die Hauptschwierigkeit bei den aus der genannten Patentschrift bekannten
Massen ist ihre* innewohnende, ziemlich lansame Aushärt- bzw. Abbindegeschwindigkeit.
Hinzu kommt noch die Frage der Haltbarkeit bei abwechselndem Naßwerden und Trocknen
oder Gefrieren und Wiederauftauen. Obwohl den betreffenden Massen annehmbare Baueigenschaften
verliehen werden konnten, waren beim Bau der jeweiligen Unterlagen oder Oberflächenbeläge
oftmals Verzögerungen festzustellen.
-
Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verminderung
der Luftverschmutzung unter gleichzeitiger Gewinnung einer speziellen, irjstabilisierenden
Massen zl1r Herstellung hochbelastbarer Unterlagen oder Oberflächenbeläge verwendbaren
Flugasche hervorragender Eigenschaften zu schaffen.
-
Es wurde nun gefunden, daß sich die tuftverschmutzung durch bei der
Verbrennung von Kohle und/oder Ol anfallende Ka:hinabgase weitestgehend vermindern
läßt, wenn man die schwefeloxidhaltigen Kamingase kontinuierlich mit einem fein
verteilten Erdalkalimetallhydro2tid bei einer Temperatur von etwa 6490 - 1316ob
, einer Reaktionszeit von mindestens etwa 0,1 5 sec und in Gegenwart von bei der
Verbrennung der Kohle und/oder des ls gebildeten Flugasehepartikeln in Eerührung
bringt.
-
Bei den im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet baren
Erdalkalimetallhydroxiden kann es sich um dolomitisihnen
sches Kalk-Monohydrat,
dolomitisches Kalk-Dihydrat, hydratisierten Kalk mit hohem Calciumgehalt und Mischungen
hiervon handeln. Derartige Gemische können zwei oder mehrere der genannten Kalkhydratarten
in beliebigen Mengenverhältnissen und gegebenenfalls zusätzlich calzinierte und
hydratisierte Produkte natürlich vorkommender Kalksteinmaterialien mit Calcium und
Magnesium im Verhältnis Ca:Mg von 100 : O bis 95 : 5 (Kaikstei4nit hohem Calciumgehalt)
bis etwa 65 : 35 bis 45 : 55 (dolomitischer Kalkstein) enthalten. "Magnesian"-Kalkstein
bildet ein spezielles Beispiel solcher natürlich vorkommender Materialien. In diesem
"Magnesian"-Kalkstein beträgt das Gewichtsverhältnis von Calciumzu Magnesiumcarbonaten
etwa 65 : 35 bis etwa 95 : 5. Dieser "Magnesian"-Kalkstein läßt sich zu einem erfindungsgemäß
gut brauchbaren Material calzinieren und ablöschen. Neberldem Magnesian"-Kalkstein
gibt es auch noch andere Beispiele für im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung
zusätzlich verwendbare natürlich vorkommende Kalksteinarten.
-
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung ist eine zur Durchführu'ng des Verfahrens gemäß der Erfindung verwendbare
Vorrichtung dargestellt.
-
Bei der in. der Zeichnung dargestellten Vorrichtung handelt es sich
im wesentlichen um eine Druckablöschanlage, die zum Einführenn gelöschtem Kalk in
einen bestimmten Bereich (z.B. einen Kamin ) mit einem Dampfgenerator igeVildet'
'. ist.
-
Während der Dampfgenerator in Natur im Verhältnis zu der Druckablöschanlage
weit größer ist, erscheint er zur leichteren Erläuterung der Erfindung in der Zeichnung
verkleinert dargestellt. Die zur Erläuterung der Erfindung in der Zeichnung dargestellte
Druckablöschanlage eignet sich insbesondere zur Herstellung von Calciumhydrat mit
hohem Caldiumgehalt oder von dolomitischem Dihydrat und ist im Vergleich zu der
aus der USA-Patentschrift 2 309 168 bekannten, chargenw
*ise arbeitenden
Ablöschanlage für einen kontinuierlichen Betrieb ausgelegt.
-
Bei der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung ist ein Lauerraum
10 für ungelöschten Kalk mit einer als Schneckenförderer ausgebildeten Förderanlage
11 zum kontinuierlichen auftragen von ungelöschtem Kalk aus dem Lagerraum 10 ausgestattet.
Ferner ist noch eine übliche Dosierförderanlage 12 vorgesehen, mit deren Hilfe eine
abgemessene Menge an uneljschtem Kalk in einen Mischtank 15 eingobracht wird. Ferner
wird in den Mischtank 13 mit üblichen Einrichtungen Waszer zugeführt und mit dem
Kalk mit Hilfe eines Rührers 14 gemischt. Die hierbei gebildete wässrige Kalkaufschlamm"ung
wird mittels einer Hochdruckpumpe 15 kontinuierlich einer ttochdruckablöschkammer
16 zugeführt. Mit einer mehrere Rührer 17 tragenden zentralen Wclle 21 ist ein Antriebsmotor
20 verbunden. Die Rührer 17 sind so angeordnet, daß sie den Kalk und den Dampf in
Bewegung halten und den Inhalt der Hochdruckablöschksmmer 16 gründlich durchmischen.
Ein an der Hochdruckablöschkammer 16 angeschlossener Ablaß 22 steht -wie dies später
noch näher erläutert wird - mit einem spezellen Teil des Verbrennungsraums des Dampfgenerators
in Verbindung.
-
In der Praxis kann man die Zufuhr von ungeloschtem Kalk und Wasser
derart steuern, daß etwa 136,1 kg pulversisierten, ungelöschten, dolomitischen Kalks
mit jeweils 103 kg Wasser gemischt werden. Hierbei fällt eine frei fließende Aufschlämmung
an, die dann zum Ablöschen in die Hochdruckablöschkammer 16 gepumpt wird. Erfindungsgemäß
kann man mit besonders guten Ergebnissen bei den angegebenen Mischungsverhältnissen
arbeiten. Selbstverständlich können jedoch auch andere Mischungsverhältnisse angewandt
werden.
-
Der Dampfdruck in der Druckablöschanlage ist nicht kritisch; vorzugsweise
bedient man sich jedoch extrem hoher Drucke,
z.B. eines Drucks von
42 kg/cm² oder mehr. Eine genügende Ablöschung läßt sich jedoch auch bei niedrigeren
Drucken, z.B. bei Drucken von 0,7 , 1,4 oder 7,0 kg/cm2erreichen.
-
Selbstverständlich ist es erfindlmgsgemäß von wesentlicher Bedeutung,
im Inneren der Druckablöschanlage kontinuierlich einen genügend hohen Innendruck
aufrechtzuerhalten, damit der praktisch feste, gelöschte Kalk explosionsartig zu
dem rohrartigen Auslaß 22 der Ablöschanlage geblasen wird. Auf diese Weise wird
der gelöschte Kalk sofort (nach seiner Bildung) und stark in einem Verhältnismäßig
großen Verbrennungsraum 32 eines Dampfgenerators 31 dispergiert bzw. verteilt.
-
In dem mit einer Wandöffnung 30 ausgestatteten Damrfenerafür tor 31,
in dessen Verbrennungsraurn 32 Brenner 29 (idas jeweilige Brennmaterial ) vorgesehen
sind, gibt es eine Zone 33, in welcher die Temperatur der Abgase etwa 6490 - 151600
beträgt. Zur Abtrennung der feinteiligen, zur Sulfopozzolanreaktion fähigen Flugasche
und von überschüssigem Kalk aus den entschwefelten Abgasen ist ein an sich bekannter,
üblicher elektrostatisch und/oder mechanisch arbeitender Staubsammler 54 vorgesehen.
Die feinteiligen Feststoffe werden in einem Trichter D5 gesammelt, während die entschwefelten
Abgase aus einem Kamin 36 austreten.
-
Aus Steinkohle gewonnene Flugasche besitzt in der Regel einen niedrigen
Calcium-und/oder Magnesiumoxidgehalt. Bei einer derartigen Flugasche handelt es
sich bekanntlich um ein Pozzolan, bei welchem das fein verteilte, amorphe, siliziumhaltige
Clas mit zugesetztem/Caloium- und Magnesiumoxid oder den entsprechenden Hydroxiden
unter Bildung zementartiger Verbindungen reagiert.
-
Bei der Verbrennung von Braunkohle anfallende Flugasche enthält andererseits
bekanntlich heträchtliche Mengen an Calcium- und Magnesiumoxid. Die Verwendung einer
derartigen Asche in Massen, wie Portlandzement, Mörtel und Beton, kann jedoch eine
nachteilige und schädliche Ausdehnung hervorrufen, was vermutlich auf die beim Aushärten
der Oxide über
längere Zeit in Gegenwart von Feuchtigkeit gebildeten
Hydratisierungsprodukte zurückzuführen ist. Eine derartige Ausdehnungsreaktion läßt
sich beispielsweise anhand der Unfähigkeit solcher Braunkohlenaschen zur Beibehaltung
ihrer Dimensionsstabilität beim Testen in einem Hochdruckautoklaven demonstrieren.
Wenn der CaO-Gehalt ein Maximum, d.h. einen Schwellenwert, übersteigt, kommt es
zu einer derartigen, nachteiligen Ausdehnung.
-
Im Falle der bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung
anfallenden Flugasche sind die Konzentrationen an Calcium- und Magnesiumverbindungen
so hoch, daß eine stärkere Ausdehnung zu erwarten wäre. Diese nachteiligen Reaktionen
treten jedoch infolge der Bildung von komplexen Sulfaten und ferner infolge einer
hohen Konzentration an Sulfationen nicht auf. Darüberhinaus haben Untersuchungen
gezeigt, daß die komplexen Sulfate eine drastische knderung der hydraulischen Eigenschaften,
der Asche bei ihrer Verwendung in Massen, wie beispielsweise Mörtel, Beton und Massen
zur Herstellung von Straßendeoken, verursachen.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Verminderung der Luftverunreinigung wird hydratisierter bzw. gelöschter Kalk
in einem bestimmten Temperaturbereich unter Bedingungen, die eine Reaktion mindestens
eines beträchtlichen Teils des gelöschten Kalks mit den gasförmigen Schwefeloxiden
in Gegenwart von halbgeschmolzener Flugasche gestatten, in den Dampfgenerator eingeblasen.
Wie bereits ausgeführt, handelt es sich bei einer hervorragend verwendbaren Kalkart
um ein dolomitischeonohydrat, das in etwa durch die Formel Ca(OH)2.MgO wiedergegehen
werden kann, oder um ein dolomitisches Dihydrat, daa in etwa durch die Formel Ca(OH)2.Mg(Oll)2
wiedergegeben werder'. kann. In Lrleicher leise kann auch geloschter Kalk mit hohem
Calciungehalt, wie er lreispielsz?eise durch die Formel * (Zementartigkeit)
Ca(OH)2
wiedergegeben werden kann, eingesetzt werden. Wie bereits ausgeführt, können schließlich
auch Mischungen von gelöschtem "Magnesian"-Kalk oder äquivalente Mischungen verwendet
werden.
-
Obwohl Kalkstein, d.h. das Carbonat, erfindungsgemäß ein brauchbares
Ausgangsmaterial ist, ist es von wesentlicher Bedeutung, den Kalkstein außerhalb
des Ofens in einem übli -chen Kalkbrennofen oder in sonstiger Weise zu calzinieren,
um auf diese Weise vorher den gesamten Carbonatgehalt oder einen beträchtlichen
Teil des Carbonatgehalts des Kalksteins zu beseitigen, den erhaltenen ungelöschten
Kalk abzulöschen und schließlich den gelöschten Kalk bei der Betriebstemperatur
des Verbrennungsraums des Ofens in den kohle- oder ölbefeuerten Ofen einzuführen.
Hierbei läßt sich eine extrem rasche Umsetzung zwischen dem in der Kohle und/oder
dem Öl enthaltenen Schwefel und den im Kalk enthaltenen Erdalkalimetallen erreichen
und ein Reaktionsprodukt gewinnen, das einerseits extrem leicht zu verarbeiten ist
und andererseits + zu einem außerordentlich guten Matedal für hochbelastbare Unterlagen
führt.
-
Erfindungsgemäß soll der gelöschte Kalk vorzugsweise aus Partikeln
einer Partikelgröße von höchstens etwa 5 Mikron und insbesondere einer Partikelgröße
von höchstens etwa 1 Mikron
Die Oberfläche des Materials soll vorzugsweise etwa 30000 cm/g oder mehr betragen.
Bei einem erz in dungsgemäß bevorzugten Ilydrat handelt es sich um ein spezielles
Produkt, das aus ungelöschtem Kalk aus dem
der USA-Patentschrift 5 250 520 beschriebenen Kalkbrennofen hergestellt wurde. Ein
solcher ungelöschter Kalk besitzt eine außerordentlich hohe Reaktionsfähigkeit und
zeigt nach ssiner Umwandlung in ein Dihydrat im Rahmen des Verfahrens gemaß der
Erfindung Srvorragende Merkmale. Weiterhin hat es sich gezeigt, daß es sich bei
der Herstellung eines dolomttischen Kalkdihydrats, wie es beispielswete in der USA-+bei
einer Umsetzung mit Wasser
Patentschrift 2 30o 168 beschrieben
ist, höchst wirksam gestalten läßt, wenn man die Umsetzung in dem Kessel durch führt.
Dolomitisches Kalkdihydrat oder gelöschter Kalk mit hohem Calciumgehalt geben beim
Inberührungkommen mit Abgasen bei einer Temperatur von etwa6490bis 131600 praktisch
augenblicklich ihr Hydratwasser ab, wobei die betreffenden Erdalkalimetalloxide
in naszierender oder hochreaktionsfähiger Form gebildet werden. Dies führt in der
vorliegenden Flugasche-Atmosphäre zu einer äußerst raschen Vereinigung und Oxidationsreaktion
mit den schwefeloxidhaltigen Bestandteilen der Abgase.
-
Vermutlich besitzen einige Flugaschebestandteile, insbesondere Vanadium-
und Eisenoxide, eine katalytische Wirkung und leisten einen beträchtlichen Beitrag
zu den äußerst rasehen Umsetzungen.
-
Es wird ferner angenommen, daß die Anwesenheit von Wasser in der Gasphase
(überhitzter Dampf) einen beträchtlichen Einfluß auf die äußerst raschen Umsetzungen
besitzt.
-
Da die Umsetzung im Kessel temperaturabhängig ist, muß der gelöscht
Kalk an einer Stelle in den Kessel eingeführt werden, an welcher eine Temperatur
von etwa 6490 bis 131600 herrscht. Temperaturen beträchtlich unterhalb etwa 6490C
führen in der Regel nicht zu einem geeigneten Reaktionsablauf, insbesondere soweit
die Umsetzung des Magnesiumoxids betroffen ist. Sofern ein Material mit einem hohen
Calciumgellalt verwendet wird oder wenn der Magnesiumgehalt niedrig ist, kann die
Temperatur bei praktisch gleichbleibender Leistungsfähigkeit einige 10000 unterhalb
81600 liegen.
-
Ein weiteres wesentliches Merkmal besteht darin, daß das einen Reaktionsteilnehmer
bildende Material in den Verbrennuflgsgasen im Kessel stark genug dispergiert bzw.
verteilt wird, um einen engen ].ontakt zwischen den Partikeln und dem
Gasstrom
zu gewährleisten. Dies läßt sich mittels einer mechanischen Einführvorrichtung,
z. B. mittels einer Hochgesobwiedigkeitsschnecke, erreichen. Einer der Vorteile
der Verwendung von gelöschtem Kalk besteht darin, daß er unter den genannten Bedingungen
gründlich verteilbar ist. Das Einrühren kann auch mittels Luft, Verbrennungsgasen
oder Dampf erfolgen, sofern das Einblasgas nicht in übermäßiger Menge verwendet
wird, was zu einer Instabilität im Kessel führen würde.
-
Im Rahmen einer hovorzugton Ausführungsform des eine l1och aktive
Flugasche liefernden Verfahrens gemäß der Erfindung wird Kohle oder Öl in irgend
einem vorhandenen Kohlonofen oder Ölbrenner in Gezenwart von Schwefel, der von Hause
aus in der Kohle oder dem Öl enthalten war, verbrannt. Hierbei entstehen im Kamin
des Ofens Abease uid Flugasche, wobei die Abgase Schwefeloxide in gasförmiger Form
enthalten. Erfindungsgemäß wird nun Kalk, der vorher in einem ü@liches Kalkbrennofen
hergestellt und ahgelöscht wurde, in einen Kessel in einen Bereich hoher Temperatur,
z.B. eimer Temperatur von 649° bis 1316°C, eipgeführt. Die Schwefeloxide resieren
rasch, d.h. in etwa 0,1 - 5 sec mit dem Kalk und Luftsauerstoff, wobei in der vorher
erläuterten Weise ein trokkenes Flugascheprodukt mit hohem Sulfatgehalt anfällt.
Bei diesem festen Reaktionsprodukt handelt es sich um eine hoch reaktionsfähige
Flugasche, die sich * in herverra@ender Weise zur Herstellung von Massen für hochhelasthare
Unterlagen des beschriebenen Typs eignet. Das bei der geschilderten Reaktion anfallende
Reaktionsprodukt ist darüherhinaus trokken und leicht zu handhaben, sowie leicht
zu verracken und zu verschicken.
-
Die erfindungsgemäß behandelter Abgase zeichnen sich entsprechend
den relativen Mengen an bei der Behandlun verwendetem, gelöschtem Kalk und der ursprün@lich
in dem Prennbei eineijUmsetzung mit Wasser
material vorhandenen
ScharefelmenCe durch einen niedrigen Gehalt an Schwefeloxiden aus. Es ist in der
Tat möglich, die Menge an Restschwefeloxiden in den in die Atmosphäre austrewenden
Abfräsen durch Steuern der Zufuhrgeschwindigkeit des .clöschben Kalks in das Abgas
zu steuern. Obwohl die Umsetun nicht stöchiometrisch verläuft, ist der Wirkungsgrad
so hoch, daß sich oftmals bei Verwendung einer nur geringfügig höheren Menge als
der stöchiometrischen Menge an Kalk eine praktisch vollständige Entfernung der Schwefeloxide
erreichen läßt. Darüberhinaus erfordern in bestimmten Gehenden lokale Gesetze eine
vollständige Entfernung von Schwefeloxiden unter sämtlichen Wetterbedingungen. Das
Verfahren gemäß der Erfindung ist unter diesem Gesichtspunkt sehr anpassungsfähig
und vorteilhaft, da sich die Schwefeloxide Je nach den jeweiligen Erfordernissen
der Wetterbedingungen, der Lage, lokaler Gesetze und dergleichen verschieden stark
entfernen lassen. So läßt sich beispielsweise an Tagen, an welchen im Kamin beträchtliche
Mengen an schwefeloxidhaltigen Gasen toleriert werden können, die relative Kalkzufuhr
auf die Häl£-te oder noch weniger der normalen Zufuhr erniedrigen. Unábhängig von
der im Verhältnis zur Menge an Schwefeloxiden in den Abgasen verwendeten Kalkmenge
erhält man eine Flugasche mit stark verbesserten Eigenschaften. Wenn die schwefeloxidhaltigen
gase im beträchtlichen Überschuß vorliegen, wird der gelöschte Kalk bei der Umsetzung
praktisch vollständig aufgebraucht, wobei die Reaktionsprodukte in der Flugasche
untergehen. Wenn der Kalk im Überschuß vorliegt, wird er in den üblichen elektrostatischen
Niederschlagsvorriohtungen zusammen mit dem umgesetzten Kalk und der die Schwefelverbindungen
enthaltenden Flugasche ausgefällt. Der überschüssige Kalk bildet einen wertv»len
Bestandteil bei der 4 stellung von beispielsweise Straßendecken.
-
Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung soll vorzugsweise,
insbesondere bei der Umsetzung zwischen dem Kalk und der Flugasche, eine Reaktionstemperatur
von etwa
9820 bis 1038°C bei einer Reaktionszeit von- insgesamt
etwa 1 bis 5 sec, vorzugsweise von 2 sec, herrschen.
-
Diese Reaktionstemperaturen und - zeiten unterscheiden sich erheblich
von den Reaktionstemperaturen und -zeiten, wie sie in Portlandzementöfen gegeben
sind. Hier werden nämlich die Reaktionsprodukte bei Temperaturen von etwa 155800
und Reaktionszeiten von etwa 20 bis 50 min erhalten.
-
Das Verfahren gemäß der Erfindung ist von hohem wirtschaftlichem Wert,
da es einerseits eine höchst wirksame Ausnutzung des pftmals als unerwünschter Bestandteil
von Kohle und Ul betrachteten Schwefels gestattet und andererseits ehe EntSchwefelung
der Kamingase des Ofens ermöglicht .
-
Es sei darauf hingewiesen, daß nicht notwendigerweise gelöschter Kalk
alleine verwendet werden muß. Er kann vielmehr ohne nachteilige Wirkung mit andere4MateriaIien
und Substanzen kombiniert werden, sofern diese die Reaktionsfähigkeit des Kalks
mit den schwefeloxidhaltigen Gasen in Gegenwart von Flugasche nicht beeinträchtigen.
Beispiele für solche mitrerwendbare Materialien bzw. Substanzen sind Magnesia, Ubliche
Flugasche, Kalk in anderen Formen als in Hydroxidform, Vanadiumoxide, Eisenoxide,
pulverisierter Kalkstein und dergleichen. Ferner sind unter dem Ausdruck Erdalkalimetallhydroxid
sowohl reine als auch imreine Verbindungen und Kombinationen derselben, die hydratisierte
Oxide von Calcium und/oder Magnesium und Calcium enthalten, zu verstehen.