DE2550190A1 - Verfahren zum betrieb eines entschwefelungsreaktors fuer rauchgase - Google Patents

Description

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BERGWERKSVERBAND GMBH

VERSUCHSBETRIEBE DER BERGBAU-FORSCHUNG

43 Essen-Kray

Frillendorfer Straße 351 Telefon (02141) ^ffi 105-1

Verfahren zum Betrieb eines Entschwefelungsreaktors für

Rauchgase

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Entschwefelungsreaktors für die Adsorption von Schwefeloxiden aus Rauchgasen an kohlenstoffhaltigen Adsorptionsmitteln.

Bei diesem Rauchgasentschwefelungsverfahren wird die Adsorption in der Regel in einem Wanderschichtreaktor ausgeführt, wobei das Adsorptionsmittel den Reaktor langsam von oben nach unten durchläuft und das Rauchgas die Adsorptionsmittelschicht im Gegenstrom oder im Quer strom durchströmt. Im Entschwefelungsreaktor tritt eine Oxidation der adsorbierten Schwefeloxide zu Schwefelsäure ein, wodurch sich aufgrund der Adsorptions- und Reaktionswärme eine Temperaturerhöhung des Adsorptionsmittels ergibt. Da während des Entschwefelungsbetriebs die Adsorptionsmittelschicht von den zu entschwefelnden Rauchgasen durchströmt wird, wird die entstehende Wärme abgeführt, so daß die Temperaturerhöhung in mäßigen Grenzen bleibt und die Temperatur im Entschwefelungsreaktor ohne besondere Maßnahmen auf etwa 80 - 160° C gehalten werden kann.

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Bei einer Unterbrechung der Rauchgaszufuhr, beispielsweise bei Betriebsunterbrechungen von einigen Stunden bis zu einigen Tagen oder beim An- und Abfahren der Entschwefelungsanlage besteht indessen die Gefehr, daß sich die kohlenstoffhaltigen Adsorptionsmittel durch Ansaugen von Luft von außen und die damit eintretende Reaktion zwischen Sauerstoff und Adsorptionsmittel erheblich erwärmen. Da während des Stillstandes der Anlage die alsdann auftretende Reaktionswärme nicht abgeführt wird, kann es z. B. zu Wärmenestern in der Adsorptionsmittelschicht kommen. Solche Wärmenester führen insbesondere bei Anfahren eines vorübergehend abgestellten Entschwefelungsreaktors zu stärkeren Verbrennungen von Adsorptionsmaterial, wenn nicht sogar zu einem Brand der gesamten Schüttung· Rauchgasentschwefelungsanlagen sollen jedoch z. B. beim An- und Abfahren eines zugeordneten Kraftwerks ebenfalls flexibel an- und abgefahren werden können. Außerdem ist es erforderlich, bei Störungen an der Entschwefelungsanlage den Reaktor unabhängig vom Kraftwerk abschalten zu können·

Nach einem älteren Torschlag wird das Eindringen von unkontrollierten Luftmengen in den Entschwefelungsreaktor beim Stillstand der Anlage dadurch verhindert, daß zwischen Kamin und Entschwefelungsreaktor eine Absperrung durch zwei hintereinanderliegende Absperrklappen erfolgt und daß in den Zwischenraum zwischen beiden Klappen soviel Luft oder Rauchgas eingedrückt wird, daß die Druckdifferenz zwischen dem Entschwefelungsreaktor und dem Zwischenraum zwischen beiden Klappen gleich Null ist. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, den Entschwefelungsreaktor vom Unterdruck des Kraftwerks bzw. vom Zug des Kamins abzutrennen und den Entschwefelungsreaktor dem Außenluftdruck anzupassen· Um mit völliger Sicherheit das Eindringen selbst kleiner Luftmengen in den Entschwefelungs-

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reaktor - insbesondere durch die Materialschleusen - zu verhindern, ist weiterhin vorgeschlagen worden, den Entschwefelungsreaktor durch Aufdrücken von Stickstoff auf einen geringen Überdruck zu halten. Da Leckverluste infolge von Undichtigkeiten am Entschwefelungsreaktor unvermeidbar sind, muß ständig Stickstoff nachgedruckt werden. Bei diesem älteren Torschlag ist jedoch ein verhältnismäßig reiner Stickstoff, erforderlich, da eine durch Sauerstoffgegenwart entstehende Reaktionswärme nicht abgeführt werden würde. Somit ist bei der Installation einer Rauchgasentschwefelungsanlage in einem Kraftwerksbetrieb eäne besondere Stickstofferzeugungsanlage erforderlich. Dies erfordert einen zusat zlichen Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen und mit einfachen Mitteln für Betriebssicherheit von Entschwefelungsanlagen bei Betriebsunterbrechungen zu sorgen«

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Unterbrechung des zur Entschwefelung in den Entschwefelungsreaktor eingeführten Rauchgasstromes Verbrennungsgase mit einem maximalen 0₂-Gehalt von 15 Vol.% und einer Temperatur . vorzugsweise unterhalb der Temperatur des Adsorptionsmaterials durch die Adsorptionsmittel-Schüttung des Entschwefelungsreaktors geleitet werden.

Überraschenderweise ha1j6ich gezeigt, daß bei Durchspülen der heißen Schüttung mit Verbrennungsgasen mit geringem O₂-Gehalt eine ausreichende Kühlung und Abführung örtlicher Wärmenester aus der Schüttung erreicht wird, wobei gleichzeitig über die Einstellung einer bestimmten Temperatur der Verbrennungsgase für eine gleichmäßige Aufrechterhaltung der

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günstigsten B_etriebstemperatur in der Schüttung oder mittels wesentlich kälteren Gasen, für ein völliges Abkühlen der Schüttung gesorgt werden kann.

NSch einer für die Regelung der Temperatur der gesamten Schüttung besonders vorteilhaften Ausführungsiorm der Erfindung wird das Verbrennungsgas ständig über einen Kühler im Kreislauf geführte Dieses Vorgehen hat insbesondere den Vorteil, daß das zur Verfügung stehende Verbrennungsgas schon nach kurzer Betriebszeit an Sauerstoff oder SO₂ merklich verarmt „ Infolgedessen wird der Kühleffekt des Kreislaufgases immer wirksamer, so daß man alsbald den Reaktor mit weniger stark abgekühltem Kreislaufgas beaufschlagen kann. Falls erwünscht, kann man ober auch die Strömungsgeschwindigkeit des Kreislaufgases reduzieren» Lediglich die geringen Leckverluste durch Undichtigkeiten des Entschwefelungsreaktors müssen durch Zufuhr von Verbrennungsgasen ergänzt werden.

Der Grad der Kühlung des Verbrennungsgases—auf vorzugsweise Io - 50⁰C unter die Temperatur des Adsorptionsmaterials-und die Menge an durch den Reaktor zu spülenden Kreislaufgas lassen sich über einen in oder an der Schüttung oder im aus der Schüttung austretenden Verbrennungsgas installierten Temperaturfühler? leicht regeln.

Um das Eindringen von Außenluft in den Reaktor völli»g auszuschließen, kann der Entschwefelungsreaktor während der Durchspülung auf einem geringen Überdruck gehalten werden₀ Auch zu diesem Zweck können die Verbrennungsgase mittels des normalerweise zur Rauchgasaufgabe im Entschwefelungsbetrieb benutzten Gebläses gefördert und ggf. im Kreislauf geführt werden.

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Die benötigten Verbrennungsgase können der dem Entschwefelungsreaktor zugeordneten Kesselanlage oder einer Regenerationsanlage für das Adsorptionsmittel oder einer fremden Ver-" brennungsanlage, z. B. für Heizöl, entnommen werden.

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Claims (5)

1. Patentansprüche

   I.Verfahren zum Betrieb eines Entschweflungsreaktors für Rauchgase durch Adsorption von Schwefeloxiden an kohlenstoffhaltigen Adsorptionsmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Unterbrechung des zur Entschweflung in den Entschweflungs· reaktor eingeführten Rauchgasstromes Verbrennungsgase mit einem maximalen Gp-Sehalt von 15 Vol.% und einer Temperatur vorzugsweise unterhalb der Temperatur des Adsorptionsmaterials durch die Adsorptionsmittel-Schüttung des Entschweflungsreaktors geleitet werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsgase ständig über einen Kühler im Kreislauf geführt werden.
3. J. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Entschweflungsreaktor während der Durchspülung mit Verbrennungsgasen auf einem geringen überdruck gehalten wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsgase mittels des zur Rauchgaseinführung in den Entschweflungsreaktor benutzten Gebläses gefördert werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbrennungsgase einer dem Entschweflungsreaktor zugeordneten Kesselanlage oder Regenerationsanlage für das Adsorptionsmittel oder einer fremden Verbrennungsanlage entnommen werden.

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