DE2632502C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von gasförmigen Schadstoffen aus Abgasen, bei dem staubförmige, mit den Schadstoffen reagierende Sorptionsmittel in den Gasstrom eingebracht, von diesen mitgeführt und nach der Sorption der Schadstoffe wieder aus dem Gasstrom abge­ trennt werden, wobei der Gasstrom mit den eingebrachten Sorptionsmitteln durch Venturistrecken geführt und das Sorptions­ mittel erneut in den Gasstrom eingeführt wird, nach Patent 26 15 828.

Mit der Erfindung nach dem Hauptpatent hat sich über­ raschend gezeigt, daß in Venturistrecken eine derartig intensive Verwirbelung zwischen Sorptionsmittel und Gas erreicht werden kann, daß die Sorptionsreaktion außer­ ordentlich schnell verläuft. Hierdurch ist es nicht nur möglich, in einer baulich verhältnismäßig kleinen Anlage sehr hohe Reinigungswirkungen zu erzielen, sondern das Verfahren kann auch bei ganz erheblich niedrigeren Tem­ peraturen durchgeführt werden, als dies bei bekannten Ver­ fahren der Fall ist. Hierdurch läßt sich eine erhebliche Energieeinsparung erzielen. Andererseits stehen hohe Tem­ peraturen der Durchführbarkeit des Verfahrens nach dem Hauptpatent nicht im Wege und dies hat zur Folge, daß das zu reinigende Gas in der Regel in demjenigen Temperatur­ zustand behandelt werden kann, in dem es anfällt.

Das Verfahren läßt sich bei atmosphärischem oder ver­ mindertem wie auch bei stark erhöhtem Druck betreiben. Deshalb läßt es sich beispielsweise zur Entschwefelung von Erdgas verwenden, ohne daß es erforderlich wäre, den natürlichen Druck des Gases herabzusetzen. Das staub­ förmige Sorptionsmittel ist gegen mechanische Beanspruchung völlig unempfindlich. Die durch starke mechanische Bean­ spruchung unvermeidliche Zerkleinerung der Partikel des Sorptionsmittels ist nicht, wie bei den zum Stand der Technik gehörenden Verfahren, nachteilig, sondern von Vorteil.

Deshalb ist es möglich, das vom Gas abgetrennte Sorptions­ mittel erneut in den Gasstrom einzuführen, bis die Sorptions­ fähigkeit erschöpft oder soweit vermindert ist, daß es wirt­ schaftlicher ist, das Sorptionsmittel zu entfernen und ggf. aufzuarbeiten. Hierdurch wird eine erhebliche Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ermöglicht.

Als Sorptionsmittel können staubförmige reaktionsfähige Ver­ bindungen von Alkali- und/oder Erdalkalimetallen verwendet werden. Besonders geeignet sind staubförmiges Kalkhydrat und/oder Kalziumkarbonat, letzteres vorzugsweise in Form von Dolomitmehl. Durch diese Sorptionsmittel läßt sich Schwefel­ dioxyd nahezu vollständig, Schwefelwasserstoff und Stickoxyde sehr weitgehend aus dem zu reinigenden Gas entfernen. Daneben lassen sich auch andere Schadstoffe, wie z. B. Fluor, HCl, NO _x entfernen.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Verfahren nach dem Haupt­ patent so zu verbessern, daß die Sorptionsfähigkeit der im Kreislauf befindlichen Sorptionsmittel ohne Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit der zur Durchführung des Verfahrens bestimmten Vorrichtung optimiert wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Sorptions­ mittel nach dem ersten Durchgang am Abscheider aufge­ fangen und auf einen Feuchtigkeitsgehalt von maximal 10% gebracht wird. Dann befinden sich die Sorptionsmittel in einem Zustand mit optimaler Sorptionsfähigkeit und werden dementsprechend gut ausgenutzt. Andererseits ist bei einem derartigen Feuchtigkeitsgehalt die Fließfähigkeit des Sorptionsmittels noch nicht beeinträchtigt und In­ krustierungen an den Kontaktflächen und in den Abscheidern einer Vorrichtung werden vermieden. - Nach bevorzugter Ausführungsform soll der Feuchtigkeitsgehalt 4-8% be­ tragen.

Die Befeuchtung kann z. B. dadurch vorgenommen werden, daß Kalkstaub mit Dampf in einer Banddurchlaufkammer behandelt wird, wobei er Feuchtigkeit aufnimmt. Bevorzugt wird jedoch eine Ausführungsform, bei der der Feuchtigkeitsgehalt über die Dosierluft eingestellt wird. Inkrustierungen oder An­ backungen des Sorptionsmittels durch Taupunktunterschreitungen bei pneumatischer Zuführung der Sorptionsmittel, z. B. Kalk­ staub mit Luft in den zu entschwefelnden erwärmten Rohgas­ strom, wie das z. B. in einem Kraftwerk üblich ist, sind nicht zu befürchten, weil die von der zugeführten pneumatischen Förder- und Dosierluft mitgeführte Feuchtigkeit vom Rohgas­ strom ohne weiteres aufgenommen wird.

Die Abkühlung des Gasstroms kann durch Zufuhr von Kühlluft erfolgen, mit der gleichzeitig die reagierenden Stoffe pneumatisch in den Gasstrom gefördert werden. Er­ findungsgemäß können aber auch die Elemente der Venturi­ strecken gekühlt werden, um die gewünschte Abkühlung des Gasstroms zu erreichen.

Versuchsweise wurde das oben beschriebene erfindungs­ gemäße Verfahren in einer Vorrichtung nach dem Hauptpatent durchgeführt, bei der die in den venturiartigen Reaktions­ strecken angeordneten Abstreifringe eine aufgerauhte mit Zacken versehene Oberfläche aufwiesen. Als Sorptionsmittel wurde handelsübliches staubfeines Kalkhydrat verwendet, das im Anlieferungsstadion einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 4% besaß. Das Kalkhydrat wurde in einer Menge auf­ gegeben, die etwa dem 5fachen der für die vollständige Reaktion der mit den Schadstoffen (SO₂) im Rohgas stöchiometrisch ermittelten Menge entsprach. Dabei wurde wie beim Verfahren nach dem Hauptpatent eine auf SO₂ be­ zogene Reinigungswirkung von ca. 97% erreicht.

Der Ausnutzungsgrad des Kalkhydrats gegenüber dem SO₂ lag bei 3maligem Durchgang durch die Reaktionsstrecke bei Kreislaufbetrieb ohne Zusatz frischen Sorptionsmittels bei etwa 50%. Die Reinigung des Rohgas­ stroms ging beim zweiten und dritten Durchgang des Kalkhydrats von 97% auf ca. 75% zurück. Diese Ergebnisse wurden bei geschlossenem Kreislauf des Kalkhydrats, d. h. ohne Zuführung von Feuchtigkeit er­ zielt.

Bei Zuführung von Feuchtigkeit zum Kalhydrat und gleicher stöchiometrischer Aufgabe lagen die Werte für auf SO₂ bezogene Reinigungswirkung nach dem ersten Durchgang bei 97%, nach dem zweiten Durchgang bei ca. 95% und nach dem dritten Durchgang bei ca. 90%. Der Ausnutzungsgrad des Kalkhydrats gegenüber SO₂ wurde dabei von 50% auf 60% gesteigert.

Damit ist erwiesen, daß die Zuführung von Feuchtigkeit nach jedem Durchgang des Sorptionsmittels, insbesondere des Kalkhydrats, zu einer wesentlichen Verbesserung der SO₂-Ausscheidung aus dem Rohgasstrom führt und daß der Ausnutzungsgrad des Kalkhydrats um ca. 10% höher liegt.

Claims (4)

1. Verfahren zum Entfernen von gasförmigen Schadstoffen aus Abgasen, bei dem staubförmige, mit den Schad­ stoffen reagierende Sorptionsmittel in den Gasstrom eingebracht, von diesem mitgeführt und nach der Sorption der Schadstoffe wieder aus dem Gasstrom abgetrennt werden, wobei der Gasstrom mit den einge­ brachten Sorptionsmitteln durch Venturistrecken geführt und das Sorptionsmittel erneut in den Gasstrom eingeführt wird, nach Patent 26 15 828, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Sorptionsmittel nach dem ersten Durchgang am Abscheider aufgefangen und auf einen Feuchtigkeitsgehalt von maximal 10% gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt 4-8% beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt über die Dosierluft eingestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Elemente der Venturistrecken gekühlt werden.