DE2645026A1

DE2645026A1 - Verfahren und anlage zur aufbereitung von rauchgasen, z.b. der rauchgase von kraftwerken, die mit fossilen brennstoffen, insbesondere mit steinkohlen gefeuert sind

Info

Publication number: DE2645026A1
Application number: DE19762645026
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Dr Goldschmidt; Manfred Ing Grad Stoehr
Original assignee: Steag GmbH
Current assignee: Steag GmbH
Priority date: 1976-10-06
Filing date: 1976-10-06
Publication date: 1978-04-13
Also published as: DE2645026C2; FR2366867A1; FR2366867B1; GB1589999A; JPS5345669A

Description

STEAG AG, 4300 Essen, Bismarckstr. 54

"Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Rauchgasen, z.B. der Rauchgase von Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen, insbesondere mit Steinkohlen gefeuert sind"

Die Erfindung betrifft, ein Verfahren zur Aufbereitung von Rauchgasen, z.B. der Rauchgase von Kraftv/erken, die mit fossilen Brennstoffen, insbesondere mit Steinkohle gefeuert sind, bei der vor Abgabe der Rauchgase in die Atmosphäre sämtliche oder ein Teilstron der Rauchgase einer Staubabscheidung, z.B. durch Elektrofilter oder Zyklone und einer Gasreinigung unterzogen. werden. Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zur Durchführung dieses Verfahrens.

Der Zweck derartiger Verfahren und Anlagen ist die Abscheidung bestimmter Stoffe b-v-r, chersir.chßr Vor-

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bindungen aus den Rauchgasen, bevor diese in die Atmosphäre emittiert werden. Einerseits geht es darum, Schwefelverbindungen, nämlich SO₂ und SO, aus den Rauchgasen abzuscheiden, damit diese Verbindungen nicht ihrerseits die Umwelt bela-sten oder schädigen können.

Andererseits müssen die Stäube in immer höheren . Prozentsätzen aus den Rauchgasen entfernt werden.

Die eingangs bezeichneten Aufbereitungen sind bekannt. Insbesondere ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Rauchgase zunächst/aufgc^'eDen werden₅ aus denen die Rauchgase bei manchen dieser Anlagen mit

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100 - 150 mg/m (i.N.) austreten. Nachteilig sind die außerordentlich hohen Kosten solcher Elektrofilter.

Nur Bruchteile dieser Kosten verursachen die Elektrofilter anderer bekannter Anlagen, welche aufgrund ihres geringen Abscheidungsgrades einen Staubauswurf von ca; 600 rag/nr (i.N.) verursachen. Diese Mengen sind als Emission andererseits zu hoch und können deswegen den gesteigerten Anforderungen an den Immissionsschutz nicht mehr genügen. Im übrigen arbeiten Elektrofilter mit mittleren bis hohen SO^- Gehalten besonders effektiv, so daß von daher ein hoher Schwefelgehalt der Rauchgase erwünscht ist.

Es ist bekannt, daß Abgase mit niedrigem Säuretaupunkt durch Tuchfilter entstaubt werden können. Dies gilt auch für Kraftwerke, welche eine Kohle mit

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geringem Schwefelgebalt verarbeiten. Der Einsatz von Tuchfiltern ist aber nur wirtschaftlich, wenn eine Wahlmöglichkeit für den Filterwerkstoff ent-

■ sprechend den Temperaturen in den Rauchgasen vorhanden ist. Die Werkstoffe, die hierfür in Betracht

; kommen, sind aber gegen bestimmte Gaskomponenten in den Rauchgasen empfindlich. So sind z.B. bestimmte Kunststoffasern bzw. -gewebe nur beständig, wenn die Rauchgase keine SO^-Beinengungen haben; Glasfasern sind nicht beständig gegen Fluor, sind aber andererseits bis 200° C einsetzbar.

j Die Gasreinigungen der bekannten Anlagen arbeiten meistens nach nassen Verfahren. Bekannt sind jedoch auch trocken arbeitende Verfahren. Bei einigen dieser Verfahren liegen die Rauchgastemperatüren hinter der eigentlichen Gasreinigung bei 400° Cj das ist z.B.bei Verfahren der Fall, bei denen eine Adsorption des Schwefels an Metalloxide erfolgt. Andere Verfahren entschwefeln die Rauchgase bei 100° - 300° C. In WirbelbettentSchwefelungen mit Kalkstein erreichen die Temperaturen ca. 900° C. Derartige Verfahren haben den Vorteil, daß mit der Gasreinigung kein Temperaturverlust in"den Rauchgasen verbunden ist. Nachteile treten indessen insbesondere bei den praktisch vorkommenden Fahrweisen durch den verhältnismäßig hohen Staubgehalt der gewaschenen Rauchgase ein. In Abhängigkeit von der Form des Adsorbens, vom Druckverlust, von der Schüttbreite und anderen Faktoren können bestimmte Entstaubungsgrade nicht überschritten werden. Dabei ist jedoch zu berücksichtigen, daß bei hohen rauch-

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gasseitigen Staubgehalten hinter den einfachen Elektrofiltern einer solchen Anlage die Staubgehalte in den gereinigten Rauchgasen ansteigen und damit der Reingasstaubgehalt die Grenzwerte der eingangs beschriebenen, hochwirksamen Elektrofilter und soweit auch die zulässigen Emissionswerte übersteigen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eins auf wirtschaftlichanWege erreichbare, erhebliche , Herabsetzung des Staubgehaltes der in die Atmosphäre ^; emittierten Rauchgase die Umweltbelastungen, die von ■ den eingangs bezeichneten Kraftwerken ausgehen, weiter nennenswert zu senken.

j Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe verfahrens-

mäßig dadurch gelöst, daß die Rauchgase durch trockene ! Abscheidung von SO₉/SO_K und/oder Fluor nach an sich

j bekannten Verfahren gereinigt und die gereinigten Rauchgase bzw. ein Teilstrom der gereinigten Rauchgase zur Abscheidung von verbliebenem Staub einer mechanischen Reinigung durch ein festes Filtermedium unterworfen, werden, bevor die Gase in die Atmosphäre abgegeben werden.

Durch die Anwendung der an sich bekannten trockenen Gasreinigung hinter den im Prinzip beliebig zu gestaltenden Filtern, mit denen die Rauchgase zuerst bearbeitet werden, macht man sich die besonderen Eigenschaften der trockenen Rauchgasreinigung zunutze, entschwefelte und trockene Rauchgase zu liefern, die man in den nachgeschalteten Tuchfiltern weiter entstauben kann. Denn die zwar hohen Temperaturen der so behandelten Rauchgase können dennoch

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mit beständigen Filterstoffen bewältigt werden, weil die störenden Gasbestandteile vorher entfernt sind und die vergleichsweise hohen Staubgehalte am Ausgang der Rauchgasreinigung, also in den Tuchfiltern auf die gewünschten Werte herabsetzbar· sind. Avf der Einsatznöglichkeit einer einfachen ersten Filterstufe und auf der Wahlmöglichkeit der Filterwerkstoffe beruht auch die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Gemäß der Erfindung wird also im Vergleich mit den bekannten Anlagen am Eingang der Anlage, d.h. in der ersten Filtration nicht mit höheren, sondern eher mit geringeren Abscheidegraden gearbeitet, und auch die nachgeschaltete Gasreinigungsanlage darf höhere Staubgehalte verursachen. Dennoch wird der Endgehalt der Rauchgase an Stäuben wesentlich gegenüber bekannten Anlagen herabgesetzt, ohne daß er zu Kostensteigerungen führt. Das beruht einerseits auf der verbilligten ersten Filterstufe und auf den in der Entschwefelungsanlage geschaffenen günstigen Einsatzbedingungen für die nachgeschalteten Tuchfilter. Diese liefern Reingasstaubgehalte, die in der Größenordnung unter 10 mg/m^ (i.N.) liegen.

In dem beigefügten Blockdiagramm ist die erfindungsgemäße Anlage schematisch wiedergegeben:

Aus dem Kraftwerk, d.h. seinen Feuerungen treten die Rauchgase mit 10-15 g/nr (i.N.), also einem sehr hohenStaubgehalt aus. Sie gelangen dann in

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beliebig gestaltete Filter, z.B. Zyklonen und/oder Elektrofilter. Dieser Teil der Anlage kann entsprechend kostengünstig ausgebildet werden. Aus dieser ersten Filterstufe treten die Rauchgase mit einem wesentlich geringeren Staubgehalt, z.B. 600 mg/m (i.N.) aus. Sie gelangen dann in die trockene Gasreinigungsanlage, in der bestimmte Gaskomponenten, insbesondere Schwefel- und/oder Fluorverbindungen entfernt werden. Gleichzeitig wird in der Gasreinigungsanlage der Staubgehalt herabgesetzt, so daß die Rauchgase noch 100 bis 200 mg/nr (i.N.) aufweisen.

Bei der im Blockdiagramm dargestellten erfindungsgemäßen Anlage ist der Gasreinigungsanlage ein Tuchfilter nachgeschaltet. Dieses Tuchfilter verläßt die Rauchgase mit einem Gehalt von höchstens 10 mg/nr (i.N.); im allgemeinen ist der Staubgehalt aber noch wesentlich geringer.

Deswegen ist es auch möglich, Jeweils nur Teilströme den beschriebenen Verfahrensschritten zu unterwerfen und andere Teilströme über die gezeichneten Bypass-Leitungen zu führen, so also unbehandelt zu lassen und sie den in den betreffenden Anlagen bzw. Vorrichtungen bearbeiteten Teilströmen wieder zuzusetzen.

Abweichend von dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist folgende Anlage bei Kesseln mit Wirbelschichtfeuerung möglich: In die Wirbelschichtfeuerung wird Kalkstein eingebracht. Die Rauchgase

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teilen sich hinter dem Kessel. Ein Teilstrom durchläuft zunächst die Elektrofilter und dann eine Tuchfilteranlage, welche den Elektrofiltern nachgeschaltet ist. Ein anderer Teilstrom, der vor den Elektrofiltern abzweigt, durchläuft eine Zyklcnenanlage· Hinter der Zyklonenanlage befindet sich eine weitere Tuchfiltervorrichtung.

Noch anders ist eine Anlage ausgebildet, bei der dem Kessel ein Reaktor nachgeschaltet ist, in dem die Entschwefelung ebenfalls in einem trockenen ! Verfahren durchgeführt wird, inclara Kupferoxyd auf j Alluininiumoxyd als Adsorbens eingesetzt wird. Es können auch zwei oder mehrere identische Reaktoren dem Kessel nachgeschaltet sein. Dann werden die Reaktoren häufig im zyklischen Wechsel beladen und regeneriert.

Den Regeneratoren nachgeschaltet ist das Elektro- · filter, dem jedoch nur ein Teilstrom aufgegeben ; wird. Vor dem Elektrofilter zweigt ein Teilstrom ab, der zunächst Zyklone und daran anschließend eine Tuchfilteranlage durchläuft.

Patents»Sprüche

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Claims

Patentensprüche

Verfahren und Anlage zur Aufbereitung von Rauchgasen, z.B. der Rauchgase von Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen, insbesondere mit Steinkohle gefeuertsind, bei der vor Abgabe der Rauchgase in die Atmosphäre sämtliche oder ein Teilstroa der Rauchgase einer Staubabscheidung, z.B. durch Elektrofilter oder Zyklone und einer Gasreinigung unterzogen werden,

dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase durch trockene Abscheidung von SOg/SO^ und/oder Fluor nach an sich bekannten Verfahren gereinigt und die gereinigten Rauchgase bzw. ein Teilstrora der gereinigten Rauchgase zur Abscheidung von verbliebenem Staub einer mechani- ^: sehen Reinigung durch ein festes Filteraredium unterworfen werden, bevor die Gase in die Atmosphäre abgegeben werden.
2. Anlage zur Durchführung dos Verfahrens nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch, eine der Gasreinigungsanlage nachgeschaltete Tuchfiltervorrichtung .
3· Anlage nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gasreinigungsanlage im Kessel des Kraft-

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werkes untergebracht mid Tuchfilter den Elektrofiltern und diesen parallel geschalteten Zyklonen nachgeschaltet sind.
4. Anlage nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gasreiiiigungsanlage den Kesseln nachgeschaltet ist und daß die Elektrofilter und die Zyklone parallel und der Gasreinigungsanlage nachgeschaltet sind, wobei die Tuchfiltervorrichtung den Zyklonen nachgeschaltet ist.
5. Anlage nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgase, die mit einem Staubgehalt von ca. 10 - 15 mg/m in die zunächst vorgesehene Filtration eintreten und diese mit ca. 600 rng/nr verlassen und in die trockeneRauchgaswäsche eintreten, welche die Rauchgase mit einem Staubgehalt von 100 - 200 mg/irr verlassen, und daß die Rauchgase am Ausgang des Tuchfilters einen Staubgehalt von kleiner, höchstens aber gleich 10 mg/m aufweisen.

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