DE2755314A1

DE2755314A1 - Verfahren zur absorptiven entfernung von schwefeldioxid, chlor und fluor aus abgasen

Info

Publication number: DE2755314A1
Application number: DE19772755314
Authority: DE
Inventors: Friedhelm Ing Grad Froehlich; Stefan Ing Grad Gramelt; Rolf Dr Ing Noack
Original assignee: Deutsche Babcock AG
Current assignee: Deutsche Babcock AG
Priority date: 1977-12-12
Filing date: 1977-12-12
Publication date: 1979-08-09
Also published as: JPS5495972A; PL210613A1; FR2411025A1; GB2010793A; SE7812537L; CS213358B2; GB2010793B

Description

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Verfahren zur absorptiven Entfernung von Schwefeldioxid, Chlor und Flour aus Abgasen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur absorptiven Entfernung von Schwefeldioxid. Chlor und Fluor aus Abgasen von Kesselanlagen mit Hilfe von trockenen Sorbentien.

Iisbesondera die Abgase von Müllverbrennungsanlagen enthalten neben Schwefeldioxid andere gasförmige Schadstoffe wie Chlor- und Fluorverbindungen. Es ist bekannt, derartige Schadstoffe mit Hilfe von Kalkstein, Weichbranntkalk oder gebranntem Kalkstein, dem Borate oder Silikate beigemischt sind, zu entfernen. Dabei wird d^s zu reinigende Abgas einer Wirbelschicht zugeführt. Diese Verfahren vermeiden zwar die Nachteile, die den Verfahren anhaften, die mit einer wässrigen Lösung arbeiten. Jedoch erfordern andererseits die Wirbelschichtverfahren ein weitgehendes Aufmahlen der verwendeten Sorbentien. Außerdem ist ein Wirbelschichtreaktor konstruktiv und regelungstechnisch aufwendig. Weitere Nachteile der Wirbelschicht sind in dem starken Staubaustrag und dem hohen Druckvsrlust zu sehen. Zudem ist die Ausnützung der Sorbentien im allgemeinen nur unvollständig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren unter Verwendung eines günstigen Sorbens zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein körniges, nicht regenerierbares Sorbens mit hoher Abriebfestigkeit verwendet wird und daß dieses Sorbens kontinuierlich durch einen quer vorn zu reinigenden Abgas durchströmten Wanderbett-Reaktor geführt wird.

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Für die Durchführung dieses Verfahrens kann auf einen weniger aufwendigen Wanderschicht-Reaktor zurückgegriffen werden. Da auf eine Regeneration verzichtet werden kann, entfallen die Kosten, die für diesen Verfahrensschritt aufzuwenden sind, ebenso wie die Kosten für eine Weiterverarbeitung der ausgetriebenen Schadstoffe. Das beladene Sorbens kann entweder direkt weiter verwendet werden oder ggf. zusammen mit der Kesselasche einer geordneten Deponie zugeführt werden.

Entweder dem Sorbens oder einem Trägermaterial können Katalysatoren zugesetzt werden. Im letzteren Fall wird das mit dem Katalysator versetzte Trägermaterial dem Wanderschicht-Reaktor wieder zugeführt, so daß der verhältnismäßig teure Katalysator nicht verlorengeht. Der Katalysator kann auch auf ruhende Teile des Wanderschicht-Reaktors aufgebracht werden.

Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Wanderschicht zwischen zwei Jalousiewänden gehalten ist, deren Jalousiebleche gegenüber der Vertikalen einen Anstellwinkel von 15 bis 25° aufweisen und daß das Verhältnis von lichter Weite zwischen den Jalousieblechen und ihrer Länge 1:4 bis 1:5 beträgt. Diese Vorrichtung zeichnet sich bei der Verwendung eines körnigen Sorbens dadurch aus, daß bedingt durch die Ausbildung der Jalousiewände der Austausch des in den Jalousien eingeschlossenen Materials gewährleistet ist.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung seien anhand des in der Zeichnung dargestellten Wanderschicht-Reaktors und des Verfahrensschemas näher erläutert.

Die zu reinigenden Abgase einer Müllverbrennungsanlage oder einer anderen Kesselanlage treten durch den Eintrittsstützen 1 in den Innenraum eines Wanderschicht-Reaktors 2 ein. Sie durchströmen eine zwischen zwei Jalousiewänden 3 gehaltene Wanderschicht und werden von der Abströmseite der Wanderschicht mit Hilfe eines Gebläses 4 durch die Austrittsöffnung 5 abgesaugt. Anschließend gelangen die gereinigten Abgase durch den Kamin 6 ins Freie.

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Das zur Entfernung der Schadstoffe dienende Sorbens wird dem Wanderschicht-Reaktor 2 von oben durch eine gasdichte Eintragsschleuse 7 zugeführt. Nach Durchwandern des Wanderschicht-Reaktors 2 wird das Sorbens durch einen Vibrationsförderer 8 geregelt abgezogen. Unterhalb der Jalousiewände 3 sind im Strömungsweg des Sorbens dachförmige Einbauten 9 vorgesehen. Diese Einbauten 9 sorgen für ein gleichmäßiges Fließen im gesamten Querschnitt des Wanderschicht-Reaktors 2.

Über eine ebenfalls gasdichte Austrittsschleuse 10 erfolgt der Weitertransport des Sorbens auf eine Siebmaschine 11. Auf der Siebmaschine 11 wird der Flugstaub, der ebenfalls in dem Wanderschicht-Reaktor 2 aufgefangen wird, von dem Sorbens abgetrennt. Der Siebrückstand kann in eine Siebtrommel 12 gelangen. Durch die Drehbewegung der Siebtrommel 12 wird eine ständige Schälwirkung auf das Sorbens ausgeübt, wodurch die äußere, beladene Schicht von der inneren noch unbeladenen Schicht des Sorbens getrennt wird. Die Siebtrommel 12 fördert das unbeladene Sorbens kontinuierlich auf ein Becherwerk 13, welches das Sorbens zum Kopf des Wänderschicht-Reaktors 2 transportiert. Das zum Ausgleich des Verlustes an Sorbens neu zuzuführende Material kommt von einem Vorratsbunker 14 über einen Vibrationsförderer 15 ebenfalls auf das Becherwerk 13.

Die Neigung der einzelnen die Jalousiewände 3 bildenden Jalousiebleche, ihre Länge und der Abstand zweier übereinander liegend⁰ "alousiebleche sind so aufeinander abgestimmt, daß ein Austausch von zwischen den Jalousieblechen eingeschlossenen Sorbenskörnern gewährleistet ist. Das wird dadurch erreicht, daß die Jalousiebleche unter einem Winkel von 15° bis 25° gegen die Vertikale angestellt sind. Das Verhältnis von lichter Weite zwischen zwei übereinander liegenden Jalousieblechen und ihrer Länge beträgt 1:4 bis 1: 5. An ihrem oberen Ende sind die Jalousiebleche abgewinkelt.

Um ein Ausblasen der Sorbenskörner bei Strömungsgeschwindigkeiten des Abgases durch die Wanderschicht von 0,4 bis 1,0 m/s zu vermeiden, ist die Abströmfläche der Jalousiewände 3 größer als die Anströmfläche. Das wird durch eine in etwa zylindrische Wanderschicht erreicht, die von ihrer Innenseite her angeströmt ist.

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Im einzelnen bestehen die Jalousiewände 3 aus jeweils zwei gradlinig begrenzten, parallel sich gegenüberstehenden Wandabschnitten. Diese Wandabschnitte stellen einzelne Zellen dar, die sich zu einer ringförmigen Wanderschicht zusammenfügen.

Als Sorbens wird ein körniges Schwefeldioxid-, Chlor- und Fluor bindendes Material verwendet. E" besteht beispielsweise aus Kalk, Kalkstein oder Magnesia, denen weitere Stoffe oder Katalysatoren wie z. B. Vanadiumpentoxid oder Eisenoxid beigemischt werden können. Durch die absorptive Bindung der Schadstoffe wird die Oberfläche der einzelnen Sorbenskörper bröckelig, so daß bei unvollständiger Beladung der Körner der beladene Anteil in einfacher Weise mechanisch abgetrennt werden kann. Das Sorbens weist eine hohe Abriebfestigkeit auf und liegt in einer Körnung von 3 bis 15 mm vor. Das Sorbens wird als Formlinge oder als gebrochenes Material eingesetzt.

In dem oben beschriebenen Wanderschicht-Reaktor 2 werden die Schadstoffe gemeinsam absorbiert. Es ist aber auch möglich, die Schadstoffe selektiv zu entfernen. In diesem Fall muß die Wanderschicht durch den Einbau zusätzlicher Jalousiewände in zwei parallele Wanderschichten aufgeteilt werden. Dabei wird von dem Sorbens in der auf der Anströmseite des Abgases liegende Wanderschicht Chlor und Fluor aufgenommen. In der zweiten Wanderschicht wird Schwefeldioxid absorbiert. Beide Wanderschichten werden getrennt voneinander abgezogen und die beladenen Sorbentien getrennt gelagert.

Die Katalysatoren können außer auf das Sorbens auch auf ein Trägermaterial aufge bracht werden.Das Trägermaterial bcctsht aus keramischen Formkörpern wie Kugeln oder Raschig-Ringen. Das Trägermaterial mit dem Katalysator wird nach einem Durchlaufen der Wanderschicht erneut in den Wanderschicht-Reaktor eingesetzt. Es kann gemeinsam mit dem Sorbens in den Wanderschicht-Reaktor 2 gegeben werden. In diesem Fall weist dasTrägermaterial eine gröbere Körnung als das Sorbens auf. Auf

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einer Siebmaschine am Reaktoraustrag sind das Sorbens und das Trägermaterial voneinander zu trennen. Das Trägermaterial kann auch in einer getrennten Wanderschicht, die sich innerhalb der Sorbens-Wanderschicht befindet, den Wanderschicht-Reaktor durchlaufen. Schließlich ist es auch möglich, die Katalysatoren auf ruhenden Teilen des Wanderschicht-Reaktors aufzubringen. So kann in den Raum zwischen den Jalousiewänden 3 ein entsprechend mit den Katalysatoren präpariertes Gitterwerk gehängt werden.

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Claims

1787 27bb3U Patentansprüche

1. Verfahren zur ab3orptiven Entfernung an Schwefeldioxid, Chlor und Fluor au.^c Abgasen von Kesselanlagen mit Hilfe von trockenen Sorbentien, dadurch gekennzeichnet, daß ein körniges, nicht regenerierbares Sorbens mit hoher Abriebfestigkeit verwendet wird und daß dieses Sorbens kontinuierlich durch einen quer vom zl reinigenden Abgas durchströmten Wanderbett-Reaktors geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Sorbens Katalysatoren zugesetzt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, d3ß zusätzlich zu dem körnigen Sorbens ein Trägermaterial, auf das ein Katalysator aufgebracht ist, durch den Wanderschicht-Reaktor geführt wird und daß das Trägermaterial in den Wanderschicht-Reaktor rückgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial eine gröbere Körnung als das Sorbens aufweist und gemeinsam mit dem Sorbens durch den Wanderschicht-Reaktor geführt wird und daß beide am Reaktoraustrac voneinander getrennt werden

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial von dem Sorbens getrennt durch den Wanderschicht-Reaktor geführt wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Katalysatoren auf ruhenden Teilen des Wanderschicht-Reaktors aufgebracht werden.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Sorbens in einer ersten Stufe Chlor und Fluor und in einer zweiten Stufe Schwefeldioxid abgetrennt werden.

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ORIGINAL INSPECTED

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8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Reaktoraustrag das Sorbens von dem mit aus dem Abgas abgetrennten Flugstaub befreit wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß unbeladenes und teilbeladenes Sorbens in den Wandsrschicht-Reaktor rückgeführt vird.

lü. Vsrfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach Abzug des Sorbens aus dem Wanderschicht-Reaktor der beladene Anteil des Sorbens von dem unbeladenen Anteil mechanisch getrennt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung des beladenen Anteils durch eine mechanische Behandlung der Oberfläche der Sorbenskörner und anschließendes oder gleichzeitiges Sieben erfolgt.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanderschicht zwischen zwei Jalousiewänden (3) gehalten ist, deren Jalousiebleche gegenüber der Vertikalen einen Anstellwinkel von 15° bis 25° aufweisen und daß das Verhältnis von lichter Weite zwischen den Jalousieblechen und ihrer Länge 1 : 4 bis 1 : 5 beträgt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Jalousiebleche an ihrem oberen Ende abgewinkelt sind.

14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abströmfläche der Jalousiewände größer ist als die Anströmfläche.

15. Vorrichtung nach den Ansprüchen 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Strömungsweg des Sorbens unterhalb der Jalousiewände (3) dachförmige Einbauten (9) vorgesehen sind.

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