DE3009366A1 - Flue gas dry detoxification, esp. desulphurisation plant - with fluidised bed of solid absorbent across gas path after combustion zone - Google Patents
Flue gas dry detoxification, esp. desulphurisation plant - with fluidised bed of solid absorbent across gas path after combustion zoneInfo
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Abstract
Description
Einrichtung zur trockenen Entfernung von Schadstoffen aus Rauchgasen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur trockenen Entfernung von Schadstoffen, insbesondere Schwefeloxiden, aus Rauchgasen, wobei ein oder mehrere Absorptionsmittel, z. B.Device for the dry removal of pollutants from flue gases The invention relates to a device for the dry removal of pollutants, in particular sulfur oxides, from flue gases, with one or more absorbents, z. B.
Calcium- und/oder Magnesiumkarbonat od. dgl. gekörnte Feststoff-Absorptionsmittel mit dem Rauchgs einer Kesselanlage in Berührung gebracht, danach ausgetragen und durch frische Absorptionsmittel ersetzt werden.Calcium and / or magnesium carbonate or the like. Granulated solid absorbent brought into contact with the smoke of a boiler system, then discharged and be replaced with fresh absorbent.
Es sind eine Reihe von Einrichtungen bzw. Verfahren bekannt, bei denen Additive bzw. Absorptionsmittel in flüssiger oder fester Form unmittelbar in die Brennerflamme oder in den Feuerraum einer Kesselanlage eingebracht werden. Schwierig ist dabei, die zugeführte Menge dieser Stoffe in das richtige Verhältnis zu den Schadstoffen zu setzen und die Reaktionsprodukte aus dem System abzuziehen.There are a number of devices and methods are known in which Additives or absorbents in liquid or solid form directly into the Burner flame or in the combustion chamber of a boiler system. Difficult is in the process of adding the amount of these substances in the right proportion to the Put pollutants and withdraw the reaction products from the system.
Ferner sind Einrichtungen oder Verfahren bekannt, bzw. in der Entwicklung, bei denen die Schadstoffe der Rauchgase in Einrichtungen, die der Kesselanlage nachgeschaltet werden, d. h. im Bereich niedriger Rauchgastemperaturen, an Absorptionsmittel gebunden werden sollen. Diese Einrichtungen und Verfahren haben den Nachteil sehr niedriger Reaktionsgeschwindigkeiten, wodurch zur Erzielung ausreichender Effekte meistens mehrstufige Kontaktstrecken mit dem Absorptionsmittel notwendig sind.Furthermore, facilities or processes are known or are in development, where the pollutants of the flue gases in facilities that are downstream of the boiler system be, d. H. in the range of low flue gas temperatures, bound to absorbents should be. These devices and methods have a very lower disadvantage Reaction speeds, which mostly helps to achieve sufficient effects multi-stage contact routes with the absorbent are necessary.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die es ermöglicht, daß mit Schadstoffen beladene und damit billigere, im übrigen aber hochwertige feste, flüssige und gasförmige Brennstoffe von Additiven oder Absorptionsmitteln unbeeinflußt unter Einhaltung der Umweltschutzgesetzgebungen verfeuert werden können.The invention is based on the object of a device of the initially to create mentioned type, which makes it possible that loaded with pollutants and thus cheaper, but otherwise high-quality solid, liquid and gaseous fuels unaffected by additives or absorbents in compliance with environmental protection legislation can be burned.
Dabei soll die Schadstoff-Beseitigung möglichst vollständig, auch im Teillastbereich, sein. Die Einrichtung soll also auch die Möglichkeit schaffen, bisher wegen zu starker schädlicher Verunreinigungen im Rauchgas nicht verwendbare Brennstoffe verwerten zu können, ohne daß es zu unzumutbaren Umweltbelastungen führt, so daß gleichzeitig eine verbesserte Versorgungslage mit Brennstoff gegeben wird, bzw. Brennstoffkosten dadurch gesenkt werden können, daß die weniger hochwertigen und demgemäß billigeren Brennstoffe auch verwendet werden können.The pollutant elimination should be as complete as possible, too in the partial load range. The facility should also create the possibility of so far not usable because of excessive harmful impurities in the flue gas To be able to recycle fuels without causing unreasonable environmental pollution, so that at the same time an improved supply situation with fuel is given, or fuel costs can be reduced by the fact that the less high-quality and accordingly cheaper fuels can also be used.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht im wesentlichen darin, daß in Abzugrichtung hinter dem Verbrennungsbereich in einem Kesselbereich mit einer Rauchgastemperatur von ca. 7000 C bis 9000 C ein den Rauchgasquerschnitt vollständig ausfüllendes, mit den Absorptionsmitteln beaufschlagtes Wirbelbett und/oder eine zirkulierende Wirbelschicht vorgesehen. sind.The solution to this problem is essentially that in the withdrawal direction behind the combustion area in a boiler area with a flue gas temperature from approx. 7000 C to 9000 C a completely filling the flue gas cross-section, with the absorption means charged and / or a circulating fluidized bed Fluidized bed provided. are.
Zwar ist es aus der DE-OS 27 26 892 bekannt, in einem Wirbelbett mittels eines Katalysators Schadstoffe im Rauchgas in gut absorbierbare Verbindungen umzuwandeln. Es muß aber danach die Entfernung der so gewandelten Schadstoffe aus dem Rauchgas noch in einer der Kesselanlage nachgeschalteten Reinigungseinrichtung durchgeführt werden. Dadurch wird diese bekannte Einrichtung aufwendig und teuer.Although it is known from DE-OS 27 26 892, means in a fluidized bed a catalyst to convert pollutants in the flue gas into easily absorbable compounds. However, the pollutants converted in this way must then be removed from the flue gas still carried out in a cleaning device downstream of the boiler system will. This makes this known device complex and expensive.
Bei der Erfindung wird demgegenüber in einer für die Reaktionsgeschwindigkeit besonders günstigen Zone der Kesselanlage die Beseitigung der Schadstoffe vollständig durchgeführt. Dabei erfolgt diese Schadstoffbeseitigung in vorteilhafter Weise in einem Bereich der Kesselanlage, wo die Verfeuerung der Brennstoffe unbeeinflußt abgeschlossen ist, die Rauchgase aber noch die für eine größtmögliche Reaktionsgeschwindigkeit benötigten Temperaturen haben. Die Verwendung eines Wirbelbettes oder einer zirkulierenden Wirbelschicht, welche eine Sonderform eines Wirbelbettes darstellt, bewirkt dabei eine intensive Berührung zwischen Rauchgasteilen und Absorptionsmitteln, so daß beispielsweise eine vollständige Entschwefelung möglich ist. Dennoch ist der konstruktive Aufwand gering und die Wirkungsweise einfach, weil die Druckbefeuerung solcher Kesselanlagen für eine ausreichende Schwebehöhe der Pulverteilchen in dem Wirbelbett sorgen kann.In contrast, the invention is one for the reaction rate particularly favorable zone of the boiler system, the elimination of the pollutants completely carried out. This elimination of pollutants takes place in an advantageous manner in one Area of the boiler plant where the combustion of the fuels is completed without being affected is, but the smoke gases are still necessary for the greatest possible reaction speed have the required temperatures. The use of a fluidized bed or a circulating one Fluidized bed, which is a special form of a fluidized bed, causes it intensive contact between smoke gas parts and absorbents, so that for example, complete desulfurization is possible. Still, it's constructive Effort is low and the mode of operation is simple, because the pressure firing of such boiler systems can ensure a sufficient suspension height of the powder particles in the fluidized bed.
Eine Ausgestaltung der Erfindung von eigener schutzwürdiger Bedeutung kann darin bestehen, daß der Anströmboden des Wirbelbettes oder der zirkulierenden Wirbelschicht innengekühlt ist und daß das Kühlmedium für den Anströmboden an den Kesselkreislauf und/oder einen eigenen Wärmetauscherkreislauf angeschlossen ist. In erster Linie kann dadurch erreicht werden, daß das Wirbelbett trotz der relativ hohen Temperatur, die in seinem Einbaubereich in der Kesselanlage noch herrscht, eine lange Lebensdauer haben kann, wobei dennoch übliche Werkstoffe Verwendung finden können. Bei einem Metallboden kann beispielsweise eine Verzunderung und ein entsprechender Verschleiß dadurch wesentlich verringert werden. Zusätzlich wird die dabei an dem Anströmboden aufgenommene Wärme jedoch wieder rückgewonnen. Dabei ist es möglich, daß als Kühlmedium Wasser oder Wasserdampf vorzugsweise des Kesselkreislaufes vorgesehen ist. Es kann aber als Kühlmedium auch Luft vorgesehen sein, die nach Durchströmen der Kühlflächen vorzugsweise als vorgewärmte Verbrennungsluft der Feuerung des Kessels zuführbar ist.An embodiment of the invention of its own worthy of protection can consist in the fact that the inflow tray of the fluidized bed or the circulating Fluidized bed is internally cooled and that the cooling medium for the inflow plate to the Boiler circuit and / or its own heat exchanger circuit is connected. In the first place it can be achieved that the fluidized bed despite the relatively high temperature that still prevails in its installation area in the boiler system, can have a long service life, but common materials are used can. In the case of a metal base, for example, a scaling and a corresponding This significantly reduces wear and tear. In addition, the However, heat absorbed by the inflow plate is recovered. It is possible that preferably the boiler circuit is provided as the cooling medium water or steam is. However, air can also be provided as the cooling medium, which after flowing through it the cooling surfaces preferably as preheated combustion air from the furnace of the boiler is feedable.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der gekühlte Boden vollständig aus innengekühlten Konstruktionselementen, vorzugsweise einem Rohrgitter od. dgl. besteht. Dabei ist es vorteilhaft, wenn unterhalb des Bodens des Wirbelbettes oder der zirkulierenden Wirbelschicht eine Austragöffnung vorgesehen ist, die über eine Rückführleitung in die Zuführung und/oder Rückführung des Absorptionsmittels führt. Besteht der Anströmboden aus einem Rohrgitter, ist nicht auszuschließen, daß Absorptionsmittel durch dieses Gitter hindurchfällt. Dieses kann dann durch die genannte Leitung wieder in den Reaktionsbereich gebracht werden.It is particularly advantageous if the cooled floor is completely from internally cooled construction elements, preferably a pipe grille or the like. consists. It is advantageous if below the bottom of the fluidized bed or the circulating fluidized bed provided a discharge opening is that via a return line in the supply and / or return of the absorbent leads. If the inflow plate consists of a pipe grille, it cannot be ruled out that that absorbent falls through this grid. This can then go through the said line can be brought back into the reaction area.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.Further developments of the invention are the subject of further claims.
Insgesamt ergibt sich eine Einrichtung, die auch nachträglich in schon bestehende Kesselanlagen eingebaut werden kann und sehr effektiv die Rauchgase von stark mit Schadstoffen belasteten, jedoch an sich hochwertigen Brennstoffen von diesen Schadstoffen befreien kann, so daß konventionelle Feuerungsanlagen für eine wirtschaftliche Verbrennung auch hoch schwefelhaltiger Brennstoffe geeignet werden, ohne daß die vorgeschriebenen Abgaswerte bezüglich dieser Schwefelbestandteile oder sonstiger Verunreinigungen überschritten werden. Es ist sogar denkbar, mit Hilfe der Erfindung die obere Grenze der zulässigen Verunreinigungsteile im Rauchgas zu senken. Bisher nicht verwertbare Brennstoffe werden somit auf der Basis der bisherigen gesetzlichen Vorschriften verwertbar.Overall, the result is a facility that can also be retrofitted Existing boiler systems can be built in and very effectively remove the flue gases from heavily contaminated with pollutants, but high-quality fuels from can free these pollutants, so that conventional firing systems for a economical combustion of fuels with a high sulfur content are also suitable, without the prescribed exhaust gas values with regard to these sulfur components or other impurities are exceeded. It is even conceivable with help the invention the upper limit of the permissible impurities in the flue gas reduce. So far not usable fuels are thus based on the previous legal regulations usable.
Nachstehend ist die Erfindung mit ihren ihr als wesentlich zugehörenden Einzelheiten anhand der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Die einzige Figur zeigt dabei in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch einen Kessel mit mehreren Zügen.The following is the invention and its essential pertaining to it Details are explained in more detail with reference to the drawing in an exemplary embodiment. The single figure shows a schematic representation of a longitudinal section through a boiler with several puffs.
In einem im ganzen mit 1 bezeichneten Kessel einer Feuerungsanlage sind zwei Brenner 2 angedeutet Die beim Verbrennungsvorgang entstehenden Rauchgase gelangen gemäß dem Pfeil Pf 1 im oberen Bereich dieses Kessels 1 zunächst zu einer abwärts gerichteten Strecke und gemäß einem Pfeil Pf 2 in einen Zug 3 des Kessels 1.In a boiler, designated as a whole with 1, of a furnace two burners 2 are indicated The flue gases produced during the combustion process get according to the arrow Pf 1 in the upper area of this boiler 1 first to a downward route and according to an arrow Pf 2 in a train 3 of Boiler 1.
In diesem dritten Zug 3 ist ein den Rauchgasquerschnitt vollständig ausfüllendes Wirbelbett 4 angedeutet, wobei hier auch eine zirkulierende Wirbelschicht oder eine sonstige, den Rauchgasquerschnitt ausfüllende Schüttung mit Absorptionsmitteln vorgesehen sein kann. Das Wirbelbett 4 ist dabei rein schematisch angedeutet. Es ist gegenüber den Wänden 5 des dritten Zuges 3 des Kessels 1 vollständig abgedichtet, während es in der Zeichnung der besseren übersicht wegen mit etwas Abstand zu den Wänden 5 dargestellt ist.In this third train 3, the flue gas cross-section is complete filling fluidized bed 4 indicated, here also a circulating fluidized bed or another bed with absorbents filling the flue gas cross-section can be provided. The fluidized bed 4 is indicated purely schematically. It is completely sealed against the walls 5 of the third train 3 of the boiler 1, while it is in the drawing for a better overview because of a little distance to the Walls 5 is shown.
Das Wirbelbett 4 dient zur Aufnahme von Absorptionsmitteln vorzugsweise in Pulverform, wobei deren Schütthöhe auf eine für eine völlige Entschwefelung oder Entfernung von Schadstoffen aus den Rauchgasen ausreichende Verweilzeit eingestellt wird. Gemäß dem Pfeil Pf 3 zieht das von Schadstoffen gereinigte Rauchgas dann in üblicher Weise durch einen weiteren abwärts gerichteten Zug 6 und einen Auslaß 7 zu einem nicht näher dargestellten Kamin.The fluidized bed 4 is preferably used to hold absorbents in powder form, the bulk height being reduced to one for a complete desulfurization or Removal of pollutants from the flue gases set sufficient residence time will. According to the arrow Pf 3, the flue gas cleaned of pollutants then pulls in usually by a further downwardly directed train 6 and an outlet 7 to a chimney not shown in detail.
Durch die Pfeile Pf 4 und Pf 5 ist angedeutet, daß benachbart zu dem Abzug der verbrauchten Absorptionsmittel oder gegenüber diesem Abzug eine Zuführöffnung und -vorrichtung für frische Absorptionsmittel, insbesondere für ein kontinuierliches Austauschen von verbrauchten und frischen Absorptionsmitteln vorgesehen ist. Dabei kann der AbzugXfür das verbrauchte Absorptionsmittel und die Zuführung für frisches Absorptionsmittel verschließbar verbunden sein. Eine Wirbelschicht verhält sich nämlich analog einer Flüssigkeit, so daß der Eintrag von frischen und der Austrag von verbrauchten Ansorptionsmitteln gemäß den Pfeilen Pf 4 und Pf 5 sowie gegebenenfalls eine überlagerte Umwälzung der Absorptionsmittel bis zur Erzielung einer vollkommenen Sättigung der Absorptionsmittel kontinuierlich durchgeführt werden können. Dadurch ist es ferner möglich, daß eine von einem Meßgerät im Rauchgasabzug angesteuerte, der besseren Übersicht wegen nicht näher dargestellte Regeleinrichtung für die Zu- und Abfuhr von Absorptionsmitteln und die gegebenenfalls teilweise Rückführung von nicht vollständig verbrauchtem Absorptionsmittel sowie die Einstellung der jeweiligen Schütthöhe vorgesehen ist. Durch die Möglichkeit des kontinuierlichen Ein- und Austrags der Absorptionsmittel können ferner die Absorptionsmittelmengen sowie die Zusammensetzung der Absorptionsmittelmengen z. B. nach Korngrößen oder spezifischer Zusammensetzung jeden Brennstoffen bzw.By the arrows Pf 4 and Pf 5 it is indicated that adjacent to the Deduction of the consumed absorbent or a feed opening opposite this discharge and device for fresh absorbent, especially for a continuous one Exchange of used and fresh absorbent is provided. Included can be the outlet X for the used absorbent and the feed for fresh Absorbent be connected closably. A fluidized bed behaves namely analogous to a liquid, so that the entry of fresh and the discharge of used adsorbents according to the arrows Pf 4 and Pf 5 and optionally a superimposed circulation of the absorbent until a perfect one is achieved Saturation of the absorbent can be carried out continuously. Through this it is also possible that one controlled by a measuring device in the flue gas vent, the better overview due to control device not shown in detail for the supply and removal of absorbents and, if necessary, partial recycling of not completely consumed absorbent and the setting of the respective Dump height is provided. Thanks to the possibility of continuous input and output the absorbent can also contain the amounts of absorbent and the composition the amounts of absorbent z. B. according to grain size or specific composition any fuel or
Brennstoffzusammensetzungen und damit veränderlichen Zusammensetzungen der Schadstoff-Komponenten in Abhängigkeit der Betriebsweise der Kesselanlage im Betrieb angepaßt werden.Fuel compositions and compositions changeable therewith the pollutant components depending on the operating mode of the boiler system in Operation to be adjusted.
In der Zeichnung ist ferner angedeutet, daß der für den chemischen Reaktor erforderliche Anströmboden 8 nicht wie bei den bekannten Wirbelschichtanlagen aus keramischen oder hochtemperaturfesten Werkstoffen besteht, sondern innengekühlt ist, wobei das Kühlmedium - wie durch den Doppelpfeil Pf 6 angedeutet - an den Kesselkreislauf und/oder einen eigenen Wärmetauscherkreislauf angeschlossen ist. In Anbetracht der hohen Temperatur, die im Bereich des Anströmbodens 8 herrscht - es ist vorgesehen, daß die Rauchgase hier noch eine Temperatur von ca. 700 bis 9000 G haben, um eine gute Reaktion und eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit der Schadstoffe mit den Absorptionsmitteln zu erzielen - ist die Innenkühlung deshalb vorteilhaft, weil auf die teuren hochtemperaturfesten Werkstoffe verzichtet werden kann und dennoch ein Verschleiß z.B.In the drawing it is also indicated that the chemical Reactor required inflow tray 8 not as in the known fluidized bed systems consists of ceramic or high-temperature-resistant materials, but is internally cooled is, the cooling medium - as indicated by the double arrow Pf 6 - to the boiler circuit and / or its own heat exchanger circuit is connected. Considering the high temperature that prevails in the area of the inflow 8 - it is provided that the flue gases here still have a temperature of about 700 to 9000 G, around a good reaction and a high reaction rate of the pollutants with the absorbents to achieve - the internal cooling is advantageous because of the expensive high temperature resistant Materials can be dispensed with and still wear, e.g.
durch Verzunderung weitgehend vermieden wird.is largely avoided by scaling.
Es ist angedeutet, daß der gekühlte Boden 8 vollständig aus innengekühlten Konstruktionselementen, z. B. einem Rohrgitter oder dergleichen besteht. Da durch ein solches Rohrgitter gegebenenfalls Absorptionsmittel hindurchfallen können, ist im Ausführungsbeispiel unterhalb des Bodens 8 des Wirbelbettes 4 bzw. einer an dessen Stelle tretenden zirkulierenden Wirbelschicht eine Austragöffnung 9 an der tiefsten Stelle vom Übergang vom zweiten zum dritten Zug vorgesehen, die über eine Rückführleitung 10 mit einer entsprechenden Fördervorrichtung 11 in die Zuführung und/oder Rückführung des Absorptionsmittels führt. Im Ausführungsbeispiel ist durch den Pfeil Pf 7 die entsprechende Rückführung in das Wirbelbett 4 angedeutet. Die erwähnte für die Reaktionsgeschwindigkeit günstige Temperatur wird in der Regel in einem Kessel 1 zwischen dem Strahlungs- und dem Konvektionsteil erreicht, so daß an dieser Stelle das Wirbelbett erfindungsgemäß vorzusehen ist.It is indicated that the cooled bottom 8 consists entirely of internally cooled Construction elements, e.g. B. a pipe grid or the like. Through this such a pipe grating may absorb absorbents fall through in the exemplary embodiment below the bottom 8 of the fluidized bed 4 or one at it Place passing circulating fluidized bed a discharge opening 9 at the deepest Place of transition from the second to the third train provided, the Via a return line 10 with a corresponding conveying device 11 in the Feeding and / or recycling of the absorbent leads. In the exemplary embodiment the corresponding return into the fluidized bed 4 is indicated by the arrow Pf 7. The mentioned favorable temperature for the reaction rate is usually reached in a boiler 1 between the radiation and the convection part, so that the fluidized bed is to be provided according to the invention at this point.
Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale und Konstruktionsdetails können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander wesentliche Bedeutung haben.All shown in the description, the claims and the drawing Features and construction details can be used individually or in any combination are of essential importance to each other.
L e e r s e i t eL e r s e i t e
Claims (9)
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| DE19803009366 DE3009366A1 (en) | 1980-03-12 | 1980-03-12 | Flue gas dry detoxification, esp. desulphurisation plant - with fluidised bed of solid absorbent across gas path after combustion zone |
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| DE19803009366 DE3009366A1 (en) | 1980-03-12 | 1980-03-12 | Flue gas dry detoxification, esp. desulphurisation plant - with fluidised bed of solid absorbent across gas path after combustion zone |
Publications (1)
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|---|---|
| DE3009366A1 true DE3009366A1 (en) | 1981-09-24 |
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ID=6096903
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| DE19803009366 Withdrawn DE3009366A1 (en) | 1980-03-12 | 1980-03-12 | Flue gas dry detoxification, esp. desulphurisation plant - with fluidised bed of solid absorbent across gas path after combustion zone |
Country Status (1)
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| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |