DE3106526A1 - Verfahren zur minimierung der emission von verunreinigungen aus verbrennungsanlagen - Google Patents
Verfahren zur minimierung der emission von verunreinigungen aus verbrennungsanlagenInfo
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Description
"Verfahren zu Minimierung der Emission von Verunreinigungen aus Verbrennungsanlagen"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von
Additive
Reaktionsprodukten durch mit dem Ziel der Verminderung der Emission von Verunreinigungen, die durch Verbrennung Verunreinigungen, wie Schwefel-, Chlor- und Fluorverbindungen und Asche enthaltender Brennstoffe entstehen.
Reaktionsprodukten durch mit dem Ziel der Verminderung der Emission von Verunreinigungen, die durch Verbrennung Verunreinigungen, wie Schwefel-, Chlor- und Fluorverbindungen und Asche enthaltender Brennstoffe entstehen.
Bei der Verbrennung von z. B. Schwefel-, Chlor- und Fluorverbindungen enthaltender Brennstoffe entstehen
gasförmige Verunreinigungen, deren Emission auf zulässige Werte zu beschränken ist.
Es ist bekannt, daß die Begrenzung der Emissionen mit Abscheideverfahren
erreicht werden kann, bei denen die Reaktionsprodukte mit in einer Suspension oder Lösung enthaltenen
Additiven behandelt werden. Die Anlagen für die Durchführung dieser Behandlung sind in der Investition
und im Betrieb sehr aufwendig, wobei insbesondere von Nachteil, ist, daß die behandelten Reaktionsprodukte
nach der Abscheidung der Verunreinigungen v/asserdampfgesättigt
sind und vor der Einleitung in die Atmosphäre wieder auf eine höhere Temperatur gebracht werden müssen,
um eine notwendige Ausbreitung dieisnr Gase in der
Atmosphäre sicherzustellen und die Kondensation von Säu-
renebeln weitgehend zu unterbinden.
Es ist weiterhin bekannt, daß diese Nachteile zum Teil
dadurch vermieden werden können, daß die suspendierten Additive mit einer solchen Konzentration zugegeben werden,
daß eine Verminderung der Abkühlung der Reaktionsprodukte durch Wasserverdampfung bei gleichzeitiger Abscheidung
der Verunreinigungen erreicht wird. Dabei ist aber nachteilig, daß der Verbrauch an Additiv sich erhöht
und ebenfalls noch eine Wiederaufheizung der Reaktionsprodukte vor Einleitung in die Atmosphäre notwendig
sein kann.'
Es ist ebenso bekannt, daß, um die Nachteile der vorgenannten,
der Verbrennung nachgeschalt?ten Verfahren zu vermeiden, Additive unmittelbar dem Brennstoff oder auf
andere Weise dem Feuerraum zugegeben werden können. Bei einer solchen Verfahrensweise ist jedoch von Nachteil,
daß die Reaktionsfähigkeit der Additive nur zu einem Teil ausgenutzt wird.
Die im vorhergehenden beschriebenen Verfahrenstechniken haben den Nachteil, daß die geforderte Abscheidung der Verunreinigungen entweder nur mit hohen Investitions- und/oder mit hohen Betriebskosten erreichbar int.
Die im vorhergehenden beschriebenen Verfahrenstechniken haben den Nachteil, daß die geforderte Abscheidung der Verunreinigungen entweder nur mit hohen Investitions- und/oder mit hohen Betriebskosten erreichbar int.
Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, Reaktionsprodukte
aus einer Verbrennung Verunreinigungen, wie Schwefel-, Chlor-, Fluorverbindunren und Asche enthaltender
Brennstoffe, mit Additiven :o zu behandeln, daß eine optimale Ausnutzung der Reaki ionsfähigkeit dieser
Additive und Asche bei gleichzeitiger Minimierung der Emission dieser Verunreinigungen unter Vermeidung
insbesondere einer Wiederaufheizung der Reaktionsprodukte erzielt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, welches gekennzeichnet ist durch die Kombination
folgender Verfahransschritte:
a) Additive werden mit gasförmigen Verunreinigungen der Reaktionsprodukte der Verbrennung im Feuerraum
zur Reaktion gebracht;
b) anschließend werden die verbliebenen raktionsfähigen
Additive, die reaktionsfähigen Aschebestandteile und gegebenenfalls zusätzliche Additive mit den noch ungebundenen
gasförmigen Verunreinigungen der Reaktionsprodukte aus dor Verbrennung außerhalb des Feuerraumes
zur Reaktion gebracht.
Durch die Behandlung der Reaktionsprodukte sowohl innerhalb als auch außerhalb des Feuerraumes, wobei während
der Behandlung außerhalb des Feuerraumes die verbliebenen reaktionsfähigen Additive aus dem ersten Verfahrensschritt im zweiten Verfahrensschritt nochmals durch eine
spezielle Einflußnahme mit den Reaktionsprodukten in Kontakt gebracht werden, wird in vorteilhafter Weise erreicht,
.daß bei einer bestimmten vorgegebenen Additivmenge eine optimale Minimierung der Emission der Verunreinigungen
erreicht wird.
Die Behandlung der Reaktionsprodukte außerhalb des Feuerraumes
kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem filternden Abscheider,
vorzugsweise Gewebefilter, ablaufen.
Werden die in den Reaktionsprodukten enthaltenen Feststoffe - nämlich Additive und Asche - außerhalb des Feuerraumes
in einem filternden Abscheider, vorzugsweise Gewebefilter, von den gasförmigen Reaktionsprodukten getrennt,
so wird die Verweilzeit der in den Feststoffen enthaltenen noch reaktionsfähigen Additive» im Verunreinigungen
enthaltenden Strom gasförmiger Reaktionsprodukte um mehrere Größenordnungen erhöht, außerdem werden
die Reaktionsprodukte vor Austritt in den Kamin bzw. dieAtmosphäre nochmals intim mit den verbliebenen re-
aktionsfähigen Additiven und reaktionsfähigen Aschebestandteilen gemischt. Beide Vorgänge erhöhen den Ausnutzungsgrad
der zugegebenen Additive und erlauben unter der Voraussetzung gleicher Emissionswerte eine
Reduzierung des Additivverbrauches und somit eine Verfahrensoptimierung.
Muß die dem Feuerraum zugegebene Additivmenge aus verfahrenstechnischen
Gründen begrenzt werden, was durch Nebenwirkungen bedingt sein kann,wie Gefahr der Verschlackung
und Verschmutzung der Wandung des Feuerraumes oder Gefahr des Totbrennens der Additive, so
kann es zur optimalen Ausnutzung der Reaktionsfähigkeit der Additive notwendig sein, einen Teil der Additive
einem dem filternden Abscheider vorgeschalteten Reaktor außerhalb des Feuerraumes zuzugeben, in dem die
Reaktionen des zweiten Verfahrensschrittes eingeleitet werden, die sich im filternden Abscheider bis zum
Erreichen der angestrebten Emissionswerte fortsetzen.
Dabei ist die Verwendung eines Sprühabsorbers deshalb vorteilhaft, da bei einer Naßreinigung die Reaktionsprodukte
vor dem filternden Abscheider mit hohem Energieaufwand wieder auf eine hohe Temperatur gebracht
werden müßten und im Sprühabsorber die Reaktionsgeschwindigkeit zwischen Additiven und den gasförmigen
Verunreinigungen der Reaktionsprodukte größer als bei einer Zugabe der Additive in trockener Form ist und dadurch
der Additivverbrauch vermindert wird.
Die im vorgeschalteten Reaktor zugegsbenen Additive können auf verschiedene Art und Weise bereitgestellt
werden. Die zugegebenen Additive können abgeschiedene, noch reaktionsfähige Additive und reaktionsfähige
Aschebestandteile aus dem filternden Abscheider sein, denen gegebenenfalls zusätzliche (frische)
Additive zugegeben werden können. Durch die Wiederverwendung der noch reaktionsfähigen Additive aus dem filternden
Abscheider wird der Gesamtadditivverbrauch minimiert.
Zur Erreichung einer optimalen Verfahrensführung kann
es auch vorteilhaft sein, aus Kostengründen den dem filternden Abscheider vorgeschalteten Reaktor nur für einen
Teilstrom der Reaktionsprodukte auszulegen,
die beiden Teilströme jedoch vor dem filternden Abscheider zur Fortsetzung der
Reaktionen bis zum Erreichen der angestrebten Grenzwerte wieder zu vereinigen.
Eine vorteilhafte Verfahrensschaltung kann auch sein,
die Reaktion außerhalb des Feuerraumes in einem filternden Abscheider weiterzuführen, dem ein weiterer
Reaktor nachgeschaltet ist, in dem ein Teilstrom der Reaktionsprodukte erneut behandelt wird, wobei diese
Reaktion vorzugsweise in einem Naßabscheider erfolgt, dem die Additive in Form einer Suspension zugeführt werden.
Die Verwendung eines Naßabscheiders hat den Vorteil, daß die Additive nahstöchiometrisch reagieren und die
im filternden Abscheider abgeschiedenen Feststoffe und die im Naßabscheider anfallenden Feststoffe unterschiedlichen
Verwendungen zugeführt werden können.
Zur Optimierung des Absorptionsmitt.elverbrauches kann es auch vorteilhaft sein, dfe noch reaktionsfähige Additive
feststoffe
enthaltenden in einem filternden Abscheider zu entfernen
und insgesamt oder teilweise in einem nachgeschalteten Reaktor in Form einer Suspension mit den Reaktionsprodukten
oder einem Teilstrom der Reaktionsprodukte zur Reaktion zu bringen. Dies ist insbesondere dann
von Vorteil, wenn eine getrennte Verwendung der Feststoffe nicht sinnvoll ist.
Anhand der schematischen Darstellungen in den Figuren ist die Erfindung|nachfolgend an Ausführungsbeispielen
näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 die Erfindung im Grundprinzip,
Fig. 2 eine Ausführungsform der Erfindung, bei der für den Ablauf der Reaktionen außerhalb des
Feuerraumes ein filternder Abscheider zum Einsatz kommt,
Fig. 3 eine Verfahrensvariante gemäß Fig. 2, bei der dem filternden Abscheider ein Reaktor
vorgeschaltet ist,
gemäß Figur 3 Fig. 4 eine andere Verfahrensvariante » bei der dem
Reaktor nur ein Teilstrom der aus dem Feuerraum kommenden Reaktionsprodukte zugeleitet
und neben zusätzlichem Additiv auch reaktionsfähiges Additiv aus dem filternden Abscheider
zugegeben werden können,
Fig. 5 eine Verfahrensvariante, bei der dem filternden Abscheider ein Reaktor nachgeschaltet
ist,dieser aber-nur mit einem Teilstrom der Reaktionsprodukte beaufschlagt wird, wobei
in dem Reaktor nur frisches Additiv zugegeben wird.
Fig. 6 eine Alternative zum Verfahren gemäß Fig. 5, bei dem dem Reaktor außer frischen Additiven
auch noch reaktionsfähige Additive aus dem filternden Abscheider zugeführt werden.
Die Verfahrensführung gemäß der Erfindung ist im grundsätzlichen derart, daß die Behandlung der durch die Verbrennung
Verunreinigungen, wie Schwefel-, Chlor-, Fluorverbindungen und Asche enthaltender Brennstoffe,entstehenden
Reaktionsprodukte durch die Zugabe von Additiven innerhalb und außerhalb des Feuerraumes zur Reaktion
gebracht werden.
•ζ. 9Γ·-
Wie Fig. 1 zeigt, werden im Feuerraum 1 unter anderem Verunreinigungen enthaltende Brennstoffe 2 sowie Additive
3 zugeführt. Im Feuerraum 1 reagieren die gasförmigen Verunreinigungen der Reaktionsprodukte der Verbrennung
mit einem Teil der Additive 3. Den Feuerraum 1 verlassen unter anderem noch Verunreinigungen enthaltende
Reaktionsprodukte 4 und verbliebene reaktionsfähige Additive 5 sowie reaktionsfähige Aschebestandteile
6. Zur weiteren Behandlung der noch Verunreinigungen enthaltenden Reaktionsprodukte werden diese
Stoffströme in einem Reaktor 7 erneut zur weiteren Reaktion gebracht. Gegebenenfalls können diesem Reaktor
zusätzliche frische Additive 8 zugeführt werden. Aus dem Reaktor treten unter anderem die gereinigten Reaktionsprodukte
9 in den Kamin Io sowie abgeschiedene Feststoffe 11 aus.
In Fig. 2 wird als Reaktor ein filternder Abscheider verwendet. Hierbei können den Stoffströmen 4, 5 und 6
vor Eintritt in den filternden Abscheider 12 über 13 zusätzliche frische Additive zugegeben werden. Gegebenenfalls
können in den Stoffströmen 4, 5 und 6 auch im filternden Abscheider abgeschiedene Feststoffe 14, die
zum Teil noch reaktionsfähig sind, zugegeben werden. Der abzuführende Feststoffstrom 15 wird aus dem Prozess
ausgeschleust. Die behandelten Reaktionsprodukte 9 werden dem Kamin Io zugeführt.
Aus der in Fig. 3 dargestellten Verfahrensalternative ist dem filternden Abscheider 12 ein Reaktor 16 vorgeschaltet.
Dieser Reaktor ist vorzugsweise als Sprühabsorber ausgeführt. Gegenüber der in Fig. 2 dargestellten
Verfahrensvariante werden die Additive 13, 14 dem Reaktor 16 zugeführt. Dies hat den Vorteil, daß die
Reaktion dieser Additive mit den Verunreinigungen der Reaktionsprodukte im Reaktor intensiviert wird und damit
die Stoffströme 13 und 14 minimiert werden können. Der Stoffstrom 17 wird dem filternden Abscheider 12,
wie dargestellt, zugeführt. Die übrige Verfahrensführung entspricht derjenigen der Fig. 2.
Die Verfahrensvariante gemäß der Fig. 4 sieht vor, daß dem Reaktor 16 nur ein Teilstrom 18 der Produktströme
4, 5 und 6 zugeführt wird. Der aus dem Reaktor austretende Stroffstrom 2o und der aus dem Feuerraum strömende
Teilstrom 19 wird als Produktstrom 17 dem filternden Abscheider 12 zugeführt.
Die Verfahrensvariante gemäß der Fig. 5 zeigt, daß dem filternden Abscheider 12 auch ein Reaktor 21 nachge.schaltet
werden kann. Die Stoffströme 4, 5 und 6 werden dem filternden Abscheider 12 zugeführt und dort die Feststoffe
15 abgeschieden. Ein Teilstrom 22 der verunreinigten Reaktionsprodukte wird zur weiteren Behandlung
in den Reaktor 21 geführt und dort mit dem Additivstrom zur Reaktion gebracht. Aus dem Reaktor 21 wird ein Strom
reagierter Additive 24 aus dem Kreislauf ausgeschleust, der gereinigte Teilstrom 25 der Reaktionsprodukte wird
mit dem verbliebenen Teilstrom 23 aus dem filternden Abscheider 12 zusammengeführt und als Stoffstrom 9 in den
Kamin Io geleitet.
Bei der VerfahrensVariante gemäß der Fig. 6 ist in Abänderung
der Verfahrensvariante gemäß der Fig. 5 der in den Reaktor 21 eingeführte Additivstrom zusammengesetzt
aus einem Teilstrom 14 aus den im filternden Abscheider 12 abgeschiedenen Feststoffen 15 ^owie gegebenenfalls
frischen Additiven 13. Ein Teilstrom 26 der im' filternden Abscheider abgetrennten Feststoffe wird ebenso aus dem
Kreislauf ausgeschleust wie der Strom 27 der reagierten Additive. Der Stoff strom 25 der nachgcBreinigten Reaktionsprodukte
wird mit dem Stoffstrom 23 aus dem filternden Abscheider zusammengeführt und in den Kamin Io geleitet.
44.
Leerseite
Claims (7)
1. Verfahren zur Behandlung von Reaktionsprodukten, die durch Verbrennung Verunreinigungen, wie Schwefel-Chlor-,
Fluorverbindungen und Asche enthaltender Brennstoffe entstehen durch Additive, gekennzeichnet durch die Kombination folgender
Verfahrensschritte:
a) Additive werden mit gasförmigen Verunreinigungen der Reaktionsprodukte der Verbrennung im Feuerraum
zur Reaktion gebracht 7
b) anschließen 1 werden die verbliebenen reaktionsfähigen Additivs, die reaktionsfähigen Aschebestandteile
und gegebenenfalls zusätzliche Additive mit den noch ungebundenen gasförmigen Verunreinigungen
der Reaktionsprodukte aus der Verbrennung außerhalb des Feuerraumes zur Reaktion gebracht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reaktionen außerhalb des Feuerraumes in einem filternden Abscheider, vorzugsweise
Gewebefilter, ablaufen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reaktionen außerhalb des Feuerraumes in einem Reaktor, vorzugsweise in einem
Sprühabsorber 1 eingeleitet und in einem nachgeschalteten filternden Abscheider fortgesetzt werden und
dem Reaktor zusätzliche Additive zugegeben werden.
4. Verfahren.nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die dem vorgeschalteten Reaktor zugegebenen Additive im filternden Abscheider
abgeschiedene, noch reaktionsfähige Additive und reaktionsfähige Aschebestandteile sowie gegebenenfalls
zusätzliche Additive sind.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Reaktor ein Teilstrom der Reaktionsprodukte zuceleitet und dieser
Teil strom vor dem filternden Absche-ider wieder mit
dem anderen Teilstrom der Reaktion?produkte vereinigt
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1/ dadurch
gekennzeichnet, daß die Reaktionen außerhalb des Feuerraums in einem filternden Abscheider,
vorzugsweise Elektrofilter, eingeleitet werden und^, zumindest für einen Teilstrom der Reaktionsprodukte,
in einem nachgeschalteten Reaktor, vorzugsweise Naßabscheider, dem zusätzliche Additive in Form
einer Suspension zugegeben werden, weitergeführt werden
und dieser Teilstrom mit dem Reststrom der Reaktionsprodukte
vor Eintritt in den Kamir zusammengeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dacurch gekennzeichnet,
daß die dem nachceschalteten Reaktor zugegebenen Additive im filternden Abscheider
abgeschiedene, noch reaktionsfähige Additive und reaktionsfähige Aschebestandteile sowie gegebenenfalls
zusätzliche Additive sind.
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