DE3232077A1

DE3232077A1 - Verfahren und anlage zur entfernung von schwefeldioxid und anderen schadstoffen aus rauchgasen

Info

Publication number: DE3232077A1
Application number: DE19823232077
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr.-Ing. 4300 Essen Franke; Georg Dr.rer.nat. 5226 Reichshof Gebhard; Wolfgang Dipl.-Ing. 5020 Frechen Glaser; Klaus Dr.-Ing. 5010 Bergheim Hein
Original assignee: Rheinisch Westfaelisches Elektrizitaetswerk AG
Current assignee: RWE AG
Priority date: 1982-08-28
Filing date: 1982-08-28
Publication date: 1984-03-01
Also published as: AU553000B2; DD223074A5; AU1846783A; CA1215216A; DE3232077C2; US4540555A

Description

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Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

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Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen einer mit fossilem Brennstoff betriebenen Kraftwerkskesselfeuerung, wobei die Rauchgase durch einen Feststoffabscheider geführt und danach in eine Naßentschwefelungsanlage eingeführt sowie in der Naßentschwefelungsanlage mit einer Waschflüssigkeit, die ein feinkörniges Absorptionsmittel enthält, gewaschen werden, wobei ferner aus der Naßentschwefelungsanlage ein gipshaltiger Rückstand abgezogen wird. Die Erfindung bezieht sich fernerhin auf eine Anlage zur Durchführung eines solchen Verfahrens. - Absorptionsmittel meint im Rahmen der bekannten Maßnahmen feinkörnige, anorganische Erdalkaliverbindungen, insbes. Kalzium- und/oder Magnesiumverbindungen, in der Form von Oxiden, Hydroxiden oder Carbonaten. Absorptionsmittel meint insoweit insbes. Kaliumcarbonat. Solche Absorptionsmittel werden im folgenden auch als jungfräuliche Absorptionsmittel bezeichnet. Die Reaktivität und damit der Wirkungsgrad der Schadstoffentfernung dienende Zusätze können dem Absorptionsmittel beigemischt sein. Die Waschflüssigkeit ist im allgemeinen Wasser.

Im Rahmen der (aus der Praxis) bekannten Maßnahmen wird das feinkörnige Absorptionsmittel jungfräulich der Waschflüssigkeit aufgegeben. Der abgezogene, gipshaltige Rückstand ist ohne weiteres nicht weiterverwendbar. Er muß aufwendig deponiert oder, z. B. durch sog. Kalzinierung, weiterverarbeitbar gemacht werden. Im übrigen kennt man Verfahren zur trockenen Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schad-

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stoffen aus den Rauchgasen einer mit fossilem Brennstoff betriebenen Kraftwerkskesselfeuerung. Dabei wird ein Absorptionsmittel feinkörnig dem Brennstoff, insbes. also der Steinkohle oder der Braunkohle (vgl. DE-PS 28 07 076), oder auch dem Rauchgas beigegeben. Dazu gehört auch, daß es in die Brennkammer der Kesselfeuerung eingeführt wird. Die Naßentfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus Rauchgasen einerseits, die trockene Entfernung dieser Stoffe aus Rauchgasen andererseits bestehen bisher nebeneinander. Insbes. sind die Probleme um die nasse Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus Rauchgasen durch die im Zusammenhang mit der trockenen Entfernung dieser Schadstoffe bekannten Maßnahmen nicht beeinflußt worden. Im einzelnen ist zur Entfernung dieser Schadstoffe aus den Rauchgase einer Kraftwerkskesselfeuerung folgendes vorzutragen :

Es sind eine Reihe von Maßnahmen bekannt, die eine Reinigung der Rauchgase auf nassem oder auf trockenem Wege ermöglichen. Die nassen Verfahren haben den Vorteil eines guten Wirkungsgrades. Sie operieren mit einem geringen stöchiometrischen Überschuß des Absorptionsmittels. Nachteilig ist jedoch die Abkühlung der Rauchgase auf die Sättigungstemperatur. Sie beträgt z. B. hinter Fossilkraftwerken ca. 50° C. Diese Temperatur liegt unter dem Taupunkt der Rauchgase. Außerdem ist eine Wiederaufheizung der Reingase erforderlich, um den gesetzlichen Emissionswerten für den jeweiligen Standort zu genügen. Zur Wiederaufheizung sind erhebliche Energien und damit auch Kosten erforderlich, da entweder durch Fremdenergie aufgeheizt werden muß oder aufwendige regenerative

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Wärmetauscher installiert werden müssen. Die trockenen Verfahren haben demgegenüber den Nachteil, daß das stöchiometrische Verhältnis des Absorptionsmittels zum Schadstoff um ein Mehrfaches höher liegt als bei der nassen Rauchgasreinigung. Infolge der kurzen Verweilzeiten des Absorptionsmittels während des Verbrennungsvorganges oder bei einem Kontakt mit dem Rauchgas bleibt die Ausnutzung des Absorptionsmittels sehr niedrig. Hierdurch entstehen einerseits erhebliche Kosten durch die notwendigerweise großen Mengen an Absorptionsmittel, andererseits ist z. B. bei der Zugabe des Absorptionsmittels zum Brennstoff die maximale Emmissionsminderung begrenzt, da die Feuerung durch das Absorptionsmittel belastet wird.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei der Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen einer Kraftwerkskesselfeuerung das Absorptionsmittel wirksamer als bisher auszunutzen. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sollen einerseits die beschriebenen Nachteile der nassen Verfahren als auch die der trockenen Verfahren vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß ein feinkörniges Absorptionsmittel dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen, wie bei der trockenen Schadstoffentfernung üblich, beigegeben wird, welches nach Reaktion mit den Schadstoffen zusammen mit anderen Feststoffen, wie Flugasche, in dem Feststoffabscheider feinkörnig abgeschieden wird, und daß die in dem Feststoffabscheider abgeschiedenen Fest-Stoffe zumindest, teilweise als Sekundärabsorptionsmittel in die Naßentschwetelungsanlage eingeführt werden. Im Rahmen

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der Erfindung liegt es, in die Naßentschwefelungsanlage außerdem ein jungfräuliches Absorptionsmittel einzuführen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das gleiche jungfräuliche Absorptionsmittel dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen zum Zwecke der trockenen Schadstoffentfernung und außerdem, neben den abgeschiedenen Feststoffen, der Naßentschwefelungsanlage zugeführt wird. Das ist insbes. dann vorteilhaft, wenn als Absorptionsmittel Kaliumcarbonat eingesetzt wird. Überraschenderweise können die abgeschiedenen Feststoffe ohne weiteres der Naßentschwefelungsanlage zugeführt werden. Im Rahmen der Erfindung liegt jedoch eine zusätzliche Aufbereitung der abgeschiedenen Feststoffe zum Zwecke der Erhöhung ihrer Reaktivität. Dazu lehrt die Erfindung, daß die abgeschiedenen Feststoffe vor Einführung in die Naßentschwefelungsanlage durch Behandlung mit Dampf und/oder auch durch Mahlung aufbereitet werden. Von besonderem Vorteil ist die Tatsache, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Rückstand erzeugt werden kann, der abbindefähig ist und umweltfreundlich deponiert oder auch als Baustoff eingesetzt werden kann. Dazu lehrt die Erfindung, daß der gipshaltige Schlamm aus der Naßentschwefelungsanlage und ein nicht in die Naßentschwefelungsanlage eingeführter Anteil der in dem Feststoffabecheider abgeschiedenen Feststoffe beigemischt werden und die Mischung abgezogen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren insgesamt kann bezüglich der Trockenentschwefelung einerseits, der Naßentschwefelung andererseits so eingerichtet werden, daß diese Mischung ohne weiteres als Baustoff einsetzbar oder umweltfreundlich deponierbar ist. Das ist von großer Bedeutung. Im Rahmen der

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Erfindung kann jedoch auch sichergestellt werden, daß nach der Naßentschwefelung eine Aufheizung der Rauchgase nicht mehr erforderlich ist. Dazu lehrt die Erfindung, daß ein Teilstrom der Rauchgase hinter dem Feststoffabscheider abgezweigt und den gewaschenen Rauchgasen hinter der Naßentschwefelungsanlage temperaturerhöhend wieder beigemischt wird. Der Teilstrom wird so eingerichtet, daß die den gesetzlichen Vorschriften entsprechende Rauchgastemperatur erreicht wird. Dabei wirkt sich vorteilhaft aus, daß dieser Teilstrom bereits entschwefelt ist.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß erfindungsgemäß sowohl die Nachteile des mehrfach höheren stöchiometrischen Absorptionsmittelverbrauches der trockenen Verfahren als auch die Nachteil der nassen Verfahren vermieden werden.

Gegenstand der Erfindung ist auch die in den Ansprüche 7 bis 10 beschriebene Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die im folgenden anhand einer Zeichnung ausführlicher erläutert wird.

Die einzige Figur zeigt eine solche Anlage schematisch und stellt damit gleichzeitig ein Schema des erfindungsgemäßen Verfahrens dar.

Das in einem Vorratsbehälter 1 befindliche Absorptionsmittel, z. B. eine Erdalkaliverbindung wie Kaliumcarbonat, wird einer Mahltrocknungsanlage 2 aufgegeben und im Ausführungsbeispiel mit derii Brennstoff, z. B. Steinkohle oder Braunkohle, vermählen. Die Mischung wird in den Kraftwerkskessel 3

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eingeführt. Dabei findet eine Entschwefelung in dem Kraftwerkskessel bzw. eine Entschwefelung des Rauchgases auf dem Wege zum Feststoffabscheider 4 statt. Nach der Feststoffabscheidung wird ein Teil des Rauchgases der Naßentschwefelungsanlage 5 zugeführt, die einen entsprechenden Waschturm und Düsen 6 zum Eindüsen einer Waschflüssigkeit aufweist. Anschließend wird der nachgereinigte RauchgasteiIstrom in einer Mischvorrichtung 7 mit einem anderen Teil des Rauchgases wieder vermischt und über den Kamin 8 zur Umwelt abgegeben. Das trockene Rauchgas hat hinter dem Kraftwerkskessel 3 bzw. z. B. eine Temperatur von 140 C. Das nasse Rauchgas hinter der Naßentschwefelungsanlage 5 hat nur noch eine Temperatur von 50 C. Die Mischung der beiden Teilströme in der Mischvorrichtung 7 wird so eingestellt, daß die Mischtemperatur bei 95 ⁰C liegt. Die Feststoffe aus dem Feststoffabscheider 4, die noch unreagierte Anteile an Absorptionsmittel, aber auch Flugasche enthalten, werden über die Leitung 9 als Sekundärabsorptionsmittel der Absorptionsmittelaufbereitungsanlage 10 für die Naßtentschwefelung in der Anlage 5 aufgegeben. Es wird eine Suspension dieses Sekundärabsorptxonsmittels mit der Waschflüssigkeit hergestellt. Juncßräuliches Absorptionsmittel kann zusätzlich über die Leitung 11 beigegeben werden. Der Rückstand der nassen Entschwefelung' , ein gipshaltiger Schlamm, der über die Leitung 12 mit Pumpe 13 abgezogen wird, und der über 14 abgezogene, nicht als Sekundärabsorptionsmittel verwendete Anteil des Rückstandes der trockenen Entschwefelung, der vor allem Anhydrid und freies Kalziumoxid enthält, werden in einem Mischer 15 so vermischt, daß ein abbindefähiges, gemeinsames Endprodukt erhalten wird, welches bei 16 abgezogen wird.

Claims

Andrejewski, Honke & Partner

Patenta n walte

Diplom-Physiker

Dr. Walter Andrejewski

Diplom-Ingenieur

Dr.-Ing. Manfred Honke

Diplom-Physiker

Dr. Karl Gerhard Masch

Anwahsakte:

59 227/N-

4300 Esten 1, Tiieateiplatz 3, Postf. 100254

5. August 1982

Patentanmeldung

Rheinisch-Westfälisches
Elektrizitätswerk Aktiengesellschaft

Kruppstraße 5, 4300 Essen 1

Verfahren und Anlage zur Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus Rauchgasen

Patentansprüche :

J Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen einer mit fossilem Brennstoff betriebenen Kesselfeuerung, insbes. Kraftwerkskesselfeuerung,

wobei die Rauchgase durch einen Feststoffabscheider geführt und danach in eine Naßentschwefelungsanlage eingeführt sowie in der

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Naßentschwefelungsanlage mit einer Waschflüssigkeit, die ein feinkörniges Absorptionsmittel enthält, gewaschen werden,

wobei ferner aus der Naßentschwefelungsanlage ein gipshaltiger Rückstand abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet , daß ein feinkörniges Absorptionsmittel dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen, wie bei der trockenen Schadstoffentfernung üblich, beigegeben wird,

welches nach Reaktion mit den Schadstoffen zusammen mit anderen Feststoffen, wie Flugasche, in dem Feststoffabscheider feinkörnig abgeschieden wird,

und daß die in dem Feststoffabscheider abgeschiedenen Feststoffe zumindest teilweise als Sekundarabsorptionsmittel in die Naßentschwefelungsanlage eingeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Naßentschwefelungsanlage außerdem ein jungfräuliches Absorptionsmittel eingeführt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gleiche jungfräuliche Absorptionsmittel dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen zum Zwecke der trockenen Schadstoffentfernung und außerdem, neben den abgeschiedenen Feststoffen, der Naßentschwefelungsanlage zugeführt wird.

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4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschiedenen Feststoffe vor Einführung in die Naßentschwefelungsanlage durch Behandlung mit Dampf oder durch Mahlung aufbereitet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gipshaltige Schlamm aus der Naßentschwefelungsanlage und ein nicht in die Naßentschwefelungsanlage eingeführter Anteil der in dem Feststoffabscheider abgeschiedenen Feststoffe gemischt werden und die Mischung abgezogen bzw. der weiteren Verwendung zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom der Rauchgase hinter dem Feststoffabscheider abgezweigt und den gewaschenen Rauchgasen hinter der Naßentschwefelungsanlage temperaturerhöhend wieder beigemischt wird.

7. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 bei einer Kraftwerkskesselanlage gekennzeichnet durch die Kombination von

a) einer Trockenentschwefelungseinrichtung mit Feststoffabscheider (4) und

b) einer Naßentschwefelungsanlage mit Waschturm (5)

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durch eine Einrichtung (9, 10) zur Einführung der in dem Feststoffabscheider (4) abgeschiedenen Feststoffe als Sekundärabsorptionsmittel in den Waschturm (5) und durch Einführung der Rauchgase aus dem Feststoffabscheider (4) in den Waschturm (5).

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockenentschwefelungseinrichtung und die Naßentschwefelungsanlage im übrigen mit dem gleichen jungfräulichen Absorptionsmittel versorgbar sind.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Feststoffabscheider (4) einerseits und dem Waschturm (5) andererseits eine Mischvorrichtung nachgeschaltet ist, in der der gipshaltige Rückstand aus dem Waschturm (5) und Feststoffe aus dem Feststoffabscheider

(4) mischbar sind.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom der Rauchgase zwischen Feststoffabscheider (4) und Waschturm (5) abgezweigt und den Rauchgasen nach dem Waschtrum (5) wieder beigemischt ist.