DE3232080C2 - Verfahren zur trockenen Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus Rauchgasen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur trockenen Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen. Dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen wird ein feinkörniges Absorptionsmittel beigegeben, welches mit dem Schadstoff reagiert. Danach werden feinkörnige Feststoffe aus den Rauchgasen mit Hilfe eines Feststoffabscheiders abgeschieden. Die abgeschiedenen Feststoffe werden, gegebenenfalls nach chemischer oder mechanischer Aufbereitung, ganz oder teilweise dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen wieder beigegeben und wirken ihrerseits als Absorptionsmittel.

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur trockenen Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen, insbes. Kraftwerkskesselfeuerungen, mit Hilfe eines feinkörnigen Absorptionsmittels, das in eine Mahltrocknung der Kesselfeuerung eingeführt wird und nach Einführung in die Kesselfeuerung mit den Schadstoffen zu feinkörnigen Feststoffen reagiert, wobei die feinkörnigen Feststoffe aus den Rauchgasen abgeschieden und zumindest teilweise erneut eingesetzt werden.

Absorptionsmittel für die trockene Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kraftwerkskesselfeuerungen bestehen hauptsächlich aus einer feinkörnigen, anorganischen Erdalkaliverbindung, z. B. einer Calcium- und/oder Magnesium-Verbindung, vorzugsweise in Form von Oxiden, Hydroxiden oder Carbonaten. Absorptionsmittel meint im Rahmen der Erfindung insbes. Calciumcarbonat. Das Absorptionsmittel kann mit einem Zusatz versehen und dadurch bezüglich seiner Reaktivität, anders ausgedrückt in bezug auf den Wirkungsgrad der Abscheidung, verbessert sein. Brennstoff meint alle fossilen Brennstoffe, insbes. Kohle und auch Braunkohle (DE-PS 28 07 Ö76).

Bei dem aus Chemical Engineering Progress, Vol. 65, 1969, Heft 12, Seiten 61 bis 66 bekannten Verfahren werden die feinkörnigen Feststoffe in einem Elektrofilter abgeschieden. Die abgeschiedenen Feststoffe bestehen zwar hauptsächlich aus den Stoffen, die durch die Reaktion des Absorptionsmittels mit den Schadstoffen entstanden sind, enthalten daneben aber auch unverbrauchtes Absorptionsmittel und Flugasche. Die anfallende Menge an unverbrauchtem Absorptionsmittel ist beachtlich. Ebenso ist der Wirkungsgrad der Schadstoffentfernung verbesserungsbedürftig. Rein chemisch und stöchiometrisch könnten die Absorptionsmittel beachtlich mehr Schadstoffe aus Rauchgasen entfernen als es tatsächlich geschieht Um den Verbrauch an Absorptionsmittel zu reduzieren, ist vorgeschlagen worden, die abgeschiedenen Feststoffe teilweise im Kreis zu führen und in der Kesselfeuerung wieder einzusetzen. Aufgrund des hohen Anteils verbrauchter und somit nicht reaktiver Feststoffe ist dieser Vorschlag als technisch nicht durchführbar wieder verworfen worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so weiter zu bilden, daß eine

ίο bessere Ausnutzung des eingesetzten Absorptionsmittels erreicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die feinkörnigen Feststoffe durch Behandlung mi» Wasser und/oder Wasserdampf aufbereitet werden und in die Mahltrocknung und/oder die Kesselfeuerung eingeführt werden. Die Erfindung geht von der überraschenden Tatsache aus, daß die abgeschiedenen Feststoffe ihrerseits als Absorptionsmittel wirksam sind, und zwar trotz ihres Anteils an Flugasche, wenn sie mit Wasser und/oder Wasserdampf und ggf. durch einen Mahlvorgang aufbereitet werden. Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß durch die Aufbereitung mit Wasser und/oder Wasserdampf die in den Feststoffen enthaltenen und durch Feuerung aus Erdalkalicarbonaten oder -hydroxiden gebildeten Erdalkalioxide in Erdalkalihydroxide überführt werden, deren Reaktionsfähigkeit wesentlich größer ist als von Carbonaten bzw. Oxiden. Um die abgeschiedenen Feststoffe mit Wasser oder Wasserdampf aufzubereiten, genügt es im allgemeinen, sie mit diesen Substanzen zu besprühen. Eine weitere Verbesserung der Reaktivität des Absorptionsmittels wird durch sine mechanische Aufbereitung im Sinne einer Mahlung erreicht. Mahlung meint Behandlung in Desintegratoren, Schlägerradmühlen u. dgl. Die Verbesserung der Reaktivität beruht darauf, daß das Absorptionsmittel bei der Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen vorrangig an der Partikeloberfläche unter Bildung von Sulfaten reagiert. Diese oberflächliche Umwandlung verursacht eine Protektion des Absorptionsmittels. Bei einer Aufbereitung durch Mahlung werden diese Oberflächenschichten entfernt und die Körner des Feststoffes werden für die Absorption aktiviert. Der Ausdruck Aufbereitung durch Mahlung umfaßt in diesem Sinne auch einen Mahlvorgang Korn an Korn, wie er beispielsweise in Rüttelanlagen eintritt. Insbes. liegt es im Rahmen der Erfindung, die durch Mahlung aufzubereitenden Feststoffe dem Brennstoff Kohle vor einer Kohlenmahlanlage beizumischen, wobei bei der Mahlung einerseits eine Mahlung des Brennstoffes, gleichzeitig eine Aufbereitung der Feststoffe zum Zwecke der Erhöhung ihrer Aktivität als Absorptionsmittel und außerdem noch die erforderliche Durchmischung erreicht werden. Es versteht sich, daß eine besonders weitreichende Verbesserung der Aktivität der als Absorptionsmittel eingesetzten Feststoffe erreicht wird, wenn die beschriebene chemische Aufbereitung mit Wasser und/oder Wasserdampf und eine mechanische Aufbereitung durch einen Mahlvorgang kombiniert werden. .

Im allgemeinen wird man im Rahmen der Erfindung die abgeschiedenen Feststoffe zumindest einmal dem Absorptionsmittel beigeben oder als Absorptionsmittel einsetzen. Man kann aber auch einen Teil der abgeschiedenen Feststoffe kontinuierlich im Kreis führen und den Rest durch frisches Absorptionsmittel ersetzen.

Die erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin zu sehen, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Verbrauch an Absorptionsmittel beachtlich redu-

ziert ist. Gleichzeitig wird der Wirkungsgrad der Schadstoffentfernung verbessert. Es versteht sich, daß im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen nicht nur Schwefeldioxid, sondern auch andere Stoffe entfernt werden, wie ■; beispielsweise Fluor und Chlor und deren Verbindungen. Auch insoweit wirken sich die erfindungsgemäßen Maßnahmen vorteilhaft aus.

Allgemein ist zur Technologie der Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen und insbesondere Kraftwerkskesselfeuerungen sowie zum Verständnis der Erfindung folgendes zu bemerken: Es sind eine Reihe von Verfahren bekannt, die eine Reinigung der Rauchgase von fossilbeheizten Kraftwerkskesselanlagen durchführen. Die zur Anwendung kommenden Absorptionsmittel bestehen im wesentlichen aus F.rdalkali- oder Alkaliverbindungen, die eine Reaktion mit den Schadstoffen der Rauchgase eingehen. Bei diesen Verfahren unterscheidet man zwischen Naß- und Trockenverfahren. Bei den Naßverfahren leitet man das zu behandelnde Gas durch eine Flüssigkeit, die das Absorptionsmittel in Lösung oder in Suspension enthält. Die Trockenverfahren leiten das Absorptionsmittel fein verteilt in das Rauchgas oder geben das Absorptionsmittel dem Brennstoff, beispielsweise der Kohle zu, so daß die Absorption der Schadstoffe während deren Freisetzung durch die Verbrennung abläuft. Die Naßverfahren haben den Vorteil des guten Wirkungsgrades. Nachteilig sind jedoch die hohen Investitionskosten, die Wartungsintensität der Anlagen und die Abkühlung der Rauchgase, die im Rahmen der geltenden gesetzlichen Bestimmungen häufig eine Wiederaufheizung der Reingase erforderlich machen. Grundsätzlich sind deshalb trockene Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus Rauchgasen zu bevorzugen. Die Trockenverfahren haben aber den Nachteil des geringen Wirkungsgrades. Infolge der kurzen Verweilzeiten des Absorptionsmittels während der Verbrennung oder bei einem Kontakt mit den Rauchgasen bleibt die Ausnutzung der Absorptionsmittel sehr gering. Hierdurch entstehen einerseits erhebliche Kosten durch die notwendigerweise großen Mengen an Absorptionsmittel, andererseits ist vor allem bei der Zugabe des Absorptionsmittels zum Brennstoff die maximale erreichbare Emissionsminderung begrenzt, da die Feuerung durch die Zugabe des Absorptionsmittels zum Brennstoff nicht betriebsbeeinträchtigend belastet werden darf. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades der trockenen Absorption hat man bisher keine befriedigende Lösung gefunden. Zwar ist vorgeschlagen worden, dem Absorptionsmittel einen Zusatz beizugeben, der die Reaktivität verbessert, nichtsdestoweniger gelten die eingangs beschriebenen Nachteile.

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Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur trockenen Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen, insbes. Kraftwerkskesselfeuerungen, mit Hilfe eines feinkörnigen Absorptionsmittels, das in eine Mahltrocknung der Kesselfeuerung eingeführt wird und nach Einführung in die Kesselfeuerung mit den Schadstoffen zu feinkörnigen Feststoffen reagiert, wobei die feinkörnigen Feststoffe aus den Rauchgasen abgeschieden und zumindest teilweise erneut eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die feinkörnigen Feststoffe durch Behandlung mit Wasser und/ oder Wasserdampf aufbereitet werden und in die Mahltrocknung und/oder die Kesselfeuerung eingeführt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschiedenen Feststoffe zumindest einmal dem Absorptionsmittel beigegeben werden oder als Absorptionsmittel eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der abgeschiedenen Feststoffe kontinuierlich im Kreislauf geführt und der Rest durch frisches Absorptionsmittel ersetzt wird.