DE3232081A1

DE3232081A1 - Absorptionsmittel fuer die trockene entfernung von schwefeldioxid aus rauchgasen

Info

Publication number: DE3232081A1
Application number: DE19823232081
Authority: DE
Inventors: 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: CA1214153A; DD216388A5; US4526703A; AU552457B2; US4533532A; AU1846383A; DE3232081C2

Description

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Andrejewsid, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Absorptionsmittel für die trockene Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen, insbesondere von Kraftwerkskesselfeuerungen, welches hauptsächlich aus einer feinkörnigen, anorganischen Erdalkaliverbindung, insbesondere einer Calcium- und/oder Magnesium-Verbindung, und außerdem einem Zusatz besteht. - Solche Erdalkaliverbindungen sind in der Praxis hauptsächlich Calcium- und/ oder Magnesiumoxid, -hydroxid oder -carbonat. Vorzugsweise arbeitet man mit Calciumverbindungen, insbesondere mit CaI-ciumcarbonat.

Bei dem (aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Absorptionsmittel besteht der Zusatz aus Halogensäuren und Halogensalzen. Das ist insofern nicht frei von Nachteilen, als beim Einsatz dieser Absorptionsmittel zwar Schwefelverbindungen eingebunden werden, wegen der Zusätze aber eine Emissionsbelastung der Umwelt stattfindet. Darüber hinaus ist auch die Reaktivität der bekannten, mit einem Zusatz versehenen Absorptionsmittel verbesserungsbedürftig. Im einzelnen ist zum Thema der Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus Rauchgasen von Kraftwerkskesselfeuerungen folgendes vorzutragen:

Es sind eine Reihe von Verfahren bekannt, die die Rauchgase von fossilbeheizten Kesselanlagen reinigen. Die zur Anwendung kommenden Absorptionsmittel bestehen im wesentlichen aus den genannten Verbindungen, die eine Reaktion mit den Schadstof-

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fen der Rauchgase eingehen. Man unterscheidet 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. Bei der trockenen Entfernung der Schadstoffe leitet man das Absorptionsmittel fein verteilt in die Feuerung oder in das Rauchgas ein oder gibt man das Absorptionsmittel zum Brennstoff, so daß die Absorption der Schadstoffe währen 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 nach den bestehenden Vorschriften eine Wiederaufheizung erforderlich macht. Grundsätzlich sind deshalb trockene Verfahren zu bevorzugen.

Die bekannten Verfahren zur trockenen Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kraftwerkskesselfeuerungen haben den Nachteil des geringen Wirkungsgrades. Infolge der kurzen Verweilzeit der Absorptionsmittel während der Verbrennung oder bei einem Kontakt mit den Rauchgasen bleibt die Ausnutzung der Absorptionsmittel sehr gering. Hierdurch entstehen erhebliche Kosten durch die großen Mengen an Absorptionsmittel. Andererseits ist insbesondere bei der Zugabe des Absorptionsmittels zur Kohle die maximal erreichbare Emissionsminderung begrenzt, da die Feuerung durch die Absorptionsmittel nicht betriebsbeeinträchtigend belastet werden darf. Das alles gilt auch, wenn Absorptionsmittel eingesetzt werden, die wie das gattungsgemäße Absorptionsmittel,

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hauptsächlich aus einer feinkörnigen anorganischen Erdalkaliverbindung und einem Zusatz bestehen. Hinzu kommt, daß die bekannten Zusätze, wie bereits erwähnt, eine Emissionsbelastung der Umwelt bewirken.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Absorptionsmittel für die trockene Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen, insbesondere Kraftwerkskesselfeuerungen, anzugeben, welches zwar nach wie vor hauptsächlich aus einer feinkörnigen anorganischen Erdalkaliverbindung besteht, welches sich jedoch durch hohe Reaktivität, anders ausgedrückt, durch guten Wirkungsgrad der Absorption, auszeichnet und eine zusätzliche Emissionsbelastung der Umwelt nicht bewirkt.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß als Zusatz eine oder mehrere Carbonsäuren und/oder deren Alkalisalze, Ammoniumsalze oder Erdalkalisalze verwendet sind. Anders ausgedrückt ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung von einer Carbonsäure oder von mehreren Carbonsäuren und/oder von deren Salzen mit alkalischen oder erdalkalischen Metallen bzw. Ammonium als Zusatz zu feinkörnigen anorganischen Erdalkaliverbindungen, die als Absorptionsmittel für die trockene Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen eingesetzt werden. Das gilt insbesondere für solche Absorptionsmittel, die den zu verbrennenden Brennstoffen, insbesondere der zu verfeuernden

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Kohle vor der Mahltrocknung, beigegeben werden, und zwar auch, wenn es sich um Braunkohle als zu verfeuernde Kohle handelt (DE-PS 28 07 076). Ist der Hauptbestandteil des Absorptionsmittels Calciumcarbonat, wie es in der Praxis üblich ist, so wird nach bevorzugter Ausfuhrungsform der Erfindung Essigsäure zugesetzt. Der Anteil des Zusatzes, relativ zu dem Hauptbestandteil des Absorptionsmittels, liegt vorzugsweise zwischen 0_r 1 und 10 Mol%. Bevorzugt ist ein Wert zwischen 1 und 5 Mol%. Die vorteilhafteste Zusammensetzung innerhalb dieser Bereiche richtet sich nach der Ausgangsreaktivität des Hauptbestandteils des Absorptionsmittels.

Im Rahmen der Erfindung kann die Herstellung des Absorptionsmittels nach jeder klassischen Mischtechnik erfolgen. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den erfindungsgemäßen Zusatz in Wasser gelöst mit dem feinkörnigen Hauptbestandteil zu vermischen. Die Vermischung geschieht besonders intensiv, wenn die Lösung auf den Hauptbestandteil dergestalt aufgesprüht wird, daß die feste Phase des feinkörnigen Anteils erhalten bleibt. Vermutlich reagiert bei dem erfindungsgemässen Absorptionsmittel der Zusatz mit den Erdalkaliverbindungen zu einem besonders reaktionsfähigen Produkt. Diese Reaktion findet an den Korngrenzen und Oberflächen der feinkörnigen Erdalkaliverbindungen statt. Hier bieten sich die Reaktionsprodukte so wirksam auch den Schadstoffen an, die aus den Rauchgasen zu entfernen sind. Wird das Absorptionsmittel den Rauchgasen aufgegeben, so erfolgt die Injizierung des Ab-

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sorptionsmittels ζ. B. bei Temperaturen von 100 bis 11OO°C_f vorzugsweise im Bereich von 100 bis 700 C. Sofern beim Einsatz des erfindungsgemäßen Absorptionsmittels dieses nicht vollständig reagiert, können die in Peststoffabscheidern gesammelten Feststoffe ganz oder teilweise einer weiteren Anwendung zugeführt werden.

Das erfindungsgemäße Absorptionsmittel zeichnet sich durch hohen Wirkungsgrad aus, so daß man im Ergebnis eine verbesserte Entschwefelung der Rauchgase ohne zusätzliche Umweltbelastung durch Emission erhält. Eine zusätzliche Schadstoffemission findet nicht statt, da sich die Carbonsäuren und ihre Derivate bei der Verbrennung und bei den Temperaturen der Zudosierung zu Wasser und Kohlendioxid zersetzen. Arbeitet man mit einem erfindungsgemäßen Absorptionsmittel, bei dem der Zusatz mit den anorganischen Erdalkaliverbindungen reagiert hat, so ergibt sich der weitere Vorteil, daß infolge einer spontanen Zersetzung der Reaktionsprodukte die Kontaktfläche für die Absorption der Schadstoffe vergrößert wird.

Es versteht sich von selbst, daß das erfindungsgemäße Absorptionsmittel auch die übrigen Schadstoffe der Rauchgase von Kraftwerkskesselfeuerungen absorbiert, es dient insoweit auch zur Entfernung von Fluor und Chlor sowie deren Verbindungen aus Kesselfeuerungen, insbesondere Kraftwerkskesselfeuerungen .

Claims

Andrejewski, Honke & Partner

ι y 323Z081

Patentanwälte

Diplom-Physiker

Dr. Walter Andrejewski

Diplom-Ingenieur

Dr.-Ing. Manfred Honke

Diplom-Physiker

Dr. Karl Gerhard Masch

Anwaltsakt*:

59 225/AS-

4300 EtMn 1, TheaHiplcrtz 3, Postf. 100254

5. August 1982

Patentanmeldung

Rheinisch-Westfälisches
Elektrizitätswerk Aktiengesellschaft

Kruppstraße 5 4300 Essen 1

Absorptionsmittel für die trockene Entfernung von Schwefeldioxid aus Rauchgasen

Patentansprüche:

Absorptionsmittel für die trockene Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen, insbesondere von Kraftwerkskesselfeuerungen, welches hauptsächlich aus einer feinkörnigen anorganischen Erdalkaliverbindung, insbesondere einer Calcium- und/oder einer Magnesium-

Andfejewsld, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

Verbindung, und außerdem aus einem Zusatz besteht, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatz eine oder mehrere Carbonsäuren und/oder deren Alkalisalze, Ammoniumsalze oder Erdalkalisalze verwendet sind.
2. Absorptionsmittel nach Anspruch 1, insbesondere in der Ausführungsform mit Calciumcarbonat als Hauptbestandteil, dadurch gekennzeichnet, daß Essigsäure zugesetzt ist.
3. Absorptionsmittel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz 0,1 bis 10 Mol%, bezogen auf den Hauptbestandteil, ausmacht.