DE3236905C2

DE3236905C2 - Verfahren zur Entschwefelung von Rauchgasen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE3236905C2
Application number: DE3236905A
Authority: DE
Inventors: Jürgen 4300 Essen Leimkühler
Original assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Current assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Priority date: 1982-10-06
Filing date: 1982-10-06
Publication date: 1986-01-02
Also published as: DE3236905A1; US4533522A; NL8303220A; FR2534150A1; DK458783A; DK458783D0; IT1194402B; IT8322890A0; IT8322890A1

Abstract

Anlage für die Entschwefelung von Rauchgasen mit zwei Rauchgaswaschsäulen, Einrichtung für die Rauchgaseinführung, Einrichtung für die Rauchgasabführung, Waschflüssigkeitskreislauf mit Waschflüssigkeitssumpf in beiden Rauchgaswaschsäulen mit Waschflüssigkeitsaufgabe und Calciumsulfat-Dihydratsabzug. Die eine Rauchgaswaschsäule wird im Bereich saurer pH-Werte der Waschflüssigkeit gefahren, die andere im Bereich basischerer ph-Werte. In die sauer betriebene Rauchgaswaschsäule wird das zu entschwefelnde Rauchgas eingeführt. Aus der basischer betriebenen Rauchgaswaschsäule wird das entschwefelte Rauchgas abgezogen. In dem Waschflüssigkeitssumpf der sauer betriebenen Rauchgaswaschsäule ist Luft bzw. Sauerstoff einführbar und das Calciumsulfat-Dihydrat abziehbar. Die beiden Rauchgaswaschsäulen sind nebeneinander angeordnet, und zwar mit auf den Rauchgaswaschsäulen angeordneter Einrichtung für die Rauchgaseinführung sowie für die Rauchgasabführung und unterem Rauchgasübertritt von Rauchgaswaschsäule zu Rauchgaswaschsäule. Auf die Einrichtung für Rauchgaseinführung sowie für die Rauchgasabführung ist ein Wärmetauscher aufgesetzt, der die beiden Rauchgasströme wärmeaustauschtechnisch koppelt. Der Wärmetauscher ist als Regenerativwärmetauscher mit rotierenden Speichermassen ausgeführt. Er ist durch die zu entschwefelnden Rauchgase gleichzeitig aufheizbar und von Ablagerungen aus dem behandelten Rauchgas vollständig oder teilweise freiblasbar.

Description

scher 13 mit rotierender Speichermasse 14 ausgeführt ist, der durch das eintretende, zu entschwefelnde Rauchgas gleichzeitig aufheizbar und von Ablagerungen aus dem behandelten Rauchgas freiblasbar ist

Die beiden Rauchgaswaschsäulen können als nebeneinander stehende Waschtürme ausgeführt sein. Die beiden Rauchgaswaschsäulen können aber auch in einem einheitlichen Turm untergebracht sein, der eine mittige vertikale Trennwand aufweist Je nach den Betriebsverhältnissen kann der Regenerativwärmetauscher bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch die eintretenden Rauchgase vollständig freigeblasen, das heißt gereinigt werden, fm Rahmen der Erfindung liegt es jedoch, daß der Regenerativwärmetauscher unter der Speichermasse auf der Rauchgaseinführungsseite Spüldüsen aufweist die an die Waschflüssigkeiiszuführung angeschlossen sind. Auch dann kann rauchgaseintrittsseitig in die Speichermasse zum Zwecke der Abreinigung zusätzlich Luft eingeblasen werden, wenn es die Betriebsverhältnisse verlangen.

Die Erfindung nutzt in verfahrenstechnischer Hinsicht die von den zu entschwefeinden Rauchgasen mitgeführte und diesen entzogene Wärme zur Aufhetzung der entschwefelten Rauchgase auf eine Temperatur, die im Hinbück auf umwelttechnische Erfordernisse zulässig ist Obgleich die Rauchgase dadurch bereits mit geringerer Temperatur in die erste Entschwefelungsstufe gelangen, wird die Entschwefelung insgesamt nicht beeinträchtigt sondern im Gegenteil gefördert weil in beiden Entschwefelungsstufen Temperaturen von unter 100⁰C herrschen. Insbesondere kann auch die zweite Entschwefelungsstufe mit höheren pH-Werten gefahren werden.

Die Erfindung nutzt ferner die Tatsache, daß ein Regenerativwärmetauscher mit rotierenden Speichermassen von den zu entschwefelnden Rauchgasen nicht nur aufheizbar ist sondern auch von eventuellen Ablagerungen, die bei der Wiederaufheizung der entschwefelten Rauchgase in den Speichermassen entstehen, vollständig oder weitgehend freigeblasen werden kann, wenn die zu entschwefelnden Rauchgase mit ausreichender Strömungsgeschwindigkeit in einen solchen Regenerativwärmetauscher eingeführt werden. In dem Merkmal, daß der Regenerativwärmetauscher durch das einziehende, zu entschwefelnde Rauchgas aufheizbar und außerdem von Ablagerungen aus dem behandelten Rauchgas vollständig oder weitgehend freiblasbar ist, steckt, daß der Regenerativwärmetauscher so ausgelegt ist, daß die zu entschwefelnden Rauchgcse die Speichermassen mit einer entsprechenden Geschwindigkeit passieren. Überraschenderweise führt das zu einer Auslegung, die auch eine Aufheizung des entschwefelten Rauchgases ohne Schwierigkeiten zuläßt Die Rotationsgeschwindigkeit der Speichermassen darf nicht zu klein sein. Das alles paßt bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wohlfunktionierend zusammen, wobei die Vorrichtung insgesamt in üblicher Weise nach den zu behandelnden Rauchgasmengen ausgelegt wird. Optimale Betriebsverhältnisse für die erfindungsgemäße Vorrichtung stellen sich insbesondere dann ein, wenn die zu entschwefelnden Rauchgase mit einer Temperatur von 130° C dem Regenerativwärmetauscher zugeführt werden, den sie mit einer Temperatur von 80⁰C verlassen, und daß die entschwefelten Rauchgase mit einer Temperatur von 50⁰C in den Regenerativwärmetauscher eingeführt werden, den sie mit einer Temperatur von 100⁰C verlassen. Eine Beimischung von unbehandeliem Rauchgas hciher Temperatur zu dem entschwefelten Rauchgas zum Zwecke der Temperatureinstellung ist nicht erforderlich. Zur Entfernung der Ablagerungen aus dem Regenerativwärmetauscher durch die eintretenden, zu entschwefelnden Rauchgase trägt im übrigen bei, daß die eine Rauchgaswaschsäule im Bereich saurer pH-Werte der Waschflüssigkeit von 3 bis 6, die andere Rauchgaswaschsäule im Bereich basischerer pH-Werte der Waschflüssigkeit im Bereich von 5 bis 8, betrieben werden. Man kommt bei dieser Verfahrensweise zu Alpha-Halbhydratkristallen, die sich aus dem Regenerativwärmetauscher leicht entfernen lassen. Das alles kann in kontinuierlichem Betrieb, ohne Abschaltung, erfolgen.

Regenerativwärmer des beschriebenen Aufbaus sind an sich bekannt insbesondere gehören dazu die Regenerativwärmetauscher des Systems Ljungström.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 das Schema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 in gegenüber der F i g. 1 wesenincn vergrößertem Maßstab und perspektivisch den Regenerativwärmetauscher der Vorrichtung aus F i g. 1.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung dient für die Entschwefelung von Rauchgasen, und zwar insbesondere für die Entschwefelung hinter Kxaftwerkskesselfeuerungen. Bei der Entschwefelung wird Calciumsulfat-Dihydrat erzeugt. Zur Vorrichtung gehören im grundsätzlichen Aufbau zunächst

zwei Rauchgaswaschsäulen 1,2,
eine Einrichtung 3 für die Rauchgaseinführung,
eine Einrichtung 4 für die Rauchgasabführung,
Waschflüssigkeitskreislauf 5, 6 mit Waschflüssigkeitssumpf 7,8 in beiden Rauchgaswaschsäulen 1,2 mit Waschflüssigkeitsaufgabe und einer Leitung 9 zum Abziehen von Calciumsulfat-Dihydrat.

Die eine Rauchgaswaschsäule 1 arbeitet als erste Entschwefelungsstufe im Bereich saurer pH-Werte der Waschflüssigkeit. Die andere Rauchgaswaschsäule 2 arbeitet als zweite Entschwefelungsstüfe im Bereich basischerer pH-Werte der Waschflüssigkeit, fei die sauer betriebene Rauchgaswaschsäule 1 ist das zu entschwefelnde Rauchgas einführbar, aus der basischer betriebenen Rauchgaswaschsäule 2 ist es abziehbar. In den Waschflüssigkeitssumpf 7 der sauer betriebenen Rauchgaswaschsäule 1 sind über die Leitung 10 Lufi oder Sauerstoff einführbar. Aus diesem Waschflüssigkeitssumpf 7 ist auch das Calciumsulfat-Dihydrat abziehbar. Die Waschflüssigkeit, eine Wasser/Kalksteinsuspension, wird über die Einrichtung 11 in die basisch gefahrene Raurhgaswaschsäule 2 eingeführt.

Die beiden Rauchgaswaschsäulen 1, 2 sind nebeneinander angeordnet, und zwar mit auf de.i Rauchgaswaschsäulen 1, 2 angeordneter Einrichtung 3 für einerseits die Rauchgaseinführung und andererseits die Rauchgasabführung 4. Zwischen den beiden Rauchgaswaschsäulen 1,2 befindet sich ein Rauchgasübertritt 12. Auf die Einrichtung 3 für die Rauchgaseinführung einerseits und auf die Einrichtung 4 für die Rauchgasabführung andererseits ist ein Wärmetauscher 13 aufgesetzt Dieser koppelt beide Rauchgasströme wärmeaustauschtechnisch. Der Wärmetauscher ist als Regenerativwärmetauscher l3 mit rotierenden Speichermassen 14 ausgebildet. Dazu wird insbesondere auf die F i g. 2 verwiesen. Man erkennt in der F i g. 2 den Eintritt 15 für

5 6 I

die zu entschwefelnden Rauchgase und den Austritt 16 f..

für die entschwefelten Rauchgase, das Gehäuse 17, wel- $

ches aufgebrochen gezeichnet wurde, und im Gehäuse %

17 die Speichermassen 14, deren Rotationsrichtung >■;

durch Pfeil 18 angedeutet ist. Der Regeneralivwärme- s ";

tauscher 13 ist durch die zu entschwefelnden Rauchgase 5

gleichzeitig aufheizbar und in der beschriebenen Weise f|

von Ablagerungen aus dem behandelten Rauchgas '

weitgehend freiblasbar. ^

Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Aus- io ^i

führungsform der Erfindung sind die beiden Rauchgas- _f'i

waschsäulen 1, 2 in einem einheitlichen Turm 19 untergebracht, der eine mittige, vertikale Trennwand 20 aufweist. Die Waschflüssigkeit wird in den beiden Rauch- , \ gaswaschsäulen 1,2 z. B. über Dralldüsen 21 verdüst, in is ' den entsprechenden Waschflüssigkeitikreisläufen S₁ 6 liegen die üblichen Pumpen 22. Der Einrichtung 4 für die

Rauihgasabführung ist ein Abschneider 23 vorgeschal- |

iet. Die eingetragenen Temperaturwerte deuten an, daß die zu entschwefelnden Rauchgase mit einer Tempera- 20 tür von 130⁰C dem Regenerativwärmetauscher 13 zugeführt werden, den sie mit einer Temperatur von 8O⁰C

verlassen. Die entschwefelten Rauchgase treten mit ei- ;

ner Temperatur von 50⁰C in den Regenerativwärmetauscher 13 ein. Sie verlassen ihn mit einer Temperatur 25

von 100⁰C. Der pH-Wert der Waschflüssigkeit im <

Waschflüssigkeitskreislauf 5 der sauer gefahrenen Rauchgaswaschsäule 2 liegt zwischen 5 bis 8. Der Waschflüssigkeitssumpf 8 der basisch gefahrenen Rauchgaswaschsäule 2 ist mit einem Oberlauf 24 verse- 30 hen, von dem eine Leitung 25 in den Waschflüssigkeitssumpf 7 führt. Ober diese Leitung 25 läßt sich der pH-Wert der Waschflüssigkeit im Waschflüssigkeitssumpf beeinflussen. ■

Die strichpunktierte Linie in F i g. 1 deutet an, daß die 35 '

Speichermassen 14 rauchgaseintrittsseitig auf ihrer Unterseite über Sprühdüsen 26 mit Waschwasser beaufschlagt und dadurch zusätzlich abgcrcinigi werden können. Das stört insbesondere dann rauchgasaustrittsseitig nicht, wenn die Bedüsung in bezug auf die Rotation 40 der Speichermassen 14 nur in einem einlaufseitigen Sektor der Speichermassen erfolgt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 45

so 55 60 65

Claims

ι 2 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entschwefe- Patentansprüche: lung von Rauchgasen, insbesondere hinter Kraftwerks- kesselfeuerungen, unter Erzeugung von Calciumsulfat-

1. Verfahren zur Entschwefelung von Rauchgasen. Dihydrat bei dem die Rauchgase in einer ersten, im insbesondere hinter Kraftwerkskesselfeuerungen. 5 Bereich saurer pH-Werte eingestellten Waschflüsrigunter Erzeugung von Calciumsulfat-Dihydrat, bei keit arbeitender Entschwefelungsstufe und anschliedem die Rauchgase in einer ersten, im Bereich saurer Bend in einer zweiten, im Sereich basischerer pH-Werte pH-Werte eingestellten Waschflüssigkeit arbeiten- eingestellten Waschflüssigkeit arbeitender Entschwefeder Entschwefelungsstufe und anschließend in einer lungsstufe behandelt und dabei von 8O⁰C auf 50⁰C abzweiten, im Bereich basischerer pH-Werte einge- 10 gekühlt werden. Die Erfindung betrifft auch eae Vorstellten Waschflüssigkeit arbeitender Entschwefe- richtung zur Durchführung dieses Verfahrens, — mit lungsstufe behandelt und dabei von 130⁰C auf 50° C zwei Rauchgaswaschsäulen, Einrichtung für die Rauchabgekühlt werden, dadurch gekennzeich- gaseinführung, Einrichtung für die Rauchgasabführung, net, daß die Rauchgase vor Eintritt in die erste, im Waschflüssigkeitskreislauf mit Waschflüssigkeitssumpf Bereich der pH-Werte von 3 bis 6 arbeitende Ent- is in beiden Rauchgaswaschsäulen mit Waschflüssigkeitsschwefelungsstufe auf 8O⁰C gekühlt und nach Ver- aufgäbe und Calciumsulfat-Dihydratabzug, und einer in lassen der im Bereich der pH-Werte von 5 bis 8 die erste Entschwefelungsstufe in den Waschflüssigarbeitenden zweiten Entschwefelungsstufe unter keitssumpf der sauer betriebenen Rauchgaswaschsäule Zufuhr der den eintretenden Rauchgasen entzöge- einführbaren Leitung für die Zufuhr von Luft oder Saunen Wärme von 50° C auf 100° C erwärmt werden. 20 erstoff und einer Leitung zum Abziehen von Calcium-

2. Vorhaltung zur Durchführung des Verfahrens Dihydrat

nach Anspruch i, — mit Ein bekanntes Verfahren der eingangs beschriebenen

Gattung wird in einer Vorrichtung durchgeführt, bei der

zwei Rauchgaswaschsäulen, die beiden Rauchgaswaschsäulen übereinander ange-Einrichtung für die Rauchgaseinführung, 25 ordnet sind (Zement-Kalk-Gips-Nr. 6 (1982) 35. Jahr-Einrichtung für die Rauchgasabführung, gang, Seiten 313 bis 317). Die beiden Rauchgaswasch-Waschflüssigkeit mit Waschflüssigkeitssumpf in säulen bilden gleichsam einen einheitlichen Waschturm beiden Rauchgaswaschsäulen mit Waschflüssig- mit zwei Etagen. B;e obere Rauchgaswaschsäule wird keitsaufgabe und Calciumsulfat-Dihydratabzug, im Bereich basischer pH-Werte gefahren, die untere im

30 Bereich saurer pH-Werte. Die Waschflüssigkeit aus der

und einer Leitung in den Waschflüssigkeitssumpf ei- oberen Rauchgaswaschsäule gelangt über eine Abner sauer l.'otriebenen Rauchgaswaschsäule für die schlämmung zum Teil auch in die untere Rauchgas-Zufuhr von Luft oder Sauerstoff, dadurch gekenn- waschsäule. Die zu entschwefelnden Rauchgase werden zeichnet, daß die beiden Rauchgaswaschsäulen (1,2) in die untere Rauchgaswaschsäule eingeführt und über nebeneinander angeordnet sind und daß die Einrich- 35 die obere Rauchgaswaschsäule abgeführt Das hat sich tung (3) für die Rauchgaseinfünrung auf der Rauch- an sich bewährt Jedoch verlassen die entschwefelten gaswaschsäule (!) und die Einrichtung (4) für die Rauchgase die obere Rauchgaswaschsäule mit einer Rauchgasabführung auf der Rauchgaswaschsäule (2) Temperatur von 50° C oder weniger. Das ist aus umweltsitzen und daß ein unter Rauchgasübertritt (12) zwi- technischen Gründen nicht zulässig. Deshalb muß eine sehen den beiden Rauchgaswaschsäulen (1,2) vorge- 40 Wiederaufheizung der Rauchgase it einem besonderen sehen ist daß auf die Einrichtung (3,4) für die Rauch- Apparat durchgeführt werden, der z.B. durch fossile gaseinführung sowie für die Rauchgasabführung ein Brennstoffe beheizt wird. Das verursacht erhebliche zuWärmetauscher (13) aufgesetzt ist der die beiden sätzliche Kosten.

Rauchgasströme wärmeaustauschtechnisch koppelt Aufgabe der Erfindung ist es, die entschwefelten und daß der Wärmetauscher als Regenerativwärme- 45 Rauchgase ohne besonderen Aufwand und ohne besontauscher (13) mit rotierender Speichermasse (14) dere Kosten wieder aufzuheizen, ohne daß dadurch die ausgeführt ist der durch das eintretende, zu ent- Entschwefelung beeinträchtigt wird, schwefelnde Rauchgas gleichzeitig aufheizbar und Diese Aufgabe wird bei dem Verfahren dadurch gevon Ablagerungen aus dem behandelten Rauchgas löst daß die Rauchgase vor Eintritt in die erste, im Befreiblasbar ist so reich der pH-Werte von 3 bis 6 arbeitenden Entschwe-

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- felungsstufe auf 80° C gekühlt und nach Verlassen der zeichnet daß die beiden Rauchgaswaschsäulen (1,2) im Bereich der pH-Werte von 5 bis 8 arbeitenden zweials nebeneinanderstehende Waschtürme ausgeführt t;n Entschwefelungsstufe unter Verwendung der den sind. eintretenden Rauchgasen entzogenen Wärme von 50⁰C

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- 55 auf 100⁰C erwärmt werden.

zeichnet daß die beiden Rauchgaswaschsäulen (1,2) Das läßt sich auf einfache Weise mit einer Vorrich-

in einem einheitlichen Turm (19) untergebracht sind, tung erreichen, die dadurch gekennzeichnet ist daß die

der eine mittige vertikale Trennwand (20) aufweist beiden Raachgaswaschsäulen nebeneinander angeord-

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, net sind, und daß die Einrichtung 3 für die Rauchgaseindadurch gekennzeichnet daß der Regenerativwär- 60 führung auf der Rauchgaswaschsäule 1 und die Einrichmetauscher (13) unter der Speichermasse (14) auf tung 4 für die Rauchgasabführung auf der Rauchgasder Rauchgaseinführungsseite Spüldüsen (26) auf- waschsäule 2 sitzen und daß ein unterer Rauchgasüberweist, die an die Waschflüssigkeitszuführung ange- tritt 12 zwischen den beiden Rauchgaswaschsäulen 1,2 schlossen sind. vorgesehen ist, daß auf die Einrichtungen 3, 4 für die

65 Rauchgaseinführung sowie für die Rauchgasabführung

ein Wärmetauscher 13 aufgesetzt ist, der die beiden

Rauchgasströme wärmeaustauschtechnisch koppelt und daß der Wärmetauscher als Regenerativwärmetau-