DE3338445A1

DE3338445A1 - Verfahren zum reinigen von rauchgas sowie anlage fuer dieses verfahren

Info

Publication number: DE3338445A1
Application number: DE19833338445
Authority: DE
Inventors: Fritz 7000 Stuttgart Glock; Klaus A. 7888 Rheinfelden Vonnegut
Original assignee: Thermo Murg KG
Current assignee: Thermo Murg KG
Priority date: 1983-10-22
Filing date: 1983-10-22
Publication date: 1985-05-02
Also published as: ATA38684A; AT386136B

Description

Verfahren zum Reinigen von Rauchgas sowie Anlage für dieses Verfahren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von Rauchgas aus einer Ofenanlage, insbesondere für grobkeramische Produkte, bei der feuchte Festbrennstoffe wie z.B. Sägemehl, Stroh, Baumrinde, Papierschlämme, PetrolKoKs u. dgl. organische Stoffe verwendet werden, und wobei zur Rauchgasreinigung Kalk od. dgl. Sorptionsmittel dient.
Bei solchen Reinigungsverfahren werden Filtereinrichtungen verwendet, mittels denen z. B. durch ein Trockensorptionsverfahren sowie gegebenenfalls eine Staubfilterung eine Schadstoffreduzierung im Rauchgas vorgenommen wird. Bei dem Trockensorptionsverfahren wird das insbesondere fluor- und schwefelhaltige Rauchgas mit Kalk in Verbindung gebracht, wobei sich zumindest ein Teil der Schadstoffe an den Kalk binden. Nach einiger Betriebszeit ist es erforderlich, die aus Kalk und den daran gebundenen Schadstoffen (z. B. Calciumfluorid) bestehende Filterfüllung auszuwechseln. Dies bedeutet jedoch auch in Anbetracht der großen erforderlichen Menge an Kalk, die z. B. 3 Tonnen pro Monat bei 10.000 cbm pro Stunde Rauchgas betragen kann, einen erheblichen Aufwand.
Da die Filter selbst nicht nur durch aggressive, saure Bestandteile des Rauchgases, sondern auch durch die heißen Gase belastet werden, hat man zum Abkühlen der Rauchgase Wärmetauscher, insbesondere Luft-Luft-Wärmetauscher vorgesehen, durch die die Temperaturbelastung im zulässigen Bereich, d.h. bis etwa 2000 C gehalten werden kann. Die anfallende Wärme kann zwar anderweitig verwendet werden, jedoch bedeutet ein solcher Wärmetauscher einen weiteren Aufwand, der die Gesamtanlage zur Rauchgasbehandlung verteuert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vereinfachung der Anlage bzw. des eingangs erwähnten Verfahrens zur Schadstoffreduzierung aus Rauchgas bei gleichzeitig guter Abgaswärmeausnutzung zu erzielen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird einerseits insbesondere vorgeschlagen, daß Kalk od. dgl. Sorptionsmittel dem Brennstoff zugeführt und dadurch das Rauchgas hindurchgeleitet wird.
Dadurch ist eine separate Filteranlage für die Rauchgase nicht mehr erforderlich. Der Brennstoff wird dabei gleichzeitig getrocknet und als Trägermaterial für den Kalk mitverwendet.
Zweckmäßig kann es sein, wenn das Rauchgas vor dem Einleiten in den Brennstoff mit Kalk, insbesondere pulverförmigem Kalkhydrat oder gebranntem Kalk, vorzugsweise durch Einblasen,versetzt wird und dann, vorzugsweise im Gegenstrom,in den Brennstoff eingeleitet wird. Dadurch kann bereits bei der Zuführung des Rauchgases zu einem Brennstoffvorrat eine Bindungsreaktion zwischen den Rauchgas-Schadstoffen und dem Kalk eintreten.
Eine wesentliche Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß der Kalk od. dgl. mit dem Brennstoff vermischt wird und daß durch dieses Gemisch das Rauchgas hir,-durchgeführt wird. Einerseits wird dadurch das heiße Rauchgas mit dem feuchten Brennstoff zum Trocknen in Verbindung gebracht und außerdem wird dabei gleichzeitig der im Brennstoff verteilte Kalk zur Schadstoffbindung herangezogen.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn sowohl dem Rauchgas vor dem Einleiten in den Brennstoff als auch dem Brennstoff selbst Kalk od. dgl.,insbesondere dosiert,zugeführt wird.
Dadurch kann in Abstimmung auf den Schadstoffgehalt des Rauchgases einerseits und auf den Feuchtegrad des Brennstoffes andererseits eine Dosierung des Sorptionsmittels entweder direkt in das Rauchgas oder aber in den Brennstoff erfolgen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird nach dem Trocknen des Brennstoffes zumindest ein Teil des Kalkes u. dgl.
aus dem Brennstoff-Kalk-Gemisch ausgefiltert und der Brennstoff wird dann der Verbrennung zugeführt. Dadurch kann überschüssiger Kalkstein od. dgl. bzw. auch Kalk mit daran gebundenen Schadstoffen, insbesondere Calciumfluorid und Calciumsulfat,vor der Verbrennung aus dem Brennstoff entnommen werden. Dadurch wird verhindert, daß alle gebundenen Schadstoffe bei der hohen Ofentemperatur wieder frei werden, was zu einem unerwünschten Kreislauf führen könnte.
Vielmehr wird durch das Absieben mit dem Kalk auch bereits ein Teil der Schadstoffe dem Brennstoff entnommen.
Eine Weiterbildung der Erfindung, für die selbständiger Schutz beansprucht wird, sieht vor, daß der Brennstoff vor der Verbrennung vergast wird und daß das Gas der Verbrennung zugeführt und die Asche u. dgl. mit Schadstoffen abgeführt werden. Bei einer Vergasung oder Pyrolyse treten Temperaturen auf, die wesentlich unter den Verbrennungstemperaturen liegen, so daß ein Freiwerden der gebundenen Schadstoffe dadurch größtenteils verhindert wird.
Durch diese zwischengeschaltete Vergasung des Brennstoffes wird auch verhindert, daß innerhalb des Kreislaufes zwischen Ofen, Rauchgasableitung und Brennstoffzuführung eine laufende Erhöhung der Schadstoffkonzentration eintritt. Dies wird durch das praktisch vollständige Abführen der Schadstoffe bei der Pyrolyse erreicht.
Die Erfindung betrifft auch eine Ofenanlage mit einem Ofen, z. B. einem Tunnelofen für grobkeramische Produkte, einer Beschickungseinrichtung für Festbrennstoff, insbesondere für Sägemehl, Stroh, Baumrinde, Papierschlemme od. dgl. biologische Stoffe, sowie einer Rauchgasreinigungseinrichtung, die insbesondere zumindest ein Filter mit Kalk od. dgl. Sorptionsfüllung aufweist.
Erfindungsgemäß ist eine solche Anlage dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungseinrichtung einen Aufnahmebehälter für feuchten Festbrennstoff aufweist, der gleichzeitig zur Aufnahme bzw. Beigabe von Kalk od. dgl. dient und daß dieser Behälter als Durchgangsbehälter mit einem Anschluß zum Einleiten von Rauchgas sowie einen weiteren Anschluß zur Ableitung des Rauchgases ausgebildet ist.
Mit dieser Ofenanlage sind die bereits in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgezeigten Vorteile verbunden; insbesondere kann dabei der Festbrennstoff-Aufnahmebehälter in zweifacher Hinsicht genützt werden, nämlich einerseits zum Trocknen des Brennstoffes und andererseits gleichzeitig zum Binden von Schadstoffen. Dadurch kann eine separate Filteranlage für die Rauchgase eingespart werden.
Eine Ausgestaltung der Erfindung, für die selbständiger Schutz beansprucht wird, sieht vor, daß zwischen dem einen Reaktions-Trockner bildenden Aufnahmebehälter für den Festbrennstoff und dem Ofen eine Vergasungseinrichtung zur Pyrolyse des Brennstoffes angeordnet ist.
Durch diese Pyrolyse kann der Brennstoff in Gas für die Verbrennung im Ofen übergeführt werden, wobei die Schadstoffe in der bei der Pyrolyse anfallenden Asche gebunden sind. Diese Asche kann dann ausgetragen werden, so daß das zur Verbrennung dienende Gas praktisch schadstofffrei ist.
Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnung noch näher erläutert.
Es zeigt schematisiert: Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsge mäßen Ofenanlage und Fig. 2 eine abgewandelte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Ofenanlage mit Pyrolyse-Einrichtung.
Eine Ofenanlage 1 dient zum Brennen grobkeramischer Produkte, insbesondere von Ziegeln. Die Anlage 1 weist einen Ofen, hier einen Tunnelofen 2 auf, durch den zu brennenden Produkte gemäß dem Pfeil Pf 1 hindurchgefördert werden.
Weiterhin weist die Anlage eine im ganzen mit 3 bezeichnete Beschickungseinrichtung für Festbrennstoff auf, wobei ein Aufnahmebehälter 4 als Reaktions-Trockner für zugeführte, feuchte Festbrennstoffe vorgesehen ist.
Als Festbrennstoff kommen insbesondere biologische bzw.
organische Stoffe wie z. B. Sägemehl, Stroh, Baumrinde, Papierschlämme, Petrolkoks od. dgl. feuchte Stoffe in Frage. Von dem Reaktions-Trockner führt eine Brennstoffzuleitung 5 zu dem dem Tunnelofen 2.
Die bei der Verbrennung der Brennstoffe im Tunnelofen anfallenden Rauchgase werden über eine Rauchgasableitung 6, in der sich ein Rauchgasventilator 7 befindet, aus dem Tunnelofen abgeführt.
In dem Rauchgas befinden sich Schadstoffe, insbesondere auch anorganische Fluorverbindungen und Schwefelverbindungen, die nur bis zu einem bestimmten Grenzwert an die Umgebung abgegeben werden dürfen.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß das Rauchgas bzw.
ein Teil davon durch den im Reaktions-Trockner 4 befindlichen Brennstoff hindurchgeführt wird. Dabei befindet sich im Brennstoff verteilt ein Sorptionsmittel, insbesondere Kalk. Die im Rauchgas befindlichen Schadstoffe werden dabei zumindest zum Teil an den Kalk gebunden, so daß hinter dem gleichzeitig ein Filter bildenden Reaktions-Trockner 4 ein schadstoffreduziertes Rauchgas austritt. Dieses Rauchgas wird über einen Abluftventilator 8 einer Entstaubungsanlage 9 mit einem oder mehreren Zyklonen 10 zugeführt und von dort zum Kamin abgeleitet.
Wie bereits vorerwähnt, ist der Aufnahmebehälter 4 als Reaktions-Trockner ausgebildet, in dem feuchter Brennstoff, insbesondere Sägemehl,getrocknet wird. Außerdem wird der Brennstoff hier mit zur Verteilung bzw. als Träger für das mit aufgegebene Sorptionsmittel, insbesondere Kalk verwendet. Der Reaktions-Trockner 4 weist Transport- und Mischelemente 11 auf, die durch einen Motor 12 angetrieben werden. Das zugeführte Sägemehl u.
dgl. kann dadurch gemäß dem Pfeil Pf 2 durch den Reaktions-Trockner 4 hindurchgefördert werden. Das Rauchgas gelangt hier im Gegenstrom in den Reaktions-Trockner 4.
Das Sägemehl od. dgl. Brennstoff wird bei der Zuführöffnung 13 über eine Zellradschleuse 14 dem Reaktions-Trockner 4 zugeführt. Gleichzeitig mit dem Sägemehl od. dgl.
wird auch das Sorptionsmittel vorzugsweise über eine eine Dosierschnecke 15 aufweisende Dosiereinrichtung 16 mit aufgegeben. Als Sorptionsmittel kommt hier insbesondere Calciumoxid (CaO), also gebrannter Kalk, oder auch Calciumcarbonat (CaCo3), also Kalksteinkreidemarmor z. B. in einer Korngröße von etwa 1 mm in Frage. Durch den gleichzeitig im Reaktions-Trockner 4 befindlichen Brennstoff wird der Kalk auch durch die Transport- und Mischelemente 11 gut verteilt, so daß insgesamt eine große Reaktionsfläche des Sorptionsmittels gegenüber dem durchgeführten Rauchgas zur Verfügung steht.
Auch bereits vor dem Reaktions-Trockner 4 kann dem Rauchgas Kalk beigegeben werden. Dazu ist im Ausführungsbeispiel vor dem Eintrittsbereich des Rauchgases in den Trockner 4 eine Zuführvorrichtung, insbesondere eine Einblasvorrichtung 17 für pulverförmigen Kalk angeordnet. Als Sorptionsmittel kommt hier insbesondere Calciumhydroxid (Ca (OH)2) in Pulverform zur Anwendung. Die Zugabe dieses pulverförmigen Kalkes ist dabei so bemessen, daß die Staubkonzentration in einem Bereich bleibt, der von der Entstaubungsanlage 9 mit den Zyklonen 10 noch verarbeitet werden kann. In Abstimmung auf diese Beigabe von pulverförmigem Kalk erfolgt auch die Zugabe von Kalk mit dem Brennstoff. Insgesamt kann dabei eine gleichzeitige bzw.
wechselweise Dosierung derart vorgenommen werden, daß der Schadstoffgehalt der in den Kamin gelangenden Abluft im zulässigen Bereich liegt.
Der Aufnahmebehälter 4 weist bei seiner Brennstoffabgabe 18 eine Zellradschleuse 19 od. dgl. Dosiervorrichtung auf, der eine Siebeinrichtung 20 für den mit Kalk u. dgl. vermischten Brennstoff aufweist. Bei dieser Siebeinrichtung 20, die vorzugsweise ein Trommelsieb aufweisen kann, kann zumindest ein Teil des etwas grobkörnigeren Calciumkarbonates mit den daran gebundenen Schadstoffen als Calciumflorid bzw. Calciumsulfat abgeschieden werden. Nach dieser Siebeinrichtung 20 gelangt der Brennstoff dann zur Verbrennung in den Tunnelofen 2.
In den Figuren ist noch zu erkennen, daß unterhalb der Zyklone 10 Zellradschleusen 21 angeordnet sind, mittels denen dosiert der sich in den Zyklonen ansammelnde Staub abgeführt werden kann (Pfeil Pf 3). Dieser Staub kann entweder einer Porosierung und/oder der Verbrennung im Tunnelofen zugeführt werden.
Strichliniert ist in den Figuren noch eingezeichnet, daß die Zuführung von Brennstoff u. dgl. und die Brennstoffabgabe 18 so angeordnet sein können, daß sich bezüglich des Rauchgases und dem Brennstoff mit Sorptionsmittel eine Gleichstromförderung ergibt. In diesem Falle würden auch die Transport- und Mischelemente eine entsprechend andere Drehrichtung aufweisen, so daß sich auch eine Förderung entgegen dem Pfeil Pf 2 ergibt.
Fig. 2 zeigt eine etwas abgewandelte Ofenanlage 1 a, die im wesentlichen wie die Ofenanlage 1 gemäß Fig. 1 aufgebaut ist. Hier ist jedoch zusätzlich noch eine Vergasungseinrichtung 22 zur Pyrolyse des Brennstoffes vorgesehen.
Diese Vergasungseinrichtung befindet sich zwischen dem Reaktions-Trockner 4 bzw. der nachgeschalteten Sieb ein richtung 20 und dem Tunnelofen 2. Durch die Vergasungseinrichtung 22 wird in vorteilhafter Weise verhindert, daß gebundene Schadstoffe dem Verbrennungsprozeß im Tunnelofen 2 zugeführt werden, wo sie wegen der dort herrschenden hohen Brenntemperatur (um 1.0000 C) freiwerden könnten und so dem Rauchgas-Brennstoff-Kreislauf wieder zugeführt werden würden. Dagegen erfolgt bei der Pyrolyse eine Vergasung des Brennstoffes bei wesentlich niedrigeren Temperaturen, wo die Schadstoffe im wesentlichen gebunden bleiben. Das bei der Pyrolyse anfallende Gas wird praktisch schadstofffrei der Verbrennung im Tunnelofen 2 zugeführt. Die ebenfalls anfallende Asche od. dgl. mit den gebundenen Schadstoffen kann über einen Ascheaustrag 23 entfernt werden. Ein Aufschaukeln innerhalb des vorerwähnten Kreislaufes mit sich steigernder Schadstoffkonzentration wird dadurch vermieden.
Erwähnt sei noch, daß das bei der Siebeinrichtung 20 anfallende Calciumkarbonat mit den eingebundenen Schadstoffen (Calciumflorid bzw. Calciumsulfat) auch im Ton eingeziegelt werden können oder aber als Düngemittel weitere Verwendung finden können.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Ofenanlage 1, 1 a, bei der insbesondere feuchte Festbrennstoffe verwendet werden, liegt insbesondere darin, daß der für den Festbrennstoff vorgesehene Trockner nach Zugabe von Sorptionsstoffen, insbesondere Calciumhydroxid, Calciumkarbonat od. dgl. gleichzeitig als Filter dient. Der Reaktionstrockner wird somit in zweifacher Hinsicht ausgenützt.
Dadurch kann eine separate Filteranlage entfallen. Außerdem ist vorteilhaft, daß die im Rauchgas enthaltene Wärmeenergiemenge direkt und somit verlustarm dem zu troc11ne -den Festbrennstoff zugeführt wird. Durch das innerhalb des Trockners 4 im Brennstoff verteilte Sorptionsmittel ergibt sich auch für die Bindung von Schadstoffen, die in dem Rauchgas enthalten sind, wie z. B. Fluorwasserstoffe, Schwefeltrioxid und teilweise auch Schwefeldioxid eine entsprechend große Reaktions-Kontaktfläche. Bei zusätzlicher Verwendung einer Vergasungseinrichtung 22 (Fig. 2) werden die aus dem Rauchgas entfernten Schadstoffe weitestgehend aus dem Brennstoff entfernt, wobei dann der Tunnelofen mit dem durch die Pyrolyse erzeugten Gas versorgt wird. Die Schadstoffe können gebunden an die anfallende Asche ausgetragen werden.
Alle in der Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
- Zusammenfassung -

Claims

Verfahren zum Reinigen von Rauchgas sowie Anlage für dieses Verfahren Ansprüche Verfahren zum Reinigen von Rauchgas aus einer Ofenanlage, insbesondere für grobkeramische Produkte, bei der feuchte Festbrennstoffe wie z. B. Sägemehl, Stroh, 3aumrinde, Papierschlämme, Petrolkoks od. dgl. organische Stoffe verwendet werden und wobei zur Rauchgasreinigung Kalk od. dgl. Sorptionsmittel dient, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Kalk od. dgl. Sorptionsmittel dem Brennstoff zugeführt und dadurch das Rauchgas hindurchgeleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauchgas vor dem Einleiten in den Brennstoff mit Kalk, insbesondere pulverförmigem Kalkhydrat oder gebranntem Kalk, vorzugsweise durch Einblasen versetzt wird und dann vorzugsweise im Gegenstrom, in den Brennstoff eingeleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kalk od. dgl. mit dem Brennstoff vermischt wird und daß durch dieses Gemisch das Rauchgas hindurchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl dem Rauchgas vor dem Einleiten in den Brennstoff als auch dem Brennstoff selbst Kalk od. dgl., insbesondere dosiert zugeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Trocknen des Brennstoffes zumindest ein Teil des Kalkes u. dgl. aus dem Brennstoff-Kalk-Gemisch ausgefiltert wird und daß der Brennstoff dann der Verbrennung zugeführt wird.
6. Verfahren insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff vor der Verbrennung vergast wird und daß das Gas der Verbrennung zugeführt und die Asche u. dgl. mit Schadstoffen abgeführt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff gegebenenfalls mit Kalk od. dgl. und das Rauchgas im Gegenstrom miteinander in Verbindung gebracht werden.
8. Ofenanlage mit einem Ofen, z. B. einem Tunnelofen für grobkeramische Produkte, einer Beschickungseinrichtung für Festbrennstoff, insbesondere für Sägemehl, Stroh, Baumrinde, Papierschlämme, Petrolkoks od. dgl. biologische Stoffe, sowie einer Rauchgasreinigungseinrichtung, die insbesondere zumindest ein Filter mit Kalk od.

dgl. Sorptionsfüllung aufweist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Beschickungsein richtung (3) einen Aufnahmebehälter (4) für feuchten Festbrennstoff aufweist, der gleichzeitig zur Aufnahme bzw. Beigabe von Kalk od. dgl. dient, und daß dieser Behälter(4) als Durchgangsbehälter mit einem Anschluß zum Einleiten von Rauchgas sowie einem weiteren Anschluß zum Ableiten des Rauchgases ausgebildet ist.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuleitung (5) zwischen dem Aufnahmebehälter (4) für den Festbrennstoff sowie dem Kalk od. dgl.

und dem Ofen (2) eine Siebeinrichtung (20) zum weitgehenden Trennen von Brennstoff einerseits und insbesondere überschüssigem Kalk u. dgl. andererseits vorgesehen ist.
10. Anlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmebehälter (4) als Reaktions-Trockner mit Transport- und Mischelementen (11) ausgebildet ist und daß für den Brennstoff und den Kalk od. dgl. vorzugsweise obenseitig an in Transportrichtung gegenüberliegenden Enden Zuführöffnungen vorgesehen sind.
11. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungseinrichtung (3) bei der Zuführöffnung (13) für den Brennstoff eine Zellradschleuse (14) aufweist und daß davor eine Dosiereinrichtung (16), vorzugsweise mit einer Dosierschnecke (15) od. dgl. zum Zuführen von Kalk od. dgl. angeordnet ist.
12. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei bzw. vor dem Eintrittsbereich des Rauchgases in den Trockner (4) eine Zuführvorrichtung, insbesondere eine Einblasvorrichtung (17) für pulverförmigen Kalk od. dgl., vorzugsweise Calciumhydroxid angeordnet ist.
13. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmebehälter (4) bei seiner Brennstoffabgabe (18) vorzugsweise eine Zellradschleuse (19) od. dgl. Dosiervorrichtung und dieser nachgeordnet eine Siebeinrichtung (20) für den mit Kalk od. dgl. vermischten Brennstoff aufweist.
14. Anlage insbesondere nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Reak tions-Trockner (4) u. dgl. und den Ofen (2) eine Vergasungseinrichtung (22) zur Pyrolyse des Brennstoffes angeordnet ist.

- Beschreibung -