DE3402063C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Rauchgasen - Google Patents

Description

• Je nach den Gegebenheiten, beispielsweise bei großen Gasmengen, kann es zweckmäßig sein, wenn dem Rauchgas zusätzlich heißes Gas vor der Wiederaufwärmung zugeführt wird. Dabei ist es von Vorteil, wenn ein vom gereinigten Rauchgasstrom abgezweigter Teilstrom getrennt aufgeheizt oder aufgeheiztes Reingas rückgeführt und dann dem Rauchgasstrom vor der Wiederaufwärmung zugemischt werden. Auf diese Weise bleibt die Schadstoffemission unverändert, auch wenn der Energieaufwand durch eine solche Verfahrensvariantc vielleicht etwas höher liegt. Dabei sollte der Teilstrom vor der Zwischenerwärmung durch die Saugzugleistung zugemischt werden, da auf diese Art und Weise dic Restfeuchte reduziert wird.
• Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Vorrichtung, bei dem das Saugzuggebläse zwischen der Rauchgasnaßwäsche abgangsseitig und dem Wärmetauscher angeordnet ist.
• Durch die Zusammenfassung der Gebläse ist zunächst eine Vereinfachung des Systems und eine Verbesserung des Systems sowie eine Verminderung des maschinellen Aufwandes erreicht und gleichzeitig sichergestellt, daß die Rauchgase vor ihrem Eintritt in den Wärmetauscher so weit aufgeheizt sind, daß es dort zu den gefährlichen Inkrustierungen der Tauscherheizfläche nicht kommen kann. Damit ist ein einwandfreier Betrieb der gesamten Vorrichtung zur Rauchgasreinigung gewährleistet, wobei besonders vorteilhaft ist, daß zusätzliche Brennstoffenergie zur Rauchgaswiederaufheizung nicht benötigt wird.
• Eine zusätzliche Aufheizung des Rauchgasstromes, der die Rauchgasnaßwäsche verläßt, ist erreichbar, wenn die Leistung des Saugzuggebläses ganz oder teilweise um die Leistung des Frischlüfters aufgestockt ist.
• Dies ist je nach Art der Feuerung möglich, da so eine erhöhte Saugzugleistung des Gebläses und eine vermehrte Zufuhr von Verdichtungswärme vor dem Wärmetauscher erreicht wird. Das Frischluftgebläse kann je nach den Gegebenheiten auch ganz entfallen. Insbesondere in der Anfahrphase kann es zweckmäßig sein, die Rauchgasnaßwäsche zu umgehen. Dies wird dadurch erreicht, daß der Rauchgasnaßwäsche ein Bypass zugeordnet ist. Zur Schonung des Saugzuggebläses kann dem Saugzuggebläse ein zusätzlicher Tropfenabscheider vor- oder zugeordnet sein. So wird die Betriebssicherhcit der gesamten Vorrichtung verbessert, wobei das Laufrad des Saugzuggebläses gegen Verkrustungen geschützt ausgebildet sein sollte. Hierdurch werden Inkrustierungen und Erosionen auf dem Laufrad verhindert, die ansonsten zu Störungen führen könnten.
• Ebenfalls zur Betriebssicherheit ist es weiter zweckmäßig, zwischen Saugzuggebläse und Wärmetauscher eine Verdampfungsstrecke vorzusehen. Bei ausreichenden Platzverhältnissen ist hierzu zumindest eine ausreichende Wegstrecke zwischen Saugzuggebläse und Wärmetauscher vorzusehen. Damit ist gewährleistet, daß eine evtl. Restfeuchte noch sicher verdampft, bevor das Rauchgas in den Wärmetauscher eintritt.
• je nach Gegebenheiten kann es auch zweckmäßig sein, dem Saugzuggebläse eine Rauchgasheizung zuzuordnen, wodurch auf verhältnismäßig einfache Art und Weisc dann eingegriffen werden kann, wenn die durch die Saugzugleistung erreichbare theoretische Abgasaufwärmung punktuell nicht ausreichen sollte, um das Rauchgas über seinen Taupunkt zu erwärmen.
• Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäß Vorrichtung zeichnen sich insbesondere dadurch aus, daß auf besonders wirtschaftliche Art und Weise die Rauchgase so wieder aufgeheizt werden können, daß ein einwandfreier thermischer Auftrieb gewährleistet ist, wobei dies durch emissionsneutrale Maßnahmen erreicht ist.
• In vorteilhafter Weise werden zusätzliche Brennstoffenergien wie beispielsweise für die Rauchgaswiederaufheizung nicht benötigt. Die Schadstoffemissionen sind ausschließlich durch den Wirkungsgrad der Rauchgasnaßwäsche bestimmt. Der Energieaufwand für die gesamte Ventilatorleistung des Systems Feuerungs- und Rauchgasreinigungsanlage bleibt im Vergleich zu bisherigen Ausführungen praktisch unverändert, wobei eine Vereinfachung erreicht ist, weil die Saugzuganlagen für die Feuerung und die Naßwäsche zusammengefaßt sind.
• Vorteilhaft kommt hinzu, daß je nach Auslegung der Feuerung auf den Luftventilator bzw. Frischlüfter verzichtet werden kann, wobei dessen aufaddierte Saugzugleitung mit zur Rauchgasaufwärmung eingesetzt wird. Bei entsprechender Auslegung und evtl. Modulbauweise der Rauchgasnaßwäsche kann auch bei Teilla sten der Feuerung jeweils die gesamte Rauchgasmenge naßgereinigt werden, d. h., die spezifische Schadstoffemission ist über den gesamten Lastbereich konstant. Als weiterer Vorteil ist zu nennen, daß eine Leckage bei Wärmetauscher, vor allem Dreh-Wärmetauscher, praktisch nicht mehr eintritt, die bisher bei über 4% lag. Dies ist insbesondere auf die besondere Druckstufung vor dem Wärmetauscher zurückzuführen, wobei unter günstigen Umständen sogar eine Umkehr des Leckagestromes erreicht werden kann, so daß kein ungereinigtes Rohgas mehr auf die Reingasseite überströmen kann.
• Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt ist. Es zeigt F i g. 1 ein Schema der Rauchgasreinigung mit Frischlüfter.
• In der F i g. 1 ist eine Vorrichtung zur Rauchgasreinigung in schematischer Form dargestellt, und zwar im Zusammenhang mit der Kesselanlage und dem Kamin.
• Mit list der Dampfkessel bezeichnet. Bei 2 erfolgt die Brennstoffzufuhr und bei 3 die Frischluftzugabe, während das Abgas bei 3 abgeführt wird. Das Abgas wird dann zunächst durch einen Wärmetauscher 6 geführt, wo es zur Aufheizung der vom Frischlüfter 5 kommenden Frischluft verwendet wird.
• Im E-Filter 8 erfolgt eine erste Reinigung, insbesondere bezüglich der festen Schadstoffe. Das im Wärmetauscher 6 bereits bedingt abgekühlte Rauchgas durchstreicht dann einen zweiten Wärmetauscher 10, wo dem Rauchgas Wärme gezielt entzogen wird, um sie dann dem gereinigten Rauchgas wieder zuzuführen. Nach Verlassen des Wärmetauschers 10 wird das Rauchgas in der Rauchgasnaßwäsche behandelt, um insbesondere die gasförmigen Schadstoffe zu entfernen. Aufgrund der nassen Auswaschung der Schadstoffe erfolgt eine Abkühlung der Rauchgase, wobei die Wasserzugabe bei 12 und die Chemikalienzugabe bei 13 erfolgt. Bei den Chemikalien handelt es sich insbesondere um Kalk, um das Schwefeldioxid zu binden, das dann im Gips über die Festproduktschleuse 14 ausgetragen wird.
• Zwischen der Rauchgasnaßwäsche 11 und dem Wärmetauscher 10 abgangsseitig ist das Saugzuggebläse 15 angeordnet. Dieses Saugzuggebläse 15 stellt eine Zusammenfassung der Saugzuganlagen für die Feuerung und für die Naßwäsche dar. Es ist somit eine wesentliche Verringerung des apparativen Aufwandes gegeben, wobei das Saugzuggebläse 15 über die freigesetzte Wärme zu einer Aufwärmung der Rauchgase über ihren Tau- punkt Sorge trägt. Dies entsprechend aufgewärmte Rauchgas wird dann im Wärmetauscher 10 so weit wieder aufgeheizt, daß der für die Abführung durch den Kamin benötigte thermische Auftrieb gegeben ist. Aufgrund der Aufwärmung des Rauchgases im Saugzuggebläse 15 kommt es in dem Wärmetauscher 10 nicht zu Inkrustierungen der Tauscherheizflächen, so daß eine sichere und ausreichende Wiederaufwärmung des Rauchgases im Wärmetauscher 10 gewährleistet ist.
• Zur Erleichterung der Anfahrphase ist vor der Rauchgasnaßwäsche 10 ein Bypass 18 mit 3-Wegeventil 19 und Verstellmotor 20 angeordnet. Über diese Bypassleitung 18 werden die Rauchgase während der Anfahrphase unter Umgehung der Rauchgasnaßwäsche 11 unmittelbar in den Kamin 21 geführt und in die Atmosphäre abgeleitet. Nach Beendigung der Anfahrphase wird dann über den Verstellmotor 20 das 3-Wegeventil 19 betätigt und das Rauchgas nicht mehr über den Bypass, sondern durch die Rauchgasnaßwäsche 11 geführt.
• Es besteht die Möglichkeit, die Leistung des Frischlüfters 5 zu reduzieren oder ganz darauf zu verzichten und statt dessen die Leistung des Saugzuggebläses 15 entsprechend zu erhöhen. Damit kann die Aufheizung des Rauchgases nach der Reinigung und vor Zuführung zum Wärmetauscher 10 weiter erhöht werden. Weiter kann ein Tropfenabscheider 23 vor- und eine Verdampfungsstrecke 24 dem Saugzuggebläse 15 nachgeschaltet werden. Dies dient der Schonung von Saugzuggebläse 15 bzw. Wärmetauscher 10.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Reinigung von Schwefeldioxid enthaltenden Rauchgasen aus der Verbrennung in Großfeuerungsanlagen, wobei den Rauchgasen vor der Rauchgasnaßwäsche Wärme entzogen und hinter der Rauchgasnaßwäsche wieder zugeführt wird, und das Rauchgas zwischen der Naßwäsche und der Wideraufwärmung zunächst auf eine Temperatur geringfügig über seinem Taupunkt zwischenerwärmtwird, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufrechterhaltung der Strömung in der Feuerung und in der Naßwäsche benötigte Saugzugleistung zwischen Naßwäsche und Wiederaufwärmung eingebracht und die mit der Saugzugleistung eingebrachte Verdichtungswärme zur Zwischenerwärmung des Rauchgases genutzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rauchgas zusätzlich heißes Gas vor der Wiederaufwärmung zugeführt wird.
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1, 2 mit einem Elektrofilter, nachgeschaltetem Wärmetauscher, Saugzuggebläse und Rauchgasnaßwäsche, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugzuggebläse (15) zwischen der Rauchgasnaßwäsche (11) abgangsseitig und dem Wärmetauscher (10) angeordnet ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung des Saugzuggebläses (15) ganz oder teilweise um die Leistung des Frischlüfters (15) aufgestockt ist
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Saugzuggebläse (15) und Wärmetauscher (10) eine Verdampfungsstrecke (25) vorgesehen ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Saugzuggebläse (15) eine Rauchgasheizung zugeordnet ist.

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Schwefeldioxid enthaltenden Rauchgasen aus der Verbrennung in Großfeuerungsanlagen, wobei den Rauchgasen vor der Rauchgasnaßwäsche Wärme entzogen und hinter der Rauchgasnaßwäsche wieder zugeführt wird, und das Rauchgas zwischen der Naßwäsche und der Wiederaufwärmung zunächst auf eine Temperatur geringfügig über seinem Taupunkt zwischenerwärmt wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einem Elektrofilter, nachgeschaltetem Wärmetauscher, Saugzuggebläse und Rauchgasnaßwäsche.

   Die Abgase von Feuerungsanlagen, in denen Steinkohle, Braunkohle oder andere feste oder flüssige Brennstoffe verbrannt werden, enthalten in der Regel Schadstoffe in solchen Konzentrationen, daß aus Gründen des Umweltschutzes eine möglichst umfassende Reinigung von festen und gasförmigen Schadstoffen vorgenommen werden muß. Bei der Beseitigung dieser Schadstoffe, insbesondere der gasförmigen Schadstoffe wie Schwefeldioxid, ist in der Regel eine ausreichende Reinigung nur mit Hilfe einer Naßwäsche möglich, in deren Folge das Rauchgas mit Wasser gesättigt und abgekühlt wird, wobei Temperaturen von 50 bis 700C auftreten. Die Ableitung dieser feuchten und aufgrund ihrer geringen Temperatur nur über ungenügenden thermischen Auftrieb verfügenden Rauchgase in die Atmosphäre bereitet Schwierigkeiten. Es ist versucht worden, durch Zumischung eines Teilstromes von nicht naßgereinigtem Rauchgas mit höherer Temperatur den thermischen Auftrieb der gereinigten Rauchgase zu verbessern (DE-OS 29 28 526; DE-OS 25 18 386). Weiter ist versucht worden, durch Zumischung separat erzeugten Rauchgases sehr hoher Temperatur den thermischen Auftrieb des Gesamtrauchgases zu erreichen.

   Nachteilig bei diesen Verfahren ist aber, daß die abgeleiteten und ggf. getrennt aufgeheizten Rauchgase Schadstoffe mitführen, die dann anschließend in den in die Atmosphäre entlassenen Rauchgasen zu einer nachteiligen Restverunreinigung führen. Versuche mit Hilfe eines Wärmetauschers die naßgereinigten Abgase mit der dem Abgas vor Eintritt in die Naßwäsche entzogenen Wärme aufzuheizen, brachten bisher infolge von Inkrustierungen der Tauscherheizflächen unbefriedigende Ergebnisse. Diese Probleme konnten dadurch überwunden werden, daß die naßgereinigten Abgase vor dem Eintritt in den Wärmetauscher geringfügig über ihren Taupunkt aufgeheizt werden, was wiederum durch Zumischen eines Teilstromes von nicht naßgereinigtem Abgas erreicht werden kann. Auch dieses Verfahren führt somit zu einem Austrag von Schadstoffen, der nicht vom Wirkungsgrad der Rauchgasnaßwäsche abhängt, sondern von der Größe des zugemischten Teilstromes. Das Verfahren und die bekannten Anlagen werden daher in vielen Fällen den verschärften Vorschriften nicht genügen, die während des Betriebes der Anlage jegliche Zumischung ungereinigter Rauchgase zum Reingas u. ä. verbieten.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, daß Rauchgasreinigungsverfahren so weiterzuentwickeln, daß ein Wärmetausch vom warmen, trockenen zum naßgereinigten, kalten Abgas ohne Zuführung von Schadstoffen und einfach erfolgt. Außerdem ist eine den einwandfreien, insbesondere störunanfälligen Wärmetausch gewährleistende Vorrichtung zu schaffen.

   Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zur Aufrechterhaltung der Strömung in der Feuerung und in der Naßwäsche benötigte Saugzugleistung zwischen Naßwäsche und Wiederaufwärmung eingebracht und die mit der Saugzugleistung eingebrachte Verdichtungswärme zur Zwischenerwärmung des Rauchgases genutzt wird.

   Mit Hilfe eines derartigen Verfahrens kann das Rauchgas nach Verlassen der Rauchgasnaßwäsche geringfügig über seinen Taupunkt erwärmt werden, so daß anschließend ein störungsfreier Betrieb des Wärmetauschers möglich ist, über den das Rauchgas dann so weit aufgewärmt wird, daß es über den notwendigen thermischen Auftrieb verfügt. Hierfür wird eine Energie zur Verfügung gestellt, die nicht zu einer Wiederverschmutzung des Rauchgases führt, so daß allein der Wirkungsgrad der Rauchgasnaßwäsche für den Austrag an Schadstoffen durch den Kamin verantwortlich ist. Bei Kraftwerksblöcken großer Leistung und 1000/obiger Rauchgasnaßwäsche mit nachgeschaltetem Wärmelau scher beträgt die erforderliche Saugzuglcistung, die normalerweise unmittelbar vor dem Kamin eingebnicht wird, rund 30 kW/MWüst, so daß bei derartigen Anlagen das Rauchgas abhängig von der Restfeuchte um ca.

   10 K aufgewärmt und damit über seinen Taupunkt erwärmt wird, bevor es in den Wärmetauscher eintritt.