DE3410731C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausfällen von Schwefel- bzw. schwefelhaltigen Verbindungen, insbesondere der Schwefeloxyde und von Stickstoff bzw. stickstoffhaltigen Verbindungen aus den Rauchgasen von insbesondere mit Kohle, Öl oder anderen Brennstoffen betriebenen Verbrennungsanlagen sowie die Verwendung der aus dem Rauchgas ausgefällten Stoffe.

Es ist allgemein bekannt, daß der im Rauchgas von mit Kohle, Öl oder anderen Brennstoffen betriebenen Feuerungsanlagen, z. B. von Kraftwerken, enthaltene Schwefel und Stickstoff bzw. ihre Verbindungen in hohem Maß zu Umweltbelastung und -schäden führen. Es werden daher große Anstrengungen unternommen, solche Verbindungen, die zwangsläufig bei der Verbrennung von fossilen Primärenergieträgern anfallen, aus dem Rauchgas zu entfernen.

Die herkömmlichen Anlagen erfordern zum einen erhebliche Investitionskosten. Zum anderen entstehen bei der Entschwefelung Stoffe, wie Gips, die für eine weitere Verwendung zusätzlichen Aufwand für die Abtrennung unerwünschter Verunreinigungen und dergleichen er­ forderlich machen bzw. die wegen der großen anfallenden Mengen und/oder schlechter Qualität überhaupt nicht ver­ wertbar sind und nur kostenträchtig auf Deponien abge­ lagert werden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaf­ fung eines Verfahrens, durch welches es ohne großen apparativen und finanziellen Aufwand gelingt, Schwefel und Stickstoff bzw. ihre auftretenden Verbindungen aus Rauchgasen zu entfernen und die aus dem Rauchgas ausge­ fällten Stoffe zu verwerten.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß das Ver­ fahren gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.

Die Menge des eingeblasenen feinstteiligen Magnesiumsoxyds wird abgestimmt auf die jeweilige Menge des im Rauchgas vorhandenen Schwefels und Stickstoffs bzw. ihrer Verbin­ dungen, insbesondere SO₂ und SO₃ und NO und NO₂, wobei zweckmäßigerweise ein Magnesiumoxyd-Überschuß gewählt wird, um eine vollständige Abbindung des Schwefels und des Stickstoffs bzw. ihrer Verbindung im Rauchgas zu erreichen. Es ist dabei möglich, die Gesamtmenge des Magnesiumsoxyds entweder in die Brenngase, gegebenenfalls durch die Brenner, oder in die Rauchgase einzublasen oder aber eine Teilmenge in die Brenngase einzublasen und die Restmenge in die Rauchgase. Das Einblasen des Magnesium­ oxyds in die Brenngase dürfte den Vorteil einer guten Ver­ wirbelung der Magnesiumoxydpartikel und die Verwendung der vorhandenen Brenner zum Einblasen des Magnesiumsoxyds haben.

Die zum Ausfällen der erfindungsgemäß angestrebten Ver­ bindungen MgSO₄ · 7 H₂O und Mg(NO₃)₂ · 6 H ₂O erforderliche Menge Wasser wird, sofern in den Rauchgasen dafür nicht bereits genügend Wasser ent­ halten ist, durch Einsprühen von Wasser in die Rauchgase bereitsgestellt. Das Ausfällen erfolgt durch Taupunkt­ unterschreitung. Diese kann entweder dadurch verwirklicht werden, daß die das Magnesiumsoxyd enthaltenden Rauchgase über Kühlflächen geleitet werden, an denen sich die Stoffe abscheiden, oder das Ausfällen erfolgt durch Besprühen der Rauchgase mit Wasser. Eine Kombination beider Maß­ nahmen ist zweckmäßig, um einerseits die für das Be­ sprühen benötigte Wassermenge gering zu halten und anderer­ seits die mechanische Reinigung der Kühlflächen in größeren Zeitabständen durchführen zu können.

Die Verwendung kalzinierten Magnesits als Magnesiumoxyd wird bevorzugt, weil seine Reaktionsfähigkeit infolge des Brennens bei verhältnismäßig niedriger Temperatur (unter 900°C) hoch ist.

Die Rauchgase können zusätzlich in üblicher Weise gefil­ tert werden, um andere Feststoffbestandteile, wie Asche, aus dem Rauchgas abzufiltern. Die Kühlkörper werden durch Schaber, durch Abstrahlen oder dergleichen von den an ihnen niedergeschlagenen Feststoffen befreit. Dies können durch geeignete Mittel, wie Förderschnecken, ausgetragen werden.

Das Besprühen der Rauchgase mit Wasser hat neben den bereits erwähnten Effekten, zusätzliches Wasserangebot für die Bildung der Verbindungen MgSO₄ · 7 H₂O und Mg(NO₃)₂ · 6 H₂O und Kühlung und damit Taupunktunterschrei­ tung zum Ausfällen dieser Verbindungen, den weiteren Vor­ teil, daß die ausgefällten Feststoffe granuliert und in dieser Form, bevorzugt als Düngemittel bzw. Düngemittel­ zusatz ohne weitere aufwendige Verarbeitung einer ertragreichen Verwertung zugeführt werden können. Dabei kann sogar die aus dem Sprühwasser und den durch dieses ausgefällten Stoffen gebildete Auf­ schlämmung, gegebenenfalls nach Zwischenlagerung, von Tankwagen direkt auf die zu düngenden Felder gefahren und dort versprüht werden.

Wie Fig. 1 und 2 zeigen, sind in den Rauchgaskanal 1, durch den die Rauchgase 2 zum Kamin gelangen, Kühl­ flächen 3, 4 in Form von Schikanen eingebaut, die den Rauchgasstrom mehrfach umlenken. Infolge Taupunktunter­ schreitung scheiden sich an den Kühlflächen 3, 4 Teil­ chen der Verbindungen MgSO₄ · 7 H₂O und Mg(NO₃)₂ · 6 H₂O aus dem Rauchgas ab. Durch ein Sprühsystem 5 kann zusätzlich Wasser in die Rauchgase gesprüht werden. Die befeuchteten und durch Taupunktunterschreitung gebildeten Feststoff­ teilchen der Verbindungen MgSO₄ · 7 H₂O und Mg(NO₃)₂ · 6 H₂O fallen nach unten auf eine Förderschnecke 6, welche sie in der Aufschlämmung mit dem unten gesammelten Sprüh­ wasser in Pfeilrichtung 7 zur Entnahmestelle fördern. Die Kühlflächen 3, 4 werden von Zeit zu Zeit von den an ihnen abgeschiedenen Teilchen befreit, die ebenfalls von der Förderschnecke 6 ausgetragen werden.

Fig. 2 zeigt in einer Abwandlung das Wassersprühsystem 5 in einem senkrechten Abschnitt des Rauchgaskanals 1′, in dem wiederum Kühlflächen 3, 4 in Form von Schikanen einge­ baut sind. Anstelle der Förderschnecke gemäß Fig. 1 ist ein Förderrührwerk 6′ unterhalb des senkrechten Rauch­ gaskanalabschnitts 1′ angeordnet.

Wie schon erwähnt ist es auch möglich, das Magnesium­ sulfat und das Magnesiumnitrat allein durch ein Wasser­ sprühsystem 5 oder allein durch die Kühlflächen oder -körper 3, 4 aus dem Rauchgas auszufällen.

Claims (4)

1. Verfahren zum Ausfällen von Schwefel bzw. schwefelhaltigen Verbindungen und von Stickstoff bzw. stickstoffhaltigen Verbindungen aus den Rauchgasen von insbesondere mit Kohle, Öl oder anderen Brennstoffen betriebenen Verbrennungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß in die Brenn- und/oder Rauchgase feinstteiliges Magnesiumoxyd (MgO) in ausreichender Menge zur vollständigen Abbindung der im Rauchgas enthaltenen Schwefel- und Stickstoffverbindungen eingeblasen und in Anwesenheit von Wasser durch Taupunktunterschreitung Magnesiumsulfat (MgSO · 7 H₂O) und Magnesiumnitrat (Mg(NO₃) ₂ · 6 H₂O) ausgefällt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß MgO in Form von kalziniertem Magnesit verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rauchgase Wasser gesprüht wird.

4. Verwendung der nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 aus dem Rauchgas ausgefällten Stoffe als Düngemittel bzw. Düngemittelzusatz.