DE3418285A1

DE3418285A1 - Verfahren zur auswaschung von so(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts), hcl, hf, no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts) und anderen schadstoffen aus dem rauchgas hinter vorzugsweise fossilkraftwerken

Info

Publication number: DE3418285A1
Application number: DE19843418285
Authority: DE
Inventors: Heribert Dipl.-Ing. 4390 Gladbeck Dewert; Heinrich Ing.(grad.) 4600 Dortmund Gresch; Heinz Dipl.-Ing. Hölter; Heinrich Dipl.-Ing. 4390 Gladbeck Igelbüscher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-05-20
Filing date: 1984-05-17
Publication date: 1984-12-20

Description

Beschreibung und Erläuterung zur Patentanmeldung
"Verfahren zur Auswaschung von S°2 HC1, HF, NOx und anderen Schadstoffen aus dem Rauchgas hinter vorzugsweise Fossilkraftwerken.
Es ist bekannt, Rauchgas hinter Fossilkraftwerken mit einer Flüssigkeit zu waschen, die Kalkstein bzw. Kalkhydrat und gegebenenfalls ein- oder inehrbasische Carbonsäuren und Athyl-Diamin-Tetra-Essigsäure (EDTA) enthält, um S02 und die anderen sauren Bestandteile, außer NOX, in CaSO4 bzw. CaCl2, CaF zu wandeln und das NOx in elementaren Stickstoff abzubauen.
Es ist weiterhin bekannt, das EDTA zur Verbesserung der Waschung von S02 und Abbau von NO in elementaren Stickstoff allein zu verwenden.
Jedoch verläuft die Reaktion nur dann mit einer genügend hohen Wandlungsrate von NOx in elementaren Stickstoff, wenn eine bestimmte S02-Konzentration im Verhältnis zum NOx-Anteil im Rohgas vorliegt.
Es ist gefunden worden, daß die NOx-Wandlung in Stickstoff schnell und mit großem Wirkungsgrad dann abläuft, wenn im Gas der S02-Wert vorzuteweise zwei- und mehrfach höher g~genüber dem NO##Gehalt vorliegt.
Viele Kohle lagerstätten haben jedoch einen Schwefelgehalt, der zwischen 1 bis 2 % liegt, und diese Kohle erzeugt beim Verbrennen teilweise bis zu 1800 mg NO +bis 2 g SO2.
Um bei niedrigen S02-Werten im Rauchgas ohne Zugabe von Fremdschwefel in den Feuerungsraum die erforderliche und gewünschte Wirkung der Reduzierung von NOx und Wandlung in Stickstoff zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, z.B. bei der Waschung von 2000 mg S02 im Rohgas und 1800 mg NOx die Waschung der Rauchgase mit Kalkstein oder Kalkhydrat vorzunehmen und dem Kalkhydrat in flüssiger oder trockener Form ein- und/oder mehrbasische Carbonsäuren oder auch Alkalilaktate, z.B.
Natriumlakbat@ und EDTA oder ED§ allein der Kalkmischung zuzusetzen,und man dann nach der bildung von CaS0 im Verlauf des Prozesses eine Teilmenge zum Freisetzen des gebundenen S02 dem Verbrennungsraum (Kessel) zuführt, so daß das gewünschte Verhältnis S02 zu NOx eingestellt werden kann, welches notwendig ist, um die NOx-Wandlung in elementaren Stickstoff zu gewährleisten.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
In der Zeichnung, in der die einzelnen Anlagenteile schematisch dargestellt sind, sind das Kraftwerk mit 1 und die dazugehörige Brennkammer mit 2 bezeichnet. Bei dem Kraftwerk kann es sich um ein Kohlekraftwerk oder ein sonstiges Fossilkraftwerk, aber auch um eine Müllverbrennungsanlage- handeln. Im Ausführungsbeispiel wird in der Brennkammer 2 Steinkohle verbrannt. Die aus dem Kraftwerk austretenden Rauchgase werden durch eine Rauchgasleitung 3 zunächst einem Elektrofilter 4 zugeführt, in dem aus dem Rauchgas die festen Bestandteile abgeschieden werden. Über eine weitere Rauchgasleitung 5 gelangt das Rauchgas in einen Rauchgaswascher 6 in dem es mit einer Waschflüssigkeit in Berührung gebracht und dadurch gereinigt wird. Die Waschflüssigkeit wird aus einem Waschwasserumlaufbehälter 7 entnommen und durch eine Waschwasserumlaufpumpe 8 in den als Gleichstrom-Wascher ausgebildeten Wascher 6 eingesprüht. Die Waschflüssigkeit enthält Wasser und Kalkstein bzw. Kalziumcarbonat und/oder Kalkhydrat, die bei 13 zugesetzt werden und sich ganz oder teilweise im Wasser lösen. Außerdem enthält die Waschflüssigkeit ein- und/oder mehrbasische Karbonsäuren und #thyl-Diamin-Tetra-Essigsäure (EDTA), die bei 14 zugesetzt werden. Außerdem kann zur Waschflüssigkeit Luft zugesetzt werden, um gebildetes Kalziumsulfit und/oder Kalziumbisulfit in Kalziumsulfat umzuwandeln. Im Wascher 6 und/oder Waschwasserumlaufbehälter 7 wird das im Rauchgas enthaltene Schwefeldioxyd in Kalziumsulfat umgewandelt, das in der Form von Gips anfällt. Die Stickoxyde werden in elementaren Stickstoff und Sauerstoff umgewandelt und die meist nur in kleineren Mengen vorkommenden sauren Bestand teile wie Chlorwasserstoff und Fluorwasserstoff in ihre entsprechenden Kalziumverbindungen.
Eine Teilmenge der umlaufenden Waschflüssigkeit wird durch die Leitungen 9 abgezweigt und in einem Trommelvakuumfilter und/oder einer Zentrifuge lo von den Feststoffen, bei denen es sich weitaus überwiegend um Gips handelt, getrennt. Die Feststoffe bzw. der Gips werden bei 1i ausgetragen und die von den Feststoffen befreite Waschflüssigkeit durch eine Filtratrückführungsleitung 12 dem Waschwasserumlaufbehälter 7 zugeführt. Anstelle über die Leitung 9 aus dem Waschflüssigkeitsumlauf kann die Waschflüssigkeit auch unmittelbar aus dem Waschwasserumlaufbehälter 7 der Trennvorrichtung 1O zugeführt werden.
Das im Wascher 6 gereinigte Rauchgas wird über eine Reingasleitung 15 einem Kamin 16 zugeführt. Falls die Temperatur des durch die Reingasleitung 15 geführten Reingases zur Einleitung in den Kamin 16 zu niedrig liegt, also geringer ist als der Taupunkt des Reingases, kann in der Leitung 15 ein Wärmetauscher eingeschaltet werden, in dem das Reingas ausreichend hoch über seinen Taupunkt erwärmt wird, beispielsweise durch Wärmetausch mit dem in der Leitung 5 geführten Rauchgas.
Im Ausführungsbeispiel beträgt die aus dem Kraftwerk 1 austretende Rauchgasmenge 1 Million Nm3/Std. Die Temperatur im Brennraum 2 beträgt 1200 0C oder mehr. In dem durch die Leitungen 3 und 5 geführten Rauchgas oder Rohgas befinden sich looo mg/Nm3 502 und 700 mg/Nm3 NOx (als NO berechnet). In dem durch die Leitung 15 geführten Reingas befinden sich loo mg/Nm3 S02, oder weniger. Bei 11 fallen pro Stunde 2421 kg CaS04 x 2 H20 an.
Da im Ausführungsbeispiel das Verhältnis von NOx zu SO2 im Rohgas sehr niedrig ist, es liegt erheblich unter 1 zu 2 und beträgt nur 1 zu 1,42, würde die Abscheidung von NOx aus dem Rohgas völlig unbefriedigend sein, wenn nicht eine Rückführung von CaSO4 in die Brennkammer 2 erfolgen würde. Hierzu wird das gesamte bei 11 anfallende CaS04 x 2 H20 es handelt sich um 2421 kg/Std.
über eine Rückführungseinrichtung 17 in die Brennkammer 2 zurückgeführt. Bei einer S02 - Rückgewinnung von 508 aus dem CaS04 x 2 H20 wird dadurch der S02-Gehalt des Rohgases um 450 mg/Nm3 auf 1450 mg/Nm3 erhöht und beträgt somit etwas mehr als das zweifache des NOx-Gehaltes.
Genau gesagt ist im Ausführungsbeispiel das Verhältnis von NOx (als NO berechnet) zu S02 im Rohgas 1 zu 2,o7.
Hierdurch wird die Abscheidung von NOx aus dem Rohgas sehr erheblich verbessert. Beim Ausführungsbeispiel lasser sich Werte zwischen 150 und 200 mg/Nm3 im Reingas erreichen, auch Werte, die unter 150 mg/Nm3 liegen. Ohne die Rückführung von CaS04 x 2 H20 in den Brennraum, würde das Reingas dagegen etwa 600 mg/Nm3 an NO enthalten.
Sehr gute Abscheidungsergebnisse für NOx ergeben sich, wie oben dargestellt, bereits bei einem Verhältnis von 1 zu 2 für NOx zu 502. Eine Erhöhung dieses Verhältnisses auf über 1 zu 3 führt nicht mehr zu wesentlichen Verbesserungen der NOx-Abscheidung. Deshalb kann es gegebenenfalls bei hohen S02-Gehalten des Rohgases zweckmäßig sein, nur einen Teil des bei 11 anfallenden CaS04 in die Brennkammer 2 zurückzuführen. Bei sehr geringen S02-Gehalten des Rohgases kann es aber auch zweckmäßig sein, fremdes CaS04, beispielsweise Kalkstein oder Gips in die Brennkammer einzuführen.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Rauchgasreinigung hinter vorzugsweise fossilen Kraftwerken oder Müllverbrennungsanlagen dadurch gekennzeichnet, daß dem Chemisorptionsmittel zur nassen und/oder quasi trockenen bzw. trockenen Chemisorption Kalkhydrat oder Kalkstein bzw. ähnliche Produkte mit EDTA zugesetzt werden und das gebildete CaSO4 . 2H2O innerhalb des Prozesses erfordernisgerecht ganz oder teilweise Verbrennungsprozeß zur Aufsto@kung der S02- Werte im Rohgas zugeführt wird.