DE3421016A1

DE3421016A1 - Verfahren zur rauchgaskonditionierung bei kraftwerken, industriefeuerungen, verbrennungs- und brennanlagen aller art

Info

Publication number: DE3421016A1
Application number: DE19843421016
Authority: DE
Inventors: Karl Ernst Dipl.-Ing. 3457 Stadtoldendorf Würth
Original assignee: Gipswerke Dr Karl Wuerth GmbH and Co
Current assignee: Gipswerke Dr Karl Wuerth GmbH and Co
Priority date: 1984-06-06
Filing date: 1984-06-06
Publication date: 1985-12-12
Also published as: EP0182837A1; WO1985005564A1; AU4408585A

Description

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Verfahren zur Rauchgaskonditionierung bei Kraftwerken, Indus tr i-e feuerungen, Verbrennungs- und Brennanlagen aller Art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rauchgaskonditionierung bei Kräftwerken, Industriefeuerungen, Verbrennungs- und Brennanlagen aller Art, bei denen zur Staubabscheidung Elektrofilter eingesetzt sind.

Ausgehend von der Erkenntnis, daß die Emission an Schadstoffen abhängig ist vom Schwefelgehalt des jeweiligen Brennstoffes, wird zur Verringerung von Umweltverschmutzungen angestrebt, möglichst schwefelarme Brennstoffe zu verwenden, um auf diese Weise die Schwefeldioxidemission zu verringern. Dies hat aber zur Folge, daß die für die Staubabscheidung verwendeten Elektrofilter nicht mehr ausreichen, weil deren Wirkungsgrad durch die schlechten elektrischen Eigenschaften des Flugstaubes bei Verbrennung schwefelarmer Brennstoffe erheblich reduziert ist und außerdem eine wesentlich größere Menge an Flugstaub anfällt. Die Filteranlagen müßten deshalb mit hohem Kostenaufwand vergrößert werden oder es sind besondere, aufwendige Gaswaschanlagen erforderlich.

Um den spezifischen Widerstand der bei Verbrennung schwefelarmer Brennstoffe anfallenden Flugasche herabzusetzen, wurde bereits vorgeschlagen, in das Rauchgas vor dem Elektrofilter genau dosierte Mengen von Schwefel trioxid (SO3) einzudüsen, welches den elektrischen Staubwiderstand herabsetzt und die Abscheideleistung des Elektrofilters verbessert.

Die Gewinnung des erforderlichen Schwefeltrioxids (SO3) erfolgt bisher katalytisch aus flüssigem Schwefeldioxid (SO2) durch Verdampfen und Aufheizen auf 4 50° 550° oder man verbrennt geschmolzenen Elementarschwefel, der ebenfalls katalytisch zu Schwefeltrioxid (SO3) oxidiert. Beide Verfahren sind außerordentlich umständlich, aufwendig und teuer und nur mit großem apparatischen Aufwand und zusätzlichem Energieaufwand durchführbar. Die eingesetzten Ausgangsstoffe sind wegen ihrer Handhabung und chemischen Eigenschaften zu-mindest problematisch.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, diese Mängel zu beheben und ein Verfahren zur Rauchgaskonditionierung zu schaffen, bei dem das für die Behandlung des Rauchgases erforderliche Schwefeltrioxid (SO3) in einfacher und ungefährlicher Weise aus ungiftigen und leicht zu handhabenden billigen Ausgangsstoffen zu erzeugen ist und ohne daß hierfür besondere Einrichtungen und zusätzlicher Energieaufwand erforderlich sind.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß in den zum Elektrofilter führenden Rauchgasstrom besonders behandelte Sulfatträger eingedüst werden, die sich thermisch unter Bildung von Schwefeltrioxid (SO3) zersetzen. Als Sulfatträger kommen praktisch alle geeigneten Stoffe zur Anwendung, die keine schädlichen Auswirkungen auf Produkt, Rauchgas, Elektrofilter und Umgebung aufweisen, insbesondere aber natürliche und synthetische Gipse und Anhydrite im rohen oder gebrannten Zustand, vorzugsweise aber gebrannter feingemahlener Gips.

Vorzugsweise erfolgt die thermische Zersetzung des SOß-Trägers in der Brennkammer einer Feuerungsanlage oder-eines Heißgaserzeugers oder in einer eigenen Brennkammer außerhalb der Hauptbrennkarnmer. Die Vermischung der entstandenen SO3~Gase bei hoher Temperatur mit dem Rauchgasstrom findet vor dem Elektrofilter statt.

Die entstehenden Verbindungsreste wie z. B. Kalziumoxid (CaO) fallen gegebenenfalls staubförmig an und werden somit vom nachgeschalteten Elektrofilter abgeschieden.

Möglich ist aber auch die Einbringung mit dem Brennstoff oder mit den in einer Brennanlage zu behandeinen Stoffen, wie z. B. Zement, Kalk oder Gips. Als Brennstoffe eignen sich insbesondere Kohle, öle oder Gase (Erdgas oder Flüssiggas).

Von besonderem Vorteil ist es, den bei der Entschwefelung von Rauchgasen in Kraftwerken anfallenden sogenannten REA-Gips, zumindest einen Teil davon, als Sulfatträger bei der S03~Konditionierung zu verwenden.

Die einzusetzenden Sulfatträgermengen sind außerordentlich gering. Bei einer Erdgasfeuerung einer Gips-Mahl-3rennanlage reichen z. B. weniger als 3,5 kg Halbhydrat in einem Rauchgasstrom von 5 2 0 00 NmVh aus, um die Staubemission von über 1200 mg/Nm³ auf unter 75 mg/Nm³ zu senken. Eine meßbare Erhöhung der SG^/SC^-Emission findet nicht statt, da das SO3 an den Filterstaub gebunden wird, welcher im Filter aufgefangen wird.

Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, daß zur Zersetzung der geringen Sulfatträgermengen ebenfalls nur geringe Energiemengen erforderlich sind, die sich ohne weiteres den heißen Rauchgasstrom entnehmen lassen. Wo die Temperaturen nicht ausreichen, kann die Zersetzung in einer kleinen Hilfsbrennkammer erfolgen, wobei geringste Zusatzenergiemengen ausreichend sind.

Claims

Gipswerke Dr. Karl Würth GmbH & Co. KG 34 57 Stadtoldendorf Verfahren zur Rauchgaskonditionierung bei Kraftwerken, Industriefeuerungen, Verbrennungs- und Brennanlagen aller Art Patentansprüche

1. Verfahren zur Rauchgaskonditionierung bei Kraftwerken, Industriefeuerungen, Verbrennungs- und Brennanlagen aller Art unter Verwendung eines Elektrofilters zur Staubabscheidung, dadurch gekennzeichnet, daß in den zum Elektrofilter führenden Rauchgasstrom Sulfatträger, wie z. B. Gips, Anhydrite o. dgl. eingedüst werden, die sich thermisch zu SO3 und Verbindungsresten, wie z. B. CaO zersetzen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Sulfatträger natürliche und synthetische Gipse und Anhydrite im rohen oder gebrannten Zustand, vorzugsweise aber gebrannter, feingemahlener Gips, verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Zersetzung des SO3~Trägers in der Brennkammer der Feuerungsanlage bzw. im Heißgaserzeuger stattfindet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die thermische Zersetzung in einer gesonderten Brennkammer außerhalb der Brennkammer der Feuerungsanlage bzw. des Heißgaserzeugers stattfindet.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch thermische Zersetzung entstandenen SO3-Gase bei hoher Temperatur dem Rauchgasstrom vor dem Elektrofilter gut verteilt zugemischt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sulfatträger gemeinsam mit dem Brennstoff (Kohle, Öle, Gase, Flüssiggase) in die Brennkammer, der Feuerungsanlage bzw. den Heißgaserzeuger aufgegeben wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sulfatträger gemeinsam mit den in einer Brennanlage zu behandelnden Stoffen aufgegeben wird, z. B. in Zement-, Kalk-, Gips- und anderen Brennanlagen.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die thermische Zersetzung des SO3-Trägers die Brennkammer einer Gips-Mahl-Brennanlage benutzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verbrennung von Erdgas einem Rauchgasstrom von 52 000 Nm³/h etwa 3,5 kg Halbhydrat zugesetzt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zur .Zersetzung des Sulfatträgers erforderliche Energie dem Rauchgasstrom entnommen wird.