-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Neutralisieren
-
und Abscheiden saurer, insbesondere Schwefel enthaltender Schadstoffe
in Rauchgasen von Feuerungsanlagen, bei der den Gasen in einem Rauchgas-Reaktor
oder Rauchgas-Kanal vor dem Eindüsen in den Rauchgas-Reaktor in einem vorgeordneten
Zerkleinerer feinstzerkleinerter Frisch- und/oder Altkalk zugeführt wird nach Patentanmeldung
P 34 37 400.0.
-
Mit der deutschen Patentanineldung P 34 37 400.0 wird ein Trockenverfahren
vorgeschlagen, bei dem Kalk als Absorbens zum Neutralisieren von Schadstoffen verwendet
wird. Damit sich der von einem nachgeschalteten Gewebefilter abgeschiedene Altkalk
bis zum völligen Sättigungsgrad ohne den Wirkungsgrad der Anlage zu verringern wiederverwenden
läßt, werden agglomerierte Kalkpartikel vor dem Eindüsen in einen Rauchgas-Reaktor
feinstzerkleinert, um die Fähigkeit des Kalks zum Binden der Schadstoffe zu erhöhen.
Hierbei wird sowohl der Frischkalk als auch der im Verhältnis 8:1 bis 12:1, insbesondere
10:1 verwendete Altkalk, d.h. Altkalk mit nur geringen Mengen Frischkalk, feinstzerkleinert.
Es neigt nämlich einerseits der Frischkalk im Vorratssilo zum Verklumpen, was seine
Aufnahmekapazität für Schadstoffe wesentlich beeinträchtigt. Andererseits sind besonders
dann, wenn Frisch- und Altkalk verwendet werden, die nach dem Filtern erneut in
den Reinigungsprozeß zurückgeführten kugeligen Altkalkpartikel von einer dünnen
Schwefeischicht umhüllt, die ein Binden der Schadstoffe verhindert und gleichzeitig
die Partikelgröße soweit erhöht, daß es sehr schnell zu unerwünscht großen Ablagerungen
kommt, die das angestrebte Neutralisieren der Schadstoffe bzw. den Betrieb der Anlage
einschränken, da sich störende Materialanhäufungen nicht ausschließen lassen. Das
Feinstzerkleinern sowohl der dünnen Schwefel-Mantelschicht als auch des Kalkkerns
selbst
sowie nötigenfalls auch etwaiger klumpiger, noch schadstofffreier Neukalk- Partikel,
schließt diese negativen Wirkungen aus.
-
Zum Kühlen treten die heißen Rauchgase bei der vorgeschlagenen Vorrichtung
über eine Rohrleitung in den oberen Bereich eines dem Rauchgas-Reaktor vorgeschalteten
Verdampfungskühlers ein, in dem sie auf die zulässige Eintrittstemperatur des nachgeschalteten
Filters gekühlt werden. Im Kühler werden durch das Befeuchten die Bereitschaft der
Schadstoffe zur Reaktion beschleunigt und etwa im Abgasstrom noch vorhandene Funken
gelöscht. Das Kühlwasser gelangt über einen an eine Wasser- und Luftleitung angeschlossenen
Ringkanal in den Kühler, in den es mittels Wasser-/Luftdüsen eingesprüht wird. Da
sich hierbei nicht vermeiden läßt, daß Flüssigkeit bis zum Boden des Kühlers gelangt,
sind Maßnahmen wie ein schräggestellter Kühlerboden erforderlich, um die Flüssigkeit,
d.h. Wasser einschließlich Säure, im tiefsten Punkt sammeln und dann aus dem Kühler
entfernen zu können.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Binden
bzw. Neutralisieren von Schadstoffen in Rauchgasen von Feuerungsanlagen mittels
Kalk zu schaffen, die ohne einen den Anlagenaufwand erhöhenden vorgeschalteten Gaskühler
auskommt und dabei dennoch die Temperatur der Rauchgase auf die erforderliche Eintrittstemperatur
in den nachgeschalteten Filter reduziert sowie gleichzeitig die Aufnahmebereitschaft
des Kalks für Schadstoffe erhöht.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einer Vorrichtung
der eingangs erwähnten Art eine Wasserleitung in den Zerkleinerer führt. Es hat
sich nämlich gezeigt,
daß Rauchgase mit einer Temperatur von ca.
150 bis 1600 allein durch Zuführen der benötigten Wassermenge unmittelbar in den
Zerkleinerer selbst bis auf die Filtereintrittstemperatur von ca. 100 0G gekühlt
werden können. Das Wasser verleiht dem in den Zerkleinerer aufbereiteten, d.h.
-
feinstzerkleinerten Frisch- und Altkalk genügend Feuchtigkeit, um
beim Einsprühen des Frisch/Altkalk-Gemisches in den Rauchgas-Reaktor nicht nur die
Temperatur der durch den Reaktor strömenden Rauchgase zu senken, sondern ebenfalls
die erforderliche Bindefahigkeit des Kalks für Schadstoffe aufrechtzuerhalten, da
der Kalk beim Reduzieren der Temperatur nicht völlig austrocknet und eine ausreichende
Feuchtigkeit bewahrt.
-
Die Wasserleitung kann eingangsseitig neben einem Zuführrohr für den
Alt- und/oder Neukalk mittig in den Zerkleinerer eintreten. Des weiteren kann knapp
unterhalb der Wasserleitung eine Scheibe angeordnet sein. Das Wasser läßt sich somit
im Zentrum des Zerkleinerers zuführen, d.h. auf die darin rotierende, mit Messern
bestückte Welle eines als Iíühle oder Zerhacker ausgebildeten Zerkleinerers, so
daß sich ein besonders effektives Vermischen mit dem Kalk erreichen läßt. Hierzu
kann auch die ca. 3 cm unterhalb des Austrittsendes der beispielsweise aus Kupfer
bestehenden Wasserleitung angeordnete Scheibe beitragen, die den auftreffenden Wasserstrahl
zerstäubt und verteilt.
-
Ein sehr guter Befeuchtungsgrad des Kalks läßt sich dann erreichen,
wenn die Menge des zugegebenen Wassers etwa 10 bis 15% der Gesamtmenge des umlaufenden
Kalks, d.h. Frisch-und/oder Altkalk, beträgt. Bei dem bevorzugten Mischungsverhältnis
von zehn Anteilen Altkalk und einem Anteil Frischkalk sind bei einer umlaufenden
Kalkmenge von 200 kg Alt-und 20 kg Neukalk ca. 22 bis 33 1 wasser erforderlich.
-
Bei einem an die Wasserleitung angeschlossenen Regler läßt sich das
Wasser periodisch, beispielsweise rechnergesteuert zuführen. Es hat sich herausgestellt,
daß die benötigte Wassermenge etwa alle 15 Minuten zugeführt werden muß. Das Binden
der Schadstoffe läßt sich solange effektiv erreichen, wie die Feuchtigkeit des Umlaufkalks
noch 60 bis 65% der Ausgangsfeuchtigkeit beträgt. Hierbei ist davon auszugehen,
daß der Feuchtigkeitsgrad nach ca. zehn Minuten abfällt und nach weiteren fünf Minuten,
d.h. insgesamt fünfzehn Minuten, den Grenzwert erreicht, der auf einen Rechner angezeigt
werden kann.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematisch als Fließschema
dargestellten, im Rahmen der Erfindung bevorzugten Anlage zum Neutralisieren und
Abscheiden von Schwefel enthaltenden Rauchgasen näher erläutert.
-
Die von einer nicht dargestellten Feuerungsanlage kommenden heißen
Rauchgase gelangen über eine Rohrleitung 1 in die Entschwefelungsanlage und werden
von einem einem Filter 3 nachgeordneten Ventilator 8 in Pfeilrichtung durch das
gesamte System gesaugt. Die Rauchgase treten zunächst von unten in einen Rauchgas-Reaktor
6 ein, den das Gas mit einer vom Ventilator 8 bewirkten Geschwindigkeit von ca.
35 m/s durchströmt. Aufgrund dieser hohen Geschwindigkeit wird auf den im unteren
Teil des Reaktors G zugeführten Frisch-und Altkalk eine das Zuteilen des Kalks unterstützende
Injektorwirkung ausgeübt. Der Frischkalk wird aus einem Kalksilo 9 abgezogen und
über eine Dosiereinrichtung, wie eine Waage 10 oder einen Meßtrichter 11, einem
motorgetriebenen Schneckenförderer 12 zugeführt und von diesem in einer Leitung
13 zu einem an einen Schneckenförderer 14 für Altkalk angeschlossenen Saugrohr 15
eines dem Reaktor 6 Zugeordneten, als Zerhacker ausgeführten Zerkleinerers 16
transportiert.
Von der Ausgabe- bzw. Druckseite des Zerhackers 16 führt ein waagerechtes Rohr 17
in den Reaktor, über den der zuvor im Zerhacker 16 feinstzerkleinerte Frisch- und/oder
Altkalk zugeführt wird.
-
Dem Zerhacker 16 ist weiterhin eine Wasserleitung 26 mit einem Regler
27 zugeordnet. Die Wasserleitung 26 tritt eingangsseitig neben dem Saugrohr 15 zum
Zuführen des Altkalkes und der damit verbundenen Leitung 13 zum Zuführen des Frischkalks
mittig in den Zerhacker 16 ein. Im Zerhacker 16 ist mit geringem Abstand vom Austrittsende
der Wasserleitung 26 eine Scheibe 28 angeordnet, die das über die Leitung zugeführte
Wasser beim Aufprallen zerstäubt und im Zerhacker verteilt. Das Wasser vermischt
sich innig mit dem von einer nicht dargestellten rotierenden Welle des Zerhackers
16 mittels Schlegelmessern feinstzerkleinerten Kalk. Der Zerhacker 16 drückt das
feinstzerkleinerte, angefeuchtete Kalkgemisch in den Reaktor 6, wo es auf die einströmenden
heißen Rauchgase trifft. Die Rauchgase werden dabei auf ihrem Weg von unten nach
oben einerseits von dem feuchten Kalkgemisch gekühlt, und andererseits werden gleichzeitig
die Schadstoffe neutralisiert.
-
Die im Reaktor 6 agglomerierten Partikel, d.h. insbesondere der Altkalk-Anteil,
lassen sich bis zur völligen Sättigung wiederverwenden, wozu die kugeligen Altkalk-Partikel
nach dem Abscheiden des Staub/Absorbens-Gemisches im nachgeordneten Filter 3 erneut
dem Prozeß zugeführt werden. Der motorgetriebene Schneckenförderer 14 erstreckt
sich dazu unterhalb des beispielsweise aus einzelnen Filter-Nodulen, als Schlauchtaschenfilter
zusammengesetzten Filters 3 bis vor den Reaktor 6. Die Altkalkpartikel und die gegebenenfalls
zusammengebackenen Frischkalkpartikel werden jedoch, bevor
sie erneut
in den Prozeß gegeben werden, in dem unterhalb des Schneckenförderers 14 angeordneten
Zerhacker zerschlagen, durch das über die Leitung 26 mittels des Reglers 27 periodisch
zugeführte Wasser angefeuchtet und dann von dem rotierenden Zerhacker 16 über das
Rohr 17 in den Reaktor 6 gedrückt und dort von dem einströmenden Gas mitgerissen.
-
Zum Optimieren der Abscheideleistung befindet sich hinter dem ersten
Reaktor 6 ein zweiter Reaktor 18. Eine Rohrleitung 19 verbindet die Ausgangsseite
des Reaktors 6 mit der Eingangsseite des Reaktors 18. Damit die im Reaktor 6 agglomerierten
Partikel nicht mit einer unerwünschten Korngröße in den nachgeschalteten Reaktor
18 eintreten, ist an die Verbindungsleitung 19 ein weiterer Zerhacker 20 angeschlossen,
der die Partikel vor dem Eindüsen in den Reaktor 18 feinstzerkleinert. Dem Zerhacker
20 des nachgeschalteten Reaktors 18 ist nicht noch einmal eine Wasserleitung zugeordnet,
da sich der erforderliche Befeuchtungsgrad des um-bzw. rücklaufenden Kalks durch
das periodische Zuführen von Wasser im Zerhacker 16 aufrechterhalten läßt. Es liegt
jedoch im Rahmen der Erfindung, auch den zweiten Zerhacker 20 mit einer Wasserzuführung
auezurüsten. Nach dem Verlassen des nachgeschalteten Reaktors 18 gelangen die mit
Staub und Schwefeldioxyd behafteten Kalkpartikel über eine Leitung 21 in das Abscheidefilter
3.
-
Die gesättigten, d.h. nicht wiederverwendbaren Altkalkpartikel werden
von einem unterhalb des Filters 3 angeordneten Schneckenförderer 22 in ein Sammelsilo
23 transportiert, aus den. sie sich chargenweise entnehmen und zum Verstellen von
Kalksandsteinen oder als Verputzmaterial verwenden lassen. Die gereinigten Gase
gelangen nach dem Verlassen des Filters 3 über eine Leitung 24 zu einem Kamin 25.