DE3490720C2 - Verfahren zur Behandlung von Rauchgas mit einer Alkaliinjektion und einem Elektronenstrahl - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von Rauchgas (Abgas) mit einer Injektion von festem Alkali zur Entfernung von Schwefeloxiden und Stickstoffoxiden.

Beim Verbrennen verschiedener Brennstoffe wird eine große Menge Abgas erzeugt. Erst in jüngster Zeit wurde der nach­ teilige Einfluß bestimmter Schadstoffe auf die menschliche Gesundheit erkannt. Als besonders schädlich werden insbe­ sondere Schwefeldioxid (SO₂) und Stickstoffoxide verschie­ dener Formen (NO _x ) angesehen. Obgleich teilchenförmige Ma­ terialien, wie z. B. Asche und Staub, ebenfalls für den menschlichen Körper schädlich sind, sind diese festen Schadstoffe in der Regel leichter zu entfernen als Schwe­ feldioxid und Stickstoffoxide.

Die Probleme der Schwefeldioxid-Emissionen aus Industriean­ lagen werden in den letzten Jahren immer signifikanter auf Grund des Trends weg vom Öl und hin zur Kohle. Kohle ent­ hält im allgemeinen eine größere Menge Schwefel als Öl oder durch Raffination aus Öl gewonnene Brennstoffe.

Beim Verbrennen von Kohle, insbesondere Kohlesorten mit hohem Schwefelgehalt, können zusätzlich zu dem nachteiligen Einfluß auf die menschliche Gesundheit auch Umweltprobleme auftreten. Insbesondere dann, wenn die Abgase, die beim Verbrennen von Brennstoffen mit einem verhältnismäßig hohen Schwefelgehalt entstehen, nicht in geeigneter Weise be­ handelt werden, führt das in die Atmosphäre freigesetzte Schwefeldioxid zum sogenannten "Sauren Regen". Das Schwe­ feldioxid reagiert nämlich unter Bildung von Schwefelsäure, die zusammen mit dem Regen fällt.

Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid und Stickstoffoxiden aus Abgasen angewendet oder vorgeschlagen worden.

Bei den Naß-Skrubbing-Verfahren wird eine wäßrige Alkalilösung verwendet, die in das Abgas eingesprüht wird, wenn dieses eine Kammer oder einen Turm passiert. Es werden verhältnismäßig große Mengen Wasser in der injizierten Aufschlämmung verwendet, um die Abgase zu sättigen. Außer dem Nachteil, daß große Mengen Wasser erforderlich sind, entsteht bei dem Naß- Skrubbing-Verfahren eine große Menge an Abfallproduktlö­ sungen, die schwer zu beseitigen sind, ohne eine Wasserver­ schmutzung hervorzurufen. Außerdem tritt in verschiedenen Teilen des Naß-Skrubbing-Systems eine Kesselsteinbildung oder Verfestigung der Reaktionsprodukte auf, die hohe War­ tungskosten verursacht.

Im Gegensatz zu den Naß-Skrubbing- oder -Waschverfahren wird auch bereits eine Reihe von Trocken-Skrubbing-Verfahren, wie z. B. das Sprühtrocknen, angewendet. Das Sprühtrocknungs­ verfahren ähnelt oberflächlich den Naß-Skrubbing-Verfahren insofern, als Wasser zum Injizieren eines Alkali-Reagens, wie z. B. Kalk oder Kalkstein, in den Abgasstrom verwendet wird. Anders als in den Naß-Skrubbing- oder -Waschverfahren wird in dem Sprühtrocknungs-Verfahren jedoch eine verhält­ nismäßig geringe Menge Wasser verwendet, die verdampft, nachdem sie das Reagens in eine Kammer getragen hat, durch die das Abgas strömt. Aus der Kammer strömen die Abgase in eine Teilchensammeleinrichtung, wie z. B. ein Gewebefilter oder in einen elektrostatischen Präzipitator. Die Teilchen­ sammeleinrichtung entfernt die festen Produkte der Um­ setzung zwischen dem Reagens und dem Schadstoff, wie z. B. Schwefeldioxid.

Obgleich das Sprühtrocknungs-Verfahren sich als brauchbar erwiesen hat zur Entfernung von Schadstoffen, ohne daß bei ihm die Nachteile der Naß-Skrubbing- oder -Waschverfahren auftreten, hat das Sprühtrocknungs-Verfahren andere Nach­ teile. Insbesondere ist bei dem Sprühtrocknungs-Verfahren im allgemeinen ein höheres stöchiometrisches Verhältnis von Reagens (in der Regel Calcium aus Kalk oder Kalkstein) zu Schwefeloxiden erforderlich als im Falle der Naß- Skrubbing-Verfahren. Zur Erzielung einer ausreichenden Ent­ fernung von Schwefeldioxid aus Abgasen von Kohle mit einem hohen Schwefelgehalt muß das stöchiometrische Verhältnis von Reagens (Calcium)-Gehalt zu Schwefeloxiden in der Regel mehr als 2 : 1 betragen. Der Feststoffgehalt der injizierten Aufschlämmung in einem Sprühtrocknungs-Verfahren ist jedoch auf weniger als 30%, vorzugsweise weniger als 25%, beschränkt, um eine Beschädigung der Pumpe, die zum Inji­ zieren der Aufschlämmung in den Sprühtrockner verwendet wird, zu vermeiden. Daher kann das stöchiometrische Ver­ hältnis von Reagens zu Schwefeloxiden nicht erhöht wer­ den, wenn nicht gleichzeitig der Wassergehalt erhöht wird. Der Wassergehalt muß jedoch begrenzt bleiben, um das Ver­ fahren trocken zu halten und um die Nachteile der Wasch­ verfahren, wie vorstehend definiert, zu vermeiden. Diese technischen Beschränkungen haben die Anwendung von Sprüh­ trocknungs-Verfahren auf bestimmte Anwendungszwecke ein­ geschränkt.

Schadstoffe wurden auch bereits aus Abgasen entfernt durch Anwendung einer ionisierenden Strahlung. In solchen Systemen werden Elektronenstrahlen, ultraviolettes Licht, Gamma- Strahlung oder dergleichen verwendet, um Schwefeldioxid und Stickstoffoxide in den Abgasen zu ionisieren. Obgleich der Reaktionsmechanismus für die Oxidation von Schwefel­ dioxid und Stickstoffoxiden bei Anwendung dieser Technik sehr komplex ist und noch nicht völlig geklärt ist, werden durch die Ionisierung, hervorgerufen durch einen Elek­ tronenstrahl oder andere ionisierende Strahlung, das Schwefeldioxid und die Stickstoffoxide bei tiefen Tempera­ turen in einen Säurenebel und/oder bei höheren Temperaturen in Feststoffteilchen umgewandelt.

Unglücklicherweise erfordert das Ionisierungsstrahlungs- Verfahren in der Regel hohe Dosierungen (2 bis 8 Megarad) zur befriedigenden Entfernung der Schadstoffe. Außerdem hat der Säurenebel die Neigung, die Elektronenstrahl- oder sonstige Bestrahlungskammer zu korrodieren.

Bei einer Abwandlung des Ionisierungsstrahlungs-Verfahrens, wie es in der US-PS 38 69 362 (Machi et al., erteilt am 4. März 1975) beschrieben ist, kann eine Vorbehandlung, beispielsweise ein Waschen, der Abgase mit einer wäßrigen Alkalilösung in einem Turm vor der Bestrahlung der Gase an­ gewendet werden.

In der US-PS 43 72 832 (John R. Bush, erteilt am 8. Februar 1983, übertragen auf die Anmelderin, mit dem Titel "Pollu­ tion Control by Spray Dryer and Electron Beam Treatment") ist ein Verfahren zur Behandlung von Abgasen durch Verwen­ dung eines Sprühtrockners und anschließende Elektronen­ strahlbestrahlung beschrieben. Bei diesem Patent, auf das hier bezug genommen wird, wird ein Reagens, wie z. B. Kalk, zusammen mit Wasser in den Sprühtrockner eingeführt, der zwischen einer Luftvorwärmeinrichtung (stromabwärts von dem Boiler) und dem Elektronenstrahl-Reaktor angeordnet ist. Die Sammlung des teilchenförmigen Materials erfolgt nach dem Elektronenstrahl-Reaktor.

Außerdem wird seit etwa 10 bis 15 Jahren ein Verfahren zur Schwefeldioxid-Entfernung aus der Verbrennung von fossi­ lem Treibstoff, bei dem Kalkstein in die Verbrennungszone eines Boilers eingeführt wird, untersucht und in der Lite­ ratur beschrieben. Dieses Boiler-Injektionsverfahren, häufig als LIMB-Verfahren bezeichnet, führt zu einer Schwe­ feldioxidentfernung von 50% der Rauchgas-Emission bei An­ wendung einer Kalkstein-Stöchiometrie (Verhältnis von Kalk­ stein-Reagens zu Schwefeldioxid) von 200 bis 300%.

Diese Injektion von Kalkstein im Überfluß führt zu hohen Gehalten an einer Teilchenemission, so daß ein höherer Be­ darf bei der Teilchensammel- oder Flugaschen-Entferungs­ einheit des Systems entsteht. Das heißt mit anderen Worten, durch die Injektion von Kalkstein im Überschuß wird die Menge an teilchenförmigen Materialien in dem Abgas stark erhöht. Die bereits vorhandenen Boiler-Systeme haben je­ doch eine begrenzte Kapazität in bezug auf die Teilchen- Entfernung, die bestimmt ist durch den ursprünglichen System­ aufbau. Daher führt die Umwandlung eines ortsfesten Boiler-Systems in die LIMB-Entschwefelung zu überschüssigen Emissionen an Teilchen. Korrekturmaßnahmen zur Teil­ chenentfernung können jedoch vermieden werden durch Er­ höhung der Kapazität der Sammelvorrichtung, beispiels­ weise der elektrostatischen Präzipitatoren oder Gewebe­ filter.

Als eine Alternative zu den teuren Maßnahmen der Erhöhung der Teilchenentfernungskapazität wurde von den Erfindern der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Durchführung der Teilchensammlung bei verminderter Temperatur entwickelt, bei dem Kalkstein in einer Menge in den Boiler eingeführt wird, die mindestens ausreicht, um mit dem Schwefeltrioxid zu reagieren. Danach wird der Gasstrom auf eine Temperatur unter 121°C abgekühlt und dann wird die Teilchen­ sammlung durchgeführt. Dieses System ist in der US-Patent­ anmeldung Nr. 5 99 792 der Erfinder der vorliegenden Anmel­ dung, eingereicht am 13. April 1984, mit dem Titel "Method for Reduced Temperature Operation of Flue Gas Collectors" beschrieben. Bei dieser Anmeldung handelt es sich um eine CIP-Anmeldung zur US-Patentanmeldung Nr. 5 20 620, einge­ reicht am 5. August 1983 durch die Erfinder der vorliegen­ den Erfindung mit dem gleichen Titel wie die US-Patentan­ meldung Nr. 5 99 792.

Eine Modifikation der Boiler-Injektion von Kalkstein war die Verbesserung der Schwefeldioxid-Entfernung durch Ver­ wendung eines Sprühtrockners.

In der US-Patentanmeldung Nr. 5 75 651 mit dem Titel "Lime­ stone Injection Multiburning (LIMB) Post Combustion SO₂ Removal System", eingereicht von den Erfindern der vor­ liegenden Anmeldung am 31. Januar 1984 als CIP-Anmeldung zur obengenannten US-Patentanmeldung Nr. 5 20 620, ist ein Kalkstein-Injektions-Verfahren beschrieben, bei dem die Teilchengröße des injizierten Kalksteins oder gelöschten Kalks kontrolliert wird, die Verbrennungsgase angefeuchtet werden und die Reaktionszeit zwischen der Anfeuchtung und der Teilchensammlung verlängert wird.

Ziele und zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein neues und verbessertes Verfahren zur Behandlung von Rauchgas bzw. Abgas zu schaffen.

Ein besonderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Rauchgas- bzw. Abgas-Behandlungsverfahren zu schaffen, bei dem die Entfernung von Schwefeldioxid maximal ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Behandlung von Rauchgas bzw. Abgas zu schaffen, bei dem viel weniger injiziertes Reagens vergeudet wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Behandlung von Rauchgas bzw. Abgas zu schaffen, bei dem ein Reagens verwendet werden kann, um die Korrosion an einigen Teilen des Systems minimal zu halten.

Ein anderes Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Behandlung von Rauchgas bzw. Abgas zu schaffen, das verschiedene Stufen umfaßt, welche die Durchführung der nächsten Stufe in dem Behandlungsverfahren optimieren.

Die obengenannten und weitere Ziele der vorliegenden Er­ findung werden erreicht durch ein Verfahren zur Entfernung von Schadstoffen, die mindestens die Schwefeloxide und/oder Stickstoffoxide umfassen, aus einem Abgas, das die folgen­ den Stufen umfaßt: Injizieren eines Alkali-Reagens in die Verbrennungszone eines Verbrennungs-Boilers, der befeuert wird durch einen Brennstoff, der ausgewählt wird aus der Gruppe pulverisierte Kohle, flüssiger Kohlenwasserstoff oder Mischungen davon, wobei ein Teil des Alkali-Reagens mit den Schwefeldioxiden in dem Abgas reagiert unter Bil­ dung eines Reaktionsprodukts; das Abführen der Abgase und des nicht-umgesetzten Alkali aus dem Verbrennungs-Boiler und das Einführen in eine Kühlstufe und das Kühlen der Abgase und des nicht-umgesetzten Alkali-Reagens auf eine Temperatur unter 93°C, so daß eine zusätzliche Menge des Alkali-Reagens mit den Schwefeloxiden in dem Abgas reagiert unter Bildung eines Reaktionsprodukts; das Einführen der gekühlten Abgase und des restlichen nicht- umgesetzten Alkali-Reagens in eine Bestrahlungskammer; das Bestrahlen der Abgase und des nicht-umgesetzten Alkali- Reagens mit ionisierender Strahlung in der Bestrahlungs­ kammer, wodurch bewirkt wird, daß das nicht-umgesetzte Alkali-Reagens gasförmige Schwefeloxide und/oder Stick­ stoffoxide in Nebel und/oder feste Teilchen umwandelt; und die Durchführung einer Teilchensammlung bei dem bestrahlten Abgas in einer Teilchensammeleinrichtung. Das Kühlen der Abgase erfolgt durch Verdampfungskühlung von in die Ab­ gase stromabwärts von dem Verbrennungs-Boiler und strom­ aufwärts von der Bestrahlungs-Kammer injiziertem Wasser. Bei dem Verfahren werden mindestens 90% Schwefeldioxid- und Stickstoffoxid-Gasschadstoffe aus den Abgasen ent­ fernt. Das Alkali-Reagens wird nur in den Verbrennungs- Boiler injiziert. Die Temperatur der Abgase, die den Teilchensammeleinrichtungen zugeführt werden, liegt unter 93°C. Zwischen 50 und 60% des Schwefeldioxids in den Abgasen wird in dem Verbrennungs-Boiler umgesetzt, 25 bis 40% des Schfwefeldioxids wird zwischen dem Ver­ dampfungskühler und dem Sammler umgesetzt und 60% des restlichen nicht-umgesetzten Schwefeldioxids wird in der Bestrahlungskammer in Schwefeltrioxid umgewandelt. Minde­ stens 90% der nicht-umgesetzten Stickstoffoxide werden in der Bestrahlungskammer in Salpetersäure umgewandelt. Das Alkali-Reagens besteht im wesentlichen aus einem Vertreter der folgenden Gruppe: Kalk, Kalkstein, Natriumverbindungen, Magnesiumverbindungen oder Mischungen davon. Bei der ioni­ sierenden Strahlung kann es sich um Elektronenstrahlen handeln. Die Teilchensammlung umfaßt die elektrostatische Präzipitation. Das Alkali-Reagens reagiert in dem Ver­ brennungs-Boiler und in der Kühlstufe unter Bildung von CaSO₃ und in der Bestrahlungskammer reagiert es unter Bil­ dung von CaSO₄.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die obengenannten und weiteren Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Be­ schreibung hervor, die in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung zu sehen ist, wobei die Zeichnung eine schematische Darstellung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens zeigt.

Detaillierte Beschreibung

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird nachstehend ein be­ vorzugtes Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Die Zeichnung zeigt insbesondere einen Boiler 10, in den Kohle und Kalkstein eingeführt werden. Die Kohle und der Kalkstein werden insbesondere in eine Verbrennungs­ zone innerhalb des Boilers 10 eingeführt. Anstatt pulveri­ sierte Kohle in den Boiler 10 einzuführen, kann alternativ auch ein flüssiger Kohlenwasserstoff-Brennstoff verwendet werden. An Stelle des Kalksteins, der als Alkali-Reagens in den Boiler eingeführt wird, können auch Kalk, Natriumver­ bindungen, Magnesiumverbindungen oder Mischungen davon ver­ wendet werden.

Die Einführung des Kalksteins zusammen mit der pulverisier­ ten Kohle in den Verbrennungs-Boiler 10 führt zu den folgen­ den Reaktionen:

Da überschüssiger Kalkstein in den Boiler eingeführt wird, werden weniger als 50% des CaO in der Verbrennungszone ver­ braucht. Das nicht-umgesetzte Alkali wird in dem Abgas durch den Wärmeaustauscher 12 und den Luftvorwärmer 14 mit­ genommen. Das Abgas, welches das CaSO₃-Reaktionsprodukt und nicht-umgesetztes Alkali enthält, hat eine Temperatur von mindestens etwa 163°C. Das Gas und die damit assoziierten Teilchen werden in eine Kühlstufe 16 einge­ führt, die zur Konditionierung des Abgases für die weitere Verarbeitung und zusätzlich für den Verbrauch weiterer Mengen des nicht-umgesetzten Alkali angewendet wird.

Wie in der Zeichnung dargestellt, wird in der Kühlstufe 16 eine direkte Zugabe von Wasser angewendet zur Erzielung von Verfahrensbedingungen, unter denen die folgenden Re­ aktionen ablaufen:

Wie in der Boiler-Injektionsstufe wird nicht das gesamte CaO, das in diese Anfeuchtungs- und Kühlstufe gelangt, verbraucht. Der Grad der Kühlung, die Teilchenkonzentration und die Verweildauer für die Reaktion beeinflussen die Menge an SO₂, die entfernt wird. Es wird angenommen, daß eine zusätzliche Entfernung von bis zu 25 oder 40% in dem Temperaturbereich von 71 bis 88°C für die die Kühlstufe verlassenden Abgase erzielt werden kann.

Zur weiteren Ausnutzung des restlichen nicht-umgesetzten Alkali werden die Abgase in eine ionisierende Bestrahlungs- Kammer, wie z. B. eine Elektronenstrahl-Kammer 18, einge­ führt. Wie dargestellt, beträgt die Temperatur des in die Elektronenstrahl-Kammer 18 eintretenden Gases etwa 71°C. Diese Temperatur sollte mindestens unter 100°C liegen und es ist sehr bevorzugt, daß die Kühlstufe 16 das Gas auf eine Temperatur zwischen etwa 60 und 75°C abkühlt. Da der Elektronenstrahl-Reaktor 18 die Schadstoffe bei tieferen Temperaturen und höheren Feuchtigkeitsgehalten wirksamer entfernt, ist es leicht verständlich, daß in der Kühlstufe 16 das Gas für den optimalen Betrieb der Elektro­ nenstrahl-Kammer 18 konditioniert ist. Daher können Dosen zwischen etwa 0,5 und 2,0 Megarad für die Elektronenstrahl- Behandlung an Stelle der häufig erforderlichen höheren Do­ sierungen angewendet werden. Die Elektronenenergie sollte etwa 0,5 bis 1,0 meV betragen.

Die nicht-umgesetzten Alkali-Reagentien, die in die Elek­ tronenstrahl-Kammer 18 gelangen, reagieren mit den Fest­ stoffteilchen und/oder dem Säurenebel, die (der) sich in­ nerhalb des Elektronenstrahl-Reaktors gebildet haben (hat). Das heißt, der Teil des in dem Boiler 10 eingeführten Kalk­ steins, der noch nicht mit den Schadstoffen reagiert hat, reagiert mit dem Säurenebel und/oder den Feststoffteilchen, die beim Auftreffen des Elektronenstrahls auf das Schwefel­ dioxid und die Stickstoffoxide gebildet werden. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Reagens-Ausnützung stark opti­ miert und dies unterstützt die Trockenhaltung der Elektro­ nenstrahl-Kammer, wodurch die Korrosion an der Elektronen­ strahl-Kammer minimal gehalten wird. Außerdem reagieren der Säurenebel und/oder die Feststoffteilchen, die durch die ionisierende Strahlung gebildet werden, mit dem Reagens in situ innerhalb der Kammer 18, wodurch es nicht mehr er­ forderlich ist, eine getrennte Stufe in dem System vorzu­ sehen für die Behandlung des Säurenebels und/oder der Fest­ stoffteilchen, die durch die Bestrahlung gebildet werden.

Die Reaktionen, die innerhalb der Elektronenstrahl-Kammer auftreten, sind sehr komplex und noch nicht völlig geklärt, es wird jedoch angenommen, daß sie die folgenden Reaktionen umfassen:

Das Abgas aus der Elektronenstrahl-Kammer 18 wird in eine Teilchensammeleinrichtung, beispielsweise einen elektro­ statischen Präzipitator 20, eingeführt. Alternativ kann ein Gewebefilter verwendet werden. Die Temperatur des in den elektrostatischen Präzipitator eingeführten Gases liegt vorzugsweise unter 93°C und es wird ein bevorzugter Wert von etwa 71°C angewendet, wie in der Zeichnung dargestellt. Die tiefere Temperatur und der höhere Feuch­ tigkeitsgehalt beim Betrieb des elektrostatischen Präzipi­ tators 20 (oder des Gewebefilters) führen zu einem wirksa­ meren Arbeitsgang bei der Teilchensammlung.

Es sei darauf hingewiesen, daß durch die verhältnismäßig niedrigen Dosen in der Elektronenstrahl-Kammer 18 die Tem­ peratur des Abgases nur minimal erhöht wird. Die in den Zeichnungen dargestellten Temperaturen sind etwas ideali­ siert insofern, als die Temperatur des die Elektronen­ strahl-Kammer 18 verlassenden Gases mindestens etwas höher ist als die Temperatur des in die Kammer eintretenden Gases.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Schwefeldioxid­ entfernung (d. h. eine Umsetzung mit dem CaO) innerhalb des Bereiches von 50 bis 60% in dem Boiler 10 erreicht. Weitere 25 bis 40% des Schfwefeldioxids reagieren mit dem CaO in der Kühl- und Anfeuchtungsstufe 16 und in dem Sammler 20. Etwa 60% des nicht-umgesetzten Schwefeldioxids können in Schwefeltrioxid umgewandelt werden und 90% der Stickstoffoxide können in Salpetersäure umgewandelt werden in der Elektronenstrahl-Kammer 18. Das das Teilchensammel­ system verlassende Rauchgas (Abgas) ist praktisch frei von NO, NO₂ und SO₂. Praktisch alle festen Reaktionsprodukte, das nicht-verbrauchte Alkali und die Flugasche werden in der Teilchensammeleinrichtung, beispielsweise dem elektrostati­ schen Präzipitator 20, entfernt.

Der Gesamteffekt des erfindungsgemäßen kombinierten Systems, der angestrebt wird, besteht darin, die Schwefeldioxid- und Stickstoffoxid-Konzentrationen um mehr als 90% zu verrin­ gern. Der Wirkungsgrad der Säuregas-Entfernung kann auf höhere Werte verbessert werden durch Einstellung der Reaktions­ zeit, der Reaktionstemperatur und des restlichen Alkali, um einen maximalen Effekt zu erreichen. Besonders vorteilhaft ist es, daß das Reagens in einer einzigen Stufe in dem Ver­ fahren (d. h. in dem Boiler 10) injiziert und für die Um­ setzung mit dem Schwefeldioxid unter drei Bedingungen in drei getrennten Stufen verwendet werden kann: Unter dem Einfluß von Wärme innerhalb des Boilers 10, zusammen mit Wasser in der Kühl/Anfeuchtungs-Stufe 16 und unter dem Einfluß ionisierender Strahlung in der Elektronenstrahl- Kammer (E-Kammer) 18. Wie in den obigen Gleichungen ange­ geben, führen die ersten beiden Bedingungen dazu, daß aus dem Schwefeldioxid CaCO₃ gebildet wird, während die zuletzt genannte Bedingung zur Bildung von CaSO₄ führt.

Die vorliegende Erfindung wurde zwar an Hand verschiedener Details beschrieben, es ist jedoch selbstverständlich, daß diese nur der Erläuterung der Erfindung dienen. Vom Fach­ mann können verschiedene Modifikationen und Abänderungen leicht durchgeführt werden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Entfernung von Schadstoffen, die umfassen mindestens Schwefeloxide und/oder Stickstoffoxide, aus Abgas, das die folgenden Stufen umfaßt:

• (a) Einführen eines Alkali-Reagens in die Verbrennungszone eines Verbrennungs-Boilers, der durch einen Brennstoff befeuert wird, der ausgewählt wird aus der Gruppe pulverisierte Kohle, flüssiger Kohlenwasserstoff oder Mischung davon, wobei ein Teil des Alkali-Reagens mit den Schwefeloxiden in dem Abgas reagiert unter Bildung eines Reaktionsproduktes;
• (b) Abführen der Abgase und des nicht-umgesetzten Alkali aus dem Verbrennungs-Boiler und Einführen in eine Kühlstufe und Kühlen der Abgase und des nicht-umgesetzten Alkali-Reagens auf eine Temperatur unter 93°C, so daß eine zusätzliche Menge des Alkali-Reagens mit den Schwefeloxiden in dem Abgas reagiert unter Bildung eines Reaktionsproduktes;
• (c) Einleiten des gekühlten Abgases und des restlichen nicht-umgesetzten Alkali-Reagens in eine Bestrahlungskammer;
• (d) Bestrahlen des Abgases und des nicht-umgesetzten Alkali-Reagens mit ionisierender Strahlung in der Bestrahlungskammer, wobei das nicht-umgesetzte Alkali-Reagens bewirkt, daß gasförmige Schwefeloxide und/oder Stickstoffoxide in einen Nebel und/oder in Feststoffteilchen umgewandelt werden; und
• (e) Durchführung einer Teilchensammlung mit dem bestrahlten Abgas in einer Teilchensammeleinrichtung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Kühlen des Gases bewirkt wird durch Verdampfungskühlung von Wasser, das stromabwärts vor dem Verbrennungs-Boiler und stromaufwärts von der Bestrahlungskammer in das Abgas injiziert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, worin die Temperatur des in die Teilchensammeleinrichtung eingeführten Abgases unter 93°C liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, worin 50 bis 60% des Schwefeldioxids in dem Abgas in dem Verbrennungs-Boiler umgesetzt werden, 25 bis 40% des Schwefeldioxids zwischen dem Verdampfungskühler und der Sammeleinrichtung umgesetzt werden und 60% des restlichen nicht-umgesetzten Schwefeldioxids in der Bestrahlungskammer in Schwefeltrioxid umgewandelt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, worin mindestens 90% der nicht-umgesetzten Stickstoffoxide in der Bestrahlungskammer in Salpetersäure umgewandelt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, worin das Alkali-Reagens besteht aus einem Vertreter der Gruppe:
Kalk,
Kalkstein,
Natriumverbindungen,
Magnesiumverbindungen,
oder Mischungen davon.

7. Verfahren nach Anspruch 6, worin die ionisierende Strahlung ein Elektronenstrahl ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, worin die Teilchensammlung die elektrostatische Präzipitation umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruach 2, worin das Alkali-Reagens in dem Verbrennungsboiler und in der Kühlstufe reagiert unter Bildung von CaSO₃ und in der Bestrahlungskammer reagiert unter Bildung von CaSO₄.