DE3531049A1

DE3531049A1 - Verfahren zur entsorgung einer kraftwerkskesselanlage

Info

Publication number: DE3531049A1
Application number: DE19853531049
Authority: DE
Inventors: Georg Dipl Chem Dr Rer Gebhard
Original assignee: Rheinisch Westfaelisches Elektrizitaetswerk AG
Current assignee: RWE Energie AG
Priority date: 1985-08-30
Filing date: 1985-08-30
Publication date: 1987-03-05
Also published as: DE3531049C2

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur Entsorgung einer mit fossilem Brennstoff betriebenen Kraftwerkskesselanlage, die eine trocken arbeitende Rauchgasentstaubungsanlage sowie eine naß und mit Calciumionen arbeitende Rauchgasentschwefelungsanlage aufweist, von Flugasche aus der Rauchgasentstaubungsanlage und von Chlorionen enthaltendem Chloridabwasser aus der Rauchgasentschwefelungsanlage, wobei die Flugasche mit Wasser befeuchtet und die befeuchtete Mischung einer Deponie zugeführt wird. Fossile Brennstoffe bezeichnet im Rahmen der Erfindung Kohle, insbes. Braunkohle, aber auch Erdöl. - Die Rauchgasentstaubungsanlage ist zumeist eine Elektrofilteranlage, kann aber auch als mechanische Filteranlage ausgeführt sein. Sie kann einstufig oder mehrstufig arbeiten. Das Chloridabwasser fällt bei der mit Calciumionen arbeitenden Rauchgasentschwefelungsanlage an, weil die Rauchgase Chlorionen mitführen. Mit Rücksicht auf die Verfahrensvorschriften, die für eine wirksame Entschwefelung des Rauchgases einzuhalten sind, kann im Waschwasser der Rauchgasentschwefelungsanlage eine beliebig hohe Chloridionenkonzentration nicht zugelassen werden. Insoweit muß die Menge an Chlorionen, die über das Abgas in die Rauchgasentschwefelung eingetragen und in dieser abgeschieden wird, aus der Rauchgasentschwefelungsanlage als Chloridabwasser auch wieder abgezogen werden, während Frischwasser zugeführt wird. Übliche Chloridionenkonzentration im Chloridabwasser liegen im Bereich von 10 000-50 000.

Bei dem (aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Verfahren sind die Vorschriften über die zulässige Umweltbelastung zu beachten. Für das Chloridabwasser muß eine selbständige, besonders aufwendige Entsorgung eingerichtet werden. Die Chloride müssen einer Sonderdeponie zugeführt werden. Auch für die Flugasche sind besondere Deponievorschriften zu beachten, die darauf abstellen, daß die Wasserdurchlässigkeit nicht zu hoch ist und störende Auswaschungen von umweltbelastenden Substanzen, insbes. von Schwermetallen, durch Grundwasser oder Oberflächenwasser nicht auftreten. In der Praxis ist auch vorgeschlagen worden, der Flugasche Calciumsulfat-Dihydrat beizumischen, welches in der mit Calciumionen arbeitenden nassen Rauchgasentschwefelung anfällt. Dadurch ändert sich an den beschriebenen Problemen bei der Entsorgung einer mit fossilem Brennstoff betriebenen Kraftwerkskesselanlage wenig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Entsorgung einer mit fossilem Brennstoff betriebenen Kraftwerkskesselanlage so zu führen, daß eine besondere, aufwendige Entsorgung des Chloridabwassers nur noch in reduziertem Umfang oder, vorzugsweise, gar nicht mehr erforderlich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß das Chloridabwasser aus der Rauchgasentschwefelungsanlage mit einer Chlorionenkonzentration von zumindest 10 000 ppm abgezogen wird, daß die Flugasche mit diesem Chloridabwasser bis zu einem gießfähigen Brei angemacht wird und daß dieser chlorionenhaltige Brei deponiert wird. Soweit das Chloridabwasser als Anmachwasser verbraucht wird, entfällt seine Entsorgung. Gießfähig heißt, daß der Brei auseinanderläuft, jedoch sein Anmachwasser festhält, welches aus dem Brei also nicht gleichsam sedimentierend ausläuft. Das Anmachen der Flugasche zu einem gießfähigen Brei kann einstufig oder mehrstufig durchgeführt werden. Ohne weiteres kann das Chloridabwasser aus der Rauchgasentschwefelungsanlage mit einer Chlorionenkonzentration von zumindest 30 000 ppm abgezogen werden. Im Rahmen der Erfindung können aber auch beachtlich höhere Chlorionenkonzentrationen im Chloridabwasser zugelassen werden, insbes. kann das Chloridabwasser aus der Rauchgasentschwefelungsanlage mit einer Chlorionenkonzentration von zumindest 70 000 ppm abgezogen werden. Diese weite Spanne in bezug auf die Chlorionenkonzentration im Chloridabwasser erlaubt ohne Beeinträchtigung des Betriebes der Rauchgasentschwefelungsanlage ein Abziehen des Chloridabwassers so, daß das gesamte Chloridabwasser für das Anmachen der Flugasche einsetzbar ist, eine besondere Chloridabwasserentsorgung also nicht mehr vorgesehen werden muß. Im allgemeinen wird man mit einem gewichtsmäßigen Chloridabwasser/ Flugasche-Verhältnis von 0,1 bis 0,3 arbeiten, was regelmäßig alle betriebsmäßig erforderlichen Einstellungen einerseits für den Betrieb der Rauchgasentschwefelungsanlage und andererseits für das Anmachen der Flugasche zuläßt.

Die Erfindung beruht auf der überraschenden Tatsache, daß eine mit Chloridabwasser wie angegeben angemachte Flugasche in der Deponie die Chlorionen festhält. Überraschenderweise wird darüber hinaus die Wasserpermeabilität beachtlich reduziert. Man erreicht ohne Schwierigkeiten für den Wasserdurchlässigkeitsbeiwert Werte unter 5 × 10^-8 m/s. Das erleichtert das Deponieren der Mischung im Rahmen der zu beachtenden Vorschriften beachtlich. Überraschenderweise hält die deponierte Mischung sowohl die Chloridionen, aber auch die Schwermetallionen fest.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt weitergehend auch eine Entsorgung des als Calciumsulfat-Dihydrat anfallenden Gipses aus der naß und mit Calciumionen arbeitenden Rauchgasentschwefelungsanlage. Dazu lehrt die Erfindung, der Flugasche das Calciumsulfat-Dihydrat beizumischen. Das Calciumsulfat-Dihydrat kann der Flugasche in einer Menge von 10 bis 50 Gew.%, vorzugsweise von etwa 20 Gew.%, beigegeben werden. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung wird das Calciumsulfat-Dihydrat trocken der Flugasche beigemischt und wird die Mischung danach ein- oder mehrstufig mit dem Chloridabwasser angemacht. Auch wenn Calciumsulfat-Dihydrat in der angegebenen Weise beigemischt wird, erreicht man die angegebenen Vorteile, nämlich ein Festhalten der Chlorionen und zusätzlich ein Festhalten von Schwermetallionen sowie die angegebene Verbesserung der Wasserdurchlässigkeit und eine Befreiung der Kraftwerkskesselanlage von den Problemen der Entsorgung des Chloridabwassers.

Anders ausgedrückt ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung des chlorionenhaltigen Chloridabwassers einer naß und mit Calciumionen arbeitenden Rauchgasentschwefelungsanlage hinter einer mit fossilem Brennstoff betriebenen Kraftwerkskesselanlage als Anmachwasser für die in einer trocken arbeitenden Rauchgasentstaubungsanlage der Kraftwerkskesselanlage anfallende, einer Deponie zuzuführende Flugasche, mit der Maßgabe, daß der Chlorionengehalt des Chloridabwassers sowie die Anmachwassermenge so eingestellt werden, daß die deponierte Mischung spätestens nach 30 Tagen einen Wasserdurchlässigkeitsbeiwert von unter 5 × 10^-8 m/s aufweist. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung erfolgt dieses mit der weiteren Maßgabe, daß der Flugaschegips in Calciumsulfat-Dihydrat in einer Menge von bis zu 50 Gew.% beigegeben wird.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1)

Der trockenen Rauchgasentschwefelungsanlage einer mit Braunkohle befeuerten Kraftwerkskesselanlage mit zwei Entstaubungsstufen, einer Vorreinigung und einer Nachreinigung wurde Flugasche der folgenden Zusammensetzung entnommen:

Diese Flugaschen wurden im Verhältnis 90 : 10 trocken gemischt. Die Mischung wurde mit einem Chloridabwasser angemacht, welches der naß mit Calciumionen arbeitenden Rauchgasentschwefelungsanlage abgezogen wurde, und zwar mit einer Chlorionenkonzentration von unterschiedlich 10 000 ppm, 30 000 ppm und 70 000 ppm. Entsprechend der unterschiedlichen Chlorionenkonzentration des Chloridabwassers wurden Probekörper hergestellt, und zwar
Probekörper 1) mit einem Chloridabwasser von 10 000 ppm Chlorionen, Anmachwassermenge 0,22,
Probekörper 2) mit einem Chloridabwasser mit 30 000 ppm Chlorionen, Anmachwassermenge 0,25,
Probekörper 3) mit einem Chloridabwasser mit 70 000 ppm Chlorionen, Anmachwassermenge 0,33,
wobei die Anmachwassermenge das gewichtsmäßige Wasser/Feststoff- Verhältnis angibt. Die Probekörper erreichten die aus der folgenden Tabelle ersichtlichen Druckfestigkeiten und Wasserdurchlässigkeitsbeiwerte:

Beispiel 2)

Im Rahmen des Beispiels 2) wurde grundsätzlich wie im Beispiel 1) gearbeitet, jedoch wurde der Flugasche vorher getrocknetes Calciumsulfat-Dihydrat in einer Menge von 20 Gew.% beigemischt. Hier konnte man bei den Probekörpern 1), 2), 3) die aus der folgenden Tabelle entnehmbaren Werte feststellen:

Im übrigen wurde sowohl im Rahmen des Beispiels 1) als auch im Rahmen des Beispiels 2) untersucht, ob durchlaufendes Wasser Chlorionen oder Schwermetallionen in störendem Maße mitführte. Schwermetallionen konnten im Filtrat praktisch nicht mehr nachgewiesen werden. Der Elektrolytgehalt und damit der Chlorionengehalt im Auslaugungsfiltrat führte zu einer Leitfähigkeit von etwa 200 µOhm^-1 × cm^-1. Das bedeutet ein praktisch vollständiges Festhalten der Chlorionen.

Claims

1. Verfahren zur Entsorgung einer mit fossilem Brennstoff betriebenen Kraftwerkskesselanlage,
die eine trocken arbeitende Rauchgasentstaubungsanlage sowie eine naß und mit Calciumionen arbeitende Rauchgasentschwefelungsanlage aufweist,
von Flugasche aus der Rauchgasentstaubungsanlage und von Chlorionen enthaltendem Chloridabwasser aus der Rauchgasentschwefelungsanlage, wobei die Flugasche mit Wasser befeuchtet und die befeuchtete Mischung einer Deponie zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Chloridabwasser aus der Rauchgasentschwefelungsanlage mit einer Chlorionenkonzentration von zumindest 10 000 ppm abgezogen wird, daß die Flugasche mit diesem Chloridabwasser bis zu einem gießfähigen Brei angemacht wird und daß dieser chlorionenhaltige Brei deponiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Chloridabwasser aus der Rauchgasentschwefelungsanlage mit einer Chlorionenkonzentration von zumindest 30 000 ppm abgezogen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Chloridabwasser aus der Rauchgasentschwefelungsanlage mit einer Chlorionenkonzentration von zumindest 70 000 ppm abgezogen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Chlorionenkonzentration so eingestellt wird, daß das gesamte Chloridabwasser für das Anmachen der Flugasche einsetzbar ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem gewichtsmäßigen Chloridabwasser/ Flugasche-Verhältnis von 0,1 bis 0,3 gearbeitet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in der Ausführungsform für eine Kraftwerkskesselanlage, aus deren Rauchgasentschwefelungsanlage außerdem Gips in Form von Calciumsulfat- Dihydrat abziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Flugasche das Calciumsulfat-Dihydrat beigemischt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumsulfat-Dihydrat der Flugasche in einer Menge von 10 bis 50 Gew.%, vorzugsweise von etwa 20 Gew.%, beigegeben wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumsulfat-Dihydrat trocken der Flugasche beigemischt und die Mischung danach ein- oder mehrstufig mit dem Chloridabwasser angemacht wird.

9. Verwendung des chlorionenhaltigen Chloridabwassers einer naß und mit Calciumionen arbeitenden Rauchgasentschwefelungsanlage hinter einer mit fossilem Brennstoff betriebenen Kraftwerkskesselanlage
als Anmachwasser für die in einer trocken arbeitenden Rauchgasentstaubungsanlage der Kraftwerkskesselanlage anfallende, einer Deponie zuzuführende Flugasche,
mit der Maßgabe, daß der Chloridionengehalt des Chloridabwassers sowie die Anmachwassermenge so eingestellt werden, daß die deponierte Mischung spätestens nach 30 Tagen einen Wasserdurchlässigkeitswert von unter 5 × 10^-8 m/s aufweist.

10. Verwendung nach Anspruch 1 mit der weiteren Maßgabe, daß der Flugaschegips in Form von Calciumsulfat-Dihydrat in einer Menge bis zu 25 Gew.% beigegeben wird.