DE3541824A1 - Verfahren zur entschwefelung und entstickung von rauchgasen - Google Patents

Verfahren zur entschwefelung und entstickung von rauchgasen

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DE3541824A1
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Hartmut Fuhrmann
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MAN Technologie AG
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
    • B01J19/121—Coherent waves, e.g. laser beams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/007—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by irradiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entschwefelung und Entstickung von Rauchgasen.
Bedingt durch die Vorschriften der Großfeuerungsanlagenver­ ordnung (GFAVO) und die Festlegungen der Umweltminister­ konferenz werden für Feuerungsanlagen mit einer Wärmeleistung von mehr als 300 MW sehr geringe Emissionsgrenzwerte ge­ fordert:
  • SO₂ 400 mg pro m³ Rauchgas (bis 1974, 1100 mg pro/m³)
    NO x 200 mg pro m³ Rauchgas (bis 1983 bis 1800 mg pro/m³)
Damit wird der Stand der Technik auf ein wesentlich höheres Niveau angehoben. Es wurden Verfahren zum Erreichen dieser Grenzwerte entwickelt. Diese gehen von einer Kalkstein-Naß­ wäsche für die Rauchgasentschwefelung und die selektive katalytische Reduktion für die Rauchgasentstickung aus.
Beide Verfahren erfordern jedoch einen ralativ großen An­ lagenaufwand, und der Absatz der anfallenden großen Mengen von Kraftwerkgips ist ebenfalls problematisch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entschwefelung und Entstickung von Rauchgasen mit einem möglichst geringen Anlagenaufwand und weiterhin geringer Menge an Abfallprodukten zu finden.
Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch die Merkmale des Anspruches 1. Das hier vorgeschlagene Verfahren beruht auf der direkten Dissoziation der SO2-Moleküle und der NO X - Moleküle durch Laserstrahlen. Die Wellenlänge der Laser ist dabei so zu wählen, daß hauptsächlich die SO2- und NO X - Moleküle die Laserstrahlung absorbieren und dissoziiert werden. In einem Raktionsraum (z. B. einem Elektrofilter), der getrennt von der Bestrahlungskammer oder auch mit dieser kombiniert ausgeführt werden kann, werden die Dissoziations­ produkte durch einfache Neutralisation im Elektrofilter oder durch andere Reaktionen in atomaren oder chemisch ge­ bundenen Schwefel und in molekularen oder chemisch ge­ bundenen Stickstoff überführt. Um das gesamte Rauchgas­ volumen zu erfassen, fährt der Laserstrahl mit Hilfe eines Strahlführungssystems das Rauchgasvolumen lückenlos ab.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den An­ sprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.
Die Anlage wird in zwei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Anlage zur Entschwefelung und Entstickung von Rauch­ gasen mit frontaler Beaufschlagung,
Fig. 2 den schematischen Aufbau einer Anlage zur Entschwefelung und Entstickung von Rauch­ gasen mit axialer Beaufschlagung.
Die Anlage 10 zeigt in ihrer Längserstreckung hinterein­ ander angeordnete Räume. Durch eine Eingangskammer wird das Rohgas in die Bestrahlungskammern 1 mit den dazwischen liegenden Reaktionszonen 3 eingeführt und gelangt dann in den Reaktionsraum 2 aus dem das Reingas dann entnommen werden kann. Die Kammern 1 weisen an der Vorderfront Kammerfenster 4 auf, die von den parallel zu den Bestrahlungs­ kammern angeordneten Lasern 6 über die unter 45° Schräge an­ geordneten Wobbelspiegel 7 beaufschlagt werden. Es sind drei Laser mit der Wellenlänge λ₁ angeordnet. Weitere Laser 8 mit einer Wellenlänge λ₂ sind um 90° versetzt zur ersten Laser­ gruppe 6 angeordnet. Ihre Strahlen treffen auf die Super­ positionsspiegel 9, die zu ihnen unter 45° Schräge ange­ ordnet sind und die die Strahlen auf die Wobbelspiegel 7 werfen, von wo aus sie wieder in die Bestrahlungskammern eingeführt werden. Es sind selbstverständlich auch andere Anordnungssysteme von Lasern und Strahlführungssystemen möglich.
  • Bezugszeichenliste  1 Bestrahlungskammern
     2 Reaktionsraum
     3 Reaktionszonen
     4 Kammerfenster von 1
     5 Strahlführungssystem
     6 Laser
     7 Wobbelspiegel
     8 Laser
     9 Superpositionsspiegel
    10 Anlage

Claims (14)

1. Verfahren zur Entschwefelung und Entstickung von Rauch­ gasen, dadurch gekennzeichnet, daß die im Rauchgas ent­ haltenen SO2- und NO X -Moleküle durch Laserstrahlung direkt dissoziiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlängen der Laser so gewählt werden, daß haupt­ sächlich SO2- und NO X -Moleküle durch die Laserstrahlung dissoziiert werden.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dissoziationsprodukte in einem Reaktionsraum durch einfache Neutralisation in atomaren Schwefel und molekularen Stickstoff überführt werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Reaktionsraum mit der Bestrahlungs­ kammer kombiniert ist.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Reaktionsraum von der Bestrahlungs­ kammer getrennt ist.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum einen Elektrofilter aufweist.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisation mittels Elektrofilter oder eine chemische Bindung mittels anderer Reaktionen erfolgt.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserstrahlen das Rauch­ gasvolumen gesamtheitlich mittels eines Strahlführungs­ systems lückenlos abfahren.
9. Anlage für ein Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ lage (10) eine oder mehrere Bestrahlungskammer(n) (1), einen Reaktionsraum (2), Reaktionszonen (3), Kammer­ fenster (4), ein Strahlführungssystem (5) und mehrere Laser (6) verschiedener Wellenlänge aufweist.
10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlführungssystem (5) Wobbelspiegel (7) eingesetzt sind.
11. Anlage nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Laser (6) parallel zu den Bestrahlungs­ kammern (1) und dem Reaktionsraum (2) und die Wobbel­ spiegel (7) in der Ebene der Lasereinstrahlung unter 45° Schräge zu den Bestrahlungskammern (1) angeordnet sind.
12. Anlage nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß weitere Laser (8) eingesetzt sind, die über Superpositionsspiegel (9) und Wobbelspiegel (7) die Bestrahlungskammern (1) beaufschlagen.
13. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasereinstrahlung über den Umfang der Rauchgasströmung verteilt ist.
14. Anlage nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lasereinstrahlung parallel oder entgegengesetzt zur Strömung des Rauch­ gases erfolgt.
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