DE3613338A1

DE3613338A1 - Verfahren zum abscheiden von gasfoermigen verunreinigungen

Info

Publication number: DE3613338A1
Application number: DE19863613338
Authority: DE
Inventors: Rudolf Prof Dr Ing Guck
Original assignee: BADENWERK AG
Current assignee: BADENWERK AG
Priority date: 1986-04-19
Filing date: 1986-04-19
Publication date: 1987-10-22

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von gasförmigen Verunreinigungen, insbesondere von Schwefeloxiden (SO_x) und Stickoxiden (NO_x) aus Rauchgasen von Großfeuerungsanlagen, bei dem die Rauchgase in mindestens einer Reaktionskammer durch Licht- und/oder Elektronenstrahleinwirkung in Aerosole bzw. in pulverförmige Partikel umge wandelt und ausgeschieden werden.

Die Abscheidung von SO_x (insbesondere SO₂) und NO_x aus Rauchgasen bildet für Großfeuerungsanlagen in kohle- bzw. ölbeheizten Kesselanlagen von Kraft werken ein wichtiges Problem, dem unter dem Gesichts punkt der Verringerung der Umweltbelastung grund sätzliche Bedeutung zukommt. Den Betreibern von Groß feuerungsanlagen wird behördlich eine Einhaltung be stimmter Grenzwerte für SO_x und NO_x vorgeschrieben.

Verfahren der eingangs genannten Art, bei denen un ter Strahlungseinwirkung in einer Reaktionskammer aus den Rauchgasen Aerosole bzw. pulverförmige Par tikel durch chemische Umsetzung gebildet und ausge schieden werden, sind in verschiedenen Verfahrensab läufen, beispielsweise durch die DE-OS 24 01 316 sowie 29 52 458 und 29 52 589, und schließlich auch durch die nicht vorveröffentlichte deutsche Patentanmeldung P 35 38 272.4 bekannt.

Bei den bekannten Abscheideverfahren mit Strahlungs einwirkung insbesondere unter Anwendung von Elektro nenstrahlen wird im allgemeinen aus der Strahlungs quelle ein breites Energiespektrum in die Reaktions kammer eingeleitet. Dadurch lassen sich zwar die ge wünschten Umwandlungen erreichen, jedoch erscheint es schwierig, die benötigten hohen Strahlungsenergien der Elektronenstrahlung wirtschaftlich zu erzeugen und von ihrem Entstehungsort in den Innenraum der Reaktionskammer verlustarm zu übertragen. Inner halb der breitbandig zugeführten Energiestrahlung befinden sich große Anteile, die für die erwünschte chemische Umwandlung der Rauchgase keinen Beitrag liefern.

Die Erfindung geht daher von der Aufgabenstellung aus, ein Verfahren der eingangs genannten Art so aus zubilden, daß die Abscheidung von SO_x und NO_x aus Rauchgasen im Großfeuerungsmaßstab mit möglichst ge ringem Aufwand an Strahlungsenergie gezielt und ökonomisch ausgeführt werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabenstellung ist vorgesehen, daß die Strahlungs energie in mindestens einer der Zusammensetzung der abzuscheidenden Stoffe angepaßten Frequenz zugeführt wird, welche so gewählt ist, daß bei einem Minimum an zugeführter Strahlungsenergie ein Maximum von Um setzungen eintritt. Die Umsetzungen können dabei in erster Linie als chemische Reaktionen, aber auch als physikalische Vorgänge, z.B. Agglomeration angesehen werden.

Durch eine solche gezielte Zuführung der Strahlungs energie, welche das Anregungsverhalten der abzu scheidenden Stoffe berücksichtigt, wird eine wesent liche Energieeinsparung erzielt, weil die Strahlungs quellen ökonomisch schwerpunktmäßig auf die wirksamen Frequenzen ausgelegt werden können.

Besonders zweckmäßig erscheint die Anwendung einer Elektronenstrahlung von entsprechend angepaßter Frequenz, die vorzugsweise im Hochfrequenzbereich oberhalb von 3 kHz liegt. Durch das Pendeln der Elektronen wird eine bessere Ionisierung bzw. An regung der Stoffe erreicht, welche chemisch mit einander reagieren und abzuscheidende Aerosole oder Pulverpartikel bilden sollen.

Eine zweckmäßige Weiterbildung des Verfahrens kann vorsehen, daß mehrere Strahlungen mit unterschied lichen Frequenzen in Anpassung an die abzuscheiden den Stoffe zugeführt werden. Dies bedeutet, daß bei spielsweise eine Elektronenstrahlung zugeführt wird, welche die Abscheidung von Schwefeloxiden, insbe sondere von SO₂ optimal anregt, während eine andere in ihrer Frequenz unterschiedliche Elektronenstrah lung auf die optimale Abscheidung von Stickoxiden NO_x abgestimmt ist.

Ein günstiges Verfahren kann derart durchgeführt wer den, daß durch die Elektronenstrahlung in der Reak tionskammer eine pendelnde insbesondere Hochfrequenz- Glimmentladung erzeugt wird.

Die Auswahl der entsprechenden Frequenzen richtet sich nach der Art der Zusammensetzung der Rauchgase und den gegebenen Voraussetzungen beim Aufbau von Strahlungsquellen entsprechender Leistung. Der Be griff der "Zuführung von Strahlungsenergie mit bestimmter Frequenz" soll sowohl die Auswahl spe zieller, monochromatischer Strahlungsquellen oder von Strahlungsquellen mit engem Frequenzband, als auch die zusätzliche Überlagerung von Strahlungs quellen mit Modulationsfrequenzen einschließen. So kann beispielsweise zweckmäßig eine Elektronenstrah lungsquelle im Takt einer ausgewählten Frequenz mo duliert werden, bei der sich gegenüber der konstanten Strahlungseinwirkung eine Verbesserung des Reaktions ablaufs ergibt. Anstelle einer Frequenzmodulation der Strahlungsquelle kann unter bestimmten Voraussetzungen auch eine andere bekannte Modulationsart, wie Impuls- und Phasenmodulation, vorteilhaft sein.

Durch die Anwendung der Merkmale der Erfindung wird das Verfahren zum Abscheiden von gasförmigen Ver unreinigungen aus Rauchgasen von Großfeuerungsanlagen hinsichtlich seiner Wirtschaftlichkeit wesentlich ver bessert. Es gelingt mit relativ geringer Strahlungs energie, beispielsweise unterhalb 80 kW, eine Ab scheidung im großtechnischen Maßstab herbeizuführen. Außerdem ergeben sich zusätzliche günstige Möglich keiten für die Einleitung der Strahlungsenergie in die Reaktionskammer.

Claims

1. Verfahren zum Abscheiden von gasförmigen Verunrei nigungen insbesondere von Schwefeloxiden (SO_x) und Stickoxiden (NO_x) aus Rauchgasen von Großfeuerungs anlagen, bei dem die Rauchgase in mindestens einer Reaktionskammer durch Licht- und/oder Elektronen strahlungseinwirkung in Aerosole bzw. in pulverför mige Partikel umgewandelt und ausgeschieden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergie in mindestens einer der Zu sammensetzung der abzuscheidenden Stoffe angepaßten Frequenz zugeführt wird, welche so gewählt ist, daß bei einem Minimum an zugeführter Strahlungsenergie ein Maximum an erwünschten Umsetzungen stattfindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Strahlungsenergie mit Hochfrequenz zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß mehrere Strahlungen mit unterschiedlicher Frequenz in Anpassung an die abzuscheidenden Stoffe einwirken.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß durch die Elektronen strahlung in der Reaktionskammer eine pendelnde Glimmentladung erzeugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß eine modulierte Strah lung verwendet wird.