DE3633690A1 - Process and apparatus for removing acidic gases, such as SO2, SO3, H2S, CO2 and/or COS, from hot gas mixtures - Google Patents
Process and apparatus for removing acidic gases, such as SO2, SO3, H2S, CO2 and/or COS, from hot gas mixturesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von sauren Gasen, wie SO2, SO3, H2S, CO2 und/oder COS aus heißen Gasgemischen, bei dem das Gasgemisch mittels Wärmetauscher abgekühlt und anschließend zur Absorption des SO2, SO3, H2S, CO2 und/oder COS, einer Wäsche mit einem Lösungsmittel zugeführt wird, das nach Aufnahme des SO2, SO3, H2S, CO2 und/oder COS einer Regenerierung unterzogen und in die Wäsche zurückgeführt wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for removing acidic gases such as SO2, SO3, H2S, CO2 and / or COS are called gas mixtures, in which the gas mixture by means of Cooled heat exchanger and then for absorption the SO2, SO3, H2S, CO2 and / or COS, a wash with a solvent is supplied, which after absorption of the SO2, SO3, H2S, CO2 and / or COS of a regeneration undergoes and is returned to the laundry, as well a device for performing the method.
Das Problem der Entfernung von sauren Gasen aus heißen Gasgemischen gewinnt zunehmend an Bedeutung, insbesondere die Entfernung von SO2 und gegebenenfalls SO3 aus heißen Rauchgasen. Diese schwefelhaltigen Bestandteile, die bei der Verbrennung, insbesondere fossiler Brennstoffe in kohle- und ölbeheizten Kraftwerken, auftreten, gelten als schädlich für die Umwelt und sind daher aus den Rauchgasen zu entfernen, bevor diese als Abgas in die Atmosphäre entlassen werden. The problem of removing acid gases from hot Gas mixtures are becoming increasingly important, especially the removal of SO2 and possibly SO3 from hot Flue gases. These sulfur-containing components that combustion, especially fossil fuels in coal and oil-fired power plants, occur, are considered harmful to the environment and are therefore from the flue gases remove it before as exhaust into the atmosphere be dismissed.
Die Entfernung von SO2 und gegebenenfalls SO3 aus heißen Rauchgasen wird bisher beispielsweise mit einer pyhsikalischen Wäsche durchgeführt. Dabei werden die heißen Rauchgase vor der Wäsche in Regeneratoren auf Temperaturen zwischen 0 und 60°C abgekühlt. Es wird ein Lösungsmittel verwendet, das bei diesen Temperaturen selektiv für SO2 ist, und das nach Aufnahme des SO2 einer Regeneriersäule mit Sumpfheizung zugeführt wird. Nach erfolgter vollständiger Regenerierung durch Erwärmen wird das Lösungsmittel in die Wäsche zurückgeführt.The removal of SO2 and possibly SO3 from hot So far, flue gases have been used with a physical washing performed. The heat up flue gases in regenerators before washing Temperatures between 0 and 60 ° C cooled. It will be a Solvent used at these temperatures is selective for SO2, and one after the uptake of the SO2 Regeneration column with sump heating is supplied. To complete regeneration by heating the solvent returned to the laundry.
Die in diesem Verfahren bei Abkühlung der heißen Rauchgase freiwerdende Energie wird fast ausschließlich zur Wiederanwärmung des gewaschenen Rauchgases verwendet.The in this process when cooling the hot Energy released from flue gases is almost exclusively used to reheat the washed flue gas.
Ein bekanntes Verfahren ist beispielsweise in der DE-OS 32 37 387 oder in den Linde Berichten Nr. 56, 1984, Seite 3 beschrieben.A known method is for example in DE-OS 32 37 387 or in Linde Reports No. 56, 1984, page 3 described.
Ein Nachteil des bekannten Verfahrens ist, daß die für die Regenerierung des Lösungsmittels notwendige Energie mittels Fremddampf zur Verfügung gestellt werden muß.A disadvantage of the known method is that for the Regeneration of the solvent necessary energy must be made available by external steam.
Des weiteren wird das Rauchgas bei dem bekannten Verfahren in den Regeneratoren nur bis zum Wassertaupunkt abgekühlt, da die Wärmekapazität von abzukühlendem und anzuwärmendem Gas ungefähr gleich groß sind. Anderenfalls würden sich Probleme mit der Wiederverdampfung des abgeschiedenen Wassers im Regenerator ergeben. Der Rest der Abwärme einschließlich der H2O-Kondensation wird durch Kühlwasser abgeführt.Furthermore, the flue gas in the known method only cooled down to the water dew point in the regenerators, because the heat capacity of the items to be cooled and heated Gas are about the same size. Otherwise they would Problems with the re-evaporation of the deposited Water in the regenerator. The rest of the waste heat including the H2O condensation is caused by cooling water dissipated.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entfernung von sauren Gasen aus heißen Gasgemischen so zu verbessern, daß die aufgezeigten Nachteile bekannter Verfahren überwunden und gleichzeitig die Energie- und Investionskosten gesenkt werden.The present invention is therefore the object based on a process for the removal of acid gases to improve from hot gas mixtures so that the outlined disadvantages of known methods and at the same time the energy and investment costs be lowered.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das heiße Gasgemisch auf eine Temperatur unterhalb des Taupunktes abgekühlt wird und die dabei freiwerdende Energie zumindest teilweise zur Regenerierung des Lösungsmittels verwendet wird.This object is achieved in that the hot gas mixture to a temperature below the Dew point is cooled and the thereby released Energy at least partially to regenerate the Solvent is used.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die für die Regenerierung des Lösungsmittels erforderliche Energie aus dem Verfahren selbst erhalten werden kann, wenn die Temperatur der heißen Gasgemische genügend höher ist als die Temperatur der angewärmten Gasgemische nach der Wäsche. Die bei der Abkühlung der heißen Gasgemische gewonnene Nutzwärme wird zuerst im Reboiler zur Regenerierung des beladenen Lösungsmittels eingesetzt. Dadurch wird sichergestellt, daß die notwendige Regenerierwärme immer zur Verfügung steht.The invention is based on the knowledge that the for Regeneration of the solvent required energy the procedure itself can be obtained if the The temperature of the hot gas mixtures is sufficiently higher than the temperature of the warmed gas mixtures after the Laundry. The cooling of the hot gas mixtures Recovered useful heat is first used in the reboiler Regeneration of the loaded solvent used. This ensures that the necessary Regeneration heat is always available.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die nach Anwärmung des beladenen Lösungsmittels verbleibende Restwärme an das gewaschene Gasgemisch und/oder einen Fremdverbraucher abgegeben. Auf diese Weise ist es möglich, unabhängig von anderen Energiequellen die je nach Betriebsbedingungen geforderte Regenerierwärme bereitzustellen und gleichzeitig das gewaschene Gasgemisch auf die erforderliche Kamintemperatur anzuwärmen sowie Nutzwärme auf einem konstanten Temperaturniveau zu erzeugen. Außerdem ergeben sich durch dieses erfindungsgemäße Verfahren relativ konstante Temperatureintrittsbedingungen für das teilweise abgekühlte Gasgemisch in einem zweiten Wärmetauscher, der zur Wiederanwärmung der gewaschenen Gasgemische dient, und somit auch für den Quenchteil der nachfolgenden Wäsche, was deren Auslegung günstig beeinflußt.According to a particularly advantageous embodiment of the inventive method is the after heating the residual solvent residual heat to the washed gas mixture and / or a third party consumer submitted. This way it is possible regardless of other energy sources depending on the operating conditions to provide the required heat of regeneration and simultaneously the washed gas mixture on the to heat the required chimney temperature as well as useful heat to generate at a constant temperature level. This also results from this invention Process relatively constant temperature entry conditions for the partially cooled gas mixture in a second Heat exchanger to reheat the washed Gas mixtures serves, and thus also for the quench part of the subsequent laundry, what their interpretation favorable influenced.
Das heiße Gasgemisch wird über mindestens einen Wärmetauscher auf eine Temperatur unterhalb des Taupunktes abgekühlt, wodurch sich die Temperaturdifferenz auf der warmen Seite des Wärmetauschers verkleinert und dabei die Nutzwärme vergrößert wird. Dabei erfolgt erfindungsgemäß die Wärmeübertragung zwischen dem heißen Gasgemisch und dem beladenen Lösungsmittel mittels eines Kreislaufmediums. Geeignete Kreislaufmedien sind in der Technik bekannt. Dabei ist es möglich, ein in dem genannten Temperaturbereich flüssiges oder auch verdampfbares Kreislaufmedium einzusetzen. Darüber hinaus sind auch nichtflüssige Wärmeträger einsetzbar, insbesondere fließfähige feste Wärmeträger. Allerdings ist es von Vorteil, wenn als Kreislaufmedium Wasser verwendet wird, da dieses besonders billig ist und eine große Wärmekapazität hat.The hot gas mixture is at least one Heat exchanger to a temperature below the dew point cooled, causing the temperature difference on the warm side of the heat exchanger is reduced and the Useful heat is increased. This is done according to the invention the heat transfer between the hot gas mixture and the loaded solvent by means of a Circulating medium. Suitable circulation media are in the Technology known. It is possible to do one in the mentioned temperature range liquid or vaporizable circulating medium. Furthermore non-liquid heat transfer media can also be used, in particular flowable solid heat transfer media. However it is advantageous if water is used as the circulating medium because this is particularly cheap and a big one Has heat capacity.
Ein weiterer Vorteil ist, daß bei Abgabe verbleibender Restwärme an ein Fremdwärmenetz das Kreislaufmedium mit niedriger Temperatur zum ersten Wärmetauscher zurückgeführt werden kann.Another advantage is that when dispensing remaining Residual heat to an external heating network with the circulating medium low temperature to the first heat exchanger can be traced back.
Bisher werden wegen Korrosionsbeständigkeit, kleiner Druckabfälle und großer Baubarkeitsgröße Regeneratoren als Anwärmer für das gewaschene Gasgemisch verwendet, wobei das heiße Gasgemisch nur bis zum Wassertaupunkt abgekühlt wird. So far, because of corrosion resistance, are smaller Pressure drops and large build size as regenerators Heater used for the washed gas mixture, whereby the hot gas mixture only cooled down to the water dew point becomes.
Durch Einsatz eines korrosionsbeständigen Wärmetauschers mit kunststoffbeschichteten Rohren und durch konstruktive Maßnahmen, beispielsweise Flüssigkeitsablauf aus dem Wärmetauscher in einen nachgeschalteten Behälter, gelingt es problemlos, den H2O-Taupunkt des ungewaschenen Gasgemisches zu unterschreiten und diese Kondensationsenthalpie für die Anwärmung des gewaschenen Gasgemisches zu nutzen. Dadurch ist es möglich, in einem Wärmetauscher mehr Nutzwärme zu gewinnen, da das ungewaschene heiße Gasgemisch tiefer abgekühlt werden kann.By using a corrosion-resistant heat exchanger with plastic-coated pipes and through constructive Measures, for example liquid drain from the Heat exchanger in a downstream container, succeeds it easily, the H2O dew point of the unwashed To fall below the gas mixture and this Enthalpy of condensation for heating the washed Use gas mixture. This makes it possible in one Heat exchangers to gain more useful heat since that unwashed hot gas mixture can be cooled deeper.
Die Verwendung von Wärmetauschern statt Regeneratoren bietet weiterhin die Vorteile, daß das gewaschene Gasgemisch beim Anwärmen nicht durch Sauergase aus dem ungewaschenen heißen Gasgemisch verunreinigt wird, da in den Wärmetauschern eine direkte Wärmeübertragung erfolgt und daß keine beweglichen Klappen zum Umschalten der Strömungsrichtung benötigt werden. Im Gegensatz dazu, wird in Regeneratoren die Wärme von heißen Gasgemischen zuerst an eine Speichermasse, z. B. keramisches Material, abgegeben und nach Umschaltung der Strömungsrichtung das zu wärmende gereinigte Gasgemisch über diese Speichermasse, die sich dabei abkühlt, geleitet.The use of heat exchangers instead of regenerators still offers the advantages that the washed Gas mixture when heated not by acid gases from the unwashed hot gas mixture is contaminated as in the heat exchangers are subjected to direct heat transfer and that no movable flaps for switching the Flow direction are required. In contrast, will in regenerators, the heat from hot gas mixtures first to a storage mass, e.g. B. ceramic material, given and after switching the flow direction cleaned gas mixture to be heated via this Storage mass, which cools down.
Die Verwendung von mindestens zwei Wärmetauschern zur Abkühlung des Gasgemisches, wobei ein erster Wärmetauscher die Energie für den Reboiler erzeugt und ein zweiter zur Anwärmung des gewaschenen Gasgemisches dient, ermöglicht die Auskopplung der Regenerierwärme auf hohem Temperaturniveau. Die Unterschreitung des Wassertaupunktes beim Sauergas in einem zweiten Wärmetauscher bedeutet, daß ein Teil der Energie zur Anwärmung des gewaschenen Gases durch Kondensationsenthalpie aufgebracht werden kann. Damit verringert sich die Temperaturdifferenz am warmen Ende des zweiten Tauschers und es läßt sich mehr der Nutz wärme im ersten Tauscher auskoppeln. Bei dem hierbei anfallenden Kondensat ist die Abwasseraufbereitung infolge höherer Konzentrationen an Staub und Salzen gegenüber bekannten Verfahren erleichtert sowie die Wirksamkeit der Staub-, HCl-, HF- und SO3-Abscheidung, falls vorhanden, verbessert.The use of at least two heat exchangers Cooling of the gas mixture, using a first heat exchanger generates the energy for the reboiler and a second one for Heating of the washed gas mixture is used the decoupling of the heat of regeneration at high Temperature level. Falling below the water dew point when sour gas in a second heat exchanger means that part of the energy for heating the washed gas can be applied by enthalpy of condensation. This reduces the temperature difference on the warm End of the second exchanger and there is more benefit Decouple heat in the first exchanger. With this the resulting condensate is the result of wastewater treatment higher concentrations of dust and salts known methods and the effectiveness of the Dust, HCl, HF and SO3 separation, if available improved.
Ein weiterer Vorteil ist, daß sich die noch vor einer beispielsweise physikalischen Wäsche, die vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 0° und 50°C abläuft, abzuführende Wärmemenge um den Betrag der Kondensationsenthalpie verringert.Another advantage is that the before one for example physical laundry, which preferably at Temperatures between 0 ° and 50 ° C expire to be dissipated Amount of heat by the amount of enthalpy of condensation decreased.
Besonders günstig ist es, wenn das heiße Gasgemisch vor Abkühlung auf erhöhten Druck gebracht wird.It is particularly favorable if the hot gas mixture is in front Cooling is brought to increased pressure.
Bisher war aus energetischen Gründen, z. B. geringerer Verdichtungsenergie infolge kleinerem Volumenstrom, ein Gebläse auf der kalten Seite, d. h. nach der Wäsche, angeordnet. Es ist jedoch vorteilhaft das Gebläse vor einem ersten Wärmetauscher anzuordnen, da sich so die durch die Verdichtung aufgetretene Anwärmung zusätzlich in Nutzwärme anbringen läßt.So far, for energetic reasons, e.g. B. less Compression energy due to a smaller volume flow Blower on the cold side, d. H. after washing, arranged. However, it is advantageous to use the blower to arrange a first heat exchanger, as the additional warming due to compression Can apply useful heat.
Die Temperaturdifferenz auf der warmen Seite eines ersten Wärmetauschers vergrößert sich, was sich positiv auf die Kosten des Tauschers auswirkt. Die Druckerhöhung vor der Wäsche erhöht den Sauergas-Partialdruck und somit herrschen günstigere Verhältnisse für die Wäsche.The temperature difference on the warm side of a first Heat exchanger increases, which has a positive effect on the Cost of the exchanger affects. The pressure increase before Washing increases the sour gas partial pressure and thus there are more favorable conditions for laundry.
Aufgrund der schlechten Abscheidung kann SO3-Nebeln, war es bisher erforderlich, das Gebläse durch z. B. Gummierung vor Korrosion zu schützen. Da in dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren wegen der höheren Ansaugtemperatur am Gebläseeintritt der SO3-Taupunkt noch nicht unterschritten wurde, kann dieser Korrosionsschutz entfallen und das Gebläse erheblich billiger gebaut werden.Because of poor deposition, SO3 fog can be It was previously necessary to use z. B. rubber coating protect against corrosion. Since in the invention proposed method because of the higher Suction temperature at the fan inlet is the SO3 dew point has not been undercut, this can Corrosion protection is eliminated and the blower considerably to be built cheaper.
Für den Fall, daß unterschiedliche zu verarbeitende Gasmengen anfallen, z. B. Teillast-Betrieb, mit veränderlichen Temperaturen, z. B. Temperaturerhöhung durch Fouling von vorgeschalteten Anlagenteilen, und Zusammensetzungen, z. B. des HO2-Gehaltes infolge Rußblasen im vorgeschalteten Kessel, ist nach einer weiteren Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, daß die Umlaufmenge des Kreislaufmediums geregelt wird. Damit ist die auskoppelbare Wärmemenge im ersten Wärmetauscher an die jeweiligen Betriebsbedingungen anpaßbar und es wird sichergestellt, daß genügend Regenerierwärme zur Verfügung steht. Durch Abgabe verbleibender Restwärme an einen Fremdverbraucher, oder falls dieser nicht vorhanden ist, an einen Luftkühler, wird gewährleistet, daß das Kreislaufmedium mit möglichst geringer Temperatur in den ersten Wärmetauscher zurückgeführt wird. Die Verwendung eines billigen Luftkühlers wird durch das hohe Temperaturniveau des Kreislaufmediums ermöglicht.In the event that different to be processed Amounts of gas accrued, e.g. B. part-load operation with changing temperatures, e.g. B. temperature increase by Fouling of upstream system parts, and Compositions, e.g. B. the HO2 content due to soot bubbles in the upstream boiler, is after another Embodiment of the method according to the invention provided that the circulating amount of the circulating medium is regulated. This means that the amount of heat that can be extracted first heat exchanger to the respective operating conditions customizable and it ensures that enough Regeneration heat is available. By donation residual heat to a third party consumer, or if this is not available, to an air cooler, it is ensured that the circulating medium with as much as possible low temperature in the first heat exchanger is returned. The use of a cheap one Air cooler is due to the high temperature level of the Circulation medium allows.
Auch ist es durch die Regelbarkeit der Umlaufmenge, sowie Bypass- und Rückführmengen, des Kreislaufmediums möglich, Änderungen auf Seiten der Nutzwärmeabgabe, z. B. unterschiedliche Fremdwärmerücklauftemperaturen zwischen Sommer- und Winterbetrieb, automatisch anzupassen.It is also due to the controllability of the quantity in circulation, as well Bypass and return quantities of the circulating medium possible, Changes on the part of the useful heat tax, e.g. B. different external heat return temperatures between Summer and winter operation, to be adjusted automatically.
Die Erfindung betrifft überdies eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit mindestens einem Wärmetauscher, nachgeschalteter Wasch- und Regeneriersäule mit Reboiler. Diese Vorrichtung ist durch die Verbindung von mindestens einem Wärmetauscher mit dem Reboiler gekennzeichnet. Damit ist der Aufbau einer Anlage zur Ent fernung von Sauergasen aus einem heißen Gasgemisch folgender: Einem ersten Wärmetauscher wird heißes Gasgemisch zugeführt und die derart ausgekoppelte Wärme an einen mit diesem Wärmetauscher verbundenen Reboiler abgegeben. Dieser Reboiler stellt die für die Regenerierung notwendige Wärme zur Verfügung, verbleibende Restwärme wird direkt oder über mindestens einen Wärmetauscher weiterer Nutzung, z. B. Anwärmung des gewaschenen Gasgemisches, zugänglich gemacht.The invention also relates to a device for Execution of the procedure with at least one Heat exchanger, downstream washing and regeneration column with reboiler. This device is through the connection of at least one heat exchanger with the reboiler featured. This is the construction of a plant for ent removal of acid gases from a hot gas mixture the following: A first heat exchanger becomes hot Gas mixture supplied and the heat thus extracted a reboiler connected to this heat exchanger submitted. This reboiler provides the for Regeneration necessary heat available, remaining Residual heat is generated directly or via at least one Heat exchanger for further use, e.g. B. Warming up the washed gas mixture, made accessible.
Nach einer weiteren Ausgestaltungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Wärmetauscherfläche eines ersten Wärmetauschers an die jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt. Dabei können beispielsweise bei einem Rohrbündel-Wärmetauscher verschiedene Bündel durch Bypass teilweise zu- oder abgeschaltet werden. Eine andere Form der Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen ist die Möglichkeit, Ströme aufzusplitten und einen Teil entweder an einem Wärmetauscher vorbeizuführen oder aber von den gerade durchströmten Wärmetauscher zurückzuleiten, was die logarithmische Temperaturdifferenz verkleinert.According to a further embodiment of the The device according to the invention is the heat exchanger surface a first heat exchanger to the respective Operating conditions adapted. For example different bundles in a tube bundle heat exchanger partially switched on or off by bypass. A different form of adaptation to the respective Operating conditions is the possibility of currents to split and part of either Pass heat exchanger or from the straight flow through the heat exchanger to return what the logarithmic temperature difference reduced.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist es weiterhin vorteilhaft, ein Gebläse auf der heißen Seite der Gasgemische anzuordnen. Auf diese Weise kann es wegen der höheren Ansaugtemperatur nicht zur Kondensation von SO3-Nebeln kommen und somit entfällt die Notwendigkeit, daß das Gebläse gegen Korrosion beständig sein muß, und es kann erheblich billiger gebaut werden.In the arrangement according to the invention, it is still advantageous to have a blower on the hot side of the Arrange gas mixtures. That way it can because of higher suction temperature not for the condensation of SO3 nebulae come and there is no need to that the fan must be resistant to corrosion, and it can be built much cheaper.
Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zugehörigen Vorrichtung ist die optimale Wärmeauskopplung auf hohem Temperaturniveau, die eine Kühlwassereinsparung und Unabhängigkeit von der Dampfver sorgung für die Regenerierung bei gleichzeitiger Anwärmung des gewaschenen Gasgemisches auf geforderte Kamintemperatur und Bereitstellung von Nutzwärme bewirkt. Gegenüber bekannten Verfahren besteht weiterhin der Vorteil, daß die Temperaturverhältnisse vor dem Quenchteil der Wäsche stabiler sind, was deren Auslegung günstig beeinflußt.The main advantage of the method according to the invention and the associated device is the optimal one Heat extraction at a high temperature level, the one Saving cooling water and independence from steam supply for regeneration with simultaneous heating of the washed gas mixture to the required Chimney temperature and provision of useful heat. Compared to known methods, the Advantage that the temperature conditions before the quench part the laundry are more stable, which makes their design cheap influenced.
Die Erfindung ist anwendbar insbesondere bei allen Rauchgasentschwefelungsanlagen, die eine absorptive SO2-Entfernung mit einem physikalisch oder chemisch wirkenden Lösungsmittel beinhalten, sowie bei allen Waschverfahren zur Entfernung saurer Gase aus heißen Gasgemischen.The invention is particularly applicable to all Flue gas desulphurization plants that have an absorptive SO2 removal with a physical or chemical acting solvents, as well as all Washing process to remove acid gases from hot Gas mixtures.
Im folgenden sei die Erfindung anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.In the following the invention is based on a schematic illustrated embodiment explained in more detail.
Es werden 110 000 Nm3/h eines zu reinigenden Rauchgases über Leitung 1 einem Gebläse 2 zugeführt, in dem das Rauchgas von 0,93 bar auf 1,03 bar verdichtet wird. Das Rauchgas fällt mit einer Temperatur zwischen 160°C bis 200°C an. Es enthält 0,7 Vol.-% SO2 und 35 Vol.-% H2O. Die Verdichtung bewirkt eine Erhöhung der Temperaturen um ca. 14°C.110,000 Nm 3 / h of a flue gas to be cleaned are fed via line 1 to a blower 2 , in which the flue gas is compressed from 0.93 bar to 1.03 bar. The flue gas occurs at a temperature between 160 ° C to 200 ° C. It contains 0.7 vol% SO2 and 35 vol% H2O. The compression causes the temperatures to rise by approx. 14 ° C.
Nach der Verdichtung wird das Rauchgas einem Wärmetauscher 3 zugeleitet, in dem das Rauchgas abgekühlt wird. Die hierbei freiwerdende Wärme wird erfindungsgemäß für die Regenerierung des beladenen Lösungsmittels genutzt. Dazu wird über Leitung 4 ein Kreislaufmedium, welches die bei der Abkühlung im Wärmetauscher 3 freiwerdende Wärme speichert, einem Reboiler 5 zugeführt. After compression, the flue gas is fed to a heat exchanger 3 , in which the flue gas is cooled. The heat released here is used according to the invention for the regeneration of the loaded solvent. For this purpose, a circulating medium, which stores the heat released during cooling in the heat exchanger 3, is fed to a reboiler 5 via line 4 .
Zur Anpassung an die jeweiligen Betriebsbedingungen ist es möglich, einen Teilstrom des heißen Kreislaufmediums über Leitung 23 bei Bedarf vor den Wärmetauscher 3 zurückzuführen.To adapt to the respective operating conditions, it is possible to return a partial flow of the hot circulating medium via line 23 upstream of the heat exchanger 3 .
Im Reboiler 5 wird das Kreislaufmedium abgekühlt bei gleichzeitiger Anwärmung des beladenen Lösungsmittels und anschließend über Leitung 6 einem weiteren Wärmetauscher 7 zugeleitet.In the reboiler 5 , the circulating medium is cooled with simultaneous heating of the loaded solvent and then fed to a further heat exchanger 7 via line 6 .
Im Wärmetauscher 7 wird die nach Bereitstellung der Regenerierwärme im Reboiler 5 noch verbliebene Restwärme an ein Fremdwärmewasser abgegeben, von dem 80 t/h in Wärmetauscher 7 umgesetzt werden und welches mit einer Temperatur zwischen 55°C bis 70°C, je nach Jahreszeit, in den Wärmetauscher 7 auf der kalten Seite eintritt. Nach Aufnahme der Wärme verläßt das Fremdwasser den Wärmetauscher 7 über Leitung 8 mit einer konstanten Temperatur von 110°C. Das Kreislaufmedium wird mit niedriger Temperatur über Leitung 9 in den Wärmetauscher 3 zurückgeführt.In the heat exchanger 7 , the residual heat remaining after the regeneration heat is provided in the reboiler 5 is given off to an external heat water, from which 80 t / h are converted into heat exchanger 7 and which has a temperature between 55 ° C. to 70 ° C., depending on the season the heat exchanger 7 enters on the cold side. After absorbing the heat, the extraneous water leaves the heat exchanger 7 via line 8 at a constant temperature of 110 ° C. The circulating medium is returned to the heat exchanger 3 at a low temperature via line 9 .
Über Leitung 10 wird das auf ca. 100°C abgekühlte Rauchgas einem zweiten Wärmetauscher 11 zugeführt, in dem es bis auf eine Temperatur unterhalb des Wassertaupunktes abgekühlt wird.The flue gas cooled to about 100 ° C. is fed via line 10 to a second heat exchanger 11 , in which it is cooled down to a temperature below the water dew point.
Anschließend werden das Rauchgas und angefallenes Kondensat über Leitung 12 einem Behälter 13, der zur Abscheidung des Wassers und der gelösten Verunreinigungen dient, und danach einem Quenchteil 14, der sicherstellt, daß das Rauchgas auf die Temperatur abgekühlt wird bei der die nachfolgende physikalische Wäsche vorzugsweise abläuft, zugeführt. Daran schließt sich eine Waschsäule 15 an, in der das Rauchgas durch Absorptiion von SO2 mit einem physikalisch wirkenden Lösungsmittel entschwefelt wird.Then the flue gas and condensate accumulated via line 12, a container 13 , which serves to separate the water and the dissolved impurities, and then a quench part 14 , which ensures that the flue gas is cooled to the temperature at which the subsequent physical washing preferably takes place , fed. This is followed by a scrubbing column 15 in which the flue gas is desulfurized by absorption of SO2 with a physically active solvent.
Für die Abkühlung des Rauchgases ist es von Bedeutung, welches Lösungsmittel verwendet wird, da hiervon die Temperatur, bei der die Wäsche vorzugsweise abläuft, abhängt.For the cooling of the flue gas it is important which solvent is used, since the Temperature at which the laundry preferably runs off, depends.
70 000 Nm3/h entschwefeltes Rauchgas werden über Leitung 16 am Kopf der Waschsäule abgezogen und im Wärmetauscher 11 gegen abzukühlendes Rauchgas auf die erforderliche Kamintemperatur von 70°C gebracht. Es verläßt die Rauchgasentschwefelungsanlage mit Umgebungsdruck.70,000 Nm 3 / h of desulfurized flue gas are withdrawn via line 16 at the top of the washing column and brought to the required chimney temperature of 70 ° C. in the heat exchanger 11 against flue gas to be cooled. It leaves the flue gas desulfurization system at ambient pressure.
Zur Regenerierung wird das beladene Lösungsmittel über Leitung 17 einer Regeneriersäule 18 zugeleitet und mittels des Reboilers 5 angewärmt. Das dadurch freiwerdende SO2 verläßt die Regeneriersäule am Kopf über Leitung 22.For regeneration, the loaded solvent is fed via line 17 to a regeneration column 18 and heated by means of the reboiler 5 . The SO2 released in this way leaves the regeneration column at the head via line 22 .
Ein Teil des gereinigten Lösungsmittels wird über Leitung 19 dem Reboiler 5 und von da übe Leitung 20 zurück in den Sumpf der Regeneriersäule geführt, während der Rest des gereinigten Lösungsmittels über Leitung 21 im oberen Bereich der Waschsäule 15 aufgegeben wird.A part of the cleaned solvent is fed via line 19 to the reboiler 5 and from there via line 20 back into the bottom of the regeneration column, while the rest of the cleaned solvent is fed via line 21 in the upper area of the washing column 15 .
Unter Zugrundelegung des beschriebenen Ausführungsbeispiels läßt sich über die Verteilung der Wärmemengen folgendes sagen:Based on the described Embodiment can be distributed over the Heat quantities say the following:
Im ersten Wärmetauscher 3 wird eine Wassermenge von 5,2 MW ausgekoppelt, wovon 1 MW zur Regenerierung des beladenen Lösungsmittels benötigt wird und die restlichen 4,2 MW für einen Fremdverbraucher zur Verfügung stehen. In the first heat exchanger 3 , a quantity of water of 5.2 MW is coupled out, of which 1 MW is required for the regeneration of the loaded solvent and the remaining 4.2 MW are available to a third-party consumer.
Im zweiten Wärmetauscher 11 benötigt die Anwärmung des gereinigten Gases 1,6 MW, wobei 0,5 MW durch Kondensation von H2O aus dem ungereinigten Gas aufgebracht werden.In the second heat exchanger 11 , the heating of the cleaned gas requires 1.6 MW, 0.5 MW being applied by condensation of H2O from the unpurified gas.
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| DE3314183C2 (en) |
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|---|---|---|---|
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