DE3716610A1 - Process for removing pollutants from flue gases and apparatus for carrying out the process - Google Patents
Process for removing pollutants from flue gases and apparatus for carrying out the processInfo
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Abstract
Description
Die Praxis hat gezeigt, daß die Platzverhältnisse in den Heizräumen zusätzlich eine niedrig bauende Entschwefelungs anlage erfordert.Practice has shown that the space available in the Boiler rooms also have a low-construction desulfurization plant required.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß Wärmetauscher und Entschwefelungsanlage parallel/nebeneinander (aufrecht stehend oder hängend) angeordnet sind.This object is achieved in that heat exchangers and Desulphurization plant parallel / side by side (upright standing or hanging) are arranged.
Weiter hat die Praxis gezeigt, daß es notwendig ist, das Granulat im Filtersystem regelmäßig auszuspülen, um Fremd körper (z. B. Ruß, Staub usw.) zu entfernen. Diese Spülun gen erhöhen auch den Feuchtigkeitsgrad an den Oberflächen der Granulate, so daß die Effektivität der Entschwefelung erhöht wird.Practice has further shown that it is necessary that Rinse granules in the filter system regularly to avoid foreign matter body (e.g. soot, dust, etc.). This flush conditions also increase the degree of moisture on the surfaces of the granules, so that the effectiveness of desulfurization is increased.
Neue Erkenntnisse weisen darauf hin, daß die zurückgehal tenen SO2-Moleküle sehr gasflüchtig sind und in den Still standszeiten wieder aus dem Granulat teilweise entweichen, wodurch sich der Entschwefelungsgrad nachträglich verschlech tert.New findings indicate that the SO 2 molecules that are retained are very volatile in gas and in part escape again from the granules during downtimes, as a result of which the degree of desulfurization subsequently deteriorates.
Diese Problematik wird dadurch gelöst, daß die meisten SO2- Moleküle, die in die wäßrige Phase an den Oberflächen der Granulate eingebunden sind, z. B. als H2SO3/H2SO4 oder MgSO3/MgSO4, möglichst schnell ausgespült werden und in ein geschlossenes Kreislauf-Wasser-System eingebunden werden. Innerhalb dieses Systems befindet sich ein zweites Filter system, welches ständig unter Wasser steht. Das darin ent haltene Granulat, welches teilweise CaCo3 und MgO · Mg (OH)2 enthält, bindet die schwefelhaltigen Stoffe im Prozeßwasser, so daß ein gasförmiges Entweichen von schwefelhaltigen Mo lekülen weitgehend verhindert ist. Teilweise entstehen Sul fite, beispielsweise CaSO3, welche flockenförmig nach unten ausfallen. Nach Ende der Heizperiode werden diese entsorgt und bei Bedarf zu Sulfaten aufoxidiert, z. B. CaSO4/MgSO4. This problem is solved in that most SO 2 molecules, which are integrated in the aqueous phase on the surfaces of the granules, for. B. as H 2 SO 3 / H 2 SO 4 or MgSO 3 / MgSO 4 , rinsed out as quickly as possible and integrated into a closed circuit water system. Within this system there is a second filter system that is constantly under water. The granules contained therein, which partially contains CaCo 3 and MgO · Mg (OH) 2 , binds the sulfur-containing substances in the process water, so that a gaseous escape of sulfur-containing molecules is largely prevented. Sul fites, for example CaSO 3 , are formed in some cases, which precipitate downward in flakes. At the end of the heating period, these are disposed of and oxidized to sulfates if necessary, e.g. B. CaSO 4 / MgSO 4 .
Dies kann in einer separaten Sammelanlage geschehen. Je doch kann dieses Aufoxidieren innerhalb der einzelnen Ent schwefelungsanlage durchgeführt werden. Hierzu sind die Sulfite ausreichend mit Sauerstoff zu kontaktieren bei ei ner erhöhten Verweilzeit. Der ständige Umlauf von Prozeß wasser mit permanenter Sauerstoffzufuhr (Luft) durch Kon taktierung bewirkt im oben beschriebenen System die notwen dige Aufoxidierung.This can be done in a separate collection facility. Each however, this oxidation can occur within the individual Ent sulfurization plant. For this are the Sufficient contact with sulfites with oxygen at ei an increased dwell time. The constant circulation of process water with permanent oxygen supply (air) through con Tacting causes the necessary in the system described above oxidation.
Die RENOTHERM-Entschwefelungsanlage (2) ist zwischen Feue rungsanlage (3) und Kamin (1) angeordnet; sie wird direkt in die Rauchgasleitung (4) geschaltet.The RENOTHERM desulfurization system ( 2 ) is arranged between the firing system ( 3 ) and the chimney ( 1 ); it is switched directly into the flue gas line ( 4 ).
Das Rohr des Rücklaufwassers (5) wird unterbrochen und zu nächst in das RENOTHERM-Gerät geführt; von dort wird das vom Wärmetauscher aufgeheizte Rücklaufwasser zum Kessel (3) weitergeführt. Nach vollständiger Aufheizung im Kessel wird es in die Vorlaufleitung (6) geführt.The pipe of the return water ( 5 ) is interrupted and first led into the RENOTHERM device; From there, the return water heated by the heat exchanger is passed on to the boiler ( 3 ). After heating up completely in the boiler, it is led into the flow line ( 6 ).
Den aus dem Reaktionsbehälter austretenden Rauchgasen wird Frischluft (7) vor Eintritt in den Kamin beigemischt. Ein Elektromotor mit Ventilator sorgt für einen zügigen Trans port der Rauchgase.Fresh air ( 7 ) is added to the flue gases emerging from the reaction vessel before entering the chimney. An electric motor with fan ensures that the flue gases are transported quickly.
Die neutralisierten Kondensate laufen mit Prozeßwasser (8) im Kreislauf. Die anfallenden Sulfate werden in den Filter systemen (9) zurückgehalten.The neutralized condensates circulate with process water ( 8 ). The sulfates are retained in the filter systems ( 9 ).
Alternativ zu (8) und (9) wird wahlweise nicht Prozeßwas ser im Kreislauf über einen separaten Behälter mit Pumpe geführt, sondern ständig Frischwasser über das 1. Filter system gesprüht und nach Verlassen des 2. Filtersystems in den Kanal geführt, wobei die Sulfat-Grenzwerte einzuhalten sind. As an alternative to ( 8 ) and ( 9 ), process water is optionally not circulated through a separate tank with a pump, but fresh water is constantly sprayed through the 1st filter system and fed into the sewer after leaving the 2nd filter system, whereby the sulfate Limit values must be observed.
Da bestimmte Mengen des im Rauchgas enthaltenen Wassers auskondensiert werden, und weil den Rauchgasen vor Ein tritt in den Kamin Raumluft beigemischt wird, ist in der Regel eine problemlose Abführung der Rauchgase über den vorhandenen Kamin möglich. Es wird jedoch in allen Ein baufällen eine Überprüfung der Verhältnisse nach dem Re chenverfahren der DIN 4705 durchgeführt. Für Problemfäl le ist ein Kunststoff- oder Glaskamin vorzusehen.Because certain amounts of the water contained in the flue gas be condensed out and because the flue gases before on If air is mixed into the chimney, it is in the As a rule, the flue gases are easily removed via the existing fireplace possible. However, it becomes in all one construction cases, a review of the conditions after the re DIN 4705. For problems A plastic or glass fireplace is to be provided.
Für evtl. anfallende Überschuß-Wassermengen, die aus dem kondensierenden Rauchgas stammen, ist eine Entsorgungs möglichkeit zu schaffen.For any excess water that may result from the condensing flue gas is a disposal opportunity to create.
Die Anschlüsse der Rauchrohre (Eintritt/Austritt) sind variabel. Durch wechselbare Einsätze im Gerätekopf kön nen diese auch oben oder an den anderen Seiten unterge bracht werden. Auch die Durchmesser sind abgestuft in den verschiedenen Einsätzen.The flue pipe connections (inlet / outlet) are variable. Through exchangeable inserts in the device head, these are also below or on the other sides be brought. The diameters are also graded in the different missions.
Wahlweise ist zusätzlich zum normalen Austrittsrohr (zum Kamin) als eigentliches Abführungsrohr der Abgase seit lich ein Kunststoff-Kamin (ca. 100 mm ⌀) vorgesehen. Die ser ist mit einer Sicherheitseinrichtung versehen, wel che bei Erreichen (bzw. Überschreiten) einer bestimmten Temperatur das Kunststoffrohr verschließt.Optionally, in addition to the normal outlet pipe (for Chimney) as the actual exhaust pipe of the exhaust gases A plastic chimney (approx. 100 mm ⌀) is provided. The ser is provided with a safety device, wel che when reaching (or exceeding) a certain one Temperature closes the plastic tube.
Gleichzeitig öffnet sich das normale Rohr zum Kamin im "By-pass", so daß die Abgase dann durch den Kamin nach außen strömen.At the same time, the normal pipe to the chimney opens "By-pass" so that the exhaust gases then pass through the chimney stream outside.
21) Rauchgase aus der Feuerungsanlage werden in den Re aktionsbehälter geleitet.21) Flue gases from the furnace are in the Re action container directed.
22) Die noch heißen Rauchgase werden über die Tauscher flächen des RENOCOND-Rekuperators geleitet, wobei sich die Temperatur auf ca. 60 bis 80°C vermin dert. Das innen durchfließende Wasser des Heizungs rücklaufs wird aufgewärmt.22) The still hot flue gases are exchanged surfaces of the RENOCOND recuperator the temperature is reduced to approx. 60 to 80 ° C different. The heating water flowing through inside return is warmed up.
23) Die abgekühlten Rauchgase sowie anfallenden Kondensate werden nach unten in Richtung Sumpf bzw. Filter system geleitet. Beim Durchströmen des Filtersystems findet eine weitere Abkühlung statt, wobei im wesent lichen das Prozeßwasser Wärme nach außen abführt, wel che wiederum die Raumluft erwärmt. Diese Raumluft wird zur Verbrennung verwendet, so daß insgesamt diese Wär meverluste vernachlässigbar sind.23) The cooled flue gases and any condensates are going down towards the sump or filter system directed. When flowing through the filter system there is a further cooling, whereby essentially Lichen the process water dissipates heat to the outside, wel in turn warms the room air. This indoor air will used for combustion, so that this heat measurement losses are negligible.
24) Saure Kondensate werden auf pH-Wert 6,5 bis 8,5 neu tralisiert. Überschüssiges Wasser wird separat abge führt.24) Acidic condensates are adjusted to pH 6.5 to 8.5 tralized. Excess water is drained off separately leads.
25) Die abgekühlten Rauchgase führen noch weitere Konden sate mit, während sie das Filterbett nach oben durch strömen. Innerhalb des Filtersystems werden die SOx- Anteile um 60 bis 98% reduziert. Weitere Kondensate tropfen nach unten in den Sumpf ab. Teile der SO2- Moleküle verbleiben im Filterbett, andere Teile wer den ausgespült.25) The cooled flue gases carry additional condensates as they flow up through the filter bed. The SO x content within the filter system is reduced by 60 to 98%. Further condensates drip down into the sump. Parts of the SO 2 molecules remain in the filter bed, other parts are rinsed out.
26) Kondensiertes Wasser und neutralisierte Säurekonden sate im Prozeßwasser werden in den Prozeßkreislauf geführt.26) Condensed water and neutralized acid condensers Sate in the process water are in the process cycle guided.
27) Das Sulfate mitführende Prozeßwasser tritt in einen se paraten Doppelbehälter ein, welcher für einen bestimm ten Pegel ausgelegt ist. Im inneren Behälter befindet sich ein zweites Filtersystem, welches völlig von Prozeßwasser überflutet ist. Das Prozeßwasser strömt durch ein Fallrohr in den unteren Bereich; von dort strömt es mit ausreichender Verweilzeit nach oben zum Überlauf, wobei es beim Kontaktieren der Granu latkörper die Sulfate an diese abgibt. 27) The process water carrying sulfates enters a se prepare a double container, which for a certain level is designed. Located in the inner container a second filter system, which is completely from Process water is flooded. The process water flows through a downpipe in the lower area; from there it flows upwards with sufficient dwell time to overflow, being there when contacting the granu lat body which releases sulfates to these.
Ein Teil der Schwefelanteile aus den Kondensaten (z. B. H2SO3 bzw. H2 SO4 oder MgSO3/MgSO4) verbin det sich mit dem Granulat teilweise zu Sulfit und fällt flockenförmig nach unten aus.Some of the sulfur components from the condensates (e.g. H 2 SO 3 or H 2 SO 4 or MgSO 3 / MgSO 4 ) partially combine with the granules to form sulfite and precipitate downwards in flakes.
28) Im zweiten Filtersystem befindet sich ein Granulat, welches eine Mischung aus MgO/Mg(OH)2/CaO/CaCO3 unter Zusatz von Eisenoxiden, Aluminiumoxiden, Siliziumoxiden und anderen neutralisierenden Substanzen enthält. Die Sulfate werden aus dem umgebenden Wasser in das Granu lat übertragen.28) In the second filter system there is a granulate which contains a mixture of MgO / Mg (OH) 2 / CaO / CaCO 3 with the addition of iron oxides, aluminum oxides, silicon oxides and other neutralizing substances. The sulfates are transferred from the surrounding water into the granules.
29) Das von Sulfaten befreite Prozeßwasser wird mittels einer Pumpe wieder in die Rauchgasentschwefelungs anlage befördert, wo es zum Benetzen und Ausspülen des ersten Filtersystems erneut benutzt wird. Nasse Granulate erhöhen den SOx-Abscheidegrad. Die Ausspü lung verhindert ein Verstopfen des ersten Filtersy stems durch Ruß, Staub, Sulfate und dgl. Die Pumpe ist vorzugsweise in den Brenner-Stillstandszeiten in Betrieb.29) The process water, freed from sulfates, is pumped back into the flue gas desulfurization system, where it is used again for wetting and flushing out the first filter system. Wet granules increase the degree of SO x separation. The rinsing prevents clogging of the first filter system by soot, dust, sulfates and the like. The pump is preferably in operation during the burner downtimes.
30) Durch Kondensation des Rauchgaswassers anfallende Über schüsse müssen abgeführt werden. Es ist bei Bedarf nochmals mit einem weiteren Stoff, der die Sulfate bin det, zu kontaktieren.30) Overdue condensation from the flue gas water shots must be fired. It is on demand again with another substance that is the sulfates det, to contact.
31) Überschüssiges Wasser, welches weitgehend frei von Sulfaten ist, mit pH-Wert ca. 7, kann in die Kanali sation geleitet werden.31) Excess water, which is largely free of Sulphates, with a pH of around 7, can enter the sewers sation.
32) Überschüssiges Wasser kann wahlweise auch durch Be treuungspersonal mittels Auffangbehälter beseitigt werden.32) Excess water can alternatively also by Be supervision staff eliminated by means of a collection container will.
33) Das Wasser des Heizungsrücklaufs wird im Wärmetauscher erwärmt. Dadurch muß der Brenner im Heizkessel weniger Energie aufwenden, um das Wasser auf Vorlauftemperatur zu bringen. Die Energieeinsparung liegt zwischen 5 und 15%, je nach Art, Zustand und Betriebsweise der Feuerungsanlage. Das Wasser durchströmt den Wärme tauscher durch horizontale Bohrungen von unten nach oben, wechselt von einer Seite zur anderen, dabei im mer eine Stufe höher ansteigend. Diese Funktion wird durch Deckel an beiden Seiten des Wärmetauschers si chergestellt. Wahlweise wird auch Brauchwasser als Kühlmedium verwendet.33) The water from the heating return flows into the heat exchanger warmed up. This means that the burner in the boiler has to be reduced Spend energy to keep the water at flow temperature bring to. The energy saving is between 5 and 15%, depending on the type, condition and mode of operation of the Combustion plant. The water flows through the heat exchanger through horizontal bores from bottom to bottom above, changes from one side to the other, in the ascending one step higher. This feature will through cover on both sides of the heat exchanger si made. Process water is also optionally available Coolant used.
34) Die gereinigten Rauchgase werden bei Eintritt in den Ventilationsbereich wieder etwas erwärmt. Auch die an fallende Neutralisationswärme bewirkt eine geringfü gige Erwärmung.34) The cleaned flue gases are discharged into the Ventilation area warmed up a bit again. That too falling heat of neutralization causes a slight warming.
35) Auftretende Verluste werden durch einen Ventilator ausgeglichen.35) Losses are generated by a fan balanced.
36) Das Saugzuggebläse befördert die Rauchgase mit beige mischter Frischluft in Richtung Kamin. Es ist vorzugs weise gleichzeitig mit dem Brenner in Betrieb. Bei Brennerstillstand steht es ebenfalls still.36) The induced draft fan conveys the smoke gases in beige mixed fresh air towards the fireplace. It is preferred operate simultaneously with the burner. At The burner standstill also stops.
37) Den in Richtung Kamin strömenden Rauchgasen wird Frischluft beigemischt (ca. 3- bis 6fache Menge der Rauchgase). Der Wassertaupunkt kann dadurch auf bis zu 20°C gesenkt werden.37) The smoke gases flowing towards the chimney Fresh air added (approx. 3 to 6 times the amount of Flue gases). The water dew point can be up to can be reduced to 20 ° C.
38) Ein geschlossener Turm umgibt das erste Filtersystem. Er wird - genauso wie der Wärmetauscher - an den Außen flächen von unten nach oben ständig von Frischluft um strömt, die vom Ventilator zusammen mit den Rauchgasen angesaugt werden. An der Innenseite des Turmes treffen die Rauchgase somit immer auf relativ kalte Flächen.38) A closed tower surrounds the first filter system. Like the heat exchanger, it is on the outside areas are constantly surrounded by fresh air from bottom to top flows from the fan along with the flue gases be sucked in. Meet on the inside of the tower the flue gases are therefore always on relatively cold surfaces.
39) Im Filterturm hängt der Korb des ersten Filtersystems; dieser ist in den Außenabmessungen deutlich kleiner, so daß ein Querschnitt für die hochsteigenden Rauch gase verbleibt. Von diesem Querschnitt aus strömen die Rauchgase zunächst radial/horizontal in das Granu lat ein. Anschließend senkrecht nach oben. Das Granu lat besteht z. B. aus MgO · Mg(OH)2, vermischt mit CaCO3 u. a.39) The basket of the first filter system hangs in the filter tower; this is significantly smaller in the outer dimensions, so that a cross section remains for the rising smoke gases. From this cross-section, the flue gases initially flow radially / horizontally into the granule lat. Then vertically upwards. The Granu lat consists, for. B. from MgO · Mg (OH) 2 mixed with CaCO 3 and others
40) Innerhalb des Filterkorbes befindet sich ein zweiter, kleinerer Korb, der einen Hohlraum innerhalb des Granu lat-Festbettes sicherstellt. Die Druckverluste werden somit gering gehalten.40) Inside the filter basket there is a second smaller basket that has a cavity within the granu lat fixed bed ensures. The pressure drops will be thus kept low.
41) Im Hohlraum des Festbettes wird der Druck überwacht. Über eine Rohrverbindung ist ein Druckwächter ange schlossen.41) The pressure is monitored in the cavity of the fixed bed. A pressure switch is attached via a pipe connection closed.
42) Der Druckwächter setzt bei Über- oder Unterschreiten eines fest eingestellten Wertes die Sicherheitsein richtung in Betrieb. So kann z. B. der Brenner ab schalten, oder die Motorklappe öffnet sich.42) The pressure switch sets if the pressure falls below or above a fixed value the security direction in operation. So z. B. the burner switch, or the engine flap opens.
43) Über einen Motor, der mit Gebläse, Brenner und Druck wächter gekoppelt ist, wird die Rauchgasklappe in die jeweils erforderliche Position gebracht. Auch die Pum pe für das Prozeßwasser ist als Teil dieser gesamten elektrischen Schaltkopplung zu betrachten.43) Via a motor with blower, burner and pressure is coupled more closely, the flue gas flap is inserted into the brought each required position. Even the pum pe for the process water is part of this overall to consider electrical switching coupling.
44) Die Rauchgasklappe ist als Sicherheitselement zu be trachten. Im Normalbetrieb ist sie geschlossen, so daß die Rauchgase nicht auf direktem Weg zum Kamin strömen können. Sie müssen dann den Wärmetauscher über eine Vielzahl von Bohrungen nach unten durchströmen, in Rich tung Entschwefelungsanlage.44) The flue gas damper is to be used as a safety element try. In normal operation it is closed, so that the flue gases do not flow directly to the chimney can. You then have to use the heat exchanger Flowing through numerous holes downwards, in rich desulphurization plant.
Bei Störungen im System kann die Klappe öffnen. Die Klappe selbst ist nicht absolut starr mit der Motor welle gekoppelt. Bei von außen wirkenden starken Kräf ten, z. B. bei plötzlicher Verpuffung aus dem Brennraum, läßt sie sich aufdrücken.The flap can open if there is a fault in the system. The Flap itself is not absolutely rigid with the engine shaft coupled. With strong forces acting from the outside ten, e.g. B. in the event of a sudden deflagration from the combustion chamber, can be pressed on.
45) In geöffneter Stellung der Klappe strömen die Rauchgase direkt zum Kamin. Gleichzeitig wird der Ventilator verschlossen, so daß sie nicht nach un ten bzw. nach außen entweichen können.45) In the open position of the flap, the Smoke gases directly to the fireplace. At the same time, the Fan closed so that it does not move to un or can escape to the outside.
46) Durch senkrechte Bohrungen im Wärmetauscher strömen die Rauchgase bei geschlossener Klappe nach unten.46) Flow through vertical holes in the heat exchanger the flue gases down when the flap is closed.
47) Durch waagerechte Bohrungen im Wärmetauscher, die zwischen den senkrechten Bohrungen angeordnet sind, strömt das Wasser des Heizungsrücklaufs.47) Through horizontal holes in the heat exchanger, the are arranged between the vertical bores, the water from the heating return flows.
48) Wärmedämmung verhindert Wärmeverluste nach außen. Statt dessen wird diese Wärme von der bei (37) ein strömenden Luft aufgenommen und den gereinigten Rauchgasen zugeführt. Damit wird ein besserer Kamin zug sichergestellt.48) Thermal insulation prevents heat loss to the outside. Instead, this heat is absorbed by the air flowing at ( 37 ) and fed to the cleaned flue gases. This ensures a better chimney draft.
49) Der mit Granulat gefüllte Korb taucht mit dem Gra nulat unterhalb des Sumpfpegels ein. Feuchtigkeit steigt aus dem Sumpfwasser ständig nach oben und hält das gesamte Festbett bzw. die Oberfläche der Granulate in stetiger Nässe.49) The basket filled with granules dips with the gra nulate below the sump level. humidity rises up and out of the swamp water holds the entire fixed bed or the surface of the Granules in constant wetness.
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