DE3808374A1

DE3808374A1 - Waschverfahren zur reinigung von abgasen

Info

Publication number: DE3808374A1
Application number: DE19883808374
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl Ing Dr Sc T Neesse; Wolfgang Dipl Ing Dr Dallmann; Volker Dipl Ing Menzer; Andreas Dipl Ing Gressmann; Karl Kubitza; Lutz Dipl Ing Volkmann; Klaus Dipl Chem Dr Rer Domasch; Rolf Dipl Ing Dr Ing Helfricht; Klaus Dipl Chem Dr Rer Muehle; Wolfgang Dipl Ing Dr I Scheibe; Guenter Thomas; Frank Dipl Ing Bueschelberger; Axel Dipl Chem Schaue
Original assignee: ENERGIEVERSORGUNG INGBETRIEB
Current assignee: ENERGIEVERSORGUNG INGBETRIEB
Priority date: 1987-07-03
Filing date: 1988-03-12
Publication date: 1989-01-12
Also published as: DD267620A3

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Schadstoffen, vorzugsweise von SO₂ und Flugasche, aus Rauchgasen oder Abgasen von Industrieanlagen, insbesondere von kleineren und mittleren kohlegefeuerten Kraftwerken.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zur Reinigung von Abgasen, insbesondere von Rauchgasen aus Kraftwerken, sind Trocken-, Halbnaß- und Naßverfahren sowie regenerative Verfahren bekannt.

Die Naßverfahren (Waschverfahren) haben neben den regenera tiven Verfahren den Vorteil eines guten Wirkungsgrades. Sie arbeitet mit einem geringen stöchiometrischen Überschuß an Absorptionsmittel. Bei diesen Verfahren sind die Aufwendun gen für die schadstoffabsorbiernden Additive kostenbestim mend.

Bei einer Vielzahl international entwickelter Naßverfahren verwendet man zur absorptiven SO₂-Entfernung aus einem Rauchgasstrom kalziumhaltige Produkte wie Kalk oder Kalk stein (Additive), aber auch Aschen und Schlacken vom Ver brennungsprozeß in wäßriger Suspension als Absorptionsmit tel (DD-PS 2 13 357, DE-OS 32 32 077, DE-PS 30 01 258, DE-OS 33 08 927, DD-PS 2 13 358, US-PS 41 73 619, GB-PS 14 96 936, JP-PS 58-1 50 417). Eine Reihe von Waschverfahren zur Rauch gasreinigung arbeitet mit unterschiedlicher Kreislauffüh rung der Wäschersuspension.

Zur Gestaltung der Kreislaufführung kommen insbesondere bei mehrstufigen Waschverfahren Hydrozyklone zum Einsatz (US-PS 42 67 155, DE-PS 33 05 120). Es ist auch bekannt, daß bei Naßverfahren vor dem Wäscher das Additiv bzw. nach dem Wäscher die gesamte Feststoffmenge einer Zerkleinerung (Mahlung) unterzogen werden kann (DD-PS 2 23 074, DD-PS 85 821, DE-OS 22 24 224, SU-PS 11 93 377, US-PS 42 44 930). Nachteilig bei den Naßverfahren ist, daß bei gröberen Kör nungen des Additivs bzw. der Grobasche die Lösungs- und Re aktionsgeschwindigkeiten in der wäßrigen Phase gering sind und der chemische Umsatz nicht vollständig abläuft. Durch eine Mahlung des Additivs vor dem Wäscher entsteht zwar zu nächst die zur Reaktion notwendige freie Oberfläche, die aber durch Sulfitüberzüge im Wäscher blockiert wird. Diese Sulfitüberzüge können durch die bekannten Lösungen einer Hydrozyklonklassierung und anschließender Kreislaufführung von Klassierergrob- bzw. Klasiererfeingut nicht beseitigt werden, so daß durch diese Verfahren keine freien Oberflächen der Absorptionsmittel (Asche-Gips-Partikel) entstehen und damit die Reaktionsoberflächen blockiert bleiben (US-PS 42 67 155, DE-PS 33 05 120).

Eine Zerkleinerung der gesamten nach dem Wäscher anfallenden Feststoffmenge in dünner Suspension ist aufwendig und nicht effektiv, da durch Übermahlung auf zu feine Körnungen kein weiteres Ca²⁺ freigesetzt und gleichzeitig das erwünschte Wachstum der Gipskristalle verhindert wird.

Ein ausreichender chemischer Umsatz sowie eine erhöhte Aus nutzung des Kalkinhalts der Absorptionsmittel kann unter diesen Bedingungen nur bei höheren Verweilzeiten bzw. mit großen Apparatevolumina erreicht werden.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen, insbesondere von Rauchgasen, unter Berücksichtigung volkswirtschaftlicher Rentabilität durch minimalen Additiveinsatz und größtmöglicher Ausnutzung des Kalkinhaltes des Additivs sowie der Grobasche zu verwirk lichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen zu entwickeln, bei dem die Lösungs- und Reaktionsgeschwindigkeiten des Additivs bzw. der Grob asche in der wäßrigen Phase groß sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in den Wäscherkreislauf als erste Trennstufe eine Klassierung der Wäscher-Suspension, vorzugsweise mit Hydrozyklonen, einge schaltet wird und das Klassierergrobgut zusammen mit der Grob asche und dem Additiv einer Naßmahlung unterzogen wird, und das gemahlene Gut dem Wäscher zugeführt wird, während das Klassiererfeingut in eine zweite Trennstufe eingeleitet wird, wo eine Dünntrübe anfällt, die in den Wäscher zurück geht, und ein eingedicktes Produkt entsteht, das entwässert und ausgeschleust wird.

Durch die Klassierung der Wäscher-Suspension werden die fei nen Teilchen, bei denen die Ca-Bestandteile schon weitgehend herausgelöst wurden, der Zerkleinerung ferngehalten. Die Zer kleinerung des Klassierergrobgutes schafft neue Reaktions oberflächen und beseitigt Blockierungen durch Sulfitüberzüge. Durch die Klassierung der Wäsche-Suspension mit anschließ ender Zerkleinerung des Klassierer-Grobgutes erhöht sich die Lösungs- und Reaktionsgeschwindigkeit in der wäßrigen Phase. Das hat zur Folge, daß ein schnellerer chemischer Um satz bzw. eine vollständigen Ausnutzung des Kalkinhaltes des Additivs und der Grobasche erreicht wird.

Damit erübrigen sich große Suspensionsstapelvolumina für Reaktion, Oxidation und Neutralisation. Hohe Verweilzeiten sind innerhalb des Verfahrens nicht mehr erforderlich. Erfindungswesentlich ist, daß als Absorptionsmittel im Vor entstauber bzw. bei der Naßentaschung und im Klassierappa rat abgeschiedene Grobasche und/oder Additive, vorzugsweise feingebrochener, bunkerfähiger Kalkstein, verwendet werden. Bei kleinen Kesseleinheiten bzw. niedrigen Staubgehalten im Rohgas kann die Vorentstaubung entfallen. Die erforderlichen Reingasstaubgehalte werden dann im Wäscher erreicht.

Erfindungswesentlich ist weiterhin, daß in der Mühlenauf gabe das Mengenverhältnis von körnigem Additiv und Klassie rergrobgut in Abhängigkeit vom pH-Wert der Wäscher-Suspen sion geregelt wird. Dadurch kann die Stabilisierung des pH-Wertes ausschließlich durch Zugabe von gebrochenem Addi tiv in der Mühle erfolgen.

Somit entfallen die sehr aufwendigen Zusatzeinrichtungen für die Entladung, Bunkerung und Dosierung pulverförmiger Additive.

Im Gegensatz zu bekannten Verfahren gelangt nicht das Klas sierergrobgut, sondern das Klassiererfeingut zur Entsor gung.

Weiterhin ist erfindungswesentlich, daß das Klassierer feingut der ersten Trennstufe einer Flockung unterzogen wird, und daß in der zweiten Trennstufe ein Eindickapparat, vorzugsweise ein Rundeindicker, eingesetzt wird.

In dem Eindickapparat wird ein Kristallwachstum bzw. die benannte Flockung angestrebt. Dadurch ergeben sich bessere stoffliche Eigenschaften des eingedickten Schlammes für die sich anschließende Schlammentwässerung, beispielsweise auf Filterapparaten.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die Lösungs- und Reaktionsgeschwindigkeiten des Additivs bzw. der Grob asche in der wäßrigen Phase auf Grund der integrierten Klassierung und Mahlung groß sind. Es kommt zu einer größtmöglichen Ausnutzung des Kalkinhaltes des Additivs und der Grobasche sowie zu geringen Verweilzeiten durch ständige Beseitigung von blockierten Reaktionsoberflächen, die durch Sulfitüberzüge auf den Additiv- bzw. Aschekör nern entstehen. Die hohen Lösungs- und Reaktionsgeschwin digkeiten haben zur Folge, daß mit relativ kleinen Wä schern hohe SO₂-Einbindungsgrade erreichbar sind. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß auszuschleusendes Wasser ausschließlich mit der Feuchte des entwässerten Feststoffs aus dem Prozeß abgeschieden wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbei spiel entsprechend dem Verfahrensschema er läutert werden.

Der Rauchgasstrom 9 wird zunächst einem Vorentstauber 1 und dann einem Wäscher 4 zugeführt, nachdem er durch Ein düsen von Wäschersuspension 14 in einem Vorkühler 3 vorgekühlt worden ist. Die erforderliche Wiederaufheizung des Reingases 11 hinter dem Wäscher 4 erfolgt durch einen vor dem Economizer des Dampferzeugers entnommenen Rohgasstrom 10, der über einen Heißgaszyklon 2 geführt wird.

Durch Einschalten des Heißgaszyklones 2 und eines Vorent staubers 1 wird die Grobasche 12 der Rohgasströme 9, 10 weitgehend gewonnen und gemeinsam mit der Asche der Naßentaschung 13 über die Mühle 6 dem Wäscher 4 zuge leitet und dann als Wäscher-Suspension 14 im Kreislauf geführt. Der Wäscher 4 dient gleichzeitig als Feinent stauber und als Pumpensumpf der nachgeschalteten Hydrozy klone 5, die die erste Trennstufe darstellen. Ebenso wird die Oxidation im Pumpensumpf des Wäschers 4 durch geführt.

Die Wäschersuspension 14 wird aus dem Wäscher 4 abgezo gen und nachgeschalteten Hydrozyklonen 5 aufgegeben bzw. ein Teilstrom zum Vorkühler 3 zurückgeführt.

Das Klassierergrobgut 15 wird zuammen mit der Grobasche 12 des Vorentstaubers 1 und des Heißgaszyklones 2 so wie der Asche der Naßentaschung 13 und dem Additiv 17 in der Mühle 6 gemahlen und in den Wäscher 4 zurückge leitet.

Durch pH-Wert-Regelung 24 wird die Additiv-Zugabe so ge führt, daß im Wäscher 4 ein pH-Wert von 4,8 bis 5,5 ge halten wird.

Das Klassiererfeingut 16 wird einem Rundeindicker 7 zugeführt, der die zweite Trennstufe darstellt. Dabei er folgt eine Zugabe von Flockungsmittel 23.

Der Rundeindickerüberlauf 18 wird unter Einbeziehung von Zusatzwasser 22 im Kreislauf zum Wäscher 4 zurückge führt, während der Rundeindickerunterlauf 19 zum Vakuum filter 8 gelangt. Das anfallende Filtrat 21 wird ge meinsam mit dem Rundeindickerüberlauf 18 und dem Zusatz wasser 22 dem Wäscher 4 aufgegeben.

Der Filterkuchen 20 kann einer Deponie zugeführt werden. Über die Restfeuchte des Filterkuchens 20 erfolgt die Ausschleusung gelöster Bestandteile und die Stabilisierung der Salzfracht im Wäscherkreislauf.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Vorentstauber
2 Heißgaszyklon
3 Vorkühler
4 Wäscher
5 Hydrozyklon
6 Mühle
7 Rundeindicker
8 Vakuumfilter
9 Rohgasstrom nach Economizer im Dampferzeuger
10 Rohgasstrom, entnommen vor Economizer im Dampfer zeuger
11 Reingas
12 Grobasche
13 Asche der Naßentaschung
14 Wäschersuspension
15 Klassierergrobgut
16 Klassiererfeingut
17 Additiv
18 Rundeindickerüberlauf
19 Rundeindickerunterlauf
20 Filterkuchen
21 Filtrat
22 Zusatzwasser
23 Flockungsmittel
24 pH-Wert-Regelung

Claims

1. Waschverfahren zur Reinigung von Abgasen, insbesondere zur simultanen Entstaubung und zur Rauchgasentschwefe lung unter Verwendung von kalkhaltigen Grobaschen und Additiven, gekennzeichnet dadurch, daß in den Wäscher kreislauf als erste Trennstufe eine Klassierung, vor zugsweise mit Hydrozyklonen, der Wäscher-Suspension ein geschaltet wird und das Klassierergrobgut zusammen mit der Grobasche und dem Additiv einer Naßmahlung unterzo gen wird, und das gemahlene Gut dem Wäscher zugeführt wird, während das Klassiererfeingut in eine zweite Trenn stufe eingeleitet wird, wo eine Dünntrübe anfällt, die in den Wäscher zurückgeht, und ein eingedicktes Produkt entsteht, das entwässert und ausgeschleust wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Absorptionsmittel im Vorentstauber bzw. bei der Naßent aschung und im Heißgaszyklon abgeschiedene Grobasche und/ oder Additive, vorzugsweise feingebrochener, bunkerfähi ger Kalkstein, verwendet werden.

3. Verfahren nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß in der Mühlenaufgabe das Mengenverhältnis von Addi tiv und Klassierergrobgut in Abhängigkeit vom pH-Wert der Wäschersuspension geregelt wird.

4. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Klassiererfeingut der ersten Trennstufe einer Flockung unterzogen wird.

5. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß in der zweiten Trennstufe ein Eindickapparat, vorzugsweise ein Rundeindicker, eingesetzt wird.