DE3901184A1 - Verfahren zur reinigung von rauchgasen - Google Patents

Description

Das erfindungsgemäße Verfahren dient der Rauchgasentstaubung und -entschwefelung bei kleineren Feuerungen, insbesondere bei Warmwasseraufbereitern und Dampferzeugern, die in Heiz­ werken und Heizzentralen überwiegend in Mehrfachaufstellung vorhanden sind. Sie rufen oft starke örtliche Belastungen hervor und bedürfen damit der lufthygienischen Sanierung.

Zur Rauchgasreinigung werden trockene, halbtrockene und Naßverfahren eingesetzt. Bei den trockenen Verfahren werden Additive in den Feuerraum (DD-WP 2 25 349) oder in den Rauch­ gasstrom (DD-WP 2 49 854) eingebracht, die Abscheidung der Schadstoffe erfolgt mit filternden Abscheidern. Die halb­ trockenen Verfahren arbeiten nach dem Prinzip der Sprüh­ absorption, wie zum Beispiel in der OS 35 02 695 beschrieben.

Bei den oben genannten Varianten der Rauchgasreinigung treten Probleme mit dem Abscheidegrad und generell mit der Entsorgung auf, weil die Abprodukte hohe Sulfitanteile ent­ halten. Die eigentlichen Naßverfahren erfordern oft eine vor­ herige hochwertige Staubabscheidung, so bei der physikalischen Absorption nach DD-AP 2 49 856 oder bei der Chemiesorption nach DD-AP 2 52 978 oder nach OS 34 36 699. Eine kombinierte Staub- und SO₂-Abscheidung ist in DD-WP 2 48 846 beschrieben, wo die Neutralisation mit aus Stalluft gewonnenem NH₃ er­ folgt. Dies ist naturgemäß auf landwirtschaftliche Standorte beschränkt.

Ein wesentlicher Teil der Verfahrensgestaltung ist die Entsorgung. Bei den Naßverfahren, die insbesondere bei kleineren Einheiten nur auf die Rauchgasreinigung und gegebenenfalls auf Abwärmenutzung, nicht aber auf eine Wert­ stoffgewinnung ausgerichtet sind, bedeutet dies, den abge­ schiedenen Staub und das als schwerlösliche Gips fixierte SO₂ so zu erhalten, daß es normalen Feststoffdeponien zuge­ führt werden kann.

Speziell bei großer Wärmeauskopplung anfallende Abwässer sollen möglichst wenig Sulfat und keine Schwermetalle ent­ halten. Außerdem soll weder in festen Abprodukten noch im Abwasser Sulfit enthalten sein. Aus der Praxis bestehender, mit calciumhaltigen Absorptionsmitteln arbeitenden Naßrei­ nigungsanlagen ist bekannt, daß die Kristallisation des Gipses verzögert erfolgt und dadurch übersättigte Lösungen entstehen, was zu unkontrollierten Gipsausscheidungen im Trübekreislauf führen kann.

Ein weiteres Problem ist die eventuelle Schwermetallanreicherung im Abwasser. Bei den für die Oxidation zum Sulfat notwendigen pH-Wert von 5 . . . 6 kann es zu teilweiser Auslaugung von Schwermetallen aus der Asche kommen. Dadurch wird oft eine gesonderte Abwasseraufbereitung notwendig. Diese zusätzlichen Verfahrensschritte bedeuten insbesondere bei kleinen Anlagen einen hohen zusätzlichen Aufwand.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Schadstoffemission von kleineren Feuerungen und Warmwasseraufbereitern sowie Dampferzeugern, insbesondere beim Einsatz von stark schad­ stoffhaltigen Brennstoffen, wie Rohbraunkohle, zu verringern, wobei die oben genannten Nachteile vermieden werden sollen. Speziell für die kleineren Anlagen ist eine verfahrenstechnische Lösung zu schaffen, die störungsfreien Betrieb der Rauchgas­ reinigungsanlage bei vertretbarem ökonomischen Aufwand ge­ stattet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Rauchgas­ reinigung von vorwiegend Warmwasserbereitern und kleineren Dampferzeugern zu schaffen, das ein deponiefähiges Abpro­ dukt liefert, wobei bestmöglichste Reinigungseffekte er­ zielt werden sollen und bei geringem Wartungsaufwand eine hohe Zuverlässigkeit der Anlage zu erbringen ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches gelöst, indem zunächst mit Hilfe einer Fraktionierung die groben Fraktionen der Flugasche aus dem Rauchgas abgetrennt werden und die noch verbleibenden feinen Fraktionen und das im Rauchgas enthaltene Schadgas einer ein- oder mehrstufigen Naßwäsche zugeführt wird, die mit einer Calciumhydroxid und/oder calciumkarbonat­ haltigen Sorptionsflüssigkeit arbeitet. Der pH-Wert der Sorptionsflüssigkeit liegt im Bereich von 5 . . . 6.

Bei einer Fahrweise der Feuerungen oder Kessel mit geringem Luftüberschuß wird im Naßabscheider zur Oxidation der Sulfite Umgebungsluft zugeführt. Aus der Naßwäsche gelangt die schad­ stoffbelastete Flüssigkeit in ein unterhalb angeordnetes Trübebecken, in welchem die Sedimentation der Feststoffe und das Wachstum der Gipskristalle erfolgt. Für diesen Vorgang sind Strömungsgeschwindigkeiten von 0,3 . . . 2,0 cm/s und Verweilzeiten von 3 . . . 20 min erforderlich. Der sich am Boden des Trübebeckens ansammelnde Dünnschlamm wird diskon­ tinuierlich über Leitungen in den Nachreaktionsbehälter ab­ gezogen, welcher unterhalb des Trübebeckens und der Fraktio­ nierung angeordnet ist. Der Nachreaktionsbehälter dient der Vermischung des bei der Fraktionierung abgeschiedenen Grob­ staubes mit dem Dünnschlamm unter Rühren. Je nach Anfall der Schadstoffe wird in gewissen Abständen der Inhalt des Nach­ reaktionsbehälters zur Kammerfilterpresse gepumpt und der Behälter mit Dünnschlamm neu gefüllt. Die beim Filtrations­ vorgang anfallende Klarflüssigkeit wird dem Trübekreislauf wieder zugesetzt bzw. zum Ansetzen der Sorptionslösung ge­ nutzt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren kommt es zu hohen Abscheideleistungen für Staub und Schwefeldioxid, da der Feinstaub in der Naßwäsche durch Kondensationseffekte die Abscheidung der Schadstoffe und die Ausbildung von Gipskristallen als Kristallisationskeime fördert, ohne daß durch Grobstaub bedingte erosive oder korrosive Schäden an den Apparaten entstehen.

Überraschenderweise zeigte sich, daß durch die Benutzung eines Nachreaktionsbehälters eine volle Ausnutzung der Alkalität der Flugasche möglich ist, der pH-Wert des konditionierten Schlammes bis auf pH 8 steigt, was zur Ausfällung der Schwermetalle führt, und daß die im Nachreaktionsbehälter zugegebenen Grobstaubfraktionen sehr gute Filtrationseigenschaften des Schlammes bewirken, was zur einwandfreien Funktion der Kammerfilterpresse und zu einem ordnungsgemäßen - sich gut aus der Presse lösendem - deponiefähigen Filterkuchen führt.

Nachstehend soll die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt das Schaltschema der Rauchgaswäsche.

Die vom Warmwasserkanal oder Dampfkessel kommenden schad­ stoffhaltigen Rauchgase werden in einem modifizierten Flieh­ kraftabscheider 1 fraktioniert. In der Fraktionierung erfolgt die Abtrennung der groben Fraktionen des Flug­ staubes (ca. 70% des Gesamtstaubes). Die feinen Fraktionen werden gemeinsam mit dem Schadgas im Rauchgas einem zwei­ stufigen Naßabscheider 2 zugeführt.

Hier erfolgt die Entbindung des Staubes, des Schwefel­ dioxides und anderer löslicher Schadgase sowie der latenten und sensiblen Wärme aus dem Rauchgasstrom. Dem Naßabscheider 2 wird Ca(OH)₂-haltige Sorptionsflüssigkeit zugeführt. Die letzte Wäscherstufe arbeitet mit einem Soll-pH-Wert von 5,3. Bei der Rauchgasreinigung werden Staubabscheide­ grade von <95% und eine SO₂-Abscheidung <80% erreicht.

Die Trübe gelangt von dem Naßabscheider 2 in das Trübe­ becken 3, dem die Gipsbildung abgeschlossen wird und die festen Substanzen durch Schwerkraft absinken.

Diese wird gewährleistet durch eine Strömungsgeschwindigkeit von 0,6 cm/s und eine Verweilzeit von 10 min. Diskonti­ nuierlich wird der Dünnschlamm über Bodenabläufe 4 des Trübebeckens 3 in einen Nachreaktionsbehälter 5 abgelassen. In diesem Nachreaktionsbehälter 5 wird durch ein Rührwerk 6 der Dünnschlamm mit dem Grobstaub aus dem modifizierten Fliehkraftabscheider 1 vermischt, so daß der pH-Wert über 8 ansteigt. Durch diese Erhöhung des pH-Wertes werden im Nachreaktionsbehälter 5 die im Dünnschlamm gelösten Schwermetalle gefällt. Durch die Zumischung des Grobstaubes werden gleichzeitig die Filtra­ tionsvorgänge in der Kammerfilterpresse 7 verbessert, in welche der konditionierte Dünnschlamm diskontinuierlich gepumpt wird. Bei der Filtration entsteht ein transport­ fähiger und deponiefähiger Filterkuchen 8 und eine alkalische Klarflüssigkeit, die in den Trübekreislauf zurückgeführt wird. Der Filterkuchen 8 hat einen Fest­ stoffgehalt von ca. 60%.

Claims (1)

1. Verfahren zur Reinigung von Rauchgasen mit Hilfe von Naß­ reinigungsprozessen, wobei das Schwefeldioxid der Rauch­ gase zu Gips umgewandelt und dieser gemeinsam mit dem Staub aus der Sorptionslösung entbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß der im Rauchgas vorhandene Flugstaub von der eigentlichen Naßreinigung fraktioniert wird und die beiden Fraktionen an unterschiedlichen Stellen in den Trübekreislauf des Naßabscheiders eingebunden werden, wobei die feine Fraktion zusammen mit den Schadgasen in einer ein- oder mehrstufigen Naßwäsche mit einer Sorptions­ flüssigkeit, die Calciumhydroxid und/oder Calciumcarbonat enthält, in Berührung gebracht wird und pH-Werte von 5 . . . 6 eingehalten werden, daß das Kristallisieren des Gipses und das Sedimentieren von Gips und Staub in einem Trübe­ becken bei Verweilzeiten von 3 . . . 20 min und Strömungsge­ schwindigkeiten von 0,3 . . . 2,0 cm/s erfolgt, daß die grobe Fraktion des Flugstaubes unter Rühren mit aus dem Trübe­ becken abgezogenen Dünnschlamm so gemischt wird, daß eine Auslaugung der alkalischen Bestandteile des Grobstaubes erfolgt und damit der pH-Wert auf 8 angehoben wird, daß das Gemisch anschließend in einem Trennapparat, vorzugsweise in einer Kammerfilterpresse, von den Feststoffen befreit und die alkalische Klarflüssigkeit in den Trübekreis­ lauf zurückgeführt wird.