DE3916522A1 - Verfahren zur reduzierung von so(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)- und/oder no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-emissionen bei verbrennungsprozessen - Google Patents

Description

Das Hauptpatent betrifft ein Verfahren zur Reduzierung von SO₂- und/oder NO _x -Emission bei Verbrennungsprozessen durch Zugabe eines Additivs auf Basis von hydratisiertem Kalkstickstoff, gegebenenfalls im Gemisch mit weiteren reaktiven Calciumverbindungen in die Brennkammer.

In der DE-OS 29 26 107 wird ein Verfahren zur Abscheidung von Stickstoffoxiden und gegebenenfalls Halogenen, Schwefel- und/oder Halogenverbindungen aus Gasen beschrieben, wobei die Gase in Anwesenheit von Wasser über ein Cyanamid geleitet oder durch eine Suspension oder Lösung des Cyanamids bei 0 bis 80°C geleitet und die Schadstoffe abgeschieden werden. Aufgrund des hohen apparativen Aufwandes konnte sich dieses Verfahren in der Technik nicht durchsetzen.

Auch Verfahren, die Harnstoff und Kalk zur nichtkatalytischen Entfernung von NO _x - oder SO₂- Emissionen empfehlen, wurden bekannt.

All diesen Verfahren haften jedoch technische Mängel an, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren, das lediglich einen geringen technischen Aufwand erfordert und einen hohen Prozentsatz an entfernten Schadstoffen erreichen läßt, überwunden werden.

Es wurde nun gefunden, daß nach Feststellung der Eignung von hydratisiertem Kalkstickstoff als Additiv zur Reduzierung saurer Schadstoffe aus Verbrennungsvorgängen eine optimale Reaktivität des Additivs dann erreicht wird, wenn man die von einem Hydratmantel umhüllten Partikel des Additivs mit Hilfe eines Trägermediums über eine Mischdüse in feindisperser Form gleichmäßig verteilt in den Brennraum einbringt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht man eine besonders hohe Schwefel- und Stickoxidreduzierung, indem man das Additiv durch ein Träger- und Treibgasmedium aus Luft, Wasserdampf und Wasser über eine Mischdüse, vorzugsweise eine variierbare Mischdüse bekannter Bauart, einbläst. Hierbei ist von besonderer Wichtigkeit, daß sich die einzelnen Teilchen des Additives während der Förderung mit einer praktisch geschlossenen Hydrathülle überziehen, wozu lediglich eine entsprechende Wassermenge notwendig ist. Die derart wasserummantelten Teilchen bilden nach Verlassen der Düse im Brennraum eine Tröpfchen-Pulver-Wirbelschicht. Hier werden sie explosionsartig dehydratisiert, was eine weitere Zerteilung der Partikel des Additivs bewirkt, wobei eine um das 10- bis 1000-fach größere, wirksame Partikeloberfläche entsteht.

Maßgeblich bei dieser Dispergierung über eine thermische Explosion ist, daß sich die Partikel nicht in der durch die Düse vorgegebenen linearen Ausdehnung bewegen sondern umfassend und gleichmäßig im Brennraum verteilen. Daher hat es sich als zweckmäßig erwiesen, als Trägermedium für das Additiv neben Luft als Wasserdampf bevorzugt Sattdampf oder überhitzten Wasserdampf einzusetzen. Dessen Verhältnis zum mitverwendeten Wasser sollte 10 : 1 bis 1 : 10 betragen; der Druck sollte im Bereich von 3 bis 10 bar liegen.

Mit dem erfindungsgemäß eingebrachten Additiv erfolgt eine Reduzierung der SO₂- und/oder NO _x -Bestandteile der Abgase bereits ab 300°C. Das Verfahren kann bis zu Brennraumtemperaturen von 1200°C angewendet werden.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung seien nachfolgende Beispiele aufgeführt:

Beispiel 1:

In einer Sondermüllverbrennung für Gemische organischer Lösungsmittel mit Schweröl-Stützfeuerung entsteht eine Rauchgasmenge von 15000 Nm³/h. Der Sauerstoffgehalt im Abgas beträgt 9%, der NO _x -Gehalt 736 mg/Nm³. Hydratisierter Kalkstickstoff (Teilchengröße 90% < 160 µm) wird in einer Menge von 75 kg/h mit Trägerluft, Sattdampf und Wasser in den Feuerraum eingeblasen. Der NO _x -Gehalt im Abgas wird auf 175 mg/Nm³ reduziert, was einem Entstickungsgrad von ca. 76% entspricht.

Beispiel 2:

In einem rostgefeuerten Feststoffkessel zur Verbrennung organischer Rückstände aus der Papierfabrikation wird ein Rauchgasvolumenstrom von 17 800 Nm³/h erzeugt. Der Sauerstoffgehalt beträgt ca. 6,5% im Abgas, der NO _x -Gehalt 475 mg/Nm³, der SO₂-Gehalt 2450 mg/Nm³. Hydratisierter Kalkstickstoff (Teilchengröße 90% < 160 µm) wird in einer Menge von 60 kg/h mit Trägerluft, Sattdampf und Wasser in den Feuerraum eingeblasen.

Der NO _x -Gehalt im Abgas wird auf 70 mg/Nm³, der SO₂-Gehalt auf 1950 mg/Nm³ reduziert, was einem Entstickungsgrad von etwa 85% und einem Entschwefelungsgrad von etwa 20% entspricht.

Beispiel 3:

In einem braunkohlebefeuerten Kessel werden bei einer Verbrennung von 12 t Braunkohle pro Stunde ca. 89 600 Nm³/h Abgas mit einem NO _x - Gehalt von 265 mg/Nm³ erzeugt.

Hydratisierter Kalkstickstoff (Teilchengröße 90% < 160 µm) wird in einer Menge von 200 kg/h mit Trägerluft, Sattdampf und Wasser in den Feuerraum eingeblasen. Der NO _x -Gehalt im Abgas wird auf 90 mg/Nm³ reduziert, was einem Entstickungsgrad von ca. 66% entspricht.

Claims (3)

1. Weitere Ausgestaltung des Verfahrens zur Reduzierung von SO₂- und/oder NO _x -Emissionen bei Verbrennungsprozessen durch Einsatz von hydratisiertem Kalkstickstoff als Additiv nach P 38 23 848.9, dadurch gekennzeichnet, daß man die von einem Hydratmantel umhüllten Partikel des Additivs mit Hilfe eines Trägermediums über eine Mischdüse in Form einer Tröpfchen-Pulver- Wirbelschicht in den Brennraum einbläst.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Trägermedium für das Additiv neben Luft eine Mischung aus Sattdampf und Wasser, vorzugsweise im Verhältnis von 10 : 1 bis 1 : 10 und bei Drucken von 3 bis 10 bar verwendet.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Additiv in einem Temperaturbereich von 300 bis 1200°C einsetzt.