DE4308388A1 - Reducing pollutant content of crude gas from combustion plant - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung des Schadstoffgehaltes im Rohgas von Verbrennungsanlagen.The invention relates to a method for reducing the Pollutant content in the raw gas from incineration plants.
Bei bekannten Verfahren zur Minimierung saurer Schadgase wurde bisher der Eintrag basischer, pulverisierter Feststoffe wie CaCO3 oder Ca(OH)2, CaO, MgCO3 sowie von Katalysatoren in den Feuerraum beschrieben, wobei diese Substanzen trocken eintragen werden. Als Beispiel für die Zugabe von CaCO3 und MgCO3 sei die DE-A37 17 191 genannt. Eine Zugabe von CaCO3, CaO und Ca(OH)2 ist in der DE-A35 08 650 beschrieben.In the case of known processes for minimizing acidic harmful gases, the entry of basic, pulverized solids such as CaCO 3 or Ca (OH) 2 , CaO, MgCO 3 and of catalysts into the combustion chamber has been described so far, these substances being introduced dry. DE-A37 17 191 may be mentioned as an example of the addition of CaCO 3 and MgCO 3 . An addition of CaCO 3 , CaO and Ca (OH) 2 is described in DE-A35 08 650.
Die genannten bekannten Verfahren zur Schadstoffminimierung im Verbrennungsraum sind störanfällig aufgrund noch ungelöster Probleme der Feststoffördertechnik. Es kommt bei ihnen zu einer inhomogenen Verteilung der schadstoffhindernden Substanzen, welche sich in der Praxis des Dauerbetriebs zumeist als ungeeignet erwiesen haben, da aufgrund der inhomogenen Verteilung der schadstoffbindenden Substanzen nur eine ungenügende Kontaktierung zwischen Schadgas und Schadstoffbindemittel erreicht wird. Letzteres bewirkt, daß die erwünschte Schadstoffminderung im Feuerungsraum nicht mit der notwendigen Regelmäßigkeit erreicht wird, selbst dann, wenn ein erheblicher Überschuß der schadstoffbindenden Substanzen eingesetzt ist, was zu hohen Betriebskosten führt. Die nicht gebundenen Schadstoffe können sich daher im Verbrennungsraum und den auf diesen folgende Einrichtungen und Einbauten, wie z. B. Wärmetauscher, anlagern und zur Korrosion führen.The known methods for minimizing pollutants mentioned in the combustion chamber are still prone to failure unsolved problems in solids handling technology. It comes with to an inhomogeneous distribution of the pollutant-preventing substances that are found in practice of continuous operation have mostly proven unsuitable because due to the inhomogeneous distribution of the pollutant Substances only insufficient contact between Pollutant gas and pollutant binders is achieved. The latter causes the desired pollution reduction in the Combustion chamber not with the necessary regularity is achieved even if there is a substantial excess of the pollutant-binding substances is used, which leads to high operating costs. The unbound pollutants can therefore in the combustion chamber and on it the following facilities and fixtures, such as. B. heat exchanger, accumulate and lead to corrosion.
Es ist zwar möglich, die sauren Schadgase nach ihrem Austritt aus dem Feuerraumbereich durch sekundäre Reinigungsverfahren zu vermindern, und ein Großteil der Verfahren zur Reduzierung saurer Schadstoffe arbeitet nach diesem Prinzip, es ist jedoch aus den vorgenannten Gründen vorzuziehen, die Schadgase bereits im Bereich ihrer Entstehung, d. h. im Feuerraumbereich zu reduzieren. Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Schadstoffreduzierung in Abgasen anzugeben, bei dem die entstehenden Schadstoffe bereits am Ort ihres Entstehens unschädlich gemacht werden.It is indeed possible to remove the acidic harmful gases after they have escaped from the combustion chamber area through secondary cleaning processes diminish, and much of the reduction process Acidic pollutants work on this principle, it is however, for the aforementioned reasons, it is preferable to Harmful gases already in the area of their creation, d. H. in the To reduce the combustion chamber area. The invention is therefore the Task based on a method for pollutant reduction in Specify exhaust gases at which the resulting pollutants be rendered harmless as soon as they arise.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Reduzierung des Schadstoffgehalts im Rohgas von Verbrennungsanlagen vor, bei dem während des Betriebs der Feuerungsanlage im Feuerraumbereich kontinuierlich eine Calciumhydroxid-Suspension zugegeben wird.The invention proposes a method for solving this problem to reduce the pollutant content in the raw gas from Incinerators before, during which the Firing system in the combustion chamber area continuously one Calcium hydroxide suspension is added.
Als Calciumhydroxid-Suspension kommt vorzugsweise eine 2-20%-ige Suspension, besonders bevorzugt eine etwa 10%-ige Suspension von Calciumhydroxid zum Einsatz.A calcium hydroxide suspension is preferably a 2-20% Suspension, particularly preferably an approximately 10% Suspension of calcium hydroxide used.
Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn als Calciumhydroxid-Suspension eine wäßrige Suspension verwendet wird.It has proven to be particularly useful if as Calcium hydroxide suspension uses an aqueous suspension becomes.
Die Zugabe erfolgt zweckmäßigerweise in einer Menge von 0,9 bis 2,7 Masse-% Calciumhydroxid, bezogen auf den Verbrennungsinput.The addition is advantageously carried out in an amount of 0.9 up to 2.7 mass% calcium hydroxide, based on the Combustion input.
Es hat sich als günstig erwiesen, wenn der Calciumhydroxid- Suspension Zuschlagstoffe zugesetzt werden, insbesondere absorptionsfördernde Zusätze.It has proven beneficial if the calcium hydroxide Suspension additives are added, in particular absorption promoting additives.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden der Calciumhydroxid-Suspension bis zu 10% absorptionsfördernde Zusätze zugegeben. Als Beispiel für einen derartigen Zusatz sei Herdofenkoks genannt.According to a preferred embodiment, the Calcium hydroxide suspension up to 10% absorption-promoting Additions added. As an example of such an addition be called hearth coke.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Zufuhr der Calciumhydroxid-Suspension in einem Bereich der Feuerungsanlage erfolgt, bei welchem die Temperatur über 250° C liegt.It has proven to be useful if the supply of Calcium hydroxide suspension in a range of Firing system takes place at which the temperature is above 250 ° C.
Wenn Calciumhydroxid-Suspension in der Brennkammer und/oder in der Nachbrennkammer zugeführt wird, geschieht dies mit Vorteil in einem Temperaturbereich von 800° C bis 1400° C. Es ist desweiteren möglich, insbesondere zusätzlich zu der vorbeschriebenen Vorgehensweise, eine Calciumhydroxid- Suspension im Bereich der Wärmetauscher, vorzugsweise am Eingangsbereich derselben, zuzudosieren, wobei in diesem Falle die Zugabe bei einem Temperaturbereich zwischen 250° C und 800° C erfolgen sollte.If calcium hydroxide suspension in the combustion chamber and / or in the afterburning chamber, this happens with Advantage in a temperature range from 800 ° C to 1400 ° C. It is also possible, especially in addition to procedure described above, a calcium hydroxide Suspension in the area of the heat exchanger, preferably on Entrance area of the same, to be metered, in this If added at a temperature range between 250 ° C and 800 ° C should be done.
Die Calciumhydroxid-Suspension wird vorzugsweise in Form von zumindest einem Sprühnebel in den Feuerraumbereich eingedüst. Die Dosierung kann hierdurch auf besonders einfache Weise exakt regelbar gestaltet werden.The calcium hydroxide suspension is preferably in the form of at least one spray mist injected into the combustion chamber area. The dosage can be particularly simple designed to be precisely controllable.
Die Eindüsung der schadstoffbindenden Calciumhydroxid- Suspension, die gegebenenfalls noch Zuschlagstoffe enthalten kann, an einer oder mehreren Stellen in den Feuerungsraum kann beispielsweise durch druckluftgeregelte Düsensysteme erfolgen. Dadurch wird das schadstoffbindende Mittel weitestgehend homogen in dem heilen Reaktionsraum verteilt. Weiterhin gestattet das Düsensystem den Eintrag von sehr feinen Calciumhydroxid-Suspensions-Tröpfchen in den Feuerungsraum, aus denen sich in statunascendi-CaO-Partikel mit sehr grober Oberfläche als wirksames Reagenz bilden. Die Anzahl und Lage der Eindüsungsstellen hängen von der Größe und Geometrie des Feuerraumes, von der Verweilzeit der Schadgaskomponenten und des schadstoffbindenden Mittels im Reaktionsbereich sowie von der mittleren Konzentration der Schadstoffe ab. Dabei muß darauf geachtet werden, daß die Eindüsungsstelle bzw. -stellen relativ zur Position des oder der Brenner einen Abstand aufweisen, der grob genug ist, um einer thermischen Inaktivierung und Versinterung des Additivs vorzubeugen. Diese Form der Eindüsung gewährleistet die für eine hohe Umsatzrate des schadstoffbindenden Mittels mit den Schadgaskoponenten erforderliche hohe spezifische Oberfläche des schadstoffbindenden Mittels.Injection of the pollutant-binding calcium hydroxide Suspension, which may also contain additives can, in one or more places in the furnace can, for example, by compressed air-controlled nozzle systems respectively. This is the pollutant binding agent largely homogeneously distributed in the healing reaction space. Furthermore, the nozzle system allows the entry of very fine calcium hydroxide suspension droplets in the Firing chamber that make up statunascendi-CaO particles with a very rough surface as an effective reagent. The The number and location of the injection points depend on the size and geometry of the firebox, from the dwell time of the Harmful gas components and the pollutant binding agent in the Reaction area as well as the mean concentration of the Pollutants. It must be ensured that the Injection point or locations relative to the position of the or the burner is spaced roughly enough to thermal inactivation and sintering of the additive to prevent. This form of injection ensures that a high turnover rate of the pollutant with the Harmful gas components require a high specific surface of the pollutant.
Das vorliegende Verfahren kann im Feuerraum von beliebigen Verbrennungsanlagen durchgeführt werden. Besonders geeignet ist das Verfahren für Altölfeuerungsanlagen, Hausmüll und/oder Sondermüllverbrennungsanlagen, Anlagen zur Wärme und/oder Energieerzeugung, wie Kohlekraftwerken, oder Anlagen zur thermischen Behandlung von Steinen und Erden, Glas, Keramik, Baustoffen und Metallen.The present method can be used in the furnace of any Incinerators are carried out. Particularly suitable is the process for waste oil combustion systems, domestic waste and / or special waste incineration plants, plants for heating and / or power generation, such as coal-fired power plants, or plants for the thermal treatment of stones and earth, glass, Ceramics, building materials and metals.
Wenn das schadstoffbindende Mittel mittels druckluftgeregelter Düsensysteme in den Verbrennungsraum eingebracht wird, herrscht in diesem vorzugsweise eine Temperatur von 600° C bis 1300° C vor.If the pollutant-binding agent compressed air-controlled nozzle systems in the combustion chamber is introduced, there is preferably one in this Temperature from 600 ° C to 1300 ° C before.
Die beispielsweise in die Drehrohr- oder Rostfeuerräume von Müll- und/oder Sondermüllverbrennungsanlagen eingetragenen Mengen an schadstoffbindenden Mitteln betragen bevorzugterweise 0,5 bis 2 Masse-% bezogen auf die verbrannten Abfallstoffmengen. Sie lassen sich gegebenenfalls nach ausgewählten, kontinuierlich gemessenen Schadgaskonzentrationen im Verbrennungsabgas dem tatsächlichen Bedarf anpassen, womit ein kostenintensiver, überschüssiger Verbrauch an schadstoffbindendem Mittel vermieden werden kann.For example, in the rotary kiln or grate fireboxes of Waste and / or special waste incineration plants registered Amounts of pollutant binders preferably 0.5 to 2 mass% based on the quantities of waste burned. You can, if necessary after selected, continuously measured Harmful gas concentrations in the combustion exhaust gas adjust actual needs, making a costly, excess consumption of pollutant can be avoided.
Aufgrund der hohen Dissoziationstemperaturen der gebildeten Salze wird ein Teil der sauren Schadstoffe an die Feststoffphase gebunden und findet sich in deponierfähiger Form in der Schlacke wieder. Die im Rauchgasstrom durch das schadstoffbindende Mittel bedingte Feststoffphase hat reinigende Wirkung z. B. auf die Abhitzekesselflächen. Die darüber hinaus durch den Eintrag der Calciumhydroxid- Suspension verursachten möglichen Ablagerungen z. B. in Nachbrennkammern oder an Abhitzekesseln sind in ihren Eigenschaften porös und daher leicht entfernbar.Due to the high dissociation temperatures of the formed Salts become part of the acidic pollutants to the Solid phase bound and can be found in landfill Shape in the slag again. The in the flue gas flow through the has pollutant-binding solid phase cleaning effect z. B. on the waste heat boiler surfaces. The moreover by the entry of calcium hydroxide Suspension caused possible deposits such. B. in Afterburners or on waste heat boilers are in their Properties porous and therefore easy to remove.
Der konstruktive und finanzielle Aufwand zur Ausrüstung von Verbrennungsanlagen, um sie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet zu machen, ist gering.The constructive and financial effort to equip Incinerators to help them carry out the Making the method according to the invention suitable is small.
Das vorliegende Verfahren ist insbesondere geeignet, saure Schadstoffe wie Schwefeldioxid, Fluorwasserstoff oder Chlorwasserstoff aus einem Rohgas abzuscheiden. Daneben wird aber auch in Bezug auf halogenierte organische Schadgaskomponenten, wie beispielsweise polychlorierte Dibenzodioxine und -furane, eine beachtliche Abscheidung erzielt.The present method is particularly suitable for acidic Pollutants such as sulfur dioxide, hydrogen fluoride or Separate hydrogen chloride from a raw gas. Next to it but also in relation to halogenated organic Harmful gas components, such as polychlorinated Dibenzodioxins and furans, a remarkable separation achieved.
Die Erfindung betrifft des weiteren die Verwendung des vorbeschriebenen Verfahrens zur Verringerung saurer Schadgase im Rohgas, insbesondere von Müllverbrennungsanlagen.The invention further relates to the use of The method described above for reducing acid pollutant gases in raw gas, especially from waste incineration plants.
Die Erfindung ermöglicht durch eine frühe Schadstoffeinbindung eine Kapazitätserweiterung bzw. Aufwertung von Verbrennungsanlagen, da die sauren Schadgase mengenmäßig nur mehr in geringerem Anteil in der Rauchgasreinigung anfallen und diese dadurch entlasten.The invention enables an early Incorporation of pollutants an expansion of capacity or Upgrading incinerators because of the acidic pollutant gases only a small amount in the Flue gas cleaning occur and thereby relieve it.
Die Calciumhydroxid-Suspension wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung als 10%-ige Suspension eingedüst. Dies kann in die Brennkammer, in die Nachbrennkammer oder am Eingang zum Kessel wahlweise einzeln oder kombiniert erfolgen. Dabei wird in der Regel insgesamt mit 0,9 bis 2,7 Masse-% Calciumhydroxid bezogen auf Verbrennungs-Input gearbeitet. Mit diesem Verfahren kann im Temperaturbereich von 800° C bis 1400° C im Verbrennungsraum sowie 250° C bis 800° C im Kesselbereich gearbeitet werden.The calcium hydroxide suspension is according to a Embodiment of the invention as a 10% suspension injected. This can be in the combustion chamber Afterburning chamber or at the entrance to the boiler optionally individually or combined. This is generally a total with 0.9 to 2.7 mass% calcium hydroxide based on Combustion input worked. With this procedure, Temperature range from 800 ° C to 1400 ° C in the combustion chamber as well as 250 ° C to 800 ° C in the boiler area.
Durch das Versprühen von Calciumhydroxid-Suspensionen wird ein sehr guter Dispersionsgrad erreicht. Bei den o. g. Temperaturen bildet sich sofort fein verteiltes Calciumoxid (CaO) mit einer sehr groben reaktiven Oberfläche, welches unmittelbar Neutralisationsreaktionen mit sauren Schadgasen eingehen kann.By spraying calcium hydroxide suspensions achieved a very good degree of dispersion. With the above Temperatures immediately form finely divided calcium oxide (CaO) with a very coarse reactive surface, which Immediate neutralization reactions with acidic harmful gases can come in.
Ein großer Teil der Schadstoffe wird auf Grund der sehr hohen Dissoziationstemperaturen der gebildeten Salze an die Feststoffphase gebunden.A large part of the pollutants is due to the very high Dissociation temperatures of the salts formed to the Solid phase bound.
Ein grober Teil dieser Schadstoffe findet sich anschließend in der Schlacke in unbedenklicher Form wieder.A large part of these pollutants can then be found in the slag again in harmless form.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile lassen sich wie folgt zusammenfassen:The advantages achieved with the invention can be as summarize as follows:
- - bessere Handhabung, Dosierung, Förderbarkeit, Regelbarkeit des Schadstoffbindemittels in Abhängigkeit von der Schadgaskonzentration;- better handling, dosage, eligibility, Controllability of the pollutant binder depending on of the harmful gas concentration;
- - genauere Konzentrationseinstellung möglich;- more precise concentration setting possible;
- - verbesserte Dispergierbarkeit;- improved dispersibility;
- - Erhöhung der Einbindungsrate;- Increase the integration rate;
- - Ablagerungen an Kesseln und anderen Einbauten und mögliche Anbackungen können zwar auftreten, diese sind jedoch sehr locker und leichter entfernbar, als übliche Ablagerungen.- Deposits on boilers and other internals and possible caking can occur, these are however very loose and easier to remove than usual Deposits.
Es erfolgte die Eindüsung einer Kalkmilch-Suspension in den Drehrohrofen einer Müllverbrennungsanlage über einen längeren Zeitraum.A lime milk suspension was injected into the Rotary kiln of a waste incineration plant over a longer one Period.
Der Einfluß der Calciumhydroxid-Suspension Zugabe im Feuerungsraum bewirkt eine nachweisbare Minderung des Schwefeldioxid-Gehaltes im Rohgas. Es wurden SO2 Absenkungen bis zu 40% beobachtet. Unterhalb eines Schwellenwertes von 300 bzw. 400 mg/m3 sind jedoch keine signifikanten Wirkungen erkennbar.The influence of the calcium hydroxide suspension in the furnace results in a demonstrable reduction in the sulfur dioxide content in the raw gas. SO 2 reductions of up to 40% were observed. However, no significant effects can be seen below a threshold value of 300 or 400 mg / m 3 .
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