DE4418478C2

DE4418478C2 - Verfahren zur Verminderung unerwünschten Kristallwachstums von Feststoffen in Suspensionen für Rauchgasentschwefelungsanlagen

Info

Publication number: DE4418478C2
Application number: DE19944418478
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl Ing Plaschna; Viola Dr Rer Nat Wilker; Hans-Joachim Dipl Ing Hille
Original assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Current assignee: Vattenfall Europe Generation AG and Co KG
Priority date: 1994-05-20
Filing date: 1994-05-20
Publication date: 1996-08-01
Anticipated expiration: 2014-05-21
Also published as: DE4418478A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung uner wünschten Kristallwachstums von Feststoffen in Suspensionen für Rauchgasentschwefelungsanlagen.

Bekannt ist es, zur Rauchgasentschwefelung eines Kraftwer kes eine wäßrige Kalkstein-Suspension herzustellen und über einen Gaswäscher der Entschwefelungsanlage diese Suspension in die SO₂-haltigen Rauchgase einzubringen. Für die Herstellung der wäßrigen Kalkstein-Suspension wird das bei der Entschwefelung erzeugte sulfatangereicherte Wasser in einem Kreislaufprozeß verwendet (z. B. DE 37 14 092). Der Vorteil besteht darin, daß bei einem zufriedenstellen den Entschwefelungsgrad das sulfatangereicherte Wasser wie der verwendet und somit die Wasserbilanz der Rauchgasent schwefelungsanlage nicht beeinflußt wird. Das schlechte Lö severhalten des Kalksteins muß durch einen großen apparati ven Aufwand kompensiert werden.

Eine Minderung des Aufwandes ist dadurch erzielbar, daß für die Herstellung- der Suspension Branntkalk verwendet wird, da eine wesentlich verbesserte Reaktivität sowie günstige Stöchiometrie beim Entschwefelungsprozeß eintreten. Die Verwendung von Branntkalk setzt jedoch voraus, daß der Branntkalk mit Frischwasser (sulfatarmes Wasser) gelöscht werden muß. (G. Pohl: "Der Einfluß von SO₄-Ionen beim Löschen von Weißkalk", ZKG 8 (1955), S. 393 ff).

Die Verwendung von Frischwasser für die Herstellung dieser Suspension erfordert jedoch einen zusätzlichen Wasserbedarf neben dem Bedarf für Spülprozesse bei der Rauchgasentschwe felung (Tropfenabscheider, Gipswäsche).

Dadurch wird die maximal zuführbare Frischwassermenge im Kreislauf überschritten, so daß eine zusätzliche Menge an Kreislaufwasser entsorgt werden müßte.

Wird jedoch sulfatangereichertes Wasser zum Löschen des Branntkalks verwendet, so tritt eine Vergrießung ein. Aus diesem Grunde ist Wasser mit einem Sulfatgehalt größer 300 mg/l zum Löschen von Branntkalk als ungeeignet eingestuft worden. (U. Wittneben: "Untersuchungen der Partikeleigen schaften suspendierter Kalkhydrate", ZKG, 10 (1980) S. 526).

Bekannt ist weiterhin, Branntkalk mit im Kreislauf geführtem sulfatangereichertem Wasser zu löschen und zur Suspension verdünnt sowie in den Rauchgaswäschersumpf in bekannter Weise zuzuführen (DE 44 02 773 A1).

Die Bildung von Vergrießungen wird hier bewußt hingenommen. Da sich die Grieße im Kreislauf unzureichend am Stoffumsatz beteiligen, treten sie letztlich in den Produkten (Gips) auf, deren Qualität dadurch negativ beeinflußt wird.

In DE-OS 39 39 214 soll eine Kombinationswirkung bei der nachgeschalteten Rauchgasreinigung erreicht werden. Hier wird die Art der Zugabe zusätzlicher Substanzen vorgeschlagen. Eine gezielte Steuerung oder Veränderung des eigentlichen Löschvorganges erfolgt nicht.

Unter dieser Prämisse besteht also das Problem, dem Löschprozeß entweder entsprechend große Mengen an unbelastetem Frischwasser zur Verfügung zu stellen oder stärker sulfathaltige Wässer aufzubereiten. Die Wasserbilanz der Anwendung schränkt die Möglichkeit der Einspeisung von Frischwasser häufig erheblich ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, sulfatbelastete Wässer zum Löschen von Branntkalk einzusetzen, ohne daß hierdurch eine Vergrießung der Kalkhydratsuspension in einem Umfang eintritt, der die Reaktivität der Suspension nennenswert mindert bzw. die Qualität der bei der Anwendung der Kalkhydratsuspension entstehenden Produkte beeinträchtigt.

Um sulfatbelastetes Wasser beim Löschen von Branntkalk erfindungsgemäß einsetzen zu können, wird dem Wasser in einer Reaktionszone Kalkhydratsuspension zudosiert und bis zum eigentlichen Löschvorgang eine ausreichende Reaktionszeit gegeben, so daß Calciumsulfat in einem Maße ausgefällt wird, daß es beim anschließenden Löschvorgang zu einer nur untergeordneten Vergrießung kommt.

Erfindungsgemäß wird die benötigte Kalkhydratsuspension vorzugsweise nach der Löscheinrichtung als Teilstrom entnommen und der Reaktionszone zur Sulfatausfällung zugeführt. Wenn das sulfathaltige Wasser vor Zuführung zur Reaktionszone bereits Gipskristalle enthält, bilden diese die Grundlage für ein weiteres Kristallwachstum.

Es ist nicht erforderlich, das gefällte Calciumsulfat und eventuell entstehende Nebenprodukte vom sulfatarmen Wasser abzutrennen, weil sie in abreagierter Form den Löschprozeß nicht beeinflussen.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt das Verfahrens schema im Schaltbild.

Als Absorbens für eine Rauchgasentschwefelungsanlage (Naß wäsche) 8 dient Kalkhydratsuspension 5, die in einer Lösch einrichtung 4 aus sulfatarmem Wasser 3 und Branntkalk 7 her gestellt wird. Das sulfatarme Wasser 3 erhält man durch Re aktion eines Teilstromes 6 der Kalkhydratsuspension 5 mit sulfatbelastetem Wasser 1 in der Wasservorlage 2, die gleichzeitig als Reaktionszone zur Sulfatfällung dient. Im Ausführungsbeispiel stammt das sulfatbelastete Wasser 1 aus dem Kreislauf der Rauchgasentschwefelungsanlage 8. Es wird mit einem geringen Feststoffanteil (Gipskristalle) bereitgestellt.

Die dem sulfatbelasteten Wasser zudosierte Kalkhydratsuspen sion hebt den pH-Wert an und reduziert den Sulfatgehalt der Lösung durch Ausfällung von Gips. Eine Möglichkeit zur Do sierung der erforderlichen Menge an Kalkhydratsuspension ist die Mengenregelung nach dem sich in der Reaktionszone einstellendem pH-Wert. Mindestens nach Ablauf der Reaktions zeit zur Sulfatausfällung werden das sulfatarme Wasser und der Branntkalk in Abhängigkeit vom Bedarf der Rauchgasent schwefelungsanlage in die Löscheinrichtung zum Zwecke der Herstellung von Kalkhydratsuspension gegeben. Der reduzier te in Lösung befindliche Sulfatanteil kann nur noch zu ei ner Vergrießung von untergeordneter Bedeutung führen.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:

1. Es ist nunmehr möglich, sulfatbelastete Wässer zum Löschen von Branntkalk zu verwenden, ohne Nachteile in Kauf nehmen zu müssen (Vergrießung und Einfluß auf die Produktqualität).
2. Eine gesonderte Aufbereitung sulfatbelasteter Wässer entfällt.
3. Die bei erfindungsgemäßer Durchführung gefällten Sulfate (in Form von Calciumsulfat) müssen nicht abgetrennt werden, sondern können in der Suspension verbleiben.
4. Durch Rückführung von Kalkhydratsuspension ist keine gesonderte Bereitstellung erforderlich.
5. Die Wasserbilanz des sich anschließenden Prozesses (Anwendung) wird wegen der Kreislaufführung von sulfathaltigem Wasser nicht belastet, wodurch keine zusätzlichen Abwässer anfallen.

Bezugszeichenliste

1 sulfatbelastetes Wasser
2 Wasservorlage/Reaktionsbehälter
3 sulfatarmes Wasser
4 Löscheinrichtung
5 Kalkhydratsuspension
6 Teilstrom
7 Branntkalk
8 Rauchgasentschwefelungsanlage

Claims

1. Verfahren zur Verminderung unerwünschten Kristallwachstums von Feststoffen in Suspensionen für Rauchgasentschwefelungs anlagen, wobei als Absorbens Branntkalk verwendet wird, der in einem Reaktionsbehälter durch Wasserzugabe ge löscht sowie suspendiert wird und die entstandene Suspen sion der Rauchgasentschwefelungsanlage zugeführt sowie Reaktionsprodukte wiederverwendet werden, gekennzeichnet dadurch, daß sulfatbelastete Wässer (1) in einen Reaktionsbehälter (2) geleitet, dort mit einem Teilstrom (6) der frischen Kalkhydrat-Suspension (5) bei ausreichender Reaktionszeit bis zur Sulfatausfällung in Kontakt gebracht werden, so daß in der Löscheinrichtung (4) beim Löschen des Branntkalks un ter Zugabe von nunmehr sulfatarmem Wasser (3) eine feinkör nige Kalkhydratsuspension entsteht, die keine nennenswerte Vergrießung aufweist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als sulfatbelastete Wässer sulfathaltige wäßrige Reaktions produkte aus der Rauchgasentschwefelungsanlage (8) verwen det werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Dosierung des Teilstromes (6) der Kalkhydratsuspension (5) in Abhängigkeit des sich einstellenden pH-Wertes im Reaktionsbehälter (2) durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß bereits Gipskristalle enthaltenes sulfathaltiges Wasser verwendet wird.