DE4441173A1

DE4441173A1 - Verfahren zur Reinigung von Rauchgasen

Info

Publication number: DE4441173A1
Application number: DE19944441173
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Dr Dummersdorf
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1994-11-18
Filing date: 1994-11-18
Publication date: 1996-05-23

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Rauchgasen oder Prozeßabgasen von den Schadstoffkomponenten Quecksilber in elementarer oder ionischer Modifikation und/oder Dioxinen/Furanen. In den Rauchgasen von Kraft werken, vornehmlich auf Kohlebasis und insbesondere solche, die für Cover brennungsprozesse von industriellen Abfällen oder Klärschlamm eingesetzt werden, sowie in den Rauchgasen von Müll- und Sonderabfall-, sowie Klär schlammverbrennungsanlagen befinden sich bekanntermaßen Quecksilber und Dioxine/Furane. Ab 1997 fordert die 17. BlmSchV für Quecksilber, sowie für Dioxine/Furane Grenzwerte von 50 mg bzw. 0,1 ng TE-Äquivalent je Nm³ Rauchgas als Emissionsgrenzwert bei dem jeweiligen Sauerstoffgehalt, insofern dieser unter 11 Vol.-% liegt. Zur Einhaltung dieser hohen Forderungen sind eine ganze Reihe von Verfahren entwickelt worden, die mittels eines trockenen oder nassen adsorptiven Verfahrens arbeiten. In der DE 42 33 303 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem vor einem Staubabscheider, speziell einem Elektrofilter, dem Rauchgas pulverförmige Aktivkohle als Adsorptionsmittel zugesetzt wurde. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß es durch die elektrische Leitfähigkeit der Aktivkohle zu Überschlägen im Elektrofilter und damit zu einer Beeinträchtigung von dessen Funktionsfähigkeit kommen kann. Des weiteren ist Aktivkohle ein Wertstoff, der nach der Adsorption und Staubabscheidung wieder entsorgt (verbrannt) werden muß, da er den Anforderungen der TA Abfall hinsichtlich Glühverlust nicht gerecht wird. Dabei kommt es zu einer Freisetzung des Queck silbers. Alternativ wird auch eine aufwendige Regeneration der Aktivkohle vorge schlagen. In DE 37 61 471, EP 208 490 werden Verfahren beschrieben, die ebenfalls auf Adsorption der Schadstoffe an Aktivkohle beruhen, wobei die Aktiv kohle in aufgemahlener aktivierter Form in einer Suspension aufgeschlämmt ist und flüssig in den Prozeß eingebracht wird. Auch hier ist die Verwendung des vergleichsweise teuren Adsorptionsmittels Aktivkohle und die notwendige aufwendige Regenerierung der Aktivkohle nachteilig, was sich insbesondere bei hohen Rauchgasmengen, wie sie in Kraftwerken üblich sind, bemerkbar macht.

Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zu finden, welches die genannten Nachteile der bekannten Adsorptionsverfahren für Quecksilber und Dioxine/Furane, wie schwierige Entsorgung des Adsorptionsmittels und der Einsatz teurer Adsorptionsmittel vermeidet und eine wirtschaftliche Gestaltung des Adsorptionsprozesses und der tangierenden Prozesse ermöglicht, wobei bessere Effekte hinsichtlich des Umweltschutzes erreicht werden.

Dies Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Wirbelschicht-/ bzw. Flugaschen aus Kohlekraftwerken mit einer Kohlewirbelschichtfeuerung oder einer Klärschlammwirbelschichtverbrennung in das Rauchgas eingebracht werden, zur Adsorption verwendet und anschließend in einem Staubabscheider wieder aus dem Rauchgas entfernt werden.

Es wurde überraschend gefunden, daß Aschen aus der Wirbelschichtverbrennung von Kohle in Kraftwerken zum Zwecke der Wärme-Kraftgewinnung oder von Klärschlamm-Wirbelschichtverbrennungsanlagen selbst bei relativ hohen Tempera turen bis zu <350°C in erheblichem Maße Quecksilber aufnehmen und dabei in der Lage sind, in einem Rauchgas die Quecksilberkonzentration bis unter die Nachweisgrenze abzusenken. Entscheidend dabei ist auch, daß in anschließenden Untersuchungen zur Eluationsfähigkeit des so abgeschiedenen Quecksilbers aus den Rauchgasen festgestellt wurde, daß das Quecksilber eluationsfest in den Wirbelschichtflugaschen gebunden ist, so daß eine weitere Deponierung dieser Wirbelschichtflugaschen möglich ist, was ohnehin bereits auch ohne ihren Einsatz als Adsorptionsmittel geschehen muß.

Als Staubabscheider wird zweckmäßig ein Elektrofilter oder ein Naßwäscher eingesetzt.

Die Flugasche wird dem Rauchgas vorteilhaft bei Temperaturen von 20°C bis 500°C, vorzugsweise bei 100°C bis 420°C zugesetzt.

Das Verfahren weist folgende Vorteile auf:

- Einsatz eines kostenfreien, in unbeschränktem Maße verfügbaren Adsorp tionsmittels
- Vermeidung einer Regenerierung oder anderweitigen aufwendigen Entsorgung des Adsorptionsmittels
- weitere mögliche Deponierung des Adsorptionsmittels
- durch geringe elektrische Leitfähigkeit der Wirbelschichtflugasche kann diese auch als Adsorptionsmittel vor Elektrofiltern eingesetzt werden
- Nutzung und Verwertung eines Deponieproduktes vor der Deponierung
- keine Erhöhung der Deponiekapazität notwendig.

In der Fig. 1 ist ein Beispiel für eine bevorzugte Ausführung des Verfahrens dargestellt:
Wirbelschichtflugasche aus dem Aschebunker 1 des Gewebestaubabscheiders 2 eines Wirbelschichtkohlekraftwerkes 3 wird in den Kessel 4 eines bei 1700°C Verbrennungstemperatur arbeitenden Schmelzkammerkraftwerkes 5, welches auf Steinkohlebasis arbeitet und wo eine Coverbrennung von Klärschlamm realisiert wird, an einer Stelle des Kessels 4 eingeblasen, wo die Rauchgase etwa eine Temperatur von 400°C aufweisen. Stromabwärts findet dann die vollständige Adsorption von Quecksilber, anderen Schwermetallen und Dioxinen/Furanen an der eingeblasenen Wirbelschichtflugasche statt. Das Rauchgas kühlt sich dabei im Kessel weiter bis auf ca. 120°C ab und wird anschließend in einen Elektrofilter 6 geführt, wo die Wirbelschichtasche zusammen mit der Flugasche des Schmelz kammerkessels abgeschieden wird. Die Flugasche des Schmelzkammerkessels weist die vorteilhafte Eigenschaft der Adsorptionsfähigkeit für Quecksilber und Dioxine und Furane nicht auf. Aufgrund der Einhaltung der Forderungen der TA Abfall hinsichtlich der Quecksilbereluationsfähigkeit durch die Wirbelschichtasche kann die aus dem Elektrofilter des Schmelzkammerkraftwerkes abgezogene Asche in herkömmlicher Weise deponiert werden.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die Wirbelschicht flugasche in den Kessel einer Klärschlammverbrennungsanlage eingeblasen wird, wo in der Regel hohe Quecksilberkonzentrationen auftreten, das Quecksilber dort adsorbiert wird und die Asche aus dem Klärschlammverbrennungsprozeß und die Flugasche aus dem Wirbelschichtkohlekraftwerk gemeinsam in einem nachge schalteten Rotationswäscher naß oder in einem nachgeschalteten Elektrofilter trocken abgeschieden wird.

Claims

1. Verfahren zur Entfernung von Quecksilber oder Dioxinen und Furanen aus Rauch- oder Prozeßgasen insbesondere von Kraftwerken, Müll- oder Klärschlammverbrennungsanlagen, bei dem dem Rauchgasstrom ein Adsorptionsmittel zugesetzt wird, an dem die Schadstoffe adsorbiert werden und anschließend das Adsorptionsmittel aus dem Rauchgas mittels eines Staubabscheiders abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Adsorptionsmittel Flugasche aus einem Wirbelschichtverbrennungsprozeß eingesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flugasche aus einem Wirbelschichtkohlekraftwerk stammt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flugasche aus einer Klärschlamm-Wirbelschichtverbrennungsanlage stammt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flugasche dem Rauchgas bei Temperaturen von 20°C bis 500°C, vorzugsweise bei 100°C bis 420°C zugesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Staubabscheider ein Elektrofilter verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Staubabscheider ein Naßwäscher verwendet wird.