DE69203350T2 - Verfahren zur verbesserung der hg-entfernungskapazität in einem abgasreinigungsverfahren. - Google Patents
Verfahren zur verbesserung der hg-entfernungskapazität in einem abgasreinigungsverfahren.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen die Reinigung von Rauchgas, und genauer bestimmt die Entfernung von schädlichem Quecksilberdampf oder -verbindungen aus bei Kohlenverbrennung entstehenden Rauchgasen, insbesondere Rauchgasen aus kohlenverbrennenden Kraftwerken
- Im bereich der Müllverbrennung hat es sich innerhalb der letzten Jahrzehnte gezeigt, dass bei der Verbrennung entstehende Rauchgase gereinigt werden müssen, um die Menge darin befindlicher schädlicher Bestandteile zu reduzieren.
- Quecksilber ist eines bei der Verbrennung entstehenden schädlichen Rauchgas-Bestandteile, dessen Reduzierung von Menge oder Konzentration für wesentlich erachtet wird, und zu diesem Zweck sind verschiedene Massnahmen vorgeschlagen worden.
- Die US Patentschrift 4.273.747 (Rasmussen) beschreibt Reduzierung des Quecksilbergehalts in heissem, von Kohlenverbrennung stammenden Rauchgas durch Abkühlen des Gases durch Zerstäuben einer wässrigen Flüssigkeit in das Gas in Gegenwart von im Gas suspendierter Flugasche, welches Abkühlen eine Herabsetzung der Temperatur von mindestens 200ºC auf unter 160ºC mit sich führt. Die wässrige Flüssigkeit kann Wasser oder eine wässrige Lösung oder Suspension einer alkalischen Verbindung sein. Diese Methode eignet sich offenbar nicht für aus Kohlenverbrennung in Kraftwerken stammendes Rauchgas, da die Temperatur des erwähnten Gases wesentlich niedriger als 200ºC, typisch zwischen 120 und 160ºC, liegt. Ausserdem ist die chemische Zusammensetzung des Hauptteils der Unreinheiten von Müllverbrennungs-Rauchgas und Kraftwerk-Rauchgas so unterschiedlich, dass die Quecksilber-Sorption dadurch beeinflusst wird.
- Die europäische Patentanmeldung Nr. 0013567 (Svenska Fläktfabriken) betrifft ebenfalls ein Verfahren zur Verminderung des Quecksilberinhalts von Müllverbrennungsrauchgas, wobei das Gas mit einem festen Sorbenten, bestehend aus pulverförmigem Calciumhydroxyd und Reaktionsprodukten von der Reaktion zwischen Calciumhydroxyd und gasförmigem Chlorwasserstoff, in Kontakt gebracht wird. Die spezifischen Bedingungen zur Erzielung einer effektiven Quecksilberentfernung werden nicht angeführt, aber eine effektive Quecksilberentfernung ist in einem Beispiel beschrieben, in welchem ein Müllverbrennungs- Rauchgas behandelt wird, dessen hauptsächlicher Verschmutzer Chlorwasserstoff ist.
- Im europäischen Patent Nr. 0 253 563 ist ein Verfahren zur Entfernung von Quecksilber und anderen schädlichen Verbindungen von Müllverbrennungsrauchgas beschrieben, bei welchem Verfahren eine wässrige Flüssigkeit, die ein basisches Absorptionsmittel enthält, in das Rauchgas zerstäubt wird, um saure Bestandteile aus dem Rauchgas zu absorbieren und gleichzeitig das Wasser in der wässrigen Flüssigkeit zu verdampfen, bei welchem Verfahren pulverförmige Aktivkohle in das Rauchgas eingeblasen und zusammen mit als Ergebnis von chemischen Reaktionen und Trocknen des zerstäubten basischen Absorptionsmittels gebildeten Partikeln wieder aus dem Rauchgas entfernt wird.
- A.S. Stepanov et al. in Prom. Sanit. Ochistka Gazov, 1979 (5) 10, zusammengefasst in Chemical Abstracts 92: 158288y, beschreibt die Beseitigung von Quecksilber aus Gas mittels Filtrieren durch eine Schicht mit HCL modifizierter, granulierter aktiver Holzkohle.
- Das europäische Patent Nr. 0 254 697 beschreibt ein Verfahren zum Abscheiden von Quecksilber aus einem Wasserdampf enthaltenden Gas, bei welchem das Gas in zwei oder mehreren Stufen mit einer Waschflüssigkeit in Kontakt gebracht wird, bei welchem Verfahren die Gase gekühlt werden, um den Wasserdampf im Gas zu kondensieren, und das Gas mit einer Chlorwasserstoff enthaltenden Reinigungsflüssigkeit mit einem pH-Wert von 3 oder darunter gewaschen wird, um ein Auflösen von Schwefeldioxyd in der Reinigungsflüssigkeit zu verhindern und zu sichern, dass zur Bildung einer komplexen Verbindung mit Quecksilber genügend Halogenid vorhanden ist. Die Beschreibung der erwähnten europäischen Patentanmeldung lehrt über die Wichtigkeit eines möglichst niedrigen pH- Wertes der Reinigungsflüssigkeit, so dass keine wesentliche Menge von SO&sub2; des Gases in der Reinigungsflüssigkeit gelöst wird. Ein solches Auflösen von SO&sub2; in der Reinigungsflüssigkeit würde nämlich zur Bildung von SO&sub3;²&supmin; führen, da Schwefel Hg²+ in Hg&sup0; reduzieren würde, welches verdampfen und dadurch dem Rauchgas wieder zugeführt würde. Aus dieser europäischen Anmeldung ist die Lehre zu ziehen, dass Chlorid enthaltende Reinigungsflüssigkeit zur Quecksilberentfernung sauer sein muss.
- Auch das US Patent Nr. 3.838.190 schlägt vor Quecksilber aus Gasen mittels sauren Reinigungsflüssigkeiten zu entfernen. Die Reinigungsflüssigkeiten sind Schwefelsäure mit einer Konzentration von mindestens 50%, die Chlor und/oder Chlorwasserstoff enthalten. Das Verfahren ist für Gase, die durch Verbrennen oder Rösten von sulfidhaltigen Erzen entstehen oder für Gase aus Elektrolysebehältern als geeignet beschrieben. Offenbar eignet sich das Verfahren nicht für Rauchgase aus Kraftwerken.
- Das US Patent Nr. 4.729.882 betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von Quecksilber aus Rauchgas-Emissionen, bei welchem den Emissionen chlorhaltiges Material zugefügt wird, wonach die Mischung erhitzt wird, um das Quecksilber in Quecksilberchlorid umzuwandeln, das durch Schrubben mit Reinigungswasser entfernt wird und sich als HgCl&sub4; festigt. Das Verfahren wird für die Reinigung von Emissionen aus Müllverbrennung als geeignet beschrieben. Wenn man jedoch das Gas mit einer wässrigen Lösung, die NaCl als Hg-Bindemittel enthält, schrubbt, liegt die Hg-Entfernung wesentlich niedriger als bei Verwendung gewisser Verbindungen, die Metallkomplexe bilden. Das Verfahren ist ein Nass-Schrub-Verfahren und weist deshalb, verglichen mit trockenen oder halbtrockenen Gasreinigungsverfahren, wesentliche Nachteile auf.
- Darüber hinaus sollte beachtet werden, dass es bekannt ist die Adsorptionswirkung von Aktivkohle gegenüber Quecksilberdampf durch Imprägnieren der Kohle mit Halogen- oder Interhalogenverbindungen zu erhöhen, wie im US Patent Nr. 3.662.523 beschrieben. Das Verfahren des US Patentes erfordert jedoch, dass das Gas durch ein festes Bett imprägnierter Kohle geleitet wird. Wie aus vorerwähntem europäischen Patent Nr. 0 253 563 hervorgeht, eignen sich solche Verfahren weniger für Rauchgasbehandlung.
- Eine Diskussion der Effektivität der Hg-Entfernung durch herkömmliche Rauchgasreinigungssysteme, insbesondere Entschwefelungsverfahren, findet man in einer Abhandlung von Irene M. Smith: "Trace elements from coal combustion: emissions" (Spurenelemente aus Kohlenverbrennung: Emissionen), IEA Coal Research, London, 1987, Seiten 54-65. Aus der genannten Abhandlung geht hervor, dass trotz der vorstehend beschriebenen verschiedenen Systeme zur Beseitigung von Spurenelementen, insbesondere Quecksilber, aus Müllverbrennungsgasen, das Problem einer derartigen Beseitigung aus kohlenbeheizten Kraftwerken noch immer besteht.
- Die EP-A-0405565 gibt ein Verfahren zur Entfernung von SO&sub2; und Hg aus einem Gas, das diese Verschmutzungsfaktoren enthält, an. Diese Verschmutzer werden in einem Zwei-Stufen-Reinigungsverfahren mit einer essigsauren Reinigungsflüssigkeit entfernt.
- Das Rauchgas aus kohlenverbrennenden Kraftwerken unterscheidet sich in verschiedener Hinsicht von dem Rauchgas aus Müllverbrennungsanstalten, insbesondere sind die Verschmutzungsfaktoren in einer viel grösseren Rauchgasmenge verdünnt; die Temperatur des Rauchgases ist niedriger und die chemische Zusammensetzung der beiden Gastypen ist verschieden.
- Somit ist der vorherrschende Verschmutzungsfaktor in Müllverbrennungsabgasen oft HCl, während der Hauptverschmutzer in aus Kohlenverbrennung stammenden Rauchgasen SO&sub2; ist.
- Während die Bedenken mit Hinblick auf Hg-Verschmutzung der Atmosphäre in erster Linie zur Entwicklung verschiedener Verfahren zur Hg-Entfernung aus Müllverbrennungsabgasen geführt haben, hat man innerhalb der letzten paar Jahre eingesehen, dass auch die Hg-Emissionen aus Kratwerken etc. ein wesentliches Risiko für die Umwelt darstellen.
- Da Rauchgas aus Kohlenverbrennung so viel Schwefeldioxyd enthält, dass ein Entschwefelungsverfahren des Rauchgases erforderlich ist, sollte ein Verfahren zur Reduzierung des Hg-Inhalts im Rauchgas aus Kohlenverbrennung mit einem Gasentschwefelungsverfahren vereinbar sein oder vorzugsweise damit kombiniert werden können.
- Mittlerweile hat es sich gezeigt, dass, falls die verwendeten oder vorgeschlagenen Verfahren zur Reinigung von Müllverbrennungsabgas in Verbindung mit Entschwefelungsverfahren, oder mit diesen kombiniert, derart übertragen oder abgeändert werden, dass sie zu Kohlenverbrennungs-Rauchgasen benutzt werden können, sich die Ergebnisse mit Hinblick auf die Hg-Entfernung als unberechenbar und unzuverlässig erwiesen haben, wie nachstehend näher erläutert.
- Es ist nunmehr festgestellt worden, dass die Hg- Entfernungskapazität eines Rauchgas-Reinigungsverfahrens für ein Rauchgas mit einer Temperatur von llo-170ºC, typisch 120-160ºC, und von Verbrennung von Kohle stammend mit einem niedrigen Chlorid-Inhalt, bei welchem Verfahren eine wässrige Lösung eines basischen Absorptionsmittels in einer Trockenkammer einer Trocknungs-Absorptions-Zone umfassend eine Trockenkammer und einen Partikelsammler sowie einen diese verbindenden Kanal, in feine Tropfen in das heisse Rauchgas zerstäubt wird, wobei das Wasser dieser Tropfen verdampft und trockene feine Partikeln hinterlässt, und gleichzeitig ein Teil schädlicher Bestandteile des Gases umfassend Schwefeloxyde, Wasserstoffhalogenide und Stickstoffoxyde und Quecksilber, durch die Tropfen und feinen Partikeln sorbiert wird, wonach das Rauchgas mit mitgeführten feinen Partiklen zum Partikelsammler geleitet wird, wo Kontakt zwischen den Partikeln und dem Rauchgas zu einer zusätzlichen Sorption von schädlichen Bestandteilen führt, verbessert werden kann, indem man die Menge des zu der Trocknungs-Absorptions-Zone geführten Chlorids erhöht.
- In der vorliegenden Beschreibung und den dazugehörigen Ansprüchen deckt der Ausdruck "eine wässrige Suspension eines basischen Absorptionsmittels" auch eine wässrige Lösung eines basischen Absorptionsmittels, falls das Absorptionsmittel leicht wasserlöslich ist, wie z.B. Natriumkarbonat.
- In der vorliegenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen deckt der Ausdruck "Hg" oder das Wort "Quecksilber" den Stoff entweder in Form von Metalldampf oder als eine chemische Verbindung oder Komplex. Der Ausdruck "Chlorid" deckt Chlorid-Ionen als solche oder gasförmigen Chlorwasserstoff oder Verbindungen, die durch Erhitzen in Gegenwart von Kohle Cl&supmin; oder HCl bilden.
- Der Chloridgehalt aus Kohlenverbrennung stammender Rauchgase hängt vom Chloridgehalt der Kohle ab. Da der Chloridinhalt von an verschiedenen Orten geförderter Kohle äusserst unterschiedlich ist, variiert auch der Chloridinhalt des Rauchgases. Durch Erhöhen der Chloridmenge, die in Übereinstimmung mit dem erfindungsgemässen Verfahren zu der Trocknungs-Absorptions-Zone geleitet wird, ist es möglich mit beliebiger Kohlenqualität beim Reinigungsverfahren, bei welchem hauptsächlich eine Entschwefelung vorgenommen wird, eine hohe Hg-Entfernungswirkung zu erzielen.
- Es hat sich erwiesen, dass die Erhöhung des Hg- Entfernungseffektes durch Zufuhr von Chlorid in die Trocknungs-Absorptions-Zone bei einem Verfahren, in welchem Rauchgas mit niedrigem Chloridinhalt behandelt wird, besonders bemerkenswert ist, wenn Aktivkohle vorhanden ist, aber auch ohne das Vorhandensein von Aktivkohle ist die Wirkung bedeutend.
- Aufgrund von unvollständiger Verbrennung wird Aktivkohle oft zusammen mit Flugasche in dem zu reinigendem Rauchgas vorhanden sein, aber in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird pulverförmige Aktivkohle an einer Stelle stromaufwärts der Trockenkammer oder stromabwärts der Kammer, aber stromaufwärts des Partikelsammlers in die Kammer dispergiert.
- Der Ausdruck Aktivkohle wird hier in breitem Sinne verwendet und umfasst beliebiges Kohlenmaterial mit sorbierender Wirksamkeit, und deckt somit nicht nur Materialien, die einer aktivierenden Behandlung unterzogen wurden.
- Die pulverförmige Aktivkohle wird vorzugsweise in einer Menge von 1-100 mg/Nm³ Rauchgas verwendet. Nm³ bedeutet die Gasmenge mit einem Volumen von 1 m³ bei Atmosphärendruck und einer Temperatur von 20ºC. Die Benutzung der pulverförmigen Aktivkohle bei dem Verfahren kann durchgeführt werden, wie im europäischen Patent Nr. 0 253 563 beschrieben.
- Bei dem erfindungsgemässen Verfahren können zur Erhöhung der Chloridmenge in der Trocknungs-Absorptions- Zone verschiedene Massnahmen angewandt werden. Erwähnte Erhöhung kann somit gelegentlich durch Aufnahme eines Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzes oder dessen Lösung in die wässrige Suspension eines basischen Absorptionsmittels erzielt werden. Dies kann man erreichen, wenn man Meerwasser als ganze oder teilweise Erstattung für Wasser mit niedrigem Chloridinhalt benutzt, das sonst zur Herstellung der wässrigen Suspension des basischen Absorptionsmittels verwendet wird.
- Eine solche Erhöhung des Chloridinhalts der Absorptionsmittel-Suspension kann ausserdem zu einer erhöhten Entschwefelungsfähigkeit des Verfahrens führen, wenn als Absorptionsmittel Kalk oder Kalkstein benutzt werden.
- Als Ergänzung oder Alternative der wässrigen Suspension des basischen Absorptionsmittels Chlorid zuzuführen, kann die Erhöhung des Chloridinhalts in der Trocknungs-Absorptions-Zone durch Erhöhen der Chloridkonzentration des Rauchgases erreicht werden, dadurch dass der Kohle vor oder während deren Verbrennung Chlorid oder Chlorid enthaltendes Material zugeführt wird und/oder dass gasförmiges HCl in das Rauchgas stromaufwärts der oder in die Trocknungs-Absorptionszone eingespritzt wird. Wird HCl in die Trocknungs-Absorptions- Zone eingespritzt, kann dies in der Trockenkammer oder in dem Kanal zwischen der Kammer und dem Partikelsammler erfolgen.
- Wird HCl stromaufwärts der Trocknungs-Absorptions- Zone eingespritzt, kann dies in der Müllverbrennungszone oder an einer Stelle zwischen den beiden genannten Zonen stattfinden
- Da die meisten Chlorid- oder Chlorhaltigen Verbindungen bei Einführen in die Müllverbrennungszone eines kohlenverbrennenden Kessels gasförmige Chloride freigeben, kommen zur Erhöhung des Chloridinhalts im Rauchgas mehrere Stoffe in Betracht, jedoch ist aus wirtschaftlichen und verfahrenstechnischen Gründen für diesen Zweck die Verwendung von Natrium- oder Calciumchlorid oder Kunststoffabfall enthaltendem Chlorin vorzuziehen.
- Wird das erfindungsgemässe Verfahren durch Erhöhen des Chloridinhalts von Rauchgas durchgeführt, wird der gesamte Chloridinhalt des Rauchgases, berechnet als Cl&supmin; auf höchstens 150 ppm Gewichtsbasis erhöht.
- Eine positive Wirkung der Erhöhung kann mittlerweile bei wesentlich niedrigeren Gesamt-Chlorid-Konzentrationen erzielt werden, abhängig von Betriebsbedingungen, Ausrüstung, Vorhandensein von Kohle im Rauchgas etc., und selbst bei geringer Chloridzufuhr von 1 ppm wird eine Positive Wirkung erwartet, insbesondere wenn ein gleichzeitiges Einspritzen von Aktivkohle erfolgt. Die bevorzugte Gesamtkonzentration von Chlorid beträgt 20-120 ppm, berechnet als Cl&supmin;.
- Erhält man die Erhöhung des Chloridinhalts in der Trocknungs-Absorptions-Zone durch Zugabe von Chlorid in die Absorptionsmittel-Suspension, wird solches Chlorid normalerweise in einer Menge zugefügt, dass man eine Chlorid-Konzentration in wässriger Suspension zwischen 0,1 bis 8 Gew.-%, basiert auf trockenen Feststoffen, bekommt.
- Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind nachstehend unter Hinweis auf die Zeichnung, die eine geeignete Anlage zur Durchführung einiger dieser Ausführungsformen darstellt, näher beschrieben.
- Die in der Zeichnung dargestellten Hauptbestandteile sind die Trockenkammer 1 und der Partikelsammler 2, die durch einen Kanal 3 miteinander verbunden sind. Diese drei Elemente zusammen ergeben die in der vorliegenden Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen bezeichnete Trocknungs-Absorptions-Zone.
- Ein Rauchgasstrom vom Vorheizer eines kohlenbeheizten Kessels (nicht dargestellt) wird durch einen Kanal 4, wahlfrei nach Passieren eines Staubsammlers (nicht gezeigt) in die Trockenkammer 1 geleitet.
- Eine wässrige Absorptionsmittelsuspension wird in einem Mischbehälter 5 hergestellt und mittels eines Zerstäuberrades 6 in die Kammer 1 zerstäubt. Diese Absorptionsmittel-Suspension kann z.B. aus gelöschtem Kalk und rückgeführtem Material, wie im US Patent Nr. 4.279.873 beschrieben, hergestellt sein.
- Durch Kontakt mit den heissen Rauchgasen in der Kammer verdampft das Wasser von der zerstäubten Suspension, wodurch die Temperatur des Gases wesentlich reduziert wird, und zur gleichen Zeit reagieren saure Substanzen, hauptsächlich SO&sub2;, im Rauchgas mit dem basischen Absorptionsmittel und produzieren ein partikelförmiges Material, das in erster Linie bei der Reaktion gebildete Salze sowie nicht-reagiertes Absorptionsmittel enthält.
- Ein Teil dieses partikelförmigen Materials und eventueller Flugasche wird vom Boden der Zerstäubungs- Absorptionskammer durch 7 ausgenommen, während der restliche Teil des partikelförmigen Materials vom Rauchgas mitgeführt durch Kanal 3 zum Partikelsammler 2 geleitet wird.
- Der Partikelsammler 2 kann ein Schlauchfilter oder ein Elektrofilter sein, worin im wesentlichen sämtliches partikelförmige Material vom Gas entfernt und durch 8 entnommen wird.
- Vom Partikelsammler 2 kann das somit gereinigte Gas durch einen Kanal 9 zu einem Schornstein 10 zur Freigabe in die Atmosphäre geleitet werden.
- Das durch 7 und 8 entnommene partikelförmige Material kann, wie vorstehend erläuert, teilweise zur Erzeugung der Absorptionsmittel-Suspension im Behälter 5 rückgeführt werden.
- Das bisher beschriebene Verfahren dient in erster Linie zur Beseitigung saurer Bestandteile, welche in aus Kraftwerken stammenden Rauchgasen im wesentlichen Schwefeloxyde sind. Mittlerweile wird auch ein gewisser Teil von im Rauchgas vorhandenem Hg zusammen mit dem durch 7 und 8 wiedergewonnenen partikelförmigen Material entfernt.
- Es hat sich jedoch erwiesen, dass die Menge des zusammen mit dem partikelförmigen Material entfernten Hg weit geringer ist als erwünscht, wenn der Chloridinhalt des Gases niedrig ist.
- Deshalb kann in den Kanal 4 eine Vorrichtung 11 zum Messen der Chloridkonzentration im Rauchgas eingesetzt werden, oder anderenfalls kann die Chloridkonzentration im Rauchgas auf Grundlage des Chloridgehalts der im Kessel verwendeten Kohle berechnet oder geschätzt werden.
- Zeigt es sich, dass der Chloridinhalt unter einem bestimmten Wert liegt, wie obenstehend und in den beigefügten Ansprüchen angegeben, werden der Erfindung entsprechende Massnahmen zur Erhöhung des Chloridinhalts im Gas getroffen. Dies kann in Verbindung mit einer Zufuhr von Aktivkohle erfolgen, die ihrerseits auch eine Hg-beseitigende Wirkung hat und zusammen mit Zugabe von Chlorid einen synergistischen Effekt ausübt, was eine äusserst effektive Hg-Entfernung ermöglicht.
- In der gezeigten Ausführungsform ist ein Gerät 12 zum Dosieren und Einspritzen von Aktivkohle über eine Leitung 14 mit dem Rauchgaskanal 4 verbunden.
- Vor dem Münden in Kanal 4 wird die Leitung 14 durch die an eine HCl-Quelle 16 angeschlossene Leitung 15 mit Chlorwasserstoff versehen.
- Auf diese Weise werden Chlorwasserstoff und Aktivkohle zusammen in das Rauchgas geleitet und mit letzterem vermischt der Zerstäubungs-Trocknungs-Absorptions- Zone in 1, 3 und 2 zugeführt, wobei die in dieser Zone stattfindende Hg-Sorption wesentlich erhöht wird.
- Wie mit punktierten Linien aufgezeigt ist, kann das Gemisch von Aktivkohle und Chlorwasserstoff als Alternative oder Ergänzung zu der Einleitung in den Kanal 4 direkt in die Trockenkammer 1 oder in den Kanal 3 eingeleitet werden.
- Wie vorstehend erläutert, kann die Chloridzufuhr als Alternative getrennt von der Zufuhr von Aktivkohle oder ohne die Verwendung von Aktivkohle durchgeführt werden, insbesondere, wenn das durch 4 eingeleitete Gas Kohle enthält, die von unvollständiger Verbrennung im Kessel stammt.
- Als eine weitere Alternative zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen oder eine Ergänzung zu diesen kann der Absorptionsmittel-Suspension im Behälter 5 ein Chloridsalz beigefügt werden, wie mit 17 angewiesen, zum Erhalt einer Quecksilber-Absorption verbessernden Erhöhung des Chloridinhalts in den durch den Zerstäuber 6 zerstäubten Tröpfchen der Absorptionsmittelsuspension.
- Die durch 15 oder 17 zugeführte Chloridmenge sowie die eventuell mittels 12 dosierte Menge von Aktivkohle können auch auf Basis des Hg-Inhalts des behandelten Gases, das mit Hilfe einer im Kanal 9 angeordneten Vorrichtung 18 gemessen worden ist, reguliert werden.
- Die Erfindung wird anhand folgender Beispiele und Vergleichsbeispiele weiter veranschaulicht.
- In einem Rauchgas-Entschwefelungssystem wie dem in der Zeichnung gezeigten, in welchem der Partikelsammler 2 ein Schlauchfilter mit einem Textilfilter ist, wurde Rauchgas aus einem kohlenbeheizten Kessel entschwefelt. Die Anlage wurde mit voller Ladung entsprechend etwa 1.2 x 10&sup6; Nm³/h betrieben.
- Die Menge der durch Leitung 4 zugeführten Flugasche betrug etwa 10g/Nm³, die Rauchgastemperatur in 4 betrug 313ºF (156ºC) und die Auslasstemperatur aus dem Schlauchfilter in Kanal 9 war 199ºF (93ºC).
- Quecksilber wurde innerhalb und ausserhalb des Systems, d.h. in Kanal 4 und in Kanal 9, gemessen. Kein Chlorid war im Rauchgas oder in der im Behälter 5 hergestellten Absorptionsmittel-Suspension vorhanden, und kein Chlorid oder Aktivkohle wurde durch die Leitung 14 zugefügt.
- Folgende Ergebnisse wurden erzielt: Einlass Auslass Beseitigung %
- Wie ersichtlich ist, wurde bei diesem Verfahren eine durchschnittliche Hg-Beseitigung von nur etwa 7% erzielt.
- Ein Rauchgas-Entschwefelungssystem wie das in der Zeichnung gezeigte, bei welchem der Partikelsammler 2 ein Elektrofilter war, wurde zum Entschwefeln von Rauchgas von einem kohlenbeheizten Kessel benutzt. Die Anlage wurde mit voller Ladung entsprechend etwa 1,8 x 10&sup6; Nm³/h betrieben.
- Die Menge der zusammen mit dem Rauchgas zugeführten Flugasche betrug etwa 10 g/Nm³.
- Die Einlasstemperatur des Rauchgases in Kanal 4 betrug 305ºF (152ºC) und die Elektrofilter-Auslasstemperatur in Kanal 9 betrug 160ºF (87ºC).
- Kein Chlorid war im Rauchgas oder in der in Behälter 5 hergestellten Absorptionsmittel-Suspension vorhanden.
- Quecksilber wurde bei Einlass in das System und bei dessen Auslass gemessen, und es wurden folgende Ergebnisse erzielt: Einlass Auslass Beseitigung %
- Bei diesem System wurde eine durchschnittliche Quecksilberbeseitigung von 24% erzielt.
- Ein Rauchgas-Entschwefelungssystem von der in der Zeichnung gezeigten Art, bei welchem der Partikelsammler ein Schlauchfilter war, wurde zum Entschwefeln von Rauchgas aus einem kohlenbeheizten Kessel benutzt
- Die Anlage wurde mit voller Ladung entsprechend etwa 2.2 x 10&sup6; Nm³/h betrieben.
- Die in dem zu behandelndem Gas vorhandene Flugasche betrug etwa 10 g/Nm³.
- Die Einlasstemperatur des Rauchgases in Kanal 4 betrug 306ºF (152ºC) und die Auslasstemperatur im Schlauchfilter betrug 175ºF (79ºC).
- Kein Chlorid war in dem Rauchgas oder in der Absorptionsmittel-Suspension vorhanden.
- Quecksilber wurde im Gas beim Einlass und Auslass des Systems gemessen, und es wurden folgende Ergebnisse erzielt: Einlass Auslass Beseitigung %
- Bei diesem System wurde eine durchschnittliche Hg- Beseitigung von 15% erzielt.
- Dieses Beispiel wurde als obenstehendes Vergleichsbeispiel 2 durchgeführt, abgesehen davon, dass der in Behälter 5 hergestellten Absorptionsmittel-Suspension Calciumchlorid zugefügt wurde. Das Calciumchlorid wurde in einer Menge entsprechend 2,5 Gew.-% Cl, basiert auf trockenem Feststoff, der Absorptionsmittel-Suspension zugefügt.
- Quecksilber wurde bei Einlass in das System und bei dessen Auslass gemessen, und es wurden folgende Ergebnisse erzielt: Einlass Auslass Beseitigung %
- Mit diesem System wurde eine durchschnittliche Quecksilberbeseitigung von 77% erreicht, was eine zusätzliche Verbesserung der im Vergleichsbeispiel 2 ermittelten Hg-Absorption darstellt.
- In den folgenden Beispielen stammt der HCl-Inhalt des Rauchgases von in der Kohle enthaltenem oder dieser zugefügtem Chlorid.
- Ein trockenes Rauchgas-Entschwefelungssystem wie das in der Zeichnung dargestellte, jedoch mit einem Elektrofilter stromaufwärts von Kanal 4 zum Aufsammeln von Flugasche ergänzt, bei welchem System ein Schlauchfilter als Partikelsammer 2 diente, wurde zur Entschwefelung von Rauchgas aus einem kohlenbeheizten Kessel verwendet.
- Die Anlage wurde bei voller Ladung entsprechend 1,2 x 10&sup6; Nm³/h betrieben.
- Die durch Kanal 4 in das Rauchgas geleitete Flugasche betrug 50 mg/Nm³. Die Temperatur des Gases in Kanal 4 war 275ºF (135ºC) , und die Auslasstemperatur aus dem Schlauchfilter war 158ºF (70ºC).
- Die HCl-Konzentration des durch Kanal 4 eingeleiteten Rauchgases betrug 90 mg/Nm³.
- Quecksilber wurde bei Einlass in das System und bei dessen Auslass gemessen und es wurden folgende Ergebnisse ermittelt: Einlass Auslass Beseitigung %
- Ein trockenes Rauchgas-Entschwefelungssystem wie das in der Zeichnung aufgezeigte wurde benutzt. Wie in Beispiel 2 war das System mit einem Elektrofilter zum Aufsammeln von Flugasche strtomaufwärts von Kanal 4 versehen. Der Partikelsammler 2 war ein Elektrofilter.
- Die Anlage wurde zur Entschwefelung von Rauchgas aus einem kohlenbeheizten Kessel verwendet. Die Anlage wurde bei voller Ladung entsprechend 1.1 x 10&sup6; m³/h betrieben. Die Menge der durch Kanal 4 in das Rauchgas geleiteten Flugasche betrug 1,2 g/Nm. Die Gastemperatur in Kanal 4 war 257ºF (125ºC) und die Auslasstemperatur in Kanal 9 war 158ºF (70ºC).
- Die HCl-Konzentration im Rauchgas betrug etwa 65mg/Nm³.
- Quecksilber wurde bei Einlass in das System und bei dessen Auslass gemessen, und folgende Ergebnisse wurden ermittelt: 3 Einlass Auslass Beseitigung %
- Bei diesem System war die Beseitigung 89%.
- Ein trockenes Rauchgas-Entschwefelungssystem bestehend aus einer Anlage wie in der Zeichnung dargestellt, bei welcher ein Schlauchfilter als Partikelsammler 2 dient, wurde für die Behandlung von Rauchgas aus einem kohlenbeheizten Kessel verwendet.
- Die Anlage wurde bei voller Ladung entsprechend 0,11 x 10&sup6; Nm³/h betrieben, und die Menge von Flugasche im Rauchgas in Kanal 4 betrug 10g/Nm³.
- Die Temperatur des Gases in Kanal 4 war 342ºF (172ºC) und die Auslasstemperatur aus dem Schlauchfilter war 175ºF (79ºC).
- Die HCl-Konzentration im Rauchgas betrug 142 mg/- Nm³. Quecksilber wurde bei Einlass in das System und bei dessen Auslass gemessen.
- Folgende Ergebnisse wurden ermittelt: Einlass Auslass Beseitigung %
- Die durchschnittliche Beseitigung bei diesem System war 96%.
- Das vorstehend angeführte Verfahren wurde durch Zugabe von Aktivkohle durch Kanal 14 zum Rauchgasstrom in Kanal 4 stromaufwärts der Trockenkammer modifiziert.
- Quecksilber wurde bei Einlass in das System und bei dessen Auslass gemessen.
- Es wurden folgende Ergebnisse ermittelt: Menge von Aktivkohle mg/Nm³ Einlass Auslass Beseitigung %
- Die durchschnittliche Beseitigung bei Zugabe von Aktivkohle war somit höher als 99%.
Claims (11)
1. Verfahren zur Entfernung schädlicher Bestandteile
einschliesslich Schwefeldioxyd und Quecksilber aus einem
von Kohlenverbrennung stammenden heissen Rauchgas mit
einer Temperatur von 110-170ºC und einem niedrigen
Chlorid-Inhalt, bei welchem Verfahren eine wässrige
Suspension eines basischen Absorptionsmittels in einer
Trockenkammer einer Trocknungs-Absorptions-Zone
umfassend eine Trockenkammer und einen Partikelsammler
sowie einen diese verbindenden Kanal, in feine Tropfen
in das heisse Rauchgas zerstäubt wird, wobei das Wasser
dieser Tropfen verdampft und trockene feine Partikeln
hinterlässt, und ein Teil der schädlichen Bestandteile
des Gases umfassend Schwefeloxyde, Wasserstoffhalogenide
und Stickstoffoxyde und Quecksilber durch die Tropfen
und die feinen Partikeln gleichzeitig sorbiert wird,
wonach das Rauchgas mit mitgeführten feinen Partikeln
zum Partikelsammler geleitet wird, wo Kontakt zwischen
den Partikeln und dem Rauchgas zu einer zusätzlichen
Sorption von schädlichen Bestandteilen führt, worin die
Menge des der Trocknungs-Absorptions-Zone zugeführten
Chlorids auf ein Ausmass erhöht wird, die zur
Verbesserung der Hg-Entfernungskapazität des Verfahrens
ausreichend ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Erhöhung
der Chloridmenge in der Trocknungs-Absorptions-Zone
durch ein Erhöhen der Chlorid-Konzentration im Rauchgas
in einem oder beiden der folgenden Massnahmen: (a)
Zugabe eines Chlorids oder chloridhaltigen Materials zur
- Kohle vor oder unter deren Verbrennung, und (b)
Einspritzen von gasförmigem HCl in das Rauchgas
stromaufwärts der Trocknungs-Absorptionszone oder in diese,
stattfindet
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Erhöhung
der Chloridmenge in der Trocknungs-Absorptions-Zone
durch Aufnahme eines Alkalimetall- oder eines
Erdalkalimetallsalzes oder dessen Lösung in die wässrige
Suspension
eines basischen Absorptionsmittels vollendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1-3, bei welchem
pulverförmige aktive Kohle an einer Stelle stromaufwärts der
Trockenkammer, in die Trockenkammer oder stromabwärts
davon, aber stromaufwärts des Partikelsammlers in das
Rauchgas dispergiert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, nach welchem die aktive
Kohle in einer Menge von 1-100 mg/Nm³ Rauchgas benutzt
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem durch
Erhöhung des Chloridinhalts des zu der
Trocknungs-Absorptions-Zone geleiteten Gases auf 20-150 ppm und
Dispersion von aktiver Kohle in einer Menge von 1-100 mg/Nm³
in das Rauchgas 90-99% des Hg-Inhalts im Rauchgas
beseitigt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, wobei die
Erhöhung der Chloridzugabe auf Grundlage des Ergebnisses
von Hg-Analysen des den Partikelsammler verlassenden
Gases erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, wobei die
Erhöhung der Chloridzugabe vom Chloridinhalt des in die
Trocknungs-Absorptions-Zone einströmenden Gases abhängt.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem der
Chloridinhalt in Gasanalysen berechnet und/oder auf Basis von
Chlorid-Analysen der Kohle durchgeführten Berechnungen
geschätzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem ein
Chloridoder chlorhaltiges Material der Kohle vor oder unter
deren Verbrennung in einer Menge zugefügt wird, die zum
Erhalt einer totalen Chlorid-Konzentration von
mindestens 1 Gew.-ppm im Rauchgas ausreichend ist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
nach welchem eine totale Chlorid-Konzentration von
20-120 ppm im Rauchgas erreicht wird.
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