WO2013056722A1 - Verfahren und vorrichtung zur abscheidung von flugstäuben und schadstoffen in einem gehäuse für einen elektro-filter - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur abscheidung von flugstäuben und schadstoffen in einem gehäuse für einen elektro-filter Download PDF

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WO2013056722A1
WO2013056722A1 PCT/EP2011/005249 EP2011005249W WO2013056722A1 WO 2013056722 A1 WO2013056722 A1 WO 2013056722A1 EP 2011005249 W EP2011005249 W EP 2011005249W WO 2013056722 A1 WO2013056722 A1 WO 2013056722A1
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WO
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filter
gas
housing
electro
additive
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PCT/EP2011/005249
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Thomas Riepe
Arnold Kalka
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Babcock Noell Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/01—Pretreatment of the gases prior to electrostatic precipitation
    • B03C3/013—Conditioning by chemical additives, e.g. with SO3
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/017—Combinations of electrostatic separation with other processes, not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/019—Post-treatment of gases

Definitions

  • the invention relates to a method according to the characterizing features of the first claim and an apparatus for performing the method.
  • the invention is suitable for the separation of airborne dust and gas or
  • vaporous pollutants in a housing for an electro-filter in particular such housings in which existing facilities such as electro-filter for the purification of raw gas to be retrofitted in order to achieve improved emission levels cost.
  • electrostatic precipitators such as electro-filters have been used for a long time worldwide to separate the fly ash from the exhaust gas flow. More recently, filtering filters (fabric filters, bag filters) have been used instead of the electro-filters. For the separation of gaseous and vaporous acidic pollutants (SO 2, HCl, HF) from the
  • Flue gas streams are additionally used for desulphurisation plants, mostly in the form of calcium- or sodium-based wet scrubbers, behind the dedusting filters. The latter were also often retrofitted to existing plants to meet more stringent emission requirements.
  • lime- or sodium-based wet processes for flue gas cleaning and dry or “semi-dry” working methods are known, which are used in particular in waste or hazardous waste incinerators, and increasingly also in power plants Depending on the exhaust gas temperature window here with calcium hydroxide or sodium bicarbonate as adsorbent worked
  • Dry sorption methods are used with carbonaceous or other
  • Heavy metals e.g., Hg
  • chlorinated hydrocarbons e.g., PCDD / F
  • catalytic or non-catalytic nitrogen oxide reduction stages are used in power plants and incinerators.
  • the solution according to the invention provides a method according to which the raw gas in an enclosure for the electro-filter for the deposition and conversion of pollutants, an additive is mixed, wherein in a mixing reactor, a purification of the gas takes place and the spent sorbent and the fly ash on the Dust funnel of the housing for the electro-filter is discharged through the existing discharge device.
  • the raw gas flows through a fabric filter, in which further spent sorbent and fly ash are separated off.
  • a tubular floor with fabric hoses can be used, which is arranged in a further space in the housing of the e-filter. It is advantageous for pre-cleaning an electric filter as a pre-separation of
  • the flue dust is transported in this case in a proven way by dust funnel and the discharge in a suitable collection vessel such as a silo.
  • the basic principle of the invention is to convert the existing electro-filter into a multi-stage separator.
  • the dust separation is improved and additionally integrated a Schadgas- and / or heavy metal separation.
  • the first field may be fluidly modified in the raw gas hood and at the outlet for the new task, but remains as electrostatic
  • Received separator serves to make a pre-separation of a part of the fly ash before the further purification stages.
  • the first two fields can also be operated as pre-separators.
  • the deposited here part of the fly ash can be disposed of as before.
  • consumed sorbent may also be due to the electrostatic
  • the further process stage can after the conversion as a mixing chamber and
  • Sorption reactor serve.
  • additives for the separation or conversion of pollutants or other gas constituents into the dedusted exhaust gas stream are mixed.
  • dusty calcium hydroxide-containing, containing sodium bicarbonate are all suitable, dusty calcium hydroxide-containing, containing sodium bicarbonate,
  • Carbon-containing, or surface-rich mineral adsorbents and / or catalytically active substances such as, for example, vanadium-doped,
  • a plurality of mixing chambers arranged one behind the other.
  • a fabric filter is used.
  • a post-reaction between gas and additive takes place and the remaining fly ash or fly ash is removed together with the reacted sorbents from the exhaust stream.
  • These can be disposed of separately from the fly ash and / or recirculated.
  • a gas distributor wall in the mixed gas reactor. Furthermore, it is advantageous to arrange a conditioning system through which water, for example quench water, is introduced into the reaction space. The introduction of the water into the reaction space can be carried out via lances. It is also advantageous to arrange a louvre wall on the outlet side of the reaction space.
  • Hybrid filters represent a technical advancement in this sense, to combine the small space and high separation efficiency.
  • electro-filters With well-preserved electro-filters also makes the conversion to a tissue or hybrid filter sense, because it is faster and cheaper to implement, as a new building.
  • fabric filter technology With today's technical possibilities of fabric filter technology, the complete new technology can even be accommodated in a subarea of an existing electro-filter housing.
  • Desulfurization or other upstream or downstream processes or devices are dispensed with. There is no need for additional equipment and consequently no additional space for this.
  • the existing fireplaces can in principle continue to be used.
  • the induced draft must be adapted to the pressure loss of the combined system.
  • the additive stream is introduced into the reaction space at one or more points in such a way that the additive flows as homogeneously as possible into the zone flowing through the reaction zone
  • Flue gas stream is mixed. This process can be assisted by static gas mixers.
  • Figure 1 Electric filter for crude gas purification according to the prior art.
  • Figure 2 Housing with electro-filter, mixing reactor and fabric filter.
  • Figure 3 Housing for electro-filter with mixing reactor and fabric filter.
  • FIG. 4 detailed representation of FIG. 2 with mixing section and reaction chamber
  • FIG. 5 Detailed view of FIG. 3 with mixing section and reaction chamber
  • FIG. 6 detailed representation of additive feed and conditioning system.
  • FIG. 7 Illustration of the housing with a catalyst arrangement in front of it
  • FIG. 8 Illustration of the housing with a catalyst arrangement after the fabric filter.
  • the electro-filter zones 3.1 to 3.4 are arranged one behind the other in the housing 4 and the raw gas 1 flows into the crude gas hood 7 and the housing 4 for the electric filter 3 as clean gas 2 through the clean cover 8 leaves.
  • the electric filters 3.1 to 3.4 the flue dust 9 is separated and leaves the housing 4 via the dust funnel 10 and the discharge device 11.
  • two 3.1, 3.2 or more than two electric motors can be used. Filter zones can be arranged one behind the other to clean the raw gas 1 from the flue 9 contained therein.
  • FIG. 2 shows the housing 4, from which the electro-filter zones 3.2 to 3.4 have been removed and replaced by a mixing reactor 6 and a fabric filter 5.
  • the raw gas 1 by means of electro-filter 3 from
  • Flue dust 9 purified and passes to a second stage of the process, added to the additive 12 and recirculate 29 and, if necessary, in addition to the
  • Conditioning 24 e.g. Water is injected.
  • a mixed gas reactor 6 was installed in the housing 4 for the electro-filter 3, are separated in the spent sorbent 14 and 9 flue dust.
  • the additive 12 is stored in the additive silo 13 and introduced into the mixing reactor 6 together with the recirculate 29 by means of an additive injection system.
  • the recirculate 29 leaves the mixed gas reactor 6 through the
  • Discharge device 1 1 and is added again with the additive 12.
  • the pre-purified raw gas 1 of a third stage, the fabric filter 5, abandoned, are arranged in the fabric tubing 17 in the tube bottom 16.
  • the dust hopper 10 of the housing 4 with its discharge 1 1 spent sorbent 14 and 9 dust are discharged by means of conveyors in a designated container.
  • FIG. 3 shows a variant in a schematic representation, in which the housing 4 for the electro-filter 3, the mixed gas reactor 6 and the fabric filter 5 are installed and the raw gas 1 are cleaned only in these two process stages 6, 5, without pre-cleaning, so that the clean gas 2 arises.
  • the process proceeds in an analogous manner as in Figure 2, with no pre-cleaning and the additive 12 from the additive silo 13 and the recirculate 29 is fed by means of Einblassystem directly into the mixed gas reactor 6, from the dust funnel 10 by means
  • Discharge 1 1 the spent sorbent 14 and 9 of the flue dust are removed.
  • the cleaning takes place in the fabric tubes 17, which are arranged in the tube bottom 16, wherein the clean gas 2 leaves the clean hood 8.
  • a shut-off wall 15 is arranged in the clean-8 .
  • the spent sorbent 14 and the flue dust 9 leave the dust funnel 10 through the discharge device 1 1 to a conveying and collecting device.
  • FIG. 4 shows a detailed illustration of a variant of the mixed gas reactor 6.
  • the gas stream pre-dedusted in the electrostatic precipitator 3 is deflected and accelerated at the gas distribution wall 19 and led into the mixing section 18, into which the additive 12 as well as the recirculated 29 are blown in several places, or be mechanically abandoned, with gas and solids intimately mix. Thereafter, the gas-solid mixture enters the reaction space 21 of the mixed gas reactor 6, in which a sufficient residence time (contact time) is given for the noxious gas separation.
  • a sufficient residence time contact time
  • Reaction space 21 is water through the conditioning system 24 from above brought in.
  • the gas-solid mixture subsequently flows out of the reaction space 21 through a shutter wall 20, which mechanically protects the filter media, into the
  • the recirculate 29 is the pre-deposited in the mixing reactor 18 sorbent, which can be repeatedly recycled to the reactor to obtain a better material conversion. A partial flow of the recirculate is fed to the spent sorbent 14.
  • FIG. 5 shows the device from FIG. 3 and in more detail a
  • Adsorbent and / or recirculate are treated analogously to methods of illustration FIG.
  • FIG. 6 shows a detailed illustration of the feeding of the additive 12 into the
  • the sorbent is conveyed by means of blower 23 or pneumatically at several points in the mixing reactor 6 and over
  • Injection lances injected from below, from above and / or from the sides.
  • the procedure is analogous to the recirculation from the funnel outlet 1 or the recirculation silo 29.
  • quench water from the receiver 28 is conducted via the conditioning system 25 into the mixed gas reactor 6 and sprayed by means of the pumping station 26.
  • Nozzle systems or mechanical atomizers used. Instead of water, aqueous solutions or suspensions from the template 27 can also be used.
  • FIG. 7 shows the housing 4 for the electrostatic precipitator in combination with a
  • Catalyst 30 wherein the catalyst 30 is arranged in front of the mixed gas reactor 6.
  • the raw gas 1 is deflected in the electrostatic filter crude gas hood 7 and guided vertically through the catalyst 30.
  • Dropping sorbent and fly ash are discharged via the hopper 10 and the discharge device 11.
  • the catalytically treated gas then flows into the mixed gas reactor 6 and the fabric filter 5, where it is further purified as shown above.
  • conditioning 25 can in the mixed gas reactor 6, the Gas temperature can be lowered behind the catalyst 30, thereby obtaining better conditions for Schadgassorption and filtration.
  • FIG. 8 shows a variant in which the catalyst 30 is arranged behind the fabric filter 5.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidung von Flugstäuben und Schadstoffen in einem Gehäuse (4) für einen Elektro-Filter (3) zur Reinigung von Rohgasen (1) in ein Reingas (2), wobei Flugstaub (9) abgeschieden wird und dem Rohgas (1) im Gehäuse (4) für den Elektro-Filter (3) zur Abscheidung und Umwandlung von Schadstoffen ein Additiv (12) zugemischt wird, wonach eine Reinigung des Gases in einer weiteren Stufe mit einem Gewebefilter (5) zu Reingas (2) erfolgt und verbrauchtes Sorbens (14) in Flugstaub (9) in beiden Stufen ausgebracht werden und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Eine Variante des Verfahrens stellt die optionale Kombination mit einem Rauchgaskatalysator (30) dar. Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass auf teure konventionelle Nachrüstungen von Entschwefelungsanlagen oder andere vor- oder nachgeschaltete Verfahren oder Vorrichtungen von Elektro-Filtern verzichtet werden kann.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung von Flugstäuben und
Schadstoffen in einem Gehäuse für einen Elektro-Filter
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Patentanspruches und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Die Erfindung ist geeignet zur Abscheidung von Flugstäuben und gas- oder
dampfförmigen Schadstoffen in einem Gehäuse für einen Elektro-Filter, insbesondere solchen Gehäusen, in denen bestehende Anlagen wie Elektro-Filter zur Reinigung von Rohgas nachgerüstet werden, um verbesserte Emissionswerte kostengünstig zu erreichen.
In fossil gefeuerten Dampferzeugern und anderen Feuerungsanlagen werden weltweit seit langem elektrostatische Abscheider wie Elektro-Filter zur Abtrennung der Flugasche aus dem Abgasstrom eingesetzt. In jüngerer Zeit werden an Stelle der Elektro-Filter auch filternde Abscheider (Gewebefilter, Schlauchfilter) eingesetzt. Zur Abscheidung von gas- und dampfförmigen sauren Schadstoffen (S02, HCl, HF) aus dem
Rauchgasstrom werden zusätzlich Entschwefelungsanlagen, zumeist in Form von Nasswäschern auf Calcium- oder Natriumbasis, hinter den Entstaubungsfiltern eingesetzt. Letztere wurden häufig auch bei Bestandsanlagen nachgerüstet, um strenger gewordene Emissionsanforderungen zu erfüllen.
Neben den Kalk- oder Natrium basierten nassen Verfahren zur Rauchgasreinigung und sind auch trocken oder„halbtrocken" arbeitende Verfahren bekannt. Diese werden insbesondere in Müll- oder Sondermüllverbrennungsanlagen, und zunehmend auch in Kraftwerken eingesetzt. Je nach Abgastemperaturfenster wird hier mit Kalziumhydroxid oder Natriumhydrogenkarbonat als Adsorbens gearbeitet. Die
Trockensorptionsverfahren werden mit kohlenstoffhaltigen oder anderen
oberflächenreichen Sorbentien auch zur Abscheidung von dampfförmigen
Schwermetallen (z.B. Hg) und Chlorkohlenwasserstoffen (z.B. PCDD/F) eingesetzt. Darüber hinaus sind in Kraftwerken und Verbrennungsanlagen katalytische oder nicht- katalytische Stickoxid-Minderungsstufen im Einsatz.
In bestehenden Anlagen werden zumeist weitere Gasreinigungsstufen sukzessive nachgerüstet, wenn gesetzliche Anforderungen dies erforderten. In Ländern mit geringeren Umweltschutzanforderungen stellen jedoch die Elektro-Filter oft die einzige
BESTÄTIGUNGSKOPIE Gasreinigungsstufe dar. Hier gibt es zukünftig einen großen Nachholbedarf, weil auch hier die Ansprüche an die Emissionsminderung gewachsen sind.
Viele in Betrieb befindliche Elektro-Filter entsprechen nicht mehr dem heutigen
Anspruch an die Minderung der Staubemissionen. Eine Verbesserung auf die heute üblichen Anforderungen lässt sich oft nur durch eine erhebliche Vergrößerung oder einen Austausch gegen modernere, größere Elektro-Filter erreichen. Das ist wegen des Platzbedarfs dieser Anlagen häufig sehr schwierig. Es besteht also ein Bedarf, bestehende Anlagen kostengünstig so um- oder nachzurüsten, dass höhere strengere Emissionsgrenzwerte einhaltbar sind.
Wenn darüber hinaus auch eine Schadgasminderung vorgenommen werden soll, werden bislang jedoch zusätzliche Sorptionsanlagen, wie oben beschrieben, als separate Anlagen nachgerüstet. Die simultane Abscheidung von Staub und sauren Schadgasen in einem vorhandenen Elektro-Filtergehäuse auf die heutigen
Emissionsanforderungen ist bislang nicht realisiert worden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung entwickeln, nach denen bestehende Elektro-Filter zur Reinigung von Rohgas zum Erreichen verbesserte Emissionswerte kostengünstig umrüstbar sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach den Merkmalen des ersten
Patentanspruches und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gelöst.
Unteransprüche geben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung wieder.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht ein Verfahren vor, nach dem das Rohgas in einem Gehäuse für den Elektro-Filter zur Abscheidung und zur Umwandlung von Schadstoffen ein Additiv zugemischt wird, wobei in einem Mischreaktor eine Reinigung des Gases erfolgt und das verbrauchte Sorbens und der Flugstaub über den Staubtrichter des Gehäuses für den Elektro-Filter über die vorhandene Austragseinrichtung ausgetragen wird.
In einem weiteren Verfahrensschritt durchströmt das Rohgas einen Gewebefilter, in dem weiteres verbrauchtes Sorbens und Flugstaub abgetrennt werden. Dazu kann ein Schlauchboden mit Gewebeschläuchen Anwendung finden, der in einem weiteren Raum im Gehäuse des E-Filters angeordnet ist. Vorteilhaft ist es, zur Vorreinigung einen Elektro-Filter als Vorabscheidung von
Flugstaub im Elektro-Filter zu belassen. Der Flugstaub wird für diesen Fall in bewährter Weise durch Staubtrichter und die Austragseinrichtung in ein geeignetes Sammelgefäß wie ein Silo befördert.
Weiterhin ist es vorteilhaft, das Additiv aus einem Additivsilo mittels Einblassystem in den Mischreaktor zu leiten.
Das Grundprinzip der Erfindung besteht darin, den vorhandenen Elektro-Filter zu einem mehrstufigen Abscheider umzubauen. Damit wird die Staubabscheidung verbessert und zusätzlich eine Schadgas- und/oder Schwermetallabscheidung integriert.
Als erste Stufe kann das erste Feld strömungstechnisch in der Rohgashaube und am Austritt für die neue Aufgabe modifiziert sein, bleibt aber als elektrostatischer
Abscheider erhalten und dient dazu, eine Vorabscheidung eines Teils der Flugasche vor den weiteren Reinigungsstufen zu machen. Bei großen Filtern können auch die ersten beiden Felder als Vorabscheider betrieben werden. Der hier abgeschiedene Teil der Flugasche kann wie vorher entsorgt werden.
Unter bestimmten Bedingungen, zum Beispiel bei geringen Flugaschekonzentrationen vom Emittenten oder, wenn keine getrennte Entsorgung von Flugasche und
verbrauchtem Sorbens erforderlich ist, kann auch auf die elektrostatische
Vorabscheidung verzichtet werden.
Die weitere Verfahrensstufe kann nach dem Umbau als Mischkammer und
Sorptionsreaktor dienen. Hier werden Additive zur Abscheidung bzw. -Umwandlung von Schadstoffen oder anderen Gasinhaltsstoffen in den vorentstaubten Abgasstrom eingemischt. Je nach Anforderungen und Temperatur können dazu alle geeigneten, staubförmigen Kalziumhydroxid haltigen, Natriumhydrogenkarbonat haltigen,
Kohlenstoff haltigen, oder oberflächenreichen mineralischen Adsorbentien und/oder katalytisch wirkenden Substanzen, wie zum Beispiel Vanadium dotierte,
oberflächenreiche Mineralstoffe, oder Mischungen dieser Stoffe verwendet werden. Zusätzlich können hier auch Frischluft, Wasser oder andere geeignete Stoffe (Lösungen oder Suspensionen) oder flüssige Reststoffe (Slurry) zur Konditionierung des Abgases eingemischt werden.
Denkbar sind auch mehrere hintereinander angeordnete Mischkammern. Als weitere Stufe wird ein Gewebefilter eingesetzt. Hier findet auf der Oberfläche der Filterelemente eine Nachreaktion zwischen Gas und Additiv statt und die verbleibende Flugasche oder Flugstaub wird zusammen mit den abreagierten Sorbentien aus dem Abgasstrom entfernt. Diese können getrennt von der Flugasche entsorgt und/oder rezirkuliert werden.
Vorteilhaft ist es im Mischgasreaktor eine Gasverteilerwand anzuordnen. Weiterhin ist es vorteilhaft ein Konditionierungssystem anzuordnen durch das Wasser, zum Beispiel Quenchwasser, in den Reaktionsraum eingebracht wird. Das Einbringen der Wassers in den Reaktionsraum kann über Lanzen erfolgen. Vorteilhaft ist es weiterhin an der Austrittsseite des Reaktionsraumes eine Jalousiewand anzuordnen.
Denkbar sind auch mehrere hintereinander angeordnete Gewebefilter.
Je nach Temperatur und Beschaffenheit des Abgasstromes können vor dem
Gewebefilter oder nach dem Gewebefilter auch Katalysatoren zur Umwandlung von Schadgasen eingesetzt werden.
Gewebefilter für hohe Abscheideleistungen benötigen erheblich weniger Raum als Elektro-Filter. Auch Kombinationen von Elektro- und Gewebefiltern, sogenannte
Hybridfilter, stellen eine technische Weiterentwicklung in diesem Sinne dar, die geringes Platzangebot und hohe Abscheideleistung zu verbinden. Bei gut erhaltenen Elektro- Filtern macht auch der Umbau zu einem Gewebe- oder Hybridfilter Sinn, weil das schneller und kostengünstiger zu realisieren ist, als ein Neubau. Mit den heutigen technischen Möglichkeiten der Gewebefiltertechnik lässt sich sogar in einem Teilbereich eines vorhandenen Elektro-Filtergehäuses die komplette neue Technik unterbringen.
Neu an diesem Verfahren und der Vorrichtung ist die Integration des Sorptionsreaktors und ggf. des Gewebefilters und/oder eines Katalysators in das E-Filter-Gehäuse. Auf diese Weise kann auf die sehr teuren konventionellen Nachrüstungen von
Entschwefelungsanlagen oder anderen vor- oder nachgeschalteten Verfahren oder Vorrichtungen verzichtet werden. Es werden kein zusätzlicher Apparat und demzufolge auch kein zusätzlicher Platz hierfür benötigt. Die vorhandenen Kamine können prinzipiell weiter benutzt werden. Die Saugzüge müssen dem Druckverlust der kombinierten Anlage angepasst werden.
Die Einsparungen bei Anlagentechnik und Energieverbrauch gegenüber konventionellen Nassverfahren sind so hoch, dass zumeist höhere Sorptionsmittelkosten bei der Trockensorption mehr als aufgewogen werden. Deshalb bietet sich die Lösung auch für Großanlagen in Kohlekraftwerken an. In Gebieten mit knappem/teurem Wasserangebot werden die Vorteile noch größer.
Technisch anspruchsvoll ist vor allem die Mischertechnik der Sorptionsstufe, die einigen apparativen Aufwand erfordert. Mit Hilfe spezieller Aufgabeeinrichtungen wird der Additivstrom an einer oder mehreren Stellen so in den Reaktionsraum eingebracht, dass das Additiv möglichst homogen in den durch die Reaktionszone strömenden
Rauchgasstrom eingemischt wird. Dieser Prozess kann durch statische Gasmischer unterstützt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel und sieben Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen:
Figur 1 : Elektro-Filter zur Rohgasreinigung entsprechend dem Stand der Technik. Figur 2: Gehäuse mit Elektro-Filter, Mischreaktor und Gewebefilter.
Figur 3: Gehäuse für Elektro-Filter mit Mischreaktor und Gewebefilter.
Figur 4: Detaildarstellung von Fig. 2 mit Mischstrecke und Reaktionskammer
Figur 5: Detaildarstellung von Fig. 3 mit Mischstrecke und Reaktionskammer
Figur 6: Detaildarstellung von Additivzuführung und Konditioniersystem.
Figur 7: Darstellung des Gehäuses mit Katalysatoranordnung vor dem
Mischgasreaktor.
Figur 8: Darstellung des Gehäuses mit Katalysatoranordnung nach dem Gewebefilter.
Die Figur 1 zeigt Elektro-Filter 3 in ihrem Gehäuse 4 in schematischer Darstellung, wobei die Elektro-Filter-Zonen 3.1 bis 3.4 hintereinander im Gehäuse 4 angeordnet sind und das Rohgas 1 in die Rohgashaube 7 einströmt und das Gehäuse 4 für den Elektro- Filter 3 als Reingas 2 durch die Reingashaube 8 verlässt. In den Elektro-Filtern 3.1 bis 3.4 wird der Flugstaub 9 abgetrennt und verlässt über den Staubtrichter 10 und die Austragseinrichtung 1 1 das Gehäuse 4. Je nach Intensität der vorzunehmenden Reinigung und dem zu reinigenden Volumenstrom können zwei 3.1 , 3.2 oder mehr als zwei Elektro-Filter-Zonen hintereinander angeordnet sein, um das Rohgas 1 vom darin enthaltenen Flugstaub 9 zu reinigen.
Die Figur 2 zeigt das Gehäuse 4, aus dem die Elektro-Filter-Zonen 3.2 bis 3.4 entnommen und durch einen Mischreaktor 6 und einen Gewebefilter 5 ersetzt wurden. In einer ersten Verfahrensstufe wird das Rohgas 1 mittels Elektro-Filters 3 vom
Flugstaub 9 gereinigt und gelangt zu einer zweiten Verfahrensstufe, bei der Additiv 12 und Rezirkulat 29 zugegeben und, wenn erforderlich, zusätzlich auch über die
Konditionierung 24 z.B. Wasser eingespritzt wird. Dazu wurde im Gehäuse 4 für den Elektro-Filter 3 ein Mischgasreaktor 6 eingebaut, in dem verbrauchtes Sorbens 14 und Flugstaub 9 abgetrennt werden. Das Additiv 12 wird im Additivsilo 13 gelagert und mittels Additiveinblassystem gemeinsam mit dem Rezirkulat 29 in den Mischreaktor 6 eingebracht. Das Rezirkulat 29 verlässt den Mischgasreaktor 6 durch die
Austragseinrichtung 1 1 und wird erneut mit dem Additiv 12 zugegeben. Zur weiteren Reinigung wird das vorgereinigte Rohgas 1 einer dritten Stufe, den Gewebefilter 5, aufgegeben, in dem Gewebeschläuche 17 im Schlauchboden 16 angeordnet sind. Im Staubtrichter 10 des Gehäuses 4 mit seinen Austragseinrichtungen 1 1 werden verbrauchtes Sorbens 14 und Flugstaub 9 mittels Fördereinrichtungen in einen dafür vorgesehenen Behälter ausgebracht.
Die Figur 3 zeigt eine Ausführungsvariante in schematischer Darstellung, bei der im Gehäuse 4 für den Elektro-Filter 3, der Mischgasreaktor 6 und der Gewebefilter 5 eingebaut sind und das Rohgas 1 nur in diesen beiden Verfahrensstufen 6, 5, ohne Vorreinigung gereinigt werden, so dass das Reingas 2 entsteht. Das Verfahren läuft in analoger Weise wie in Figur 2 ab, wobei keine Vorreinigung erfolgt und das Additiv 12 aus dem Additivsilo 13 und das Rezirkulat 29 mittels Einblassystem direkt in den Mischgasreaktor 6 aufgegeben wird, aus dessen Staubtrichter 10 mittels
Austragseinrichtung 1 1 das verbrauchte Sorbens 14 und der Flugstaub 9 entnommen werden. In analoger Weise erfolgt die Reinigung in den Gewebeschläuchen 17, die im Schlauchboden 16 angeordnet sind, wobei das Reingas 2 die Reingashaube 8 verlässt. In der Reingashaube 8 ist eine Absperrwand 15 angeordnet. Das verbrauchte Sorbens 14 und der Flugstaub 9 verlassen den Staubtrichter 10 durch die Austragseinrichtung 1 1 zu einer Förder- und Sammeleinrichtung.
Die Figur 4 zeigt in detaillierter Darstellung eine Variante des Mischgasreaktors 6. Der im Elektrofilter 3 vorentstaubte Gasstrom an der Gasverteilwand 19 umgelenkt und beschleunigt und in die Mischstrecke 18 geleitet, in die an mehreren Stellen auch das Additiv 12, sowie das Rezirkulat 29 eingeblasen, oder mechanisch aufgegeben werden, wobei sich Gas und Feststoffe innig vermischen. Danach gelangt das Gas- Feststoff- Gemisch in den Reaktionsraum 21 des Mischgasreaktors 6, in dem eine hinreichende Verweilzeit (Kontaktzeit) für die Schadgasabscheidung gegeben ist. In den
Reaktionsraum 21 wird durch das Konditionierungssystem 24 von oben Wasser eingebracht. Das Gas-Feststoff-Gemisch strömt anschließend aus dem Reaktionsraum 21 durch eine Jalousiewand 20, die die Filtermedien mechanisch schützt, in das
Gewebefilter 5.
Das Rezirkulat 29 ist das in dem Mischreaktor 18 vorabgeschiedene Sorbens, das wiederholt in den Reaktor zurückgeführt werden kann, um eine bessere stoffliche Umsetzung zu erhalten. Ein Teilstrom des Rezirkulats wird dem verbrauchten Sorbens 14 zugeführt.
Die Figur 5 zeigt die Vorrichtung aus Figur 3 und in detaillierter Darstellung eine
Alternative des Mischgasreaktors 6. Hier erfolgt keine Umlenkung des Abgasstromes. Dieser wird horizontal durch Gasverteilwände 19 in die Mischstrecke 18 geleitet.
Adsorbens und/oder Rezirkulat werden analog zu Verfahren der Darstellung Fig. 4 behandelt.
Die Figur 6 zeigt in detaillierter Darstellung die Zuführung des Additivs 12 in den
Mischgasreaktor 6 und des Konditioniersystem 24 wobei die Figur 6a eine Ansicht des linken oder vorderen Teiles der Vorrichtung zeigt und die Figur 6b die Ansicht in
Strömungsrichtung. Aus dem Additivsilo 22 wird das Sorbens mittels Gebläse 23 oder pneumatisch an mehreren Stellen in den Mischreaktor 6 gefördert und über
Einblaslanzen von unten, von oben und/oder von den Seiten eingeblasen. Analog wird auch mit dem Rezirkulat aus dem Trichterauslauf 1 oder dem Rezirkulatsilo 29 verfahren.
Wenn eine Konditionierung des Abgases nötig oder sinnvoll ist, so wird mittels der Pumpstation 26 Quenchwasser aus der Vorlage 28 über das Konditioniersystem 25 in den Mischgasreaktor 6 geleitet und versprüht. Hierzu werden handelsübliche
Düsensysteme oder mechanische Zerstäuber eingesetzt. An Stelle von Wasser können auch wässrige Lösungen oder Suspensionen aus der Vorlage 27 verwendet werden.
Die Figur 7 zeigt das Gehäuse 4 für den Elektrofilter in Kombination mit einem
Katalysator 30 wobei der Katalysator 30 vor dem Mischgasreaktor 6 angeordnet ist. Hier wird das Rohgas 1 in der Elektrofilter-Rohgashaube 7 umgelenkt und vertikal durch den Katalysator 30 geführt. Ausfallendes Sorbens und Flugasche werden über die Trichter 10 und die Austragseinrichtung 11 abgeführt. Das katalytisch behandelte Gas strömt danach in den Mischgasreaktor 6 und das Gewebefilter 5, wo es, wie oben dargestellt, weiter gereinigt wird. Durch Konditionierung 25 kann im Mischgasreaktor 6 die Gastemperatur hinter dem Katalysator 30 abgesenkt werden, um dadurch bessere Bedingungen für die Schadgassorption und die Filtration zu erhalten.
In der Figur 8 ist eine Variante dargestellt, bei der der Katalysator 30 hinter dem Gewebefilter 5 angeordnet ist.
Allen Ausführungen gemeinsam ist, dass die einzelnen Verfahrensstufen und die zur Durchführung erforderlichen Vorrichtungen in einem gemeinsamen (vorhandenen) Gehäuse 4 für einen Elektrofilter angeordnet sind.
Liste der verwendeten Bezugszeichen Rohgas
Reingas
E-Filter
.1 E-Filter (1. Feld)
.2 E-Filter (2. Feld)
.3 E-Filter (n. Feld)
.4 E-Filter (n+1. Feld
Gehäuse für den E-Filter
Gewebefilter
Mischreaktor
Rohgashaube
Reingashaube
Flugstaub
0 Staubtrichter
1 Austragseinrichtung
2 Additiv
3 Additivsilo und -einblassystem
14 Verbrauchtes Sorbens + Flugasche
15 Absperrwand
16 Schlauchboden
17 Gewebeschlauch
18 Mischstrecke
19 Gasverteilwand
0 Jalousiewand
21 Reaktionsraum
22 Additivsilo
23 Gebläse oder Druckluft
24 Konditioniersystem
25 Konditioniermedium
26 Pumpstation
27 Suspensionsvorlage
28 Wasservorlage
29 Rezirkulatsilo
30 Katalysator

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Abscheidung von Flugstäuben und Schadstoffen in einem Gehäuse (4) für einen Elektro-Filter (3) zur Reinigung von Rohgasen (1 ) in ein Reingas (2), wobei Flugstaub (9) abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, dass
dem Rohgas (1 ) im Gehäuse (4) für den Elektro-Filter (3) zur Abscheidung und Umwandlung von Schadstoffen ein Additiv (12) zugemischt wird, wonach eine Reinigung des Gases in einer weiteren Stufe mit einem Gewebefilter (5) zu Reingas (2) erfolgt und verbrauchtes Sorbens (14) in Flugstaub (9) in beiden Stufen ausgebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Zumischen von
Additiv (12) im Gehäuse (4) für den Elektro-Filter (3) eine Vorabscheidung von Flugstaub (9) im Elektro-Filter (3) stattfindet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dem Rohgas (1 ) zur
Abscheidung und Umwandlung von Schadstoffen ein Rezirkulat zugemischt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Abscheidung und
Umwandlung von Schadstoffen dem Rohgas (1 ) ein Konditioniermedium (25) zugegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Konditioniermedium (25) Quenchwasser in den Mischprozess eingebracht wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 , dadurch
gekennzeichnet, dass in einem Gehäuse für einen Elektro-Filter (3) ein Mischreaktor (6) angeordnet ist, in den Additiv (12) und Rohgas (1 ) eingebracht werden und das verbrauchte Sorbens (14) und der Flugstaub (9) das Gehäuse (4) über die
Austragseinrichtung (9) verlassen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (4) für den
Elektro-Filter (3) ein Gewebefilter (5) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass im
Gehäuse (4) für den Elektro-Filter (3) Elektro-Filter (3), Mischreaktor (6) und Gewebefilter (5) hintereinander angeordnet sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die
Zugabe von Additiv (12) in den Mischreaktor (6) ein Additivsilo (13) und
Additiveinblassystem angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Mischgasreaktor (6) eine Gasverteilerwand (19) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Konditionierungssystem (24) angeordnet ist durch das Wasser in den
Reaktionsraum (21 ) eingebracht wird.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass an der Austrittsseite des Reaktionsraumes (21 ) eine Jalousiewand (20) angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Mischgasreaktor (6) ein Katalysator (30) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Gewebefilter (5) ein Katalysator (30) angeordnet ist.
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