WO2019120835A1 - Verfahren zur behandlung von schwefeloxide enthaltenden abgasen - Google Patents

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exhaust
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Bernd Morun
Paul-Udo Schmidt
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Drysotec Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to the technical field of treating exhaust gases containing sulfur oxides (SO x ), in particular exhaust gases from industrial incinerators, the so-called flue gases, or exhaust gases from industrial processes, such as steelmaking (eg blast furnace gases, etc.).
  • SO x sulfur oxides
  • the present invention relates to a method for the treatment of exhaust gases containing sulfur oxides, in particular from technical incinerators, such as flue gases, or from technical processes, for the purpose of removing and / or separating the sulfur oxides or for the purpose of reducing the sulfur oxide content and an apparatus for carrying out the process.
  • the proportion of carbon monoxide in the flue gases is kept low by targeted control of the combustion.
  • carbon monoxide produced can be returned to the combustion chamber or converted into carbon dioxide in a subsequent burner stage.
  • the proportion of nitrogen oxides in the flue gases is kept low by targeted control of the conditions under which the combustion takes place.
  • a reduction of the nitrogen oxides with nitrogen oxide-containing compounds, such as ammonia or urea, to elemental nitrogen by spraying or injecting the nitrogen-containing substances in the combustion chamber at about 900 ° C or by a downstream, catalytically activated reaction.
  • Particulate matter, soot and fly ash can be separated from the flue gases by a filtration system, such as bag filters or electrostatic precipitators, while volatile organic compounds (VOCs) can be removed by adsorption on activated carbon or by condensation.
  • a filtration system such as bag filters or electrostatic precipitators
  • VOCs volatile organic compounds
  • a regenerative process for flue gas desulfurization is, for example, the Wellmann-Lord process, which converts the sulfur dioxide from the flue gas with a sodium sulfite solution to sodium hydrogen sulfite. Later heating of the sodium hydrogen sulphite releases the sulfur dioxide again and the sodium sulphite can subsequently be used for the renewed absorption of sulfur dioxide.
  • the non-regenerative processes all aim to bind sulfur oxides by chemical reaction as sulfates.
  • ammonia REA process has no great industrial significance, as it combines the disadvantages of the aforementioned methods.
  • the recovered ammonium sulfate can be used as a fertilizer.
  • exhaust gases from technical processes such as steel production (for example, exhaust gases from the chemical roasting or Sinterbandher too, blast furnace gases from the blast furnace process, etc.), may contain significant amounts of sulfur oxides. So far, however, no efficient method for the separation of sulfur oxides from the relevant exhaust gases of these technical processes are known in this context.
  • the separation efficiency can be improved under certain conditions, after which the economics of the dry sorption process can be increased.
  • These include, above all, the increase in the relative exhaust gas humidity or an increase in the water vapor content in the exhaust gases. This can increase the efficiency of the dry sorption process.
  • the influence of the flue gas moisture is particularly noticeable in the deposition of sulfur dioxide. This can be achieved, for example, by adding or adding lime milk - a suspension of hydrated lime in the water - to the flue gas.
  • an exhaust gas treatment reagent which is, for example, calcareous.
  • the flue gas cools down.
  • the water content or the steam content of the flue gas or the exhaust gases can be increased. Both ultimately leads to the fact that the relative humidity and / or the water vapor content of the exhaust gases increases and a more effective separation of the pollutants of the exhaust gases is possible.
  • the disadvantage here is that when the exhaust gas is cooled to its taut, it comes to a condensation.
  • the condensates can cause corrosion damage in the flue gas duct, so that a sufficient temperature difference to the dew point of the exhaust gases should be maintained.
  • the pollutant separation improves as a result of the increased humidity of the exhaust gas, but also increases the risk of corrosion for the system components in the entire flue gas path and accordingly increase the investment costs and also the technical complexity.
  • the subsequently supplied exhaust treatment reagent causes caking or caking of system components.
  • the caking or caking thus caused can cause damage, so that water and / or water vapor can be supplied to the exhaust gas only within a small time frame or period of time relative to the actual service life of a dry sorption system.
  • the caking or caking prevent, although with an increasing pollutant separation and an increased efficiency of the dry sorption process, an increase in the humidity in the flue gas duct is technically usually not implemented.
  • the investment costs and downtimes caused for example due to a jagged nozzle exceed the temporary reduction in operating costs due to the saving of the exhaust gas treatment reagent due to the improved efficiency.
  • the laws on the emission of pollutants have been rigorously tightened in recent years, and it is expected in the future with even stricter rules, so that there is a great need for efficient and economical and environmentally sound treatment of the exhaust gases.
  • the present invention is based on the object, a method for the desulfurization of flue gases or other exhaust gases containing sulfur oxides or a method for the treatment of exhaust gases containing sulfur oxides, in particular exhaust gases from technical incinerators or exhaust gases from technical processes (such as steel production), for purposes of Removal and / or deposition of the sulfur oxides or for purposes of reducing the sulfur oxide content available to provide, which at least largely avoids or at least mitigates the disadvantages of the methods of the prior art previously described.
  • the invention has for its object to provide such an exhaust treatment process, which has a high degree of efficiency and / or high separation efficiency of sulfur oxides in a dry sorption, but prevents caking or caking of system components or at least significantly reduced.
  • the present invention proposes - according to a first aspect of the present invention - a process for the treatment of exhaust gases containing sulfur oxides (SO x ) from industrial processes for the purpose of removing and / or separating the sulfur oxides and / or for purposes of Reduction of the sulfur oxide content (exhaust gas treatment process) according to claim 1 before;
  • exhaust gas treatment process a process for the treatment of exhaust gases containing sulfur oxides (SO x ) from industrial processes for the purpose of removing and / or separating the sulfur oxides and / or for purposes of Reduction of the sulfur oxide content (exhaust gas treatment process) according to claim 1 before;
  • SO x sulfur oxides
  • the present invention - according to a second aspect of the present invention - a system for the treatment of sulfur oxides (SO x ) containing exhaust gases from technical processes according to the relevant independent plant claim; Further, in particular special and / or advantageous embodiments of the system according to the invention are the subject of the relevant sub-systems.
  • SO x sulfur oxides
  • the present invention relates to the use (s) of the system according to the invention and / or of the method according to the invention in accordance with the claim for use thereof.
  • the present invention - accordingly provides a process for the treatment of sulfur oxides (SO x) -containing flue gases from industrial processes for the purpose of removal and / or deposition of the sulfur oxides and / or for the purpose of reducing the Schwefeloxidgehalts,
  • exhaust gases containing the sulfur oxides are subjected to exhaust gas treatment, in particular desulfurization, by means of at least one particulate sulfur dioxide-reactive exhaust gas reaction reagent, in particular desulfurization reagent,
  • sulfur oxides are oxides of the chemical element sulfur to understand.
  • the sulfur oxides include any possible sulfur oxide compound, in particular sulfur dioxide (S0 2 ) and sulfur trioxide (SO 3 ).
  • the correlating acids of the sulfur oxides are also to be understood by the general term "sulfur oxides", so that the correlating acids which are formed in aqueous solutions are also regarded as sulfur oxides in the context of the present invention.
  • sulfur oxide reactive is to be understood as meaning that a reagent-in this case the exhaust gas treatment reagent-can react with sulfur oxides in a chemical and / or physical manner.
  • the reagent reacts in a chemical reaction with the sulfur oxides to react the sulfur oxides.
  • An implementation of the sulfur oxides can be carried out for example by means of reduction, hydrolysis and decomposition or the like.
  • a significantly increased separation efficiency, in particular sulfur oxides is ensured by the process according to the invention for the treatment of exhaust gas.
  • the effectiveness of the pollutant removal can be increased by producing a liquid phase (hydrate shell) on the surfaces of the particulate waste gas treatment reagents, the hydrate shell favoring the conversion of the sulfur oxide and the kinetics of the chemisorptive reaction of the aqueous region increased dramatically and significantly compared to dry particles.
  • the particulate, dry exhaust gas treatment reagent in process step (a) reacts in a significantly lower ratio compared to the reaction in process step (b) and / or has a significantly lower separation efficiency of the sulfur oxides.
  • nents for example, due to aggressive condensates avoided.
  • the exhaust gas treatment process according to the invention can purpose and purpose for the deposition and / or reduction of sulfur oxides from exhaust gases from technical processes apply, ensuring the efficiency of the exhaust gas treatment process while ensuring a long service life and / or service life of the exhaust treatment plant can be.
  • the maintenance and repair costs are significantly reduced due to the avoided caking or caking of the system components, in particular by at least 30% and the period of use of the system according to the invention can therefore significantly, preferably increased by at least 50%.
  • a conversion into existing plants can be carried out very easily, with no great technical effort, since ultimately the desulfurization to a very small area within the exhaust treatment room, in particular the exhaust gas and / or flue gas channel extends.
  • the operating costs, investment costs and repair and maintenance costs are reduced or saved in comparison to the dry sorption methods known from practice, whereby at least 20% of the amount of exhaust gas treatment reagent can be saved.
  • the aforementioned costs are reduced by more than 60%, preferably more than 80%, more preferably between 60% to 90%, wherein an increase in the efficiency by at least 5%, preferably from 10% to 50%, compared to which takes place from the dry sorption method known in the art.
  • a reduction in the consumption of the exhaust gas treatment reagent is not only relevant with regard to the operating costs, but also with regard to environmental aspects, there is a positive effect from the exhaust gas treatment process according to the invention.
  • the ecological compatibility is increased by the fact that during the exhaust gas treatment, the consumption of the required exhaust gas treatment reagent by increasing the water vapor content of the Exhaust gas can be significantly reduced - in such a way that also caking or caking of system components are avoided.
  • these caking or caking finally led to an increase in the water vapor content of the exhaust gases never being able to be integrated efficiently and permanently in an exhaust gas treatment process; and that although the theoretically positive effect of increasing the separation efficiency due to increased humidity and the associated reactions - theoretically - have been known in principle.
  • the exhaust treatment process is a dry sorption process.
  • the exhaust gas treatment reagent in its particulate form and / or in powder form is introduced into the flue gas or into the exhaust gases containing the sulfur oxides, in particular sprayed, blown in and / or injected.
  • various sulfur oxide-reactive exhaust gas treatment reagents are conceivable in the dry sorption process, with, for example, the calcium hydroxide or hydrated lime (Ca (OH) 2 ) competing with sodium bicarbonate (NaHCOs).
  • the dry sorption method it is further provided that, after introduction of the exhaust gas treatment reagent, deposition is provided on a fabric filter, also referred to as a bag filter. Due to a chemical reaction between the exhaust gas treatment reagent and the gaseous pollutants, in particular sulfur dioxide, the pollutants are bound to the exhaust gas treatment reagent. Accordingly, this form of sorption process is also referred to as chemisorption.
  • the dry sorption method according to the invention is characterized in that very dry exhaust gases are subjected to exhaust gas treatment at comparatively low exhaust gas temperatures by means of the exhaust gas treatment reagent.
  • the objective of a dry sorption method is to enable a reaction between the exhaust gas treatment reagent and the pollutants contained in the exhaust gases by introducing, preferably dry, particulate or pulverulent exhaust gas treatment reagent, and then to carry out a separation of the pollutants bound to the exhaust gas treatment reagent into a fabric filter ,
  • the pure dry sorption methods are rather associated with disadvantages, since in the practice known dry sorption method a very high Contain consumption of lime compounds, which is ultimately due to the fact that the lime particles or the exhaust gas treatment reagent does not fully react / Wegreagiert.
  • the subsequent introduction of water vapor into the exhaust gas stream and thus the guarantee of improved reaction kinetics significantly reduced the consumption of the exhaust gas treatment reagent, so that the ongoing operating costs can likewise be reduced.
  • the exhaust gas treatment reagent is used as a solid or solid mixture, in particular in the form of a, preferably finely divided, powder.
  • the particulate sulfur oxide reactive exhaust gas treatment reagent is useful as a solid or solid mixture especially for use in a dry sorption process.
  • the storage or the availability of the exhaust gas treatment reagent is procedurally and economically significantly improved compared to the prior art, since the solid or the solid mixture can be stored for a longer period without the sulfur oxide-reactive properties of the exhaust gas treatment reagent is lost or A precipitation of the exhaust gas treatment reagent in a solution can be avoided according to the invention by the particulate or particulate form of the exhaust gas treatment reagent formed as a solid or solid mixture.
  • the finely divided powder is particularly suitable for being introduced into the exhaust gas flow, so that the exhaust gas treatment reagent can absorb the entire exhaust gas stream, so that the exhaust gas treatment reagent is at least substantially evenly distributed in the exhaust gas flow or exhaust gases in process step (a) can be introduced.
  • the finely divided powder is suitable for injection or injection; and without a clogging of the injection and / or Einsprüh Surprise would be feared.
  • the exhaust gas treatment reagent is brought into fine distribution with the exhaust gases in contact and / or introduced into the exhaust gases.
  • the exhaust gas treatment reagent is injected into the exhaust gases in fine distribution and / or sprayed, preferably by means of at least one, preferably lance-shaped, first injection and / or Einsprüh sensible.
  • Particularly preferred is a plurality of preferably lancetike first Injection and / or Einsprüh prepareden provided.
  • the exhaust gas treatment reagent can be introduced into the exhaust gases by means of at least one, preferably lance-shaped, first injection and / or injection device, particularly preferably by means of a plurality of preferably lance-shaped first injection and / or injection devices.
  • the exhaust gas treatment reagent is injected into the exhaust gases and / or sprayed, preferably in fine distribution.
  • the contacting or the entry, in particular the injection and / or spraying, of the exhaust gas treatment reagent into the exhaust gases by two to eight preferably lanceous injection and / or Einsprüh realizeden, preferably from two to four first lances for introducing the exhaust gas treatment reagent.
  • the exhaust gas treatment reagent is introduced into the exhaust gas flow or into the exhaust gases at least substantially uniformly distributed.
  • the fine distribution of the exhaust gas treatment reagent in the exhaust gases can be achieved by the plurality of preferably lance-shaped injection and / or Einsprüh drivenen, as adapted to the exhaust treatment room, in particular the smoke and / or exhaust duct, the introduction of the exhaust gas treatment reagent can be performed.
  • the exhaust gas treatment reagent is introduced into the exhaust gases in a flow or in a conveying air flow, so that a conveying air flow can form the carrier for the exhaust gas treatment reagent. It can be provided that the conveying air flow can be introduced by means of the first lance in the flue gas duct.
  • the lance-shaped formation of the first injection and / or Einsprüh founded the exhaust treatment reagent in the central region of the exhaust stream - that is ultimately in the central region of the flue gas and / or exhaust gas passage through which the exhaust gases flow - are introduced and so can target - And purposely impacting or hitting the Abgas harmonysreagenzes on the walls of the exhaust gas treatment room, in particular the exhaust gas and / or flue gas duct, at least substantially avoided.
  • the exhaust gas treatment reagent can not be incorporated in the center of the exhaust stream, especially at the edge.
  • the exhaust gas treatment reagent is entrained with the exhaust gas stream after introduction into process step (a), wherein now the exhaust gas flow or the exhaust gases form the carrier for the sulfur-oxide-reactive exhaust gas treatment reagent.
  • the exhaust gas treatment reagent supply can also be carried out and / or carried out by means of pneumatic conveying. From the pneumatic Promotion can come from the conveying air flow used as a carrier for the exhaust gas treatment reagent.
  • the exhaust gas treatment reagent is at least one reagent reactive from the group of alkali metal and / or alkaline earth metal hydroxides, oxides, carbonates and bicarbonates and mixtures thereof and combinations thereof, in particular from the group of calcium hydroxide, sodium bicarbonate and sodium bicarbonate Sodium carbonate (soda) and their mixtures and combinations.
  • the exhaust treatment reagent contains and / or consists of calcium hydroxide, more preferably in the form of hydrated lime. More preferably, the exhaust gas treatment reagent contains or consists of (hydrated) hydrated lime, sodium bicarbonate, sodium carbonate or mixtures thereof or combinations thereof.
  • the exhaust gas treatment reagent is particularly preferably hydrated lime and / or a reagent having a hydrated lime.
  • a lime hydrate-containing reagent with at least 50% by weight of hydrated lime preferably with at least 75% by weight of hydrated lime, more preferably with at least 90% by weight of hydrated lime, based on the reagent containing kalkhydrate.
  • both lime hydrate-containing reagents and also lime-containing residual products can be used as the sulfur-oxide-reactive waste gas treatment reagent, preferably wherein the lime-containing residual products have more than 50% by weight of alkaline earth hydrate.
  • the exhaust gas treatment reagent may also have at least one adsorptive reagent, in particular a reagent having activated carbon.
  • the adsorptive reagent can allow adsorption of, in particular toxic, pollutants, in particular dioxins.
  • the exhaust gas treatment reagent comprises a mixture and / or combination of the adsorptive reagent and the sulfur oxide-reactive reagent, in particular of the reagent containing a hydrated lime, in particular from 5 to 40% by weight, preferably from 10 to 30% by weight, more preferably from 15 to 25% by weight of the exhaust treatment reagent is the adsorptive reagent.
  • the adsorptive reagent may also have absorptive properties for the reduction and / or separation of pollutants, in particular dioxins.
  • the adsorptive reagent may preferably be activated carbon; Further possible adsorptive reagents are selected from the group of zeolites, aluminum oxides, silicon oxides, silicic acids and silica gels, clathrates, molecular sieves and mixtures and combinations thereof.
  • the disadvantage of the sodium bicarbonate compared to the hydrated lime is the comparatively high material costs.
  • sodium bicarbonate also requires a higher reaction temperature than hydrated lime.
  • bicarbonate is regarded as a lime hydrate as an energy and resource-saving additive
  • the short-term increase in the humidity or the water vapor content of the exhaust gas in process step (b) take place, whereby a reaction between the exhaust gas treatment reagent and the sulfur oxides contained in the exhaust gases can be ensured.
  • bicarbonate or sodium bicarbonate may also be used in further embodiments, preferably if it would be activated in advance, in particular at temperatures in the range from 200 to 1 000 ° C., preferably in the range from 250 to 450 ° C.
  • the sodium bicarbonate can also be moistened and / or moistened, so that it can be used in particular at exhaust gas temperatures of 40 to 60 ° C. and in method step (b) contributes to the reduction or separation of the sulfur oxides in the exhaust gases.
  • sodium carbonate is also conceivable as an exhaust gas treatment reagent, although the comparatively high costs for the sodium carbonate would have to be weighed in relation to the separation efficiency, wherein the exhaust gas treatment reagent can be selected depending on the exhaust gas composition.
  • a reaction with the sulfur oxides contained in the exhaust gases takes place only in process step (b) by increasing the humidity of the exhaust gas and the formation of a hydrate shell around the particulate or particulate Abgas harmonysreagenz, which is present in fine distribution in the exhaust gas.
  • the basic reactions between the hydrated lime and the sulfur oxides can be indicated by the following reaction formulas:
  • step (a) is so slow that activation is required.
  • sulfur trioxide has a much higher reactivity than sulfur dioxide and also as carbon dioxide.
  • the hydrogen fluoride By adding water vapor into the exhaust stream, the hydrogen fluoride can react with calcium hydroxide to form calcium chloride.
  • the deposition of sulfur dioxide in the coexistence of hydrogen chloride and sulfur dioxide in the exhaust gas stream may improve as compared to the separate separation in the sole presence of sulfur oxide.
  • the intermediate calcium hydroxychloride - from the reaction of hydrated lime with hydrogen chloride - also reacts with sulfur dioxide.
  • Calcium hydroxychloride may also arise as a residual product in the tissue filter as a result of a reaction between excess hydrated lime with calcium chloride. It is believed that the calcium hydroxychloride with the Sulfur oxides can react, as the following reaction equations illustrate:
  • a “hydration shell” is to be understood as an addition of water molecules around an ion.
  • the effective forces here are the ion-dipole interactions.
  • the hydrate shell can ensure the mass transfer of the gas / particle surface and the pore diffusion by certain solubility effects, which enable rapid ionic reactions in the molecular range. Therefore, the presence of HCl or CaCl 2 is an important parameter for a high S0 2 separation efficiency since the formation of the hydrate shell can exploit the hygroscopic properties of the calcium chloride.
  • the particles of the exhaust gas treatment reagent in particular the hydrated lime particles, particularly preferably serve and / or function as condensation nuclei and / or condensation nuclei.
  • the condensation nuclei and / or nuclei can facilitate the nucleation and the subsequent condensation of the water vapor.
  • the exhaust gas treatment reagent has particle sizes, in particular particle diameters, below 500 ⁇ m, in particular below 250 ⁇ m, preferably below 100 ⁇ m, particularly preferably below 50 ⁇ m, very particularly preferably in the range of 1 to 50 pm.
  • the aforementioned particle sizes, in particular particle diameters can be determined by means of a sieve analysis.
  • the methods for determining particle sizes, in particular particle diameters are standardized by means of sieve analysis, for example in DIN 66165 (DIN 66165-1: "Particle size analysis sieve analysis - Part 1: Basics” and DIN 66165-2: “Particle size analysis sieve analysis - Part 2: Execution”).
  • the exhaust gas treatment reagent preferably has average particle sizes D50, in particular particle diameter D50, in the range from 1 to 50 gm.
  • the mean particle size D50 is in the range from 1 to 30 gm, preferably in the range from 2 to 20 gm, preferably in the range from 2 to 15 gm.
  • the mean grain size, in particular the particle diameter D50 can be determined by sieve analysis, preferably by means of a sieve analysis Sieve analysis according to DIN 66165, to be determined.
  • the aforementioned particle sizes and / or average particle sizes D50 can ensure finely divided injection and a good reaction between the exhaust gas treatment reagent and the sulfur oxides contained in the exhaust gases. Due to the particulate or particulate exhaust gas treatment reagent, which preferably has a fine distribution, and which has the abovementioned particle sizes and / or mean particle sizes D50, good overall humidification of all particles of the exhaust gas treatment reagent is possible. Furthermore, a rapid reaction between the sulfur oxides and the humidified or surrounded by a hydrate shell exhaust treatment reagent in step (b) can be ensured.
  • the above-mentioned grain sizes and / or average particle sizes D50 have optimal properties in terms of humidification and / or wetting, preferably all particles of the exhaust gas treatment reagent, and also cause a high deposition rate of sulfur oxides. Furthermore, they can be introduced by the first injection and / or Einsprüh founded in fine distribution in the exhaust gas flow, that the exhaust gas treatment reagent at least substantially uniformly distributed in the exhaust gas stream in step (a) results. Also, an advantageous ratio between the reaction of the sulfur oxides, which ultimately causes a deposition of the sulfur oxides on the particles of the exhaust gas treatment reagent, and the total amount of exhaust gas treatment reagent used can be ensured while the economic process management is still present.
  • the exhaust gas treatment reagent has a BET surface area in the range from 5 to 100 m 2 / g, preferably in the range from 10 to 75 m 2 / g, preferably in the range from 15 to 50 m 2 / g.
  • the aforementioned BET surfaces relate in particular to the sulfur-oxide-reactive surface of the exhaust gas treatment reagent.
  • the BET surface area relative to the sulfur oxide reactive and / or acid adsorption active hydrated lime surface in the case of use of hydrated lime and / or a calchydrate-containing reagent specified as exhaust gas treatment reagent.
  • lime hydrate and / or a product containing a kalkhydrate is used as the exhaust gas treatment reagent, after which the BET surface area ultimately relates to the hydrated lime or the reagent of the exhaust gas treatment reagent containing kalkhydrate.
  • the abovementioned BET surfaces enable a high separation efficiency in process step (b) of the sulfur oxides.
  • the BET surface area can be determined by means of a BET measurement in an analytical method for determining the size of surfaces, in particular porous solids, by means of gas adsorption. With this surface chemistry analysis method, a mass-related specific surface can be calculated from experimental data.
  • the measurement of the BET surface area (measuring devices required for this purpose) are described in detail in DIN-ISO 9277 and DIN 66131 (withdrawn).
  • the BET surface area indicates, in particular, the surface of the exhaust gas treatment reagent available for the reaction with respect to the quantity or mass of exhaust gas treatment reagent required for this purpose. Accordingly, the preferred range shows that, in relation to the mass, a surface which is large for a preferably hydrated product may be provided to form the hydrate shell.
  • the exhaust gas treatment reagent has a total pore volume in the range of 0.01 to 0.95 m 3 / g, preferably in the range of 0.02 to 0.75 m 3 / g, preferably in the range of 0.05 to 0.5 m 3 / g, on.
  • the abovementioned total pore volumes result in a good separation efficiency of the exhaust gas treatment reagent in process step (b) after contact with the steam or the already condensed water vapor for the separation or reduction of the sulfur oxides contained in the exhaust gases.
  • the aforementioned total pore volumes are particularly suitable for introduction into the exhaust gas stream in process step (a) in fine distribution and also for uniform distribution within the exhaust gas stream. In tests carried out it was found that with a total pore volume in the range of 0.05 to 0.5 m 3 / g, the best results could be achieved in terms of process economy and efficiency.
  • the exhaust gas treatment reagent in a stoichiometric excess, based on the sulfur oxides is used.
  • An excess of the exhaust gas treatment reagent ensures that the, in particular legal, prescribed degree of separation of sulfur oxides can be ensured.
  • the excess of the exhaust gas treatment reagent is due to the fact that in carried out experiments that not the entire exhaust treatment reagent, as mentioned above, with the sulfur oxides contained in the exhaust gases, but only a certain proportion of the exhaust gas treatment reagent.
  • the exhaust gas treatment reagent is calculated in a stoichiometric excess of at least 1.05, preferably at least 1.1, preferably at least 2, more preferably at least 3, even more preferably at least 5, calculated as the stoichiometric ratio of exhaust gas treatment reagent used to reduced and / or precipitated sulfur oxides. the exhaust gases provided.
  • the stoichiometric ratio of exhaust gas treatment reagent to sulfur oxides is preferably in the range from 1:05 to 1 to 50: 1, in particular in the range from 1.1: 1 to 25: 1, preferably in the range from 5: 1 to 20: 1, particularly preferably in the range from 8: 1 to 12: 1, calculated as the stoichiometric ratio of exhaust gas treatment reagent used to reduced and / or precipitated sulfur oxides.
  • the abovementioned relationships between the exhaust gas treatment reagent and the sulfur oxides contained in the exhaust gases ensure that the required proportion of sulfur oxides can be removed or removed from the exhaust gases.
  • the stoichiometric ratio is due to the fact that only a certain proportion of the exhaust gas treatment reagent reacts with the sulfur oxides in process step (b), so that an excess of exhaust gas treatment reagent is necessary in particular if a high proportion of sulfur oxides is separated from the exhaust gases or to be separated.
  • the amount of water vapor in process step (b) is increased into the exhaust gases having the exhaust gas treatment reagent-that is, ultimately in the exhaust gas flow.
  • An increase in the amount of steam and / or the relative humidity of the exhaust gases in process step (b) is ensured by the supply of water vapor and concomitantly the condensation on the exhaust gas treatment reagent.
  • the water vapor content of the exhaust gases increases in the region of the supply of water vapor in the exhaust gases. However, this increase is in particular only for a very short period of time and also only in the range of Introduction, in particular injection and / or spraying, of the steam provided in the exhaust gases.
  • a condensation on the exhaust gas treatment reagent occurs in that an increase in the water vapor content of the exhaust gases in step (b) is caused by supplying the water vapor, wherein due to the temperature difference between the, in particular colder, exhaust gases and, in particular hotter, steam condensation of the water vapor conditional.
  • the condensation is reflected here on the particles contained in the exhaust gases and thus also on the particulate or particulate exhaust gas treatment reagent, which has been previously introduced into process step (a) in the exhaust gas stream.
  • a condensation on the exhaust gas treatment reagent according to the invention is particularly advantageous with regard to the separation efficiency of the exhaust gas treatment reagent, since - as already explained - hydrate sheath forms around the exhaust gas treatment reagent due to the condensation of water vapor on the exhaust gas treatment reagent.
  • the hydrate shell formed around the exhaust gas treatment reagent allows a reaction between the sulfur oxides and the exhaust gas treatment reagent, so that a condensation of water vapor in process step (b) by increasing the water vapor content of the exhaust gases can ultimately lead to a higher separation efficiency of the process.
  • the amount of water vapor in process step (b) may preferably be increased into the exhaust gases having exhaust gas treatment - that is, in the exhaust gas stream in process step (b), such that the water vapor content in the exhaust gases (exhaust gas flow) containing exhaust gas treatment reagent is at least 0.1 vol .-%, in particular by at least 0.2 vol .-%, preferably by at least 0.5 vol .-%, preferably by at least 0.8 vol .-%, most preferably by at least 1 vol .-%, is increased ,
  • the aforementioned increases or the possible ranges of the increase in the water vapor content in the exhaust gases in process step (b) relate in particular to the location of the contact between the steam and the exhaust gases.
  • the location of the contacting is particularly in the area of introduction, preferably injection and / or spraying, of the water vapor in process step (b).
  • the increase in the water vapor content of the exhaust gases can also be provided only for a very short time frame or period and ultimately lead in particular purposeful and purposive for higher separation efficiency of sulfur oxides due to condensation on the exhaust gas treatment reagent.
  • An increase in the moisture or the water vapor content in the exhaust gases can also be indicated by an increase in the relative humidity of the exhaust gas. Increasing the amount of water vapor in the given ranges is ultimately an increase in relative humidity. At 100% by volume of water vapor in the exhaust gases, saturation is reached and no additional water vapor can be taken up in the carrier stream.
  • the abovementioned water vapor contents relate in particular to a measurement at the temperature of the exhaust gases present in process step (b).
  • the relative humidity is the quotient of the absolute humidity and the maximum possible humidity at saturation temperature (saturation vapor density) or the ratio of the partial pressure of the water vapor and the temperature-dependent saturation vapor pressure.
  • the relative humidity can be determined, for example, with an absorption hygrometer, an aspiration psychrometer, a dew point hygrometer and / or a hair hygrometer. In general, devices for measuring the humidity are called hygrometers.
  • the amount of water vapor in process step (b) is increased in the exhaust gas treating the exhaust gas - that is ultimately in the exhaust gas stream - such that the water vapor content of the resulting, with steam contacted, the exhaust gas treatment reagent having exhaust gases (exhaust stream) at least 2% by volume, in particular at least 3% by volume, preferably at least 4% by volume, preferably at least 5% by volume.
  • the aforementioned values include the inventive increase in the water vapor content of the exhaust gases having the exhaust gas treatment reagent in process step (b).
  • the aforementioned relative humidity or the water vapor content of the exhaust gases refers only to the location of the contact with the water vapor, that is, ultimately to a locally limited area; and in particular limited in time to the time of contacting.
  • exhaust gases with the aforementioned relative humidities or the aforementioned water vapor content can be classified as dry exhaust gases.
  • comparatively very dry exhaust gases are treated with water vapor.
  • a very dry exhaust gas is still present, but it can be ensured that it comes to the condensation on the exhaust gas treatment reagent, so that a reaction of the exhaust gas treatment reagent can be ensured with the sulfur oxides contained in the exhaust gases.
  • the amount of steam in the exhaust gas treatment reagent having exhaust gas (exhaust stream) is increased in step (b) such that the water vapor content of the resulting, contacted with water vapor, the exhaust gas treatment reagent having exhaust gases (exhaust gas flow) Range of 2 to 25 vol .-%, in particular in the range of 3 to 20 vol .-%, preferably in the range of 3.5 to 10 vol .-%, particularly preferably in the range of 4 to 8% by volume ,
  • the abovementioned value ranges of the relative humidity and / or the water vapor content in the exhaust gases having the exhaust gas treatment reagent characterize in particular a dry exhaust gas, which is treated with water vapor.
  • a drastic increase in the relative humidity and / or the water vapor content in process step (b) does not necessarily have to take place, but it should preferably be ensured that a condensation of the invention takes place on the exhaust gas treatment reagent and / or that a hydrate shell surrounds the particles of the exhaust gas treatment reactor - Genzes can form, so that a reaction between the exhaust gas treatment reagent and the sulfur oxides can be ensured.
  • water vapor in an amount in the range of 5 to 250 kg / h, in particular an amount in the range from 6 to 125 kg / h, preferably in an amount of from 10 to 75 kg / h, preferably in an amount in the range of from 18 to 50 kg / h.
  • a relative indication of the supply of water vapor, preferably saturated steam, in relation to the amount of exhaust gas results from the fact that a different total amount of exhaust gases is obtained, depending on the technical process to be carried out, which ultimately produces the exhaust gases and / or the combustion process.
  • the amount of steam that is supplied to the exhaust gases is ultimately designed so that an increase of the water vapor content and / or the relative humidity according to the invention can be ensured, so that a hydrate shell can form around the exhaust gas treatment reagent.
  • the exhaust gas quantity of 10,000 standard cubic meters / h (Nm 3 / h) is related back to the standard volume and a volume unit used in process engineering. After measuring the amount of gas, a conversion to the respective same standard state, so a comparison of amounts of exhaust gas having different pressures and / or temperatures can be made possible.
  • the standard physical state is, in particular according to DIN 1343, a standard pressure of 101 .325 Pa at a standard temperature of 273.15 K.
  • the aforementioned standard volume in standard cubic meters can refer to the physical standard state according to DIN 1343.
  • the water vapor in process step (b) at a temperature in the range of 1 10 ° C to 185 ° C, in particular in the range of 120 ° C to 170 ° C, preferably in the range of 125 ° C to 160 ° C, fed.
  • the steam in process step (b) can be supplied at a temperature of at least 120 ° C., preferably of at least 130 ° C., preferably of at least 135 ° C., particularly preferably of at least 140 ° C.
  • the aforementioned temperatures may be determined due to the saturated steam properties of the water vapor.
  • the steam in process step (b) can be supplied at a pressure in the range of more than 1 bar to 10 bar, in particular in a range of 2 bar to 8 bar, preferably in the range of 3 bar to 6 bar.
  • the steam can alternatively or additionally in process step (b) with a pressure of more than 1 bar, preferably of at least 2 bar, preferably of at least 3 bar, more preferably at least 4 bar, are supplied.
  • the pressure of the steam can be selected as a function of the pressure in the exhaust-gas treatment space, in particular in the area where the water vapor is brought into contact with the exhaust gases. Accordingly, compared to the atmospheric pressure, the steam is preferably introduced with overpressure.
  • a purposeful and purposeful addition of exhaust gas treatment reagent and / or water vapor is particularly advantageous in that, depending on the prevailing conditions, a targeted addition is made possible.
  • the supply of exhaust gas treatment reagent can be increased, so that the required separation efficiency of the sulfur oxides can be ensured.
  • the supply of exhaust treatment reagent can be reduced, for example, if a low sulfur oxide content is present in the exhaust gases. Accordingly, the amount of the provided exhaust treatment reagent can be selectively employed, so that an unnecessary excess of the exhaust treatment reagent is avoided.
  • the abovementioned parameters either have an influence on the separation efficiency of sulfur oxides and / or on the supply of steam and / or exhaust gas treatment reagent.
  • it is advantageous in the supply of saturated steam to have knowledge of the prevailing pressure in the exhaust gas treatment room, in particular in process step (b), so that depending on that pressure, the saturated steam temperature and the pressure of the steam can be adjusted and / or regulated.
  • the deposition rate can be improved, while at the same time the running operating costs, in particular by a targeted supply of exhaust gas treatment reagent, can be reduced.
  • the water vapor in fine distribution in process step (b) is brought into contact with the exhaust gases and / or introduced into the exhaust gases, in particular injected into the exhaust gases and / or sprayed.
  • This can take place by means of at least one, preferably lance-shaped, second injection and / or injection device, particularly preferably by means of a plurality of preferably lance-shaped second injection and / or injection devices.
  • the water vapor can be separated by means of 2 to 10, preferably 2 to 4, preferably lance-shaped injection and / or Einsprüh sensibleen be introduced into the exhaust gases.
  • the steam is introduced into the exhaust gases, in particular into the exhaust gases, by means of at least one preferably lance-shaped second injection and / or injection device, preferably by means of a plurality of, preferably lance-shaped, second injection and / or injection devices / or sprayed, preferably in fine distribution.
  • the second injection and / or Einsprüh shark is formed such that condensation on the exhaust gas treatment reagent can be ensured, so that the necessary for the reaction between the exhaust gas treatment reagent and the sulfur oxides hydrate sheath on the surface of the exhaust gas treatment reagent can form.
  • the steam is introduced as possible over the entire cross section of the exhaust gas treatment room, in particular the flue gas and / or exhaust duct, in the exhaust gas stream.
  • the fine distribution of the water vapor is characterized in particular by the fact that the largest possible cross section of the exhaust gas stream can be mixed with water vapor or that the water vapor at least 50%, preferably from 50% to 95%, more preferably from 60% to 70%, the particle of the exhaust treatment reagent can condense.
  • the preferably lance-shaped second injection and / or spraying device can have a plurality of openings for the water vapor to the outlet and / or outlet, so that every second injection and / or spraying device can provide the exhaust individual partial flows of water vapor.
  • the speed is designed or selected such that a condensation of the water vapor is not only caused in the region of the outlet openings of the preferably lance-shaped second injection and / or spraying device, but that the water vapor can be introduced over a large area of the cross section of the exhaust gas flow as far as possible so that condensation of water vapor on the exhaust treatment reagent can be at least substantially ensured.
  • the steam can be introduced at a much higher speed in the exhaust gas flow, so that ultimately an entry of the water vapor can be ensured in the exhaust gas flow due to the increased speed. If the steam would escape at too low a speed from the preferably lance-shaped second injection and / or spraying device, the high separation efficiency according to the invention could not be guaranteed due to the reaction of the sulfur-oxide-reactive exhaust gas treatment reagent with the sulfur oxides.
  • the steam is at a rate of at least twice, preferably at least three times, more preferably from 4 times to 10 times, in particular at least 6 times to 7 times as fast as the speed of Exhaust gases and / or the exhaust gas stream supplied to the exhaust gases or the exhaust gas stream.
  • a higher velocity of the water vapor compared to the velocity of the exhaust stream can ensure that the water vapor, preferably in fine distribution, at least substantially evenly over the cross section of the exhaust stream, in particular in the flue gas and / or exhaust duct, can be introduced.
  • the water vapor is not introduced into the exhaust gases in the flow direction, so that an entry into the, preferably microturbulent, flow of the exhaust gas flow can be ensured at an increased velocity of the water vapor.
  • the water vapor is at an angle of at least 20 °, in particular at an angle of at least 30 °, preferably at an angle in the range of 20 ° to 160 ° , Particularly preferably at an angle in the range of 40 ° to 150 °, based on the direction of the exhaust stream, supplied, in particular injected and / or sprayed, is.
  • the aforementioned angles make it clear that the steam is preferably introduced into the exhaust gases or fed to the exhaust gases at least substantially transversely to the flow direction of the exhaust gas flow.
  • the exhaust gases and / or the exhaust gas flow are at least substantially without backflow and / or at least substantially without backmixing in the region of the, preferably lancet, second injection and / or Einsprüh observed for the water vapor along /becomes.
  • the outlet region of the second injection and / or injection device for the steam is at least substantially without a backflow of the exhaust gases and / or the exhaust gas flow and / or at least substantially without backmixing.
  • the exhaust gas treatment process according to the invention can be configured in such a way that in process step (b) the steam is supplied in an area of the exhaust gases which is at least substantially free of exhaust gas treatment reagent.
  • the, preferably lanceous, second injection and / or Einsprüh adopted for the steam of waste gas treatment reagent is kept free and / or sealed off, in particular by means of at least one Verdränger stressess, in particular in the form of a diaphragm, in particular pinhole, or a sheet, in particular baffle or baffle.
  • the outlet region for the water vapor of the second injection and / or injection device of exhaust gas treatment reagent is kept free.
  • the clearing ultimately leads to caking or caking on the second injection and / or spraying device and / or other system components can be at least substantially avoided.
  • exhaust gas treatment reagent already brought into contact with water vapor can lead to caking or caking of plant components and thus cause considerable damage to the entire exhaust gas treatment plant.
  • the exhaust gases and / or the exhaust gas flow between process step (a) and process step (b), in particular between the supply of the exhaust gas treatment reagent and the water vapor can be diverted and / or swirled.
  • the turbulence and / or deflection can be provided for better mixing of the exhaust gas stream with the exhaust gas treatment reagent, so that the exhaust gas treatment reagent can be provided evenly in fine distribution in the exhaust stream.
  • at least one displacement body for deflecting and / or swirling the Exhaust gases and / or the exhaust stream used.
  • the displacement body in the form of a diaphragm, in particular pinhole, or a sheet, in particular guide or deflection plate, on.
  • the displacement body preferably serves for the mixing of the exhaust gases (the exhaust gas stream) containing the exhaust gas treatment reagent and the exhaust gas treatment reagent.
  • the displacement body is provided for generating an exhaust gas treatment reagent at least substantially free area of the exhaust gases for supplying the water vapor.
  • the displacement body can preferably be arranged such that the outlet of the water vapor is carried out in an at least substantially particle-free and / or dust-free region so that caking or caking in the region of the outlet of the water vapor in process step (b) can be avoided.
  • the amount of steam and / or the relative humidity in the exhaust gases-that is, in the exhaust gas stream- is subsequently lowered to process step (b) and / or after the supply of steam.
  • a short-term increase of the water vapor in process step (b) may preferably be provided, which may ultimately result in the water vapor condensing on the exhaust gas treatment reagent, the condensation of which causes the water vapor content of the exhaust gas to drop again.
  • the proportion of water vapor in the exhaust gases decreases such that the water vapor content of the exhaust gases (exhaust gas stream) at least 1 vol .-%, in particular at least 2 vol .-%, preferably at least 3 vol .-%, more preferably at least 4 vol. %, is.
  • the amount of water vapor in the exhaust gases (exhaust stream) is lowered, in particular such that the water vapor content of the exhaust gases (exhaust gas flow) Range of 1 to 24 vol .-%, in particular in the range of 2 to 19 vol .-%, preferably in the range of 2.5 to 9 vol .-%, particularly preferably in the range of 3 to 7 vol .-%, is located , It is very particularly preferred that the water vapor content of the exhaust gases is lowered in such a way that it at least substantially corresponds to the water vapor content of the exhaust gases in process step (a).
  • a low moisture content of the exhaust gases after process step (b) is advantageous for the subsequent treatment of the exhaust gases, in particular the filtering or mechanical separation of the pollutants.
  • the abovementioned proportions of the water vapor in the exhaust gas stream ultimately characterize a very dry exhaust gas, so that the supply of water vapor to a desired condensation on the particles of the exhaust gas treatment reagent is particularly advantageous since otherwise condensation due to the water vapor already present in the exhaust gas would be relatively unlikely is and / or only less than 5% of the particles of the exhaust gas treatment reagent.
  • the water vapor content of the exhaust gases to be treated at least 1 vol .-%, in particular at least 2 vol .-%, preferably at least 3 vol .-%, particularly preferably at least 4 vol .-%.
  • the water vapor content of the exhaust gases to be treated is preferably in the range of 1 to 24% by volume, especially in the range of 2 to 19% by volume, preferably in the range of 2.5 to 9% by volume, more preferably in the range Range from 3 to 7% by volume.
  • waste gases to be treated means the original waste gases that originate from the technical process step and / or from the combustion.
  • the exhaust gases to be treated are accordingly supplied to process step (a) and therefore the exhaust gases before process step (a) to the aforementioned water vapor content.
  • the abovementioned ranges and minimum details of the water vapor content show that, preferably after process step (b) and / or after the supply of steam, the water vapor content of the exhaust gases can ultimately drop to the level which it already had before carrying out the exhaust gas treatment, in particular before carrying out process step (a).
  • the exhaust gases to be treated are from smelters, in particular copper smelters and / or iron smelters, cement works,
  • the exhaust gases to be treated can be from the pig iron and / or steel production by sintering iron ores and subsequent pig iron production in the blast furnace process.
  • the waste gases to be treated can be obtained from smelters, in particular copper smelters and / or iron smelters, cement plants,
  • the abovementioned exhaust gases can have a large proportion of sulfur oxides or pollutants to be separated in the exhaust gases, so that they are particularly suitable for the exhaust gas treatment process according to the invention.
  • the abovementioned exhaust gases preferably have a very low proportion of water vapor, in particular in the range from 1 to 10% by volume, so that without the supply of water vapor according to the invention in one of the feeds of the exhaust gas treatment reagent downstream process step no condensation on the particles of the exhaust gas treatment reagent Formation of a hydrate shell would occur.
  • the temperature of the exhaust gases (exhaust stream) at least 15 ° C, in particular at least 20 ° C, preferably at least 30 ° C. , particularly preferably at least 40 ° C, is.
  • the exhaust gases have a comparatively low temperature in comparison to exhaust gases which originate from a technical process step.
  • the original or exhaust gases to be treated may have a temperature in the range of 40 to 60 ° C at a, preferably very low, water vapor content of less than 15 vol .-%.
  • the inventive method is particularly advantageous because without a heating of the exhaust gases and without a long-term increase of the water vapor content - the water vapor is only briefly formed in process step (b) a Hydrathülle on the particles of the exhaust gas treatment reagent increased - a high separation efficiency of sulfur oxides can be ensured.
  • the exhaust stream in step (b) has a velocity of at least 1 m / s, preferably in the range of 2 m / s to 100 m / s, preferably in the range of 2 m / s to 20 m / s, more preferably in the range from 10 m / s to 20 m / s, up.
  • the aforementioned speed depends in particular on the respective process control and likewise also on the origin of the exhaust gases, for example the combustion process and / or the technical process step.
  • the aforementioned velocities make it clear that the introduction of the vapor according to the invention preferably takes place at a much higher speed than the velocity of the exhaust gas stream.
  • the speed is also designed in particular such that in method step (a) introduction of the exhaust gas treatment reagent can be ensured, in which the exhaust gas treatment reagent is present at least substantially uniformly distributed within the exhaust gas flow.
  • the steam can also be introduced into the exhaust gas stream in process step (b) or supplied thereto, so that a condensation on the particles of the exhaust gas treatment reagent is produced.
  • the exhaust gases having the exhaust gas treatment reagent are passed through at least one swirling section, in particular a Venturi section, before the steam is supplied in process step (b) and / or after the exhaust gas treatment reagent has been brought into contact with the exhaust gases in process step (a).
  • the Venturi path and / or the Verwirbelungsrange between the method step (a) and the method step (b) is arranged.
  • the Verwirbelungsrange is preferably designed such that a thorough mixing of the exhaust gas stream is carried out with the exhaust gas treatment reagent, in particular so that the exhaust gas treatment reagent is at least substantially uniformly distributed in the exhaust gas stream.
  • the swirling section can be designed such that the outlet and / or outlet opening and / or the outlet and / or outlet openings for the water vapor of the second injection and / or spraying device are at least substantially free of dust-like particles and / or free from the exhaust treatment reagent is / are kept.
  • a narrowing and / or narrowing of the flue gas and / or exhaust gas channel cross section of the exhaust gas treatment space can be used as Venturi path.
  • the pollutant emissions can likewise be greatly reduced, since the exhaust gas treatment reagent is finely and uniformly distributed in the exhaust gas stream and can accordingly also react in process step (b) with the sulfur oxides contained in the exhaust gases in process step (b).
  • the exhaust gas treatment in process step (a) and process step (b) is carried out in the presence of oxygen.
  • the oxygen does not have to be removed in advance from the exhaust gases in advance, which would ultimately increase both the energy costs and the operating costs.
  • an air flow (containing oxygen) can be used as a flow for the exhaust gas treatment reagent.
  • the exhaust gases are subjected to filtration after feeding the water vapor in process step (b) and / or after process step (b).
  • the filtering is used in particular for the separation of the reaction products of the reacted exhaust gas treatment reagent and / or unreacted exhaust gas treatment reagent and further, contained in the exhaust gases, pollutants and / or dust-like or particulate components.
  • the exhaust gases of a filter device preferably a fabric filter, are supplied.
  • the solids and / or pollutants contained in the exhaust gas in particular solid and / or dust-like particles, preferably unreacted exhaust gas treatment reagent and / or reaction products of the reacted exhaust gas treatment reagent, can be separated and / or separated from the exhaust gases.
  • calcium hydroxychloride may arise as a residual product from the tissue filter as a result of a reaction between excess hydrated lime with calcium chloride.
  • the fabric filter and / or the filter device is cleaned in particular at cyclic intervals, so that the deposited on the fabric filter components of the exhaust gases as so-called "filter cake" separated from the filter device become.
  • the fundamental task of the filter device and / or the fabric filter can ultimately be to separate the dust particles from the exhaust gases, for example the flue gases.
  • the separated components of the exhaust gases can be deposited on the filter material and thus produce the filter cake, which then ultimately can act as a separator.
  • a regular regeneration is required in particular to ensure the required pressure conditions, for example, by an introduced against the flow direction of compressed air pulse, which leads to the discharge of the filter cake.
  • the flow of the filter can be selected and / or adjusted so that optimum sorption conditions are present. Likewise, this also applies to the cleaning cycle of the fabric filter, within which the filter cake is deposited.
  • the unreacted exhaust gas treatment reagent and / or the reacted exhaust gas treatment reagent is / are recycled, preferably after filtering in the filter device and / or the fabric filter.
  • a recycle allows reuse of the exhaust gas treatment reagent, preferably the unreacted exhaust treatment reagent, thus reducing the amount of exhaust treatment reagent required by the process of the present invention which subsequently can not be further used in the process of the present invention, followed by operating costs can be reduced significantly.
  • the exhaust gas treatment process according to the invention for the treatment of exhaust gases from smelters, especially copper smelters and / or ironworks, cement works, steel mills or power plants, preferably hard coal power plants, and / or for the treatment of pig iron and / or steel production by sintering iron ores and subsequent pig iron production in Blast furnace process originating exhaust gases are used.
  • the exhaust gas treatment process can be integrated very easily into already existing smelters and / or power plants in the already existing exhaust gas treatment plant, usually the exhaust gas treatment plant already includes a fabric filter as well as a spraying and / or injection device for an additive of the dry sorption process.
  • the introduction according to the invention and / or the supply of the substance according to the invention provided downstream of the supply of the exhaust gas treatment reagent Water vapor can thus lead to a significant improvement in the separation efficiency with respect to the sulfur oxides without complex conversion measures for carrying out the method according to the invention would be present.
  • the already existing flue gas and / or exhaust gas duct of the exhaust gas treatment space can be used for the arrangement of the first and / or second injection and / or spraying device.
  • the water vapor now introduced into process step (b) in the exhaust gas can be made to have a hydrate shell around the exhaust gas treatment reagent particles which are preferably formed as solids, whereby the reaction kinetics is greatly favored over pure dry sorption.
  • Another object of the present invention - according to a second aspect of the present invention - is a plant for the treatment of sulfur oxides (SO x ) containing exhaust gases (exhaust treatment plant) from technical processes for the purpose of removal and / or deposition of sulfur oxides and / or for purposes of reduction Sulfur oxide content, in particular a plant for carrying out a process for the treatment of sulfur oxides (SO x ) containing exhaust gases from industrial processes for the purpose of removal and / or deposition of sulfur oxides and / or for the purpose of reducing the sulfur oxide content, preferably for carrying out a method according to one the previously described embodiments and / or according to the first aspect of the present invention,
  • the plant having a device for carrying out a process containing sulfur oxide containing exhaust gases, wherein the device is associated with an exhaust gas treatment device for the exhaust gas treatment of the sulfur oxide-containing exhaust gases generated in the device and / or wherein the device is followed by an exhaust gas treatment device for the exhaust gas treatment of the sulfur oxide-containing exhaust gases generated in the device and / or is provided in the process direction downstream of the device,
  • the exhaust gas treatment device has a, preferably channel-shaped, exhaust gas treatment space
  • the exhaust treatment space has at least one first section and, downstream of the first section and / or in the process direction downstream of the first section, a second section and / or subdivided, wherein the exhaust gas treatment device comprises:
  • the introduction and / or supply of the water vapor via the second injection and / or injection device which is provided in the process direction downstream and / or subsequently to the introduction and / or supply of the exhaust gas treatment reagent via the first injection and / or injection device, makes the formation possible a hydrate shell around the particles of the exhaust treatment reagent.
  • a higher reaction kinetics of the reaction of the, preferably calcareous, particles of the exhaust gas treatment reagent with the sulfur oxides contained in the exhaust gases can be made possible.
  • the particles of the exhaust gas treatment reagent can act as condensation nuclei.
  • the exhaust gas treatment device can accordingly ensure a high separation efficiency of the sulfur oxides; in that the second injection and / or Einsprüh adopted in the second section, which is in the process direction downstream and / or downstream of the first section, is arranged. Accordingly, the exhaust treatment space is separated and / or divided into at least two regions, wherein initially a supply of the exhaust gas treatment reagent and then a supply of water vapor is provided; in each case by injection and / or injection devices provided for this purpose.
  • the exhaust gas treatment device according to the invention is characterized in particular by the fact that it can be integrated with little effort and low investment costs into an already existing exhaust gas treatment device, in particular for the exhaust gas treatment of huts. Consequently, the system according to the invention can be obtained by a simple retrofitting and, consequently, a high separation efficiency of sulfur oxides and a significant reduction in operating costs can be achieved.
  • the exhaust gas treatment device is designed such that the exhaust gases containing the sulfur oxides are subjected to exhaust gas treatment, in particular desulfurization, by means of at least one particulate sulfur dioxide-reactive exhaust gas treatment reagent, in particular desulfurization reagent.
  • the first injection and / or injection device for contacting and / or recording, in particular for injection and / or spraying, the exhaust gas treatment reagent in fine distribution with and / or in the exhaust gases (s) may be formed.
  • a fine distribution of the exhaust gas treatment reagent in the exhaust gas stream is advantageous, in particular, for uniform distribution of the particles of the exhaust gas treatment reagent in the exhaust gas stream, whereby an increased separation efficiency of the sulfur oxides can be ensured. Therefore, a high proportion of the exhaust treatment agent particles may react with the sulfur oxides in the second section.
  • first injection and / or Einsprüh drove at least one, preferably 2 to 8, first lance (s) for entry, in particular injection and / or spraying, the exhaust gas treatment reagent in the exhaust gases containing the sulfur oxides.
  • a first lance is particularly advantageous in that a supply of Abgas accompanimentsreagenzes can be specifically provided in the exhaust stream and thus the distribution of Abgas secretsreagenzes in the exhaust stream through the first lance can be specified target and purpose.
  • the first lance is designed such that it can provide the exhaust gas treatment reagent by means of a flow rate, in particular a conveying air flow available, the conveying air flow acts as a carrier for the Abgasgeschsreagenz and the first lance in the first section of the exhaust treatment room, preferably in the flue gas and / or exhaust duct, can be initiated.
  • the first lance can be designed in such a way that the particles of the exhaust gas treatment reagent leaving the first lance can be deflected and, together with the exhaust gas flow, flow through the first section.
  • the second injection and / or injection device preferably has at least one, preferably 2 to 8, second lance (s) for introduction, in particular injection and / or spraying, of the water vapor into the exhaust gases.
  • the second lance is in particular designed such that the water vapor can penetrate as deeply as possible into the exhaust gas flow and / or via a As large as possible range of the cross section of the second section of the exhaust treatment chamber, in particular the channel cross-section, can distribute.
  • the steam may be at least 20%, preferably from 20% to 80%, more preferably from 30% to 50%, of the cross section of the exhaust treatment space in the second section, preferably in the region of the second injection and / or Einsprüh adopted, in the exhaust gases be introduced.
  • the second lance may have a plurality of openings, preferably in the range of 2 to 8 openings, preferably in the range of 2 to 4 openings, for discharging and / or discharging the water vapor.
  • a plurality of openings results in a plurality of partial streams of water vapor, which can be introduced into the exhaust gases.
  • a multiplicity of partial flows a larger area of the second section of the exhaust gas treatment space can be brought into contact with the steam.
  • a greater proportion of the exhaust gas-containing particles of the exhaust gas treatment reagent can thus have a hydrate shell and / or act as condensation nuclei, wherein the formation of the hydrate shell can be initiated by the water vapor.
  • the first injection and / or injection device in particular the first lance, be designed and / or arranged such that the exhaust gas treatment reagent at an angle in the range of -30 ° to 30 °, in particular at an angle in Range of -20 ° to 20 °, more preferably at an angle in the range of -10 ° to 10 °, relative to the direction of the exhaust stream, preferably at least substantially in the flow direction, supplied in the first section of the Abgas accompaniments- space, in particular injected and / or sprayed.
  • the aforementioned angle can ultimately relate to the flow direction of the exhaust gas flow.
  • the flow direction relates in particular to the main flow direction and / or main flow direction of the exhaust gas flow.
  • the flow direction in particular the main flow direction and / or the main flow direction, can be arranged in the 0 ° position.
  • a negative angle of -20 ° can also be given as 340 °.
  • the introduction and / or supply of the exhaust gas treatment reagent at least substantially in the flow direction ensures that the particles of the exhaust gas treatment reagent can be "carried away" by the exhaust gas flow so that they are conveyed by the exhaust gas flow through the exhaust gas treatment chamber.
  • the second injection and / or injection device in particular the second lance, is designed and / or arranged such that the water vapor is at an angle of at least 20 °, in particular in one Angle of at least 30 °, preferably at an angle in the range of 20 ° to 160 °, more preferably at an angle in the range of 40 ° to 150 °, based on the direction of the exhaust gas flow, supplied in the second section of the exhaust treatment chamber, in particular injected and / or sprayed.
  • the second lance of the second injection and / or Einsprüh founded is arranged such that the outlet opening and / or the outlet openings at least substantially transversely, that is in a 90 ° -angle position, to the flow direction, in particular the Main flow direction and / or main flow direction, the exhaust stream are arranged.
  • An introduction of the water vapor provided at least substantially transversely to the flow direction has the advantage that the steam can penetrate into the exhaust gas stream due to its preferably higher velocity, so that ultimately a large proportion of the cross section of the exhaust gas treatment space can be brought into contact with water vapor. This would be difficult to achieve and / or executable upon introduction and / or delivery in the flow direction of the exhaust gas stream.
  • the water vapor When introduced in the direction of flow of the water vapor, it would not be possible, as provided for by the invention, for the water vapor to be distributed over a large proportion of the cross section of the exhaust gas treatment space. It is understood that in the case of a plurality of second injection and / or injection devices, these can each be arranged above and below the flow device, in particular the main flow direction and / or the main flow device, in the aforementioned angular ranges.
  • second injection and / or injection devices and / or first injection and / or injection devices may be arranged opposite one another, in particular wherein the respective adjacent devices are at an angle of preferably 100 ° to 250 °, more preferably 150 ° ° to 200 °, with each other.
  • At least one displacement body in particular in the form of a diaphragm, in particular pinhole, or a sheet, in particular guide or deflecting plate, and / or a Verwirbelungsrange, preferably a Venturi route arranged.
  • the displacer and / or the Verwirbelungsrange, in particular the Venturi route, are designed for deflecting and / or turbulence of the exhaust gases and / or the exhaust gas stream.
  • a filter device downstream and / or downstream in the direction of the second injection and / or spraying device and / or the second section of the exhaust treatment chamber is arranged.
  • a fabric filter can be used as a filter device, which is designed such that the products of the reacted exhaust gas treatment reagent and / or the unreacted exhaust gas treatment reagent and further dust-like particles can be deposited on it.
  • the filter device can undergo cleaning at cyclic intervals, which can be predetermined in particular by a control device which is coupled to the filter device.
  • the filter device for filtering the exhaust gases preferably for the separation and / or separation of the solids contained in the exhaust gas and / or pollutants, in particular solid and / or dust-like particles, preferably unreacted Abgas harmonysreagenz and / or reaction products of the converted exhaust gas treatment reagent may be formed.
  • the sulfur oxides can be at least substantially separated and / or separated from the exhaust gases through the filter device, whereby a subsequent disposal and / or utilization of the deposited on the filter device substances can be provided.
  • a so-called filter cake deposits on the filter device which is embodied in the exhaust gas treatment process according to the invention cyclic distances should be separated from the filter device and / or removed. This filter cake can then be disposed of properly.
  • a recycling device in particular downstream and / or in the process direction downstream of the filter device, a recycling device is provided.
  • the recycle device may be configured to recycle the unreacted exhaust treatment reagent and / or the reacted exhaust treatment reagent, preferably after filtering in the filter device and / or the fabric filter.
  • a recycle allows a reuse of the exhaust gas treatment reagent, preferably the unreacted exhaust gas treatment reagent, resulting in a reduction of the operating costs.
  • a first storage container device for storing and / or storing the exhaust gas treatment reagent.
  • the first storage tank device can be fed recycled waste gas treatment reagent from the recycling device.
  • the first storage container device can be provided in particular for the supply of exhaust gas treatment reagent to the first injection and / or Einsprüh observed.
  • the first reservoir device can preferably be assigned to the first injection and / or injection device, preferably wherein the first reservoir device is connected to the first injection and / or injection device.
  • the exhaust gas treatment reagent can be stored safely in the first storage container device, in particular in the dry state of the exhaust gas treatment reagent.
  • the storage container device can be coupled to a control device for the targeted and purposeful feeding of the exhaust gas treatment reagent, wherein the control device can control and / or regulate the supply of the exhaust gas treatment reagent, preferably also of the water vapor.
  • a second storage container device may preferably be provided for storage and / or storage of water and / or water vapor, in particular for supplying water and / or water vapor to the second injection and / or Einsprüh observed.
  • the second storage container device can be assigned to the second injection and / or injection device, preferably wherein the second storage container device is connected to the second injection and / or injection device.
  • a heating device for generating the water vapor may be connected to the second reservoir device and / or the second injection and / or injection device, in particular if water is stored in the second reservoir device.
  • the heating device can be designed such that its water can be supplied through the second storage container means and they can heat this water to saturated steam.
  • This saturated steam can then provide the heating device the second injection and / or Einsprüh worn.
  • the second storage container device and / or the heating device and / or the second injection and / or spraying device can be coupled to a control device for controlling and / or regulating, in particular for supplying the water vapor, in particular wherein Control device, the temperature, the pressure and the amount to be supplied water vapor can be specified.
  • a targeted and purposeful supply of water vapor can be carried out, preferably in view of the formation of the hydrate shell and / or increasing the separation efficiency, an optimization of the system according to the invention and / or the inventive exhaust gas treatment method.
  • system according to the second aspect of the present invention in particular according to one of the embodiments described above, is characterized by the features of the first aspect of the present invention, in particular the preferred embodiments of the exhaust gas treatment method according to the first aspect of the present invention.
  • Another object of the present invention - according to a third aspect of the present invention - is the use of the method (exhaust gas treatment method), in particular according to the first aspect of the present invention, and / or the plant, in particular according to the second aspect of the present invention, for the purification of Sulfur oxide-containing waste gases from smelters, in particular copper smelters and / or iron smelters, cement works, steelworks or power plants, preferably hard coal power plants, and / or for treatment from pig iron and / or steel production by means of Sintering of iron ores and, subsequently, the production of pig iron in the blast furnace process.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a system according to the invention according to a particular embodiment of the present inven tion;
  • Fig. 2 is a schematic representation of an inventive
  • Fig. 3 is a schematic representation of a system according to the invention according to a particular embodiment of the present inven tion;
  • FIG. 1 shows an inventive plant 6 for the treatment of sulfur oxides (SO x ) containing exhaust gases from industrial processes for the purpose of removal and / or deposition of sulfur oxides and / or for purposes of reducing the sulfur oxide content.
  • the plant 6 has a device 7 for carrying out a sulfur oxide-containing exhaust gases generating technical process.
  • the technical process can be, for example, a metallurgical process or can be carried out as part of smelting and / or contain combustion.
  • the device 7 is associated with an exhaust gas treatment device 8, wherein the exhaust gas treatment device 8, the sulfur oxide-containing exhaust gases generated in the device 7 are supplied.
  • the exhaust gas treatment device 8 is connected downstream in the illustrated embodiment and provided in the process direction downstream of the device 7.
  • the exhaust gas treatment device 8 can also be assigned to the device 7.
  • the exhaust gas treatment device has a channel-shaped exhaust gas treatment chamber 9.
  • the exhaust gas treatment chamber 9 is subdivided into a first section 10 and a second section 11 arranged downstream of the first section 10 and / or arranged downstream of the first section 10 in the process direction.
  • the first injection and / or injection device 1 is designed in such a way that an exhaust gas stream containing the exhaust gas treatment reagent is obtained, which is not shown in the illustrated exemplary embodiments.
  • a second injection and / or injection device 2 is arranged downstream of the first injection and / or injection device 1 in the second section 11 of the exhaust treatment chamber 9 and downstream of the process.
  • the second injection and / or injection device 2 is provided for contacting and supplying water vapor with the exhaust gas stream containing the exhaust gas treatment reagent.
  • the supply of water vapor can be carried out in such a way that the exhaust gas treatment reagent is reacted with the sulfur oxides contained in the exhaust gases.
  • first injection and / or injection device 1 has two first lances 1 1 and the second injection and / or injection device 2 has two second lances 13.
  • the second lance 13 may have a plurality of openings.
  • the second lance 13 may have two to eight openings for discharging and / or for discharging the water vapor.
  • the first injection and / or injection device 1 in the illustrated embodiment also the first lance 12, is arranged at an angle ⁇ of at least substantially 10 ° to the direction of the exhaust gas flow.
  • the direction of the exhaust gas flow is predetermined by the flow direction and, consequently, the main flow direction or main flow direction of the exhaust gas flow.
  • the angle ⁇ may vary within a range of -30 ° to 30 °.
  • a negative angle indicates that the lance 12 instead of facing upwards, so that ultimately an angle ß of -20 ° also indicates an angle of 340 ° in analogy to the positive angle ß to the main flow direction or to the main flow direction of the exhaust gas flow ,
  • two first lances 12 can each be arranged at an angle ⁇ of at least substantially 10 ° to the flow direction, wherein the two first lances 12 lie opposite one another and enclose an angle of at least substantially 160 ° with one another.
  • the second injection and / or injection 2 in the illustrated embodiment, in each case the two second lances 13, is arranged such that the water vapor at an angle a of at least 20 °, in the illustrated embodiment of an angle a of at least substantially 90 °, based on the direction of the exhaust gas stream, is supplied.
  • the direction of the exhaust gas flow is in the illustrated embodiment, the main flow direction and the main flow direction of the exhaust gas flow.
  • the angle a may be provided in the range of 20 ° to 160 °.
  • two second lances 13 each at an angle a of 90 ° to the flow direction of Arranged exhaust gas flow, wherein the two second lances 13 with each other enclose an angle of at least substantially 180 °.
  • the exhaust gas treatment reagent can be introduced centrally into the first section 10 and / or at the edge into the exhaust gas treatment chamber 9 and / or in the first section 10 via the first injection and / or injection device 1.
  • FIG. 1 shows that a swirling section 4 is arranged between the first section 10 and the second section 11 of the exhaust-gas treatment chamber 9 of the exhaust-gas treatment device 8.
  • the Verwirbelungsrange 4 is formed for turbulence and / or deflection of the exhaust stream.
  • a turbulence of the exhaust gas stream for example, a good mixing of the exhaust gas stream with the particles of the exhaust gas treatment reagent can be caused.
  • the displacer 3 is formed as a pinhole.
  • the pinhole diaphragm can be designed in such a way that it has, for the second injection and / or injection device 2, an area for the outlet and / or outlet of the water vapor which is at least substantially free of the particles of the exhaust gas treatment reagent.
  • the second lances 13 of the second injection and / or injection device 2 are arranged in a region which is at least substantially free of the particles of the exhaust gas treatment reagent of the exhaust gas stream, so that caking or caking on the second lance 13 can be avoided.
  • FIGS. 1 and 3 show that downstream of the second section 11 and the second injection and / or injection device 2 a filter device 5 can be arranged.
  • the filter device 5 is formed as a fabric filter.
  • the filter device 5 is also designed such that dust-like particles can be deposited on it.
  • the solids contained in the exhaust gases and / or pollutants, in particular solid and / or dust-like particles, preferably of unreacted exhaust gas treatment reagent and / or reaction products of the reacted exhaust gas treatment reagent can be deposited.
  • the first injection and / or injection device 1 is assigned a first storage container device 14, so that the exhaust gas treatment reagent of the first injection and / or Spraying device 1 can be supplied via the first storage tank device 14.
  • FIG. 3 shows that a second storage container device 15 can be associated with the second injection and / or injection device 2.
  • a heating section 16 is connected downstream of the second storage tank device 15.
  • the heating section 16 is designed for heating water, which can be fed to it via the second Vorratsge conceptioner observed 15.
  • the steam thus produced, in other embodiments saturated steam, can then be supplied to the second injection and / or injection device 2, in particular the second lance 13.
  • the water vapor of the second injection and / or spraying device 2 in particular the second lances 13, from the device 7 and / or from steam-carrying and / or steam-generating components or Anlagenkompenenten the system 6 to Is made available.
  • process flow diagram for the treatment of sulfur oxides (SO x) -containing flue gases from industrial processes for the purpose of removal and / or deposition of the sulfur oxides and / or reduction of the Schwefeloxidgehalts the successive process steps or process steps are shown schematically, wherein the steps the generation of the SO x -containing exhaust gas and the supply to the filter device 5 and the filter are optional.
  • the optional method step of turbulence and / or deflection is provided between the non-optional method steps (a) and (b).
  • process step (a) the exhaust gas treatment reagent is supplied.
  • process step (b) which is downstream of the process step (a)
  • water vapor, preferably saturated steam, is fed.
  • the exhaust gas treatment process ultimately serves to desulphurise and concomitantly reduce the proportion of sulfur oxides in the exhaust gases.
  • the following embodiments show the exhaust gas treatment process according to the invention and, consequently, the deposition of sulfur oxides (SO x ) from exhaust gases which originate from industrial processes.
  • the exhaust gas is supplied in a first process step (a) the exhaust gas treatment reagent.
  • the exhaust gas through a pinhole, which acts as a displacer, out.
  • This is followed by an addition of water vapor.
  • the dry sorption not according to the invention without the addition of steam or with the preceding addition of steam ie addition of steam before the addition of the exhaust gas treatment reagent
  • the steam has a pressure of at least substantially 4 bar at a temperature of at least substantially 143 ° C.
  • the exhaust gas treatment reagent is introduced into the exhaust gas flow by means of a conveying air flow in method step (a).
  • the process sequence of the exhaust gas treatment process according to FIG. 5 is carried out.
  • the exhaust gas treatment device according to the invention is shown in FIG. 3.
  • the sulfur oxides or the proportion of sulfur oxides in the exhaust gas is indicated in the experiments carried out by the measurement of sulfur dioxide.
  • Exhaust gases having a temperature of at least substantially 40 ° C and with a
  • the added waste gas treatment reagent has at least substantially 75% by weight hydrated lime (slaked lime).
  • the exhaust gas treatment reagent has particle sizes of at least substantially 35 .mu.m, which have been determined by means of a sieve analysis according to DIN 66165.
  • the mean particle size D50 is at least substantially 10 to 15 pm and was likewise determined by sieve analysis in accordance with DIN 66165.
  • the exhaust gas treatment reagent furthermore has a BET surface area of at least substantially 35 m 2 / g, the BET surface area being based on the sulfur-oxide-reactive surface of the exhaust gas treatment reagent, in particular of the hydrated lime.
  • the total pore volume of the exhaust treatment reagent is further at least substantially 0.35 cm 3 / g.
  • the stoichiometric ratios of the addition of the exhaust gas treatment reagent are given in the following table, wherein the stoichiometric ratio is calculated as the ratio of exhaust gas treatment reagent used to reduced and / or precipitated sulfur oxides.
  • the stoichiometric ratio refers to the exhaust gas treatment reagent to the sulfur oxides.
  • the exhaust gas flow is identical and is in each case at about 70,000 standard cubic meters / h, the sulfur oxide loading of the exhaust gas stream before exhaust gas treatment (measured or evaluated as S0 2 ) is about 700 mg / standard cubic meter of exhaust gas.
  • the separation performance of the sulfur oxides can be significantly increased by the addition of water vapor according to the invention at an equal stoichiometric ratio of the exhaust gas treatment reagent. Even when lowering the stoichiometric ratio, the separation efficiency can be increased by the addition of steam, wherein the addition of the exhaust gas treatment reagent correlates at least in certain areas with the separation efficiency.
  • the exhaust gas treatment process according to the invention shows very good results both with regard to the separation efficiency and to the reduction of the stoichiometric ratio.
  • exhaust gases are treated from zinc smelter, wherein the exhaust gases have an exhaust gas temperature of 60 ° C and a water vapor content of at least substantially 3 vol .-%.
  • the exhaust gases in the Example 2 series have a higher proportion of sulfur oxides in comparison to the exhaust gases from Example Series 1.
  • the exhaust gas treatment reagent used in Example 2 has at least substantially 93% by weight (purity) of hydrated lime and, moreover, a particle size of at least substantially 30 ⁇ m, which is determined by means of a
  • Sieve analysis has been determined according to DIN 66165.
  • the mean particle size D50 of the hydrated lime is in the range from 5 to 8 ⁇ m (determined by sieve analysis according to DIN 66165).
  • the BET surface area is between 40 and 60 m 2 / g.
  • the total pore volume is between 0.2 to 0.4 cm 3 / g.
  • the exhaust gas treatment reagent has also been finely ground and spotted and also dry quenched and coarse from existing ones
  • the exhaust gas flow is identical and is in each case at about 70,000 standard cubic meters / h, the sulfur oxide loading of the exhaust gas stream before exhaust treatment (measured or evaluated as S0 2 ) is about 1000 mg / standard cubic meter of exhaust gas.
  • experiment 1 of example 2 (not according to the invention) and experiment 2 of example 2 (according to the invention) are repeated, but with the difference that the amount of exhaust gas treatment reagent used was identical in both experiments at 405 kg / h.
  • experiment 2 of the example series 2A was repeated, but with the difference that the addition of the steam already takes place before the addition of the exhaust gas treatment reagent.
  • the separation performance for the sulfur oxides is initially within the first hour at only 53%, which already due to caking or caking on the system components in the exhaust treatment room, especially in the second section of the exhaust treatment room, the separation efficiency in this approach not according to the invention after 3 h was below 40%.
  • the six experiments of the example series 2 were repeated, but with the deviation that the addition of the water vapor does not take place after supply of the exhaust gas treatment reagent but before and / or upstream and / or upstream. Accordingly, the steam is first introduced into the exhaust gas flow in the first section of the exhaust treatment chamber, in particular injected and / or sprayed, and then introduced in process step (b) in the second section of the exhaust treatment room, the exhaust treatment reagent, in particular sprayed and / or injected.
  • a plant downtime due to a failed Abgas adaptations- device took place after 2 to 3 days of operation.
  • the shutdown is due to the arrival and / or caking of the second injection and / or Einsprüh coupled, in particular the steam lance, due.
  • the separation efficiency of the method according to the invention could not be achieved.
  • the separation efficiency dropped significantly, in particular due to the reduced supply of steam, and the separation efficiency only caused sufficient results after 2 to 3 h. After a day is the
  • Example Series 3 Separation performance of sulfur oxides had been unacceptable.
  • the separation efficiency of Example Series 3 was subject to the results of the method according to the invention in each of the six experiments both at the beginning of the operation and after several hours of operation. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der Behandlung von Schwefeloxide enthaltenden Abgasen, insbesondere Abgasen aus technischen Verbrennungsanlagen, den sogenannten Rauchgasen, oder Abgase aus technischen Prozessen, wie zum Beispiel der Stahlherstellung (zum Beispiel Gichtgase, etc.). Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Behandlung von Schwefeloxide enthaltenden Abgasen, insbesondere aus technischen Verbrennungsanlagen, wie Rauchgasen, oder aus technischen Prozessen, zu Zwecken der Entfernung und/oder Abscheidung der Schwefeloxide bzw. zu Zwecken der Reduktion des Schwefeloxidgehalts sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Verfahren zur Behandlung von Schwefeloxide enthaltenden Abgasen
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Behandlung von Schwefeloxide (SOx) enthaltenden Abgasen, insbesondere Abgasen aus technischen Verbrennungsanlagen, den sogenannten Rauchgasen, oder Abgasen aus technischen Prozessen, wie zum Beispiel der Stahlherstellung (z. B. Gichtgase etc.)·
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung Schwefeloxide enthaltenden Abgasen, insbesondere aus technischen Verbrennungsanlagen, wie Rauchgasen, oder aus technischen Prozessen, zu Zwecken der Entfernung und/oder Abscheidung der Schwefeloxide bzw. zu Zwecken der Reduktion des Schwefeloxidgehalts sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Unter Rauchgasen werden im Allgemeinen Abgase aus ortsfesten, großtechnischen Verbrennungsanlagen, wie z. B. Gas- und Kohlekraftwerke oder Müllverbrennungsanlagen verstanden. Diese Abgase enthalten umweit- und gesundheitsgefährdende Stoffe und müssen daher - nicht zuletzt zur Einhaltung der gesetzlichen Bestimmungen - gereinigt werden.
Bei gasförmigen bzw. leicht flüchtigen Stoffen mit einem nicht unerheblichen Gefährdungspotential für Mensch und Umwelt, welche üblicherweise bei Verbrennungsprozessen entstehen, handelt es sich vornehmlich um Oxide des Kohlenstoffs, des Stickstoffs und des Schwefels sowie um Hydrogenchlorid. Bei den Kohlenstoffoxiden handelt es sich um das als Treibhaus bekannte Kohlendioxid sowie um das hochgiftige Kohlenmonoxid, welches in seiner Toxizität in etwa der Blausäure entspricht. Die Stickoxide, Schwefeloxide und das Hydrogenchlorid sind teilweise ebenfalls giftig und bilden allesamt bei Kontakt mit Wasser Säuren, welche als sogenannter saurer Regen zu einer Übersäuerung des Bodens führen. Die Stickoxide werden darüber hinaus in der Atmosphäre zu Nitraten umgesetzt und führen so zu einer Überdüngung bzw. Eutrophierung der Gewässer. Weitere Bestandteile der Rauchgase sind Feinstaub, Ruß und Flugasche, welche krebserregend und mit Schwermetallen belastet sein können sowie eine Rolle bei der Entstehung von Smog spielen. Weiterhin entstehen bei Verbrennungsprozessen oftmals auch organische Verbindungen, wie z. B. hochtoxische Dioxine oder VOCs (Volatile Organic Compounds, d. h. leicht flüchtige organische Verbindungen), welche für die Bildung von bodennahem Ozon verantwortlich sind. Im Stand der Technik sind Verfahren bekannt, mit denen die zuvor genannten Stoffe, mit Ausnahme des Kohlenstoffdioxids, aus den Rauchgasen entfernt werden können bzw. mit denen ihr Anteil deutlich verringert wird.
So wird zum Beispiel der Anteil des Kohlenstoffmonoxids in den Rauchgasen durch eine gezielte Steuerung der Verbrennung gering gehalten. Weiterhin kann entstandenes Kohlenstoffmonoxid in den Brennraum zurückgeführt oder in einer nachfolgenden Brennerstufe zu Kohlenstoffdioxid umgesetzt werden.
Ganz ähnlich wird der Anteil der Stickoxide in den Rauchgasen durch gezielte Steuerung der Bedingungen, unter welchen die Verbrennung stattfindet, gering gehalten. Alternativ kann jedoch auch eine Reduktion der Stickoxide mit stickstoff- oxidhaltigen Verbindungen, wie zum Beispiel Ammoniak oder Harnstoff, zu elementarem Stickstoff durch Einsprühen bzw. Eindüsen der stickstoffhaltigen Substanzen in den Brennraum bei circa 900 °C oder durch eine nachgeschaltete, katalytisch aktivierte Reaktion erfolgen.
Feinstaub, Ruß und Flugasche können durch ein Filtersystem, wie zum Beispiel Schlauchfilter oder Elektrofilter, aus den Rauchgasen abgeschieden werden, während flüchtige organische Verbindungen (VOCs) durch Adsorption an Aktivkohle oder durch Kondensation entfernt werden können.
Zur Abscheidung der Schwefeloxide aus den Rauchgasen sind im Stand der Technik eine Vielzahl von Verfahren bekannt. Es wird prinzipiell unterschieden zwischen regenerativen und nichtregenerativen Verfahren. Ein regeneratives Verfahren zur Rauchgasentschwefelung ist zum Beispiel das Wellmann-Lord- Verfahren, welches das Schwefeldioxid aus dem Rauchgas mit einer Natriumsulfitlösung zu Natriumhydrogensulfit umsetzt. Durch späteres Erwärmen des Natriumhydrogensulfits wird das Schwefeldioxid wieder frei und das Natriumsulfit kann anschließend zur erneuten Aufnahme von Schwefeldioxid genutzt werden. Insgesamt ist jedoch die Bedeutung der regenerativen Verfahren im Vergleich zu den nichtregenerativen Verfahren äußerst gering. Die nichtregenerativen Verfahren zielen alle darauf ab, Schwefeloxide durch chemische Umsetzung als Sulfate zu binden. Dies geschieht in der Kalkwäsche in Form von Gips (CaS04 2 H20), in der Trockensorption in Form von Natriumsulfat und in dem Ammoniak-REA-Verfahren (Walther-Verfahren) in Form von Ammoniumsulfat.
Die Verfahren des Standes der Technik zur Abscheidung bzw. Entfernung von Schwefeloxiden aus Rauchgasen besitzen allesamt gravierende Nachteile. Die Trockensorption, in deren Verlauf die Schwefeloxide beispielsweise mit Natriumhydrogencarbonat und/oder Kalkhydrat umgesetzt werden, ist hoch effektiv, jedoch aufgrund des relativ kostenintensiven Natriumhydrogencarbonats nicht kostengünstig durchzuführen. Diese Kosten verteuern den Prozess, in dem die schwefelhaltigen Rauchgase angefallen sind, und somit letztlich auch die gegebenenfalls hergestellten Produkte.
Zur Entschwefelung ist es im Stand der Technik bekannt, eine sogenannte Nasswäsche einzusetzen, das heißt eine Lösung oder Dispersion von Kalkhydrat (Ca(OH)2) wird in den Abgasstrom eingesprüht, wodurch nicht nur die Schwefeloxide, insbesondere Schwefeldioxid, chemisch gebunden werden, sondern gleichzeitig auch der überwiegende Anteil der Flugstaube aus den Abgasen entfernt wird. Diese Abgasbehandlung hat jedoch den Nachteil, dass insbesondere bei der Kalkwäsche mit Calciumhydroxidlösung enorme Mengen an mit Schwermetallen verunreinigten schwer löslichen Rückständen entstehen. Es ist nicht ohne Weiteres möglich, die Rückstände wieder von den Schwermetallen zu trennen, so dass der gesamte Rückstand als Sondermüll entsorgt werden muss, wodurch enorme Kosten verursacht werden. Weiterhin fallen große Mengen an Abwässer an, welche ebenfalls aufwendig gereinigt werden müssen.
Das Ammoniak-REA-Verfahren besitzt keine große technische Bedeutung, da es die Nachteile der zuvor genannten Verfahren vereinigt. Allerdings kann das gewonnene Ammoniumsulfat als Düngemittel eingesetzt werden.
Auch Abgase aus technischen Prozessen, wie zum Beispiel der Stahlherstellung (zum Beispiel Abgase aus der chemischen Röstung bzw. Sinterbandherstellung, Gichtgase aus dem Hochofenprozess etc.), können signifikante Mengen an Schwefeloxiden enthalten. Bislang sind in diesem Zusammenhang aber keine effizienten Verfahren zur Abscheidung der Schwefeloxide aus den betreffenden Abgasen dieser technischen Prozesse bekannt.
Nichtsdestotrotz ist es im Stand der Technik bekannt, dass bei einer Schadstoffabscheidung mit Kalkhydrat im Trockensorptionsverfahren die Abscheideleistung unter bestimmten Bedingungen verbessert werden kann, wonach sich auch die Wirtschaftlichkeit des Trockensorptionsverfahrens erhöhen lässt. Hierzu zählt vor allem die Erhöhung der relativen Abgasfeuchte bzw. eine Erhöhung des Wasserdampfanteils in den Abgasen. Dadurch lässt sich der Wirkungsgrad des Trockensorptionsverfahrens erhöhen. Der Einfluss der Rauchgasfeuchte macht sich besonders bei der Abscheidung von Schwefeldioxid bemerkbar. Dies kann erreicht werden, indem beispielsweise Kalkmilch - eine Suspension von Kalkhydrat im Wasser - dem Rauchgas zugegeben bzw. zugeführt wird. Weiterhin ist es bekannt, dem Abgas ein Abgasbehandlungsreagenz, welches beispielsweise kalkhaltig ist, hinzuzugeben. Durch die vorgelagerte oder gleichzeitige Verdampfung von Wasser kühlt sich das Rauchgas ab. Somit kann aufgrund des verdampften Wassers der Wassergehalt bzw. der Wasserdampfgeh- alt des Rauchgases bzw. der Abgase erhöht werden. Beides führt letztlich dazu, dass sich die relative Feuchte und/oder der Wasserdampfanteil der Abgase erhöht und eine wirkungsvollere Abscheidung der Schadstoffe der Abgase möglich ist.
Nachteilig ist hierbei, dass wenn das Abgas bis zu seiner Tautemperatur abgekühlt wird, es zu einer Kondensation kommt. Die Kondensate können Korrosionsschä- den im Rauchgaskanal verursachen, so dass ein ausreichender Temperaturab- stand zum Taupunkt der Abgase eingehalten werden sollte. Zwar verbessert sich in Folge der erhöhten Feuchte des Abgases die Schadstoffabscheidung, jedoch steigt auch das Korrosionsrisiko für die Anlagenkomponenten im gesamten Rauchgasweg und demgemäß steigen auch die Investitionskosten sowie gleichfalls auch der technische Aufwand.
Besonders nachteilig bei der Hinzugabe von Wasser und/oder Dampf in dem Rauchgaskanal ist, dass das nachträglich zugeführte Abgasbehandlungsreagenz Anbackungen bzw. Verbackungen an Anlagenkomponenten hervorruft. Die somit hervorgerufenen Anbackungen bzw. Verbackungen können Schäden verursachen, so dass nur innerhalb eines geringen - im Verhältnis zu der eigentlichen Standdauer einer Trockensorptionsanlage - Zeitrahmens bzw. Zeitraumes dem Abgas Wasser und/oder Wasserdampf zuführbar ist. Die Anbackungen bzw. Verbackungen verhindern, dass obwohl bei einer steigenden Schadstoffabschei- dung und einem erhöhten Wirkungsgrad des Trockensorptionsverfahrens eine Erhöhung der Feuchte im Rauchgaskanal technisch meist nicht umgesetzt wird. Die Investitionskosten und die Betriebsstillstände, die beispielsweise aufgrund einer verbackten Düse hervorgerufen werden, übersteigen die temporäre Senkung der Betriebskosten aufgrund der Einsparung des Abgasbehandlungsreagenzes durch den verbesserten Wirkungsgrad.
Die Gesetze über die Emission von Schadstoffen wurden in den letzten Jahren konsequent verschärft, und es ist auch in Zukunft mit noch strengeren Regeln zu rechnen, so dass ein großes Bedürfnis zur effizienten und ökonomischen wie ökologisch sinnvollen Behandlung der Abgase besteht. Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entschwefelung von Rauchgasen oder anderen schwefeloxidhaltigen Abgasen bzw. ein Verfahren zur Behandlung von Schwefeloxide enthaltenden Abgasen, insbesondere Abgasen aus technischen Verbrennungsanlagen oder Abgase aus technischen Prozessen (wie zum Beispiel Stahlherstellung), zu Zwecken der Entfernung und/oder Abscheidung der Schwefeloxide oder zu Zwecken der Reduktion des Schwefeloxidgehalts zur Verfügung zu stellen, welches die zuvor geschilderten Nachteile der Verfahren des Standes der Technik zumindest weitestgehend vermeidet oder aber wenigstens abschwächt.
Des Weiteren liegt insbesondere der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein solches Abgasbehandlungsverfahren bereitzustellen, welches bei einer Trockensorption einen hohen Wirkungsgrad und/oder eine hohe Abscheideleistung der Schwefeloxide aufweist, jedoch Anbackungen bzw. Verbackungen an Anlagekomponenten verhindert oder aber wenigstens deutlich reduziert.
Insbesondere soll ein solches Verfahren zur Behandlung von Schwefeloxide enthaltenden Abgasen aus technischen Prozessen zu Zwecken der Entfernung und/oder Abscheidung der Schwefeloxide und/oder zu Zwecken der Reduktion des technischen Schwefeloxidgehalts zu einer verbesserten ökologischen Komptabilität und/oder einer verbesserten Prozessökonomie führen, aber dennoch zuverlässig gewährleisten, dass eine effiziente Abgasbehandlung und/oder Entschwefelung der zu behandelnden Abgase erfolgt.
Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches effizientes und vorteilhaftes Verfahren zur Abgasbehandlung von Abgasen bereitzustellen, welches einen sicheren und störungsfreien Betrieb der gesamten Anlage zur Durchführung des technischen Prozesses beinhaltet.
Zur Lösung der zuvor geschilderten Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung - gemäß einem e r s t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ein Verfahren zur Behandlung von Schwefeloxide (SOx) enthaltenden Abgasen aus technischen Prozessen zu Zwecken der Entfernung und/oder Abscheidung der Schwefeloxide und/oder zu Zwecken der Reduktion des Schwefeloxidgehalts (Abgasbehand- lungsverfahren) gemäß Anspruch 1 vor; weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsverfah- rens sind Gegenstand der diesbezüglichen Abgasbehandlungsverfahrensunteran- sprüche. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem z w e i t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - eine Anlage zur Behandlung von Schwefeloxide (SOx) enthaltenden Abgasen aus technischen Prozessen gemäß dem diesbezüglichen unabhängigen Anlagenanspruch; weitere, insbesondere besondere und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anlage sind Gegenstand der diesbezüglichen Anlagenunteransprüche.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung - gemäß einem d r i t t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - die Verwendung(en) der erfindungsgemäßen Anlage und/oder des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß dem diesbezüglichen Verwendungsanspruch.
Es versteht sich bei den nachfolgenden Ausführungen von selbst, dass Aus- gestaltungen, Ausführungsformen, Vorteile und dergleichen, welche nachfolgend zu Zwecken der Vermeidung von Wiederholungen nur zu einem Erfindungsaspekt ausgeführt sind, selbstverständlich auch in Bezug auf die übrigen Erfindungs- aspekte entsprechend gelten, ohne dass dies einer gesonderten Erwähnung bedarf.
Bei allen nachstehend genannten relativen bzw. prozentualen gewichtsbezogenen Angaben, insbesondere relativen Mengen- oder Gewichtsangaben, ist weiterhin zu beachten, dass diese im Rahmen der vorliegenden Erfindung vom Fachmann derart auszuwählen sind, dass sie sich in der Summe unter Einbeziehung aller Komponenten bzw. Inhaltsstoffe, insbesondere wie nachfolgend definiert, stets zu 100 % bzw. 100 Gew.-% ergänzen bzw. addieren; dies versteht sich aber für den Fachmann von selbst.
Im Übrigen gilt, dass der Fachmann - anwendungsbezogen oder einzelfall- bedingt - von den nachfolgend angeführten Bereichsangaben erforderlichenfalls abweichen kann, ohne dass er den Rahmen der vorliegenden Erfindung verlässt.
Zudem gilt, dass alle im Folgenden genannten Werte- bzw. Parameterangaben oder dergleichen grundsätzlich mit genormten bzw. standardisierten oder explizit angegebenen Bestimmungsverfahren oder andernfalls mit dem Fachmann auf diesem Gebiet an sich geläufigen Bestimmungs- bzw. Messmethoden ermittelt bzw. bestimmt werden können.
Dies vorausgeschickt, wird die vorliegende Erfindung nunmehr nachfolgend im Detail erläutert. Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem e r s t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist somit ein Verfahren zur Behandlung von Schwefeloxide (SOx) enthaltenden Abgasen aus technischen Prozessen zu Zwecken der Entfernung und/oder Abscheidung der Schwefeloxide und/oder zu Zwecken der Reduktion des Schwefeloxidgehalts,
wobei die die Schwefeloxide enthaltenden Abgase einer Abgasbehandlung, insbesondere einer Entschwefelung, mittels mindestens eines partikelförmigen (partikulären) schwefeloxidreaktiven Abgashandlungsreagenzes, insbesondere Entschwefelungsreagenzes, unterworfen werden,
wobei bei dem Verfahren
(a) zunächst die die Schwefeloxide enthaltenden Abgase mit dem Abgasbehandlungsreagenz in Kontakt gebracht und/oder behandelt werden derart, dass ein das Abgasbehandlungsreagenz enthaltender Abgasstrom erhalten wird ("Verfahrensschritt (a)"), und
(b) nachfolgend der das Abgasbehandlungsreagenz enthaltende Abgasstrom mit Wasserdampf in Kontakt gebracht und/oder behandelt wird, insbesondere derart, dass das Abgasbehandlungsreagenz mit den in den Abgasen enthaltenen Schwefeloxiden zur Reaktion gebracht wird ("Verfahrensschritt (b)").
Dass das Abgasbehandlungsreagenz mit den in den Abgasen enthaltenden Schwefeloxiden zur Reaktion gebracht wird, ist insbesondere derart zu verstehen, dass nicht notwendiger- und/oder zwingenderweise sämtliches Abgasbehandlungs- reagenz umgesetzt werden muss. Gleichfalls ist es auch nicht notwendiger- bzw. zwingenderweise vorgesehen, dass alle Schwefeloxide umgesetzt werden. Demzufolge kann also ein Überschuss an Abgasbehandlungsreagenz vorhanden sein, so dass nur ein gewisser Anteil des Abgasbehandlungsreagenzes mit den in den Abgasen enthaltenden Schwefeloxiden zur Reaktion gebracht wird. Darüber hinaus müssen auch nicht alle in den Abgasen enthaltenden Schwefeloxide mit dem Abgasbehandlungsreagenz reagieren. Vorzugsweise ist eine Umsetzung der Schwefeloxide derart ausgelegt, dass die gesetzlichen Vorgaben bzw. Bestimmungen zur Reinigung des Abgases eingehalten werden bzw. wenn möglich sogar unterschritten werden.
Als erfindungsgemäße "Schwefeloxide" (allgemeine Formel SxOy) sind Oxide des chemischen Elements Schwefel zu verstehen. Dabei schließen die Schwefeloxide jegliche mögliche Schwefeloxidverbindung ein, insbesondere Schwefeldioxid (S02) und Schwefeltrioxid (SO3). Zudem sind auch die korrelierenden Säuren der Schwefeloxide unter dem allgemeinen Begriff "Schwefeloxide" zu verstehen, so dass auch die korrelierenden Säuren, die in wässrigen Lösungen gebildet werden, als Schwefeloxide im Sinne der vorliegenden Erfindung angesehen werden.
Analog zu der zuvor erläuterten Umsetzung der Schwefeloxide mittels des Abgasbehandlungsreagenzes ist auch die Zweckangabe des Verfahrens:
zu Zwecken der Entfernung und/oder Abscheidung der Schwefeloxide und/oder zu Zwecken der Reduktion des Schwefeloxidgehalts
derart zu verstehen, dass nicht notwendigerweise sämtliche Schwefeloxide abgeschieden werden. Es werden insbesondere so viele Schwefeloxide abgeschieden bzw. abgetrennt, wie dies aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichbar und/oder verfahrenstechnisch erforderlich ist. Die verfahrenstechnische Vorgabe des Mindestmaßes an Abscheidung der Schwefeloxide kann beispielsweise gesetzlichen und/oder technischen Vorgaben, wie beispielsweise Anlagegegebenheiten, unterliegen bzw. durch die vorgenannten Faktoren beeinflusst werden.
Unter "schwefeloxidreaktiv" ist im Sinne der vorliegenden Erfindung zu verstehen, dass ein Reagenz - in diesem Fall das Abgasbehandlungsreagenz - mit Schwefeloxiden in chemischer und/oder physikalischer Weise reagieren kann. Vorzugsweise reagiert das Reagenz in einer chemischen Reaktion mit den Schwefeloxiden, so dass die Schwefeloxide umgesetzt werden. Eine Umsetzung der Schwefeloxide kann beispielsweise mittels Reduktion, Hydrolyse und Zersetzung oder dergleichen erfolgen.
Wie nachfolgend ausgeführt, ist die vorliegende Erfindung mit einer Vielzahl von vollkommen unerwarteten Vorteilen, Besonderheiten und überraschenden technischen Effekten verbunden, wobei deren nachfolgende Schilderung keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit erhebt, aber den erfinderischen Charakter der vorliegenden Erfindung veranschaulicht:
Überraschenderweise gelingt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung, ein Abgasbehandlungsverfahren zur Verfügung zu stellen, welches bei einem deutlich verbesserten Wirkungsgrad im Vergleich zum Stand der Technik eine Abscheidung bzw. eine Reduktion der Schwefeloxide aus den Abgasen beinhaltet. Es war überraschend und für den Fachmann in keiner Weise vorhersehbar, dass eine nachträgliche Einbringung und/oder Zuführung von Wasserdampf in den Abgasstrom zu einer deutlich verbesserten Prozessökonomie und insbesondere zu einer Senkung des Verbrauchs an Abgasbehandlungsreagenz führt. Im Stand der Technik wurde eine nachträgliche Einbringung von Wasserdampf sogar stets vermieden, um Anbackungen bzw. Verbackungen an der den Wasserdampf einbringenden Lanze zu vermeiden.
Ganz im Gegenteil resultieren im Rahmen der vorliegenden Erfindung nahezu keine Anbackungen bzw. Verbackungen an den Anlagenkomponenten, insbesondere an der Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung für den Wasserdampf. Zudem konnte im Vergleich zum Stand der Technik gezeigt werden, dass Anbackungen bzw. Verbackungen an den Anlagenkomponenten deutlich reduziert werden können, wobei gleichzeitig auch der bereits bekannte Effekt der Wirkungsgradverbesserung aufgrund der Erhöhung der relativen Feuchte des Abgases bzw. aufgrund der Erhöhung des Wasserdampfanteils der Abgase erfindungsgemäß genutzt werden kann.
Vorteilhafterweise wird durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Abgasbehandlung eine deutlich erhöhte Abscheideleistung, insbesondere der Schwefeloxide, sichergestellt. Wie bereits im Stand der Technik bekannt gewesen, kann die Effektivität der Schadstoffabscheidung erhöht werden, indem eine flüssige Phase (Hydrathülle) an den Oberflächen der partikulären Abgasbehandlungsrea- genzien erzeugt wird, wobei die Hydrathülle die Umsetzung des Schwefeloxids begünstigt und die Kinetik der chemisorptiven Reaktion aufgrund des wässrigen Bereichs drastisch und signifikant im Vergleich zu trockenen Partikeln erhöht. So reagiert das partikuläre, trockene Abgasbehandlungsreagenz im Verfahrensschritt (a) in einem im Vergleich zur Reaktion in Verfahrensschritt (b) deutlich geringeren Verhältnis und/oder weist eine deutlich geringere Abscheideleistung der Schwefeloxide auf. Durch die Erhöhung der Feuchte und/oder des Wasserdampfanteils der Abgase kann in Verfahrensschritt (b) gewährleistet werden, dass der geforderte Anteil an Schwefeloxiden von den Abgasen abgeschieden bzw. abgetrennt werden kann und somit die, insbesondere gesetzlichen, geforderten Abscheideraten des Schwefeloxids eingehalten werden können.
Da die Entstehung der Hydrathülle an den Abgasbehandlungsreagenz nur für einen sehr kurzen Zeitraum durch die erfindungsgemäße Zuführung des Wasserdampfes vorhanden ist, können Schäden im Rauchgaskanal bzw. an den Anlagenkompo- io
nenten, beispielsweise aufgrund von aggressiven Kondensaten, vermieden werden.
Bei einer vereinfachten Prozessführung und einem geringen verfahrenstechnischen Aufwand lässt sich das erfindungsgemäße Abgasbehandlungsverfahren ziel- und zweckgerichtet zur Abscheidung und/oder Reduktion von Schwefeloxiden aus Abgasen aus technischen Prozessen anwenden, wobei die Wirtschaftlichkeit des Abgasbehandlungsverfahrens bei Gewährleistung einer hohen Betriebsdauer und/oder Standzeit der Abgasbehandlungsanlage sichergestellt werden kann. Gleichzeitig werden auch aufgrund der vermiedenen Anbackungen bzw. Verbackungen an den Anlagekomponenten die Wartungs- sowie Reparaturkosten deutlich gesenkt, insbesondere um mindestens 30 % und die Benutzungsdauer der erfindungsgemäßen Anlage kann demgemäß signifikant, vorzugsweise um wenigstens 50 %, erhöht werden.
Vorteilhafterweise kann eine Umrüstung in bereits bestehende Anlagen sehr einfach durchgeführt werden, wobei kein großer technischer Aufwand vorhanden ist, da sich letztlich die Entschwefelung auf einen sehr geringen Bereich innerhalb des Abgasbehandlungsraumes, insbesondere des Abgas- und/oder Rauchgaskanals, erstreckt.
Zudem erfolgt eine Verringerung der Betriebskosten, da der Bedarf an Abgasbehandlungsreagenz im Vergleich zu einem Trockensorptionsverfahren ohne Erhöhung der relativen Feuchte des Abgases deutlich sinkt.
Erfindungsgemäß werden im Vergleich zu den aus der Praxis bekannten Trockensorptionsverfahren mindestens 10 % der Betriebskosten, Investitionskosten sowie Reparatur- und Wartungskosten reduziert bzw. eingespart, wobei mindestens 20 % der Menge an Abgasbehandlungsreagenz eingespart werden kann. Insbesondere werden die zuvor genannten Kosten um mehr als 60 %, bevorzugt mehr als 80 %, weiter bevorzugt zwischen 60 % bis 90 %, reduziert, wobei eine Steigerung des Wirkungsgrades um wenigstens 5 %, bevorzugt von 10 % bis 50 %, im Vergleich zu den aus der im Stand der Technik bekannten Trockensorptionsverfahren erfolgt.
Eine Senkung des Verbrauchs des Abgasbehandlungsreagenzes ist nicht nur im Hinblick auf die Betriebskosten relevant, sondern auch im Hinblick von Umweltaspekten ergibt sich ein positiver Effekt aus dem erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsverfahren. Die ökologische Komptabilität wird dadurch erhöht, dass während der Abgasbehandlung der Verbrauch an den benötigten Abgasbehandlungsreagenz durch eine Erhöhung des Wasserdampfanteils des Abgases deutlich gesenkt werden kann - und zwar derart, dass gleichfalls Anbackungen bzw. Verbackungen von Anlagenkomponenten vermieden werden. Diese Anbackungen bzw. Verbackungen führten im Stand der Technik letztlich dazu, dass eine Erhöhung des Wasserdampfanteils der Abgase nie effizient und dauerhaft in einem Abgasbehandlungsverfahren integriert werden konnte; und dass obwohl der grundsätzlich theoretisch positive Effekt der Steigerung der Abscheideleistung aufgrund einer erhöhten Feuchte und die damit einhergehenden Reaktionen - theoretisch - grundsätzlich bekannt gewesen sind.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Behandlung von Abgasen bzw. des erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsverfahrens näher beschrieben und erläutert:
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Abgasbehandlungsverfahren ein Trockensorptionsverfahren. Bei einem Trockensorptionsverfahren wird das Abgasbehandlungsreagenz in seiner partikulären Form und/oder pulverförmig in das Rauchgas bzw. in die die Schwefeloxide enthaltende Abgase eingebracht, insbesondere eingesprüht, eingeblasen und/oder eingedüst. Als Abgasbehandlungsreagenzien sind in den Trockensorptionsverfahren verschiedene schwefeloxidreaktive Abgasbehandlungs- reagenzien denkbar, wobei beispielsweise das Calciumhydroxid bzw. Kalkhydrat (Ca(OH)2) mit Natriumhydrogencarbonat (NaHCOs) konkurriert. Bei dem Trockensorptionsverfahren ist ferner vorgesehen, dass nach Einbringung des Abgasbehandlungsreagenzes eine Abscheidung an einem Gewebefilter, auch Schlauchfilter genannt, vorgesehen wird. Aufgrund einer chemischen Reaktion zwischen dem Abgasbehandlungsreagenz und den gasförmigen Schadstoffen, insbesondere Schwefeldioxid, werden die Schadstoffe an das Abgasbehandlungs- reagenz gebunden. Demgemäß wird diese Form des Sorptionsverfahrens auch als Chemisorption bezeichnet. Das erfindungsgemäße Trockensorptionsverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass sehr trockene Abgase bei vergleichsweise niedrigen Abgastemperaturen mittels des Abgasbehandlungsreagenzes einer Abgasbehandlung unterzogen werden. Zielsetzung eines Trockensorptionsverfah- rens ist es, durch Einbringung von, vorzugsweise trockenen, partikulären bzw. pulverförmigen Abgasbehandlungsreagenz eine Reaktion zwischen dem Abgasbehandlungsreagenz und den in den Abgasen enthaltenden Schadstoffen zu ermöglichen und anschließend eine Abscheidung der an dem Abgasbehandlungs- reagenz gebundenen Schadstoffen in einen Gewebefilter vorzunehmen. Im Stand der Technik sind die reinen Trockensorptionsverfahren eher mit Nachteilen verbunden, da in der Praxis bekannte Trockensorptionsverfahren einen sehr hohen Verbrauch an Kalkverbindungen beinhalten, der letztlich darauf zurückzuführen ist, dass die Kalkpartikel bzw. das Abgasbehandlungsreagenz nicht vollständig durchreagieren/durchreagiert. Erfindungsgemäß konnte durch die nachträgliche Einbringung von Wasserdampf in den Abgasstrom und damit die Gewährleistung einer verbesserten Reaktionskinetik der Verbrauch an dem Abgasbehandlungsrea- genz deutlich gesenkt werden, so dass die laufenden Betriebskosten ebenfalls gesenkt werden können.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Abgasbehandlungsverfah- rens bzw. des Verfahrens zur Abgasbehandlung wird das Abgasbehandlungsrea- genz als Feststoff oder Feststoffgemisch, insbesondere in Form eines, vorzugsweise feinteiligen, Pulvers, eingesetzt. Das partikelförmige bzw. partikuläre schwefeloxidreaktive Abgasbehandlungsreagenz eignet sich als Feststoff oder Feststoffgemisch besonders zur Verwendung in einem Trockensorptionsverfahren. Darüber hinaus ist die Bevorratung bzw. die Vorhaltung des Abgasbehandlungsre- agenzes verfahrenstechnisch sowie ökonomisch im Vergleich zum Stand der Technik deutlich verbessert, da sich der Feststoff oder das Feststoffgemisch auch für einen längeren Zeitraum lagern lässt, ohne dass die schwefeloxidreaktiven Eigenschaften des Abgasbehandlungsreagenzes verloren gehen bzw. eine Fällung des Abgasbehandlungsreagenzes in einer Lösung kann erfindungsgemäß durch die partikuläre bzw. partikelförmige als Feststoff oder Feststoffgemisch ausgebildete Form des Abgasbehandlungsreagenzes vermieden werden. Des Weiteren eignet sich das feinteilige Pulver besonders dazu, in den Abgasstrom eingebracht zu werden, so dass der gesamte Abgasstrom das Abgasbehandlungs- reagenz aufnehmen kann, so dass das Abgasbehandlungsreagenz zumindest im Wesentlichen gleichverteilt im Verfahrensschritt (a) in den Abgasstrom bzw. in die Abgase eingebracht werden kann. Zudem eignet sich das feinteilige Pulver zur Eindüsung bzw. Einsprühung; und zwar ohne dass ein Verstopfen der Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung befürchtet werden müsste. Verfahrenstechnisch ergeben sich also diverse Vorteile bei der Verwendung eines Feststoffes oder eines Feststoffgemisches als Abgasbehandlungsreagenz.
Des Weiteren ist bei einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass das Abgasbehandlungsreagenz in feiner Verteilung mit den Abgasen in Kontakt gebracht und/oder in die Abgase eingetragen wird. Insbesondere wird das Abgasbehandlungsreagenz in feiner Verteilung in die Abgase eingedüst und/oder eingesprüht, vorzugsweise mittels wenigstens einer, vorzugsweise lanzenförmigen, ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung. Besonders bevorzugt ist eine Mehrzahl von vorzugsweise lanzenförmigen ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtungen vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann das Abgasbehandlungsreagenz mittels mindestens einer, vorzugsweise lanzenförmigen, ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung, besonders bevorzugt mittels einer Mehrzahl von vorzugsweise lanzenförmigen ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtungen, in die Abgase eingetragen werden. Insbesondere wird das Abgasbehandlungsreagenz in die Abgase eingedüst und/oder eingesprüht, bevorzugt in feiner Verteilung.
Vorzugsweise erfolgt das Inkontaktbringen bzw. die Eintragung, insbesondere die Eindüsung und/oder Einsprühung, des Abgasbehandlungsreagenzes in die Abgase durch zwei bis acht vorzugsweise lanzenförmige Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtungen, bevorzugt von zwei bis vier ersten Lanzen zur Einbringung des Abgasbehandlungsreagenzes. Erfindungsgemäß wird das Abgasbehandlungs- reagenz zumindest im Wesentlichen gleichverteilt in dem Abgasstrom bzw. in die Abgase eingebracht. Die feine Verteilung des Abgasbehandlungsreagenzes in den Abgasen kann durch die Mehrzahl der vorzugsweise lanzenförmigen Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtungen gelingen, da so angepasst an den Abgasbehandlungsraum, insbesondere den Rauch- und/oder Abgaskanal, die Einbringung des Abgasbehandlungsreagenzes ausgeführt werden kann. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Abgasbehandlungsreagenz in einem Förderstrom bzw. in einem Förderluftstrom in die Abgase eingebracht wird, so dass ein Förderluftstrom den Träger für das Abgasbehandlungsreagenz bilden kann. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Förderluftstrom mittels der ersten Lanze in den Rauchgaskanal eingebracht werden kann. Vorteilhafterweise kann durch die lanzenförmige Ausbildung der ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung das Abgasbehandlungsreagenz in den mittigen Bereich des Abgasstromes - das heißt letztlich in den mittigen Bereich des Rauchgas- und/oder Abgaskanals, durch das die Abgase strömen - eingebracht werden und so kann ziel- und zweckgerichtet ein Aufprallen bzw. Auftreffen des Abgasbehandlungsreagenzes an den Wandungen des Abgasbehandlungsraumes, insbesondere des Abgas- und/oder Rauchgaskanals, zumindest im Wesentlichen vermieden werden. Letztlich versteht es sich, dass das Abgasbehandlungsreagenz auch nicht mittig in den Abgasstrom inkorporiert werden kann, insbesondere randseitig. Das Abgasbehandlungsreagenz wird nach Einbringung in Verfahrensschritt (a) mit dem Abgasstrom mitgenommen, wobei nun der Abgasstrom bzw. die Abgase den Träger für das schwefeloxidreaktive Abgasbehandlungsreagenz bilden. Zudem kann die Abgasbehandlungsreagenzzufuhr auch mittels einer pneumatischen Förderung erfolgen und/oder durchgeführt werden. Aus der pneumatischen Förderung kann der als Träger für das Abgasbehandlungsreagenz verwendete Förderluftstrom stammen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist das Abgasbehandlungsreagenz mindestens ein schwefeloxidreaktives Reagenz aus der Gruppe von Alkalimetall- und/oder Erdalkalimetallhydroxiden, -oxiden, -carbonaten und -hydrogen- carbonaten sowie deren Mischungen und Kombinationen, insbesondere aus der Gruppe von Calciumhydroxid, Natriumhydrogencarbonat (Natriumbicarbonat) und Natriumcarbonat (Soda) sowie deren Mischungen und Kombinationen. Vorzugsweise enthält und/oder besteht das Abgasbehandlungsreagenz (aus) Calciumhydroxid, besonders bevorzugt in Form von Kalkhydrat (gelöschtem Kalk). Weiter bevorzugt enthält oder besteht das Abgasbehandlungsreagenz (aus) Kalkhydrat, Natriumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat oder deren Mischungen oder Kombinationen. Besonders bevorzugt wird ein schwefeloxidreaktives Reagenz für das Abgasbehandlungsreagenz verwendet. Besonders bevorzugt ist das Abgasbehandlungsreagenz Kalkhydrat und/oder ein kalkhydrathaltiges Reagenz. Insbesondere ein kalkhydrathaltiges Reagenz mit mindestens 50 Gew.-% Kalkhydrat, vorzugsweise mit mindestens 75 Gew.-% Kalkhydrat, besonders bevorzugt mit mindestens 90 Gew.-% Kalkhydrat, bezogen auf das kalkhydrathaltige Reagenz. Demgemäß sind sowohl kalkhydrathaltige Reagenzien als auch kalkhydrathaltige Restprodukte als schwefeloxidreaktives Abgasbehandlungsreagenz verwendbar, vorzugsweise wobei die kalkhydrathaltigen Restprodukte mehr als 50 Gew.-% an Erdalkalihydrat aufweisen.
Ferner kann das Abgasbehandlungsreagenz auch mindestens ein adsorptives Reagenz, insbesondere ein Aktivkohle aufweisendes Reagenz, aufweisen. Das adsorptive Reagenz kann eine Adsorption von, insbesondere toxischen, Schadstoffen, insbesondere Dioxinen, ermöglichen. Vorzugsweise weist das Abgasbehandlungsreagenz eine Mischung und/oder Kombination des adsorptiven Reagenzes und des schwefeloxidreaktiven Reagenzes, insbesondere des kalkhydrathaltigen Reagenzes, auf, insbesondere wobei 5 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise von 10 bis 30 Gew.-%, weiter bevorzugt von 15 bis 25 Gew.-%, des Abgasbehandlungsreagenzes das adsorptive Reagenz ist. Darüber hinaus kann das adsorptive Reagenz auch absorptive Eigenschaften zur Reduktion und/oder Abscheidung von Schadstoffen, insbesondere Dioxinen, aufweisen. Bei dem adsorptiven Reagenz kann es sich vorzugsweise um Aktivkohle handeln; weitere mögliche adsorptive Reagenzien sind ausgewählt aus der Gruppe von Zeolithen, Aluminiumoxiden, Siliciumoxiden, Kieselsäuren und Kieselgelen, Klathraten, Molekularsieben sowie deren Mischungen und Kombinationen. Grundsätzlich ist es auch denkbar, wie zuvor erwähnt, Natriumbicarbonat bzw. Natriumhydrogencarbonat als Abgasbehandlungsreagenz einzusetzen. Nachteilig an dem Natriumbicarbonat im Vergleich zu dem Kalkhydrat sind die vergleichsweise hohen Materialkosten. Zudem benötigt Natriumhydrogencarbonat auch eine höhere Reaktionstemperatur als Kalkhydrat. Grundsätzlich wird Bicarbonat zwar als energie- und ressourcenschonenderes Additiv als Kalkhydrat angesehen, erfindungsgemäß konnte jedoch gezeigt werden, dass auch unter der Verwendung von Kalkhydrat bei Rauchgasen bzw. Abgasen aus technischen Prozessen, die insbesondere eine niedrige Feuchte sowie eine vergleichsweise niedrige Temperatur aufweisen, eine effiziente und wirtschaftliche Abgasbehandlung durch die Verwendung von Kalkhydrat bereitgestellt werden kann. Erfindungsgemäß kann die kurzzeitige Erhöhung der Feuchte bzw. des Wasserdampfgehalts des Abgases in Verfahrenschritt (b) erfolgen, wodurch eine Reaktion zwischen dem Abgasbehandlungsreagenz und den in den Abgasen enthaltenden Schwefeloxiden sichergestellt werden kann.
Dennoch kann in weiteren Ausführungsformen auch Bicarbonat bzw. Natriumhydrogencarbonat verwendet werden, vorzugsweise sofern es vorab aktiviert werden würde, insbesondere bei Temperaturen im Bereich von 200 bis 1 .000 °C, vorzugsweise im Bereich von 250 bis 450 °C. Des Weiteren kann auch das Natriumhydrogencarbonat angefeuchtet und/oder befeuchtet werden, so dass es insbesondere bei Abgastemperaturen von 40 bis 60 °C eingesetzt werden kann und im Verfahrensschritt (b) zur Reduktion bzw. Abscheidung der Schwefeloxide in den Abgasen beiträgt.
Grundsätzlich ist auch Natriumcarbonat (Soda) als Abgasbehandlungsreagenz denkbar, wobei jedoch die vergleichsweise hohen Kosten für das Natriumcarbonat im Verhältnis zur Abscheideleistung abgewogen werden müssten, wobei das Abgasbehandlungsreagenz je nach Abgaszusammensetzung ausgewählt werden kann. Eine Reaktion mit den in den Abgasen enthaltenen Schwefeloxiden erfolgt erst im Verfahrensschritt (b) durch die Erhöhung der Feuchte des Abgases und die Ausbildung einer Hydrathülle um das partikuläre bzw. partikelförmige Abgasbehandlungsreagenz, welches in feiner Verteilung in dem Abgas vorliegt. Die grundsätzlichen Reaktionen zwischen dem Kalkhydrat und den Schwefeloxiden können über die nachfolgend angegebenen Bruttoreaktionsgleichungen angegeben werden:
Ca(OH)2 + S02— CaS03 + H20
Ca(OH)2 + S03— CaS04 + H20
Weiterhin ist es auch möglich, dass das Kalkhydrat als Abgasbehandlungsreagenz mit weiteren gasförmigen Schadstoffen, die in den Abgasen enthalten sind, reagiert, wie nachfolgend beispielhaft angegeben:
Ca(OH)2 + 2HCI— CaCI2 + 2H20
Ca(OH)2 + 2HF— CaF2 + 2H20
Ca(OH)2 + C02 -» CaC03 + H20
Jedoch erfolgt die vorgenannte Umsetzung im Verfahrensschritt (a) derart langsam, dass eine Aktivierung erforderlich wird. Weiterhin weist Schwefeltrioxid eine sehr viel höhere Reaktivität als Schwefeldioxid und gleichfalls als Kohlenstoffdioxid auf.
Durch die Zugabe von Wasserdampf in den Abgasstrom kann der Fluorwasserstoff mit Calciumhydroxid zu Calciumchlorid reagieren.
Des Weiteren ist es bekannt, dass es eine Zwischenreaktion von bereits gebildetem Calciumchlorid mit Calciumhydroxid hervorgerufen werden kann:
Ca(OH)2 + HCl— Ca(OH)CI + H20
Ca(OH)CI + HCl ^CaCI2 + H20.
Bei einer Trockensorption mit Kalkhydrat als Abgasbehandlungsreagenz kann sich die Abscheidung von Schwefeldioxid bei gleichzeitiger Anwesenheit von Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid im Abgasstrom im Vergleich zu der separaten Abscheidung bei alleiniger Anwesenheit von Schwefeloxid verbessern. Insbesondere reagiert das Zwischenprodukt Calciumhydroxychlorid - aus der Reaktion von Kalkhydrat mit Chlorwasserstoff - auch mit Schwefeldioxid. Calciumhydroxychlorid kann auch als Reststoffprodukt in dem Gewebefilter als Folge von einer Reaktion zwischen überschüssigem Kalkhydrat mit Calciumchlorid entstehen. Es wird angenommen, dass das Calciumhydroxychlorid mit den Schwefeloxiden reagieren kann, wie die nachfolgenden Reaktionsgleichungen verdeutlichen:
Ca(OH)CI + S02— CaS03 + HCl
2Ca(OH)CI + S02— CaS03 + Ca2CI2 + H20.
Als "Hydrathülle" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Anlagerung von Wassermolekülen um ein Ion zu verstehen. Die wirksamen Kräfte sind hierbei die Ionen-Dipol-Wechselwirkungen. Unter Ausbildung von Wasserstoffbrücken zu der ersten Hydrathülle können sich weitere Wassermoleküle anlagern und so eine weitere Hydrat-Sphäre bilden.
Durch die Bildung der Hydrathülle können Adsorptions- und Absorptionsvorgänge nebeneinander ablaufen. Hierbei kann die Hydrathülle den Stoffübergang von Gas- /Partikeloberfläche und die Porendiffusion durch gewisse Löseeffekte, die im molekularen Bereich schnelle lonenreaktionen ermöglichen, gewährleisten. Deswegen ist für eine hohe S02-Abscheideleistung das Vorhandensein von HCl, respektive CaCI2, ein wichtiger Parameter, da die Ausbildung der Hydrathülle die hygroskopischen Eigenschaften des Calciumchlorids nutzen kann.
Besonders bevorzugt dienen und/oder fungieren die Partikel des Abgasbehand- lungsreagenzes, insbesondere die Kalkhydratpartikel, als Kondensationskerne und/oder Kondensationskeime. Dabei können die Kondensationskerne und/oder -keime die Keimbildung und die folgende Kondensation des Wasserdampfes erleichtern.
Zudem ist gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass das Abgasbehandlungsreagenz Korngrößen, insbesondere Partikeldurchmesser, unterhalb von 500 pm, insbesondere unterhalb von 250 pm, vorzugsweise unterhalb von 100 pm, besonders bevorzugt unterhalb von 50 pm, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 50 pm, aufweist. Die zuvor genannten Korngrößen, insbesondere Partikeldurchmesser, können mittels einer Siebanalyse bestimmt werden. Genormt sind die Verfahren zur Bestimmung von Korngrößen, insbesondere Partikeldurchmessern, mittels einer Siebanalyse beispielsweise in der DIN 66165 (DIN 66165-1 : "Partikelgrößenanalyse-Siebanalyse-Teil 1 : Grundlagen" und DIN 66165-2: "Partikelgrößenanalyse-Siebanalyse-Teil 2: Durchführung"). Vorzugsweise weist das Abgasbehandlungsreagenz mittlere Korngrößen D50, insbesondere Partikeldurchmesser D50, im Bereich von 1 bis 50 gm auf. Insbesondere ist die mittlere Korngröße D50 im Bereich von 1 bis 30 gm, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 20 gm, bevorzugt im Bereich von 2 bis 15 gm. Auch die mittlere Korngröße, insbesondere der Partikeldurchmesser D50, können mittels einer Siebanalyse, vorzugsweise mittels einer Siebanalyse gemäß DIN 66165, bestimmt werden.
Die zuvor genannten Korngrößen und/oder mittleren Korngrößen D50 können eine feinteilige Eindüsung und eine gute Reaktion zwischen dem Abgasbehandlungsre- agenz und den in den Abgasen enthaltenden Schwefeloxiden gewährleisten. Aufgrund des, vorzugsweise in feiner Verteilung vorliegenden, partikelförmigen bzw. partikulären Abgasbehandlungsreagenzes, das die vorgenannten Korngrößen und/oder mittleren Korngrößen D50 aufweist, ist eine gute gesamtheitliche Befeuchtung aller Partikel des Abgasbehandlungsreagenzes möglich. Des Weiteren kann eine schnelle Reaktion zwischen den Schwefeloxiden und dem befeuchteten bzw. von einer Hydrathülle umgebenden Abgasbehandlungsreagenz in Verfahrensschritt (b) gewährleistet werden. In durchgeführten Versuchen konnte gezeigt werden, dass die vorgenannten Korngrößen und/oder mittleren Korngrößen D50 optimale Eigenschaften im Hinblick auf die Befeuchtung und/oder Benetzung, vorzugsweise aller Partikel des Abgasbehandlungsreagenzes, aufweisen und zudem auch eine hohe Abscheiderate an Schwefeloxiden bedingen. Des Weiteren können sie durch die erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung in feiner Verteilung derart in den Abgasstrom eingebracht werden, dass sich das Abgasbehandlungsreagenz zumindest im Wesentlichen gleichverteilt in den Abgasstrom im Verfahrensschritt (a) ergibt. Auch kann ein vorteilhaftes Verhältnis zwischen der Reaktion der Schwefeloxide, die letztlich eine Ablagerung der Schwefeloxide an den Partikeln des Abgasbehandlungsreagenzes bedingt, und der gesamten Menge an eingesetztem Abgasbehandlungsreagenz bei noch vorhandener ökonomischer Prozessführung gewährleistet werden.
Weiterhin ist bei einer weiteren Ausführungsvariante des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass das Abgasbehandlungsreagenz eine BET-Oberfläche im Bereich von 5 bis 100 m2/g, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 75 m2/g, bevorzugt im Bereich von 15 bis 50 m2/g, aufweist. Die zuvor genannten BET-Oberflächen beziehen sich insbesondere auf die schwefeloxidreaktive Oberfläche des Abgasbehandlungsreagenzes. Ganz besonders bevorzugt ist die BET-Oberfläche in Bezug auf die schwefeloxidreaktive und/oder säureadsorptionsaktive Kalkhydratoberfläche im Fall von Verwendung von Kalkhydrat und/oder einem kalkhydrathaltigen Reagenz als Abgasbehandlungsreagenz angegeben. Vorzugsweise wird als Abgasbehandlungsreagenz Kalkhydrat und/oder ein kalkhydrathaltiges Produkt verwendet, wonach sich letztlich die BET-Oberfläche auf das Kalkhydrat bzw. das kalkhydrathaltige Reagenz des Abgasbehandlungsre- agenzes bezieht. Die vorgenannten BET-Oberflächen ermöglichen eine hohe Abscheideleistung im Verfahrensschritt (b) der Schwefeloxide. Die BET-Oberfläche kann durch eine BET-Messung in einem Analyseverfahren zur Größenbestimmung von Oberflächen, insbesondere poröser Festkörper, mittels Gasadsorption bestimmt werden. Mit diesem Analysenverfahren der Oberflächenchemie kann eine massenbezogene spezifische Oberfläche aus experimentellen Daten berechnet werden. Die Messung der BET-Oberfläche (dafür benötigte Messgeräte) sind ausführlich in der DIN-ISO 9277 bzw. der DIN 66131 (zurückgezogen) beschrieben. Die BET-Oberfläche gibt insbesondere die für die Reaktion zur Verfügung stehende Oberfläche des Abgasbehandlungsreagenzes in Bezug auf die dafür benötigte Menge bzw. Masse an Abgasbehandlungsreagenz an. Demgemäß zeigt der bevorzugte Bereich, dass im Verhältnis zur Masse eine für ein vorzugsweise kalkhydrathaltiges Produkt große Oberfläche zur Bildung der Hydrathülle bereitgestellt werden kann.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weist das Abgasbehandlungsrea- genz ein Gesamtporenvolumen im Bereich von 0,01 bis 0,95 m3/g, vorzugsweise im Bereich von 0,02 bis 0,75 m3/g, bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 0,5 m3/g, auf. Die vorgenannten Gesamtporenvolumina ergeben eine gute Abscheideleistung des Abgasbehandlungsreagenzes in dem Verfahrensschritt (b) nach dem Inkontaktbringen mit dem Wasserdampf bzw. den bereits kondensierten Wasserdampf zur Abscheidung bzw. Reduktion der in den Abgasen enthaltenden Schwefeloxide. Zudem eignen sich die zuvor genannten Gesamtporenvolumina besonders zur Einbringung in den Abgasstrom in Verfahrensschritt (a) in feiner Verteilung und auch zur gleichmäßigen Verteilung innerhalb des Abgasstromes. In durchgeführten Versuchen wurde festgestellt, dass mit einem Gesamtporenvolu- men im Bereich von 0,05 bis 0,5 m3/g die besten Ergebnisse im Hinblick auf die Prozessökonomie sowie den Wirkungsgrad erreicht werden konnten.
Des Weiteren ist bei einer weiteren Ausgestaltungsform des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass das Abgasbehandlungsreagenz in einem stöchiometrischen Überschuss, bezogen auf die Schwefeloxide, eingesetzt wird. Ein Überschuss des Abgasbehandlungsreagenzes gewährleistet, dass der, insbesondere gesetzliche, vorgegebene Abscheidegrad an Schwefeloxiden sichergestellt werden kann. Der Überschuss des Abgasbehandlungsreagenzes ist bedingt dadurch, dass in durchgeführten Versuchen festgestellt worden ist, dass nicht das gesamte Abgasbehandlungsreagenz, wie zuvor erwähnt, mit den in den Abgasen enthaltenen Schwefeloxiden reagiert, sondern nur ein gewisser Anteil des Abgasbehandlungsreagenzes. Zur Sicherstellung bzw. Gewährleistung der geforderten Abscheiderate der Schwefeloxide ist daher ein Überschuss an Abgasbehandlungsreagenz vorteilhaft, da so bei nicht vollständiger Umsetzung bzw. Reaktion des Abgasbehandlungsreagenzes mit den Schwefeloxiden eine hohe Abscheideleistung an Schwefeloxiden verfahrenstechnisch umgesetzt werden kann. Insbesondere wird das Abgasbehandlungsreagenz in einem stöchiometrischen Überschuss von mindestens 1 ,05, vorzugsweise mindestens 1 ,1 , vorzugsweise mindestens 2, besonders bevorzugt mindestens 3, noch mehr bevorzugt mindestens 5, berechnet als stöchiometrisches Verhältnis von eingesetztem Abgasbehandlungsreagenz zu reduzierten und/oder abgeschiedenen Schwefeloxiden, den Abgasen zur Verfügung gestellt.
Vorzugsweise liegt das stöchiometrische Verhältnis von Abgasbehandlungsrea- genz zu Schwefeloxiden im Bereich von 1 ,05 : 1 bis 50 : 1 , insbesondere im Bereich von 1 ,1 : 1 bis 25 : 1 , vorzugsweise im Bereich von 5 : 1 bis 20 : 1 , besonders bevorzugt im Bereich von 8 : 1 bis 12 : 1 , berechnet als stöchiometrisches Verhältnis von eingesetztem Abgasbehandlungsreagenz zu reduzierten und/oder abgeschiedenen Schwefeloxiden. Die zuvor genannten Verhältnisse zwischen dem Abgasbehandlungsreagenz und den in den Abgasen enthaltenen Schwefeloxiden stellen sicher, dass der geforderte Anteil an Schwefeloxiden aus den Abgasen abgeschieden bzw. entfernt werden kann. Wie zuvor erwähnt, wird das stöchiometrische Verhältnis dadurch bedingt, dass nur ein gewisser Anteil des Abgasbehandlungsreagenzes mit den Schwefeloxiden in Verfahrensschritt (b) reagiert, so dass ein Überschuss an Abgasbehandlungsrea- genzes insbesondere notwendig ist, sofern ein hoher Anteil an Schwefeloxiden aus den Abgasen abgeschieden bzw. abgetrennt werden soll.
Zudem ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Wasserdampfmenge im Verfahrensschritt (b) in den das Abgasbehandlungsre- agenz aufweisenden Abgasen - das heißt letztlich in dem Abgasstrom - erhöht wird. Eine Erhöhung der Wasserdampfmenge und/oder der relativen Feuchte der Abgase in Verfahrensschritt (b) wird durch die Zuführung von Wasserdampf und damit einhergehend die Kondensation an dem Abgasbehandlungsreagenz gewährleistet. Der Wasserdampfanteil der Abgase steigt im Bereich der Zuführung des Wasserdampfes in den Abgasen an. Jedoch ist dieser Anstieg insbesondere nur für eine sehr geringe Zeitdauer und gleichfalls auch nur im Bereich der Einbringung, insbesondere Eindüsung und/oder Einsprühung, des Wasserdampfes in die Abgase vorgesehen.
Vorzugsweise wird die Wasserdampfmenge in den das Abgasbehandlungsreagenz aufweisenden Abgasen - das heißt letztlich in dem Abgasstrom in Verfahrensschritt (b) - erhöht, insbesondere derart, dass eine Kondensation von Wasser an dem Abgasbehandlungsreagenz erfolgt. Eine Kondensation an dem Abgasbehandlungsreagenz tritt dadurch auf, dass eine Erhöhung des Wasserdampfanteils der Abgase in Verfahrensschritt (b) durch Zuführung des Wasserdampfes hervorgerufen wird, wobei aufgrund des Temperaturunterschiedes zwischen den, insbesondere kälteren, Abgasen und dem, insbesondere heißeren, Wasserdampf eine Kondensation des Wasserdampfes bedingt wird. Die Kondensation schlägt sich dabei auf den in den Abgasen enthaltenen Partikeln nieder und somit auch auf den partikelförmigen bzw. partikulären Abgasbehandlungsreagenz, was in Verfahrensschritt (a) zuvor in den Abgasstrom eingebracht worden ist. Eine Kondensation an dem Abgasbehandlungsreagenz ist erfindungsgemäß besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Abscheideleistung des Abgasbehandlungsreagenzes, da sich eine - wie zuvor bereits erläutert - Hydrathülle um das Abgasbehandlungsreagenz aufgrund der Kondensation von Wasserdampf an dem Abgasbehandlungsreagenz bildet. Die um das Abgasbehandlungsreagenz gebildete Hydrathülle ermöglicht eine Reaktion zwischen den Schwefeloxiden und dem Abgasbehandlungsreagenz, so dass eine Kondensation von Wasserdampf im Verfahrensschritt (b) durch eine Erhöhung des Wasserdampfanteils der Abgase letztlich zu einer höheren Abscheideleistung des Verfahrens führen kann.
Weiterhin kann bevorzugt die Wasserdampfmenge in Verfahrensschritt (b) in den das Abgasbehandlungsreagenz aufweisenden Abgasen - das heißt in dem Abgasstrom in Verfahrensschritt (b) - derart erhöht werden, dass der Wasserdampfanteil in den das Abgasbehandlungsreagenz aufweisenden Abgasen (Abgasstrom) um mindestens 0,1 Vol.-%, insbesondere um mindestens 0,2 Vol.-%, vorzugsweise um mindestens 0,5 Vol.-%, bevorzugt um mindestens 0,8 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt um mindestens 1 Vol.-%, erhöht wird. Vorzugsweise wird die Wasserdampfmenge in Verfahrensschritt (b) in dem das Abgasbehand- lungsreagenz aufweisenden Abgasen (Abgasstrom) derart erhöht, dass der Wasserdampfanteil in den das Abgasbehandlungsreagenz aufweisenden Abgasen (Abgasstrom) im Bereich von 0,1 bis 20 Vol.-%, insbesondere im Bereich von 0,2 bis 15 Vol.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 10 Vol.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,8 bis 8 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 5 Vol.-%, erhöht wird.
Die zuvor genannten Erhöhungen bzw. die möglichen Bereiche der Erhöhung des Wasserdampfanteils in den Abgasen in Verfahrensschritt (b) beziehen sich insbesondere auf den Ort der Inkontaktbringung des Wasserdampfes mit den Abgasen. Der Ort der Inkontaktbringung ist insbesondere im Bereich der Einbringung, vorzugsweise Eindüsung und/oder Einsprühung, des Wasserdampfes in Verfahrensschritt (b). Die Erhöhung des Wasserdampfanteils der Abgase kann auch nur für einen sehr geringen Zeitrahmen bzw. Zeitraum vorgesehen sein und letztlich insbesondere ziel- und zweckgerichtet zur höheren Abscheideleistung an Schwefeloxiden aufgrund einer Kondensation an dem Abgasbehandlungsreagenz führen. Eine Erhöhung der Feuchte bzw. des Wasserdampfanteils in den Abgasen lässt sich auch durch eine Steigerung der relativen Feuchte des Abgases angeben. Eine Erhöhung der Wasserdampfmenge in den vorgegebenen Bereichen ist letztlich auch eine Erhöhung der relativen Feuchte. Bei 100 Vol.-% Wasserdampf in den Abgasen ist die Sättigung erreicht und es kann kein zusätzlicher Wasserdampf mehr in den Trägerstrom aufgenommen werden.
Die zuvor genannten Wasserdampfanteile beziehen sich insbesondere auf eine Messung bei der in Verfahrensschritt (b) vorhandenen Temperatur der Abgase. Die relative Luftfeuchte ist der Quotient aus der absoluten Luftfeuchte und der bei Messtemperatur maximal möglichen Feuchte (Sättigungsdampfdichte) bzw. das Verhältnis aus dem Partialdruck des Wasserdampfes und dem temperaturabhängi- gen Sättigungsdampfdruck. Die relative Feuchte kann beispielsweise mit einem Absorptionshygrometer, einem Aspirations-Psychrometer, einem Taupunkt- Hygrometer und/oder einem Haar-Hygrometer bestimmt werden. Allgemein werden Geräte zur Messung der Luftfeuchtigkeit als Hygrometer bezeichnet.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Wasserdampfmenge im Verfahrensschritt (b) in den das Abgasbehandlungsreagenz aufweisenden Abgasen - das heißt letztlich in dem Abgasstrom - derart erhöht, dass der Wasserdampfanteil der resultierenden, mit Wasserdampf in Kontakt gebrachten, das Abgasbehandlungsreagenz aufweisenden Abgase (Abgasstrom) zumindest 2 Vol.-%, insbesondere mindestens 3 Vol.-%, vorzugsweise mindestens 4 Vol.-%, bevorzugt mindestens 5 Vol.-%, beträgt. Es versteht sich letztlich, dass die zuvor genannten Werte die erfindungsgemäße Erhöhung des Wasserdampfanteils der das Abgasbehandlungsreagenz aufweisenden Abgase im Verfahrensschritt (b) beinhaltet. Wie zuvor bereits bei der Erhöhung des Wasserdampfanteils der Abgase thematisiert, bezieht sich die zuvor genannte relative Feuchte bzw. der Wasserdampfanteil der Abgase nur auf den Ort der Inkontaktbringung mit dem Wasserdampf, das heißt letztlich auf einen lokal beschränkten Bereich; und zwar insbesondere zeitlich begrenzt auf den Zeitpunkt der Inkontaktbringung. Weiterhin können Abgase mit den zuvor genannten relativen Feuchten bzw. dem zuvor genannten Wasserdampfanteil als trockene Abgase eingestuft werden. Letztlich werden vergleichsweise sehr trockene Abgase mit Wasserdampf behandelt. Trotz Einbringung des Wasserdampfes ist weiterhin ein sehr trockenes Abgas vorhanden, dennoch kann gewährleistet werden, dass es zur Kondensation an dem Abgasbehandlungsreagenz kommt, so dass eine Reaktion des Abgasbehandlungs- reagenzes mit den in den Abgasen enthaltenden Schwefeloxiden sichergestellt werden kann.
Bei einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird in Verfahrensschritt (b) die Wasserdampfmenge in den das Abgasbehandlungs- reagenz aufweisenden Abgasen (Abgasstrom) derart erhöht, dass der Wasserdampfanteil der resultierenden, mit Wasserdampf in Kontakt gebrachten, das Abgasbehandlungsreagenz aufweisenden Abgase (Abgasstrom) im Bereich von 2 bis 25 Vol.-%, insbesondere im Bereich von 3 bis 20 Vol.-%, vorzugsweise im Bereich von 3,5 bis 10 Vol.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 8 Vol.- %, liegt. Die vorgenannten Wertebereiche der relativen Feuchte und/oder des Wasserdampfanteils in den das Abgasbehandlungsreagenz aufweisenden Abgasen kennzeichnet insbesondere ein trockenes Abgas, was mit Wasserdampf behandelt wird. Eine drastische Steigerung der relativen Feuchte und/oder des Wasserdampfanteils im Verfahrensschritt (b) muss nicht zwingend erfolgen, sondern es sollte vorzugsweise sichergestellt werden, dass es zu einer erfindungsgemäßen Kondensation an dem Abgasbehandlungsreagenz kommt und/oder dass sich eine Hydrathülle um die Partikel des Abgasbehandlungsrea- genzes bilden kann, so dass eine Reaktion zwischen dem Abgasbehandlungsrea- genz und den Schwefeloxiden gewährleistet werden kann. Hierbei muss insbesondere nicht sichergestellt werden, dass jedes Partikel des Abgasbehandlungsreagenzes mit den Schwefeloxiden reagiert; sondern durch einen stöchiometrischen Überschuss des Abgasbehandlungsreagenzes kann der Tastsache begegnet werden, dass nur ein gewisser Prozentsatz der Gesamtmenge des Abgasbehandlungsreagenzes mit den Schwefeloxiden reagiert. In den durchgeführten Versuchen wurde festgestellt, dass es im Hinblick auf die Ausbildung der Hydrathülle an dem Abgasgehandlungsreagenz besonders vorteilhaft ist, wenn in Verfahrensschritt (b) der Wasserdampf in Form von Sattdampf zugeführt wird. Insbesondere konnte gezeigt werden, dass eine deutlich verbesserte Ausbildung einer Hydrathülle bei Sattdampf, insbesondere im Vergleich zu überhitztem Dampf, hervorgerufen werden kann. Des Weiteren können auch die Energiekosten zur Bereitstellung von Sattdampf im Vergleich zur Bereitstellung von überhitztem Dampf gesenkt werden, da letztlich das Wasser nur auf die Sattdampftemperatur aufgeheizt werden muss. In Kenntnis des in dem Abgasbehandlungsraum im Verfahrensschritt (b) vorherrschenden Druckes kann auf die zu erzeugende Sattdampftemperatur geschlossen werden.
Zudem ist gemäß einer weiteren Ausführungsform des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass in Verfahrensschritt (b), bezogen auf 10.000 Normkubikmeter/h (Nm3/h) Abgase, Wasserdampf in einer Menge im Bereich von 5 bis 250 kg/h, insbesondere einer Menge im Bereich von 6 bis 125 kg/h, vorzugsweise in einer Menge von 10 bis 75 kg/h, bevorzugt in einer Menge im Bereich von 18 bis 50 kg/h, zugeführt wird. Eine relative Angabe der Zuführung von Wasserdampf, vorzugsweise Sattdampf, in Bezug zur Abgasmenge ergibt sich daraus, dass in Abhängigkeit des durchzuführenden technischen Prozesses, der letztlich die Abgase erzeugt, und/oder des Verbrennungsvorgangs eine unterschiedliche Gesamtmenge an Abgasen erhalten wird. Die Dampfmenge, die den Abgasen zugeführt wird, ist letztlich danach ausgelegt, dass eine erfindungsgemäße Erhöhung des Wasserdampfanteils und/oder der relativen Feuchte gewährleistet werden kann, so dass sich eine Hydrathülle um das Abgasbehandlungsreagenz ausbilden kann. Hierbei kann insbesondere entscheidend sein, dass die Feuchte des Abgases nur so stark erhöht wird, dass die erfindungsgemäße Ausbildung einer Hydrathülle gelingt, jedoch eine darüber hinaus gehende Erhöhung des Wasserdampfanteils vermieden wird. Des Weiteren sollte gewährleistet werden, dass auch der Wasserdampf in einem großen Teil des Abgasstromes in Verfahrensschritt (b) gelangt. Wäre die Menge des den Abgasen zugeführten Wasserdampfes zu gering, so würde der Wasserdampf letztlich nur an denjenigen Partikeln des Abgasbehandlungsreagenzes kondensieren, die am nächsten zu dem Austrittsbereich des Wasserdampfes, insbesondere in der Nähe der ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung, lokalisiert wären. Die Abgasmenge von 10.000 Normkubikmeter/h (Nm3/h) ist auf das Normvolumen rückbezogen und eine in der Verfahrenstechnik gebräuchliche Volumenmaßeinheit. Nach Messung der Gasmenge erfolgt eine Umrechnung auf den jeweiligen gleichen Normzustand, so dass ein Vergleich von Abgasmengen, die unterschiedliche Drücke und/oder Temperaturen aufweisen, ermöglicht werden kann. Als physikalischer Normzustand ist, insbesondere gemäß der DIN 1343, ein Standarddruck von 101 .325 Pa bei einer Standardtemperatur von 273,15 K anzusehen. Das zuvor genannte Normvolumen in Normkubikmeter kann sich auf den physikalischen Normzustand nach DIN 1343 beziehen.
Vorzugsweise wird der Wasserdampf im Verfahrensschritt (b) mit einer Temperatur im Bereich von 1 10 °C bis 185 °C, insbesondere im Bereich von 120 °C bis 170 °C, vorzugsweise im Bereich von 125 °C bis 160 °C, zugeführt. Insbesondere kann der Wasserdampf in Verfahrensschritt (b) mit einer Temperatur von mindestens 120 °C, vorzugsweise von mindestens 130 °C, bevorzugt von mindestens 135 °C, besonders bevorzugt von mindestens 140 °C, zugeführt werden. Insbesondere können die zuvor genannten Temperaturen aufgrund der Sattdampfeigenschaften des Wasserdampfes festgelegt sein.
Darüber hinaus kann in Verfahrensschritt (b) der Wasserdampf mit einem Druck im Bereich von mehr als 1 bar bis 10 bar, insbesondere in einem Bereich von 2 bar bis 8 bar, vorzugsweise im Bereich von 3 bar bis 6 bar, zugeführt werden. Im Übrigen kann der Wasserdampf alternativ oder zusätzlich im Verfahrensschritt (b) mit einem Druck von mehr als 1 bar, vorzugsweise von mindestens 2 bar, bevorzugt von mindestens 3 bar, besonders bevorzugt von mindestens 4 bar, zugeführt werden. Sofern der Wasserdampf als Sattdampf ausgebildet ist, so bedingt der Druck die Temperatur des Sattdampfes. Insbesondere kann der Druck des Wasserdampfes in Abhängigkeit des Drucks in dem Abgasbehandlungsraum, insbesondere im Bereich der Inkontaktbringung des Wasserdampfes mit den Abgasen, gewählt werden. Im Vergleich zum Atmosphärendruck wird demgemäß der Wasserdampf bevorzugt mit Überdruck eingebracht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Zugabe von Abgasbehandlungsreagenz, insbesondere im Verfahrensschritt (a), und/oder die Zugabe von Wasserdampf, insbesondere im Verfahrensschritt (b), vorzugsweise die Zugabe von Abgasbehandlungsreagenz und Wasserdampf, in Abhängigkeit von mindestens einem der folgenden Parameter geregelt und/oder gesteuert:
(i) Gehalt und/oder Art an Schwefeloxiden in den zu behandelnden Abgasen,
(ii) Strömungsgeschwindigkeit der zu behandelnden Abgase,
(iii) Temperatur der zu behandelnden Abgase,
(iv) Wasserdampfgehalt (Feuchte) der zu behandelnden Abgase und
(v) Druckbedingungen. Eine ziel- und zweckgerichtete Zugabe von Abgasbehandlungsreagenz und/oder Wasserdampf ist insbesondere dahingehend vorteilhaft, da in Abhängigkeit der vorherrschenden Bedingungen eine gezielte Zugabe ermöglicht wird. So kann beispielsweise bei einem erhöhten Schadstoffanteil, insbesondere einem erhöhten Schwefeloxidanteil, in den Abgasen die Zufuhr von Abgasbehandlungsreagenz erhöht werden, so dass auch die geforderte Abscheideleistung der Schwefeloxide sichergestellt werden kann. Im selben Zuge kann jedoch auch die Zufuhr von Abgasbehandlungsreagenz reduziert werden, sofern beispielsweise ein niedriger Schwefeloxidanteil in den Abgasen vorhanden ist. Demgemäß kann die Menge des zur Verfügung gestellten Abgasbehandlungsreagenzes gezielt eingesetzt werden, so dass ein unnötiger Überschuss von Abgasbehandlungsreagenz vermieden wird.
Ein unnötiger Überschuss würde jedenfalls dann zu Tage treten, wenn eine geforderte Mindestabscheideleistung stets gewährleistet werden muss, die letztlich auf die höheren Schwefeloxidbeladungen im Abgas abgestimmt ist. Im Zuge dessen würde bei einer ungeregelten und/oder ungesteuerten Zuführung von Abgasbehandlungsreagenz stets diejenige Menge an Abgasbehandlungsreagenz den Abgasen zur Verfügung gestellt werden, die zur Abscheidung einer hohen Beladung an Schwefeloxiden benötigt werden würde. Durch die erfindungsgemäße Regelung und/oder Steuerung kann in Abhängigkeit der Abgase jene Zufuhr gesteuert werden, so dass das Abgasbehandlungsreagenz gezielt dosiert werden kann.
Gleichfalls ist es auch vorteilhaft die Zufuhr von Wasserdampf entsprechend der vorherrschenden Bedingungen zu regeln und/oder zu steuern, so dass eine optimierte Abscheiderate von Schwefeloxiden gewährleitstet werden kann. Ferner weisen die zuvor genannten Parameter entweder Einfluss auf die Abscheideleistung an Schwefeloxiden und/oder auf die Zufuhr von Wasserdampf und/oder Abgasbehandlungsreagenz auf. Beispielsweise ist es bei der Zuführung von Sattdampf vorteilhaft, Kenntnis über den vorherrschenden Druck in dem Abgasbehandlungsraum, insbesondere im Verfahrensschritt (b), zu haben, so dass in Abhängigkeit jenes Druckes die Sattdampftemperatur sowie der Druck des Wasserdampfes eingestellt und/oder geregelt werden können.
Aufgrund der Regelung und/oder Steuerung kann die Abscheiderate verbessert werden, wobei gleichzeitig auch die laufenden Betriebskosten, insbesondere durch eine zielgerichtete Zuführung von Abgasbehandlungsreagenz, gesenkt werden können. Vorzugsweise wird der Wasserdampf in feiner Verteilung in Verfahrensschritt (b) mit den Abgasen in Kontakt gebracht und/oder in die Abgase eingetragen, insbesondere in die Abgase eingedüst und/oder eingesprüht. Dies kann mittels mindestens einer, vorzugsweise lanzenförmigen, zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung erfolgen, besonders bevorzugt mittels einer Mehrzahl von vorzugsweise lanzenförmigen zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtun- gen. Insbesondere kann der Wasserdampf mittels 2 bis 10, bevorzugt 2 bis 4, vorzugsweise lanzenförmigen Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtungen in die Abgase eingebracht werden.
Vorteilhafterweise wird in Verfahrensschritt (b) der Wasserdampf mittels mindestens einer vorzugsweise lanzenförmigen zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung, bevorzugt mittels einer Mehrzahl von, vorzugsweise lanzenförmigen, zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtungen, in die Abgase eingetragen, insbesondere in die Abgase eingedüst und/oder eingesprüht, bevorzugt in feiner Verteilung. Vorzugsweise ist die zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung derart ausgebildet, dass eine Kondensation an dem Abgasbehandlungsreagenz sichergestellt werden kann, so dass sich die für die Reaktion zwischen dem Abgasbehandlungsreagenz und den Schwefeloxiden notwendige Hydrathülle an der Oberfläche des Abgasbehandlungsreagenzes ausbilden kann. Hierfür wird der Wasserdampf möglichst über den gesamten Querschnitt des Abgasbehandlungsraumes, insbesondere des Rauchgas- und/oder Abgaskanals, in den Abgasstrom eingebracht. Die feine Verteilung des Wasserdampfs zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ein möglichst großer Querschnitt des Abgasstromes mit Wasserdampf vermischt werden kann bzw. dass der Wasserdampf an wenigstens 50 %, bevorzugt von 50 % bis 95 %, weiter bevorzugt von 60 % bis 70 %, der Partikel des Abgasbehandlungsreagenzes kondensieren kann.
Die vorzugsweise lanzenförmige zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung kann für den Wasserdampf eine Mehrzahl von Öffnungen zum Austritt und/oder Auslass aufweisen, so dass jede zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung dem Abgas einzelne Teilströme des Wasserdampfes bereitstellen kann. Besonders bevorzugt weist die vorzugsweise lanzenförmige zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 2 bis 10, vorzugsweise 2 bis 4, Öffnungen zum Austritt und/oder Auslass auf. Demgemäß können in dem Abgasstrom vorzugsweise je zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 2 bis 4 Teilströme des Wasserdampfes eingebracht werden. Durch die Einbringung von verschiedenen Teilströmen bzw. einer Mehrzahl von Teilströmen des Wasserdampfes in den Abgasstrom bzw. in die Abgase kann die feine Verteilung des Wasserdampfes in den Abgasen gewährleistet werden, wobei bei einem großen Anteil der Partikel des Abgasbehandlungsreagenzes eine Kondensation von Wasserdampf an ihrer Oberfläche hervorgerufen werden kann.
Darüber hinaus kann der Wasserdampf in Verfahrensschritt (b) mit einer Geschwindigkeit von mindestens 50 m/s, vorzugsweise im Bereich von 50 m/s bis 100 m/s, bevorzugt im Bereich von 80 m/s bis 120 m/s, zugeführt werden, insbesondere in die Abgase eingedüst und/oder eingesprüht werden. Die Geschwindigkeit ist insbesondere derart ausgebildet bzw. ausgewählt, dass eine Kondensation des Wasserdampfes nicht nur im Bereich der Austrittsöffnungen der vorzugsweise lanzenförmigen zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung hervorgerufen wird, sondern dass der Wasserdampf möglichst über einen großen Bereich des Querschnitts des Abgasstromes eingebracht werden kann, so dass eine Kondensation von Wasserdampf an dem Abgasbehandlungsreagenz zumindest im Wesentlichen gewährleitstet werden kann. Hierfür kann der Wasserdampf mit einer vielfach höheren Geschwindigkeit in den Abgasstrom eingebracht werden, so dass letztlich aufgrund der erhöhten Geschwindigkeit ein Eintrag des Wasserdampfes in den Abgasstrom gewährleistet werden kann. Sofern der Wasserdampf mit einer zu geringen Geschwindigkeit aus der vorzugsweise lanzenförmigen zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung austreten würde, so könnte nicht die erfindungsgemäße hohe Abscheideleistung aufgrund der Reaktion des schwefeloxidreaktiven Abgasbehandlungsreagenzes mit den Schwefeloxiden gewährleistet werden.
Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform wird in Verfahrensschritt (b) der Wasserdampf mit einer zumindest zweifach, vorzugsweise wenigstens dreifach, weiter bevorzugt 4-fach bis 10-fach, insbesondere zumindest 6-fach bis 7-fach, so großen Geschwindigkeit als die Geschwindigkeit der Abgase und/oder des Abgasstromes den Abgasen bzw. dem Abgasstrom zugeführt. Eine höhere Geschwindigkeit des Wasserdampfes im Vergleich zu der Geschwindigkeit des Abgasstromes kann sicherstellen, dass der Wasserdampf, vorzugsweise in feiner Verteilung, zumindest im Wesentlichen gleichmäßig über den Querschnitt des Abgasstromes, insbesondere in dem Rauchgas- und/oder Abgaskanal, eingebracht werden kann. Vorzugsweise wird der Wasserdampf nicht in Strömungsrichtung in die Abgase eingebracht, so dass bei einer erhöhten Geschwindigkeit des Wasserdampfes ein Eintritt in die, vorzugsweise mikroturbulente, Strömung des Abgasstromes gewährleistet werden kann. Zudem ist gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass in Verfahrensschritt (b) der Wasserdampf in einem Winkel von mindestens 20°, insbesondere in einem Winkel von mindestens 30°, vorzugsweise in einem Winkel im Bereich von 20° bis 160°, besonders bevorzugt in einem Winkel im Bereich von 40° bis 150°, bezogen auf die Richtung des Abgasstromes, zugeführt, insbesondere eingedüst und/oder eingesprüht, wird. Die vorgenannten Winkel verdeutlichen, dass der Wasserdampf bevorzugt zumindest im Wesentlichen quer zu der Strömungsrichtung des Abgasstroms in die Abgase eingebracht bzw. den Abgasen zugeführt wird.
Des Weiteren gewährleistet insbesondere eine zumindest im Wesentlichen quer zur Strömungsrichtung vorgesehene Zuführung des Wasserdampfes, vorzugsweise mit höherer Geschwindigkeit als der Abgasstrom, dass der Wasserdampf, vorzugweise feinverteilt, über einen großen Anteil des Querschnitts des Abgasstroms eingebracht werden kann. In durchgeführten Versuchen konnte festgestellt werden, dass eine Einbringung des Wasserdampfes und/oder eine Anordnung der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung, die derart angeordnet und/oder ausgebildet ist, dass der Wasserdampf in den zuvor genannten Winkeln in den Abgasstrom eingebracht wird, die bestmögliche Benetzung des Abgasbehandlungsreagenzes, welches in den Abgasen enthalten ist, mit Wasser und somit eine sehr hohe Abscheiderate an Schwefeloxiden sicherstellt.
Zudem ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass die Abgase und/oder der Abgasstrom zumindest im Wesentlichen ohne Rückströmung und/oder zumindest im Wesentlichen ohne Rückvermischung im Bereich der, vorzugsweise lanzenförmigen, zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung für den Wasserdampf entlanggeführt werden/wird. Insbesondere ist der Austrittsbereich der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung für den Wasserdampf zumindest im Wesentlichen ohne eine Rückströmung der Abgase und/oder des Abgasstromes und/oder zumindest im Wesentlichen ohne eine Rückvermischung. Dies zeigt sich insbesondere dahingehend als vorteilhaft, da nicht bereits mit Wasserdampf und/oder mit Wasser in Kontakt gebrachtes Abgasbehandlungsreagenz in den Bereich der Austrittsöffnung der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung gelangt, was im Falle einer möglichen Rückvermischung bzw. Rückströmung des Abgasstromes nicht verhindert werden könnte. Nachteilige Folgen bei einer Rückvermischung und/oder Rückströmung der Abgase wären, dass sich bereits mit Wasser und/oder Wasserdampf in Kontakt gebrachtes Abgasbehandlungsreagenz, welches gegebenenfalls durch eine Reaktion mit Schwefeloxiden bereits umgesetzt worden ist, zu Verbackungen bzw. Anbackungen an der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung führen könnte - insbesondere im Bereich der Austrittsöffnung, so dass ein "Verstopfen" der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung zu Lasten der Abscheiderate und/oder der Standzeit der Abgasbehandlungsanlage hervorgerufen werden könnte.
Darüber hinaus kann insbesondere das erfindungsgemäße Abgasbehandlungsver- fahren derart ausgestaltet sein, dass in Verfahrensschritt (b) der Wasserdampf in einem zumindest im Wesentlichen von Abgasbehandlungsreagenz freien Bereich der Abgase zugeführt wird. Vorzugsweise wird die, vorzugsweise lanzenförmige, zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung für den Wasserdampf von Abgasbehandlungsreagenz freigehalten und/oder abgeschottet, insbesondere mittels mindestens eines Verdrängerkörpers, insbesondere in Form einer Blende, insbesondere Lochblende, oder eines Blechs, insbesondere Leit- oder Umlenkblechs. Insbesondere wird der Austrittsbereich für den Wasserdampf der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung von Abgasbehandlungsreagenz freigehalten. Die Freihaltung führt letztlich dazu, dass Verbackungen bzw. Anbackungen an der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung und/oder an weiteren Anlagenkomponenten zumindest im Wesentlichen vermieden werden können. Insbesondere bereits mit Wasserdampf in Kontakt gebrachtes Abgasbehandlungsreagenz kann zu Verbackungen bzw. Anbackungen an Anlagenbestandteilen führen und somit erhebliche Schäden an der gesamten Abgasbehandlungsanlage hervorrufen.
Den möglichen Nachteilen der nachgeschalteten und/oder in Verfahrensrichtung stromabwärts vorgesehenen Zuführung von Wasserdampf im Vergleich zur Zuführung des Abgasbehandlungsreagenzes, die sich letztlich in einer Zusetzung der Düsen für den Wasserdampf wiederspiegeln würden, kann erfindungsgemäß effektiv begegnet werden.
Weiterhin können die Abgase und/oder der Abgasstrom zwischen Verfahrensschritt (a) und Verfahrensschritt (b), insbesondere zwischen der Zuführung des Abgasbehandlungsreagenzes und des Wasserdampfes, umgelenkt und/oder verwirbelt werden. Die Verwirbelung und/oder Umlenkung kann zur besseren Durchmischung des Abgasstromes mit dem Abgasbehandlungsreagenz vorgesehen sein, so dass das Abgasbehandlungsreagenz in feiner Verteilung gleichmäßig in dem Abgasstrom vorgesehen sein kann. Zudem wird vorzugsweise mindestens ein Verdrängerkörper zur Umlenkung und/oder Verwirbelung der Abgase und/oder des Abgasstromes verwendet. Insbesondere weist der Verdrängerkörper die Form einer Blende, insbesondere Lochblende, oder eines Blechs, insbesondere Leit- oder Umlenkblechs, auf. Vorzugsweise dient der Verdrängerkörper zur Durchmischung der das Abgasbehandlungsreagenz enthaltenden Abgase (des Abgasstroms) und des Abgasbehandlungsreagenzes. Insbesondere ist der Verdrängerkörper zur Erzeugung eines von Abgasbehand- lungsreagenz zumindest im Wesentlichen freien Bereiches der Abgase zur Zuführung des Wasserdampfs vorgesehen. Der Verdrängerkörper kann vorzugsweise derart angeordnet sein, dass der Austritt des Wasserdampfes in einem zumindest im Wesentlichen partikelfreien und/oder staubfreien Bereich durchgeführt wird, so dass An- bzw. Verbackungen im Bereich des Austritts des Wasserdampfes im Verfahrensschritt (b) vermieden werden können.
Bei einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform wird nachfolgend zu dem Verfahrensschritt (b) und/oder nach Zuführung des Wasserdampfes die Wasserdampfmenge und/oder die relative Feuchte in den Abgasen - das heißt in dem Abgasstrom - abgesenkt. Demgemäß kann vorzugsweise eine kurzzeitige Erhöhung des Wasserdampfes in Verfahrensschritt (b) vorgesehen sein, die letztlich zur Folge haben kann, dass der Wasserdampf an dem Abgasbehandlungs- reagenz kondensiert, wobei nach Kondensation der Wasserdampfanteil der Abgase wieder absinkt.
Insbesondere sinkt der Anteil des Wasserdampfs in den Abgasen derart ab, dass der Wasserdampfanteil der Abgase (Abgasstrom) mindestens 1 Vol.-%, insbesondere mindestens 2 Vol.-%, vorzugsweise mindestens 3 Vol.-%, besonders bevorzugt mindestens 4 Vol.-%, beträgt. Des Weiteren ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung dieses Erfindungsaspektes vorgesehen, dass nachfolgend zu dem Verfahrensschritt (b) und/oder nach Zuführung des Wasserdampfes die Wasserdampfmenge in den Abgasen (Abgasstrom) abgesenkt wird, insbesondere derart, dass der Wasserdampfanteil der Abgase (Abgasstrom) im Bereich von 1 bis 24 Vol.-%, insbesondere im Bereich von 2 bis 19 Vol.-%, vorzugsweise im Bereich von 2,5 bis 9 Vol.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 7 Vol.-%, liegt. Ganz besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Wasserdampfanteil der Abgase derart abgesenkt wird, dass er zumindest im Wesentlichen dem Wasserdampfanteil der Abgase in Verfahrensschritt (a) entspricht. Ein niedriger Feuchtegehalt der Abgase nach Verfahrensschritt (b) ist vorteilhaft für die nachträgliche Behandlung der Abgase, insbesondere der Filterung bzw. mechanischen Abscheidung der Schadstoffe. Die vorgenannten Anteile des Wasserdampfes in dem Abgasstrom kennzeichnen letztlich ein sehr trockenes Abgas, so dass die Zuführung von Wasserdampf zu einer gewünschten Kondensation an den Partikeln des Abgasbehandlungsreagen- zes besonders vorteilhaft ist, da andernfalls eine Kondensation aufgrund des bereits in dem Abgas vorhandenen Wasserdampfanteils vergleichsweise unwahrscheinlich ist und/oder nur an weniger als 5 % der Partikel des Abgasbehandlungsreagenzes erfolgt.
Vorteilhafterweise ist der Wasserdampfanteil der zu behandelnden Abgase mindestens 1 Vol.-%, insbesondere mindestens 2 Vol.-%, vorzugsweise mindestens 3 Vol.-%, besonders bevorzugt mindestens 4 Vol.-%. Im Übrigen liegt der Wasserdampfanteil der zu behandelnden Abgase vorzugsweise im Bereich von 1 bis 24 Vol.-%, insbesondere im Bereich von 2 bis 19 Vol.-%, vorzugsweise im Bereich von 2,5 bis 9 Vol.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 7 Vol.-%.
Als "zu behandelnde Abgase" sind die ursprünglichen Abgase, die aus dem technischen Prozessschritt und/oder aus der Verbrennung stammen, zu verstehen. Die zu behandelnden Abgase werden demgemäß dem Verfahrensschritt (a) zugeführt und daher weisen die Abgase vor Verfahrensschritt (a) den vorgenannten Wasserdampfanteil auf. Wie zuvor bereits erläutert, zeigen die vorgenannten Bereiche und Mindestangaben des Wasserdampfanteils, dass, vorzugsweise nach Verfahrensschritt (b) und/oder nach Zuführung des Wasserdampfes, der Wasserdampfanteil der Abgase letztlich auf den Wert absinken kann, den er bereits vor Durchführung der Abgasbehandlung, insbesondere vor Durchführung des Verfahrensschritts (a), aufwies.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform sind die zu behandelnden Abgase aus Hütten, insbesondere Kupferhütten und/oder Eisenhütten, Zementwerken,
Stahlwerken oder Kraftwerken, vorzugsweise Steinkohlekraftwerken. Des Weiteren können die zu behandelnden Abgase aus der Roheisen- und/oder Stahlherstellung mittels Sinterung von Eisenerzen und nachfolgende Roheisenherstellung im Hochofenprozess sein. Darüber hinaus können die zu behandelnden Abgase aus Hütten, insbesondere Kupferhütten und/oder Eisenhütten, Zementwerken,
Stahlwerken oder Kraftwerken, vorzugsweise Steinkohlekraftwerken, und/oder aus der Roheisen- und/oder Stahlherstellung mittels Sinterung von Eisenerzen und nachfolgender Roheisenherstellung im Hochofenprozess stammen. Die vorgenannten Abgase können einen großen Anteil an abzutrennenden Schwefeloxiden bzw. Schadstoffen in den Abgasen aufweisen, so dass sie sich besonders für das erfindungsgemäße Abgasbehandlungsverfahren eignen. Des Weiteren weisen die vorgenannten Abgase bevorzugt einen sehr geringen Wasserdampfanteil, insbesondere im Bereich von 1 bis 10 Vol.-%, auf, so dass ohne die erfindungsgemäße Zuführung von Wasserdampf in einem der Zuführung des Abgasbehandlungsreagenzes nachgeschalteten Prozessschritt keine Kondensation an den Partikeln des Abgasbehandlungsreagenzes zur Ausbildung einer Hydrathülle auftreten würde. Letztlich wäre daher die Reaktionskinetik zwischen dem Abgasbehandlungsreagenz und den Schwefeloxiden ohne Zuführung von Wasserdampf mangelhaft und würde einen hohen Verbrauch an Abgasbehandlungsreagenz bedingen, da dieses in einem überstöchiometrischen Verhältnis, welches deutlich das überstöchiometrische Verhältnis des erfindungsgemäßen Verfahrens übersteigt, zugegeben werden würde.
Darüber hinaus ist bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, dass in dem Verfahrensschritt (a) und/oder in dem Verfahrensschritt (b) die Temperatur der Abgase (Abgasstrom) mindestens 15 °C, insbesondere mindestens 20 °C, vorzugsweise mindestens 30 °C, besonders bevorzugt mindestens 40 °C, beträgt. Ferner kann in dem Verfahrensschritt (a) und/oder in dem Verfahrensschritt (b) die Temperatur der Abgase (Abgasstrom) im Bereich von 15 bis 600 °C, insbesondere im Bereich von 20 bis 400 °C, vorzugsweise im Bereich von 30 bis 150 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 40 bis 60 °C, liegen. Insbesondere weisen die Abgase eine vergleichsweise niedrige Temperatur im Vergleich zu Abgasen, die aus einem technischen Prozessschritt stammen, auf.
Weitere, im Stand der Technik bekannte Abgasbehandlungsverfahren zur Abscheidung der Schwefeloxide benötigen jedoch eine höhere Temperatur, so dass ein Aufheizen der Abgase erfolgen müsste, was letztlich nicht nur den Energieverbrauch, sondern auch die Betriebskosten erhöhen würde. Erfindungsgemäß können die ursprünglichen bzw. zu behandelnden Abgase eine Temperatur im Bereich von 40 bis 60 °C bei einem, vorzugsweise sehr geringen, Wasserdampfanteil von weniger als 15 Vol.-% aufweisen. Insbesondere bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 60 °C bei einem Wasserdampfanteil der zu behandelnden Abgase von zumindest im Wesentlichen 5 Vol.-% oder niedriger zeigt sich das erfindungsgemäße Verfahren als besonders vorteilhaft, da ohne ein Aufheizen der Abgase und ohne eine langfristige Erhöhung des Wasserdampfan- teils - der Wasserdampf wird nur im Verfahrensschritt (b) kurzzeitig zur Bildung einer Hydrathülle auf den Partikeln des Abgasbehandlungsreagenzes erhöht - eine hohe Abscheideleistung der Schwefeloxide gewährleistet werden kann.
Vorteilhafterweise weist der Abgasstrom in Verfahrensschritt (b) eine Geschwindigkeit von mindestens 1 m/s, vorzugsweise im Bereich von 2 m/s bis 100 m/s, bevorzugt im Bereich von 2 m/s bis 20 m/s, weiter bevorzugt im Bereich von 10 m/s bis 20 m/s, auf. Die vorgenannte Geschwindigkeit ist insbesondere abhängig von der jeweiligen Verfahrensführung und gleichfalls auch von dem Ursprung der Abgase, beispielsweise dem Verbrennungsprozess und/oder dem technischen Prozessschritt. Insbesondere verdeutlichen die vorgenannten Geschwindigkeiten, dass die erfindungsgemäße Einbringung des Dampfes bevorzugt mit einer vielfach höheren Geschwindigkeit als die Geschwindigkeit des Abgasstromes erfolgt. Ferner ist die Geschwindigkeit auch insbesondere derart ausgebildet, dass in Verfahrensschritt (a) ein Einbringen des Abgasbehandlungs- reagenzes sichergestellt werden kann, bei dem das Abgasbehandlungsreagenz zumindest im Wesentlichen gleichverteilt innerhalb des Abgasstromes vorhanden ist. Darüber hinaus kann auch der Dampf in den Abgasstrom in Verfahrensschritt (b) eingebracht bzw. diesem zugeführt werden, so dass eine Kondensation an den Partikeln des Abgasbehandlungsreagenzes hervorgerufen wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgedankens werden die das Abgasbehandlungsreagenz aufweisenden Abgase vor Zuführung des Wasserdampfes in Verfahrensschritt (b) und/oder nach Inkontaktbringen des Abgasbehandlungsreagenzes mit den Abgasen in Verfahrensschritt (a) durch wenigstens eine Verwirbelungsstrecke, insbesondere eine Venturi-Strecke, geführt. Insbesondere ist die Venturi-Strecke und/oder die Verwirbelungsstrecke zwischen dem Verfahrensschritt (a) und dem Verfahrensschritt (b) angeordnet. Die Verwirbelungsstrecke ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine Durchmischung des Abgasstromes mit dem Abgasbehandlungsreagenz erfolgt, insbesondere so dass das Abgasbehandlungsreagenz zumindest im Wesentlichen gleichverteilt in dem Abgasstrom vorliegt. Des Weiteren kann die Verwirbelungsstrecke derart ausgebildet sein, dass die Austritts- und/oder Auslassöffnung und/oder die Austritts- und/oder Auslassöffnungen für den Wasserdampf der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung zumindest im Wesentlichen frei von staubförmigen Partikeln und/oder frei von dem Abgasbehandlungsreagenz gehalten wird/werden. Als Venturi-Strecke kann beispielsweise eine Verengung und/oder Verkleinerung des Rauchgas- und/oder Abgaskanalquerschnittes des Abgasbehandlungsraumes genutzt werden. Zudem kann auch in Verfahrensschritt (b) und/oder vorgelagert zu dem Verfahrensschritt (b) eine Aufweitung und/oder Vergrößerung des Rauchgas- und/oder Abgaskanalquerschnitts des Abgasraumes erfolgen, so dass letztlich die Verengung nur zwischen dem Verfahrensschritt (a) und dem Verfahrensschritt (b) von den Abgasen durchlaufen wird bzw. von dem Abgasstrom durchströmt wird. In der Venturi-Strecke und/oder innerhalb der Verwirbelungsstrecke herrscht eine relativ hohe Geschwindigkeit der Abgase vor, wonach sich eine schnelle und sehr gute Durchmischung der Abgase und des Abgasbehandlungsreagenzes ergeben kann. Durch eine verbesserte Durchmischung können ebenfalls die Schadstoff- emissionen stark reduziert werden, da das Abgasbehandlungsreagenz fein- und gleichverteilt in dem Abgasstrom vorliegt und in Verfahrensschritt (b) demgemäß auch durch den Wasserdampf mit den in den Abgasen enthaltenden Schwefeloxiden reagieren kann.
Vorteilhafterweise wird die Abgasbehandlung in Verfahrensschritt (a) und Verfahrensschritt (b) in Gegenwart von Sauerstoff durchgeführt. Insbesondere muss der Sauerstoff vorab nicht aufwendig aus den Abgasen entfernt werden, was letztlich sowohl die Energiekosten als auch die Betriebskosten erhöhen würde. Gleichzeitig kann auch ein Luftstrom (der Sauerstoff enthält) als Förderstrom für das Abgasbehandlungsreagenz verwendet werden.
Bei einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Abgase nach Zuführung des Wasserdampfes in Verfahrensschritt (b) und/oder nach Verfahrensschritt (b) einer Filterung unterzogen. Die Filterung dient insbesondere zur Abscheidung der Reaktionsprodukte des umgesetzten Abgasbehandlungsreagenzes und/oder von nicht umgesetzten Abgasbehandlungs- reagenz sowie weiterer, in den Abgasen enthaltenen, Schadstoffe und/oder staubförmige bzw. partikelförmige Bestandteile. Zudem können die Abgase einer Filtervorrichtung, vorzugsweise einem Gewebefilter, zugeführt werden. Die in dem Abgas enthaltenden Feststoffe und/oder Schadstoffe, insbesondere feste und/oder staubförmige Partikel, vorzugsweise nicht umgesetztes Abgasbehandlungsreagenz und/oder Reaktionsprodukte des umgesetzten Abgasbehandlungsreagenzes, können abgeschieden werden und/oder von den Abgasen abgetrennt werden. Darüber hinaus kann Calciumhydroxychlorid als Reststoffprodukt aus dem Gewebefilter als Folge von einer Reaktion zwischen überschüssigem Kalkhydrat mit Calciumchlorid entstehen.
Der Gewebefilter und/oder die Filtervorrichtung wird insbesondere in zyklischen Abständen gereinigt, so dass die an den Gewebefilter abgelagerten Bestandteile der Abgase als so genannter "Filterkuchen" von der Filtervorrichtung abgetrennt werden. Die grundsätzliche Aufgabe der Filtervorrichtung und/oder des Gewebefilters kann letztlich darin bestehen, die Staubpartikel aus den Abgasen, beispielsweise den Rauchgasen, abzuscheiden. Die abzuscheidenden Bestandteile der Abgase können sich an dem Filtermaterial ablagern und so den Filterkuchen erzeugen, der dann letztlich auch als Abscheider wirken kann. Eine regelmäßige Regenerierung ist insbesondere zur Gewährleistung der benötigen Druckverhältnisse erforderlich, beispielsweise durch einen entgegen der Strömungsrichtung eingebrachten Druckluftimpuls, der zum Abwurf des Filterkuchens führt.
Die Anströmung des Filters kann derart gewählt und/oder angepasst werden, dass optimale Sorptionsbedingungen vorhanden sind. Gleichfalls gilt dies auch für den Abreinigungszyklus des Gewebefilters, innerhalb dessen der Filterkuchen abgeschieden wird.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird/werden das nicht umgesetzte Abgasbehandlungsreagenz und/oder das umgesetzte Abgasbehandlungsreagenz, vorzugsweise nach der Filterung in der Filtervorrichtung und/oder dem Gewebefilter, rezykliert. Insbesondere kann durch eine Rezyklierung eine erneute Verwendung des Abgasbehandlungsreagenzes, vorzugsweise des nicht umgesetzten Abgasbehandlungsreagenzes, ermöglicht werden und somit die durch das erfindungsgemäße Verfahren benötige Menge an Abgasbehandlungsreagenz, die anschließend nicht weiter für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden kann, gesenkt werden, wonach sich die Betriebskosten deutlich reduzieren lassen.
Vorteilhafterweise kann das erfindungsgemäße Abgasbehandlungsverfahren zur Behandlung von Abgasen aus Hütten, insbesondere Kupferhütten und/oder Eisenhütten, Zementwerken, Stahlwerken oder Kraftwerken, vorzugsweise Steinkohlekraftwerken, und/oder zur Behandlung von aus der Roheisen- und/oder Stahlherstellung mittels Sinterung von Eisenerzen und nachfolgender Roheisenherstellung im Hochofenprozess stammenden Abgasen eingesetzt werden. Insbesondere kann das Abgasbehandlungsverfahren sehr einfach in bereits bestehende Hütten und/oder Kraftwerke in die bereits vorhandene Abgasbehandlungsanlage integriert werden, meist beinhaltet die Abgasbehand- lungsanlage bereits einen Gewebefilter sowie eine Einsprüh- und/oder Eindüseinrichtung für ein Additiv des Trockensorptionsverfahrens. Die in Verfahrensrichtung nachfolgend zu der Zuführung des Abgasbehandlungs- reagenzes vorgesehene erfindungsgemäße Einbringung und/oder Zuführung von Wasserdampf kann somit zu einer deutlichen Verbesserung der Abscheideleistung in Bezug auf die Schwefeloxide führen, ohne dass aufwendige Umbaumaßnahmen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorhanden wären. Insbesondere kann der bereits bestehende Rauchgas- und/oder Abgaskanal des Abgasbehandlungsraumes zur Anordnung der ersten und/oder zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung genutzt werden.
Zudem kann der nun in Verfahrensschritt (b) eingebrachte Wasserdampf im Abgas eine Hydrathülle um die bevorzugt als Feststoff ausgebildeten Abgasbehandlungs- reagenzpartikel erfolgen, wodurch die Reaktionskinetik gegenüber reiner Trockensorption außerordentlich begünstigt wird.
Im Stand der Technik wurden in Bezug zur Ausbildung der Hydrathülle und zur Verbesserung der Abscheidung des Abgasbehandlungsreagenzes aufgrund einer erhöhten relativen Feuchte im Abgas unterschiedliche theoretische Betrachtungen angestellt, welche jeweils alle gemein haben, dass die Abscheideleistung von Schwefeloxiden durch die Verwendung eines kalkhaltigen Abgasbehandlungsrea- genzes deutlich verbessert werden kann, in dem der Wasserdampfanteil im Abgas erhöht wird. Was jedoch im Stand der Technik völlig verkannt worden ist, ist, wie zuvor erläutert, dass der Wasserdampf nachgelagert bzw. in Verfahrensrichtung stromabwärts zur Einbringung des Abgasbehandlungsreagenzes erfolgen sollte, um die erfindungswesentlichen Vorteile bei Vermeidung der im Stand der Technik bekannten Nachteile zu erreichen. Dies konnte erst durch die Erfindung und die im Zustandekommen mit der Erfindung durchgeführten Versuche gezeigt werden.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem z w e i t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist eine Anlage zur Behandlung von Schwefeloxide (SOx) enthaltenden Abgasen (Abgasbehandlungsanlage) aus technischen Prozessen zu Zwecken der Entfernung und/oder Abscheidung der Schwefeloxide und/oder zu Zwecken der Reduktion des Schwefeloxidgehalts, insbesondere eine Anlage zur Durchführung eines Verfahrens zur Behandlung von Schwefeloxide (SOx) enthaltenden Abgasen aus technischen Prozessen zu Zwecken der Entfernung und/oder Abscheidung der Schwefeloxide und/oder zu Zwecken der Reduktion des Schwefeloxidgehalts, vorzugsweise zur Durchführung eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen und/oder gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung,
wobei die Anlage eine Vorrichtung zur Durchführung eines schwefeloxidhaltige Abgase erzeugenden technischen Prozesses aufweist, wobei der Vorrichtung eine Abgasbehandlungsvorrichtung zur Abgasbehandlung der in der Vorrichtung erzeugten schwefeloxidhaltigen Abgase zugeordnet ist und/oder wobei der Vorrichtung eine Abgasbehandlungsvorrichtung zur Abgasbehandlung der in der Vorrichtung erzeugten schwefeloxidhaltigen Abgase nachgeschaltet ist und/oder in Verfahrensrichtung stromabwärts zu der Vorrichtung vorgesehen ist,
wobei die Abgasbehandlungsvorrichtung einen, vorzugsweise kanalförmigen, Abgasbehandlungsraum aufweist,
wobei der Abgasbehandlungsraum wenigstens eine erste Sektion und, nachgeschaltet zu der ersten Sektion und/oder in Verfahrensrichtung stromabwärts zu der ersten Sektion, eine zweite Sektion aufweist und/oder unterteilt ist, wobei die Abgasbehandlungsvorrichtung aufweist:
(A) in der ersten Sektion des Abgasbehandlungsraums angeordnet und/oder befindlich, wenigstens eine erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrich- tung zum Inkontaktbringen und/oder zur Zuführung, insbesondere Eindüsung und/oder Einsprühen, eines Abgasbehandlungsreagenzes mit den die Schwefeloxide enthaltenden Abgase, wobei die erste Ein- düsungs- und/oder Einsprüheinrichtung derart ausgebildet ist, dass ein das Abgasbehandlungsreagenz enthaltender Abgasstrom erhalten wird, und,
(B) in der zweiten Sektion des Abgasbehandlungsraums angeordnet und/oder befindlich und in Verfahrensrichtung stromabwärts und/oder nachgeschaltet zur ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung angeordnet, wenigstens eine zweite Eindüsungs- und/oder Einsprühein- richtung zum Inkontaktbringen und/oder zur Zuführung, insbesondere Eindüsung und/oder Einsprühen, von Wasserdampf mit dem das Abgasbehandlungsreagenz enthaltenden Abgasstrom, insbesondere wobei die zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung derart ausgebildet ist, dass das Abgasbehandlungsreagenz mit den in den Abgasen enthaltenen Schwefeloxiden zur Reaktion gebracht wird. Im Rahmen der erfindungsgemäßen Anlage ist insbesondere vorgesehen, dass die Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsverfahrens nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist, wobei es sich letztlich versteht, dass die Anlage auch zur Durchführung der bevorzugten Ausführungsformen des Abgasbehandlungsverfahrens in weiteren Ausführungsformen ausgebildet sein kann.
Wie zuvor beschrieben, ermöglicht die in Verfahrensrichtung stromabwärts und/oder nachfolgend zu der Einbringung und/oder Zuführung des Abgasbehandlungsreagenzes über die erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung vorgesehene Einbringung und/oder Zuführung des Wasserdampfes über die zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung die Ausbildung einer Hydrathülle um die Partikel des Abgasbehandlungsreagenzes. Somit kann eine höhere Reaktionskinetik der Reaktion der, vorzugsweise kalkhaltigen, Partikel des Abgasbehandlungsreagenzes mit den in den Abgasen enthaltenden Schwefeloxiden ermöglicht werden. Insbesondere können die Partikel des Abgasbehandlungsreagenzes als Kondensationskeime fungieren.
Die Abgasbehandlungvorrichtung kann demgemäß eine hohe Abscheideleistung der Schwefeloxide gewährleisten; und zwar indem die zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung in der zweiten Sektion, die in Verfahrensrichtung stromabwärts und/oder nachgeschaltet zur ersten Sektion ist, angeordnet ist. Demgemäß trennt und/oder unterteilt sich der Abgasbehandlungsraum in wenigstens zwei Bereiche auf, wobei zunächst eine Zuführung des Abgasbehandlungsreagenzes und anschließend eine Zuführung von Wasserdampf vorgesehen ist; jeweils durch hierfür vorgesehene Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtungen. Die erfindungsgemäße Abgasbehandlungsvorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass sie mit geringem Aufwand sowie geringen Investitionskosten in eine bereits bestehende Abgasbehandlungsvorrich- tung, insbesondere zur Abgasbehandlung von Hütten, integrierbar ist. Folglich kann durch eine einfache Nachrüstung die erfindungsgemäße Anlage erhalten und damit einhergehend eine hohe Abscheideleistung an Schwefeloxiden und eine deutliche Senkung der Betriebskosten erreicht werden.
Für weitergehende Einzelheiten zu der erfindungsgemäßen Anlage kann zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die obigen Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsverfahren verwiesen werden, welche in Bezug auf die erfindungsgemäße Anlage entsprechend gelten. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Abgasbehandlungs- vorrichtung derart ausgebildet, dass die die Schwefeloxide enthaltenden Abgase einer Abgasbehandlung, insbesondere einer Entschwefelung, mittels mindestens einem partikelförmigen (partikulären) schwefeloxidreaktiven Abgasbehandlungsre- agenz, insbesondere Entschwefelungsreagenz, unterworfen werden.
Des Weiteren kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung zum Inkontaktbringen und/oder zur Eintragung, insbesondere zur Eindüsung und/oder Einsprühen, des Abgasbehandlungsreagenzes in feiner Verteilung mit den und/oder in die Abgase(n) ausgebildet sein. Eine feine Verteilung des Abgasbehandlungsreagen- zes in dem Abgasstrom ist insbesondere zur Gleichverteilung der Partikel des Abgasbehandlungsreagenzes in dem Abgasstrom vorteilhaft, wodurch eine erhöhte Abscheideleistung der Schwefeloxide gewährleistet werden kann. Daher kann ein hoher Anteil der Partikel des Abgasbehandlungsreagenzes mit den Schwefeloxiden in der zweiten Sektion reagieren.
Zudem weist die erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung wenigstens eine, bevorzugt 2 bis 8, erste Lanze(n) zur Eintragung, insbesondere Eindüsung und/oder Einsprühen, des Abgasbehandlungsreagenzes in die die Schwefeloxide enthaltenden Abgase auf. Eine erste Lanze ist insbesondere dahingehend vorteilhaft, dass eine Zuführung des Abgasbehandlungsreagenzes gezielt in den Abgasstrom vorgesehen sein kann und somit auch die Verteilung des Abgasbehandlungsreagenzes in dem Abgasstrom durch die erste Lanze ziel- und zweckgereichtet vorgegeben werden kann. Insbesondere ist die erste Lanze derart ausgebildet, dass sie den Abgasen das Abgasbehandlungsreagenz mittels eines Förderstromes, insbesondere eines Förderluftstromes, zur Verfügung stellen kann, wobei der Förderluftstrom als Träger für das Abgasgehandlungsreagenz fungiert und über die erste Lanze in die erste Sektion des Abgasbehandlungsraumes, vorzugsweise in den Rauchgas- und/oder Abgaskanal, eingeleitet werden kann. Die erste Lanze kann derart ausgebildet sein, dass die aus der ersten Lanze austretenden Partikel des Abgasbehandlungsreagenzes umgelenkt werden und gemeinsam mit dem Abgasstrom die erste Sektion durchströmen können.
Weiterhin weist vorzugsweise die zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrich- tung wenigstens eine, bevorzugt 2 bis 8, zweite Lanze(n) zur Eintragung, insbesondere Eindüsung und/oder Einsprühen, des Wasserdampfes in die Abgase auf. Die zweite Lanze ist insbesondere derart ausgebildet, dass der Wasserdampf möglichst tief in den Abgasstrom eindringen kann und/oder sich über einen möglichst großen Bereich des Querschnitts der zweiten Sektion des Abgasbehandlungsraums, insbesondere des Kanalquerschnitts, verteilen kann. Insbesondere kann der Wasserdampf über wenigstens 20 %, bevorzugt von 20 % bis 80 %, weiter bevorzugt von 30 % bis 50 %, des Querschnitts des Abgasbehandlungsraums in der zweiten Sektion, vorzugsweise im Bereich der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung, in die Abgase eingebracht werden.
Im Übrigen kann die zweite Lanze eine Mehrzahl von Öffnungen, bevorzugt im Bereich von 2 bis 8 Öffnungen, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 4 Öffnungen, zum Austragen und/oder Auslassen des Wasserdampfes aufweisen. Eine Mehrzahl von Öffnungen ergibt eine Mehrzahl an Teilströmen des Wasserdampfes, die in die Abgase eingebracht werden können. Durch eine Vielzahl von Teilströmen kann ein größerer Bereich der zweiten Sektion des Abgasbehandlungsraums mit dem Wasserdampf in Kontakt gebracht werden. Insbesondere kann somit ein größerer Anteil der in den Abgasen enthaltenden Partikel des Abgasbehandlungsreagenzes eine Hydrathülle aufweisen und/oder als Kondensationskeime fungieren, wobei die Bildung der Hydrathülle durch den Wasserdampf initiiert werden kann.
Des Weiteren kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung, insbesondere die erste Lanze, derart ausgebildet und/oder angeordnet sein, dass das Abgasbehandlungsreagenz in einem Winkel im Bereich von -30° bis 30°, insbesondere im Winkel im Bereich von -20° bis 20°, besonders bevorzugt in einem Winkel im Bereich von -10° bis 10°, bezogen auf die Richtung des Abgasstroms, vorzugsweise zumindestens im Wesentlichen in Strömungsrichtung, in der ersten Sektion des Abgasbehandlungs- raumes zugeführt, insbesondere eingedüst und/oder eingesprüht, wird. Der vorgenannte Winkel kann sich letztlich auf die Strömungsrichtung des Abgasstromes beziehen. Die Strömungsrichtung bezieht sich insbesondere auf die Haupt-Strömungsrichtung und/oder Hauptfließrichtung ( main flow direction) des Abgasstromes. Zwischen einem negativen und einem positiven Winkel kann in der 0°-Stellung die Strömungsrichtung, insbesondere die Hauptfließrichtung und/oder Haupt-Strömungsrichtung, angeordnet sein. In Analogie zu dem positiven Winkel kann beispielsweise ein negativer Winkel von -20° auch mit 340° angegeben werden. Die Einbringung und/oder Zuführung des Abgasbehandlungsreagenzes zumindest im Wesentlichen in Strömungsrichtung gewährleistet, dass die Partikel des Abgasbehandlungsreagenzes durch den Abgasstrom so gesehen "mitgerissen" bzw. mitgenommen werden können, so dass sie mittels des Abgasstromes durch den Abgasbehandlungsraum gefördert werden. Zudem kann gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgedankens vorgesehen sein, dass die zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung, insbesondere die zweite Lanze, derart ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass der Wasserdampf in einem Winkel von mindestens 20°, insbesondere in einem Winkel von mindestens 30°, vorzugsweise in einem Winkel im Bereich von 20° bis 160°, besonders bevorzugt in einem Winkel im Bereich von 40° bis 150°, bezogen auf die Richtung des Abgasstroms, in der zweiten Sektion des Abgasbehandlungsraums zugeführt, insbesondere eingedüst und/oder eingesprüht, wird. Insbesondere ist vorgesehen, dass die zweite Lanze der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung derart angeordnet ist, dass die Austrittsöffnung und/oder die Austrittsöffnungen zumindest im Wesentlichen quer, das heißt in einer 90°-Winkel-Stellung, zu der Strömungsrichtung, insbesondere der Haupt-Strömungsrichtung und/oder Hauptfließrichtung, des Abgasstromes angeordnet sind. Eine zumindest im Wesentlichen quer zur Strömungsrichtung vorgesehene Einbringung des Wasserdampfes hat den Vorteil, dass der Wasserdampf aufgrund seiner vorzugsweise höheren Geschwindigkeit in den Abgasstrom eindringen kann, so dass letztlich ein großer Anteil des Querschnitts des Abgasbehandlungsraumes mit Wasserdampf in Kontakt gebracht werden kann. Dies wäre bei einer Einbringung und/oder Zuführung in Strömungsrichtung des Abgasstromes nur schwer möglich und/oder ausführbar. Bei Einbringung in Strömungsrichtung des Wasserdampfes könnte nicht, wie erfindungsgemäß vorgesehen, der Wasserdampf sich über einen großen Anteil des Querschnitts des Abgasbehandlungsraums verteilen. Dabei versteht es sich, dass bei einer Mehrzahl von zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtungen diese jeweils oberhalb und unterhalb der Strömungseinrichtung, insbesondere der Hauptfließrichtung und/oder der Hauptströmungseinrichtung, in den zuvor genannten Winkelbereichen angeordnet sein können.
Vorzugsweise können bei einer Mehrzahl von zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtungen und/oder von ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtungen diese einander gegenüberliegend angeordnet sein, insbesondere wobei die jeweiligen benachbarten Einrichtungen einen Winkel von bevorzugt 100 ° bis 250 °, weiter bevorzugt von 150 ° bis 200 °, miteinander einschließen können.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung und/oder der ersten Sektion des Abgasbehandlungsraums einerseits und der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung und/oder der zweiten Sektion des Abgasbehandlungsraumes andererseits mindestens ein Verdrängerkörper, insbesondere in Form einer Blende, insbesondere Lochblende, oder eines Blechs, insbesondere Leit- oder Umlenkblechs, und/oder eine Verwirbelungsstrecke, vorzugsweise eine Venturi- Strecke, angeordnet. Der Verdrängerkörper und/oder die Verwirbelungsstrecke, insbesondere die Venturi-Strecke, sind zur Umlenkung und/oder Verwirbelung der Abgase und/oder des Abgasstromes ausgebildet. Eine Verwirbelung und/oder Umlenkung der Abgase kann derart vorgesehen sein, dass eine gute Durchmischung des Abgasstromes mit den Partikeln des Abgasbehandlungsrea- genzes erfolgt. Des Weiteren kann die Verwirbelung und/oder Umlenkung der Abgase zur Erzeugung eines von Abgasbehandlungsreagenz zumindest im Wesentlichen freien Bereich zur Zuführung des Wasserdampfes, vorzugsweise im Bereich der Öffnungen zum Austritt und/oder Auslass des Wasserdampfes der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung, vorgesehen sein. Die Vorteile eines von Abgasbehandlungsreagenz freien Bereichs zur Zuführung des Wasserdampfs sind bereits eingehend in der Beschreibung des erfindungsgemä- ßen Verfahrens erläutert worden, so dass an dieser Stelle zur Vermeidung von unnötigen Wiederholungen darauf verzichtet wird.
Vorzugsweise ist eine Filtervorrichtung nachgeschaltet und/oder in Verfahrensrichtung stromabwärts zur zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung und/oder der zweiten Sektion des Abgasbehandlungsraumes angeordnet. Als Filtervorrichtung kann zudem ein Gewebefilter dienen, der derart ausgebildet ist, dass an ihm die Produkte des umgesetzten Abgasbehandlungsrea- genzes und/oder des nichtumgesetzten Abgasbehandlungsreagenzes sowie weitere staubförmige Partikel abgeschieden werden können. Weiterhin kann die Filtervorrichtung in zyklischen Abständen eine Reinigung durchlaufen, die insbesondere durch eine Steuereinrichtung, die mit der Filtervorrichtung gekoppelt ist, vorgebbar ist. Zudem kann die Filtervorrichtung zur Filterung der Abgase, vorzugsweise zur Abscheidung und/oder Abtrennung der im Abgas enthaltenen Feststoffe und/oder Schadstoffe, insbesondere fester und/oder staubförmiger Partikel, vorzugsweise von nichtumgesetztem Abgasbehandlungsreagenz und/oder Reaktionsprodukten des umgesetzten Abgasbehandlungsreagenzes, ausgebildet sein. Vorteilhafterweise können somit aus den Abgasen durch die Filtervorrichtung die Schwefeloxide zumindest im Wesentlichen abgetrennt und/oder abgeschieden werden, wobei eine nachträgliche Entsorgung und/oder Verwertung der an der Filtervorrichtung abgelagerten Stoffe vorgesehen sein kann. Insbesondere lagert sich ein sogenannter Filterkuchen - wie bereits beim erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsverfahren ausgeführt - an der Filtervorrichtung ab, der in zyklischen Abständen von der Filtervorrichtung abgetrennt und/oder entfernt werden sollte. Dieser Filterkuchen kann anschließend fachgerecht entsorgt werden.
Ferner ist bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, insbesondere nachgeschaltet und/oder in Verfahrensrichtung stromabwärts zu der Filtervorrichtung, eine Rezyklierungsvorrichtung vorgesehen. Die Rezyklierungsvorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass das nicht umgesetzte Abgasbehandlungsreagenz und/oder das umgesetzte Abgasbehandlungsreagenz, vorzugsweise nach der Filterung in der Filtervorrichtung und/oder dem Gewebefilter, rezykliert wird/werden. Insbesondere kann durch eine Rezyklierung eine erneute Verwendung des Abgasbehandlungsreagenzes, vorzugsweise des nicht umgesetzten Abgasbehandlungsreagenzes, ermöglicht werden, wodurch sich eine Senkung der Betriebskosten ergibt.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgedankens ist eine erste Vorratsbehältereinrichtung zur Aufbewahrung und/oder Bevorratung des Abgasbehandlungsreagenzes vorgesehen. Vorzugsweise kann der ersten Vorratsbehältereinrichtung rezykliertes Abgasbehandlungsreagenz aus der Rezyklierungsvorrichtung zuführbar sein. Die erste Vorratsbehältereinrichtung kann insbesondere zur Zuführung von Abgasbehandlungsreagenz zu der ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung vorgesehen sein. Des Weiteren kann die erste Vorratsbehältereinrichtung bevorzugt der ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung zugeordnet sein, vorzugsweise wobei die erste Vorratsbehältereinrichtung mit der ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrich- tung verbunden ist. In der ersten Vorratsbehältereinrichtung kann vorteilhafterweise das Abgasbehandlungsreagenz sicher gelagert werden, insbesondere im trockenen Zustand des Abgasbehandlungsreagenzes. Insbesondere kann die Vorratsbehältereinrichtung mit einer Steuereinrichtung zur ziel- und zweckgerichteten Zuführung des Abgasbehandlungsreagenzes gekoppelt sein, wobei die Steuereinrichtung die Zuführung des Abgasbehandlungsreagenzes, vorzugsweise auch des Wasserdampfes, steuern und/oder regeln kann. Durch die Bevorratung mit dem Abgasbehandlungsreagenz in der ersten Vorratsbehälterein- richtung kann gewährleistet werden, dass im Rahmen des Betriebes der Anlage, insbesondere der Abgasbehandlungsvorrichtung, stets eine ausreichende Kapazität für das Abgasbehandlungsreagenz vorhanden ist.
Darüber hinaus kann bevorzugt eine zweite Vorratsbehältereinrichtung zur Aufbewahrung und/oder Bevorratung von Wasser und/oder Wasserdampf vorgesehen sein, insbesondere zur Zuführung von Wasser und/oder Wasserdampf zu der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung. Insbesondere kann die zweite Vorratsbehältereinrichtung der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung zugeordnet sein, vorzugsweise wobei die zweite Vorratsbehältereinrichtung mit der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung verbunden ist. Des Weiteren kann eine Erhitzungseinrichtung zur Erzeugung des Wasserdampfes mit der zweiten Vorratsbehältereinrichtung und/oder der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung verbunden sein, insbesondere wenn in der zweiten Vorratsbehältereinrichtung Wasser gelagert ist. Die Erhitzungseinrichtung kann dabei derart ausgebildet sein, dass ihr Wasser durch die zweite Vorratsbehältereinrichtung zuführbar ist und sie dieses Wasser zu Sattdampf erhitzen kann. Diesen Sattdampf kann die Erhitzungseinrichtung anschließend der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung zur Verfügung stellen. Wie zuvor bereits ausgeführt, kann die zweite Vorratsbehälter- einrichtung und/oder die Erhitzungseinrichtung und/oder die zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung und/oder Regelung, insbesondere zur Zuführung des Wasserdampfes, gekoppelt sein, insbesondere wobei durch die Steuereinrichtung die Temperatur, der Druck und die Menge an zuzuführendem Wasserdampf vorgebbar sind. Durch eine gezielte und zweckgerichtete Zuführung von Wasserdampf kann, vorzugsweise im Hinblick auf die Ausbildung der Hydrathülle und/oder der Steigerung der Abscheideleistung, eine Optimierung der erfindungsgemäßen Anlage und/oder des erfindungsgemä- ßen Abgasbehandlungsverfahrens erfolgen.
Des Weiteren ist in weiteren bevorzugten Ausführungsformen vorgesehen, dass die Anlage gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, insbesondere nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, gekennzeichnet ist durch die Merkmale des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung, insbesondere der bevorzugten Ausführungsformen des Abgasbehandlungsverfahrens gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung - gemäß einem d r i t t e n Aspekt der vorliegenden Erfindung - ist die Verwendung des Verfahrens (Abgasbehandlungsverfahren), insbesondere gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, und/oder der Anlage, insbesondere gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, zur Reinigung von schwefeloxidhaltigen Abgasen aus Hütten, insbesondere Kupferhütten und/oder Eisenhütten, Zementwerken, Stahlwerken oder Kraftwerken, vorzugsweise Steinkohlekraftwer- ken, und/oder zur Behandlung aus der Roheisen- und/oder Stahlherstellung mittels Sinterung von Eisenerzen und nachfolgend der Roheisenherstellung im Hochofenprozess stammenden Abgasen.
Des Weiteren ist bei einer vorteilhaften Ausgestaltung dieses Erfindungsaspekts vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Verwendung durch eines oder mehrere Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens (Abgasbehandlungsverfahrens), insbesondere gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, und/oder der erfindungsgemäßen Anlage, insbesondere gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, gekennzeichnet ist. Demgemäß ist vorzugsweise die Verwendung derart vorgesehen, dass eine der bevorzugten Ausführungsformen des Verfahrens (Abgasbehandlungsverfahrens) und/oder der Anlage vorgesehen wird.
Für weitergehende Einzelheiten zu der erfindungsgemäßen Verwendung kann auf die obigen Ausführungen im Bezug auf die übrigen Erfindungsaspekte verwiesen werden, welche in entsprechender Weise auch für die erfindungsgemäße Verwendung gelten.
Für weitergehende Einzelheiten zu diesem Erfindungsaspekt kann zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen auf die obigen Ausführungen zu den anderen Erfindungsaspekten verwiesen werden.
Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage gemäße einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Abgasbehandlungsvorrichtung gemäß einer besonderen Ausfüh- rungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung;
Fig. 4 ein schematischer Verfahrensablauf der einzelnen Stufen bzw.
Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Behand- lung von Schwefeloxide (SOx) enthaltenden Abgasen nach einer be- sonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
Fig. 5 ein schematischer Verfahrensablauf der einzelnen Stufen bzw.
Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Behand- lung von Schwefeloxide (SOx) enthaltenden Abgasen nach einer be- sonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anlage 6 zur Behandlung von Schwefeloxide (SOx) enthaltenden Abgasen aus technischen Prozessen zu Zwecken der Entfernung und/oder Abscheidung der Schwefeloxide und/oder zu Zwecken der Reduktion des Schwefeloxidgehalts. Die Anlage 6 weist eine Vorrichtung 7 zur Durchführung eines schwefeloxidhaltige Abgase erzeugenden technischen Prozesses auf. Der technische Prozess kann beispielsweise ein Hüttenprozess sein bzw. im Rahmen einer Verhüttung durchgeführt werden und/oder eine Verbrennung beinhalten. Der Vorrichtung 7 ist eine Abgasbehandlungsvorrichtung 8 zugeordnet, wobei der Abgasbehandlungsvorrichtung 8 die in der Vorrichtung 7 erzeugten schwefeloxidhaltigen Abgase zugeführt werden. Dabei ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Abgasbehandlungsvorrichtung 8 nachgeschaltet und in Verfahrensrichtung stromabwärts zu der Vorrichtung 7 vorgesehen. In weiteren Ausführungsformen kann die Abgasbehandlungsvorrich- tung 8 auch der Vorrichtung 7 zugeordnet sein.
Die Abgasbehandlungsvorrichtung weist gemäß Fig. 2 einen kanalförmigen Abgasbehandlungsraum 9 auf. Der Abgasbehandlungsraum 9 gliedert sich in eine erste Sektion 10 und eine zu der ersten Sektion 10 nachgeschaltete und/oder in Verfahrensrichtung stromabwärts zu der ersten Sektion 10 angeordnete zweite Sektion 1 1 . Ferner weist die Abgasbehandlungsvorrichtung 8 in der ersten Sektion 10 des Abgasbehandlungsraums 9 eine erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 1 zum Inkontaktbringen und/oder zur Zuführung, insbesondere Eindüsung und/oder Einsprühen, eines Abgasbehandlungsreagenzes mit den die Schwefeloxide enthaltenden Abgasen auf. Die erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 1 ist dabei derart ausgebildet, dass ein das Abgasbehand- lungsreagenz enthaltender Abgasstrom erhalten wird, was in den dargestellten Ausführungsbeispielen nicht dargestellt ist.
Des Weiteren ist in der zweiten Sektion 1 1 des Abgasbehandlungsraums 9 und in Verfahrensrichtung stromabwärts und nachgeschaltet zu der ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 1 eine zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 2 angeordnet. Die zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 2 ist zum Inkontaktbringen und zur Zuführung von Wasserdampf mit dem das Abgasbehandlungsreagenz enthaltenden Abgasstrom vorgesehen. Die Zuführung des Wasserdampfes kann dabei derart ausführt werden, dass das Abgasbehandlungsreagenz mit den in den Abgasen enthaltenden Schwefeloxiden zur Reaktion gebracht wird. In den dargestellten Ausführungsbeispielen ist gezeigt, dass mehr als eine erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 1 und eine zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 2 vorgesehen sein können oder das die jeweiligen Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtungen 1 , 2 eine Mehrzahl an Lanzen 12, 13 aufweisen.
Aus Fig. 2 wird darüber hinaus ersichtlich, dass die erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 1 zwei erste Lanzen 1 1 und die zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 2 zwei zweite Lanzen 13 aufweist.
Nicht dargestellt ist, dass die zweite Lanze 13 eine Mehrzahl von Öffnungen aufweisen kann. Beispielsweise kann die zweite Lanze 13 zwei bis acht Öffnungen zum Austragen und/oder zum Auslass des Wasserdampfes aufweisen.
Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, dass die erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 1 , in dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch die erste Lanze 12, in einem Winkel ß von zumindest im Wesentlichen 10° zu der Richtung des Abgasstromes angeordnet ist. Die Richtung des Abgasstromes wird durch die Strömungsrichtung und damit einhergehend die Hauptströmungsrichtung bzw. Hauptfließrichtung des Abgasstromes vorgegeben. In weiteren Ausführungsformen kann der Winkel ß in einem Bereich von -30° bis 30° variieren. Ein negativer Winkel gibt dabei an, dass die Lanze 12 anstelle nach oben nach unten zugewandt ist, so dass letztlich ein Winkel ß von -20° auch einen Winkel von 340° in Analogie zum positiven Winkel ß zur Hauptströmungsrichtung bzw. zur Hauptfließrichtung des Abgasstromes angibt.
Weiterhin geht aus Fig. 2 hervor, dass zwei erste Lanzen 12 jeweils in einem Winkel ß von zumindest im Wesentlichen 10° zur Strömungsrichtung angeordnet sein können, wobei sich die zwei ersten Lanzen 12 gegenüberliegen und einen Winkel von zumindest im Wesentlichen 160° miteinander einschließen.
Darüber hinaus geht aus Fig. 2 hervor, dass die zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 2, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel auch jeweils die beiden zweiten Lanzen 13, derart angeordnet ist, dass der Wasserdampf in einem Winkel a von mindestens 20°, in dem dargestellten Ausführungsbeispiel von einem Winkel a von zumindest im Wesentlichen 90°, bezogen auf die Richtung des Abgasstromes, zugeführt wird. Die Richtung des Abgasstromes gibt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Haupt-Strömungsrichtung bzw. die Hauptfließrichtung des Abgasstromes an. In weiteren Ausführungsformen kann der Winkel a im Bereich von 20° bis 160° vorgesehen sein. Weiterhin sind zwei zweite Lanzen 13 jeweils in einem Winkel a von 90° zur Strömungsrichtung des Abgasstromes angeordnet, wobei die zwei zweiten Lanzen 13 miteinander einen Winkel von zumindest im Wesentlichen 180° einschließen.
Das Abgasbehandlungsreagenz kann mittig in die erste Sektion 10 und/oder randseitig in den Abgasbehandlungsraum 9 und/oder in der ersten Sektion 10 über die erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 1 eingebracht werden.
Im Übrigen zeigt Fig. 1 , dass zwischen der ersten Sektion 10 und der zweiten Sektion 1 1 des Abgasbehandlungsraumes 9 der Abgasbehandlungsvorrichtung 8 eine Verwirbelungsstrecke 4 angeordnet ist. Die Verwirbelungsstrecke 4 ist dabei zur Verwirbelung und/oder Umlenkung des Abgasstromes ausgebildet. Durch eine Verwirbelung des Abgasstromes kann beispielsweise eine gute Durchmischung des Abgasstromes mit den Partikeln des Abgasbehandlungsreagenzes hervorgerufen werden.
Die Fig. 2 und 3 zeigen, dass anstelle einer Verwirbelungsstrecke 4 zwischen der ersten Sektion 10 und der zweiten Sektion 1 1 ein Verdrängerkörper 3 angeordnet sein kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Verdrängerkörper 3 als Lochblende ausgebildet. Die Lochblende kann dabei derart ausgebildet sein, dass sie für die zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 2 ein zumindest im Wesentlichen von den Partikeln des Abgasbehandlungsreagenzes freien Bereich zum Auslass und/oder Austreten des Wasserdampfes aufweist. Ferner sind die zweiten Lanzen 13 der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 2 in einem von den Partikeln des Abgasbehandlungsreagenzes des Abgasstromes zumindest im Wesentlichen freien Bereich angeordnet, so dass Anbackungen bzw. Verbackungen an der zweiten Lanze 13 vermieden werden können.
Zudem zeigen die Fig. 1 und 3, dass nachgeschaltet zur zweiten Sektion 1 1 und zur zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 2 eine Filtervorrichtung 5 angeordnet sein kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Filtervorrichtung 5 als Gewebefilter ausgebildet. Dabei durchströmt der Abgasstrom nach der zweiten Sektion 1 1 die Filtervorrichtung 5. Die Filtervorrichtung 5 ist zudem derart ausgebildet, dass staubförmige Partikel an ihr abgeschieden werden können. Dabei können die in den Abgasen enthaltenen Feststoffe und/oder Schadstoffe, insbesondere feste und/oder staubförmige Partikel, vorzugsweise von nichtumgesetzten Abgasbehandlungsreagenz und/oder Reaktionsprodukten des umgesetzten Abgasbehandlungsreagenzes, abgeschieden werden.
Darüber hinaus ist aus Fig. 3 ersichtlich, dass der ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 1 eine erste Vorratsbehältereinrichtung 14 zugeordnet ist, so dass das Abgasbehandlungsreagenz der ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 1 über die erste Vorratsbehältereinrichtung 14 zugeführt werden kann.
Im Übrigen zeigt Fig. 3, dass der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrich- tung 2 eine zweite Vorratsbehältereinrichtung 15 zugeordnet sein kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zu der zweiten Vorratsbehältereinrichtung 15 eine Erhitzungsstrecke 16 nachgeschaltet. Die Erhitzungsstrecke 16 ist zur Erhitzung von Wasser, welches ihr über die zweite Vorratsgehältereinrichtung 15 zuführbar ist, ausgebildet. Der so erzeugte Wasserdampf, in weiteren Ausführungsformen Sattdampf, kann anschließend der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 2, insbesondere den zweiten Lanzen 13, zugeführt werden.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Wasserdampf der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 2, insbesondere den zweiten Lanzen 13, aus der Vorrichtung 7 und/oder aus dampfführenden und/oder dampferzeugenden Bestandteilen bzw. Anlagenkompenenten der Anlage 6 zur Verfügung gestellt wird.
Für weitergehende Einzelheiten zu der erfindungsgemäßen Anlage 6 kann auf die vorstehenden allgemeinen Ausführungen zu der Anlage 6 zur Behandlung von Schwefeloxide (SOx) enthaltenden Abgasen aus technischen Prozessen nach der vorliegenden Erfindung verwiesen werden.
In dem in Fig. 4 dargestellten Verfahrensablaufschema zur Behandlung von Schwefeloxide (SOx) enthaltenden Abgasen aus technischen Prozessen zu Zwecken der Entfernung und/oder Abscheidung der Schwefeloxide und/oder Reduktion des Schwefeloxidgehalts sind die sukzessiven Verfahrensstufen bzw. Verfahrensschritte schematisch dargestellt, wobei die Schritte der Erzeugung des SOx enthaltenden Abgases und die Zuführung zu der Filtervorrichtung 5 bzw. dem Filter optional sind.
Gemäß Fig. 5 ist zwischen den nichtoptionalen Verfahrensschritten (a) und (b) noch der optionale Verfahrensschritt der Verwirbelung und/oder Umlenkung vorgesehen.
In dem Verfahrensschritt (a) wird das Abgasbehandlungsreagenz zugeführt. In dem Verfahrensschritt (b) wiederum, der nachgeschaltet zu dem Verfahrensschritt (a) ist, wird Wasserdampf, vorzugsweise Sattdampf, zugeführt. Das Abgasbehand- lungsverfahren dient letztlich zur Entschwefelung und damit einhergehend zur Reduktion des Anteils an Schwefeloxiden in den Abgasen. Für weitergehende Einzelheiten zu dem erfindungsgemäßen Verfahrensablauf zur Behandlung von Schwefeloxide (SOx) enthaltenden Abgasen aus technischen Prozessen kann auf die vorstehenden allgemeinen Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsverfahren verwiesen werden.
Weitere Ausgestaltungen, Abwandlungen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann beim Lesen der Beschreibung ohne Weiteres erkennbar und realisierbar, ohne dass er dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung verlässt.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele veranschaulicht, welche die vorliegende Erfindung jedoch keinesfalls beschränken sollen, sondern lediglich die beispielhafte und nicht limitierende Durchführungswei- se ausgestalten und erläutern.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE:
Allgemeine Vorschrift zur Durchführung (erfindungsgemäß)
Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele (Beispielsehen 1 und 2 sowie 2A) zeigen das erfindungsgemäße Abgasbehandlungsverfahren und damit einhergehend die Abscheidung von Schwefeloxiden (SOx) aus Abgasen, die aus technischen Prozessen stammen. Dem Abgas wird in einem ersten Verfahrensschritt (a) das Abgasbehandlungsreagenz zugeführt. Anschließend wird das Abgas durch eine Lochblende, die als Verdrängerkörper fungiert, geführt. Anschließend folgt eine Zugabe von Wasserdampf. Zum Vergleich wurde auch die nicht erfindungsgemäße Trockensorption ohne Zugabe von Wasserdampf bzw. mit vorgeschalteter Zugabe von Wasserdampf (d. h. Zugabe von Wasserdampf vor Zugabe des Abgasbehandlungsreagenzes) in den Versuchen durchgeführt, um die verbesserte Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Abgasbehandlungsverfahrens zu verdeutlichen.
Der Wasserdampf weist einen Druck von zumindest im Wesentlichen 4 bar bei einer Temperatur von zumindest im Wesentlichen 143 °C auf. Das Abgasbehandlungsreagenz wird mittels eines Förderluftstromes in Verfahrensschritt (a) in den Abgasstrom eingebracht.
Es wird der Verfahrensablauf des Abgasbehandlungsverfahrens gemäß Fig. 5 durchgeführt. Die erfindungsgemäße Abgasbehandlungsvorrichtung ist in der Fig. 3 gezeigt.
Die Schwefeloxide bzw. der Anteil an Schwefeloxiden im Abgas wird in den durchgeführten Versuchen durch die Messung von Schwefeldioxid angegeben. Bei der Messung wird auch das S03 miterfasst, so dass die Messmethode als Summenverfahren im Sinne der Definition "Schwefeloxide = S02 + SO3" (angegeben als "S02") arbeitet.
Beispielserie 1
Im Rahmen einer ersten Beispielserie wurden aus einer Kupferhütte stammende
Abgase mit einer Temperatur von zumindest im Wesentlichen 40 °C und mit einem
Wasserdampfanteil von 5 Vol.-% einer Abgasbehandlung zugeführt.
Das zugegebene Abgasbehandlungsreagenz weist zumindest im Wesentlichen 75 Gew.-% Kalkhydrat (gelöschter Kalk) auf. Zudem weist das Abgasbehandlungs- reagenz Korngrößen von zumindest im Wesentlichen 35 pm auf, die mittels einer Siebanalyse gemäß DIN 66165 bestimmt worden sind. Die mittlere Korngröße D50 beträgt zumindest im Wesentlichen 10 bis 15 pm und wurde gleichfalls mit einer Siebanalyse gemäß DIN 66165 bestimmt.
Das Abgasbehandlungsreagenz weist ferner eine BET-Oberfläche von zumindest im Wesentlichen 35 m2/g auf, wobei sich die BET-Oberfläche auf die schwefeloxidreaktive Oberfläche des Abgasbehandlungsreagenzes, insbesondere des Kalkhydrates, bezieht.
Das Gesamtporenvolumen des Abgasbehandlungsreagenzes ist ferner zumindest im Wesentlichen 0,35 cm3/g.
Die stöchiometrischen Verhältnisse der Zugabe des Abgasbehandlungsreagenzes sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben, wobei das stöchiometrische Verhältnis berechnet ist als Verhältnis von eingesetztem Abgasbehandlungsrea- genz zu reduzierten und/oder abgeschiedenen Schwefeloxiden. Dabei bezieht sich das stöchiometrische Verhältnis auf das Abgasbehandlungsreagenz zu den Schwefeloxiden.
Bei den durchgeführten Versuchen ist der Abgasstrom identisch und liegt jeweils bei etwa 70.000 Normkubikmeter/h, wobei die Schwefeloxidbeladung des Abgasstromes vor Abgasbehandlung (gemessen bzw. ausgewertet als S02) jeweils etwa 700 mg/Normkubikmeter Abgas beträgt.
Diejenigen Versuche (Nr. 1 und 4) ohne Wasserdampfzugabe sind als nichterfindungsgemäßes Verfahren zu werten. Variation der Zugabe des Wasserdampfes und des Abgasbehandlungsreagenzes
Figure imgf000056_0001
'erfindungsgemäß
Ergebnisse:
Folglich kann durch die erfindungsgemäße Zugabe von Wasserdampf bei einem gleichen stöchiometrischen Verhältnis des Abgasbehandlungsreagenzes die Abscheideleistung der Schwefeloxide deutlich erhöht werden. Auch noch bei Absenkung des stöchiometrischen Verhältnisses kann durch die Zugabe von Wasserdampf die Abscheideleistung erhöht werden, wobei die Zugabe des Abgasbehandlungsreagenzes zumindest in gewissen Bereichen mit der Abscheideleistung korreliert.
Durch die erfindungsgemäße Senkung des stöchiometrischen Verhältnisses des Abgasbehandlungsreagenzes zu den Schwefeloxiden kann ein deutlich geringerer Verbrauch an Abgasbehandlungsreagenz gewährleistet werden und somit können die Betriebskosten deutlich abgesenkt werden.
Des Weiteren konnte auch die Abscheideleistung deutlich verbessert werden.
Das erfindungsgemäße Abgasbehandlungsverfahren zeigt sehr gute Ergebnisse sowohl im Hinblick auf die Abscheideleistung als auch auf die Absenkung des stöchiometrischen Verhältnisses.
Gleichfalls konnte in den durchgeführten Versuchen gezeigt werden, dass zumindest im Wesentlichen keine An- bzw. Verbackungen an der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung und demgemäß auch nicht an der zweiten Lanze auftreten, so dass eine Verstopfung der zweiten Lanze sicher verhindert werden kann.
Beispielserie 2
In der Beispielserie 2 werden Abgase aus Zinkhütte behandelt, wobei die Abgase eine Abgastemperatur von 60 °C und einen Wasserdampfanteil von zumindest im Wesentlichen 3 Vol.-% aufweisen. Die Abgase in der Beispielserie 2 weisen im Vergleich zu den Abgasen aus der Beispielserie 1 einen höheren Anteil an Schwefeloxiden auf.
Das in der Beispielserie 2 verwendete Abgasbehandlungsreagenz weist zumindest im Wesentlichen 93 Gew.-% (Reinheitsgrad) an Kalkhydrat und des Weiteren eine Korngröße von zumindest im Wesentlichen 30 pm auf, die mittels einer
Siebanalyse gemäß DIN 66165 bestimmt worden ist. Die mittlere Korngröße D50 des Kalkhydrats liegt im Bereich von 5 bis 8 pm (bestimmt mittels Siebanalyse gemäß DIN 66165).
Die BET-Oberfläche liegt zwischen 40 bis 60 m2/g.
Im Übrigen liegt das Gesamtporenvolumen zwischen 0,2 bis 0,4 cm3/g.
Das Abgasbehandlungsreagenz ist zudem fein gemahlen und gesichtet und gleichfalls auch trocken gelöscht worden und von vorhandenen groben
Kornfraktionen befreit.
Bei den durchgeführten Versuchen ist der Abgasstrom identisch und liegt jeweils bei etwa 70.000 Normkubikmeter/h, wobei die Schwefeloxidbeladung des Abgasstromes vor Abgasbehandlung (gemessen bzw. ausgewertet als S02) jeweils etwa 1000 mg/Normkubikmeter Abgas beträgt.
Figure imgf000059_0001
Variation der Zugabe des Wasserdampfes und des Abgasbehandlungsreagenzes
Figure imgf000059_0002
•erfindungsgemäß
n H bo o o o
Ergebnisse:
Die obige Tabelle verdeutlicht das erfindungsgemäße Ergebnis im Hinblick auf die Abscheideleistung sowie die Senkung des stöchiometrischen Verhältnisses des Abgasbehandlungsreagenzes zu den Schwefeloxiden. Durch die erfindungsgemäße Zugabe von Wasserdampf kann sowohl die Abscheideleistung verbessert werden als auch das stöchiometrische Verhältnis bei einer verbesserten Abscheideleistung gesenkt werden. Analog zur Beispielserie 1 konnte in den durchgeführten Versuchen nachgewiesen werden, dass An- und/oder Verbackungen an der Anlage und insbesondere an der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung, insbesondere an den zweiten Lanzen, sicher verhindert werden können. Ein Verstopfen bzw. ein Zusetzen der zweiten Lanzen ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht zu befürchten. Durch eine Absenkung des stöchiometrischen Verhältnisses des Abgasbehandlungsreagenzes können Betriebskosten eingespart werden. Sofern das stöchiometrische Verhältnis nicht unbedingt abgesenkt werden soll, so kann letztlich die Abscheideleistung signifikant verbessert werden.
Beispielserie 2A
In der Beispielserie 2A werden Versuch 1 der Beispielserie 2 (nicht erfindungsgemäß) und Versuch 2 der Beispielserie 2 (erfindungsgemäß) wiederholt, jedoch mit der Abweichung, dass die eingesetzte Menge an Abgasbehandlungsreagenz in beiden Versuchen identisch bei 405 kg/h lag.
Im Fall des nicht erfindungsgemäßen Versuchs 1 der Beispielserie 2A lag die Abscheideleistung für die Schwefeloxide bei nur 45 %, während im Fall des erfindungsgemäßen Versuch 2 der Beispielserie 2A die Abscheideleistung für die Schwefeloxide bei 73 % lag.
Durch die erfindungsgemäße Zugabe von Wasserdampf nach Zugabe des
Abgasbehandlungsreagenzes kann die Abscheideleistung signifikant verbessert werden.
In einem weiteren Versuch 3 der Beispielserie 2A (nicht erfindungsgemäß) wurde Versuch 2 der Beispielserie 2A wiederholt, jedoch mit der Abweichung, dass die Zugabe des Wasserdampfes bereits vor Zugabe des Abgasbehandlungsreagenzes erfolgt. In diesem Fall liegt die Abscheideleistung für die Schwefeloxide zunächst innerhalb der ersten Stunde bei nur 53 %, wobei aufgrund von An- bzw. Verbackungen an den Anlagekomponenten in dem Abgasbehandlungsraum, insbesondere in der zweiten Sektion des Abgasbehandlungsraumes, die Abscheideleistung bei dieser nicht erfindungsgemäßen Vorgehensweise bereits nach 3 h unterhalb von 40 % lag. Dies zeigt, dass die erfindungsgemäße Vorgehensweise (d. h. Zugabe des Wasserdampfes erst nach Zugabe des Abgasbehandlungsreagenzes) nicht nur eine verbesserte Anfangsabscheideleis- tung liefert, sondern auch einen störungsfreien Dauerbetrieb bei konstant guter Abscheideleistung ermöglicht.
Beispielserie 3 (nicht erfindunqsqemäß)
In der Beispielserie 3 wurden die sechs Versuche der Beispielserie 2 wiederholt, jedoch mit der Abweichung, dass die Zugabe des Wasserdampfes nicht nach Zuführung des Abgasbehandlungsreagenzes erfolgt sondern davor und/oder in Verfahrensrichtung stromaufwärts und/oder vorgeschaltet. Demgemäß wird zuerst der Wasserdampf in dem Verfahrensschritt (a) in den Abgasstrom in der ersten Sektion des Abgasbehandlungsraumes eingebracht, insbesondere eingedüst und/oder eingesprüht, und anschließend in Verfahrensschritt (b) in der zweiten Sektion des Abgasbehandlungsraumes das Abgasbehandlungsreagenz eingebracht, insbesondere eingesprüht und/oder eingedüst.
Nach 1 bis 2 h Betriebsdauer wurden erste Anzeichen von An- bzw. Verbackungen an den Anlagekomponenten in dem Abgasbehandlungsraum, insbesondere in der zweiten Sektion des Abgasbehandlungsraumes, beobachtet. Nach einem Tag war die zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung für den Wasserdampf zugesetzt bzw. verbackt, wobei der Auslass bzw. Austritt des Wasserdampfes stark durch die Verbackungen beeinträchtigt wurde.
Ein Betriebsstillstand der Anlage aufgrund einer ausgefallenen Abgasbehandlungs- Vorrichtung erfolgte nach 2 bis 3 Tagen Betriebsdauer. Der Betriebsstillstand ist auf die An- und/oder Verbackungen der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung, insbesondere der Dampflanze, zurückzuführen.
Während des Betriebes der Anlage und der Abgasbehandlungsvorrichtung konnte nicht die Abscheideleistung des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht werden. Zu Beginn des Betriebes der Abgasbehandlungsvorrichtung wurden noch hinreichend gute Abscheideleistungen an Schwefeloxiden sichergestellt. Nach wenigen Stunden jedoch sank die Abscheideleistung, insbesondere aufgrund der verringerten Wasserdampfzufuhr, signifikant ab, wobei die Abscheideleistung nach 2 bis 3 h nur noch ausreichende Ergebnisse bedingte. Nach einem Tag ist die
Abscheideleistung an Schwefeloxiden inakzeptabel gewesen. Die Abscheideleistung der Beispielserie 3 unterlag in jedem der sechs Versuche sowohl zu Beginn des Betriebes als auch nach mehreren Stunden Betriebsdauer den Ergebnissen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bezugszeichenliste:
1 erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung
2 zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung 3 Verdrängerkörper
4 Verwirbelungstrecke
5 Filtervorrichtung
6 Anlage
7 Vorrichtung
8 Abgasbehandlungsvorrichtung
9 Abgasbehandlungsraum
10 erste Sektion
1 1 zweite Sektion
12 erste Lanze
13 zweite Lanze
14 erste Vorratsbehältereinrichtung
15 zweite Vorratsbehältereinrichtung
16 Erhitzungseinrichtung a Winkel
ß Winkel

Claims

Patentansprüche:
1 . Verfahren zur Behandlung von Schwefeloxide (SOx) enthaltenden Abgasen aus technischen Prozessen zu Zwecken der Entfernung und/oder Abscheidung der Schwefeloxide und/oder zu Zwecken der Reduktion des Schwefeloxidgehalts,
wobei die die Schwefeloxide enthaltenden Abgase einer Abgasbehandlung, insbesondere einer Entschwefelung, mittels mindestens eines partikel- förmigen (partikulären) schwefeloxidreaktiven Abgashandlungsreagenzes, insbesondere Entschwefelungsreagenzes, unterworfen werden,
wobei bei dem Verfahren
(a) zunächst die die Schwefeloxide enthaltenden Abgase mit dem Abgasbehandlungsreagenz in Kontakt gebracht und/oder behandelt werden derart, dass ein das Abgasbehandlungsreagenz enthaltender Abgasstrom erhalten wird ("Verfahrensschritt (a)"), und
(b) nachfolgend der das Abgasbehandlungsreagenz enthaltende Abgasstrom mit Wasserdampf in Kontakt gebracht und/oder behandelt wird, insbesondere derart, dass das Abgasbehandlungsreagenz mit den in den Abgasen enthaltenen Schwefeloxiden zur Reaktion gebracht wird ("Verfahrensschritt (b)").
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
wobei das Abgasbehandlungsverfahren ein Trockensorptionsverfahren ist; und/oder
wobei das Abgasbehandlungsreagenz als Feststoff oder Feststoffgemisch, insbesondere in Form eines vorzugsweise feinteiligen Pulvers, eingesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das Abgasbehandlungsreagenz in feiner Verteilung mit den Abgasen in Kontakt gebracht und/oder in die Abgase eingetragen wird, insbesondere in die Abgase eingedüst und/oder eingesprüht wird, vorzugsweise mittels mindestens einer vorzugsweise lanzenförmigen ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (1 ), besonders bevorzugt mittels einer Mehrzahl von vorzugsweise lanzenförmigen ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrich- tungen (1 ); und/oder wobei das Abgasbehandlungsreagenz mittels mindestens einer vorzugsweise lanzenförmigen ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (1 ), besonders bevorzugt mittels einer Mehrzahl von vorzugsweise lanzenförmi- gen ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtungen (1 ), in die Abgase eingetragen wird, insbesondere in die Abgase eingedüst und/oder eingesprüht wird, bevorzugt in feiner Verteilung.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Abgasbehandlungsreagenz mindestens ein schwefeloxidreaktives Reagenz aus der Gruppe von Alkalimetall- und/oder Erdalkalimetall- hydroxiden, -oxiden, -carbonaten und -hydrogencarbonaten sowie deren Mischungen und Kombinationen, insbesondere aus der Gruppe Calciumhyd- roxid, Natriumhydrogencarbonat (Natriumbicarbonat) und Natriumcarbonat (Soda) sowie deren Mischungen und Kombinationen, vorzugsweise Calcium- hydroxid, besonders bevorzugt in Form von Kalkhydrat (gelöschtem Kalk), enthält oder hieraus besteht; und/oder
wobei das Abgasbehandlungsreagenz Kalkhydrat, Natriumhydrogencarbonat, Natriumcarbonat oder deren Mischungen oder Kombinationen enthält oder hieraus besteht; und/oder
wobei das Abgasbehandlungsreagenz Kalkhydrat und/oder ein kalkhydrat- haltiges Reagenz, insbesondere ein kalkhydrathaltiges Reagenz mit mindestens 50 Gew.-% Kalkhydrat, vorzugsweise mit mindestens 75 Gew.-% Kalkhydrat, besonders bevorzugt mit mindestens 90 Gew.-% Kalkhydrat, bezogen auf das kalkhydrathaltige Reagenz, ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Abgasbehandlungsreagenz Korngrößen, insbesondere Partikeldurchmesser, unterhalb von 500 mΐti, insbesondere unterhalb von 250 mΐti, vorzugsweise unterhalb von 100 mΐti, besonders bevorzugt unterhalb 50 mΐti, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 50 mΐti, aufweist, insbesondere bestimmt mittels Siebanalyse, vorzugsweise mittels Siebanalyse gemäß DIN 66165; und/oder
wobei das Abgasbehandlungsreagenz mittlere Korngrößen D50, insbesonde- re Partikeldurchmesser D50, im Bereich von 1 bis 50 mΐti, insbesondere im Bereich von 1 bis 30 mΐti, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 20 mΐti, bevorzugt im Bereich von 2 bis 15 mΐti, aufweist, insbesondere bestimmt mittels Siebanalyse, vorzugsweise mittels Siebanalyse gemäß DIN 66165.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Abgasbehandlungsreagenz eine BET-Oberfläche im Bereich von 5 bis 100 m2/g, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 75 m2/g, bevorzugt im Bereich von 15 bis 50 m2/g, aufweist, insbesondere bezogen auf die schwefeloxidreaktive Oberfläche des Abgasbehandlungsreagenzes, besonders bevorzugt bezogen auf die schwefeloxidreaktive und/oder säureabsorptionsaktive Kalkhydratoberfläche im Fall der Verwendung von Kalkhydrat und/oder einem kalkhydrathaltigen Reagenz als Abgasbehand- lungsreagenz; und/oder
wobei das Abgasbehandlungsreagenz eine Gesamtporenvolumen im Bereich von 0,01 bis 0,95 cm3/g, vorzugsweise im Bereich von 0,02 bis 0,75 cm3/g, bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 0,5 cm3/g, aufweist
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Abgasbehandlungsreagenz in einem stöchiometrischen
Überschuss, bezogen auf die Schwefeloxide, eingesetzt wird, insbesondere in einem stöchiometrischen Überschuss von mindestens 1 ,05, vorzugsweise mindestens 1 ,1 , vorzugsweise mindestens 2, besonders bevorzugt mindestens 3, noch mehr bevorzugt mindestens 5, berechnet als stöchiometrisches Verhältnis von eingesetztem Abgasbehandlungsreagenz zu reduzierten und/oder abgeschiedenen Schwefeloxiden; und/oder wobei das stöchiometrische Verhältnis von Abgasbehandlungsreagenz zu Schwefeloxiden im Bereich von 1 ,05 : 1 bis 50 : 1 , insbesondere im Bereich von 1 ,1 : 1 bis 25 : 1 , vorzugsweise im Bereich von 5 : 1 bis 20 : 1 , besonders bevorzugt im Bereich von 8 : 1 bis 12 : 1 , liegt, berechnet als stöchio- metrisches Verhältnis von eingesetztem Abgasbehandlungsreagenz zu reduzierten und/oder abgeschiedenen Schwefeloxiden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei in Verfahrensschritt (b) die Wasserdampfmenge in den das Abgas- behandlungsreagenz aufweisenden Abgasen (Abgasstrom) erhöht wird; und/oder
wobei in Verfahrensschritt (b) die Wasserdampfmenge in den das Abgas- behandlungsreagenz aufweisenden Abgasen (Abgasstrom) erhöht wird, insbesondere derart, dass eine Kondensation von Wasser an dem Abgas- behandlungsreagenz erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei in Verfahrensschritt (b) die Wasserdampfmenge in den das Abgas- behandlungsreagenz aufweisenden Abgasen (Abgasstrom) erhöht wird derart, dass der Wasserdampfanteil in den das Abgasbehandlungsreagenz aufweisenden Abgasen (Abgasstrom) um mindestens 0,1 Vol.-%, insbesondere um mindestens 0,2 Vol.-%, vorzugsweise um mindestens 0,5 Vol.-%, besonders bevorzugt um mindestens 0,8 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt um mindestens 1 Vol.-%, erhöht wird; und/oder
wobei in Verfahrensschritt (b) die Wasserdampfmenge in den das Abgas- behandlungsreagenz aufweisenden Abgasen (Abgasstrom) erhöht wird derart, dass der Wasserdampfanteil in den das Abgasbehandlungsreagenz aufweisenden Abgasen (Abgasstrom) im Bereich von 0,1 bis 20 Vol.-%, insbesondere im Bereich von 0,2 bis 15 Vol.-%, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 10 Vol.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 0,8 bis 8 Vol.-%, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 5 Vol.-%, erhöht wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei in Verfahrensschritt (b) die Wasserdampfmenge in den das Abgas- behandlungsreagenz aufweisenden Abgasen (Abgasstrom) erhöht wird derart, dass der Wasserdampfanteil der resultierenden, mit Wasserdampf in Kontakt gebrachten, das Abgasbehandlungsreagenz aufweisenden Abgase (Abgasstrom) mindestens 2 Vol.-%, insbesondere mindestens 3 Vol.-%, vorzugsweise mindestens 4 Vol.-%, besonders bevorzugt mindestens 5 Vol.- %, beträgt; und/oder wobei in Verfahrensschritt (b) die Wasserdampfmenge in den das Abgas- behandlungsreagenz aufweisenden Abgasen (Abgasstrom) erhöht wird derart, dass der Wasserdampfanteil der resultierenden, mit Wasserdampf in Kontakt gebrachten, das Abgasbehandlungsreagenz aufweisenden Abgase (Abgasstrom) im Bereich von 2 bis 25 Vol.-%, insbesondere im Bereich von 3 bis 20 Vol.-%, vorzugsweise im Bereich von 3,5 bis 10 Vol.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 8 Vol.-%, liegt.
1 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei in Verfahrensschritt (b) der Wasserdampf in Form von Sattdampf zugeführt wird; und/oder
wobei in Verfahrensschritt (b), bezogen auf 10.000 Normkubikmeter/h Abgase, Wasserdampf in einer Menge im Bereich von 5 bis 250 kg/h, insbesondere in einer Menge im Bereich von 6 bis 125 kg/h, vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 10 bis 75 kg/h, bevorzugt in einer Menge im Bereich von 18 bis 50 kg/h, zugeführt wird; und/oder
wobei in Verfahrensschritt (b) der Wasserdampf mit einer Temperatur im Bereich von 1 10 °C bis 185 °C, insbesondere im Bereich von 120 °C bis 170 °C, vorzugsweise im Bereich von 125 °C bis 160 °C, zugeführt wird; und/oder
wobei in Verfahrensschritt (b) der Wasserdampf mit einer Temperatur von mindestens 120 °C, vorzugsweise von mindestens 130 °C, bevorzugt von mindestens 135 °C, besonders bevorzugt von mindestens 140 °C, zugeführt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei in Verfahrensschritt (b) der Wasserdampf mit einem Druck im Bereich von mehr als 1 bar bis 10 bar, insbesondere im Bereich von 2 bar bis 8 bar, vorzugsweise im Bereich von 3 bar bis 6 bar, zugeführt wird; und/oder wobei in Verfahrensschritt (b) der Wasserdampf mit einem Druck von mehr als 1 bar, vorzugsweise von mindestens 2 bar, bevorzugt von mindestens 3 bar, besonders bevorzugt von mindestens 4 bar, zugeführt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Zugabe von Abgasbehandlungsreagenz und/oder Wasserdampf, vorzugsweise die Zugabe von Abgasbehandlungsreagenz und Wasserdampf, in Abhängigkeit von mindestens einem der folgenden Parameter geregelt und/oder gesteuert wird: (i) Gehalt und/oder Art an Schwefeloxiden in den zu behandelnden Abgasen, (ii) Strömungsgeschwindigkeit der zu behandelnden Abgase, (iii) Temperatur der zu behandelnden Abgase, (iv) Wasser- dampfgehalt (Feuchte) der zu behandelnden Abgase, (v) Druckbedingungen; und/oder
wobei in Verfahrensschritt (b) der Wasserdampf in feiner Verteilung mit den Abgasen in Kontakt gebracht und/oder in die Abgase eingetragen wird, insbesondere in die Abgase eingedüst und/oder eingesprüht wird, vorzugsweise mittels mindestens einer vorzugsweise lanzenförmigen zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (2), besonders bevorzugt mittels einer Mehrzahl von vorzugsweise lanzenförmigen zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtungen (2); und/oder
wobei in Verfahrensschritt (b) der Wasserdampf mittels mindestens einer vorzugsweise lanzenförmigen zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrich- tung (2), besonders bevorzugt mittels einer Mehrzahl von vorzugsweise lanzenförmigen zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtungen (2), in die Abgase eingetragen wird, insbesondere in die Abgase eingedüst und/oder eingesprüht wird, bevorzugt in feiner Verteilung;
insbesondere wobei die vorzugsweise lanzenförmige zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (2) für den Wasserdampf eine Mehrzahl von Öffnungen zum Austritt des Wasserdampfes aufweist.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei in Verfahrensschritt (b) der Wasserdampf mit einer Geschwindigkeit von mindestens 50 m/s, vorzugsweise im Bereich von 50 m/s bis 500 m/s, bevorzugt im Bereich von 80 m/s bis 120 m/s, zugeführt wird, insbesondere in die Abgase eingedüst und/oder eingesprüht wird; und/oder
wobei in Verfahrensschritt (b) der Wasserdampf mit einer zumindest zweifach, vorzugsweise wenigstens dreifach, weiter bevorzugt 4-fach bis 10- fach, insbesondere zumindest 6-fach bis 7-fach, so großen Geschwindigkeit als die Geschwindigkeit der Abgase und/oder des Abgasstromes den Abgasen und/oder dem Abgasstrom zugeführt wird; und/oder wobei in Verfahrensschritt (b) der Wasserdampf in einem Winkel (a) von mindestens 20°, insbesondere in einem Winkel (a) von mindestens 30°, vorzugsweise in einem Winkel (a) im Bereich von 20° bis 160°, besonders bevorzugt in einem Winkel (a) im Bereich von 40° bis 150°, bezogen auf die Richtung des Abgasstroms, zugeführt, insbesondere eingedüst und/oder eingesprüht, wird; und/oder
wobei die Abgase und/oder der Abgasstrom zumindest im Wesentlichen ohne Rückströmung und/oder zumindest im Wesentlichen ohne Rückvermischung im Bereich der vorzugsweise lanzenförmigen zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (2) für den Wasserdampf entlanggeführt werden/wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei in Verfahrensschritt (b) der Wasserdampf in einen zumindest im Wesentlichen von Abgasbehandlungsreagenz freien Bereich der Abgase zugeführt wird; und/oder
wobei die vorzugsweise lanzenförmige zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (2) für den Wasserdampf von Abgasbehandlungsrea- genz freigehalten und/oder abgeschottet wird, insbesondere mittels mindestens eines Verdrängungskörpers (3), insbesondere in Form einer Blende, insbesondere Lochblende, oder eines Blechs, insbesondere Leit- oder Umlenkblechs.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Abgase und/oder der Abgasstrom zwischen Verfahrensschritt (a) und Verfahrensschritt (b) umgelenkt und/oder verwirbelt werden/wird, vorzugsweise mittels mindestens eines Verdrängerkörpers (3), insbesondere in Form einer Blende, insbesondere Lochblende, oder eines Blechs, insbesondere Leit- oder Umlenkblechs, insbesondere zur Durchmischung der das Abgasbehandlungsreagenz enthaltenden Abgase (Abgasstroms) und/oder insbesondere zur Erzeugung eines von Abgasbehandlungsreagenz zumindest im Wesentlichen freien Bereichs der Abgase zur Zuführung des Wasserdampfes.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei nachfolgend zu dem Verfahrensschritt (b) und/oder nach Zuführung des Wasserdampfes die Wasserdampfmenge in den Abgasen (Abgasstrom) abgesenkt wird, insbesondere derart, dass der Wasserdampfanteil der Abgase (Abgasstrom) mindestens 1 Vol.-%, insbesondere mindestens 2 Vol.- %, vorzugsweise mindestens 3 Vol.-%, besonders bevorzugt mindestens 4 Vol.-%, beträgt; und/oder
wobei nachfolgend zu dem Verfahrensschritt (b) und/oder nach Zuführung des Wasserdampfes die Wasserdampfmenge in den Abgasen (Abgasstrom) abgesenkt wird, insbesondere derart, dass der Wasserdampfanteil der Abgase (Abgasstrom) im Bereich von 1 bis 24 Vol.-%, insbesondere im Bereich von 2 bis 19 Vol.-%, vorzugsweise im Bereich von 2,5 bis 9 Vol.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 7 Vol.-%, liegt.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Wasserdampfanteil der zu behandelnden Abgase mindestens 1 Vol.-%, insbesondere mindestens 2 Vol.-%, vorzugsweise mindestens 3 Vol.-%, besonders bevorzugt mindestens 4 Vol.-%, beträgt; und/oder wobei der Wasserdampfanteil der zu behandelnden Abgase im Bereich von 1 bis 24 Vol.-%, insbesondere im Bereich von 2 bis 19 Vol.-%, vorzugsweise im Bereich von 2,5 bis 9 Vol.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 3 bis 7 Vol.-%, liegt.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die zu behandelnden Abgase aus Hütten, insbesondere Kupferhütten und/oder Eisenhütten, Zementwerken, Stahlwerken oder Kraftwerken, vorzugsweise Steinkohlekraftwerken, und/oder Abgase aus der Roheisen- und/oder Stahlherstellung mittels Sinterung von Eisenerzen und nachfolgen- der Roheisenherstellung im Hochofenprozess sind; und/oder
wobei die zu behandelnden Abgase aus Hütten, insbesondere Kupferhütten und/oder Eisenhütten, Zementwerken, Stahlwerken oder Kraftwerken, vorzugsweise Steinkohlekraftwerken, und/oder aus der Roheisen- und/oder Stahlherstellung mittels Sinterung von Eisenerzen und nachfolgender Roheisenherstellung im Hochofenprozess stammen.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei in dem Verfahrensschritt (a) und/oder in dem Verfahrensschritt (b) die Temperatur der Abgase (Abgasstrom) mindestens 15 °C, insbesondere mindestens 20 °C, vorzugsweise mindestens 30 °C, besonders bevorzugt mindestens 40 °C, beträgt; und/oder
wobei in dem Verfahrensschritt (a) und/oder in dem Verfahrensschritt (b) die Temperatur der Abgase (Abgasstrom) im Bereich von 15 bis 600 °C, insbesondere im Bereich von 20 bis 400 °C, vorzugsweise im Bereich von 30 bis 150 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 40 bis 60 °C, liegt.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei in Verfahrensschritt (b) der Abgasstrom eine Geschwindigkeit von mindestens 1 m/s, vorzugsweise im Bereich von 2 m/s bis 100 m/s, bevorzugt im Bereich von 2 m/s bis 25 m/s, weiter bevorzugt im Bereich von 10 m/s bis 20 m/s, aufweist.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die das Abgasbehandlungsreagenz aufweisenden Abgase vor Zuführung des Wasserdampfes in Verfahrensschritt (b) und/oder nach Inkontaktbringen des Abgasbehandlungsreagenzes mit den Abgasen in Verfahrensschritt (a) durch wenigstens eine Verwirbelungsstrecke (4), insbesondere eine Venturi-Strecke, geführt werden; und/oder
wobei die Abgasbehandlung in Verfahrensschritt (a) und (b) in Gegenwart von Sauerstoff durchgeführt wird; und/oder
wobei die Abgase nach Zuführung des Wasserdampfes in Verfahrens- schritt (b) und/oder nach Verfahrensschritt (b) einer Filterung unterzogen werden;
insbesondere wobei die Abgase einer Filtervorrichtung (5), vorzugsweise einem Gewebefilter, zugeführt werden und/oder insbesondere wobei die in den Abgasen enthaltenen Feststoffe und/oder Schadstoffe, insbesondere feste und/oder staubförmige Partikel, vorzugsweise nichtumgesetztes Abgasbehandlungsreagenz und/oder Reaktionsprodukte des umgesetzten Abgasbehandlungsreagenzes, abgeschieden werden und/oder von den Abgasen abgetrennt werden; und/oder wobei das Verfahren zur Behandlung von Abgasen aus Hütten, insbesondere Kupferhütten und/oder Eisenhütten, Zementwerken, Stahlwerken oder Kraftwerken, vorzugsweise Steinkohlekraftwerken, und/oder zur Behandlung von aus der Roheisen- und/oder Stahlherstellung mittels Sinterung von Eisenerzen und nachfolgender Roheisenherstellung im Hochofenprozess stammenden Abgasen eingesetzt wird.
23. Anlage (6) zur Behandlung von Schwefeloxide (SOx) enthaltenden Abgasen aus technischen Prozessen zu Zwecken der Entfernung und/oder
Abscheidung der Schwefeloxide und/oder zu Zwecken der Reduktion des Schwefeloxidgehalts, insbesondere Anlage (6) zur Durchführung eines Verfahrens zur Behandlung von Schwefeloxide (SOx) enthaltenden Abgasen aus technischen Prozessen zu Zwecken der Entfernung und/oder
Abscheidung der Schwefeloxide und/oder zu Zwecken der Reduktion des Schwefeloxidgehalts, vorzugsweise zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Anlage (6) eine Vorrichtung (7) zur Durchführung eines schwefeloxidhaltige Abgase erzeugenden technischen Prozesses aufweist, wobei der Vorrichtung (7) eine Abgasbehandlungsvorrichtung (8) zur Abgasbehandlung der in der Vorrichtung (7) erzeugten schwefeloxidhaltigen Abgase zugeordnet ist und/oder wobei der Vorrichtung (7) eine Abgasbe- handlungsvorrichtung (8) zur Abgasbehandlung (9) der in der Vorrichtung (7) erzeugten schwefeloxidhaltigen Abgase nachgeschaltet ist und/oder in Verfahrensrichtung stromabwärts zu der Vorrichtung (7) vorgesehen ist, wobei die Abgasbehandlungsvorrichtung (8) einen, vorzugsweise kanalförmigen, Abgasbehandlungsraum (9) aufweist,
wobei der Abgasbehandlungsraum (9) wenigstens eine erste Sektion und, nachgeschaltet zu der ersten Sektion (10) und/oder in Verfahrensrichtung stromabwärts zu der ersten Sektion (10), eine zweite Sektion (1 1 ) aufweist und/oder unterteilt ist, wobei die Abgasbehandlungsvorrichtung (8) aufweist:
(A) in der ersten Sektion (10) des Abgasbehandlungsraums (9) angeordnet und/oder befindlich, wenigstens eine erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (1 ) zum Inkontaktbringen und/oder zur Zuführung, insbesondere Eindüsung und/oder Einsprühen, eines Abgasbehand- lungsreagenzes mit den die Schwefeloxide enthaltenden Abgase, wobei die erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (1 ) derart aus- gebildet ist, dass ein das Abgasbehandlungsreagenz enthaltender Abgasstrom erhalten wird, und,
(B) in der zweiten Sektion (1 1 ) des Abgasbehandlungsraums (9) angeordnet und/oder befindlich und in Verfahrensrichtung stromabwärts und/oder nachgeschaltet zur ersten Eindüsungs- und/oder Einsprühein- richtung (1 ) angeordnet, wenigstens eine zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (2) zum Inkontaktbringen und/oder zur Zuführung, insbesondere Eindüsung und/oder Einsprühen, von Wasserdampf mit dem das Abgasbehandlungsreagenz enthaltenden Abgasstrom, insbe- sondere wobei die zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (2) derart ausgebildet ist, dass das Abgasbehandlungsreagenz mit den in den Abgasen enthaltenen Schwefeloxiden zur Reaktion gebracht wird.
24. Anlage nach einem der vorhergehenden Anspruch 23,
wobei die Abgasbehandlungsvorrichtung (8) derart ausgebildet ist, dass die die Schwefeloxide enthaltenden Abgase einer Abgasbehandlung, insbesondere einer Entschwefelung, mittels mindestens eines partikelförmi- gen (partikulären) schwefeloxidreaktiven Abgashandlungsreagenzes, insbesondere Entschwefelungsreagenzes, unterworfen werden; und/oder wobei die erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (1 ) zum Inkontaktbringen und/oder zur Eintragung, insbesondere zur Eindüsung und/oder Einsprühen, des Abgasbehandlungsreagenzes in feiner Verteilung mit den Abgasen ausgebildet ist; und/oder
wobei die erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (1 ) wenigstens eine, bevorzugt zwei bis acht, erste Lanze (12) zur Eintragung, insbesondere Eindüsung und/oder Einsprühen, des Abgasbehandlungsreagenzes in die die Schwefeloxide enthaltenden Abgase aufweist; und/oder
wobei die zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (2) wenigstens eine, bevorzugt zwei bis acht, zweite Lanze (13) zur Eintragung, insbesonde- re Eindüsung und/oder Einsprühen, des Wasserdampfes in die Abgase aufweist; und/oder
wobei die zweite Lanze (13) eine Mehrzahl von Öffnungen, bevorzugt im Bereich von 2 bis 8 Öffnungen, vorzugsweise im Bereich von 2 bis 4 Öffnungen, zum Austragen und/oder Auslass des Wasserdampfes aufweist.
25. Anlage nach Anspruch 23 oder 24,
wobei die erste Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (1 ), insbesondere die erste Lanze (12), derart ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass das Abgasbehandlungsreagenz in einem Winkel (ß) im Bereich von -30° bis 30°, insbesondere in einem Winkel (ß) im Bereich von -20° bis 20°, besonders bevorzugt in einem Winkel (ß) im Bereich von -10° bis 10°, bezogen auf die Richtung des Abgasstroms, vorzugsweise zumindest im Wesentlichen in Strömungsrichtung, in der ersten Sektion (10) des Abgasbehandlungsrau- mes (9) zugeführt, insbesondere eingedüst und/oder eingesprüht, wird; und/oder
wobei die zweite Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (2), insbesondere die zweite Lanze (13), derart ausgebildet und/oder angeordnet ist, dass der Wasserdampf in einem Winkel (a) von mindestens 20°, insbesondere in einem Winkel (a) von mindestens 30°, vorzugsweise in einem Winkel (a) im Bereich von 20° bis 160°, besonders bevorzugt in einem Winkel (a) im Bereich von 40° bis 150°, bezogen auf die Richtung des Abgasstroms, in der zweiten Sektion (1 1 ) des Abgasbehandlungsraumes (9) zugeführt, insbesondere eingedüst und/oder eingesprüht, wird.
26. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei zwischen der ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (1 ) und/oder der ersten Sektion (10) des Abgasbehandlungsraumes (9) einerseits und der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (2) und/oder der zweiten Sektion (1 1 ) des Abgasbehandlungsraumes (9) andererseits mindestens ein Verdrängerkörper (3), insbesondere in Form einer Blende, insbesondere Lochblende, oder eines Blechs, insbesondere Leit- oder Umlenkblechs, und/oder eine Verwirbelungsstrecke (4), vorzugsweise eine Venturi-Strecke, angeordnet ist, insbesondere wobei der Verdrängerkörper (3) und/oder die Verwirbelungsstrecke (4) zur Umlenkung und/oder Verwirbelung der Abgase und/oder des Abgasstromes ausgebildet ist, insbesondere zur Erzeugung eines von Abgasbehandlungsreagenz zumindest im Wesentlichen freien Bereichs zur Zuführung des Wasserdamp- fes, vorzugsweise im Bereich der Öffnungen zum Austritt des Wasserdamp- fes der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (2).
27. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei eine Filtervorrichtung (5), vorzugsweise ein Gewebefilter, nachgeschaltet und/oder in Verfahrensrichtung stromabwärts zur zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (2) und/oder zu der zweiten Sektion (1 1 ) des Abgasbehandlungsraumes (9) angeordnet ist;
insbesondere wobei die Filtervorrichtung (5) zur Filterung der Abgase, vorzugsweise zur Abscheidung und/oder Abtrennung der im Abgas enthaltenen Feststoffe und/oder Schadstoffe, insbesondere fester und/oder staubförmiger Partikel, vorzugsweise von nichtumgesetztem Abgasbehand- lungsreagenz und/oder Reaktionsprodukten des umgesetzten Abgasbehand- lungsreagenzes, ausgebildet ist.
28. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei eine erste Vorratsbehältereinrichtung (14) zur Aufbewahrung und/oder Bevorratung des Abgasbehandlungsreagenzes vorgesehen ist, insbesondere zur Zuführung zu der ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (1 ), insbesondere wobei die erste Vorratsbehältereinrichtung (14) der ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (1 ) zugeordnet ist, vorzugsweise ist die erste Vorratsbehältereinrichtung (14) mit der ersten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (1 ) verbunden.
29. Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei eine zweite Vorratsbehältereinrichtung (15) zur Aufbewahrung und/oder Bevorratung von Wasser und/oder Wasserdampf vorgesehen ist, insbesondere zur Zuführung von Wasser und/oder Wasserdampf zu der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (2),
insbesondere wobei die zweite Vorratsbehältereinrichtung (15) der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtungen (2) zugeordnet ist, vorzugswei- se ist die zweite Vorratsbehältereinrichtung (15) mit der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (2) verbunden, und/oder
insbesondere wobei eine Erhitzungseinrichtung (16) zur Erzeugung des Wasserdampfes mit der zweiten Vorratsbehältereinrichtung (15) und/oder der zweiten Eindüsungs- und/oder Einsprüheinrichtung (2) verbunden ist.
30. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 22 und/oder der Anlage (6) nach einem der Ansprüche 23 bis 29 zur Reinigung von schwefeloxidhaltigen Abgasen aus Hütten, insbesondere Kupferhütten und/oder Eisenhütten, Zementwerken, Stahlwerken oder Kraftwerken, vorzugsweise Steinkohlekraftwerken, und/oder zur Behandlung von aus der
Roheisen- und/oder Stahlherstellung mittels Sinterung von Eisenerzen und nachfolgender Roheisenherstellung im Hochofenprozess stammenden Abgasen.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021202058A1 (de) 2021-03-03 2022-09-08 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gasreinigungseinheit für einen Energiespeicher
CN115430213A (zh) * 2022-09-05 2022-12-06 中冶长天国际工程有限责任公司 一种智能控制抗结露型饱和湿烟气混流系统及方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109911862B (zh) * 2019-03-18 2021-05-07 昆明理工大学 一种含硫尾气中单质硫气固分离方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3526008A1 (de) * 1985-07-20 1987-01-22 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur entfernung von schadstoffen aus rauchgas
WO1992006772A1 (en) * 1990-10-18 1992-04-30 Sf-Cleanair Oy Method and apparatus for purifying the flue gases of oil burners
EP0795350A1 (de) * 1996-03-14 1997-09-17 Intensiv-Filter GmbH & Co KG Verfahren zur Reinigung SO2-haltiger Abgase
DE102009048370A1 (de) * 2009-07-24 2011-01-27 Drysotec Gmbh Verfahren zur Behandlung von Abgasen, insbesondere aus der Stahlherstellung
WO2017037454A1 (en) * 2015-08-31 2017-03-09 Mobotec Uk Ltd. Sorbent injection system and method for treating flue gases

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI78401B (fi) * 1985-04-24 1989-04-28 Tampella Oy Ab Foerfarande och anordning foer att bringa roekgasernas gasformiga svavelfoereningar saosom svaveldioxid att reagera till fasta foereningar som separeras fraon roekgaserna.
DE19711529A1 (de) * 1997-03-19 1998-09-24 Sueddeutsche Kalkstickstoff Verfahren zur Entfernung von sauren Schadstoffen aus Abgasen
DE10133991B4 (de) * 2001-07-12 2012-08-02 Doosan Lentjes Gmbh Vorrichtung zur Reinigung von Verbrennungsabgasen

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3526008A1 (de) * 1985-07-20 1987-01-22 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur entfernung von schadstoffen aus rauchgas
WO1992006772A1 (en) * 1990-10-18 1992-04-30 Sf-Cleanair Oy Method and apparatus for purifying the flue gases of oil burners
EP0795350A1 (de) * 1996-03-14 1997-09-17 Intensiv-Filter GmbH & Co KG Verfahren zur Reinigung SO2-haltiger Abgase
DE102009048370A1 (de) * 2009-07-24 2011-01-27 Drysotec Gmbh Verfahren zur Behandlung von Abgasen, insbesondere aus der Stahlherstellung
WO2017037454A1 (en) * 2015-08-31 2017-03-09 Mobotec Uk Ltd. Sorbent injection system and method for treating flue gases

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021202058A1 (de) 2021-03-03 2022-09-08 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Gasreinigungseinheit für einen Energiespeicher
CN115430213A (zh) * 2022-09-05 2022-12-06 中冶长天国际工程有限责任公司 一种智能控制抗结露型饱和湿烟气混流系统及方法
CN115430213B (zh) * 2022-09-05 2023-06-23 中冶长天国际工程有限责任公司 一种智能控制抗结露型饱和湿烟气混流系统及方法

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