DD215244A5 - Verfahren zur trockenen entfernung von schwefeldioxid und anderen schadstoffen aus rauchgasen - Google Patents

Verfahren zur trockenen entfernung von schwefeldioxid und anderen schadstoffen aus rauchgasen Download PDF

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Abstract

Verfahren zur trockenen Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen. Dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen wird ein feinkoerniges Absorptionsmittel beigegeben, welches mit dem Schadstoff reagiert. Danach werden feinkoernige Feststoffe aus den Rauchgasen mit Hilfe eines Feststoffabscheiders abgeschieden. Die abgeschiedenen Feststoffe werden, gegebenenfalls nach chemischer oder mechanischer Aufbereitung, ganz oder teilweise dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen wieder beigegeben und wirken ihrerseits als Absorptionsmittel.

Description

Berlin,.'-den 20.12*1983
AP B 01 D/254 192/0 62 885/11
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf ein Verfahren zur trockenen Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen* insbesondere
ν ' ' · .
von Kraftwerkskesselfeuerungen,
wobei dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen ein fein« körniges Absorptionsmittel beigegeben wird, welches mit , den Schadstoffen reagiert,
und wobei danach feinkörnige Feststoffe aus den Rauchgasen mit Hilfe eines Feststoffabscheiders abgeschieden werden*
Charakteristik der bekannten .technischen^^ösun^en
Absorptionsmittel für die trockene Entfernung von Schwefel« dioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kraftwerkskesselfeuerungen bestehen hauptsächlich aus einer fein»» körnigeri* anorganischen Erdalkaliverbindung, insbesondere einer Calcium« und/oder einer Magnesium»Verbindung, Vorzugs« weise in Form von Oxiden, Hydroxiden oder Carbonaten« Absorptionsmittel meint im Rahmen der Erfindung insbesondere Calciumcarbonate Das Absorptionsmittel kann mit einem Zusatz versehen und dadurch bezüglich seiner Reaktivität, anders aus-> gedrückt in bezug auf den Wirkungsgrad der Abscheidung, verbessert sein* Brennstoff meint alle fossilen Brennstoffe, insbesondere Kohle und auch Braunkohle (DE«PS 28 07 076)*
. : . · .: .. ' . ' . . , 20.12.1983
< AP B Ol D/254 192/0
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Bei den (aus der Praxis) bekannten Verfahren werden die ab«- geschiedenen Feststoffe verworfen, z» B« deponiert, oder auch einer weiteren^ fremden Verwendung im Rahmen der Baustoff*!» Industrie zugeführt» Der Verbrauch der Absorptionsmittel ist beachtlich» Qer Wirkungsgrad der Schadstoffentfernung ist nichtsdestoweniger verbesserungsbedürftig* Rein chemisch und stöchioraetrisen könnten die Absorptionsmittel beachtlich mehr Schadstoffe aus Rauchgasen entfernen als es tatsächlich ge·» schieht*
Allgemein ist zur Technologie der Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kessel« feuerungen und insbesondere Kraftwerkskesselfeuerungen sowie zum Verständnis der Erfindung folgendes zu bemerken: Es ist eine Reihe von Verfahren bekannt'«.* die eine Reinigung der Rauchgase von fossilbeheizten Kraftwerkskesselanlägen durchfuhren. Die zur Anwendung kommenden Absorptionsmittel bestehen im wesentlichen aus Erdalkali« oder Alkaliverbindungen, die eine Reaktion mit den Schadstoffen der Rauchgase ein~ gehen· Bei diesen Verfahren unterscheidet man zwischen NaS« und Trockenverfahren« Bei den Naßverfahrsn leitet man das zu behandelnde Gas durch eine Flüssigkeit, die das Absorptions« mittel in Lösung oder in Suspension enthält» Die Trockenverfahren leiten das Absorptionsmittel fein verteilt in das Rauchgas oder geben das Absorptionsmittel dem Brennstoff«'beispielsweise der Kohle zu, so daß die Absorption der Schade stoffe während deren Freisetzung durch die Verbrennung abläuft Die Naßverfahren haben den Vorteil des guten Wirkungsgrades» Nachteilig sind jedoch die hohen Investitionskosten,, die War·» tungsintensität der Anlagen und die Abkühlung der Rauchgase*
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die im Rahmen der geltenden gesetzlichen Bestimmungen häufig eine Wiederaufheizung der Reingase erforderlich machen^ Grundsätzlich sind deshalb trockene Verfahren zur Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus Rauchgasen zu be-Vorzügen» Die Trockenverfahren haben aber den Nachteil des geringen Wirkungsgrades, Infolge der kurzen Verweilzeiten des Absorptionsmittels während der Verbrennung oder bei einem Kontakt mit den Rauchgasen bleibt die Ausnutzung der Absorp** tionsmittel sehr gering« Hierdurch entstehen einerseits er·» hebliche Kosten durch die notwendigerweis© großen Mengen an Absorptionsmittel j andererseits ist vor allem bei der Zugabe des Absorptionsmittels zum Brennstoff die maximal erreich*» bare Emissionsminderung begrenzt, da die Feuerung durch die Zugabe des Absorptionsmittels zum Brennstoff nicht betriebsbeeinträchtigend belastet werden darf* Zur Verbesserung des 'Wirkungsgrades der trockenen Absorption hat man bisher keine befriedigende Lösung gefunden. Zwar ist vorgeschlagen worden, dem Absorptionsmittel einen Zusatz beizugeben, der die Re« aktivität verbessert» nichtsdestoweniger gelten die eingangs beschriebenen Nachteile,
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens zur Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus Rauchgasen von Kraftwerkskesselfeiierungen, das es ermöglicht, den Verbrauch an Adsorptionsmitteln zu re^ duzieren und den Wirkungsgrad der .Schadstoffentfernung, aber auch die Schadstoffentfernung selbst, zu verbessern»
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Darlegung des Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde* die abgeschiedenen Feststoffe als Absorptionsmittel zu.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Epfinduhgg daß die schiedenen Feststoffe ganz oder teilweise dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen wieder beigegeben werden» Beispiels·» weise können die abgeschiedenen Feststoffe dem feinkörnigen Absorptionsmittel beigemischt werden« Sie können aber auch (ohne Beimischung Von gleichsam jungfräulichem Absorptions« mittel) als Absorptionsmittel dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen beigegeben werden» Zuführung zu den Rauchgasen umfaßt auch einführung in die Brennkammer«
Die abgeschiedenen Feststoffe bestehen hauptsächlich aus den Stoffen» die durch die Reaktion des AbQorptionsmittels mit den Schadstoffen entstanden sind, restlichem, unverbrauchtem Absorptionsmittel und Flugasche* *- Die Erfindung
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geht von der überraschenden Tatsache aus, daß die abgeschiedenen Feststoffe ihrerseits als Absorptionsmittel Wirksam sind, und zwar trotz ihres Anteils an Flugasche· Sie könnten, im Gegensatz zu den eingangs genannten jungfräulichen oder primären Absorptionsmitteln als sekundäre Absorptionsmittel bezeichnet werden. Auch der Flugaseheanteil wirkt absorbierend auf die Schadstoffe. Das gilt insbesondere dann, wenn nach bevorzugter ÄusfÜhrungsform der Erfindung die abgeschiedenen Feststoffe mit Wasser und/oder Wasserdampf aufbereitet und danach dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen wieder beigegeben werden. Bas gilt aber insbesondere auch dann, wenn die abgeschiedenen Feststoffe durch einen MahlVorgang aufbereitet und danach dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen wieder beigegeben werden. Im allgemeinen wird man im Rahmen der Erfindung die, abgeschiedenen Feststoffe zumindest einmal dem Absorptions'» mittel beigeben oder als Absorptionsmittel einsetzen. Man kann aber auch einen Teil der abgeschiedenen Feststoffe, gegebenenfalls auch nach der beschriebenen Aufbereitung, kontinuierlich im Kreislauf führen und den lest durch jungfräuliches Absorptionsmittel ersetzen. In der ÄusfÜhrungsform, bei der die Absorptionsmittel in die Rauchgase eingebracht werden, lehrt die Erfindung, daß auch die abgeschiedenen Feststoffe, gegebenenfalls zusammen mit jungfräulichem Absorptionsmittel, bei einer Temperatur von 100 bis· 1100' 0O, vorzugsweise von 100 bis 700 0C, in die Rauchgase eingeführt werden, im Rahmen der Erfindung arbeitet man insbesondere dann vorteilhaft, wenn als jung-
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frauliches Absorptioneiaittel Erialkal.!carbonate oder Hydroxide eingesetzt und dem Br®m.st©ff imd/©<t@r den Rauch» gasen beigegeben werden. In der 'Feuerung feswe in den Rauchgasen entstehen aus den Carbonaten und. Hydroxid^ "Oxide· Die Reaktionsfähigkeit der Oxide' ist- geringer- als- ti^ -der· Carbonate und noch geringer'als ti®, de» .Hydroxide,· Werdern 'die abgeschiedenem Feststoffe ia der -angegebenen -leise . pit Wasser und/oder Wasserdampf aufbereitete'so'werden . die Brdalkalioxide durch eine -einfache Reaktion in die wirksameren Erdalkalihydroxide üb®rfHiirt« Pie Behandlung der abgeschiedenen Feststoffe sait Wässer oder'Wae'serdampf ist zwar' auch vorteilhaft,, weil durch' des exothermen Torgang der Hydroxidbildung eine Semperaturerh@hung eintritt» die ihrerseits wiederum' die Reaktivität.der-abgeschiedenen Feststoffe als AbsorptioBsmittel steigert«.öleichseitig geht weniger Wärme durch die Zumisohmig der Feststoffe.-..zu'.' den Rauchgasen verloren, wenn daa :AbeorptloneBii.ttel den Rauchgasen zugegeben wird« Um die abgesehiedenen Feststoffe mit Wasser oder Wasserdampf aufzubereiten» genügt es im allgemeinen, sie mit diesen Substanzen,'zn fee sprühen*· Aber auch wenn jiie Aufbereitung ©ia.® mechanische Aufbereitung im Sinne einer Mahluag ist9 erhält a«aa. eine we·= sentliche Verbesserung der Reaktivität der." rückge.führten' Feststoffe als Absorptionsmittele Mahlung meint Behandlung in Desintegratoren, Schlagerradmthlen und dgl« Bei der Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen reagieren die Partikel d@g Absorptions«^
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mittels vorrangig an der Oberfläche unter Bildung von Sulfaten· Diese oberflächliche Umwandlung kann eine Protektion des Inneren des Absorptionsmittel verursachen. Bei einer Aufbereitung durch Mahlung werden diese Oberflächenschichten entfernt und die Körner des Peststoffee werden für die Absorption aktiviert· Der Ausdruck Aufbereitung durch Mahlung umfaßt In diesem Sinne auch einen Mahlvorgang Korn an Korn, wie er beispielsweise in Rüttelanlagen eintritt. Insbesondere liegt es im lahmen der Erfindung, die durch Mahlung aufzubereitenden Feststoffe dem Brennstoff Kohle vor einer Kohlenmahlanlage beizumischen, wobei bei der Mahlung einerseits eine Mahlung des Brennstoffes und gleichzeitig eine Aufbereitung der Feststoffe zum Zwecke der Erhöhung ihrer Aktivität als Absorptionsmittel und außerdem die erforderliche Durchmischung erreicht werden« Es versteht sich, daß eine besonders weitreichende Verbesserung der Aktivität der als Absorptionsmittel eingesetzten Feststoffe erreicht wird, wenn einerseits die beschriebene chemische Aufbereitung mit Wasser und/oder lasserdampf und andererseits eine mechanische Aufbereitung durch einen MahlVorgang kombiniert werden·
Die erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin zu sehen, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Verbrauch an Absorptionsmittel beachtlich reduziert ist· Gleichzeitig wird der Wirkungsgrad der Schadstoffentfernung verbessert· Es versteht sich, daß im Rahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens aus den Rauchgasen von Kesselfeuerungen nicht
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nur Schwefeldioxid» sondern auch andere Stoffe entfernt werden, wie beispielsweise Fluor und Chlor und deren Verbindungen* Auch insoweit wirken sich die erfindungsgemäßen MaB?- nahmeri vorteilhaft aus«
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Ausführung.sbeisp iel
Die Erfindung ist im folgenden anhand von drei Ausf.ührungs*- beispielen näher beschrieben?
Zur trockenen Entschwefelung der Rauchgase werden dem Brennstoff eine Elektrofilterasche (Absorptionsmittel 1), eine aufgemahlene Elektrofilterasche (Absorptionsmittel 2) und eine gemahlene und mit Wasser versetzte Elektrofilterasche (Absorptionsmittel 3) zugesetzt. Die Ergebnisse sind in der tabelle dargestellt*
Der Wiedereinsatz der nach der trockenen Entschwefelung abgeschiedenen Feststoffe als Absorptionsmittel führt zu einem
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Entschwefelungsgrad von 53,6 %, Die Absorptionseigenschaf" ten der Filterasche werden bereits bei 2 tigern Zusatz zum Brennstoff um ca. 12 % durch eine Mahlungs um ca» 20 % durch Kombination von Mahlung und Behandlung mit Wasser, gesteigert· Hierdurch wird die Ausnutzung des jungfräulichen AbaorptiohsmittelB erheblich gesteigert.
'- ..- " Rauchga mg/sr szusamme G02 VoI.^ asetzung °2 Entschwe- felungs- gräd %
ohne Absorptionsmittel 7120 14,8 5,0
Absorptionsmittel 1: 2 % Ga-Zusatz zum Brennstoff - . · . . 3260 14,6 5,2 53,6
ohne Absorptionsmittel ' / 74iO 14,0 · '.; -
Absorptionsmittel 2: 2 % Oa-Zusätz zum Brennstoff 29^0 14,1 M-. :: ' 60,5
ohne Absorptionsmittel t290 13,8 6,0 .' -.·.-. . ''' "·
Absorptionsmittel 3' 2 % Ga-Zusaiz zum Brennstoff 2655 14V2 5,6 64^6

Claims (8)

    ' . AP B Ol D/254 192/0 20,12#1983 AP B 01 D, 62 885/11 Erfindungsanspruch \
  1. .1# Verfahren zur trockenen Entfernung von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus den Rauchgasen von Kesselfeuerung gen> insbesondere Kraftwerkskesselfeuerungen,
    wobei dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen ein feinkörniges Absorptionsmittel beigegeben wird, welches mit den Schadstoffen reagiert,
    und Wobei danach feinkernige Feststoffe aus den Rauchgasen roit Hilfe eines Feststoffabscheiders abgeschieden werden, gekennzeichnet dadurch, daß die abgeschiedenen Feststoffe ganz oder teilweise dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen wieder beigegeben werden,
  2. 2> Verfahren nach Punkt 1» gekennzeichnet dadurch, daß die abgeschiedenen Feststoffe dem feinkörnigen Absorptions« mittel beigemischt werden,
  3. 3· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die abgeschiedenen Feststoffe (ohne Beimischung von gleichsam jungfräulichem Absorptionsmittel) als Absorptionsmittel dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen beigegeben werden*
  4. 4* Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 3| gekennzeichnet dadurch, daß die abgeschiedenen Feststoffe durch Behänd» lung mit Wasser und/oder mit Wasserdampf aufbereitet und danach dem Brennstoff oder den Rauchgasen beigegeben werden,
  5. 5, Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 3Ϊ, gekennzeichnet !
    20,12^1983
    AP B 01 D/254 192/0
    ' : ;, :' ' 62 885/il .. · .·" .' '
    dadurchi» daß die abgeschiedenen Feststoffe durch Mahlen v aufbereitet und danach dem Brennstoff und/oder den Rauch·» gasen wieder beigegeben werden,»
  6. 6* Verfahren nach einem der Punkte 1 bis SQgekennzeichnet dadurch» daß die abgeschiedenen Feststoffe zumindest ein-» mal dem Absorptionsmittel beigegeben Werden oder als Absorptionsmittel eingesetzt werden*
  7. 7* Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 5# gekennzeichnet dadurch, daß ©in Teil der abgeschiedenen Feststoffe, geger benenfalls nach Aufbereitung* kontinuierlich im Kreislauf geführt und der Rest durch jungfräuliches Absorptionsinittel ; ersetzt wird« \ . '..-..".' ., . ; ." · :. :; .... . ':. .. ;-'·
  8. 8» Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 7 in der Ausführungs« form·, bei der das Absorptionsmittel in die Rauchgase eingebracht wird, gekennzeichnet dadurch* daß die^abgeschieden nen Feststoffe, gegebenenfalls mit dem jungfräulichen Ab« sorptionsmittel, bei einer Temperatur von 100 bis 1100 0C, vorzugsweise bei einer Temperatur von 100 bis 700 oCt in die Rauchgase eingebracht werden»
DD83254192A 1982-08-28 1983-08-24 Verfahren zur trockenen entfernung von schwefeldioxid und anderen schadstoffen aus rauchgasen DD215244A5 (de)

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