DE3308927A1 - Verfahren zur bindung von in rauchgasen enthaltenen gasfoermigen schadstoffen - Google Patents
Verfahren zur bindung von in rauchgasen enthaltenen gasfoermigen schadstoffenInfo
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Description
- "Verfahren zur Bindung von in Rauchgasen ent-
- haltenen gasförmigen Schadstoffen" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bindung von in Rauchgasen aus einer Verbrennung von fossilen, mineralstoffhaltigen Brennstoffen, insbesondere Braunkohle und Steinkohle, enthaltenen gasförmigen Schadstoffen, wie Schwefeloxide,FluOr und Chlorverbindungen.
- Bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen, insbesondere Braunkohle und Steinkohle, entstehen Rauchgase, die Schadstoffe, wie z. B. Schwefeloxide,Fluor-und Auenhalten. Diese Schadstoffe belasten die ruft, so daß versucht worden ist, diese Schadstoffe durch Zugabe von Additiven in die Rauchgase einzubiden, damit sie ihre umweltbelastende Wirkung verlieren. Die Reaktionsfähigkeit der den Rauchgasen zugegebenen Additive ist abhängig von der Temperatur, so daß für den Hoch-, Mittel- und Niedertemperaturbereich jeweils besondere Additive erforderlich sind, um das Reaktionsoptimum zu erzielen. Die Temperaturabhängigkeit in Bezug auf das Reaktionsvermögen legt seinerseits wiederum den Eingabeort für die Additive fest.
- Aufgrund der Kenntnis dieser physikalischen und chemischen Gegebenheiten sind daher auch die verschiedenen bekannten Verfahren in ihrer Verfahrensführung gehalten.
- So können z. B. bei Einsatz von Additiven, die ihr Reaktionsoptimum im Hochtemperaturbereich haben, die Additive dem Brennstoff vor der Verbrennung zugegeben werden.
- Im Mittel- und Niedertemperaturbereich optimal reagierende Additive werden außerhalb des Feuerraumbereiches den Rauchgasen zugemischt.
- Der Einsatz von Additiven, die z. B. Schwefeloxid, Fluord Chl verbigduRgen ist relativ teuer, so daß die Behandlung ausschließlich mit Additiven wirschaftlich ungünstig ist.
- Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bei einer Verbrennung fossiler Brennstoffe, insbesondere Braunkohle und Steinkohle, entstehenden Flugaschen für die Bindung von im Rauchgas befindlichen gasförmigen Schadstoffen, wie z. B. Schwefeloxid, Fluor und Chlorver auch unter Einbeziehung von diese Schadstoffe einbindenden Additiven, wie Kalk, Magnesium, Kalkstein, auszunutzen. Dabei werden die in der Flugasche enthaltenen Mineralstoffe der vorgenannten Art für die Bindung der Schwefelstoffe mit ausgenutzt.
- Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung ein Verfahren vorgeschlagen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die Flugasche mit in ihr enthaltenen Mineralstoffen, wie z. B. Kalziumoxid und/oder Magnesiumoxid, nach Abscheidung in einem Filter in trockener und/oder suspendierter Form, gegebenenfalls unter Zugabe von Additiven, wie z. B. Kalk, Mangesiumoxid, Kalkstein, den aus der Feuerung kommenden Rauchgasen, vorzugsweise Rauchgasen des mittleren (3000 C bis 5ovo0 C) bzw. niederen (800 C bis 3ovo0 C) Temperaturbereichs, wieder zugemischt werden.
- Da die in der Flugasche enthaltenen Mineralstoffe in der Regel im mittleren bzw. niederen Temperaturdreich ihr Reaktionsoptimum entwickeln, ist das Verfahren auf diese Temperaturbereic#beschränkt. Es können bei Einsatz von in die Rauchgase rückgeführter Flugasche zur Erhöhung des Einbindegrades der Schadstoffe zusätzlich Additive eingesetzt werden, die entweder zusammen mit der Flugasche als Gemisch oder aber von der Flugasche getrennt an verschiedenen Orten in den vorgenannten Temperaturbereichen dem Rauchgas zugegeben werden.
- Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Dampferzeuger mit einer Braunkohle- bzw. Steinkohlefeuerung liegen die Zugabeorte für die Flugasche bzw.
- die Flugasche und das Additiv im Bereich zwischen Kesselheizflächenende und Eintritt Luftvorwärmer oder im Bereich nach Luftvorwärmer, aber vor Eingang Filter.
- Die vorgenannten Streckenabschnitte gewährleisten die Temperaturbereiche, in denen sowohl die in der Flugasche befindlichen Mineralstoffe als auch die Additive ihr Reaktionsoptimum entwickeln. Die Zugabe der Flugasche bzw. F#ugasche und Additive kann, was die spezielle Verfahrenführung der Eingabe in das Rauchgas angeht, erfindungsgemäß im Kreuz-, Gegen- oder Gleichstrom erfolgen, wobei die Zugabe vorzugsweise über eine Eindüsung erfolgt.
- Die Zugabe der Additive kann in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere was den Ort der Zugabe angeht, an verschiedenen Stellen erfolgen, wobei diese Stellen entweder nur im Mittel- oder nur im Niedertemperaturbereich oder aber auch in beiden Bereichen liegen können. Die Wahl verschiedener Eingabeorte in dem einen oder anderen oder in beiden Temperaturbereichen hängt davon ab, wie stark die Einbindung der Schadstoffe in die Mineralstoffe der Flugasche bzw. Flugasche und Additive erfolgt.
- Mitunter kann zur Beeinflussung der Einbindung der in den Rauchgasen enthaltenen Schadstoffe die Konsistenz der Flugasche bzw. Flugasche und Additive während der Eingabe in die Rauchgase sein. Das erfindunsgemäße Verfahren sieht daher gemäß einer bevorzugten usführungsform vor, daß im mittleren Temperaturbereich Flugasche bzw.
- Flugasche und Additive in suspendierter Form und im Niedertemperaturbereich Flugasche bzw. Flugasche und Additive in trockener Form den Rauchgasen beigemischt werden.
- Neben dem Zugabeort und der Art der Einbringung der Flugasche bzw. der Flugasche und der Additive in die Rauchgase ist ferner deren Menge entscheidend Gemäß der Er findung wird daher vorgeschlagen, daß die den Rauchgasen zugegebene Menge an Flugasche bzw. Flugasche und Additi ven in Abhängigkeit von den gemessenen gasförmigen Rest schadstoffen in den Rauchgasen vor Eintritt Schornstein gewählt wird.
- Eng mit der den Rauchgasen zugegebenen Menge an Flugasche bzw. Flugasche und Additiven verbunden ist die Tatsache, daß bei einmaligem Umlauf der Flugasche bzw. Flugasche und Additive ihr Einbindevermögen an Schadstoffen noch nicht voll ausgeschöpft ist. Die Erfindung sieht daher weiter vor, daß die Flugasche bzw. Flugasche und Additiv mehrmals dem Rauchgas zugegeben werden. Dies setzt natürlich voraus, daß an einer bestimmten Stelle des Rauchgasstromes die Flugasche bzw. Flugasche und das Additiv abgeschieden und in den Prozeß wieder zurückgeführt werden.
- Um eine intensive Durchmischung der Flugasche bzw.
- Flugasche und Additive mit den Rauchgasen und eine damit verbundene Optimierung der Einbindung der Schadstoffe an diese Mittel zu gewährleisten, wird weiter vorne schlagen, daß im mittleren und niederen Temperaturbereich nach dem Zugabeort für die Flugasche bzw.
- Flugasche und Additive eine Vorrichtung zur intensiven Durchmischung der Rauchgase mit Flugasche bzw. Flugasche und Additiv vorgesehen wird.
- Da in dieser Mischstrecke die überwiegende Einbindung der Schadstoffe an die den Rauchgasen zugegebenen Mittel erfolgt, kann in weiterer Ausgestaltung der Erfindung am Ende der Vorrichtung zur intensiven Durchmischung bereits eine Vorabscheidung der Flugasche bzw.
- Flugasche und Additiv erfolgen.
- Wie oben bereits erwähnt, ist die Beladefähigkeit der Flugasche bzw. Flugasche und Additiv nach einmaligem Umlauf noch nicht erschöpft. Aus diesem Grund kann, wie bereits oben vorgeschlagen, ein mehrmaliger Umlauf erfolgen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch in seiner weiteren Ausgestaltung so geführt werden, daß die Flugasche bzw. Flugasche und Additiv aus den verschiedenen Abscheidesystemen mengenmäßig entsprechend ihrer Beladefähigkeit gemischt und den verschiedenen Zugabeorten ganz oder teilweise wieder zugeführt bzw.
- entnommen werden.
- Die Vorteile, die mit dem Verfahren nach der Erfindung erreicht werden, bestehen darin, daß durch die Ausnutzung der in der Flugasche enthaltenen Mineralstoffe zur Einbindung der in den Rauchgasen enthaltenen Schadstoffe, wie z. B. Schwefeloxide, Fluor und Chl ChlorV,e behandlungsverfahren in Bezug auf Einbindung dieser Schadstoffe wirtschaftlicher gestaltet werden kann.Darüber hinaus ist durch den zusätzlichen Einsatz der bekannten klassischen Additive in Verbindung mit der Flugasche die Einbindung der Schadstoffe nahezu optimal. Unterstützt wird die optimale Einbindung der Schadstoffe in den Rauchgasen durch die Flugasche bzw. Flugasche und Additive noch dadurch, daß an verschiedenen Orten des Mittel- und/oder Niedertemperaturbereiches, d. h.
- durch eine in Strömungsrichtung der Rauchgase gesehen gestufte Zugabe, das Einwirken der die Einbindung auslösenden Mittel erhöht wird und diese wiederum durch die Konsistenz der Flugasche bzw. Flugasche und Additive, nämlich in suspendierter und/oder trockener Form, weiter positiv beeinflußt werden kann.
- Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Figuren ist das Verfahren gemäß der Erfindung an Ausführungsbeispielen nachfolgend beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein Schema eines braunkohlegefeuerten Dampferzeugers, bei dem ausschließlich Flugasche für die Schadstoffeinbindung im Mitteltemperaturbereich verwendet wird, Fig. 2 das Schema der Fig. 1, bei dem Flugasche und Additive für die Schadstoffeinbindung im Niedertemperaturbereich verwendet werden, Fig. 3 das Schema der Fig. 1, bei dem Flugasche und Additiv in suspendierter Form im Mitteltemperaturbereich und Flugasche und Additiv in trockener Form im Niedertemperaturbereich verwendet werden.
- Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, wird den Rauchgasen aus der Braunkohlefeuerung 1 des Dampferzeugers 2 unmittelbar hinter der letzten Heizfläche Flugasche zugegeben.
- Die Flugasche entstammt einem Vorabscheider 3 und einem Hauptabscheider 4. Uber die Leitungen 5, 6 und 7 erfolgt der Transport der Flugasche. In den Rauchgasweg des Dampferzeugers 2 ist hinter der letzten Heizfläche eine Flugaschezugabevorrichtung 8 eingebaut, die eine erste gleichmäßige Verteilung der Flugasche im Rauchgas vorffl nimmt. Stromabwärts ist eine weitere Mischeinrichtung 9 vorgesehen, in der neben der Fortsetzung der Durchmischung der wesentliche Anteil der Schadstoffeinbindung erfolgt.
- Die nicht für den SchadstoffeinbindungsProzeß erforderliche Flugasche wird über die Leitung lo aus dem Vorabscheider 3 abgezogen. Um eine ausreichende Menge an Flugasche für die Schadstoffeinbindung in den Bereichen 8, 9 zur Verfügung zu haben, wird bei 11 die noch im Rauchgas enthaltene Schadstoffmenge gemessen und über diesen Meßwert die Menge der zugegebenen Flugasche zu den Rauchgasen bei 8 gesteuert.
- Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 erfolgt eine Zugabe von Flugasche und Additiv, und zwar hinter dem Luftvorwärmer 12 über eine Vorrichtung Ba. Die intensive Mischung zwischen Flugasche und Flugasche und Additiv mit gleichzeitiger weitgehender Schadstoffeinbindung erfolgt in der stromabwärts eingebauten Mischeinrichtung 9a. Die Aufbereitung von Flugasche und Additiv erfolgt in einem Mischer 14. Dabei werdeaas Additiv über die Leitung 13 und Flugasche über die Leitung 7a gefördert. Die Steuerung der bei 8a eingegebenen Menge an Flugasche und Additiv wird wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 durch eine Schadstoffmessung des Rauchgases bei lla vollzogen.
- Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 werden zur Einbindung der Schadstoffe in den Rauchgasen Flugasche und Additiv in suspendierter und in trockener Form zugegeben.
- Dabei erfolgt die Zugabe von Flugasche und Additiv in suspendierter Form bei Bb mit anschließender Vorrichtung 9b zur intensiven Durchmischung mit den Rauchgasen und die Zugabe von Flugaschqund Additiv in trockener Form bei 8c mit anschließender Mischeinrichtung 9c. Die suspendierte Flugasche und Additiv werden in einem Mischer 15 erzeugt, wobei Flugasche über die Leitung 7b, Additiv über die Leitung 13a und Wasser über die Leitung 16 zugeführt werden. Aus dem Mischer 15 wird die Suspension über die Leitung 17 mit Pumpe 18 der Eingabestelle 8b zugeführt. Dieser Zugabeort ist durch einen Mitteltemperaturbereich gekennzeichnet. Der Zugabeort für die Flugasche und Additiv in trockener Form liegt bei 8 c und ist durch einen Nieder temperaturbereich gekennzeichnet. Die Zugabeart erfolgt in gleicher Weise wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2. Der Austrag von Flugasche aus dem Vorabscheider 3b geschieht über die Leitung lob. Die Menge der an den verschiedenen Zugabeorten 8b und 8c den Rauchgasen beigemischten Mittel -Flugasche und Additiv in suspendierter Form bzw. Flugasche und Additiv in trockener Form- wird wie bei den in den Fig. 1 und 2 beschriebenen Verfahren über den in den Rauchgasen bei llb gemessenen Schadstoffanteil gesteuert.
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Claims (9)
- Patentansprüche Verfahren zur Bindung von in Rauchgasen aus einer Verbrennung von fossilen, mineralstoffhaltigen Brennstoffen, insbesondere Braunkohle und Steinkohle, enthaltenen gasförmigen Schadstoffen, wie Schwefeloxide, Fluor und Chlor, verbindung d a d u r chge k e n n -z e i c h n e t , daß die Flugasche mit in ihr enthaltvènen Mineralstoffen, wie z. B. Kalziumoxid und/ oder Magnesiumoxid, nach Abscheidung in einem Filter in trockener und/oder suspendierter Form, gegebenenfalls unter Zugabe von Additiven, wie z. B. Kalk, Magnesiumoxid, Kalkstein, den aus der Feuerung kommenden Rauchgasen, vorzugsweise Rauchgasen des mittleren (3000 C bis5oo0 C) bzw. niederen (80° C bis 0 3000 C) Temperaturbereic#,wieder zugemischt werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1 in Anwendung auf Dampferzeuger mit einer Braunkohle- bzw. Steinkohlefeuerung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Flugasche bzw. Flugasche und Additive im Bereich zwischen Kesselheizflächenende und Eintritt Luftvorwärmer oder im Bereich nach Luftvorwärmer, aber vor Eingang Filter dem Rauchgas zugegeben wird.
- 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Flugasche bzw. Flugasche und Additive im Kreuz-Gegen- oder Gleichstrom- in die Rauchgase eingedüst werden.
- 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2 und 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Flugasche bzw. Flugasche und Additive den Rauchgasen an verschiedenen Stellen zwischen Mittel- und Niedertemperaturbereich zugegeben werden.
- 5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß vorzugsweise im mittleren Temperaturbereich Flugasche bzw. Flugasche und Additive in suspendierter Form und im Niedertemperaturbereich Flugasche bzw. Flugasche und Additive in trockener Form den Rauchgasen beigemischt werden.
- 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die den Rauchgasen zugegebene Menge an Flugasche bzw. Flugasche und Additiven in Abhängigkeit von den gemessenen gasförmigen Restschadstoffen in den Rauchgasen vor Eintritt Schornstein gewählt wird.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Flugasche bzw. Flugasche und Additiv ein oder mehrmals dem Rauchgas zugegeben werden.
- 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß im mittleren und niederen Temperaturbereich nach dem Zugabeort für die Flugasche bzw. Flugasche und Additive eine Vorrichtung zur intensiven Durchmischung der Rauchgase mit Flugasche bzw. Flugasche und Additiv vorgesehen wird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß am Ende der Vorrichtung zur intensiven Durchmischung der Rauchgase mit Flugasche bzw. Flugasche und Additiv eine Vorabscheidung der Flugasche bzw. Flugasche und Additiv erfolgt.lo. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Flugasche bzw. Flugasche und Additiv aus den verschiedenen Abscheidesystemen mengenmäßig entsprechend ihrer Beladefähigkeit gemischt und den verschiedenen Zugabeorten ganz oder teilweise wieder zugeführt bzw.entnommen werden.
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