DE4002434A1

DE4002434A1 - Verfahren und vorrichtung zur entstickung und entschwefelung von heissen abgasen, insbesondere aus feuerungen

Info

Publication number: DE4002434A1
Application number: DE4002434A
Authority: DE
Inventors: Paul Dr Ing Paikert; Clemens Dipl Ing Ruff; Ludwig Dipl Ing Suhr
Original assignee: GEA Luftkuehler GmbH
Current assignee: GEA Luftkuehler GmbH
Priority date: 1990-01-27
Filing date: 1990-01-27
Publication date: 1991-08-01
Also published as: ITRM910062A1; YU12491A; RU2035980C1; IT1244644B; CN1054199A; US5094826A; ATA13291A; ITRM910062A0; AT399296B; JPH04341320A

Description

Die Erfindung betrifft einerseits ein Verfahren zur Ent stickung und Entschwefelung von heißen Abgasen, insbesondere aus Feuerungen, gemäß den Merkmalen im Oberbegriff der An sprüche 1 und 2. Andererseits richtet sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Entstickung und Entschwefelung von heißen Abgasen, insbesondere aus Feuerungen, gemäß den Merk malen im Oberbegriff des Anspruchs 3.

Große Kohlekraftwerke werden heute fast ausschließlich mit Abgas-Entschwefelungsanlagen betrieben. Dabei wird beim Verbrennungsprozeß der aus der Kohle stammende Schwefel in Schwefeldioxid SO₂ überführt. Das Schwefeldioxid wird in der Entschwefelungsanlage aus dem Abgas entfernt, damit es nicht in die Atmosphäre gelangt. Dort kann es nämlich unter dem Einfluß von Sonnenlicht und Langzeitwirkung zu SO₃ oxidie ren. Das SO₃ reagiert wiederum mit dem Wasserdampf der Atmo sphäre zu Schwefelsäure H₂SO₄ und ist somit für die Säure schäden in der Umwelt (Stichwort: Waldschäden) in starkem Maße mitverantwortlich.

Neben SO₂ entsteht beim Verbrennungsprozeß in sehr geringem Maße direkt SO₃, das sich bereits innerhalb der Verbrennungs anlage mit Wasserdampf zu H₂SO₄ verbindet, zusammen mit dem Abgas den gesamten Prozeß durchläuft und dann in die Umwelt gelangt.

Während SO₂ in der Entschwefelungsanlage in hohem Maße (meist über 90%) abgeschieden wird, ist die Abscheidelei stung für SO₃ bzw. dampfförmiges H₂SO₄ erheblich schlechter. Sie liegt meist unter 50%.

Die Entschwefelung erfolgt in den meisten Fällen durch Be sprühen oder Beregnen des SO₂-haltigen Abgases mit Kalkmilch oder ähnliche Absorbentien enthaltenden Waschlösungen.

Obwohl die sehr kleinen gas- oder dampfförmigen Moleküle SO₃ bzw. H₂SO₄ in starkem Maße die Entschwefelungsanlage ungehindert passieren, ist die Auswirkung für die Umgebung dennoch gering, da es sich nur um geringe Mengen handelt, die im normalen Verbrennungsprozeß freiwerden.

In neuerer Zeit werden Abgase (Rohgase) aus Feuerungen aber nicht nur entschwefelt, sondern zusätzlich entstickt. Das heißt, es wird das im Abgas enthaltene und aus der Verbren nung stammende Stickoxid (NO_x) ebenfalls entfernt. Es hat sich nämlich gezeigt, daß NO_x in der Atmosphäre unter Ein wirkung des Sonnenlichts zu Säuren umgeformt wird und folg lich mit für die Umweltschäden verantwortlich ist.

Bei der Entstickung wird dem Abgas Ammoniak (NH₃) zugeführt, welches in einem Katalysator das Stickoxid in molekularen Stickstoff N₂ und Wasserdampf H₂O überführt.

Da für diese katalytische Reaktion wesentlich höhere Tempe raturen erforderlich sind als bei der Entschwefelung, wird der Entstickungsprozeß häufig vor der Entschwefelung durch geführt. Dabei kommt das zu reinigende Abgas mit der erfor derlichen hohen Temperatur von ca. 350°C direkt aus dem Kessel bzw. der Feuerungsanlage und wird nach der Entstickung bei nahezu gleichbleibender Temperatur direkt einer Wärme nutzungsanlage zugeführt.

Eine Wärmenutzungsanlage zwischen der Entstickungs- und der Entschwefelungsanlage ist auch deshalb erforderlich, weil die Entschwefelungsanlage Abgastemperaturen deutlich unter 100°C für den Waschprozeß verlangt.

Als Wärmenutzungsanlage dient häufig ein rotierender Massen speicher, der die Wärmeenergie dem die Hohlräume des Massen speichers durchströmenden Abgas entnimmt, speichert und zu einem späteren Zeitpunkt an den gleichen oder einen ande ren Gasstrom, insbesondere aber an das aus der Entschwefe lungsanlage tretende Reingas, wieder abgibt.

Das heiße Abgas kühlt sich hierbei ab, während sich der mit dem Abgas in Kontakt befindliche Bereich des Massen speichers erwärmt. Hingegen wird das kalte Reingas erwärmt, wobei sich der mit dem Reingas in wärmeaustauschendem Kon takt befindliche Bereich des Massenspeichers abkühlt. Ein solcher rotierender Massenspeicher wird im allgemeinen Rege nerator genannt und wegen seiner Aufgabe, den kalten Gas strom später wieder aufzuwärmen, auch als Gasvorwärmer be zeichnet mit der Zusammenziehung zum Fachausdruck REGAVO (Regenerator-Gas-Vorwärmer).

Da das zu entschwefelnde Abgas vor der Entschwefelungsanlage abgekühlt und das Reingas nach der Entschwefelungsanlage wieder aufgewärmt werden muß, damit es im Kamin nicht zu Feuchtigkeitsschäden kommt, liegt es nahe, für diesen Zweck den REGAVO zu nutzen, d. h. zur Abkühlung des Abgases vor der Entschwefelungsanlage und zur Aufwärmung des Reingases nach der Entschwefelungsanlage.

Nach der Inbetriebnahme der ersten Entstickungsanlagen, die einer Entschwefelungsanlage vorgeschaltet wurden, stellte sich aber heraus, daß nunmehr erheblich mehr SO₃ im Abgas enthalten war, das mit dem Wasserdampf des Abgases zu Schwe felsäure reagierte. Dieser wesentlich größere Anteil von Schwefelsäure im Abgas führte zu einem relativ hohen Schwe felsäuretaupunkt und damit zu einem Ausfallen flüssiger Schwefelsäure bei der Abkühlung des Abgases im REGAVO vor der Entschwefelungsanlage. Die Folge waren starke Korrosionen am REGAVO durch die ausgefallene flüssige Schwefelsäure und gleichzeitig eine Verschmutzung des aus der Entschwefe lungsanlage tretenden sauberen Reingases beim Durchgang durch den REGAVO aufgrund von Korrosionspartikeln aus der Speichermasse.

Nähere Untersuchungen haben gezeigt, daß der erhöhte SO₃- Anteil im Abgas auf die katalytische Wirkung des NO_x-Kataly sators zurückzuführen ist, wo ein Teil des SO₂-Gases kataly tisch in SO₃ umgewandelt wird.

Abgesehen von den erheblichen Korrosionsschäden am REGAVO durch die hohe Schwefelsäurebelastung durchläuft darüber hinaus ein erhöhter Anteil an Schwefelsäure die Entschwefe lungsanlage. Dieser Anteil gelangt in den Kamin und damit in die Atmosphäre. Ein weiterer Anteil der am REGAVO ausgefal lenen flüssigen Schwefelsäure wird beim Wiederaufheizen des Reingases wieder verdampft und gelangt so ebenfalls direkt von der Speichermasse des REGAVO aus in den sauberen Reingasstrom und damit über den Kamin in die Atmosphäre.

Der hohe Schwefelsäuregehalt im Reingas widerspricht aber nicht nur dem vorher betriebenen Aufwand zur Reinigung des Abgases, sondern führt auch relativ schnell zu Tropfenaus fall des beim Verlassen des Kamins sich schnell abkühlenden schwefelsäurehaltigen Reingases und damit zusammen mit den Korrosionspartikeln aus dem REGAVO zu einer unmittelbaren starken Belästigung der direkten Umgebung.

Man könnte nun zwar theoretisch die SO₃-Konvertierung im Katalysator durch völlig neuartige Katalysatoren verhindern, indessen kann dies nur langfristig geschehen. Außerdem ist eine solche Entwicklung mit einem extrem hohen und nicht vorhersehbaren Aufwand verbunden.

Der Erfindung liegt ausgehend von den im Oberbegriff der Ansprüche 1, 2 und 3 beschriebenen Merkmalen das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entstickung und Entschwefelung von heißen Abgasen, insbesondere aus Feuerungen, vorzuschlagen, gemäß welchen auf einfache Weise ein erheblicher Teil der im Abgas (Rohgas) enthaltenen dampf förmigen Schwefelsäure ausgeschieden werden kann.

Eine Lösung des verfahrensmäßigen Problems besteht in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merk malen.

Dadurch, daß dem Rohgasstrom vor seinem Eintritt in die Wärmenutzungsanlage, insbesondere in einen rotierenden Mas senspeicher (REGAVO), Wärme entzogen wird, kann eine große Menge an dampfförmiger Schwefelsäure aus dem Rohgas abge schieden und folglich aus dem Prozeß entfernt werden.

Da der Schwefelsäuretaupunkt der Rohgase bei erhöhter Kon versionsrate des SO₃ im Katalysator bei etwa 130°C liegt, genügt es in vielen Fällen, die Temperatur des Rohgases um 10°C bis 20°C zu senken, um eine beträchtliche Menge der Schwefelsäure aus dem Rohgas zu entfernen und vom REGAVO fernzuhalten.

Je tiefer die Temperatur jedoch ist, um so größer ist die abscheidbare Schwefelsäuremenge. Man wird aber aus ökonomi schen Gründen versuchen, die dem Rohgas entzogene Wärmemenge im Prozeß zu belassen und dem Reingas nach der Entschwefe lung wieder zuzuführen. Hierdurch verhindert man gleichzei tig, daß dieser Anteil der Wärmezufuhr vom REGAVO durchge führt werden muß, dessen evtl. säurenasse Masse einen Teil der Schwefelsäure wieder verdampft.

Eine weitere Lösung des der Erfindung zugrundeliegenden verfahrensmäßigen Problems wird in den Merkmalen des An spruchs 2 gesehen. Bei dieser Lösung wird die gesamte auf der Rohgasseite ausgekoppelte Wärme auf der Reingasseite wieder eingekoppelt, so daß keine Wärmeenergie verlorengeht. Die bei dem Wärmeentzug vor und nach dem REGAVO angefallene flüssige Schwefelsäure wird sofort abgeführt und aus dem Gesamtsystem entfernt.

Was den gegenständlichen Teil des der Erfindung zugrunde liegenden Problems anlangt, so besteht dessen Lösung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 3 aufgeführten Merk malen.

Danach wird die dem Rohgas in der vom Rohgasstrom vor dem Kontakt mit dem REGAVO beaufschlagten Kühlfalle entzogene Wärme dem aus der Entschwefelungsanlage tretenden Reingas strom in einem Aufwärmteil wieder zugegeben. Das Vorschalten einer Kühlfalle vor dem REGAVO verhindert Schäden an dem REGAVO, da in der Kühlfalle ein großer Teil der dampfförmi gen Schwefelsäure ausgefällt wird. Gleichzeitig wird ein Aufwärmteil hinzugeschaltet, welcher die Wiederverdampfung von bereits an dem REGAVO abgeschiedenen Schwefelsäuretröpf chen verhindert. Wesentlich hierbei ist, daß insbesondere die in Strömungsrichtung des Rohgases vor dem REGAVO in den Rohgasstrom eingegliederte Kühlfalle das Rohgas nur mäßig runterkühlt, aber stark entfeuchtet. Der Begriff "Ent feuchten" steht hier vereinfacht für den Entzug von dampf förmiger oder auch flüssiger Schwefelsäure. Die Oberfläche der Kühlfalle wird im Rahmen der Erfindung möglichst kalt gehalten und aus einem Material gebildet, das den korrosiven Angriffen der Schwefelsäure widersteht.

Da der Schwefelsäuretaupunkt von aus Feuerungen tretenden Abgasen bei erhöhter Konversionsrate des SO₃ im Katalysator im Bereich von etwa 130°C liegt, genügt es in vielen Fällen bereits, die Wandtemperatur der Kühlfalle zwischen 100°C und 120°C zu halten, um eine beträchtliche Menge der Schwe felsäure aus dem Rohgas zu entfernen und von dem REGAVO fernzuhalten. Angestrebt wird aber eine möglichst tiefe Wandtemperatur, da hierbei die größte Menge an Schwefelsäure abgeschieden werden kann. Andererseits sollte jedoch ange strebt werden, die in der Kühlfalle vor dem REGAVO entzogene Wärmemenge im Prozeß zu belassen und dem Reingasstrom nach der Entschwefelungsanlage wieder zuzuführen. Hiermit ist der Vorteil verbunden, daß man verhindert, daß dieser Anteil der Wärmezufuhr von dem REGAVO durchgeführt werden muß, dessen evtl. säurenasse Masse einen Teil dieser Schwefelsäure wie der verdampft.

Eine vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in den Merkmalen des Anspruchs 4. Danach ist lediglich eine Kühlfalle in Strömungsrichtung des Roh gases vor dem REGAVO in den Rohgasstrom eingegliedert und fluidleitend mit einem Aufwärmteil verbunden, der in Strö mungsrichtung des Reingases ebenfalls vor dem REGAVO in den Reingasstrom eingegliedert ist. Die im Rohgasstrom ange ordnete Kühlfalle sollte hierbei verstärkt ausgebildet sein. Sie gibt dann ihre aufgenommene Wärmeenergie an das Reingas mit der kältesten Temperatur ab und erwärmt dieses von etwa 50°C auf 70°C. Die Temperaturen liegen bei diesem Ausfüh rungsbeispiel zwischen etwa 105°C für den in den Reingas strom eingegliederten Aufwärmteil und bei etwa 85°C für die in den Rohgasstrom eingegliederte Kühlfalle. Diese Tem peratur wird vom kalten Reingasstrom bestimmt.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform kennzeichnet sich in den Merkmalen des Anspruchs 5. Hierbei schwanken bei gleichem Wirkungsgrad der Gesamtanlage die Massentemperatu ren des REGAVO nur noch zwischen 75°C in dem Wärme auf nehmenden Bereich und 115°C in dem Wärme abgebenden Bereich. Bei dieser Anordnung wird die gesamte ausgekoppelte Wärme in den beiden in den Rohgasstrom vor und hinter dem REGAVO eingegliederten Kühlfallen auf der Reingasseite wieder ein gekoppelt. Die Wärmeenergie geht somit nicht verloren. Die Oberflächentemperaturen der miteinander fluidleitend verbun denen Kühlfallen und Aufwärmteile vor und hinter dem REGAVO liegen bei diesem Ausführungsbeispiel zwischen 115°C und 125°C vor dem REGAVO bzw. 65°C und 75°C hinter dem REGAVO.

Nach Anspruch 6 haben die Kühlfallen und Aufwärmteile die selbe Größe.

Anspruch 7 sieht eine Ausführungsform vor, bei welcher die Kühlfalle kleiner als der in den Reingasstrom eingegliederte Aufwärmteil ausgelegt ist.

Im Anspruch 8 ist ebenfalls eine Ausführungsform beschrie ben, die unterschiedliche Größen für die Kühlfallen und Aufwärmteile vorsieht. Dabei ist die in Strömungsrichtung des Rohgases vor dem REGAVO in den Rohgasstrom eingeglieder te Kühlfalle kleiner als der in Strömungsrichtung des Rein gases hinter dem REGAVO in den Reingasstrom eingegliederte Aufwärmteil bemessen, während die in den Rohgasstrom hinter dem REGAVO eingegliederte Kühlfalle größer als der Aufwärm teil im Reingasstrom vor dem REGAVO bemessen ist, und zwar mit umgekehrt proportionalen Aufwärmteilen. Die unterschied lich große Ausbildung zwischen Kühlfallen und Aufwärmteilen, die jedoch miteinander in Wärmeübernahmekontakt stehen, führt zu einer gewünschten Beeinflussung der Kühlfallentem peratur. Die kleine Kühlfalle vor dem REGAVO verbunden mit dem großem Aufwärmteil im Reingasstrom hinter dem REGAVO führt zu einer Senkung der Kühlfallentemperatur vor dem REGAVO und einer Erhöhung hinter dem REGAVO in Bezug auf gleich große Apparate für die Kühlfallen und Aufwärmteile.

Im Anspruch 9 ist eine Ausführungsform einer Kühlfallen schaltung gekennzeichnet, die eine zusätzliche externe Wär meabfuhr für die Erreichung sehr niedriger Kühlfallentempe raturen für solche Fälle aufweist, bei denen das Rohgas extrem stark von Schwefelsäure befreit werden soll. Der in Strömungsrichtung des Rohgases vor dem REGAVO in den Rohgasstrom eingegliederten normalen Kühlfalle, die das Rohgas von 140°C auf 130°C abkühlt bei einer Kühlfallen temperatur zwischen 60°C und 70°C, die aus dem kalten Reingasstrom im Bereich vor dem REGAVO bezogen wird, wobei sich dieser Reingasstrom von 50°C auf 60°C erwärmt, ist eine weitere Kühlfalle noch vor dem REGAVO nachgeschaltet, die mit einer externen Kühlung verbunden ist. Diese weitere Kühlfalle kühlt das Rohgas von etwa 130°C auf 125°C, wobei jedoch die Kühlfallentemperatur zwischen 25°C und 27°C liegt, die aus der externen Kühlung bezogen wird.

Der damit verbundene Wärmeentzug aus dem Gesamtsystem ist aber auf Dauer nicht ökonomisch. Folglich sieht die Erfin dung die Möglichkeit der Hintereinanderschaltung mit der normalen Kühlfalle vor, so daß die externe Kühlung nur zeit weise bei besonders ungünstigen Bedingungen in Bezug auf den Säuregehalt des Rohgases erforderlich werden dürfte.

Die Kühlung kann beispielsweise Bestandteil eines Kühlturms, insbesondere eines Naßkühlturms, bilden (Anspruch 10) .

Die Merkmale des Anspruchs 11 erlauben es, die vorstehend beschriebene Ausführungsform einer Kühlfallenschaltung so wohl als reine interne Kühlfalle arbeiten zu lassen mit vollständiger Wärmeübergabe an die Aufwärmseite als auch als gemischte Schaltung mit teilweiser Rückgabe der Wärme an die Aufwärmung und teilweiser Abgabe an eine externe Kühlung, wie z. B. einen Naßkühlturm.

Die Merkmale der Ansprüche 12 und 13 erlauben aufgrund der Oberflächeneigenschaften eine besonders gute Ableitung der zähflüssigen Schwefelsäure und die Reinhaltung der Wärmeaus tauschflächen. Die stark antiadhäsierenden Eigenschaften solcher Kunststoffe führen dazu, daß nur geringe Mengen Wasser erforderlich sind, um die Oberflächen stets rein zu waschen. Oft genügt sogar der Feuchtigkeitsniederschlag aus dem Rohgas selber.

In Abhängigkeit von den örtlichen Bedingungen können gemäß den Merkmalen des Anspruchs 14 die Kühlfallen, die Aufwärm teile und die Überführungsleitungen zwischen den Kühlfallen und den Aufwärmteilen auch durch Wärmerohre gebildet sein.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im Schema eine Vorrichtung zur Entstickung und Entschwefelung von Rohgas;

Fig. 2 ein Temperaturschaubild der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 im Schema eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Entstickung und Entschwefelung von Rohgas;

Fig. 4 ein Temperaturschaubild der Vorrichtung gemäß Fig. 3;

Fig. 5 im Schema eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Entstickung und Entschwefelung von Rohgas;

Fig. 6 ein Temperaturschaubild der Vorrichtung gemäß Fig. 5;

Fig. 7 im Schema eine vierte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Entstickung und Entschwefelung von Rohgas und

Fig. 8 ein Temperaturschaubild der Vorrichtung gemäß Fig. 7.

Mit ROG ist in den Fig. 1 bis 8 ein Rohgasstrom bezeich net, der beispielsweise beim Verbrennungsprozeß in einem Kohlekraftwerk entstanden ist. Der Rohgasstrom ROG wird bei allen Vorrichtungen 1-4 der Fig. 1, 3, 5 und 7 über eine Entstickungsanlage 5 sowie den Wärme aufnehmenden Be reich 6 eines Regenerators zur Gasvorwärmung, kurz REGAVO 7 genannt, geführt. Anschließend wird der Rohgasstrom ROG in eine Entschwefelungsanlage 8 geleitet. Aus der Entschwefe lungsanlage 8 tritt dann der Reingasstrom REG aus, welcher über den Wärme abgebenden Bereich 9 des REGAVO 7 geführt, dann in den nicht näher veranschaulichten Kamin und von dort in die Umgebung geleitet wird.

Bei der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 ist zwischen die Entstickungsanlage 5 und den Wärme aufnehmenden Bereich 6 des REGAVO 7 eine Kühlfalle 10 eingegliedert, die aus Schläuchen oder Rohren besteht, die aus Polytetrafluorethylen gebildet sind. Diese in den Rohgasstrom ROG eingegliederte Kühlfalle 10 ist durch Überführungsleitungen 11 aus Poly tetrafluorethylen mit einem Aufwärmteil 12 verbunden, der in Strömungsrichtung des Reingases hinter dem REGAVO 7 in den Reingasstrom REG eingegliedert ist. Auch der Aufwärmteil 12 kann aus Schläuchen oder Rohren aus Polytetrafluorethylen bestehen.

Ferner lassen die Fig. 1 und 2 erkennen, daß eine weitere Kühlfalle 13 in Strömungsrichtung des Rohgases ROG zwischen dem Wärme aufnehmenden Bereich 6 des REGAVO 7 und der Ent schwefelungsanlage 8 angeordnet ist. Diese ebenfalls Schläu che oder Rohre aus Polytetrafluorethylen aufweisende Kühl falle 13 ist über Überführungsleitungen 11 aus Polytetra fluorethylen mit einem Aufwärmteil 14 fluidleitend verbun den, der in den Reingasstrom REG zwischen der Entschwefe lungsanlage 8 und dem Wärme abgebenden Bereich 9 des REGAVO 7 eingegliedert ist. Auch dieser Aufwärmteil 14 kann Rohre oder Schläuche aus Polytetrafluorethylen aufweisen.

Bei gemeinsamer Betrachtung zeigen die Fig. 1 und 2 darüberhinaus, daß der von der Entstickungsanlage 5 kommende Rohgasstrom ROG mit einer Temperatur von etwa 140°C die Kühlfalle 10 beaufschlagt und diese Kühlfalle 10 mit einer Temperatur von etwa 130°C verläßt. Der Rohgasstrom ROG beaufschlagt dann den REGAVO 7, wo Wärme gespeichert wird, so daß dem Rohgasstrom ROG diese Wärme entzogen wird und er den REGAVO 7 mit einer Temperatur von etwa 90°C verläßt.

Mit dieser Temperatur von 90°C beaufschlagt der Rohgasstrom ROG dann die Kühlfalle 13, in welcher er wiederum Wärme verliert, so daß er mit einer Temperatur von etwa 80°C die Kühlfalle 13 verläßt und mit dieser Temperatur in die Entschwefelungsanlage 8 eintritt.

Der Reingasstrom REG verläßt die Entschwefelungsanlage 8 mit einer Temperatur von etwa 50°C und wird in dem Aufwärmteil 14 auf etwa 60°C erwärmt, wobei er dann mit dieser Tempera tur den Wärme abgebenden Bereich 9 des REGAVO 7 durchströmt. Im REGAVO 7 wird der Reingasstrom REG auf etwa 100°C aufge heizt. Mit dieser Temperatur beaufschlagt der Reingasstrom REG den Aufwärmteil 12, wird hier auf etwa 110°C erwärmt und tritt mit dieser Temperatur in den nicht näher veran schaulichten Kamin ein.

Die Fig. 1 und 2 lassen außerdem erkennen, daß sich die Kühlfallentemperatur vor dem REGAVO 7 auf etwa 115°C und hinter dem REGAVO 7 auf etwa 65°C beläuft, während die Temperatur des Aufwärmteils 14 in Strömungsrichtung des Reingases vor dem REGAVO 7 etwa 75°C und hinter dem REGAVO 7 etwa 125°C beträgt.

Die Temperatur des REGAVO 7 bewegt sich von etwa 75°C in dem Wärme aufnehmenden Bereich 6 und etwa 115°C in dem Wärme abgebenden Bereich 9.

Durch die Anordnung der Kühlfallen 10 und 13 vor und hinter dem REGAVO 7 kann an den Kühlfallen 10, 13 eine große Menge dampfförmiger Schwefelsäure ausgefällt werden, so daß Korro sionen am REGAVO 7 vermieden werden und keine schädliche Schwefelsäure mit dem Reingasstrom REG in die Atmosphäre gelangen kann.

Bei der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 haben die Kühl fallen 10, 13 und die Aufwärmteile 12, 14 alle dieselbe Größe.

Betrachtet man demgegenüber die Vorrichtung 2 der Fig. 3 und 4, so ist sowohl die in Strömungsrichtung des Rohgases in den Rohgasstrom ROG vor dem REGAVO 7 als auch die in Strömungsrichtung des Reingases vor dem REGAVO 7 in den Reingasstrom REG eingegliederte Kühlfalle 15, 16 kleiner als die jeweils mit diesen Kühlfallen 15, 16 durch Überführungs leitungen 11 fluidleitend verbundenen Aufwärmteile 17, 18 bemessen, die in Strömungsrichtung des Rohgasstroms ROG bzw. des Reingasstroms REG hinter dem REGAVO 7 angeordnet sind.

Die unterschiedlich große Bemessung der Kühlfallen 15, 16 in Relation zu den Aufwärmteilen 17, 18 ist mit der Eigen schaft verbunden, daß die Kühlfallentemperatur gewünscht beeinflußt werden kann.

Die Kühlfallen 15, 16 und die Aufwärmteile 17, 18 sowie die Überführungsleitungen 11 können wie die entsprechenden Teile der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 ausgebildet sein.

Die Vorrichtung 3 gemäß den Fig. 5 und 6 weist eine Kühl falle 19 auf, die in Strömungsrichtung des Rohgases ROG zwischen der Entstickungsanlage 5 und dem Wärme aufnehmenden Bereich 6 des REGAVO 7 angeordnet ist.

Diese Kühlfalle 19 steht durch Überführungsleitungen 11 mit einem Aufwärmteil 20 fluidleitend in Verbindung, der in Strömungsrichtung des Reingases in den Reingasstrom REG zwischen der Entschwefelungsanlage 8 und dem Wärme abgeben den Bereich 9 des REGAVO 7 eingegliedert ist.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist sowohl die Kühlfalle 19 als auch ggf. der Aufwärmteil 20 mit Schläuchen oder Rohren aus Polytetrafluorethylen bestückt. Die Überführungs leitungen 11 zwischen der Kühlfalle 19 und dem Aufwärmteil 20 bestehen ebenfalls aus Polytetrafluorethylen. Das Wärme tauschmedium im Kreislauf Kühlfalle 19/Aufwärmteil 20 wird wie bei den voraufgehend beschriebenen Vorrichtungen 1 und 2 zweckmäßig durch Wasser gebildet.

Der von der Entstickungsanlage 5 kommende Rohgasstrom ROG beaufschlagt mit einer Temperatur von etwa 140°C die Kühl falle 19 (siehe Fig. 5 und 6). Beim Austritt aus der Kühlfalle 19 hat der Rohgasstrom ROG eine Temperatur von etwa 120°C. Diese Temperatur wird nunmehr in den Wärme aufnehmenden Bereich 6 des REGAVO 7 auf etwa 80°C redu ziert. Mit dieser Temperatur tritt der Rohgasstrom ROG in die Entschwefelungsanlage 8 ein.

Der Reingasstrom REG verläßt die Entschwefelungsanlage 8 mit einer Temperatur von etwa 50°C. Im Wärmeaustausch mit dem Aufwärmteil 20 wird der Reingasstrom REG auf etwa 70°C aufgeheizt. Mit dieser Temperatur tritt er nunmehr durch den Wärme abgebenden Bereich 9 des REGAVO 7 und erfährt eine weitere Temperaturerhöhung auf etwa 110°C. Mit dieser Tem peratur tritt der Reingasstrom REG über den nicht näher veranschaulichten Kamin in die Atmosphäre aus.

Es ist ferner aus den Fig. 5 und 6 erkennbar, daß die Temperatur des REGAVO 7 sich im Wärme aufnehmenden Bereich 6 auf etwa 75°C und in dem Wärme abgebenden Bereich 9 auf etwa 115°C beläuft.

Die Temperatur der Kühlfalle 19 bewegt sich um etwa 85°C, während die Temperatur des Aufwärmteils 20 etwa 105°C be trägt.

Die Größe der Kühlfalle 19 sowie des Aufwärmteils 20 kann identisch sein. Denkbar ist aber auch, daß, wie bei der Ausführungsform der Vorrichtung 2 gemäß den Fig. 3 und 4 die Kühlfalle 19 kleiner als der Aufwärmteil 20 ausgelegt ist.

Die Fig. 7 und 8 zeigen schließlich eine Vorrichtung 4 für eine Kühlfallenschaltung, die zunächst wieder wie die Ausführungsform der Fig. 5 und 6 eine Kühlfalle 19 im Rohgasstrom ROG zwischen der Entstickungsanlage 5 und dem Wärme aufnehmenden Bereich 6 des REGAVO 7 sowie einen damit fluidleitend verbundenen Aufwärmteil 20 im Reingasstrom REG zwischen der Entschwefelungsanlage 8 und dem Wärme abge benden Bereich 9 des REGAVO 7 aufweist. Kühlfalle 19 und Aufwärmteil 20 sind ebenfalls durch Überführungsleitungen 11 miteinander fluidleitend verbunden.

Außerdem besitzt diese Vorrichtung 4 noch eine weitere Kühl falle 21 im Rohgasstrom ROG zwischen der der Entstickungsan lage nachgeordneten Kühlfalle 19 und dem Wärme aufnehmenden Bereich 6 des REGAVO 7. Diese zusätzliche Kühlfalle 21 ist durch Überführungsleitungen 22 beispielsweise mit einem Naßkühlturm 23 verbunden. In die Überführungsleitungen 22 sind Absperrorgane 24 eingegliedert.

Darüber hinaus ist zu sehen, daß an die Überführungsleitungen 22 zwischen der Kühlfalle 21 und dem Naßkühlturm 23 Verbin dungsleitungen 25 angeschlossen sind, die zu der normalen Kühlfalle 19 führen. Auch in diese Verbindungsleitungen 25 sind Absperrorgane 24 eingegliedert.

Je nach Stellung der Absperrorgane 24 kann mithin die Vor richtung 4 der Fig. 7 und 8 sowohl als reine interne Kühlfalle arbeiten mit vollständiger Wärmeübergabe an den Aufwärmteil 20 als auch als gemischte Schaltung mit nur teilweiser Übergabe der Wärme an den Aufwärmteil 20 und teilweiser Übergabe an den externen Naßkühlturm 23.

Die Kühlfallen 19, 21 der Fig. 7 und 8 weisen ebenfalls wie die voraufgehend beschriebenen Kühlfallen Rohre oder Schläuche aus Polytetrafluorethylen auf. Die Überführungs leitungen zwischen der Kühlfalle 19 und dem Aufwärmteil 20 bzw. die Überführungsleitungen 22 zwischen der Kühlfalle 21 und dem Naßkühlturm 23 bzw. die Verbindungsleitungen 25 zwischen den Überführungsleitungen 22 und der Kühlfalle 19 können ebenfalls aus Polytetrafluorethylen gebildet sein.

Schließlich ist aus den Fig. 7 und 8 noch zu erkennen, daß der Rohgasstrom ROG mit etwa 140°C die Kühlfalle 19 beaufschlagt. Der Rohgasstrom ROG tritt aus der Kühlfalle 19 mit einer Temperatur von etwa 130°C aus und beaufschlagt dann mit dieser Temperatur die weitere Kühlfalle 21, welche er mit einer Temperatur von etwa 125°C verläßt.

Anschließend tritt der Rohgasstrom ROG in den Wärme aufneh menden Bereich 6 des REGAVO 7 ein und verläßt den REGAVO 7 mit einer Temperatur von etwa 80°C, welche auch die Ein trittstemperatur des Rohgasstroms ROG in die Entschwefelungs anlage 8 bildet.

Der Reingasstrom REG verläßt die Entschwefelungsanlage 8 mit einer Temperatur von etwa 50°C und beaufschlagt mit dieser Temperatur den Aufwärmteil 20, welchen der Reingasstrom REG dann mit einer Temperatur von etwa 60°C verläßt.

Anschließend durchströmt der Reingasstrom REG den Wärme abgebenden Bereich 9 des REGAVO 7 und verläßt diesen mit einer Temperatur von etwa 110°C. Mit dieser Temperatur wird der Reingasstrom REG dann auch in den nicht näher veran schaulichten Kamin und folglich in die Atmosphäre überführt.

Die Kühlfalle 19 weist eine Temperatur von etwa 60°C und der mit dieser Kühlfalle 19 fluidleitend verbundene Aufwärm teil 20 eine Temperatur von etwa 70°C auf.

Die Temperaturen des REGAVO 7 bewegen sich zwischen etwa 75°C im Wärme aufnehmenden Bereich 6 und etwa 118°C im Wärme abgebenden Bereich 9.

Die Kühlfalle 21 hat eine tiefste Wandtemperatur von etwa 25°C, während das Kühlwasser vom Naßkühlturm 23 kommend eine Temperatur von etwa 20°C aufweist und sich auf etwa 22°C aufwärmt.

Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, daß in den Fig. 1, 3, 5 und 7 mit 26 eine Wärmeauskupplung bezeich net ist, welche die Temperatur des Rohgasstroms ROG auf etwa 140°C bringt.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung
2 Vorrichtung
3 Vorrichtung
4 Vorrichtung
5 Entstickungsanlage
6 Wärme aufnehmender Bereich v. 7
7 REGAVO
8 Entschwefelungsanlage
9 Wärme abgebender Bereich v. 7
10 Kühlfalle
11 Überführungsleitungen
12 Aufwärmteil
13 Kühlfalle
14 Aufwärmteil
15 Kühlfalle
16 Kühlfalle
17 Aufwärmteil
18 Aufwärmteil
19 Kühlfalle
20 Aufwärmteil
21 Kühlfalle
22 Überführungsleitungen
23 Naßkühlturm
24 Absperrorgan
25 Verbindungsleitungen
26 Wärmeauskupplung
ROG Rohgasstrom
REG Reingasstrom

Claims

1. Verfahren zur Entstickung und Entschwefelung von heißen Abgasen, insbesondere aus Feuerungen, bei welchem ein Roh gasstrom (ROG) zunächst durch eine Entstickungsanlage (5) sowie durch den Wärme aufnehmenden Bereich (6) einer Wärme nutzungsanlage (7) geführt und danach in eine Entschwefe lungsanlage (8) geleitet wird, während der aus der Ent schwefelungsanlage (8) tretende Reingasstrom (REG) durch den Wärme abgebenden Bereich (9) der Wärmenutzungsanlage (7) geleitet und anschließend in die Umgebung überführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der im Rohgasstrom (ROG) enthaltenen Wärme vor dem Kontakt mit der Wärmenutzungsanlage (7) dem Rohgasstrom (ROG) unter Ausfällen von dampfförmiger Schwefelsäure ent zogen und diese Wärme dem Reingasstrom (REG) vor dessen Kontakt mit der Wärmenutzungsanlage (7) zugegeben wird.

2. Verfahren zur Entstickung und Entschwefelung von heißen Abgasen, insbesondere aus Feuerungen, bei welchem ein Roh gasstrom (ROG) zunächst durch eine Entstickungsanlage (5) sowie durch den Wärme aufnehmenden Bereich (6) einer Wärme nutzungsanlage (7) geführt und danach in eine Entschwefe lungsanlage (8) geleitet wird, während der aus der Ent schwefelungsanlage (8) tretende Reingasstrom (REG) durch den Wärme abgebenden Bereich (9) der Wärmenutzungsanlage (7) geleitet und anschließend in die Umgebung überführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der im Rohgasstrom (ROG) enthaltenen Wärme vor dem Kontakt mit der Wärmenutzungsanlage (7) dem Rohgasstrom (ROG) unter Ausfällen von dampfförmiger Schwefelsäure ent zogen und dem Reingasstrom (REG) nach dem Kontakt mit der Wärmenutzungsanlage (7) zugegeben wird, und daß ein weite rer Teil der im Rohgasstrom (ROG) enthaltenen Wärme dem Rohgasstrom (ROG) nach dem Kontakt mit der Wärmenutzungsan lage (7) unter Ausfällen von dampfförmiger Schwefelsäure entzogen und dem Reingasstrom (REG) vor dem Kontakt mit der Wärmenutzungsanlage (7) zugegeben wird.

3. Vorrichtung zur Entstickung und Entschwefelung von heißen Abgasen, insbesondere aus Feuerungen, bei welcher in den Rohgasstrom (ROG) eine Entstickungsanlage (5) sowie der Wärme aufnehmende Bereich (6) einer Wärmenutzungsanlage (7) eingegliedert sind und der Rohgasstrom (ROG) an eine Entschwefelungsanlage (8) angeschlossen ist, und daß in den aus der Entschwefelungsanlage (8) tretenden Reingasstrom (REG) der Wärme abgebende Bereich (9) der Wärmenutzungsan lage (7) eingegliedert ist, dadurch gekenn zeichnet, daß in Strömungsrichtung des Rohgases eine Kühlfalle (10, 15, 19) in den Rohgasstrom (ROG) vor der Wärmenutzungsanlage (7) eingegliedert ist, die mit einem in den Reingasstrom (REG) eingegliederten Aufwärmteil (12, 17, 20) fluidleitend verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der in den Reingasstrom (REG) einge gliederte Aufwärmteil (20) in Strömungsrichtung des Reingases vor der Wärmenutzungsanlage (7) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die in Strömungsrichtung des Rohgases vor der Wärmenutzungsanlage (7) in den Rohgasstrom (ROG) eingegliederte Kühlfalle (10, 15) mit einem in Strömungs richtung des Reingases hinter der Wärmenutzungsanlage (7) in den Reingasstrom (REG) eingegliederten Aufwärmteil (12, 17) und eine in Strömungsrichtung des Rohgases hinter der Wärmenutzungsanlage (7) in den Rohgasstrom (ROG) eingeglie derte Kühlfalle (13, 18) mit einem in Strömungsrichtung des Reingases (REG) vor der Wärmenutzungsanlage (7) in den Reingasstrom (REG) eingegliederten Aufwärmteil (14, 16) fluidleitend verbunden sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die Kühlfallen (10, 13, 19) und die Aufwärmteile (12, 14, 20) dieselbe Größe aufweisen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die in Strömungsrichtung des Rohgases vor der Wärmenutzungsanlage (7) in den Rohgasstrom (ROG) eingegliederte Kühlfalle (19) kleiner als der vor der Wärmenutzungsanlage (7) in den Reingasstrom (REG) ein gegliederte Aufwärmteil (20) bemessen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die in Strö mungsrichtung des Rohgases vor der Wärmenutzungsanlage (7) in den Rohgasstrom (ROG) eingegliederte Kühlfalle (15) klei ner als der mit dieser fluidleitend verbundene Aufwärmteil (17) im Reingasstrom (REG) und die in Strömungsrichtung des Rohgases hinter der Wärmenutzungsanlage (7) in den Roh gasstrom (ROG) eingegliederte Kühlfalle (18) größer als der in Strömungsrichtung des Reingases im Reingasstrom (REG) vor der Wärmenutzungsanlage (7) eingegliederte Aufwärmteil (16) bemessen sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3, 4, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Strö mungsrichtung des Rohgases zwischen der vor der Wärmenut zungsanlage (7) in den Rohgasstrom (ROG) eingegliederten Kühlfalle (19) und dem Wärme aufnehmenden Bereich (6) der Wärmenutzungsanlage (7) eine weitere mit einer externen Kühlung (23) fluidleitend verbindbare Kühlfalle (21) in den Rohgasstrom (ROG) eingegliedert ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die externe Kühlung (23) Bestandteil eines Kühlturms bildet.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß an die Überführungslei tungen (22) zwischen der externen Kühlung (23) und der die ser zugeordneten Kühlfalle (21) Verbindungsleitungen (25) zu der dieser Kühlfalle (21) im Rohgasstrom (ROG) vorgelagerten Kühlfalle (19) angeschlossen sind, wobei sowohl in die Ver bindungsleitungen (25) als auch in die Überführungsleitungen (22) zwischen der Kühlung (23) und den Anschlußstellen der Verbindungsleitungen (25) Absperrorgane (24) eingegliedert sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß mindestens die Kühlfallen (10, 13, 15, 18, 19, 21) Schläuche oder Rohre aus einem korrosionsfesten und antiadhäsiven Kunststoff aufweisen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da durch gekennzeichnet, daß die Kühlfallen (10, 13, 15, 18, 19, 21) sowie die Überführungsleitungen (11) zwischen den Kühlfallen (10, 13, 15, 18, 19, 21) und den Aufwärmteilen (12, 14, 17, 16, 20) aus Polytetrafluor ethylen, Polyvinylidenfluorid oder Polypropylen bestehen bzw. mit diesen Materialien beschichtet sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, da durch gekennzeichnet, daß die Kühlfallen (10, 13, 15, 18, 19), die Aufwärmteile (12, 14, 17, 16, 20) und die Überführungsleitungen (11) zwischen den Kühlfallen (10, 13, 15, 18, 19) und den Aufwärmteilen (12, 14, 17, 16, 20) durch Wärmerohre gebildet sind.