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DD206816A5 - Verfahren und vorrichtung zur rauchgasentschwefelung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur rauchgasentschwefelung Download PDF

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DD206816A5
DD206816A5 DD82245072A DD24507282A DD206816A5 DD 206816 A5 DD206816 A5 DD 206816A5 DD 82245072 A DD82245072 A DD 82245072A DD 24507282 A DD24507282 A DD 24507282A DD 206816 A5 DD206816 A5 DD 206816A5
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gas
coal
increased
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Gernot Staudinger
Herbert Schroefelbauer
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Oesterr Draukraftwerke
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Abstract

DIE ERFINDUNG BETRIFFT EIN VERFAHRENUND EINE VORRICHTUNG ZUR RAUCHGASENTSCHWEFELUNG VON KOHLEFEUERUNGEN, DIE DAS ZIEL HAT, DIE ENTSCHWEFELUNG MIT HOHEM EFFEKT DURCHZUFUEHREN. DIE AUFGABE DER ERFINDUNG IST ES, DAS RAUCHGAS SO ZU BEEINFLUSSEN, DASS ES INTENSIVER AUF DIE ZUSATZMATERIALIEN REAGIERT. ERFINDUNGSGEMAESS WIRD DIE AUFGABE DADURCH GALOEST, DASS DIE RELATIVE FEUCHTIGKEIT DES RAUCHGASSE VOR DEM EINTRITT IN DIE STAUBFILTER ERHOEHT WIRD, SO DASS DIE IM RAUCHGAS ENTHALTENEN SCHWEFELVERBINDUNGEN MIT DEM ADDITIVMATERIAL IN DEN STAUBFILTERN IM ERHOEHTEN MASSE REAGIEREN. BEI DER VORRICHTUNG FUER DIESES VERFAHREN WIRD IM RAUCHGASSTROM VOR DER RAUCHGASFILTERANLAGE EIN WAERMETAUSCHER UND/ ODER EIN EINSPRITZKUEHLER ANGEOEDNET.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Rauchgasentschwefelung Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rauchgasentschwefelung von Kohlefeuerungen nach dem Trockenadditiwerfahren mit nachgeschalteten Staubfiltern· Weiter betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens·
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Es ist bekannt, daß beim Betrieb von großen !Feuerungsanlagen, wie z· B· Dampferzeugern für Dampfturbinen, in gesteigertem Ausmaß auf den Umweltschutz Rücksicht genommen werden muß. Dabei sind insbesondere die Schadstoffemissionswerte der Feuerungsanlagen so niedrig wie möglich zu halten. Demgegenüber ist aus volkswirtschaftlichen Gründen ein steigendes Bedürfnis gegeben, Kohle mit geringerer Qualität, insbesondere heimische Braunkohle, einzusetzen, die beim Verbrennen einen relativ hohen Anteil an Schadstoffen erzeugt· Dabei ist im besonderen auf die Konzentration des Schwefels in Form von Schwefeldioxid und Schwefeltrioxid in den Rauchgasen zu achten. Bei einer Entfernung des Schwefels bzw. von Schwefelverbindungen aus den Abgasen von Kraftwerksanlagen ist auch auf die Wirtschaftlichkeit Bedacht zu nehmen, da Anlagen zur Abgasentschwefelung einen hohen apparativen Aufwand und damit? hohe Investitionen erfordern.
Um die Schwefelemission schon in der feuerung zu reduzieren, ist bereits vorgeschlagen worden, den Schwefel nach sogenannten Trockenadditiwerfahren durch Einbringung von Additiven in den Feuerraum so weit wie möglich chemisch zu binden. Hiei
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ist insbesondere das Einblasen von feinkörnigem Calciumoxid oder Calciumkarbonat in den Eeuerungsraum zu nennen· Bei Kohle-Staubfeuerungen mit Mahl-CQrocknungskreislauf wird das Calciumoxid der Kohle schon vor der Kohlemühle beigegeben· Beide Bestandteile gelangen gemeinsam über die Kohlenstaubbrenner in den !Feuerraum. Dieses bekannte üJrockenadditiwerfahren zeigt jedoch nicht unter allen Bedingungen günstige Ergebnisse, wobei unter anderem die Art der eingesetzten Kohle eine Solle spielt· Es zeigt sich, daß bei manchen Braunkohlearten die Entschwefelung ungenügend ist, da es offensichtlich infolge zu hoher l?euerraumtemperaturen zu einem ÖJotbrennen des eingesetzten Calciumoxids kommt·
Weiterhin ist bereits vorgeschlagen worden, dem feuerraum Kaltgas zuzuführen, um optimale lemperaturbedingüngen für die Seaktion des Additivs mit dem im Hauchgas enthaltenen Schwefel bzw. entsprechender Schwefelverbindungen zu erzielen·
Es ist auch bereits bekannt, daß durch Nachschalten von Staubfiltern hinter feuerungen nach dem £rockenadditiwerfahren der Einbindegrad des Schwefels in die Asche verbessert wird.
Ziel der Erfindung
Ss ist das Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Rauchgasentschwefelung von Kohlefeuerungen zur Anwendung zu bringen mittels denen eine ökonomische und wirksame Entschwefelung des Eauchgases möglich ist»
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Darlegung dea Wesens der Erfindung
Ss ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Rauchgasentschwefelung von Kohlefeuerungen so?/ie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mittels denen das Rauchgas so beeinflußt wird, daß es intensiver auf die Zusatzmaterialien zur Entschwefelung reagiert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die relative Feuchtigkeit des Rauchgases vor Eintritt in die Staubfilter erhöht wird· Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung erfolgt die Erhöhung der relativen Feuchtigkeit des Rauchgases durch dessen Abkühlung auf eine niedrigere Temperatur, die jedoch über dem Wassertaupunkt des Rauchgases liegt. Im besonderen erfolgt die Erhöhung der relativen Feuchtigkeit des Rauchgases durch dessen Abkühlung mittels Wärmetauscher und/oder durch Einspritzen von Wasser in das Rauchgas. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Kesselanlage und einer Rauchgasfilteranlage ist dadurch gekennzeichnet, daß im Hauchgasstrom vor der Rauchgasfilteranlage ein Wärmeaustauscher und/oder ein Sinspritzkühler angeordnet ist, um die relative Feuchtigkeit des Rauchgases zu erhöhen.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig· 1: eine schematische Darstellung einer Kohiestaubfeuerung?
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• 2 bis If: Ausführungsformen des Verfahrens.
Bs ist im Sinne der Erfindung, daß die Rauchgastemperatur, normalerweise in der Höhe von etwa I50 0C-, bei der Erhöhung der relativen Feuchtigkeit auf eine Temperatur zwischen 50 0O und 100 0C abgesenkt wird»
Im weiteren Sinne ist es, daß im Rauchgasstrom vor der Rauchgasfilteranlage ein Wärmeaustauscher und/oder ein Sinspritzkühler angeordnet ist, um die relative Feuchtigkeit des Hauchgases zu erhöhen*
Die in' Fig· 1 gezeigte Kesselanlage ist für Kohle-Staubfeuerung eingerichtet und die Entschwefelung erfolgt nach dem Trockenadditivverfahren.
Die Kohle 2 und das Additiv CaCO^ 3 gelangen in einem steuerbaren Mengenverhältnis zueinander über Förderanlagen und · einem Zuteiler 4 in einen Fallschacht 5» Der Fallschacht 5 führt in eine Kohlemühle 6, wobei heiße Rauchgase 7 aus einem Feuerraum 8 in den Fallschacht 5 geleitet werden und ebenfalls in die Kohlemühle 6 gelangen. In der Kohlemühle wird die Kohle 2 auf die notwendige Korngröße vermählen und durch die heißen Rauchgase 7 gleichzeitig getrocknet. Das staubförmige Verbrennungsgemisch gelangt über Sichter 9 iß Kohlenstuabbrenner 10 und von dort in den Feuerraum 8, wo die Kohle 2 zu Rauchgas 7 und Asche verbrennt. Sin kleiner Teil dieses Rauchgases 7 wird, wie gesagt, über den Fallschacht 5 rückgeführt, der größere Gasteil 11 durchströmt die Kesselanlage 1 und gibt seine Wärme an entsprechende, hier nicht dargestellte Heizflächen und Rohrschlagen ab. $as Rauchgas 7 durchströmt in der Folge einen Ascheabscheider und Saugzugventilatoren 13· Danach gelangt das Rauchgas
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durch Staubfilter 23 und als Beingas 15 durch einen Schornstein 16 in die Atmosphäre.
Dem bereits stark abgekühlten Rauchgas mit etwa 150 0G Temperatur -wird wahlweise bei Entnahmestellen 17» 18, 26, 27 ein Teil entnommen und als Kaltgas über die Leitung 19 alternativ oder gleichzeitig über zwei Wege in den Feuerraum 8 geleitet· Der eine Weg führt über einen Stutzen 20 in den Fallschacht 5> ^o sich das Kaltgas mit dem heißen Eauchgas vermischt und nach Durchströmen der Kohlemühle 6 und der Sichter 9 über die Kohlenstaubbrenner 10 in den Feuerraum gelangt· Der zweite Weg führt über eine Leitung 21 zu KaItgaseinblasschlitzen 22, von wo das Kaltgas direkt in den Feuerraum 8 strömt·
Bei einer Entnahme des Kaltgases bei den Entnahmestellen 26, 27, 17 ist das rückgeführte Kaltgas mit Ascheteilchen beladen, wodurch unverbrauchtes Additiv 3 iß den Feuerraum zurückgeführt wird· In bekannter Weise ist das Additiv 3 in großem stöchiometrischem Überschuß zur Kohle 2 vorhanden» Bei Entnahme des Kaltgases an der Entnahmestelle 18 liegt das Kaltgas als Reingas 15 vor·
Gemäß vorliegender Erfindung wird die relative Feuchtigkeit des Rauchgases vor Eintritt in Staubfilter 23 erhöht· Ss geschieht dies im allgemeinen in dem Rauchgasstrombereich zwischen Ascheabscheider 12 und dem Staubfilter 23«
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Es ist auch bereits bekannt, daß durch JMachsohalten von Staubfiltern hinter Feuerungen nach dem Trockenadditiwerfahren der Sinbindegrad des Schwefels in die Asche verbessert wird· Überraschend hat sich gezeigt, daß der Einbindegrad noch reiter verbessert wird, wenn die relativ Feuchtigkeit des Eauchgases 7 angehoben wird.
Die Erhöhung der relativen Feuchtigkeit der Bauchgase 7 erfolgt in vorteilhafter Wfisθ auf drei Arten:
- Abkühlung des heißen Eauchgases 7 durch einen Wärmeaustauscher 24. Die hierbei rückgewonnene Wärme kann anderweitig verwendet werden, so daß eine Wirkungsgradverbesserung ebenfalls erzielt werden kann·
- Durch Einspritzen von Wasser in das heiße Hauchgas 7·
- Durch Kombination der beiden zuvor angeführten Verfahren.
Normalerweise beträgt die Rauchgastemperatur ca. Λ 30 0C Bei der Erhöhung der relativen Feuchtigkeit wird die Temperatur auf einen Wert zwischen 50 Und 100 0C reduziert. Die Temperatur des Rauchgases 7 muß dabei allerdings stets höher sein als der Wassertaupunkt des Rauchgases 7» damit im nachgeschalteten Staubfilter 23 nur trockene Produkte anfallen·)
Es sei darauf hingewiesen, daß üblicherweise Rauchgase 7 aus Feuerungen nicht auf die oben erwähnten Temperaturen abgekühlt werden können, weil dann massive Korrosionen durch Schwefelsäure auftreten würden. Im gegenständlichen Trockenadditiwerfahren ist dies aber nicht der Fall, da das Additiv den größten Teil des SOo absorbiert. Aus diesem Grunde
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ist eine Absenkung der Eauchgastemperatur auf oben beschriebene Werte zwischen 50 und 100 0O zulässig. Durch Verfahren ist es möglich, mit dem Trockenadditivverfahren den Entschwefelungsgrad von Haßanlagen zu erreichen·
In den Fig. 2 bis 4 sind drei Varianten zur Erhöhung der relativen "Feuchtigkeit des Eauchgases 7 schematisch dargestellt· Dabei ist die Kohle 2 das Additiv 3 verzeichnet, wobei die Kohle im Kessel 28 verbrennt und ein Teil des Additivs 3 Eiit dem entstehenden Schwefel bzw. Schwefelverbindungen reagiert. Ein Teil der Asche und des Additivs 3 wird am Austrag 29 ausgetragen. Ein großer Teil der Verbrennungswärme 30 wird abgeführt·
Das heiße Eauchgas y\ gelangt mit der Asche und reaktionsfähigem Additiv 3 entweder in einen Wärmeaustauscher 24 (Fig· 2) oder in einen Einspritzkühler 25 (Fig· 3) oder nacheinander in einen Wärmeaustauscher 24 und einen Sinspritzkühler 25 (Fig. 4). Das abgekühlte Eauchgas 32 mit erhöhter relativer Feuchtigkeit gelangt dann in den Staubfilter 23 und entwicht von dort als Eeingas 15 durch den Eauchfang 16 in die Atmosphäre· Im Staubfilter 23 wird die restliche Asche und die Entschwefelungsprodukte 33 ausgetragen.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispie-Ie beschränkt. Die Kesselanlage (siehe Fig* 1) kann auch anders arbeiten. Wesentlich ist nur, daß ein Trockenadditivverfahren vorliegt und daß im Eauchgasstrom vor dem Staubfilter 23 noch unverbrauchtes Additiv vorhanden ist, das mit dem restlichen Schwefel bzw. dessen Verbindungen reagieren
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kann· Das Verfahren ist für Kohle 2 aller Art geeignet und nicht auf Braunkohle beschränkt· Die in Fig· 1 gezeigte Rückführung des Kaltgases in den Feuerraum stellt eine bevorzugte Ausführung dar, ist aber in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht unbedingt notwendig.
In Hinblick auf die Fig. 1 sei der Klarheit halber darauf hingewiesen, daß der Ascheabscheider 12 ein Abscheider für Sesselasche und der Staubfilter 23 ein Staubfilter für FlugasGhe ist. Wie bereits oben, beschrieben, wird die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Vorrichtung vor dem Staubfilter 23 eingebaut· Die relative Feuchtigkeit der Hauchgase 32 wird dabei vorteilhaft auf einen. Wert größer 50 % bis 100 %, vorzugsweise größer 80 % bis 100 % angehoben.

Claims (6)

Erfindungsanspruoh
1. Verfahren zur Rauchgasentschwefelung von Kohlefeuerungen nach dem Trockenadditiwerf ahren, wobei die Kohle in Gegenwart von Additivmaterial gegebenenfalls unter Zufuhr von Kaltgas im Kessel verbrennt und zum Teil nicht umgesetztes Additivmaterial den Kessel mit dem Bauchgas verläßt und in nachgeschalteten Staubfiltern die Asche mit dem Additivmaterial abgeschieden wird, gekennzeichnet dadurch, daß die relative Feuchtigkeit des Rauchgases vor Eintritt in die Staubfilter erhöht wird, so daß die im Rauchgas enthaltenen Schwefelverbindungen mit dem Additivmaterial in den Staubfiltern in erhöhtem Maße reagieren.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Erhöhung der relativen Feuchtigkeit des Rauchgases durch dessen Abkühlung auf eine niedrigere !Temperatur, die jedoch über dem Wassertaupunkt des Rauchgases liegt, erfolgt,
3» Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Erhöhung der relativen Feuchtigkeit des Rauchgases durch dessen Abkühlung mittels Wärmetauscher und/oder durch Einspritzen von Wasser in das Rauchgas erfolgt·
4· Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Rauchgastemperatur, normalerweise in der Höhe von,etwa 15O 0G, bei der Erhöhung der relativen Feuchtigkeit auf eine Temperatur zwischen 50 0G und 100 0G abgesenkt wird·
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5· Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die relative Feuchtigkeit des Rauchgases auf einen Wert zwischen größer 50 % bis 100 %, vorzugsweise größer 80 % bis 100 % erhöht wird»
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Punkte 1 bis 5 Bit einer Kesselanlage und einer Rauchgasfilteranlage, gekennzeichnet dadurch, daß im Sauchgasstrom (11) vor der Bauchgasfilteranlage (23) ein Wärmeaustauscher (24) und/oder ein Sinspritzkühler (25) angeordnet ist, um die relative Feuchtigkeit des Hauchgases zu erhöhen·
Dazu 2 Seiten Zeichnungen
DD82245072A 1981-11-19 1982-11-19 Verfahren und vorrichtung zur rauchgasentschwefelung DD206816A5 (de)

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