DE3218470C2 - Vorrichtung für eine Anlage zur Entschwefelung von Rauchgas - Google Patents

Abstract

Waschturm für eine Anlage zur Entschwefelung von Rauchgas hinter einer Kesselfeuerung mit Rauchgaseintritt, Rauchgasaustritt, Einrichtung für die Zuführung einer Waschflüssigkeit, Waschflüssigkeitssumpf mit Waschflüssigkeitsrückführung und Einrichtungen für die Zuführung von Sauerstoff und Additiven in den Waschflüssigkeitssumpf. Der Waschflüssigkeitssumpf besitzt einen horizontalen Rast aus Sauerstoffzuführungsleitungen, der eine Oxidationszone oberhalb des Rostes und eine Reaktionszone unterhalb des Rostes trennt. Unterhalb des Rostes sind die Einrichtungen für die Zugabe der Additive angeordnet. Aus dem Waschflüssigkeitssumpf kann ein hauptsächlich aus Kalziumsulfat bestehendes Gemisch abgezogen werden.

Description

wobei der Waschturmbereich oberhalb des Waschflüssigkeitssumpfes als Absorptionsbereich arbeitet und wobei aus dem Waschflüssigkeitssumpf ein Gemisch aus Kalziumsulfit und Kalziumsulfat abziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffzuführungsleitungen (10) einen Rost (9) bilden,

der eine Oxidationszone (0) oberhalb des Rostes (9) und eine Reaktionszone (R) unterhalb des Rostes/9) trennt,

und daß unterhalb des Rostes (9) die Einrichtung (8) für die Zugabe von Additiven angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffzuführungsleitungen des Rostes (9) aus einer Mehrzahl von parallelen, nach unten offenen Hauben (10) bestehen, die nach oben offene Sauerstoffaustrittsbohrungen (11) aufweisen, und daß der Abstand zwischen den Hauben (10) so gewählt ist, daß eine Rückströmung nicht stattfindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter den Hauben (10) ein Sauerstoffpolster (12) aufrechterhalten ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung für die Zugabe von Additiven aus den Rohren (8) mit nach unten gerichteten Austriltsbohrungen (13) besteht.

Kalziumsulfit und Kalziumsulfat abziehbar ist. — Die Waschflüssigkeit besteht im allgemeinen aus Wasser mit einem Zusatz von Kalk, Kalkhydrai, Kalkstein. Dolomit, Kreide oder dergleichen. Diese Stoffe bilden auch die Additive, die in den Waschflüssigkeitssumpf eingeführt werden. Es versteht sich, daß die Waschflüssigkeit über die Waschflüssigkeitsrückführung im Kreislauf geführt wird. Außerdem wird im allgemeinen nicht mit reinem Sauerstoff, sondern mit Luft oder mit Sauerstoff angereicherter Luft gearbeitet. Aus terminologischen Gründen wird im Rahmen der Erfindung in all diesen Fällen kurz von Sauerstoffzuführung gesprochen.

Bei der bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung (Waschturm) (DE-OS 29 28 061) bilden die Leitungen der nur schematisch angedeuteten Sauerstoffzuführung jedenfalls keine besondere geometrische Struktur und ihre Funktion ist auf die Sauerstoffzuführung beschränkt. Im Rahmen von Anlagen zur Entschwefelung von Rauchgas hinter einer Kesselfeuerung hat sich der bekannte Waschturm in bezug auf die erreichte Entschwefelung bewährt. (VGB Kraftwerkstechnik, 1981, S. 938—94<i). Das aus dem Waschflüssigkeitssumpf abgezogene Gemisch aus Kalziumsulfit und Kalziumsulfat hat jedoch einen verhältnismäßig hohen Gehalt an KaI-ziumsulfit und kann deshalb nicht ohne weiteres als Gips eingesetzt bzw. zu Gips besonderer Modifikation weiterverarbeitet werden. Es bedarf folglich der Nachbehandlung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung (Waschturm) so weiter auszubilden, daß das abgezogene Gemisch aus Kalziumsulfit und Kalziumsulfat einen wesentlich erhöhten Gehalt an Kalziumsulfat aufweist und ohne weiteres als Gips eingesetzt oder zu Gips besonderer Modifikation weiterverarbeitet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Sauerstoffzuführung einen Rost bilden,

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung für eine Anlage zur Entschwefelung von Rauchgas hinter einer Kesselfeuerung, insbesondere hinter einer Kraftwerkskesselfeuerung, — mit

Rauchgaseintritt,
Rauchgasaustritt,

Einrichtung für die Zuführung einer Waschflüssigkeit,

Waschnüssigkeiissumpi mit horizontaler Sauerstoffzuführungsleitung, und

Einrichtungen für die Zuführung von Additiven in den Waschflüssigkeitssumpf unterhalb der horizontalen Sauerstoffzuführungsleitung,

wobei der Waschturmbereich oberhalb des Waschflüssigkeitssumpfes als Absorptionsbereich arbeitet und wobei aus dem Waschflüssigkeitssumpf ein Gemisch aus

der eine Oxidationszone oberhalb des Rostes und eine Reaktionszone unterhalb des Rostes trennt,

und daß unterhalb des Rostes die Einrichtung für die Zugabe von Additiven angeordnet ist. — Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß Sauerstoffzuführungsrohre, die zu einem Rost mit hinreichend engem Roststabzwischenraum zusammengefaßt sind, im Waschflüssigkeitssumpf eine Trennung bewirken und zwei Zonen unterschiedlicher Funktion separieren können. — In der Oxidationszone erfolgt eine Oxidation des gelösten Sulfits zu Sulfat durch den eingeführten Sauerstoff. In der Reaktionszone erfolgen die Additivzugabe und eine Ausfällung von Gips durch Erhöhungen des pH-Wertes. Infolge der Anordnung des horizontalen Rostes sind beide Zonen funktionell voneinander getrennt, so daß die Oxidation und die anschließende Reaktion sehr definiert erfolgen und im Ergebnis ein Gemisch mit erhöhtem Gehalt an Kalziumsulfat entsteht. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Sauerstoffzuführungsleitungen des Rostes aus einer Mehrzahl von parallelen, nach unten offenen Hauben bestehen, die nach oben offene Sauerstoffaustrittsbohrungen aufweisen, und daß der Abstand zwischen den Rinnen (unter Berücksichtigung der Strömungsgeschwindigkeit) so gewählt ist, daß eine Rückströmung nicht stattfindet. Zweckmäßigerweise wird der Betrieb so eingerichtet, daß sich in den Hauben ein Sauerstoffpolster ausbildet und folglich durch die Sauerstoffaustrittsbohrungen der Rinnen die Waschflüssig-

keit nicht aus der Oxidationszone in die Reaktionszone »regnen« kann. Die Einrichtung für die Zugabe der Additive besteht zweckmäßigerweise aus Rohren mit nach unten gerichteten Austrittsbohrungen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglieh ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Wsschturm,

Fig.2 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Fig. 1,

F i g. 3 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach F i g. 2,

Fig.4 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegenstand nach F i g. 3, und

F i g. 5 einen Schnitt in Richtung C-C durch den Gegenstand nach F i g. 3.

Der in den Figuren dargestellte Waschturm 1 ist für eine Anlage zur Entschwefelung von Rauchgas hinter einer Kesselfeuerung bestimmt. Er besitzt

einen Rauchgaseintritt 2,
einen Rauchgasaustritt 3,

eine Einrichtung 4 für die Zuführung einer Waschflüssigkeit,

einen Waschflüssigkeitssumpf 5 mit angeschlossener Waschflüssigkeitsrückführung 6, und Einrichtungen 7 bzw. 8 für die Zuführung von Sauerstoff bzw. von Additiven in den Waschflüs>;igkeitssumpf 5.

Der Waschturmbereich oberhalb des Waschflüssigkeitssumpfes 5 arbeitet als Absorptionsbereich. Aus dem Waschflüssigkeitssumpf 5 ist ein Gemisch aus Kaiziumsulfit und Kalziumsulfat abziehbar.

Aus einer vergleichenden Betrachtung insbesondere der F i g. 2 und 3 entnimmt man, daß der Waschflüssigkeitssumpf 5 einen horizontalen Rost 9 von Sauerstoffzuführungsleitungen 10 aufweist, der eine Oxidationszone O oberhalb des Rostes 9 und eine Reaktionszone R unterhalb des Rostes 9 trennt. Unterhalb des Rostes 9 sind auch die Einrichtungen 8 für die Zugabe der Additive angeordnet. Im Ausführungsbeispiel nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung bestehen die Sauer-Stoffzuführungsleitungen des Rostes 9 aus einer Mehrzahl von parallelen, nach unten offenen Hauben 10. Diese weisen nach oben offene Sauerstoffaustriitsbohrungen 11 auf. Der Abstand zwischen den Rinnen 10 ist unter Berücksichtigung der der Waschflüssigkeitsrückführung 6 zuströmenden Waschflüssigkeit so gewählt, daß eine Rückströmung von der Reaktionszone R zur Oxidationszone O hin nicht stattfindet. In den Rinnen 10 befindet sich ein Sauerstoffpolster 12, so daß Waschflüssigkeit aus der Oxidationszone O in die Reaktionszone R nicht »hineinregnen« kann. Die Einrichtung für die Zugabe der Additive besteht aus Rohren 8, die nach unten gerichtete Austrittsbohrungen 13 aufweisen.

Bei dem erfindungsgemäßen Waschturm 1 wird, wie üblich, in der Absorptionszone aus dem Schwefeldioxid bzw. Schwefeltrioxid der Rauchgase unter Zugabe der erwähnten Additive in Abhängigkeit vom pH-Wert der Waschflüssigkeit und in Abhängigkeit vom Restsauerstoffgehalt der Rauchgase primär Sulfit gebildet. Dieses Sulfit wird in der Oxidationszone O in Sulfat überführt. Das geschieht in der definierten Oxidationszone O im Waschflüssigkeitssumpf 5 des Waschturmes 1. Eine Veränderung des pH-Wertes durch Zugabe von Schwefelsaure ist nicht erforderlich. Zweckmäßigerweise erfolgt die Oxidation des Sulfits bei einem pH-Wert unterhalb von 7, vorzugsweise zwischen 4 bis 6,5. Diese Oxidation geschieht in der Oxidationszone O durch den zugeführten Sauerstoff und führt zu Kalziumsulfat In der Reaktionszone R erfolgt dann eine Ausfüllung von Gips durch Erhöhung des pH-Wertes infolge Additivzugabe, so daß aus dem Waschflüssigkeitssumpi 5 ein Gemisch mit sehr hohem Gehalt an Kalziumsulfat abgezogen werden kann, welches ohne weiteres als Gips eingesetzt oder weiterverarbeitet werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Waschturm 1 ist der Rost 9 so ausgebildet, daß er die Oxidationszone O von der Reaktionszone R trennt. Auf den Querschnitt im Bereich des Rostes 9 bezogen müssen die Einbauten groß sein im Verhältnis zu den verbleibenden freien Querschnitten. Die abwärtsströmende Waschflüssigkeit strömt folglich mit erhöhter Geschwindigkeit an den Einbauten vorbei, wodurch jede Rückströmung vermieden wird. Der aus den Sauerstoffaustrittsbohrungen 11 austretende Sauerstoff perlt durch die Oxidationszone

0 und besorgt dabei die Oxidation des Sulfits zu Sulfat. Außerdem bewirken diese Sauerstoffblasen eine kräftige Durchmischung der Waschflüssigkeit in der Oxidationszone O und dadurch eine definierte Oxidation. Da die Hauben 10 nach unten offen sind, kann sich in diesen kein Schlamm ablagern. Die Luftversorgung erfolgt im Ausführungsbeispiel (vgl. F i g. 3) über einen zentralen Sauerstoffzuführungskanal 14. In der Praxis sind die Hauben als Rinnen 10 ausgebildet und beispielsweise

1 m breit, während die Abstände zwischen den Rinnen in der Größenordnung von 0,5 m oder kleiner liegen. Im allgemeinen wird man die Additive mit Kreislaufwasser verdünnen.

Die Erfindung bezieht sich zwar auf einen Waschturm für eine Anlage zur Entschwefelung von Rauchgas hinter einer Kesselfeuerung, jedoch umfaßt die Erfindung auch einen Waschturm für eine Anlage zur Entschwefelung von SO2-Quellen ganz allgemein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung für eine Anlage zur Entschwefelung von Rauchgas hinter einer Kesselfeuerung, insbesondere hinter einer Kraftwerkskesselfeuerung, mit

Rauchgaseintritt,
Rauchgasaustritt,

Einrichtung für die Zuführung einer Waschflüssigkeit,

Waschflüssigkeitssumpf mit horizontaler Sauerstoffzuführungseinrichtung, und
Einrichtung für die Zuführung von Additiven in den Waschflüssigkeitssumpf unterhalb der horizontalen Sauerstoffzuführuiigsleitung,