DE3614789C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Naßentschwefeln mengenmäßig schwankender Rauchgasströme gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der Entschwefelung von Rauchgasen aus Feuerungen lassen sich mit Naßverfahren, bei denen die Rauchgase mit einer umgewälzten, wäßrigen Absorptionslösung gewaschen werden, hohe Abscheidegrade erzielen. Wird Kalk oder Kalkstein als Absorptionsmittel eingesetzt, so entsteht - bei geeigneter Verfahrensführung - als Reaktionsprodukt weiterverwertbarer Gips.

Es hat sich gezeigt, daß es bei diesen Verfahren sehr schwierig ist, den SO₂-Abscheidegrad zu verbessern und gleichzeitig die übrigen Anforderungen an das Verfahren - hohe Gipsqualität, minimaler Energieaufwand, geringe Abwassermengen - zu erfüllen. So verbessert sich zwar bei steigendem pH-Wert das Absorptionsvermögen, gleichzeitig sinkt jedoch die Oxidationsrate, d. h. der Sulfitanteil nimmt bei den Reaktionsprodukten unerwünscht gegenüber dem Sulfatanteil zu. Bei steigendem pH-Wert vergrößert sich ebenfalls die Gefahr von Anbackungen im Wäscher und die Löslichkeit des Absorptionsmittels, insbesondere von Kalkstein, nimmt unerwünscht ab.

Gleicht man diese Nachteile durch vermehrte Zugabe von Absorptionsmittel aus, so tritt neben den höheren Betriebs­ mittelkosten und anlagentechnischen Schwierigkeiten (z. B. höherer Verschleiß) auch eine Verminderung der Gipsqualität auf, da der Anteil an unreagiertem Absorptionsmittel im Gips- also Kalk oder Kalkstein - ebenfalls steigt. Erhöht man das L/G-Verhältnis (= Liter Waschflüssigkeit pro m³ Rauchgas), so erfordert dies einen erheblich höheren Energie- und Investitionsaufwand (z. B. für Pumpen).

In der DE-OS 33 10 716 ist ein Verfahren beschrieben, bei dem Rauchgase mittels einer zweistufigen Gaswäsche absorptiv gereinigt werden, wobei in der ersten Waschstufe als Waschflüssigkeit suspendiertes Calcium­ carbonat und in der zweiten Waschstufe suspendiertes Calciumhydroxid eingesetzt wird. Der gesamte zu reinigende Rauchgasstrom wird nacheinander durch beide Waschstufen geführt. Aus der zweiten Stufe wird überschüssige Wasch­ flüssigkeit in die erste Stufe gegeben, und in die Wasch­ flüssigkeit der ersten Stufe wird zur Oxidation von Calciumsulfit Luft eingedüst.

Aus der DE-OS 34 31 835 ist ein Verfahren zur Reinigung von Rauchgas bekannt, bei dem das zu reinigende Gas eben­ falls nacheinander durch zwei Waschstufen geführt wird, in denen es mit calciumhaltiger Suspension behandelt wird. Die getrennte Vorwaschstufe ermöglicht die Steuerung des pH-Wertes für eine optimale Oxidation. Die Waschflüssigkeiten beider Stufen werden getrennt aufgefangen und während des Ablaufs aus beiden Waschstufen einer Oxidation durch Behand­ lung mit einem Oxidationsmittel unterworfen. Ein Teil der aus der zweiten Waschstufe aufgefangenen Waschflüssigkeit kann der aus der ersten Stufe aufgefangenen Waschflüssigkeit zugesetzt werden.

Der DE-OS 32 36 905 ist ein Verfahren zum Entschwefeln von Rauchgasen zu entnehmen, bei dem der Rauchgasstrom nacheinander eine im pH-Wert-Bereich 3 bis 6 und eine im pH-Wert-Bereich 5 bis 8 betriebene Waschstufe durchströmt. Eine Wasser/Kalk­ steinsuspension wird als Waschflüssigkeit in die basische Stufe eingeführt. Aus dem Sumpf der basischen Stufe läuft Waschflüssigkeit über in die saure Stufe. In den Sumpf der sauren Stufe wird Luft oder reiner Sauerstoff eingeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Entschwefelungs­ verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustel­ len, bei dem die von der schwankenden Rauchgasmenge abhängigen Regelungen nur in der sauren Stufe durchgeführt zu werden brauchen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmale gelöst.

Die Maßnahme nach Anspruch 2 verbessert den Abscheidegrad.

Die Zeichnung dient zur Erläuterung der Erfindung.

Fig. 1 zeigt vereinfacht das Fließschema einer Rauchgasent­ schwefelungsanlage zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Vom Rohgaskanal 1 zweigen 2 Teilstromkanäle 2, 3 ab, in denen jeweils ein Druckerhöhungsgebläse 4, 5 mit steuerbarer Klappe 6, 7 angeordnet ist. Die beiden Kanäle 2, 3 führen jeweils in den unteren Teil eines Waschturms 8, 9, der mit einer oder mehreren Düsenebenen bestückt ist, die über Umwälzleitungen 10, 11 mit dem jeweiligen Waschturmsumpf 12, 13 verbunden sind. In jedem Waschturmsumpf 12, 13 mündet eine Zufuhr 14, 15 für frisches Absorptionsmaterial (Kalk oder Kalkstein).

Am Kopf jedes Waschturms 8, 9 sind Reingaskanäle 16, 17 - jeweils mit Tropfenabscheidern 18, 19 - angeschlossen, die in einem gemeinsamen Kamin 20 enden. In jedem Reingaskanal 16, 17 sind Vorrichtungen zum Aufheizen der Reingase ange­ ordnet: Im Reingaskanal 16 ein Brenner 21 und im Reingas­ kanal 17 ein Wärmetauscher 22, der ihn mit dem Rohgaskanal 3 thermisch koppelt.

Vom Waschturmsumpf 13 führt eine Abschlämmleitung 23 in den Waschturmsumpf 12, dessen Abschlämmleitung 24 in einem Oxidationsbehälter 25 mit Luftzufuhr 26 endet. Der Gipsabzug 27 des Oxidationsbehälters 25 führt zu einer nicht darge­ stellten Entwässerungseinrichtung für den Gips.

Anstelle eines getrennten Oxidationsbehälters 25 können in die Waschtürme 8, 9 Luftzuführungseinrichtungen eingebaut werden, mit denen die Oxidation des Sulfits zum Sulfat bewirkt wird. Da die Oxidation besser bei niedrigeren pH- Werten abläuft, erfolgt die Luftzufuhr bevorzugt in der saureren Waschstufe (im vorliegenden Beispiel Waschturm 8).

Die im Rohgaskanal 1 herangeführten SO₂-haltigen Rauchgase - z. B. aus einer Kraftwerksfeuerung - werden mit Hilfe der Klappen 6, 7 auf die beiden Kanäle 2, 3 verteilt. Ein mengenmäßig konstanter Teilstrom wird über den Kanal 3 der basischeren Stufe 9 und der schwankende Reststrom über den Kanal 2 der saureren Stufe 8 zugeführt. Der durch den Kanal 3 fließende Teilstrom heizt durch Wärmetausch das durch den Kanal 17 abströmende Reingas auf. Der konstante Teilstrom wird anschließend im Gegenstrom im Waschturm 9, der Reststrom im Waschturm 8 mit einer umgewälzten wäßrigen Absorptionslösung gewaschen, die Kalk oder Kalk­ stein als Absorptionsmittel enthält. Die beiden Reingas­ ströme werden, nachdem sie mit dem Brenner 21 bzw. dem Wärmetauscher 22 wieder aufgeheizt wurden, zusammengeführt und gemeinsam über den Kamin 20 abgelassen.

Im Waschturm 9 (basischere Stufe) wird durch Zugabe von frischem Absorptionsmittel in der Waschflüssigkeit ein pH- Wert zwischen 6 und 6,5 eingestellt. Die in der Wasch­ flüssigkeit vorhandene Absorptionsmittelmenge beträgt dabei etwa das 1,2-fache der zur gewünschten Abscheidung be­ nötigten stöchiometrischen Menge. Bei dem relativ hohen pH- Wert wird ein hoher Abscheidegrad erreicht, gleichzeitig resultiert daraus jedoch ein großer Anteil von Calciumsulfit bei den Reaktionsprodukten in dieser Stufe. Aus dem Wasch­ turmsumpf 13 wird kontinuierlich Waschflüssigkeit mit Reaktionsprodukten abgezogen und über die Leitung 23 in den Sumpf 13 des Waschturms 8 eingeleitet. Dort werden die Reaktionsprodukte daher erneut mit Rauchgas in Kontakt gebracht.

Im Waschturm 8 wird der über den Kanal 2 herangeführte Teil der Rohgase gereinigt. In der Waschflüssigkeit des Wasch­ turms 8 wird durch Zugabe von frischem Kalk oder Kalkstein ein pH-Wert zwischen 5,5 und 5,8 eingeregelt. Die in der Waschflüssigkeit vorhandene Absorptionsmittelmenge beträgt dabei das etwa 1,1-fache der zur gewünschten Abscheidung benötigten stöchiometrischen Menge. Bei einem pH-Wert zwischen 5,5 und 5,8 bildet sich als Reaktionsprodukt über­ wiegend Gips, gleichzeitig wird ein hoher Abscheidegrad erreicht. Der Abscheidegrad im Waschturm 8 wird durch das Einleiten der Reaktionsprodukte aus dem Waschturm 9 positiv beeinflußt. Er ist höher als bei einem Verfahren mit gleichem pH-Wert der Waschflüssigkeit, der nur frisches Absorptionsmittel zugeführt wird.

Die Reaktionsprodukte werden über die Leitung 24 aus dem Waschturmsumpf 12 abgezogen und dem Oxidationsbehälter 25 zugeführt, wo durch Zufuhr von Luft das verbliebene Calcium­ sulfit ebenfalls zu Gips oxidiert wird. Der Gips wird anschließend in einer nicht dargestellten Entwässerungs­ station entwässert.

Claims (2)

1. Verfahren zum Naßentschwefeln mengenmäßig schwankender Rauchgasströme, bei dem die Rauchgase in zwei getrennten Stufen jeweils mit einer Absorptionsflüssigkeit gewaschen werden, die Kalk oder Kalkstein enthält, und bei dem die aus der bei pH 6-6,5 betriebenen basischeren Stufe abgezogene, die Reaktionsprodukte enthaltende Waschflüssigkeit in die bei pH 5,5-5,8 betriebene saurere Stufe eingeleitet wird, und bei dem die Oxidation entweder in der saureren Waschstufe (8) oder einer getrennten Oxidationsstufe (25), in die die Waschflüssigkeit aus der saureren Stufe eingeleitet wird, durch Zugabe von Sauerstoff erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rauchgase vor der Wäsche in zwei parallele Teilströme (2, 3) aufteilt, die anschließend getrennt in jeweils einer der Stufen (8, 9) gewaschen werden, wobei ein mengemäßig konstanter Teilstrom in der basischeren Stufe (9) und der schwankende Reststrom in der saureren Stufe (8) gereinigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absorptionsflüssigkeit der basischeren Stufe (9) Absorptionsmittel in größerer stöchiometrischer Menge enthält als die der saureren Stufe (8).