DE1243153B - Process for the dedusting of flue gases, in particular flue gases from waste incinerators - Google Patents

Description

Verfahren zur Entstaubung von Rauchgasen, insbesondere Rauchgasen aus Abfallverbrennungsöfen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entstaubung von Rauchgasen, insbesondere Rauchgasen aus Abfallverbrennungsöfen, unter Verwendung einer Anlage, enthaltend einen Naßwäscher und mindestens einen dem Naßwäscher nachgeschalteten Trockenabscheider, wobei der zu entstaubende Rauchgasstrom in zwei Ströme aufgeteilt wird.Process for dedusting smoke gases, in particular smoke gases from waste incinerators The present invention relates to a method for Dedusting of flue gases, especially flue gases from waste incinerators, using a system containing a wet scrubber and at least one the dry separator downstream of the wet scrubber, whereby the flue gas flow to be dedusted divided into two streams.

Zur Entstaubung von Rauchgasen sind schon eine Reihe von Entstaubungsverfahren und zur Durchführung dieser Verfahren geeignete Vorrichtungen bekannt. Grundsätzlich lassen sich die bekannten Verfahren nach den beim Entstaubungsvorgang wirksam werdenden physikalischen Vorgängen unterscheiden. Bei der Naßentstaubung wird das zu entstaubende Rauchas mit Wasser bzw. einer Reinigungsflussigkeit zusammengebracht und der ausgeschiedene Staub mit dem Wasser bzw. der Reinigungsflüssigkeit abgeführt, während bei der Trockenentstaubung, beispielsweise in einer Labyrinthkammer, einem Zyklon oder einem Elektrofilter, das unterschiedliche Verhalten von Staubpartikeln und Trägergas in einem Kraftfeld zur Trennung verwendet wird. There are already a number of dedusting methods for dedusting flue gases and devices suitable for carrying out these methods are known. Basically the known methods can be used after those which become effective during the dedusting process differentiate between physical processes. In the case of wet dedusting, what needs to be dedusted is Combined smoke gas with water or a cleaning liquid and the excreted Dust removed with the water or the cleaning liquid, while with dry dedusting, for example in a labyrinth chamber, a cyclone or an electrostatic precipitator, the different behavior of dust particles and carrier gas in a force field is used for separation.

Es sind auch bereits kombinierte Verfahren zur Entstaubung von Rauchgasen bekannt, bei denen sowohl eine Naßreinigung als auch eine Trockenreinigung der Rauchgase vorgenommen wird. Das Entstaubungsverfahren gemäß der Erfindung ist ein derartiges kombiniertes Verfahren und insbesondere zur Reinigungvon Rauchgasen aus Abfallverbrennungsöfen geeignet. There are already combined processes for dedusting flue gases known, in which both a wet cleaning and a dry cleaning of the flue gases is made. The dedusting method according to the invention is such combined process and in particular for cleaning flue gases from waste incinerators suitable.

Derartige Rauchgase, die im Abfallverbrennungsofen mit einer Temperatur in der Größenordnung von 800 bis 1200°C anfallen, weisen meist einen relativ hohen Gehalt an Staub und Flugasche sowie häufig einen erheblichen Gehalt an Schwefeldioxyd auf. Wegen des geringen spezifischen Gewichtes dieser Art von Staub eignet sich für die Reinigung solcher Rauchgase in erster Linie die Naßentstaubung, während eine einfache Trockenentstaubung, beispielsweise mit einem Zyklon, für Rauchgase dieser Art meist nicht genügt. Such flue gases in the waste incinerator with a temperature in the order of 800 to 1200 ° C, usually have a relatively high Content of dust and fly ash and often a considerable content of sulfur dioxide on. Because of the low specific weight this type of dust is suitable for the cleaning of such flue gases primarily the wet dedusting, while a simple dry dedusting, for example with a cyclone, for flue gases this type is usually not enough.

Den bekannten Naßentstaubern ist jedoch die Eigenschaft gemeinsam, daß die Rauchgase im NaB-entstauber erheb lich abgekühlt werden, und zwar je nach ihrer Eintrittstemperatur, beispielsweise auf Temperaturen von 60 bis 70°C. Zugleich werden hierbei die R auchgase mit Feuchtigkeit gesättigt, wobei sie unter Um ständen beträchtliche Mengen an Wasser als Dampf aufnehmen. Werden nun diese gesättigten Rauchgase weiter abgekühlt, so kondensiert ein Teil des aufgenommenen Wasserdampfes. Die unmittelbare Ableitung solcher Rauchgase über einen Schornstein in die Atmosphäre führt bekanntlich in der Umgebung des Schornsteins zu einem lästigen regenartigen Niederschlag () >Schornsteinregen «), der auch schädlich ist, weil die Rauchgase aus Abfallverbrennungsöfen in der Regel Schwefeldioxyd enthalten und das Kondensat daher sauer ist und korrodierend wirkt. The common feature of the known wet dust extractors, however, is that the flue gases in the NaB dust extractor are considerably Lich cooled, depending on their inlet temperature, for example to temperatures of 60 to 70 ° C. Simultaneously the R also gases are saturated with moisture, whereby they may stand absorb significant amounts of water as steam. Now these become saturated If the flue gases are cooled further, part of the absorbed water vapor condenses. The direct discharge of such smoke gases into the atmosphere via a chimney is known to lead in the area the chimney to an annoying rainy Precipitation ()> chimney rain «), which is also harmful because the smoke gases from waste incinerators usually contain sulfur dioxide and the condensate is therefore acidic and corrosive.

Solche Korrosionen würden aber auch in dem bei einer kombinierten Naß-Trocken-Entstaubung dem Naßentstauber nachgeschalteten Trockenentstauber auftreten, da an dessen metallischen Oberfläche ebenfalls die erwähnte Kondensation erfolgen würde.Such corrosion would also be combined with one Wet-dry dedusting occur downstream of the wet deduster dry deduster, since the aforementioned condensation also takes place on its metallic surface would.

Es ist daher nicht ohne weiteres möglich, hinter einen Naßentstauber einen Trockenabscheider nachzuschalten, was beispielsweise notwendig sein kann, wenn der im Naßentstauber erreichbare Entstaubungsgrad im gegebenen Fall nicht ausreicht.It is therefore not easily possible to go behind a wet dust extractor to connect a dry separator downstream, which may be necessary, for example, if the degree of dedusting that can be achieved in the wet dust extractor is not sufficient in the given case.

Ein bekannter Weg zur Vermeidung der Bildung von korrosiv wirkendem Kondensat in einem dem Naßwäscher nachgeschalteten Trockenabscheider besteht darin, daß man die im Wäscher behandelten Rauchgase vor Einführung in den Trockenabscheider wieder erwärmt, beispielsweise auf 150 bis 200° C. Hierbei wird den Rauchgasen gewöhnlich Heißluft zugemischt, die in besonderen Wärmeaustauschern erzeugt wird, wobei zur Aufheizung des Zusatzgases im Wärmeaustauscher gewöhnlich die heißen Rauchgase verwendet werden. Wärmeaustauscher oder Rekuperatoren dieser Art sind jedoch auf der Rauchgasseite erheblichen Temperaturen wie auch einer starken Verschmutzung ausgesetzt und relativ kostspielig. A well-known way of avoiding the formation of corrosive agents Condensate in a dry separator downstream of the wet scrubber consists of that the flue gases treated in the scrubber before being introduced into the dry separator reheated, for example to 150 to 200 ° C. Here, the flue gases are common Mixed in hot air, which is generated in special heat exchangers, whereby for Heating of the additional gas in the heat exchanger usually uses the hot flue gases will. Heat exchangers or recuperators of this type are, however, on the flue gas side exposed to significant temperatures as well as heavy pollution and relative expensive.

Es ist auch bereits bekannt, zur Entstaubung von Abgasen aus Kohlenstaubfeuerungen für Dampfkessel hinter einem Trockenabscheider einen Naßwäscher nachzuschalten, jedoch kommt eine derartige Serienschaltung für die Entstaubung von heißen Rauchgasen aus Abfallverbrennungsöfen, die mit einer Temperatur im Bereich von 800 bis 1200°C anfallen. nicht in Betracht, weil derart heiße Rauchgase nicht direkt in den Trockenabscheider, z. B. Zyklon, geleitet werden können und eine Herabsetzung der Rauchgastemperatur auf trockenem Wege, d. h. durch Zusaugen von Kaltluft, wegen der dadurch bedingten Vervielfachung des Rauchgasvolumens aus konstruktivwirtschaftlichen Gründen ausscheidet. It is also already known for the dedusting of exhaust gases from pulverized coal furnaces for steam boilers a wet scrubber behind a dry separator downstream, but such a series connection comes for the dedusting of hot flue gases from waste incinerators that have a temperature in the area from 800 to 1200 ° C. not considered, because such hot smoke gases are not directly into the dry separator, e.g. B. cyclone, can be conducted and a reduction the flue gas temperature in the dry way, d. H. by sucking in cold air, because of the resulting multiplication of the flue gas volume from constructive economic Reasons.

Schließlich ist es bereits bekannt, die Abgase aus Kohlenstaubfeuerungen für Dampfkessel zur Entfernung von Flugstaub und schwefliger Säure in zwei Teilströme aufzuteilen, den einen Teilstrom naß und den anderen trocken zu reinigen und daraufhin die beiden so gereinigten Teilströme wieder zusammenzuführen und über einen Schornstein ins Freie abzuleiten. Diese Parallelschaltung von Naßwäscher und Trockenabscheider bzw. Zyklon ergibt jedoch, wie die rechnerische Betrachtung zeigt, nur einen Gesamtentstaubungsgrad, dessen Güte zwischen den Einzelentstaubungsgraden des Trocken-und Naßentstaubers liegt. Zudem müßten bei der hier in Betracht zu ziehenden Entstaubung von heißen Rauchgasen aus Abfallverbrennungsöfen mit Temperaturen zwischen 800 und 1200 ° C der Ventilator, der den für die Trockenreinigung bestimmten Teilstrom aus dem Hauptstrom der zu reinigenden Rauchgase absaugt, wie auch der ihm nachgeschaltete Trockenabscheider bzw. Zyklon selber wegen des für sie notwendigen, besonders hochwertigen Baustoffes recht kostspielig sein. After all, it is already known the exhaust gases from pulverized coal firing for steam boilers to remove fly ash and sulphurous acid in two partial flows split up, clean one part of the stream wet and the other dry and then to bring the two streams cleaned in this way back together and via a chimney to divert into the open. This parallel connection of wet scrubber and dry separator or cyclone, however, as the computational analysis shows, only gives a total degree of dedusting, its quality between the individual dedusting degrees of the dry and wet deduster lies. In addition, for the dedusting to be considered here, should be called Flue gases from waste incinerators with temperatures between 800 and 1200 ° C the fan that takes the partial flow from the main flow intended for dry cleaning of the flue gases to be cleaned, as well as the downstream dry separator or cyclone itself because of the particularly high-quality building material required for them be quite expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der angeführten bekannten Entstaubungsverfahren zu beseitigen, d. h. eine kombinierte Naß-und Trockenentstaubung von Rauchgasen, insbesondere Rauchgasen aus Abfallverbrennungsöfen, zu ermöglichen, die auf einfache Weise einen befriedigenden Gesamtentstaubungsgrad gewährleistet und ohne Inanspruchnahme einer Zusatzheizung mit teuren Wärmeaustauschern oder Rekuperatoren eine korrodierend wirkende Kondensation im nachgeschalteten Trockenabscheider wie auch den lästigen und schädlichen » Schornsteinregen « vermeidet. The invention is based on the disadvantages of the listed to eliminate known dedusting processes, d. H. a combined wet and dry dedusting of flue gases, in particular flue gases from waste incineration furnaces, which ensures a satisfactory overall degree of dust removal in a simple manner and without the use of additional heating with expensive heat exchangers or recuperators corrosive condensation in the downstream dry separator such as also avoids the annoying and harmful "chimney rain".

Das Verfahren gemäß der Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. The method according to the invention is explained in more detail with reference to the drawing explained.

Die aus einem Ofen 1 ausströmende Rauchgasmenge Go (Nm3/h) hat die Temperatur t1=800 bis 1200°C und weist einen durch die Eigenart des Brennstoffes bedingten Feuchtigkeitsgehalt xl (kg/Nm3) auf. Das Gas trägt eine gewisse Staubmenge Sl (kg/h) mit sich und hat eine der Temperatur t, entsprechende Enthalpie il (kcal/Nm3). Ein Teil dieser Gasmenge Gu (Nm3/h) geht unverändert durch eine direkte Umgehungsleitung weiter, während der Rest (Go-Gu) (Nm3/h) durch einen Wäscher2 geleitet wird. Dort erfährt dieser Anteil eine weitgehende Entstaubung (von über 90 °/O) und wird gleichzeitig auf die Temperatur t2=60 bis 70°C abgekühlt durch Sättigung mit Wasserdampf, wobei der Feuchtigkeitsgehalt von xl auf r2'steigt, entsprechend der Temperatur t2. Es ist einsichtig, daß x2'> xl ist. The amount of flue gas Go (Nm3 / h) flowing out of a furnace 1 has the Temperature t1 = 800 to 1200 ° C and has one due to the nature of the fuel conditional moisture content xl (kg / Nm3). The gas carries a certain amount of dust Sl (kg / h) with it and has an enthalpy il (kcal / Nm3) corresponding to the temperature t,. Part of this amount of gas Gu (Nm3 / h) goes unchanged through a direct bypass line while the rest (Go-Gu) (Nm3 / h) is passed through a scrubber2. there If this portion experiences an extensive dedusting (of over 90 ° / E) and becomes at the same time cooled to temperature t2 = 60 to 70 ° C by saturation with water vapor, whereby the moisture content rises from xl to r2 ', corresponding to the temperature t2. It it can be seen that x2 '> xl.

Nach dem Austritt aus dem Wäscher 2 beträgt die entstaubte Gasmenge : Gw=(Go-Gu)[1+0, 804 (x2'-x1)], welche noch eine Staubmenge S2 (kg/h) mit sich führt: S < S G°GU Go bzw. After exiting the scrubber 2, the amount of dedusted gas is : Gw = (Go-Gu) [1 + 0, 804 (x2'-x1)], which still carries a quantity of dust S2 (kg / h): S <S G ° GU Go or

Go-Gu S2=S1 #(1-#w), Go wenn mit #w der Entstaubungsgrad des Wäschers 2 bezeichnet wird.Go-Gu S2 = S1 # (1- # w), Go if with #w the degree of dedusting of the washer 2 is designated.

Bei der Annahme von v Wärmeverlusten im Wäscher 2 und einer Temperatur to = rund 40°C des Wassers im Wäscher ergibt sich die Enthalpie des entstaubten Gasstromes : i1+(x2'-x1)(t2-t0) i2=(1-v) . Assuming v heat losses in scrubber 2 and a temperature to = around 40 ° C of the water in the scrubber results in the enthalpy of the dedusted Gas flow: i1 + (x2'-x1) (t2-t0) i2 = (1-v).

1+0,804(x2'-x1) Bei der Vereinigung der beiden Gasströme ergibt sich (s. Zeichnung) : G = Gu+Gw=go+0,804(Go-Gu)(x2'-x1), Gui1+(1+v)(Go-Gu)[i1+(x2'-x1)(t2-t0)] is= # , Go+0,804(Go-Gu)(x2'-x1) Gox1+(Go-Gu)(x2'-x1) x3= .1 + 0.804 (x2'-x1) The combination of the two gas flows results (see drawing): G = Gu + Gw = go + 0.804 (Go-Gu) (x2'-x1), Gui1 + (1 + v) (Go-Gu) [i1 + (x2'-x1) (t2-t0)] is = #, Go + 0.804 (Go-Gu) (x2'-x1) Gox1 + (Go-Gu) ( x2'-x1) x3 =.

Go+0,804(Go-Gu)(x2'-x1) Das Mischgas wird nun in einen nachgeschalteten Trockenentstauber (Zyklon 3) geleitet, worin lediglich die mitgerissene Staubmenge reduziert wird auf : S4=S3(1-#z) worin #z den Entstaubungsgrad des Zyklons 3 (z = 70 bis 75%) darstellt.Go + 0.804 (Go-Gu) (x2'-x1) The mixed gas is now fed into a downstream dry dust extractor (cyclone 3), in which only the amount of dust entrained is reduced to: S4 = S3 (1- # z) where #z represents the degree of dedusting of cyclone 3 (z = 70 to 75%).

Für den Gesamtentstaubungsgrad (? läßt sich daraus folgern : Nach Einsetzen von g = GU und Auflösen der Gleichung ergibt sich : ? =#w(1-g)(1-#z)+#z.For the total degree of dedusting (? It can be deduced from this: After inserting g = GU and solving the equation, we get:? = # w (1-g) (1- # z) + # z.

Nachdem g, rw und a1z positive Werte darstellen, welche alle kleiner als 1 sind, zeigt obiger Ausdruck, daß es mittels der erfindungsgemäßen Anordnung möglich ist, einen Gesamtentstaubungsgrad zu erreichen, welcher höher ist als die Entstaubungsgrade des Naß-und Trockenentstaubers (w bzw. ? 1z), was durch einfache Hintereinander-oder Parallelschaltung dieser Entstauber nicht möglich ist. After g, rw and a1z represent positive values, which are all smaller than 1, the above expression shows that by means of the arrangement according to the invention is possible to achieve a total dedusting level which is higher than that Degrees of dedusting of the wet and dry deduster (w or? 1z), what by simple One behind the other or parallel connection of these dust extractors is not possible.

Der Ausdruck für i3 läßt sich umschreiben : a+bg i3 = c-dg mit a = (1V) [ii. + (x2'-xi) (tz-to)] > 0 b = vil + (1-v) (x2'-x1) (tz-to) > 0, c = 1 + 0, 804 (x2-xl) > 0, d = 0, 804 (x2-xl) > 0, welche mitsamt positive Werte darstellen. The expression for i3 can be rewritten: a + bg i3 = c-dg with a = (1V) [ii. + (x2'-xi) (tz-to)]> 0 b = vil + (1-v) (x2'-x1) (tz-to)> 0, c = 1 + 0.804 (x2-xl)> 0, d = 0.804 (x2-xl)> 0, all of which are positive Represent values.

Daraus folgt : di3 bc--ad 2>0, woraus ersichtlich ist, daß die Enthalpie i3 und daher auch die Temperatur t3 der Abgase stetig steigt mit Gu g= , was auch gefühlsmäßig einleuchtet. Es kann Go somit bei genügender mengenmäßigen Umgehung des Naßentstaubers 2 eine Endtemperatur der entstaubten Abgase erreicht werden, welche oberhalb des Taupunktes liegt, so daß Kondensationen und damit Korrosionen mit Sicherheit vermieden werden. From this it follows: di3 bc - ad 2> 0, from which it can be seen that the Enthalpy i3 and therefore also the temperature t3 of the exhaust gases steadily increases with Gu g = , which also makes sense emotionally. It can therefore go with sufficient quantities Bypassing the wet deduster 2 reaches a final temperature of the dedusted exhaust gases which is above the dew point, so that condensation and thus corrosion to be avoided with certainty.

Es ist in manchen Fällen vorteilhaft, die Temperatur tl des Rohgases vorerst auf einen betriebsmäßig günstigeren Wert zu senken, was zweckmäßigerweise durch Zuleitung von Kaltluft (s. K in der Zeichnung) erfolgt. In some cases it is advantageous to adjust the temperature tl of the raw gas to lower initially to an operationally more favorable value, which is expedient by supplying cold air (see K in the drawing).

Somit wird durch das Entstaubungsverfahren nach der Erfindung mit einer sehr einfachen Schaltung ein Gesamtentstaubungsgrad erreicht, der höher ist als die Entstaubungsgrade des Naß-und Trocken- entstaubers bei der bekannten einfachen Hintereinander-oder Parallelschaltung dieser Entstauber, und zugleich eine korrosiv wirkende Kondensation im Trockenentstauber und im Kamin, wie auch der lästige und schädliche Niederschlag in der Schornsteinumgebung vermieden. Hierdurch ist dieses Verfahren insbesondere für die Entstaubung von Rauchgasen aus Abfallverbrennungsöfen, wie sie z. B. zur Verbrennung von Müll verwendet werden, den bisher bekannten Verfahren zur Entstaubung von Rauchgasen überlegen. Thus, with the dedusting method according to the invention A very simple circuit achieves a higher overall degree of dust removal than the degrees of dedusting of the wet and dry deduster with the well-known simple These dedusters are connected in series or in parallel, and at the same time a corrosive one effective condensation in the dry dust extractor and in the chimney, as well as the annoying and avoiding harmful precipitation in the chimney area. This is how this is Process in particular for the dedusting of flue gases from waste incineration ovens, how they z. B. be used for incineration of garbage, the previously known method superior for dedusting flue gases.

Claims (2)

Patentansprüche : 1. Verfahren zur Entstaubung von Rauchgasen, insbesondere Rauchgasen aus Abfallverbrennungsöfen, unter Verwendung einer Anlage, enthaltend einen Naßwäscher und mindestens einen dem Naßwäscher nachgeschalteten Trockenabscheider, wobei der zu entstaubende Rauchgasstrom in zwei Ströme aufgeteilt wird, d a d u r c h g e k e n nz e i c h n e t, daß man den einen Teilstrom durch den Naßwäscher führt und ihn daraufhin mit dem anderen, nicht durch den Naßwäscher geleiteten Teilstrom vereinigt und daß man schließlich die beiden vereinigten Teilströme im Trockenabscheider entstaubt, wobei man durch Regelung des Mischungsverhältnisses der beiden Teilströme die Temperatur der vereinigten Teilströme auf einem solchen Wert hält, welcher eine Wasserdampfkondensation in dem dem Naßwäscher nachgeschalteten Teil der Anlage ausschließt. Claims: 1. Process for dedusting flue gases, in particular Containing flue gases from waste incinerators using an installation a wet scrubber and at least one dry separator downstream of the wet scrubber, wherein the flue gas stream to be dedusted is divided into two streams, d a d u r c h e k e k e n nz e i c h n e t that one partial flow is through the wet scrubber leads and then it with the other, not passed through the wet scrubber substream combined and that finally the two combined partial flows in the dry separator dedusted, whereby one by regulating the mixing ratio of the two partial flows keeps the temperature of the combined partial flows at such a value that one Excludes water vapor condensation in the part of the system downstream of the wet scrubber. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Rauchgasstrom vor seiner Aufteilung Kaltluft zumischt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the Mixing the flue gas flow with cold air before dividing it. In Betracht gezogene Druckschriften : Deutsche Patentschrift Nr. 575 094. Publications considered: German Patent No. 575 094.