DE19502066A1

DE19502066A1 - Herstellung einer Kalkhydrat-Suspension

Info

Publication number: DE19502066A1
Application number: DE1995102066
Authority: DE
Inventors: Helmut Ziehe; Juergen Pfeiffer
Original assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Current assignee: VEAG Vereinigte Energiewerke AG
Priority date: 1995-01-16
Filing date: 1995-01-16
Publication date: 1996-08-01

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kalkhydrat-Suspension für die Rauchgasentschwefelung eines fossil gefeuerten Kraftwerkes.

Bekannt ist es, zur Rauchgasentschwefelung eines Kraftwerkes eine wäßrige Kalkhydrat-Suspension herzustellen und über einen Gaswäscher der Entschwefelungsanlage in die SO₂-halti gen Rauchgase einzubringen.

Zum Löschen von Branntkalk wird sulfatarmes Wasser verwendet (z. B. DE 37 14 092), so daß eine wesentlich verbesserte Reak tivität sowie günstige Stöchiometrie beim Entschwefelungspro zeß eintreten. Die Verwendung von Branntkalk setzt jedoch voraus, daß der Branntkalk mit Frischwasser (sulfatarmes Wasser) gelöscht werden muß. (G. Pohl: "Der Einfluß von SO₄-Io nen beim Löschen von Weißkalk", ZKG 8 (1955), S. 393 ff). Die Verwendung von Frischwasser für den Löschprozeß erfordert jedoch neben dem Bedarf für Spülprozesse bei der Rauchgasent schwefelung (Tropfenabscheider, Gipswäsche) einen zusätzli chen Frischwasserbedarf.

Dadurch wird die maximal zuführbare Frischwassermenge im Kreislauf überschritten, so daß eine zusätzliche Menge an Kreislaufwasser entsorgt werden müßte.

Wird jedoch sulfatangereichertes Wasser zum Löschen des Branntkalkes verwendet, so tritt eine Vergrießung ein. Aus diesem Grunde ist Wasser mit einem Sulfatgehalt größer 300 mg/l zum Löschen von Branntkalk als ungeeignet eingestuft worden. (U. Wittneben: "Untersuchungen der Partikeleigen schaften suspendierter Kalkhydrate", ZKG 10 (1980), S. 26).

Bekannt ist weiterhin, Branntkalk mit im Kreislauf geführten, sulfatangereichertem Wasser zu löschen und zur Suspension verdünnt dem Rauchgaswäschersumpf zuzuführen (P4402773.7). Die Bildung von Vergrießung wird hier bewußt hingenommen.

Es wurde schon vorgeschlagen, sulfatangereichertes Kreislauf-Was ser mit Kalkhydrat-Suspension zur Fällung des Magnesiumsulfates zu behandeln und das so erzeugte sulfatarme Reaktionsprodukt zum Löschen des Branntkalkes zu verwenden (P 44 18 478.6).

Dabei wird bewußt hingenommen, daß die Rückführung des entstehenden Magnesiumhydroxides in den Wäscher-Kreislauf erfolgt. Das hat zur Folge, daß die Sulfatbilanz des gesamten Kreislaufes nicht reduziert wird. Darüber hinaus ist ein erheblicher Anlageumfang erforderlich.

Es besteht daher das Problem, dem Löschprozeß entweder ent sprechend große Mengen an unbelastetem Frischwasser zur Verfügung zu stellen oder stärker sulfathaltige Wässer aufzu bereiten. Die Wasserbilanz der Anwendung schränkt die Möglich keit der Einspeisung von Frischwasser häufig erheblich ein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, sulfatarmes Wasser für das Löschen des Branntkalkes zu erzeugen und gleichzeitig das Magnesiumhydroxid mit geringem Aufwand auszuschleusen.

Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß das sulfatan gereicherte Kreislaufwasser zur vollständigen oder teilweisen Deckung des Wasserbedarfs für das Löschen des Branntkalkes und für das Anfeuchten von Asche in Abhängigkeit vom Wasseranspruch des zu löschenden Kalkhydrats und der anzufeuchtenden Asche aus dem Kreislauf des Gaswäschers über einen Hydrozyklon gesteuert ausgeschleust und in einen Eindicker gefördert wird, wobei ein feststoffangereicherter Teilstrom aus dem Trichter des Eindickers für die Ascheanfeuchtung und die Klarphase aus dem Eindicker als sulfatarmes Löschwasser in die Löschanlage gefördert wird.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die dazugehörige Zeichnung zeigt das Anlageschema für die Herstellung der Kalkhydrat-Suspension.

Der Gaswäscher 1 weist den Rohgaskanal 2, den Reingaskanal 3, die Düsenebenen 4 und den Wäschersumpf 5 auf. In den Wäschersumpf 5 ist die Wäscher-Suspensions-Leitung 6 eingebunden und über die Pumpe 7 mit der Düsenleitung 8 und dem Hydrozyklon 9 verbunden.

Die Düsenleitung 8 ist mit den Düsenebenen 4 verbunden. Der Hydrozyklon 9 ist einerseits über die Eindickerleitung 42 in den Eindicker 10 und andererseits über die Leitung 43 in den Wäschersumpf 5 eingebunden. Der Überlauf 12 des Eindickers weist die Löschwasserleitung 13 auf und ist über die Pumpe 14 in die Löschanlage 15 eingebunden.

Der Ausgang der Löschanlage 15 weist die Leitung 16 mit Pumpe 41 auf. Die Leitung 16 ist einerseits über die Leitung 20 mit dem Eindicker 10 und andererseits über die Leitung 51 mit dem Behälter 47 verbunden.

Der Ausgang des Behälters 47 ist mit der Leitung 50 einerseits über die Leitung 20 in den Eindicker 10 und ande rerseits über die Leitung 21 in den Wäschersumpf 5 eingebunden.

Der Trichter 11 des Eindickers 10 ist über die Förderleitung 22 mit der Filterpresse 23 verbunden, die die Schurre 25 und die Leitung 24 zur Ascheanfeuchtung aufweist. In den Eindicker 10 ist die Fällungsmittelleitung 19 eingebunden. In die Löschanlage 15 ist die Frischwasserleitung 17 sowie die Branntkalkleitung 18 eingebunden.

Die Wirkungsweise ist folgende:
Sulfatangereichertes Wasser 28; 30; 52 aus dem Wäschersumpf 5 gelangt in den Hydrozyklon 9 und über dessen Überlauf 12 in den Eindicker 10. Aus dem Unterlauf 44 des Hydrozyklons 9 wird die feststoffangereicherte Suspension 46 zur Gipsentwäs serung abgefördert. In den Eindicker 10 wird aus der Löschan lage 15 Kalkhydrat-Suspension 35; 48 über die Leitung 20 ein gebracht. Dadurch reagieren Kalkhydrat-Suspension 35; 48 und sulfatangereichertes Wasser 52 zu Gips und Magnesiumhydroxid. Fällungsmittel 31 wird über die Leitung 19 in den Eindicker 10 als Sedimentationshilfe eingebracht. Der im Trichter 11 des Eindickers 10 abgesetzte Schlamm 38 gelangt über die För derleitung 22 auf die Filterpresse 23. Über die Schurre 25 wird der Filterkuchen 39 und über die Leitung 24 Filtrat 40 zur Ascheanfeuchtung abgefördert.

Es ist ebenso möglich, den Schlamm 38 direkt zur Ascheanfeuchtung zu verwenden. Das im Eindicker 10 erzeugte sulfatarme Löschwasser 32 gelangt über dessen Überlauf 12, die Löschwasserleitung 13 und die Pumpe 14 in die Löschanlage 15. Mit dem sulfatarmen Löschwasser 32 und dem über die Brannt kalkleitung 18 eingebrachten Branntkalk wird die konzentrierte Kalkhydrat-Suspension 35 hergestellt.

Das sulfatangereicherte Wasser 52 aus dem Oberlauf des Hydro zyklons 9 gelangt über die Leitung 49 und die konzentrierte Kalkhydrat-Suspension 35 über die Leitung 51 in den Behälter 47. Im Behälter 47 wird die konzentrierte Kalkhydrat-Suspen sion 35 auf die Einsatzkonzentration zur Kalkhydrat-Suspensi on 48 verdünnt.

Wahlweise wird konzentrierte Kalkhydrat-Suspension 35 oder Kalkhydrat-Suspension 48 in den Eindicker 10 gefördert. Im Bedarfsfall wird über die Frischwasserleitung 17 Frischwasser 33 zugegeben. Die Kalkhydrat-Suspension 48 wird über die Leitung 50 in den Wäschersumpf 5 gefördert.

Das Verhältnis sulfatarmes Wasser 32 und Frischwasser 33 wird ebenso wie das Verhältnis des sulfatangereicherten Wassers 28 als Teilstrom 29 über die Leitung 8 in die Düsenebene 4 und als Teilstrom 30 in den Eindicker 10 über die Steuergröße Wasserbilanz gesteuert.

Durch die Erfindung werden folgende Vorteile erreicht:

1. Es ist nunmehr möglich, sulfatangereicherte Wässer so aufzubereiten, daß es zum Löschen von Branntkalk zu verwenden ist, ohne Nachteile in Kauf nehmen zu müssen (Vergrießung, Gipsqualität).
2. Das entstehende Magnesiumhydroxid wird nicht mehr in den Wäscherkreislauf zurückgefördert, so daß eine Sulfatanrei cherung vermieden wird. Es ist ohne weiteres möglich, die Sulfatanreicherung im Sinne der optimalen Prozeßführung zu steuern.
3. Eine gesonderte Aufbereitung sulfatbelasteter Wässer entfällt.
4. Die gefällten Sulfate in Form von Calciumsulfat müssen nicht abgetrennt werden, sondern können in der Suspension verbleiben.
5. Eine gesonderte Bereitstellung von Kalkhydrat-Suspension für die Fällung ist nicht erforderlich.
6. Die Wasserbilanz des sich anschließenden Prozesses wird wegen der Kreislaufführung von sulfatangereichertem Wasser nicht belastet, wodurch die Abwassermengen optimiert werden.
7. Die für die Herstellung von Aschestabilisaten erforderliche niedrige Sulfatkonzentration ist gleichzeitig realisierbar.

Bezugszeichenliste

1 Gaswäscher
2 Rohgaskanal
3 Reingaskanal
4 Düsenebene
5 Wäschersumpf
6 Wäscher-Suspensions-Leitung
7 Pumpe
8 Düsenleitung
9 Hydrozyklon
10 Eindicker
11 Trichter
12 Überlauf
13 Löschanwasserleitung
14 Pumpe
15 Löschanlage
16 Suspensionsleitung
17 Frischwasserleitung
18 Branntkalkleitung
19 Fällungsmittelleitung
20 Leitung
21 Leitung
22 Förderleitung
23 Filterpresse
24 Leitung
25 Schurre
26 Rohgas
27 Reingas
28 Wäschersuspension
29 Düsensuspension
30 sulfatangereichertes Wasser
31 Fällungsmittel
32 Löschwasser
33 Frischwasser
34 Kalkhydrat
35 konzentrierte Kalkhydrat Suspension
36
37
38 Schlamm
39 Filterkuchen
40 Filtrat
41 Pumpe
42 Eindickerleitung
43 Leitung
44 Unterlauf
45 Leitung
46 feststoffangereicherte Suspension
47 Behälter
48 Kalkhydrat-Suspension
49 Leitung
50 Leitung
51 Leitung
52 sulfatangereichertes Wasser

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Kalkhydrat-Suspension für die Rauchgasentschwefelung eines fossil gefeuerten Kraftwer kes, wobei sulfatangereichertes Kreislaufwasser aus dem Gesamtsystem der mit einem Gaswäscher versehenen Rauchgasent schwefelungsanlage verwendet und mit Branntkalk in eine Löschanlage eingebracht wird, gekennzeichnet dadurch, daß das sulfatangereicherte Kreislaufwasser (30) zur vollständigen oder teilweisen Deckung des Wasserbedarfs für das Löschen des Branntkalkes und für das Anfeuchten von Asche in Abhängigkeit vom Wasseranspruch des zu löschenden Kalkhydrats (34) und der anzufeuchtenden Asche aus dem Kreislauf des Gaswäschers (1) über einen Hydrozyklon (9) gesteuert ausgeschleust und in einen Eindicker (10) gefördert wird, wobei ein feststoffangereicherter Teilstrom (38) aus dem Trichter des Eindickers (10) für die Ascheanfeuchtung und die Klarphase aus dem Eindicker (10) als sulfatarmes Löschwasser (32) in die Löschanlage (15) gefördert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in den Eindicker (10) zur Fällung von Sulfat und Magnesium frische Kalkhydrat-Suspension (48) überstöchiometrisch eindosiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in den Eindicker (10) als Sedimentationshilfe Fällungsmittel (31) eindosiert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der feststoffangereicherte Teilstrom (38) über eine Filterpresse (23) geleitet wird.