DE3310014A1 - METHOD FOR RECOVERY OF WASTE HEAT FROM THE SMOKE GAS FROM COMBUSTION PLANTS - Google Patents
METHOD FOR RECOVERY OF WASTE HEAT FROM THE SMOKE GAS FROM COMBUSTION PLANTSInfo
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Abstract
Description
I "tI "t
EYER & LlNSER PATENTANWÄLTE ga 5979EYER & LlNSER PATENTANWÄLTE ga 5979
, ROBERT-BOSCH-STR. 12A D-6O72 DREIEICH, ROBERT-BOSCH-STR. 12A D-6O72 DREIEICH
Firmacompany
F. J. Gattys Ingenieurbüro fürF. J. Gatty's engineering office for
ehem. Maschinen- und Apparatebauformerly machine and apparatus construction
Frankfurter Straße 168-176Frankfurter Strasse 168-176
6078 Neu Isenburg6078 Neu Isenburg
Verfahren zur Rückgewinnung der Abwärme aus den
Rauchgasen von VerbrcnnungsanlagenProcess for the recovery of waste heat from the
Flue gases from combustion systems
GA 5979GA 5979
- Λ - Λ
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung der Abwärme aus den Rauchgasen von Verbrennungsanlagen.The invention relates to a method for recovering the waste heat from the Flue gases from incinerators.
In der Wirtschaft fällt bekanntlich in großer Menge Niedertemperatur-Abwärme mit Temperaturen zwischen 100 und 150° C an, deren Nutzung vor allem am Fehlen geeigneter Möglichkeiten zur Speicherung und zum Transport vom Entstehungsort zum Verbraucher scheitert. So kann etwa beim Betrieb von Verbrennungsanlagen davon ausgegangen werden, daß in Abhängigkeit von der Abgastemperatur zwischen 10 und 15 % der mit dem Heizmaterial - Kohle oder Öl - eingebrachten Wärmeenergie als Abwärme in die Atmosphäre abgegeben wird, so daß allein bei einem in der Zeitperspektive vorauszusehenden Kohleverbrauch von 100 Mio. t SKE für die Stromerzeugung in der Bundesrepublik mit einem Energieverlust von zwischen 10 und 15 Mio. t. SKE als Niedertemperaturwärme gerechnet werden kann. Unter Berücksichtigung aller anderen, etwa in thermischen Produktionsprozessen wirksamen Iiin£ Hisse kann angenommen werden, daß die Nutzung der eingesetzten Primärenergi.e einen Anteil von 40% nicht wesentlich übersteigt, d.h. daß ca. '60% der eingesetzten Primärenergie als Verlustwärme in die Umwelt abgegeben werden. Auf der anderen Seite werden etwas mehr als 40% der in der Bundesrepublik verbrauchten Energie alsAs is well known, there is a large amount of low-temperature waste heat in the economy with temperatures between 100 and 150 ° C, their use mainly on Lack of suitable options for storage and transport from the place of origin to the consumer fails. For example, when operating incineration plants, it can be assumed that depending on the exhaust gas temperature between 10 and 15% of the thermal energy brought in with the heating material - coal or oil - is released into the atmosphere as waste heat, so that alone with a foreseeable coal consumption of 100 million TCE for electricity generation in the Federal Republic with an energy loss of between 10 and 15 million t. SKE as low temperature heat can be expected. Taking into account all others, for example in Thermal production processes effective Iiin £ Hisse can be assumed that the use of the primary energies used does not account for 40% significantly exceeds, i.e. that around 60% of the primary energy used is released into the environment as heat loss. Be on the other hand slightly more than 40% of the energy consumed in the Federal Republic as
Niedertemperaturwärme für Haushaltszwecke benötigt. Darüberhinaus stellt die Abgasreinigung, insbesondere die Befreiung der Abgase von den bei derLow temperature heat required for household purposes. In addition, the Exhaust gas cleaning, in particular the removal of the exhaust gases from the
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Verbrennung fossiler Brennstoffe anfallenden Schwefeldioxid- und Stickoxidverunreinigungen nach wie vor ein bisher nur unbefriedigend gelöstes Problem dar. So muß selbst nach Berücksichtigung der derzeitigen technischen Möglichkeiten, etwa der Verwendung von Wirbelschichtfeuerungen und des Einsatzes von bekannten ISntschwefelungsverfahren - ohne gezielte Rauchgasentschwefelung - mit einer Schwefel emission von etwa 2,8 bis 3,5 g S/kg SKE in Form von Schwefeldioxid gerechnet werden.Combustion of fossil fuels, sulfur dioxide and nitrogen oxide impurities are still an unsatisfactory solution Problem. So even after considering the current technical possibilities, such as the use of fluidized bed combustion and the Use of known IS desulphurization processes - without targeted Flue gas desulfurization - with a sulfur emission of around 2.8 to 3.5 g S / kg SKE in the form of sulfur dioxide.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, mit dessen Hilfe auf einfache Weise Niedertemperaturwärme, insbesondere die Abwärme aus Rauchgasen, rückgewonnen und in einer den Transport ermöglichenden Weise gespeichert werden kann. Die Erfindung besteht darin, daß die im Rauchgas enthaltene Wärme zunächst in eLner ersten Stufe durch direkten Kontakt auf eine auf einen pH-Wert von 4,5 bLs 5,5 eingestellte und auf diesem pH-Wert gehaltene MagnesiumhydroxidsuspensLon (Mg(0H)2) und anschließend in eLner Wärmetauscherstufe indirekt auf ein Wärmeträgermedium übertragen wird.The aim of the present invention is to provide a method with its help in a simple way low-temperature heat, especially the waste heat from flue gases, recovered and in a transport that enables it Way can be saved. The invention consists in that the heat contained in the flue gas initially in a first stage by direct Contact to a magnesium hydroxide suspension (Mg (OH) 2) adjusted to a pH value of 4.5 bLs 5.5 and kept at this pH value and then in eLner heat exchanger stage is indirectly transferred to a heat transfer medium.
Durch die Erfindung ist ein Verfahren geschaffen, mit dessen Hilfe Niedertemperatur-Wärme auf einfache Weise zurückgewonnen und in einer Form gespeichert werden kann, die einen einfachen Transport auch über längere Strecken sowie einen bedarfsweisen Abruf ermöglicht. Hierbei wird durch die Benutzung des Magnesiumhydroxids als Zwischenträger zur Übertragung der Wärme in direktem Kontakt gleichzeitig eine prakllsch quantitative Reinigung der Rauchgase von ihren Schwefeldioxid- und Sl i.ckoxid-Verunreinigungen durch chemische. Bindung erreicht, wobei nuf'gruncl dei pH-Wer L-F, Inst eL 1 ung auf einen WorL zwischen 4,7» und 5,5 eine Blockierung des Magnesiumhydroxid durchThe invention provides a method with the help of which low-temperature heat can be easily recovered and stored in a form that allows easy transport even over long distances as well as a demand-based retrieval. The use of magnesium hydroxide as an intermediate carrier to transfer the heat in direct contact at the same time a practically quantitative cleaning of the Flue gases from their sulfur dioxide and sugar oxide impurities through chemical. Binding achieved, with nuf'gruncl dei pH values L-F, Inst eL 1 ung on a WorL between 4.7 »and 5.5 a blockage of the magnesium hydroxide by
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Absorption iiuch eier im Raiic.hga.s enthaltenen Kc; h lrnd iox UlanLi1L! ο verhindert ist. Die in der erf indungsgeniäiien Weise behnndel ι cmi Rauchgase ge langen d.ihor nicht nur weitestgehend frei von ungenutzter Wärme sondern darüberhinmisAbsorption of eggs also contained in the Raiic.hga.s Kc; h lrnd iox UlanLi 1 L! ο is prevented. The ingenious manner in which the flue gases arrive is not only largely free of unused heat, but moreover
nahezu schadstoffrei in die Atmosphäre.
5almost free of pollutants into the atmosphere.
5
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung erfolgt die pH-Wert-Einstellung mit Hilfe von Natriumdihydrogensulfat (NaH2PO4), das der Magnesiumhydroxidsuspension in einer Menge von 140 bis 180, vorteilhaft 150 bis 160 g/l zugegeben wird. Es wird durch diese Zugabe eines starkIn an advantageous embodiment of the invention, the pH adjustment with the help of sodium dihydrogen sulfate (NaH2PO4), which the Magnesium hydroxide suspension is added in an amount of 140 to 180, advantageously 150 to 160 g / l. It becomes strong by adding one
■^ ionisierenden Salzes einerseits als Vorteil für die Verfahrensführung selbst eine erhebliche Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit und damit ues Wärmeüberganges im Wärmetauscher um bis zu 10% und darüberhinaus als Ergebnis des Absorptionsvorganges eine Suspension erreicht, die eine unmittelbare Weiterverarbeitung in Düngemittel und damit Leicht verwertbarer Produkte ermöglicht.■ ^ ionizing salt on the one hand as an advantage for the process management itself a significant improvement in thermal conductivity and thus ues Heat transfer in the heat exchanger by up to 10% and beyond as a result of the absorption process, a suspension is achieved that can be processed immediately into fertilizers and thus easily usable products enables.
Als Wärmeträgermedium kann NatriumsulfaL-Dekahydrat (Na2SO<4 χ 10 IYZO) Verwendung finden, das von der Magnesiumhydroxid-Suspension auf eine Temperatur von mindestens 33 (!rad C erwärnU wird, wobei die Rauchgase Im Gegenstrom zu der im Umlauf geführten Suspension geführt und hierbei bis auf eine Temperatur abgekühlt werden, die geringfügig unterhalb der dem Wasserdampftaupunkt entsprechenden Temperatur liegt. Hierbei macht sich die Erfindung die Eigenschaft des Natriumsulfat-Dekahydrat zunutze, sich bei Erwärmung über die - relativ niedrige - Temperatur von 32° C unter Verbrauch vonAs heat transfer medium NatriumsulfaL decahydrate can (Na 2 SO <4 χ 10 IYZO) are used, that is from the magnesium hydroxide suspension to a temperature of at least 33 (! Rad C erwärnU, wherein the flue gases are conducted in counter current to the run in the circulation suspension, and in this case be cooled down to a temperature which is slightly below the temperature corresponding to the water vapor dew point. Here, the invention makes use of the property of sodium sulfate decahydrate, when heated above the - relatively low - temperature of 32 ° C with consumption of
2-5 Lösungswärme in seinem eigenen Kristal lwasser zu lösen und somit von der kristal linen, in die flüssige Form überzutreten, so dai3 es ohne Schwierigkeiten2-5 heat of solution to dissolve in its own crystal water and thus from the crystalline, to pass into the liquid form, so that it can be done without difficulty
*> O IUU IH-*> O IUU IH-
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über Rohrleitungen zu einer Abfüllstation und - nach Abfüllen in Tanks oder anderweitige Transportbehälter zum Verbraucher verbringbar ist. Aufgrund der hohen Kristallisationswärme, erhöht durch die wärmetechnisch zulässige Überhitzung, besitzt das erfindungsgemäß eingesetzte Latent-Wärmeträgermedium eine hohe Wärmekapazität, die die Wärmekapazität von beispielsweise Wasser im fraglichen Temperaturbereich"um ein Vielfaches übersteigt und die auch absolut problemlos am Bestimmungsort vom Verbraucher wieder freigesetzt werden kann. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darüberhinaus auch darin, daß das Energieangebot weitestgehend an den Energiebedarf angeglichen werden kann, so daß durch das Verfahren der Erfindung eine außerordentlich rationelle Nutzung der Energie gewährleistet wird.via pipelines to a filling station and - after filling into tanks or other transport containers can be brought to the consumer. Due to the high heat of crystallization, increased by the thermally permissible Overheating, the latent heat transfer medium used according to the invention has a high heat capacity that the heat capacity of, for example, water in the questionable temperature range "by a multiple and also absolutely can easily be released again at the destination by the consumer. Another advantage of the invention is that the Energy supply can be largely matched to the energy demand, so that the method of the invention allows an extremely efficient use the energy is guaranteed.
Vorteilhaft werden die Rauchgase im Gegenstrom zu der im Umlauf geführten Suspension geführt und hierbei bis auf eine Temperatur abgekühlt, die geringfügig unterhalb der dem Wasserdampftaupunkt entsprechenden Temperatur liegt, wobei in der Suspension ein - bezogen auf die Schadstoffmenge im Rauchgas - stöchiometrischer Überschuß an Magnesiumhydroxid von bis zu 2:1, vorzugsweise 1,25-1,50 : 1 ständig aufrecht erhalten wird. Eingesetzt wird hierbei zweckmäßig eine 15%-ige Magnesiumhydroxidlösung. Durch die Führung derThe flue gases are advantageously circulated in countercurrent to that The suspension is then cooled down to a temperature that is slightly below the temperature corresponding to the water vapor dew point is in the suspension - based on the amount of pollutants in the flue gas - stoichiometric excess of magnesium hydroxide of up to 2: 1, preferably 1.25-1.50: 1 is maintained at all times. A 15% magnesium hydroxide solution is expediently used here. By running the
^ Rauchgase und der Absorptionsflüssigkeit im Cegenstrom nehmen die - gegenüber dem Magnesiumhydroxid heißeren - Rauchgase zunächst Feuchtigkeit auf, die sich späterhin bei der Abkühlung des Rauchgases dicht unter den Wasserdampftaupunkt als feiner Nebel niederschlägt und auf diese Weise unter gleichzeitiger Rückführung dor Vordiimpfungswärme an das System wesentlich zur Abscheidung der ^ Flue gases and the absorption liquid in the countercurrent absorb the flue gases - which are hotter than magnesium hydroxide - initially moisture, which later precipitates as a fine mist when the flue gas cools down just below the water vapor dew point and in this way, with the simultaneous return of the pre-inoculation heat to the system, significantly Deposition of the
*-5 Sdiwefolil ioxi.d- und SL Lr.kox id-Verunrc in igiinjion 1km I ragt. Es worden auf diese Weise RoinigungswerLe von 90% und darüber or/.ioll.* -5 Sdiwefolil ioxi.d- and SL Lr.kox id-Verunrc in igiinjion 1km I ragt. It was in this way .ioll RoinigungswerLe of 90% and above or /.
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Zur Erhaltung der Reinigungskraft der umlaufenden Suspension wird hierbei zweckmäßig von der Suspension ein best i.mnit er, sich etwa auf 10% dor Gesamtnienge belaufender AnLoLl /.um Zwecke· der Aufarbeitung ständig abgezogen und die im Umlauf verbleibende Menge Lm Gegenzug durch Zugabe frischer -1 Suspension auf den vorgegebenen Magnesiumhydroxid-Überschuß und Natriumdihydrogensulfat-GehalL· eingestellt wird.To maintain the cleaning power of the circulating suspension is expedient here from the suspension a best he i.mnit, approximately 10% dor Gesamtnienge amounted Direction AnLoLl /.um purposes · working up constantly removed and the remaining outstanding amount Lm return fresh by adding - 1 suspension is adjusted to the specified excess magnesium hydroxide and sodium dihydrogen sulfate content.
Zur Aufarbeitung der die Schadstoffe enthaltenden Suspension kann die abgezogene Suspension mit Hilfe der im Rauchgas enthaltenen Wärme auf eine Magnesiumhydroxid-Konzentration von etwa 40 Gew.-% aufkonzentriert und anschiief3end mit Ammoniak alkalisiert werden, worauf das bei der AlkaL isior ung abgeschiedene Magnesiumhydroxid durch Ki. 11ration aus der Lösung abgetrennt, wird. Die in der Lösung verbleibenden Ammoniumnitrate und Ammoniumsulfate können entwerder unmittelbar als flüssige Düngmittel eingesetzt oder durch Sprühtrocknung zu Mischdüngmittel weiterverarbeitet oder mit Kalk oder anderen Düngmitteln pelltisiert werden. Es können jedoch in einer weiteren Ausführungsform die in der Suspension enthaltenen Bestandteile · durch fraktionierte Kristallisation in ihre SulfiL/Sulfat-, Nitrit/Nitrat- und Phosphat-Fraktionen getrennt werden, die nach bekannten Verfahrensweisen zu Schwefel- bezw. Salpetersäure und Magnesiumoxid bei Rückführung der Phosphat fraktion weiterverarbeitet werden können.To work up the suspension containing the pollutants, the withdrawn suspension is concentrated to a magnesium hydroxide concentration of about 40 wt .-% with the help of the heat contained in the flue gas and can then be made alkaline with ammonia, whereupon this is done in the case of alkali isioration deposited magnesium hydroxide by Ki. Separated ration from the solution, will. The ammonium nitrates and ammonium sulfates remaining in the solution Can either be used directly as liquid fertilizers or processed into mixed fertilizers by spray drying or with lime or other Fertilizers can be peeled. However, in a further embodiment, the constituents contained in the suspension can pass through fractional crystallization into their sulfil / sulfate, nitrite / nitrate and Phosphate fractions are separated, respectively, according to known procedures to sulfur. Nitric acid and magnesium oxide when recycling the Phosphate fraction can be further processed.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand des beigefügten
Blockschemas beispielhaft erläutert.
25The method according to the invention is explained below by way of example with the aid of the attached block diagram.
25th
In einem Kohlekraftwerk einer Leistung von 700 MW fallen etwa 5,5 MioIn a coal-fired power station with an output of 700 MW, around 5.5 million
BAo BA o
O I UU I O I UU I
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- 10 -- 10 -
BmVh Rauchgase mit einer Temperatur von 120-140° C an, die gemittelte Schadstoffmenge von ca. 650 mg S02 und 400 mg NOx pro Bm3 enthalten. Geht man von einer Temperaturdifferenz von 60° C zwischen den Eingangs- und Ausgangstemperaturen des zu behandelnden Gases aus, so kann mit einer rückgewinnbaren Wärme von ca. 100 Mio kcal/h gerechnet werden. Das Rauchgas wird in Waschtiirmen 1 von ca. insgesamt 240 m2 Anströmfläche im Gegenstrom zu einer im wesentlichen von einer 15%-igen Magnesiumhydroxidlösung gebildeten Absorptionssuspension (AS) geführt, die die Wärme und S02- und NOx-Schadstoffe aus dem Rauchgas absorbiert. Die Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases beträgt ca. 5 m/sec, die Verweilzeit im Waschturm ca.5 see und die Berieselungsdichte ca. 5 m3 Absorptionssuspension pro m3. Im Umlauf werden 1200 mVh Absoprtionssuspension (AS) gehalten. Zu Beginn des Zyklus wird eine ca. 15%-ige Mg(0H)2-Lösung als Absorptionssuspension vorbereitet, dieBmVh smoke gases with a temperature of 120-140 ° C containing the average amount of pollutants of approx. 650 mg S02 and 400 mg NOx per Bm 3 . Assuming a temperature difference of 60 ° C between the inlet and outlet temperatures of the gas to be treated, a recoverable heat of approx. 100 million kcal / h can be expected. The flue gas is conducted in washers 1 with a total surface area of approx. 240 m 2 in countercurrent to an absorption suspension (AS) formed essentially from a 15% magnesium hydroxide solution, which absorbs the heat and SO2 and NOx pollutants from the flue gas. The flow velocity of the flue gas is approx. 5 m / sec, the residence time in the washing tower is approx. 5 seconds and the sprinkling density is approx. 5 m 3 absorption suspension per m 3 . 1200 mVh absorption suspension (AS) are kept in circulation. At the beginning of the cycle, an approx. 15% Mg (OH) 2 solution is prepared as an absorption suspension
Wasser : ca. 1100,0 tWater: approx. 1100.0 t
' NaH2P04 : ca. 192,0 t'' NaH2P04: approx. 192.0 t
Mg(0H)2 : ca. - 13,3 LMg (OH) 2: approx. - 13.3 L
enthält. Diese Absorptionssuspension (AS) wird sowohl in der Wärme- und Schadstoffabsorptionsstufe als auch in der Wärmeaustauscherstufe mit einer Leistung von 1200 m3/h im Gegenstrom zum Rauchgas im Umlauf gehalten, wobei von Beginn an während des Betriebs 13,3 t/h Mg(0H)2 und ca. 700 Nm3/h N02 zugegeben werden. Zu Beginn des Betriebs erfolgt kein Austrag, die Anlage arbeitet in dieser Phase nur im Umlaufbetrieb.contains. This absorption suspension (AS) is kept in circulation both in the heat and pollutant absorption stage and in the heat exchanger stage with an output of 1200 m 3 / h in countercurrent to the flue gas, whereby 13.3 t / h Mg ( 0H) 2 and approx. 700 Nm3 / h N02 are added. At the start of operation, there is no discharge; in this phase the system only works in circulation mode.
Durch die Zugabe von N02 soll ein Gleichgewichtszustand hergestellt werden derart:, daß jederzeit äqu imolare Mengen an NO und N02 im Rauchgas enthalten sind, was eint; Voraussetzung für den Ablauf der Reaktion nach den GleichungenA state of equilibrium should be established by adding N02 in such a way that they always contain equimolar amounts of NO and NO2 in the flue gas are what unites; Prerequisite for the course of the reaction according to the equations
ORIGINAL^ORIGINAL ^
JJ IUUJJ IUU
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-ΜΙ) Mg(OH)2 + NO + N02 Mg(N02)2 + H20 -Μ Ι) Mg (OH) 2 + NO + N02 Mg (N02) 2 + H20
2) 2Mg(OH) 2 + 4 N02 Mg(NO-J) 2 + Mg(NO2)2 + 2 I[202) 2Mg (OH) 2 + 4 N02 Mg (NO - J) 2 + Mg (NO2) 2 + 2 I [20
3) Mg(OH)2 + S02 MgSOM + U203) Mg (OH) 2 + S02 MgSOM + U20
4) Mg (Oil) 2 + S03 MgS04 l· 11204) Mg (Oil) 2 + S03 MgS04 l 1120
ist. Insgesamt ergibt sich bei der UiiiscM ziing dor Ln dom Rauchgas enthaltenen Schadstoffe nach der beschriebenen Woi.se die folgende Mengenbilanz:is. Overall, the result is that the flue gas contained in the UiiiscM ziing dor Ln dom Pollutants according to the described Woi.se the following mass balance:
MgS03/S04-AnfallMgS03 / S04 attack
10 Mg(N03)"-Anfall10 Mg (N03) "seizure
Mg(N02)2-Anfall Insgesamt 23,0768 t/h.Mg (N02) 2 attack A total of 23.0768 t / h.
: 16,6667 t/h : 2,4474 t/h : 3,9627 t/h: 16.6667 t / h: 2.4474 t / h: 3.9627 t / h
Es erfolgt Aufkonzentrierung der AbsorpL Lons-Su,spensi.on entsprechend der nachfolgend wiedegegebenen Tabelle:The AbsorpL Lons-Su is concentrated, spensi.on according to the the following table:
Die Tabelle zeigt, daß nach dem 48-Stunden-Arbeitszyklus die Absorptions^The table shows that after the 48-hour duty cycle, the absorption ^
.--·- jj IUU IH.-- · - jj IUU IH
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suspension eine Konzentration von ca. 35 Gew.-% erreicht hat und daß die mit 100 mVh an Absorptions-Suspension ausgetragene Schadstoffmenge von 22,75 t/h, d.h. ca. 23,0 t/h nahezu der /.u absorbierenden Schadstoffmonge entspricht. Es können somit zu Reginn der 49-Len Arbeitsstunde erstmals und danach stündlich 100 m3 Absorptionssuspension (ca. 35 Gew.-%) zur Aufarbeitung abgezogen (Austrag) und 80 mVh. Wasser und 16 t/h NaH2P04 zugegeben werden. Ab der ersten Stunde werden kontinuierlich 13,3 t/h Mg(0H)2 zugegeben.suspension has reached a concentration of approx. 35% by weight and that the amount of pollutants discharged with 100 mVh of absorption suspension of 22.75 t / h, ie approx. 23.0 t / h, corresponds almost to the amount of pollutants absorbed . Thus, at the beginning of the 49-liter working hour, 100 m 3 of absorption suspension (about 35% by weight) can be drawn off for work-up for the first time and then every hour (discharge) and 80 mVh. Water and 16 t / h NaH2PO4 are added. From the first hour, 13.3 t / h Mg (OH) 2 are added continuously.
Durch die Zugabe des Natriumdihydrogenphosphat tritt eine wesentlicheThe addition of the sodium dihydrogen phosphate causes a significant effect
^ Erhöhung des Wärmeleitkoeffizienten der Absorptionssuspension ein. Geht man davon aus, daß die Suspension nach 48 Stunden 0,290 mol/1 Magnesiumhydroxid, 1,444 mol/1 Natriumdihydrophosphat, 0,121 mol/1 Magnesiumsulfit/-sulfat, 0,014 mol/1 MagnesiumnitraL und 0,028 mol/1 Magncsiumnitrit enthält. Hieraus ergeben^ Increase in the coefficient of thermal conductivity of the absorption suspension. One goes it is assumed that the suspension after 48 hours 0.290 mol / 1 magnesium hydroxide, 1.444 mol / 1 sodium dihydrophosphate, 0.121 mol / 1 magnesium sulfite / sulfate, 0.014 mol / 1 magnesium nitrate and 0.028 mol / 1 magncsium nitrite. Result from this
sich für die in der Lösung enthaltenen Ionen die folgenden Faktoren:
15the following factors apply to the ions contained in the solution:
15th
aiai
Mr, η ς<νι _ η nnun _ q 004424 Mr, η ς <νι _ η nnun _ q 004424
+ 0,014040+ 0.014040
0,00
+ 0,0259920.00
+ 0.025992
- 0,000242- 0.000242
- 0,000168- 0.000168
- 0,000224- 0.000224
original"original"
όό ι υυ ι όό ι υυ ι
GA5979GA5979
Ausgehend von einer Wärmeleitfähigkeit des Wassers bei 1OÜ°C von 0,586 ergibt sich somit durch Addition der cj*ai-Faktoren eine Wärmeleitfähigkeit für die Suspension, die bei Zusatz von N;.il.r i unidihydrophosphat um 6%, ohne einen solchen Zusatz jedoch nur um 1,5% über dor Warme 1eitfähigket der, Wassers liegt. Eine weitere erhebliche Steigerung miI über K) % kann durch weitere Erhöhung der Natriumdihydrophosphat-Konzentration erzielt bzw. aufgrund des niedrigen Dissoziationsgrtades des Magnesiumhydroxids erwartet werden.Assuming a thermal conductivity of the water at 10 ° C of 0.586 This results in a thermal conductivity by adding the cj * ai factors for the suspension, which with the addition of N; .il.r i unidihydrophosphate by 6%, without Such an addition, however, is only 1.5% above the thermal conductivity of water lies. A further considerable increase miI over K)% can be achieved by further Increase in the sodium dihydrophosphate concentration achieved or due to the low degrees of dissociation of magnesium hydroxide can be expected.
Die Absorptions-Suspension übergibt die aufgenommene Wärme in einem Wärmetauscher 2 an einen Umlaufölstrom, der die Wärme wiederum im Kollektor 6 an einen geeigneten Latentwärmespeicher, beispielsweise Glaubersalz abgibt und zu wiederholter Wärmeaufnahme rücktransportiert wird. Auf diese Weise werden ca. 75 Mio kcal/h netto gespeichert. Die mit dem Latentwärmespeicher zum Verbraucher transportierte Wärme wird entweder direkt oder über eine Wärmepumpe 7 indirekt der Raumbeheizung 8 oder der Brauchwassererwärmung zugeführt.The absorption suspension transfers the absorbed heat in one Heat exchanger 2 to a circulating oil flow, which in turn gives off the heat in the collector 6 to a suitable latent heat storage device, for example Glauber's salt is transported back to repeated heat absorption. Be that way approx. 75 million kcal / h net stored. The heat transported to the consumer with the latent heat storage is either directly or via a heat pump 7 indirectly fed to the room heating 8 or the domestic water heating.
Das zu reinigende Rauchgas wird in der Absorptionsstufe an die Grenze des Wasser- und Säuretaupunktes heruntergekühlt (ca. 65-70° C), in welchem Bereich besonders günstige Absorptionsbedingungen bestehen und eine Verdampfung des Wassers verhindert wird, die einem Enthaltpieverlust gleichkäme. Aufgrund des Arbeitens nach dem Gegenstromprinzip ergibt sich insgesamt eine Erwärmung der Absorptionssuspension auf eine technisch nutzbare Temperatur von etwa 90 bis 95° C. Das gereinigte Rauchgas wird zur Krnicdrigung der relativen Feuchtigkeit beim Ablassen in die Atmosphäre mittels eines Ventilators 5 mit ca. 10 VoL.-% Falschluft vermischt.The flue gas to be cleaned is in the absorption stage to the limit of the Water and acid dew point cooled down (approx. 65-70 ° C), in which range Particularly favorable absorption conditions exist and an evaporation of the water is prevented, which would be equivalent to a loss of energy. Because of the Working according to the countercurrent principle results in overall heating of the Absorption suspension to a technically usable temperature of about 90 to 95 ° C. The cleaned flue gas is used to reduce the relative Moisture when released into the atmosphere by means of a fan 5 with approx. 10 vol .-% false air mixed.
GA5979GA5979
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In einer Ausführungsform kann die Absorptionssuspension zum Zwecke der weiteren Aufarbeitung mit 6,9 t Ammoniak/h gesättigt, wobei Mg(OH)2 ausgeschieden und Ammonium-Sulfit/Sulfate und Ammonium-Nitrit/Nitrate gebildet werden. Es entstehen nach dieser ArbeitsweiseIn one embodiment, the absorption suspension for the purpose of further work-up with 6.9 t ammonia / h saturated, with Mg (OH) 2 excreted and ammonium sulphite / sulphates and ammonium nitrite / nitrates are formed. It is created according to this way of working
18,8 t/h (NH4)2SO3/(NH4)2SO4
6,9 t/h NH4NO2/NH4NO3
16,0 t/h NaH2PO4 (evtl. gemischt mit Ammoniumphosphat),18.8 t / h (NH4) 2SO3 / (NH4) 2SO4
6.9 t / h NH4NO2 / NH4NO3
16.0 t / h NaH2PO4 (possibly mixed with ammonium phosphate),
d.h. eine konzentrierte, etwa 40%-ige Fliissigmischdüngemittellösung, die nach Abfiltrieren und Rückführen des Mg(0H)2 zur Absorptionsstufe als fertiges Düngemittelprodukl (ca. 100 m3/h) direkt verwertbar ist. In einer Abwandlung dieser Ausführungsform kann die erhaltene konzentrierte Lösung sprühgetrocknet werden, wobei 41,7 t/h Mischdünger in pulveriger Form anfallen. An Stelle der Sprühtrocknung kann auch eine Trocknung durch Zuführung von 43.6 t/h Zusatzmaterial (z.B. Kalk) und damit Herstellung eines granulierten Mischdüngers erfolgen, der in einer Menge von 85,0 t/h anfällt.ie a concentrated, approx. 40% liquid mixture fertilizer solution, which can be used directly as a finished fertilizer product (approx. 100 m 3 / h) after the Mg (OH) 2 has been filtered off and returned to the absorption stage. In a modification of this embodiment, the concentrated solution obtained can be spray-dried, with 41.7 t / h of mixed fertilizer in powder form. Instead of spray drying, drying can also be carried out by adding 43.6 t / h of additional material (e.g. lime) and thus producing a granulated mixed fertilizer, which is produced in an amount of 85.0 t / h.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann der Austrag etwa in einem Verdampfer 3 fraktioniert in eine Phosphatfraktion, eine Sulfit/Sulfat-Fraktion und eine Nitrit/Nitrat-Fraktion auskristallisiert werden, von denen die Phosphatfraktion rückgeführt, die Sulfit/Sulfatfraktion zu etwa 130 tt/a Schwefelsäure (100 %) und die Nitrit/Nitratfraktion zu etwa 350 tt/a Salpetersäure (100 %) aufgearbeitet werden.In another preferred embodiment, the discharge can be approximately in an evaporator 3 fractionated into a phosphate fraction, a sulfite / sulfate fraction and a nitrite / nitrate fraction crystallized out of which the phosphate fraction is recycled, the sulfite / sulfate fraction to about 130 tt / a sulfuric acid (100%) and the nitrite / nitrate fraction to about 350 tt / a nitric acid (100%) are processed.
Claims (17)
_ ·* CA V) 7 <)
_ · *
5Godfather objections
5
Verwendung findet, die von der Magnesiumhydroxid-Suspension auf eine nahe der Umwandlungstemperatur liegende Temperatur vorgewärmt werden..3. The method according to claim 1 or _ 2, characterized in that the heat transfer medium salt hydrates, for example Glauber's salt (Na2S04 χ 10 H20), Mg (N03) / MgC12 χ 6 H20, A12 (S04) 3 χ 12 H20 or the like. As latent heat storage
Is used that are preheated by the magnesium hydroxide suspension to a temperature close to the transition temperature ..
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