DE3329342C2

DE3329342C2 - Verfahren zur Behandlung von Rauchgasen aus einer Dampferzeugungsanlage

Info

Publication number: DE3329342C2
Application number: DE19833329342
Authority: DE
Inventors: Yaqub M. 5270 Gummersbach Chughtai; Siegfrid Michelfelder
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1983-08-13
Filing date: 1983-08-13
Publication date: 1986-10-30
Also published as: DE3329342A1

Abstract

Behandlungsverfahren für Rauchgase aus einer Dampferzeugungsanlage mit mehreren Kesseleinheiten und jeder Kesseleinheit zugeordneter Schmelzkammer-Feuerung mit einem am Schmelzkammerausgang angeordneten Schlackenfangrost mittels einer dreistufigen Behandlung der Rauchgase, a) in Form einer Additivzugabe zur SOx-Einbindung, b) in Form einer Feststoffabscheidung zur Trennung der Feststoffe aus den Rauchgasen und c) in Form einer thermischen Ausnutzung der in den Feststoffen enthaltenen Wärmeenergie, wobei die Rauchgasreinigung mittels kesselseitiger Additivzugabe bei der Mehrzahl der Kesseleinheiten mit der externen Rauchgasreinigung hinter den Kesseleinheiten ohne kesselseitige Additivzugabe kombiniert wird und die Rückführung der abgeschiedenen Feststoffe in die Brennkammern der Kesseleinheiten ohne kesselseitige Additivzugabe erfolgt.

Description

a) Bei zwei Kesseleinheiten mit Schmelzkammerfeuerung werden einer Kesseleinheit (1) und bei mehr als zwei Kesseleinheiten mit Schmelzkammerfeuerung der Mehrzahl der Kesseleinheiten jeweils den aus dem Brennersystem (2) der Brsnnstaubfeuerung entstammenden Rauchgasen in der dem Schlackenfangrost (3) der Schmelzkammerfeuerung nachgeschalteten Nachbrennkammer (4) zusätzlich Additive (5) zugegeben;

b) die aus den Kesseleinheiten (1) mit kesselseitiger Additivzugabe (5) austretenden Rauchgasströme werden einzeln oder gemeinsam mittels eines Staubabscheiders (7) von Feststoffen befreit;

c) die den Rauchgasströmen aus den Kesseleinheiten mit ke&oelseitiger Additivzugabe (5) entzogenen Feststoffe «erden anteilsmäßig den Brennkammern {9) vrn einer oder mehreren Kesseleinheiten (8) ohne kesf ilseitige Additivzugabe zugeführt und dort zusammen mit einem Teil der Asche des zugegebenen Brennstoffes (2) am bodenseitigen Ende (16) der Schmelzkammer naß abgezogen und zu Granulat verarbeitet;

d) die aus den Kesseleinheiten (8) ohne kesselseitige Additivbehandlung austretenden Rauchgasströme werden einzeln oder gemeinsam mittels eines Staubabscheiders (12) von Feststoffen befreit;

e) die Feststoffe (12) aus den Rauchgasströmen ohne kesselseitige Additivbehandlung werden bei separater Staubabscheidung jeweils zu der Brennkammer der Kesseleinheit, aus der diese Feststoffe entstammen, und bei gemeinsamer Staubabscheidung (12) anteilmäßig zu den Brennkammern (9) der Kesseleinheiten (8) ohne kesselseitige Additivzugabe zusammen mit den Feststoffen (7) aus den Rauchgasen mit kesselseitiger Additivbehandlung zurückgeführt;

f) die aus den Kesseleinheiten (8) ohne kesselseitige Additivzugabe entstammenden und von Feststoffen befreiten Rauchgasströme (17) werden einzeln oder gemeinsam durch eine den Kesseleinheiten (8) ohne kesselseitige Additivzugabe nachgeschalteten naß oder halbtrocken arbeitenden Rauchgasreinigungsanlage (13) geleitet;

g) die aus den Kesseleinheiten (1, 8) mit (1) und ohne (8) kesselseitige Additivzugabe entstammenden gereinigten Rauchgasströme (15, 17) werden zusammen in einem Mischer (14) vermischt und zum Kamin geleitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilstrom des Rauchgases (15) hinter dem den Kesseleinheiten (1) mit kesselseitiger Additivzugabe (5) gemeinsamen Staubabscheider (7) oder ein Teil der Rauchgasströme hinter den den Kesseleinheiten mit kesselseitiger Additivzugabe zugeordneten Staubabscheidern abgezogen und dosierbar zu der den Kesseleinheiten (8) ohne I esselseitige Additivzugabe gemeinsamen Rauchgasreinigungsanlage (13) oder anteilmäßig zu den den Kesseleinheiten ohne kesselseitige Additivzugabe zugeordneten Rauchgasreinigungsanlagen geführt wird.

15 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Rauchgasen aus einer Dampferzeugungsanlage der im Oberbegriff des vorstehenden Anspruches 1 genannten Art

In Dampferzeugungsanlagen werden zur Erzeugung der notwendigen Wärmeenergie häufig Schmelzkammer-Feuerungen eingesetzt, wobei die gesamte Anlage in der Regel aus mehreren Kesseleinheiten besteht.

Schmelzkammer-Feuerungen emittieren in ihren Rauchgasen Flugasche, und Schadgase, wie NO, und SO_x, sowie Chlorwasserstoff (HC 1) und Fluorwasserstoff (HF). Der Gesetzgeber hat durch die am 01. Juli 1983 in Kraft getretene »Großfeuerungsanlagenverordnung« eine drastische Reduzierung der bislang geltenden Emissionsgrenzwerte verordnet. Die Hersteller derartiger Feuerungsanlagen sind deshalb aufgefordert, neue Verfahrenstechnologien zu entwickeln, die eine noch effektivere Reduzierung dieser Schadstoffe vor Ableitung der Rauchgase in die Atmosphäre ermöglichen. Dabei ist es von erheblicher volkswirtschaftlicher Bedeutung, daß die eingesetzten Verfahren einfach und kostengünstig sind. Weiterhin zielen die Bemühungen daraufhin ab, die abzuscheidenden Schadstoffe in eine Form zu bringen, die ihre Deponierung oder Weiterverwendung erlauben, so daß keine Umweltfolgeprobleme entstehen.

Zur Verringerung der Stickoxid-Emission bei den in Rede stehenden Feuerungsanlagen wurde in jüngster Zeit ein Verfahren entwickelt, bei dem durch wiederholte Behandlung der Rauchgase, und zwar durch Zusatzluft im Bereich des Feuerraums, durch eine intensive Durchmischung beim Durchströmen des Schlackenfangrostes und durch Zugabe von Luft und/oder Brennstoff im Endbereich der Nachbrennkammer sowohl das aus dem Brennstoff-Stickstoff-Gemisch entstandene Stickoxid als auch das bei den Schmelzkammern wegen ihrer sehr hohen Kammertemperatur in hohem Maße entstehende thermische UO_x weitgehend wieder abgebaut wird.

Ein Verfahren der im Oberbegriff des vorstehenden Anspruches 1 genannten Art ist aus der US-Zeitschrift »Chemical Engineering Progress« (Vol. 65, Nr. 12) 1969, S. 61, bekannt. Bei der dort gezeigten Kesseleinheit mit Trockenfeuerung wird in einem der Kesseleinheit naehgeschalteten elektrostatischen Filter die Flugasche zusammen mit den Additiven und den Reaktionsprodukten der Additive abgeschieden und einer Deponie zugeführt. Eine Rückführung in den Feuerraum ist nicht vorgesehen. Als Additiv wird staubförmiger Kalkstein eingesetzt.

Üblicherweise werden bei Schmelzkammerfeuerungen die an dem der Kesseleinheit nachgeschalteten FiI-

ter abgeschiedenen Feststoffe, die noch Anteile an Brennstoff enthalten, zur Brennkammer zurückgeführt, um die darin noch enthaltene Wärmeenergie auszunutzen. Der sich daraus ergebende Vorteil besteht darin, daß die gesamte Asche, d. h. die Flugasche, zusammen mit der aus dem zugegebenen Brennstoff entstandenen Asche am bodenseitigen Ende der Brennkammer in schmelzflüssigem Zustand abgezogen und zu Granulat verarbeitet, z. B. als Betonbeimischung oder im Straßenbau verwendet werden kann. Bei Verwendung der be- ίο kannten direkten Rauchgasreinigung mittels kesselseitiger Additiveinblasung zusammen mit der Flugascherückführung bei ein«· Schmelzkammerfeuerung würde der Nachteil auftreten, daß die am Filter zusammen mit der Flugasche abgeschiedenen und bereits von den Trockenadditiven eingebundenen Schadstoffe, insbesondere das Schwefeldioxid, bei Rückführung in die Brennkammer durch die dort herrschenden hohen Temperaturen wieder freigesetzt werden.

Der Erfindung lieg;t daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Behandlung von Rauchgasen der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu schaffen, das für mehrere Kesseleinheiten mit Schmelzkammerfeuerung geeignet ist und zugleich eine ausreichende Einbindung für die die Kesseleinheiten verlassenden Rauchgase erzielt wird und eine Ausnutzung der Wärmeenergie der abgeschiedenen Feststoffe, sowie eine Ascheverwertung ermöglicht

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 aufgeführten Verfahrensschritte erreicht Durch Kombination der Rauchgasreinigung mittels Trockenadditiveinblaisung bei der einen bzw. der Mehrzahl der Kessele inheiiten mit der externen Rauchgasreinigung hinter den Kesseleinheiten ohne kesselseitige Additivzugabe werden die Kosten für die Rauchgasreinigung unter Einhaltung der neuen gesetzlichen Emissionsgrenzwerte gegenüber den bekannten Verfahren erheblich gesenkt. Gleichzeitig wird dabei durch die Beibeha!:ung der Flugascherückführung die in den abgeschiedenen Feststoffen verbliebene Wärmeenergie ausgenutzt und die Ascheverwertung realisiert Darüber hinaus ergibt sich der Vorteil, daß durch die Mischung der gereinigten Rauchgase aus der bzw. den Kesseleinheiten mit Additiveinblasung und der bzw. den Kesseleinheiten ohne kesselseitige Addtivzugabe auf die sonst aufwendige Wiederaufheizung der naß gereinigten Rauchgase vor Ableitung in den Kamin verzichtet werden kann.

Bei Dampferzeugungsanlage^ bei denen Brennstoffe mit unterschiedlichen Schadstoffgehalten verfeuert werden, kann es unter Umständen vorteilhaft sein, gemäß Anspruch 2 zu verfahren. Bei dieser bevorzugten Verfahrensführung ist auch bei unterschiedlichen Lastfällen die Einhaltung der gesetzlichen Emissionsgrenzwerte immer gegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand der Schemazeichnung einer Dampferzeugungsanlage bestehend aus zwei Kesseleinheiten mit Schmelzkammerfeueirung beispielhaft beschrieben.

Im Kessel 1 wird die Absorption der bei der Verbren· nung von schadstoffhaltigen Brennstoffen 2 entstehenden Reaktionsprodukte durch Zugabe von Additiven in die dem Schlackenfangrost 3 nachgeschalteten Nachbrennkammer £ realisiert. Die Einblasung der Additive erfolgt an der Stelle, wo die Voraussetzungen für die Reaktionen hinsiichtih.1i der Vermischung, Temperatur und Verweilzeit optimal sind. Hierzu ist die Sv/.tze einer Ausbuchtung 5 der Rückwand besonders geeignet In der Nachbrennkammer 4 und stromabwärts reagieren die gasförmigen Schadstoffe mit einem Teil der Additive. Die im Rauchgas enthaltenen Feststoffe bestehen aus Fiugasche, den reagierten und nicht reagierten Additiven und werden nach dem Luftvorwärmer 6, der zur Aufheizung der Verbrennungsluft eingesetzt wird, im Staubfilter 7 abgeschieden. Diese Feststoffe werden zusammen mit den Feststoffen, die aus dem der Kesseleinheit 8 ohne Additiveinblasung entstammenden Rauchgas an dem Staubfilter 12 entzogen wurden, der Brennkammer 9 des zweiten Kessels 8 ohne Additiveinblasung zugeführt Hier wird die gesamte Asche am bodenseitigen Ende 16 der Brennkammer naß abgezogen und zu Granulat weiterverarbeitet; ebenso wird die flüssige Asche am bodenseitigen Ende 10 der Brennkammer des Kessels 1 abgezogen. Die aus den Kessel 8 ausströmenden Rauchgase, angereichert an Schadgasen durch die Rückführung der den Rauchgasen aus dem Kessel 1 entzogenen Feststoffe, werden -~:ber den Luftvorwärmer 11 zum Filter 12 geleitet Die dabei abgeschiedenen Feststoffe werden wieder zur Brennkammer des Kessels 8 ohne Additiveinblasung zurückgeführt Dem Filter 12 ist eine Rauchgasreinigungsanlage 13 nachgeschaltet Hierfür kann wahlweise eine Rauchgasentschwefelungs- oder Sprühabsorptions-Anlage vorgesehen werden. Diese dann entweder naß oder halbtrocken gereinigten Rauchgase werden zusammen mit den gereinigten Rauchgasen, die hinter dem der Kesseleinheit 1 mit Additiveinblasung nachgeschalteten Staubabscheider 7 abgezogen wurden, in einem Mischer 14 gemischt und zum Kamin geleitet In Lastfällen, in denen die aus der Kesseleinheit 1 mit kesselseitiger Additivzugabe entstammenden und bereits gereinigten Rauchgase einer zusätzlichen Reinigung zu unterziehen sind, werden diese nach Durchströmen des Staubfilters 7 und des Saugzuggebläses 15 als Teilstrom zur Rauchgasreinigungsanlage 13 geleitet Dabei kann die Menge dieser zweifach zu reinigenden Rauchgase abhängig von der Schadstoffkonzentration im Kamin, z. B. durch Regelventile 18, eingestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung von Rauchgasen aus einer Dampferzeugungsanlage mit mindestens einer Kesseleinheit und der Kesseleinheit zugeordneten Brennstaub-Feuerung, wobei die Behandlung der Rauchgase durch Additivzugabe in Form von staubförmigen Metalloxiden, Hydroxiden und Karbonaten zur SOx-Einbindung und durch Feststoffabscheidung zur Trennung der Feststoffe aus dem Rauchgas erfolgt, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: