DE3607191A1 - Verfahren zur verminderung der chloridbelastung in nassen rauchgasentschwefelungsanlagen - Google Patents
Verfahren zur verminderung der chloridbelastung in nassen rauchgasentschwefelungsanlagenInfo
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Verminderung der Chloridbelastung des oberen Absorberkreislaufes
von zweistufigen nassen Rauchgasentschwefelungsanlagen,
bei denen Kalkstein als Absorptionsmittel
verwendet und aus dem unteren Oxidationskreislauf
gröberkörniger Rauchgasgips über einen Hydrozyklon abgeschieden
wird.
Der obere Absorberkreislauf in derartigen Rauchgasentschwefelungsanlagen
ist zunächst einmal belastet mit
dem Chlorid aus dem Rauchgas. Die Chloridbelastung
hängt dabei insbesondere von dem Chloridgehalt der zu
reinigenden Rauchgase ab, zum anderen aber auch in erheblichem
Umfang von dem Chloridgehalt des unteren Oxidationskreislaufes,
da stets eine gewisse Menge dieser
Flüssigkeit mit dem Rauchgasstrom mitgerissen wird und
dabei in den oberen Absorberkreislauf gelangt. Diese
mitgerissene Menge an Chlorid hängt selbstverständlich
in erheblichem Maße von der Chloridkonzentration des
Oxidationskreislaufes ab. Das Chlorid wird aus diesem
Kreislauf bisher nur ausgeschleust in dem Maße, indem
diesem Kreislauf Gips und Filtrat entzogen werden. Die
ausgeschleuste Flüssigkeitsmenge muß durch entsprechende
Mengen Prozeßwasser ersetzt werden. Das Prozeßwasser
wird zugeführt durch Spülung der Tropfenabscheider.
Dabei wird einerseits die Wassermenge zugeführt, die
das Rauchgas nach der Reinigung im Reingas in Form von
Wasserdampf abführt; zum anderen die Wassermenge, die
mit dem feuchten Rauchgasgips und dem Filtrat dem System
entzogen wird.
Vorzugsweise wird dem unteren Oxidationskreislauf erst
dann Gips und Filtrat entzogen, wenn sich eine ausreichende
gröberkörnige Rauchgassuspension entsprechend
der spezifischen Dichte gebildet hat. Weiterhin muß
diesem Kreislauf über den Hydrozyklon und das Trommelfilter
Gips und Filtrat entzogen werden, wenn entweder
der Chloridgehalt so stark ansteigt, daß die Oxidation
darunter leidet oder der Pegel des Sumpfes über den
Maximalwert angestiegen ist. Letzteres geschieht insbesondere
dann, wenn durch die Spülung der Tropfenabscheider
zuviel Prozeßwasser zugeführt wird. Die Zufuhr
von zuviel Prozeßwasser führt dazu, daß bereits eine
Gipssuspension dem Hydrozyklon zugeführt werden muß,
welche noch nicht die optimale Korngrößenverteilung
aufweist und noch zuwenig Feststoffanteil besitzt. Eine
Reduzierung des Chloridgehaltes im unteren Oxidationskreislauf
durch Zufuhr von mehr Prozeßwasser und Abzug
von Mehrfiltrat stößt somit auf die Grenze der nicht
mehr optimalen Ausbildung der Gipssuspension.
Ein zu hoher Chloridgehalt im oberen Absorberkreislauf
führt aber zu schlechteren Wascheffekten und vor allen
Dingen zur Gefahr der Korrosion der aus Edelstahl gebauten
Anlage, da bei den dort herrschenden pH-Werten
höhere Chloridgehalte bereits zu einer gewissen Korrosion
führen können.
Die Erfindung hat sich daher zunächst die Aufgabe gestellt,
den Chloridgehalt im oberen Absorptionskreislauf
zu reduzieren, ohne auf die übrigen Konzentrationsverhältnisse
im Gesamtsystem Einfluß zu nehmen.
Überraschenderweise ist diese Aufgabe gelöst worden
dadurch, daß dauernd oder in Intervallen die verdünnte
Gipssuspension des Hydrozyklonoberlaufs enthaltend die
feinerkörnigen Festteile aus dem Hydrozyklon in einem
weiteren, hochwirksamen Hydrozyklonsystem aufgetrennt
wird in
- a) eine in den Oxidationskreislauf zurückgeführte konzentrierte Suspension enthaltend die feinerkörnigen Festteile und
- b) einen dem System zu entnehmenden Hydrozyklonoberlauf des hochwirksamen Hydrozyklonsystems enthaltend feinstteilige Festteile und gelöste Salze.
Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Hydrozyklonoberlauf
vor der weiteren Auftrennung in die
Fraktionen a) und b) in einem Zwischentank zu lagern.
Als hochwirksames Hydrozyklonsysten haben sich insbesondere
mehrere parallel arbeitende, kleinere Hydrozyklone
bewährt. Derartige Hydrozyklonsysteme werden
beispielsweise von der Firma AKW, Amberger Kaolinwerke
GmbH, Hirschau, auf den Markt gebracht.
Sofern das erfindungsgemäße Verfahren dauernd durchgeführt
wird, ist es möglich, den Chloridgehalt ganz erheblich
zu senken und damit auch die Chloridbelastung
des oberen Absorberkreislaufes nahezu auf die Chloridmengen
zu beschränken, die jeweils frisch aus dem Rauchgasgips
in das System gelangen.
Sofern das erfindungsgemäße Verfahren nur in Intervallen
durchgeführt wird, steigt zwar der Chloridgehalt
auf etwas höhere Werte, dafür wird jedoch die dem System
zu entnehmende Menge an Hydrozyklonoberlauf wesentlich
verringert.
Dieser Hydrozyklonoberlauf enthält nur noch feinstteilige
Festteile und gelöste Salze und kann daher dem
Abwasser bzw. der Abwasseraufbereitungsanlage zugeführt
werden. Erhöhte Mengen dieses Hydrozyklonoberlaufs erfordern
aber auch erhöhte Mengen zugeführtes Prozeßwasser.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es somit möglich,
in eleganter Weise die gelösten Salze, insbesondere
das Chlorid, unabhängig von den sonstigen Konzentrationsverhältnissen
der Rauchgasentschwefelung aus
dem System auszuschleusen, wobei selbstverständlich
dementsprechend erhöhte Mengen Hydrozyklonoberlauf anfallen.
Ein weiterer großer Vorteil des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht darin, daß in diesem Hydrozyklonoberlauf
auch die feinstteiligen Festteile der Gipssuspension
des unteren Oxidationskreislaufes vorhanden
sind und aus dem System ausgeschleust werden. Diese
feinstteiligen Festteile führen nämlich gelegentlich zu
Störungen der Filtration auf dem Trommelfilter. Ihr
Anteil steigt insbesondere, wenn stärker mit feinen
Inertteilen verunreinigtes Kalksteinmehl zum Einsatz
kommt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit auch
dann zum Einsatz kommen, wenn nicht der Chloridgehalt
des oberen Absorberkreislaufes, sondern der Anteil an
feinstteiligen Festteilen in der Gipssuspension kritische
Grenzwerte überschreitet. Das erfindungsgemäße
Verfahren macht somit das gesamte System der zweistufigen
nassen Rauchgasentschwefelung mit Kalkstein als
Absorptionsmittel und gröberkörnigem Rauchgasgips als
Endprodukt flexibler und weniger störanfällig. Es gestattet
weiterhin, stärker mit feinen Inertteilen verunreinigtes
Kalksteinmehl aus Absorptionsmittel zu verwenden,
ohne daß es hierdurch zu Störungen der Filtration
kommt.
Bei einer typischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird die Suspension des unteren Oxidationskreislaufes
mit einem Feststoffgehalt von ca. 15% im
ersten Hydrozyklon aufgetrennt in eine gröberkörnige
Rauchgassuspension mit ca. 50% Feststoffgehalt und eine
verdünnte Gipssuspension des Hydrozyklonoberlaufes mit
etwa 7 bis 10% Reststoffanteil feinerkörniger Festteile.
Bei der erfindungsgemäßen weiteren Auftrennung dieses
Hydrozyklonoberlaufes entstehen eine konzentriertere
Suspension enthaltend etwa 30 bis 40% Feststoffe
feinkörniger Festteile, die in den Oxidationskreislauf
zurückgeführt werden und ein dem System zu entnehmender
Hydrozyklonoberlauf mit etwa 1 bis 2% Feststoffanteil
feinstteiliger Festteile sowie der gelösten Salze.
Es hat sich gezeigt, daß insbesondere beim Intervallbetrieb
bereits mit relativ geringen Mengen zusätzlichen
Abwassers der Chloridgehalt im oberen Absorberkreislauf
auf weniger als 1/4 reduziert werden kann. Bei dauernder
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sinkt
der Chloridgehalt auf 10 bis 15% der sich früher im
Gleichgewicht einstellenden Chloridmengen.
Beim Vergleich mit der bisher durchgeführten Minderung
des oberen Chloridgehaltes durch erhöhte Zufuhr von
Prozeßwasser zeigt sich, daß wesentlich geringere Mengen
zusätzliches Abwasser entstehen und dabei nicht
einmal die übrigen optimierten Konzentrationsverhältnisse
der Gesamtanlage negativ beeinflußt werden müssen.
In den nachfolgenden Beispielen ist das erfindungsgemäße
Verfahren näher erläutert. Aus den Vergleichsversuchen
gehen die überraschenden Vorteile deutlich hervor.
Hinter dem Hydrozyklonablauf einer im Betrieb befindlichen
Rauchgasentschwefelungsanlage der Anmelderin
wurde ein Zwischentank, ein Hydrozyklonablauf und ein
zweites, hochwirksames Hydrozyklonsystem (bestehend aus
mehreren parallel arbeitenden, kleineren Hydrozyklonen,
Modell KRS 98 IV F der AKW, Hirschau) eingebaut. Dieses
System war so geschaltet, daß die konzentrierte Suspension
enthaltend die feinerkörnigen Festteile in den
Oxidationskreislauf geleitet wurde, während der Hydrozyklonoberlauf
zur Abwasseraufbereitungsanlage geleitet
wurde. Der Chloridgehalt des Prozeßwassers betrug ca.
200 ppm. Bei herkömmlicher Fahrweise betrug der Chloridgehalt
im unteren Oxidationskreislauf (Quencher)
36 888 ppm und im oberen Absorberkreislauf (Absorber)
10 682 ppm. Das zusätzliche hochwirksame Hydrozyklonsystem
reduzierte bei dauerndem Lauf den Chloridgehalt im
Oxidationskreislauf auf 4471 ppm und im Absorberkreislauf
auf 1405 ppm. Die zusätzliche Abwassermenge betrug
20 m3 pro Stunde. Bereits bei 6-stündiger Laufzeit pro
Tag sank der Chloridgehalt im Oxidationskreislauf auf
13 205 ppm und im Absorber auf 3915 ppm. Die zusätzliche
Abwassermenge betrug dementsprechend nur 5 m3 pro Stunde.
Bei 12-stündiger Laufzeit pro Tag reduzierte sich
der Chloridgehalt im Oxidationskreislauf auf 7993 ppm
und im Absorberkreislauf auf 2421 ppm. Die zusätzliche
Abwassermenge betrug 10 m3 pro Stunde.
Zum Vergleich wurde die gleiche Anlage ohne Einschalten
des zusätzlichen hochwirksamen Hydrozyklonsystems mit
zusätzlichen Mengen Prozeßwasser gefahren, die über den
Hydrozyklon und das Trommelfilter in Form von zusätzlichem
Filtrat anfielen.
5 m3 zusätzliches Prozeßwasser pro Stunde führten zur
gleichen Menge zusätzlichem Filtrat und führten ebenfalls
zu einer Senkung des Chloridgehaltes im Oxidationskreislauf
auf 13 200 ppm bzw. 3900 ppm im Absorberkreislauf.
Diese zusätzliche Menge Prozeßwasser führte
jedoch zu einer wesentlichen Verkürzung der Verweilzeit
der Gipssuspension im Oxidationskreislauf und damit
bereits zu schlechterer Korngrößenverteilung der Gipssuspension.
Die Ausschleusung von feinstteiligen Festteilen
am Trommelfilter vorbei in das Abwasser führte
bei nur 6-stündiger Benutzung des zusätzlichen Hydrozyklonsystems
zu besserer Filtrierbarkeit der vom ersten
Hydrozyklon abgetrennten konzentrierten Gipssuspension
des gröberkörnigen Rauchgasgipses.
In dem nachfolgenden Diagramm sind die Konzentrationen
an Chlorid im unteren Oxidationskreislauf (1) und im
oberen Absorberkreislauf (2) in Abhängigkeit der Betriebsstunden
des zweiten Hydrozyklonsystems pro Tag
graphisch dargestellt.
Claims (4)
1. Verfahren zur Verminderung der Chloridbelastung des
oberen Absorberkreislaufes von zweistufigen nassen
Rauchgasentschwefelungsanlagen, bei denen Kalkstein als
Absorptionsmittel verwendet und aus dem unteren Oxidationskreislauf
gröberkörniger Rauchgasgips über einen
Hydrozyklon abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet,
daß dauernd oder in Intervallen die verdünnte Gipssuspension
des Hydrozyklonoberlaufs enthaltend die feinerkörnigen
Festteile aus dem Hydrozyklon in einem weiteren,
hochwirksamen Hydrozyklonsystem aufgetrennt wird
in
- a) eine in den Oxidationskreislauf zurückgeführte konzentriertere Suspension enthaltend die feinerkörnigen Festteile und
- b) einen dem System zu entnehmenden Hydrozyklonoberlauf des hochwirksamen Hydrozyklonsystems enthaltend feinstteilige Festteile und gelöste Salze.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Hydrozyklonablauf vor der weiteren Auftrennung in
die Fraktionen a) und b) in einem Zwischentank gelagert
wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß als hochwirksames Hydrozyklonsystem mehrere
parallel arbeitende, kleinere, hochtourige Hydrozyklone
verwendet werden.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß als Absorptionsmittel ein stärker
mit feinem Inertmaterial verunreinigtes Kalksteinmehl
verwendet wird.
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