DE3726665A1 - Aktiviertes kalkhydrat, verfahren zu seiner herstellung und verwendung desselben - Google Patents
Aktiviertes kalkhydrat, verfahren zu seiner herstellung und verwendung desselbenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der
Absorptionsfähigkeit von Calciumhydroxid (Kalkhydrat)
gegenüber SO2 und anderen Schadstoffen in Abgasen aus
Verbrennungsanlagen, das nach diesem Verfahren hergestellte
aktivierte Kalkhydrat sowie die Verwendung des Produktes.
Es ist seit langem, insbesondere im Zusammenhang mit der
Entschwefelung von Rauchgasen aus Feuerungsanlagen, ins
besondere Kraftwerkskesselfeuerungen, bekannt, alkalische
Verbindungen wie Calcium- und/oder Magnesiumverbindungen
als Absorptionsmittel einzusetzen.
Dabei wird grundsätzlich zwischen Naß- und Trockenver
fahren unterschieden. Für die Reinigung von Abgasen aus
Kohlekraftwerken eignen sich unter anderem Naßverfahren,
bei denen das Rauchgas durch einen sogenannten Sprühwäscher
geführt wird, in dem das SO2 in einer Lösung oder Suspension
durch alkalische Verbindungen absorbiert wird.
Bei den trockenen Additivverfahren werden pulverförmige
Alkaliverbindungen, insbesondere Calciumhydroxid, entweder
mit der Kohle in den Verbrennungsraum oder in den Rauch
gasstrom eingebracht, um insbesondere mit dem SO2, aber
auch anderen Schadstoffen, zu reagieren und anschließend
in nachfolgenden Elektrofiltern abgeschieden zu werden.
Dabei hat es an Versuchen, die Absorptionsfähigkeit der
alkalischen Verbindungen gegenüber SO2 und anderen Schad
stoffen zu erhöhen, in der Vergangenheit nicht gefehlt.
So sind vor allen Dingen die Absorptionsfähigkeit aktivie
rende Zusatzstoffe vorgeschlagen worden. In der DE-OS
34 39 059 sind in diesem Zusammenhang Halogensäuren und
Halogensalze genannt. Alkalische Verbindungen mit derar
tigen Zusätzen haben den Nachteil, daß die Zusätze selbst
zu einer Emissionsbelastung führen.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, schlägt die DE-OS 34 39 059
konkret Mangancarbonat und/oder Manganoxid als Zusatz
zu einem Absorptionsmittel auf der Basis feinkörniger,
anorganischer Erdalkaliverbindungen, insbesondere Calcium-
und/oder Magnesiumverbindungen vor. Durch die genannten
Zusätze soll eine Steigerung des Entschwefelungsgrades,
bezogen auf den Einsatz von Kalkhydrat ohne Zusatz bis
zum 7fachen erzielt werden. Nachteilig ist, daß die Zu
gabe der Mangansalze zu einer Erhöhung des als Schadstoffs
klassifizierten Schwermetalls Mangan im Endprodukt führt,
wodurch Probleme bei der Verwertung und/oder Deponierung
entstehen.
Wenngleich die genannten Zusätze zu einer Steigerung der
Absorptionsfähigkeit der Alkaliverbindungen führen, so
besteht außerdem auch ein Bedürfnis nach einer weiteren
Erhöhung der Absorptionsfähigkeit. Darin liegt ebenso
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung wie in der Schaf
fung alternativer Möglichkeiten, die Aktivität der Absorp
tionsmittel vor allem gegenüber Schwefeldioxid und anderen
Schadstoffen aus Abgasen von Verbrennungsanlagen zu erhöhen,
ohne auf die nicht überall in ausreichender Menge zur
Verfügung stehenden und auch nicht leicht zu handhabenden,
umweltbelastenden Manganverbindungen zurückgreifen zu
müssen.
Die Erfindung steht unter der Erkenntnis, daß durch Zugabe
von Wasserstoffperoxid zum Kalkhydrat beziehungsweise
bei dessen Herstellung eine überraschend hohe Aktivierung
der Absorptionsfähigkeit des Kalkhydrates erreicht wird,
die noch über der der bekannten Manganverbindungen liegt.
Dabei wird das Peroxid vorzugsweise in wässriger Lösung
oder Suspension als beziehungsweise zum Löschwasser beim
Löschen des gebrannten Kalkes zuzugeben, um die größte
Wirkung zu erzielen.
Ebenso ist es aber auch möglich, das Wasserstoffperoxid
bereits vor dem Löschen oder auch erst nach dem Löschen
dem gebrannten beziehungsweise gelöschten Kalk zuzugeben.
Erfindungsgemäß kann das Peroxid in einer oder mehreren
der vorgenannten Stufen zugegeben werden, wobei die dabei
erzielte Aktivierung bei einer Mehrfachzugabe in unter
schiedlichen Verfahrensstufen noch gesteigert werden kann.
Als besonders vorteilhaft hat sich das Löschen des Brannt
kalkes mit einer H2O2-Lösung erwiesen.
Wenngleich die Reaktionsmechanismen durch Zusatz des
Peroxids noch nicht vollständig geklärt sind, so hat sich
doch gezeigt, daß der Zusatz von H2O2 insbesondere zu
einer Gefügeänderung des Kalkhydrates führt, wobei sich
unter anderem CaO2 bildet, das aber nicht zur Oxidation
von SO2 zu SO3 verbraucht wird, vielmehr führt das CaO2
selbst zu einer weiteren Aktivierung des Kalkhydrates.
Dies hängt offensichtlich damit zusammen, daß wasserfreies
Calciumperoxid thermisch recht stabil ist und sich erst
oberhalb von 273°C zersetzt.
Außerdem ist beobachtet worden, daß durch H2O2-Zugabe
die gebildeten Calciumhydroxidkörner aufplatzen und hier
durch neue Reaktionsoberflächen zur Verfügung gestellt
werden. Durch das gebildete CaO2 ist auch eine kataly
tische Umsetzung des SO2 im Hinblick auf die bei der Rauch
gaskontaktierung gebildeten Calciumsulfit- und/oder Calcium
sulfatprodukte gegeben. Insoweit liegt es auch im Rahmen
des erfindungsgemäßen Vorschlages, Wasserstoffperoxid
ganz oder teilweise durch CaO2 zu ersetzen, wobei letzteres
auch in fester, vorzugsweise feinteiliger Form in den
genannten Verfahrensstufen zugegeben werden kann.
Die Zugabemenge des Peroxids liegt erfindungsgemäß zwischen
0,1 und 30 MA in %, bezogen auf die Menge des Kalkhydrates.
Ein bevorzugter Mengenbereich liegt zwischen 0,5 und 8 MA
in %. Hierin hat sich wiederum ein Optimum bei etwa 1 bis
5 MA in % ergeben.
Wie bereits oben ausgeführt, kann die Gesamtmenge des
Peroxids vor, während oder nach dem Löschen des Kalks
zugegeben werden; ebenso ist aber auch eine Aufteilung
der Peroxidmenge möglich, wodurch sich in einigen Fällen
eine weitere Steigerung der Aktivierung ergeben hat.
Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung eines
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aktivierten Kalk
hydrates zur Trockenentschwefelung von Rauchgasen erwiesen.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das aktivierte
Kalkhydrat mit oder ohne Wasser im Rauchgas-Temperatur
bereich zwischen 80 und 1100°C, vorzugsweise zwischen
150 und 400°C eingeblasen wird.
Unter Bezugnahme auf die zuvor erwähnte Bildung von Calcium
peroxid bei der Aktivierung des Absorptionsmittels mit
Wasserstoffperoxid wird der Temperaturbereich zwischen
150 und 400°C als besonders vorteilhaft angesehen, da
in diesem Temperaturintervall das gebildete Calciumperoxid
selbst als Aktivator mit zur Verfügung steht.
Ebenso läßt sich das aktivierte Kalkhydrat aber auch zur
Naßentschwefelung von Rauchgasen einsetzen, zum Beispiel
durch Eindüsen einer wässrigen Suspension des aktivierten
Kalkhydrates in einen Sprühwäscher, wie er aus dem Stand
der Technik bekannt ist.
In beiden Fällen zeichnet sich das erfindungsgemäße Absorp
tionsmittel durch einen besonders hohen Wirkungsgrad aus,
so daß man im Ergebnis eine verbesserte Entschwefelung
der Rauchgase ohne zusätzliche Umweltbelastung durch
Emission erhält.
Neben Schwefeldioxid werden auch weitere Schadstoffe der
Rauchgase wie Fluor oder Chlor sowie deren Verbindungen
absorbiert.
Wenngleich vorstehend als Absorptionsmittel lediglich
Kalkhydrat genannt ist, so umfaßt die Erfindung selbstver
ständlich auch die Aktivierung anderer alkalischer Ver
bindungen, insbesondere zum Beispiel von Dolomitkalkhydrat
und/oder Magnesiumhydroxid, bei denen sich die erfindungs
gemäßen Vorteile analog einstellen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs
beispieles näher erläutert.
Zunächst wurde die Absorptionsfähigkeit eines konventio
nellen Kalkhydrates (ohne Zusätze) gegenüber dem Schwefel
dioxid eines Rauchgases einer Kesselfeuerung bestimmt.
Anschließend wurde ein Vergleichsversuch gemacht, bei
dem das Kalkhydrat mit einer 5%igen H2O2-Lösung zuvor
gelöscht worden war. Es ergab sich eine Verbesserung der
Ausnutzung des Kalkhydrates zur Umsetzung des SO2 aus
dem Rauchgas in Calciumsulfit- und/oder Calciumsulfatpro
dukte gegenüber dem nicht aktivierten Kalkhydrat um das
11fache bei einem Trockenentschwefelungsverfahren bei
300°C.
Anders ausgedrückt kann durch Einsatz eines erfindungs
gemäß aktivierten Absorptionsmittels das stöchiometrische
Verhältnis Ca(OH)2 : SO2 deutlich gesenkt werden. Bei
Versuchen ließ sich eine Reduzierung des genannten stöchio
metrischen Verhältnisses von 3 : 1 auf 1 : 1 bei gleichem
Abscheidungsgrad erreichen.
Die mit dem erfindungsgemäßen aktivierten Absorptions
mittel erzielbaren Vorteile sind damit offensichtlich.
Claims (10)
1. Verfahren zur Erhöhung der Absorptionsfähigkeit von
Calciumhydroxid gegenüber SO2 und anderen Schadstoffen,
insbesondere in Abgasen aus Feuerungsanlagen durch
- a1) Zugabe von Wasserstoffperoxid zu einem gebrannten Kalk,
- a2) Vermischen mit dem gebrannten Kalk und
- a3) anschließendes Löschen des so versetzten Kalks und/oder
- b1) Zugabe von Wasserstoffperoxid
- b2) als beziehungsweise zum Löschwasser zum Löschen eines gebrannten Kalks und/oder
- c1) Zugabe von Wasserstoffperoxid zu einem gelöschten Kalk und
- c2) Vermischen der beiden Komponenten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Wasserstoffperoxid
in wässriger Lösung oder Suspension zugegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zugabe
von Wasserstoffperoxid in einer oder mehreren der Stu
fen a) bis c) in einer Menge zwischen 0,1 und 30 MA in %,
vorzugsweise zwischen 0,5 und 8 MA in %, bezogen auf
die Menge an Calciumhydroxid, erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das
Löschen des Kalks gemäß den Verfahrensstufen a3) be
ziehungsweise b2) als Trockenlöschen durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das
Löschen des Kalks als Naßlöschen durchgeführt wird
und die wässrige Wasserstoffperoxid-Lösung direkt in
einen Mischer eingedüst wird.
6. Aktiviertes Kalkhydrat zur Absorption von SO2 und anderen
Schadstoffen in Abgasen aus Feuerungsanlagen, herge
stellt durch Zugabe von Wasserstoffperoxid gemäß einem
oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.
7. Verwendung eines aktivierten Kalkhydrates gemäß Anspruch
6 zur Trockenentschwefelung von Rauchgasen.
8. Verwendung nach Anspruch 7 mit der Maßgabe, daß das
aktivierte Kalkhydrat mit oder ohne Wasser in den Rauch
gasstrom bei Rauchgastemperaturen zwischen 80 und 1100°C,
vorzugsweise zwischen 150 und 400°C eingeblasen wird.
9. Verwendung eines aktivierten Kalkhydrates nach Anspruch
6 zur Naßentschwefelung von Rauchgasen.
10. Verwendung nach Anspruch 9 mit der Maßgabe, daß das
Kalkhydrat in Form einer wässrigen Suspension in den
Rauchgasstrom eingedüst wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873726665 DE3726665A1 (de) | 1987-08-11 | 1987-08-11 | Aktiviertes kalkhydrat, verfahren zu seiner herstellung und verwendung desselben |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19873726665 DE3726665A1 (de) | 1987-08-11 | 1987-08-11 | Aktiviertes kalkhydrat, verfahren zu seiner herstellung und verwendung desselben |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3726665A1 true DE3726665A1 (de) | 1989-02-23 |
DE3726665C2 DE3726665C2 (de) | 1990-03-01 |
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ID=6333503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873726665 Granted DE3726665A1 (de) | 1987-08-11 | 1987-08-11 | Aktiviertes kalkhydrat, verfahren zu seiner herstellung und verwendung desselben |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3726665A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1987
- 1987-08-11 DE DE19873726665 patent/DE3726665A1/de active Granted
Non-Patent Citations (2)
Title |
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Publication number | Publication date |
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DE3726665C2 (de) | 1990-03-01 |
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