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    公开号:WO1986003425A1
    申请号:PCT/T1982/000034
    申请日:1982-11-19
    公开日:1986-06-19
    发明作者:Herbert SCHRÖFELBAUER；Gernot Staudinger
    申请人:Schroefelbauer Herbert；Gernot Staudinger；
    IPC主号:B01D53-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren und Vorrichtung zur Rauchgasentschwefelung von Kohlefeuerungen
    [0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rauchgasentschwefelung von Kohlefeuerungen nach dem Trockenadditivverfahren mit nachgeschalteten Staubfiltern. Weiters betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
    [0003] Beim Betrieb von großen Feuerungsanlagen, wie z.B. Dampferzeugern für Dampfturbinen, muß in gesteigertem Ausmaß auf den Umweltschutz Rücksicht genommen werden. Dabei sind insbesondere die Schadstoffemissionswerte der Feuerungsanlagen so niedrig wie möglich zu halten. Demgegenüber ist aus preislichen und volkswirtschaftlichen Gründen ein steigendes Bedürfnis gegeben, Kohle mit geringerer Qualität, insbesondere heimische Braunkohle, einzusetzen, die beim Verbrennen einen relativ hohen Anteil an Schadstoffen erzeugt. Dabei ist im besonderen auf die Konzentration des Schwefels in Form von Schwefeldioxid und Schwefeltrioxid in den Rauchgasen zu achten. Bei einer Entfernung des Schwefels bzw. von Schwefelverbindungen aus den Abgasen von Kraftwerksanlagen ist auch auf die Wirtschaftlichkeit Bedacht zu nehmen, da Anlagen zur Abgasentschwefelung einen hohen apparativen Aufwand und damit hohe Investitionen erfordern.
    [0004] Um die Schwefelemission schon in der Feuerung zu reduzieren, ist bereits vorgeschlagen worden, den Schwefel nach sogenannten Trokkenadditivverfahren durch Einbringung von Additiven in den Feuerräum so weit wie möglich chemisch zu binden. Hier ist insbesondere das Einblasen von feinkörnigem Calciumoxid oder Calciumkarbonat in den Feuerungsraum zu nennen. Bei Kohle-Staubfeuerungen mit MahlTrocknungskreislauf wird das Calciumoxid der Kohle schon vor der Kohlemühle beigegeben. Beide Bestandteile gelangen gemeinsam über die Kohlenstaubbrenner in den Feuerraum. Dieses bekannte Trockenadditivverfahren zeigt allerdings nicht unter allen Bedingungen günstige Ergebnisse, wobei unter anderem die Art der eingesetzten Kohle eine Rolle spielt. Es zeigt sich, daß bei manchen Braunkohlearten die Entschwefelung ungenügend ist, da es offensichtlich infolge zu hoher Feuerraumtemperaturen zu einem Totbrennen des eingesetzten Calciumoxids kommt.
    [0005] Weiters ist bereits vorgeschlagen worden, dem Feuerraum Kaltgas zuzuführen, um optimale Temperaturbedingungen für die Reaktion des Additivs mit dem im Rauchgas enthaltenen Schwefel bzw. entsprechender Schwefelverbindungen zu erzielen. Eine Anlage,die nach diesem Verfahren arbeitet, ist weiter unten beschrieben.
    [0006] Das erfindungsgemäße Verfahren ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß die relative Feuchtigkeit des Rauchgases vor Eintritt in die Staubfilter erhöht wird. Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung erfolgt die Erhöhung der relativen Feuchtigkeit des Rauchgases durch dessen Abkühlung auf eine niedrigere Temperatur, die jedoch über dem Wassertaupunkt des Rauchgases liegt. Im besonderen erfolgt die Erhöhung der relativen Feuchtigkeit des Rauchgases durch dessen Abkühlung mittels Wärmetauscher und/oder durch Einspritzen von Wasser in das Rauchgas. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Kesselanlage und einer Rauchgasfilteranlage ist dadurch gekennzeichnet, daß im Rauchgasstrom vor der Rauchgasfilteranlage ein Wärmeaustauscher und/oder ein Einspritzkühler angeordnet ist, um die relative Feuchtigkeit des Rauchgases zu erhöhen.
    [0007] Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise näher beschrieben. In Fig. 1 ist rein schematisch eine Kesselanlage mit Kohle-Staubfeuerung gezeigt, wobei alle hier nicht wesentlichen Teile fortgelassen wurden. In den Fig. 2 bis 4 ist schematisch das erfindungsgemäße Verfahren in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt. Die in Fig. 1 gezeigte Kesselanlage ist für Kohle-Staubfeuerung eingerichtet und die Entschwefelung erfolgt in an sich bekannter Weise nach dem Trockenadditivverfahren. In yon der Anmelderin bereits vorgeschlagener Weise ist zur Verbesserung des Wirkungsgrades der Entschwefelung die Rückführung von Kaltgas in den Feuerraum vorgesehen.
    [0008] Die Braunkohle 2 und das Additiv CaCO33 gelangen in einem steuerbaren Mengenverhältnis zueinander über Förderanlagen und einem Zuteiler 4 in den Fallschacht 5. Der Fällschacht führt in die Kohlemühle 6, wobei heiße Rauchgase 7 aus dem Feuerraum 8 in den Fallschacht 5 geleitet werden und ebenfalls in die Kohlemühle 6 gelangen. In der Kohlemühle 6 wird die Kohle auf die notwendige Korngröße vermählen und durch die heißen Rauchgase gleichzeitig getrocknet. Das staubföimige Verbrennungsgemisch gelangt über Sichter 9 in die Kohlenstaübbrenner 10 und von dort in den Feuerraum 8, wo die Kohle zu Rauchgas und Asche verbrennt. Ein kleiner Teil dieses Rauchgases wird, wie gesagt, über den Fallschacht 5 rückgeführt, der größere Teil 11 durchströmt die Kesselanlage 1 und gibt seine Wärme an entsprechende, hier nicht dargestellte Heizflächen und Rohrschlangen ab. Das Rauchgas durchströmt in der Folge einen
    [0009] Ascheabscheider 12 und Saugzugventilatoren 13. Danach gelangt das Rauchgas durch Staubfilter 23 und als Reingas 15 durch einen Schornstein 16 in die Atmosphäre.
    [0010] Dem bereits stark abgekühlten Rauchgas mit etwa 150°C wird wahlweise bei Entnahmestellen 17, 18, 26 oder 27 ein Teil entnommen und als Kaltgas über die Leitung 19 alternativ oder gleichzeitig über zwei Wege in den Feuerraum 8 geleitet. Der eine Weg führt über den Stutzen 20 in den Fallschacht 5, wo sich das Kaltgas mit dem heißen Rauchgas vermischt und nach Durchströmen der Kohlemühle 6 und der Sichter 9 über die Kohlenstaubbrenner 10 in den Feuerraum 8 gelangt. Der zweite Weg führt über die Leitung 21 zu Kaltgaseinblasschlitzen 22, von wo das Kaltgas direkt in den Feuerraum 8 strömt. Bei einer Entnahme des Kaltgases bei den Entnahmestellen 26, 27 und 17 ist das rückgeführte Kaltgas init Ascheteilchen beladen, wodurch unverbrauchtes Additiv in den Feuerraum zurückgeführt wird. In bekannter Weise ist das Additiv in großem stöchiometrischem Oberschuß zur Kohle vorhanden. Bei Entnahme des Kaltgases bei 18 liegt das Kaltgas als Reingas vor.
    [0011] Gemäß vorliegender Erfindung wird die relative Feuchtigkeit des Rauchgases vor Eintritt in den Staubfilter 23 erhöht. Es geschieht dies im allgemeinen in dem Rauchgasstrombereich zwischen Ascheabscheider 12 und dem Staubfilter 23.
    [0012] Es ist bereits bekannt, daß durch Nachschalten von Staubfiltern hinter Feuerungen nach dem Trockenadditivverfahren der Eiribindegrad des Sclwefels in die Asche verbessert wird. Überraschend hat sich gezeigt, daß der Einbindegrad noch weiter verbessert wird, wenn die relative Feuchtigkeit des Rauchgases angehoben wird.
    [0013] Die erfindungsgemäße Erhöhung der relativen Feuchtigkeit der Rauchgase erfolgt in vorteilhafter Weise auf drei Arten:
    [0014] - Abkühlung des heißen Rauchgases durch einen Wärmetauscher. Die hiebei rückgeivonnene Wärme kann anderweitig verwendet werden, sodaß eine Wirkungsgradverbesserung ebenfalls erzielt werden kann. - Durch Einspritzen von Wasser in das heiße Rauchgas.
    [0015] - Durch Kombination der beiden zuvor angeführten Verfahren.
    [0016] Normalerweise beträgt die Rauchgastemperatur ca. 150°C. Bei der Erhöhung der relativen Feuchtigkeit wird die Temperatur auf einen Wert zwischen 50 und 100°C reduziert. Die Temperatur des Rauchgases muß dabei allerdings stets höher sein als der Wassertaupunkt des Rauchgases, damit im nachgeschalteten Staubfilter nur trockene Produkte anfallen.
    [0017] Es sei darauf hingewiesen, daß üblicherweise Rauchgase aus Feuerungen nicht auf die oben erwähnten Temperaturen abgekühlt werden können, weil dann massive Korrosionen durch Schwefelsäure auftreten würden. Im gegenständlichen Trockenadditivverfahren ist dies aber nicht der Fall, da das Additiv den größten Teil des SO3 absorbiert. Aus diesem Grunde ist eine Absenkung der Rauchgastemperatur auf oben beschriebene Werte zwischen 50 und 100°C zulässig. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, mit dem Trockenadditivverfahren den Entschwefelungsgrad von Naßanlagen zu erreichen.
    [0018] In den Fig. 2 bis 4 sind die drei obengenannten Varianten zur
    [0019] Erhöhung der relativen Feuchtigkeit des Rauchgases gemäß Erfindung schematisch dargestellt. Dabei ist mit den Bezugszeichen 2 die Kohle und 3 das Additiv bezeichnet, wobei die Kohle im Kessel 28 verbrennt und ein Teil des Additivs mit dem entstehenden Schwefel bzw. Schwefelverbindungen reagiert. Ein Teil der Asche und des Additivs wird bei 29 ausgetragen. Ein großer Teil der Verbrennungswärme wird bei 30 abgeführt.
    [0020] Das heiße Rauchgas 31 gelangt mit Asche und reaktionsfähigem Additiv entweder in einen Wärmeaustauscher 24 (Fig. 2) oder in einen Einspritzkühler 25 (Fig. 3) oder nacheinander in einen Wärmeaustauscher und einen Einspritzkühler (Fig. 4). Das abgekühlte Rauchgas 32 mit erhöhter relativer Feuchtigkeit gelangt dann in den Staubfilter 23 und entweicht von dort als Reingas 15 durch den Rauchfang 16 in die Atmosphäre. Im Staubfilter 23 wird die restliche Asche und die Entschwefelungsprodukte 33 ausgetragen.
    [0021] Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind auf die dargestellten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt. Die Kesselanlage (siehe Fig. 1) kann auch anders arbeiten. Wesentlich ist nur, daß ein Trockenadditivverfahren vorliegt und daß im Rauchgasstrom vor dem Staubfilter noch unverbrauchtes Additiv vorhanden ist, das mit dem restlichen Schwefel bzw. dessen Verbindungen reagieren kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ist für Kohle aller Art geeignet und nicht auf Braunkohle beschränkt. Die in Fig. 1 gezeigte Rückführung des Kaltgases in den Feuerraum stellt eine bevorzugte Ausführung dar, ist aber in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht unbedingt notwendig.
    [0022] In Hinblick auf die Fig. 1 sei der Klarheit halber darauf hingewiesen, daß der Ascheabscheider 12 ein Abscheider für Kesselasche und der Staubfilter 23 ein Staubfilter für Flugasche ist. Wie bereits oben beschrieben, wird die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienende Vorrichtung vor dem Staubfilter 23 eingebaut. Die relative Feuchtigkeit der Rauchgase wird dabei vorteilhaft auf einen Wert größer 50 % bis 100 %, vorzugsweise größer 80 % bis 100% angehoben.
    权利要求:
    ClaimsP a t e n t a n s p r ü c h e
    1. Verfahren zur Rauchgasentschwefelung von Kbhlefeuerungen nach dem Trockenadditivverfahren, wobei die Kohle in Gegenwart von Additivmaterial gegebenenfalls unter Zufuhr von Kaltgas im Kessel verbrennt und zum Teil nicht umgesetztes Additivmaterial den Kessel mit dem Rauchgas verläßt und in nachgeschalteten Staubfiltern die Asche mit dem Additivmaterial abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Feuchtigkeit des Rauchgases vor Eintritt in die Staubfilter erhöht wird, sodaß die im Rauchgas enthaltenen Schwefelverbindungen mit dem Additivmaterial in den Staubfiltern in erhöhtem Maße reagieren.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der relativen Feuchtigkeit des Rauchgases durch dessen Abkühlung auf eine niedrigere Temperatur, die jedoch über dem Wassertaupunkt des Rauchgases liegt, erfolgt.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung der relativen Feuchtigkeit des Rauchgases durch dessen Abkühlung mittels Wärmetauscher und/oder durch Einspritzen von Wasser in das Rauchgas erfolgt.
    4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rauchgastemperatur, normalerweise in der
    Höhe von etwa 150°C, bei der Erhöhung der relativen Feuchtigkeit auf eine Temperatur zwischen 50ºC und 100ºC abgesenkt wird.
    5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Feuchtigkeit des Rauchgases auf einen Wert zwischen größer 50 % bis 100 %, vorzugsweise größer 80 % bis 100 % erhöht wird.
    6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Kesselanlage und einer Rauchgasfilteranlage, dadurch gekennzeichnet, daß im Rauchgasstrom (11) vor der Rauchgasfilteranlage (23) ein Wärmeaustauscher (24) und/oder ein Einspritzkühler (25) angeordnet ist, tan die relative Feuchtigkeit des Rauchgases zu erhöhen.
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    法律状态:
    1986-06-19| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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