DE1769830A1 - Verfahren zur Entfernung von gasfoermigen Schwefelverbindungen und oder Flugasche aus einem Gasstrom - Google Patents
Verfahren zur Entfernung von gasfoermigen Schwefelverbindungen und oder Flugasche aus einem GasstromInfo
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-
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Description
THE LUMMÜS COMPANY
1515 Broad Street, Bloomfield, New Jersey O7OO5 (V.St.A.)
Verfahren zur Entfernung von gasförmigen Schwefelverbindungen und/oder Flugasche
aus einem Gasstrom
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur fieinigung
von Schornsteingasen und insbesondere zur Entfernung von
Schwefelverbindungen und Flugasche aus einem Anlagenabgas. Der Gasstrom wird in einen Schornstein eingeführt und in dem
Schornstein mit Wasser in Berührung gebracht; dabei werden die Schwefelverbindungen und die Flugasche entfernt.
Bevor die Abgase einer Anlage, beispielsweise die Bauchgase einer Dampfkesselanlage, in die Atmosphäre entlassen
werden, müssen unerwünschte Bestandteile, wie Schwefelverbindungen und Flugasche, aus den Gasen entfernt werden. Es sind
bereits verschiedene Maßnahmen und Einrichtungen zur Herbeiführung der Entfernung derartiger Verunreinigungen angegeben
worden, infolge der zunehmenden Ausdehnung der Industrie und
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de. *:·_. nehmenden Forderungen bezüglich einer Verhinderung von
Lv; ; - ^niimutsung besteht jedoch ein dringendes Bedürfnis nec.h
neuen uud verbesserten Maßnahmen und Einrichtungen für eine
weitgehende Entfernung dieser unerwünschten Substanzen vor dem Abblasen von Schornsteingasen in die Atmosphäre.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache, wirksame und betriebssichere Methode zur Entfernung unerwünschter
Bestandteile, insbesondere Schwefelverbindungen und Flugasche, aus einem Anlagenabgas zu schaffen. In Verbindung
hiermit bezweckt die Erfindung weiterhin die Angabe eines derartigen Reinigungsverfahrens, das leicht und ohne großen Aufwand
in bereits bestehende Anlagen eingeführt werden kann und darüber hinaus gestattet, einhergehend mit der Entfernung von
Schwefelverbindungen und/oder Flugasche aus einem Anlagenabgas mindestens einen Teil des Kühlbedarfs für das in der Anlage
benutzte Kühlmittel zu liefern.
Weitere Merkmale und technische Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung
mit der anliegenden Zeichnung hervor.
Die Zeichnung zeigt eine schematisches Fließbild einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung am
Beispiel einer Dampfkesselanlage zur Stromerzeugung.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird ein Abgas, das Schwefeldioxyd und gegebenenfalls auch Flugasche enthält i
vor dem Abblasen in die Atmosphäre in einem Schienstein mit
Wasser behandelt. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Gasabzug vorgesehen, der in Kombination so~
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wohl einen Kühlturm als auch einen Schornstein darstellt
(nachstehend als Kühlturm-Schorastein bezeichnet), wobei in
einem Teil dieses Kühlturm-Schornsteins das Schwefeldioxyd und
gegebenenfalls Flugasche enthaltende Anlagenabgas zur Entfernung von Schwefeldioxyd und Flugasche mit Wasser behandelt und
in einem anderen Teil des Kühlturm-Schornsteins aus der Anlage abgezogenes erwärmtes Kühlwasser zur Herbeiführung einer Abkühlung
des Wassers durch Verdampfungskühlung mit Luft in Berührung gebracht wird. Das abgekühlte Wasser wird als Kühlmittel
in die Anlage zurückgeführt und die befeuchtete Luft wird
mit dem gewaschenen Abgas vereinigt, um letzteres vor dem Abblasen
in die Atmosphäre zu verdünnen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels weiter veranschaulicht.
In der Zeichnung sind zur Vereinfachung und Verbesserung der Übersichtlichkeit Hilfseinrichtungen wie Pumpen, Ventile
u.dgl. fortgelassen worden; die Wahl und Anordnung derartiger Einrichtungen an den erforderlichen Stellen liegt im normalen
Tätigkeitsbereich de's Fachmanns.
Nach dem Fließbild wird Luft, die durch eine Leitung
11 zufließt, durch einen Vorerhitzer 12 geleitet und dort durch indirekten Wärmeaustausch mit dem abfließenden Abgas erhitzt.
Die Luft fließt aus dem Vorerhitzer 12 über eine Leitung 13 in einen Wasserdampferzeuger 14, z.B. einen Dampfkessel,
und wird dort mit einem Brennstoff vermischt, z.B. Kohle, der durch eine Leitung 15 eingeführt wird. Das Luft-Brennstoff-Geaisch
verbrennt und die dabei erzeugte Wärme führt zu einer
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Verdampfung von Wasser, das durch die schematisch angedeuteten
Bohre 10 des Dampfkessels fließt. Der Wasserdampf wird aus den
Holiren 16 durch eine Leitung 17 abgezogen und in einer Turbine
18 entspannt. Letztere treibt nchematisch angedeutete Generatoren 19« Der gebildete Hisderdruckwasserdampf wird aus der
Turbine 18 durch eine Leitung 21 abgezogen und durch eine schematise]] angedeutete Kondensierzone 22 geleitet, in der
der Wasserdampf durch indirekten Wärmeaustausch mit Kühlwasser kondensiert wird. Das gebildete Kondensat wird aus der Kühlzone
22 durch eine Leitung 22 abgezogen und zu den Dampfkesselrohren
16 zurückgeführt.
Verbrennungsprodukt, die Schwefeldioxyd, Flugasche
und etwas ßchwefeltrioxyd enthalten, werden aus dem Dampfkesnel
V\ durch (»ine Leitung 2'\ abgezogen und durch den Vorerhitzor
12 geleitet, wo sie eine Erhitzung der hindurchfließenden Luft herbeiführen. Das hierdurch teilweise abgekühlte Ab-
ßau Hießt aus dem Vorerhitzer 12 durch eine Leitung 25 in
iiincn WaßChabochnitt 27 eines hyperbolischen Kühlturm-Schornsteins
?h\ der Waschabschnitt 27 enthält eine geeignete Packung,
z,B Füllkörper o.dgl. Daß Abgas wird in dem Waschabschnitt 27
im viegonntroni mit Wasser in Berührung gebracht, welches durch
eine Leitung 28 eingeführt wird. Durch diese Gegenstromberührung wird dos Abgas praktisch frei von Schwefeldioxyd, Schwefeltrioxid
und Flugasche gewaschen. Das Schwefeldioxyd und das Schwefeltrioxid
lösen siel) in dem Wasser als schweflige bzw. Schwefelsäure.
Das durch die Leitung 28 zugeführte Wasser enthält vor- *vufj,':Wf?ip<r Lfilliflteiij ((Jalciumcorbonat). Dieser reagiert mit
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dem Schwefe.ldiojcyd und dem Schwefelteioxyd La der fl'.,ss-.*;er
Phase unter Bildung von Calciumsulfit; bzw. Calciumsulfat; P's
nunmehr von Flugasche, Schwefeldioxid und Schwefeltrioxyi.
im wesenblichen freie Abgas wird aus dem Wasehabschnitb 2?
in den Schornsteinabschnibb 29 des Kühlturin-SchornsteLns 26
geleitet, mib Luft verdünnt und dann in die Atmosphäre entlassen.
Das aus dem Waschabschnibb 2? kommende Wasser enthält
nunmehr Flugasche, Schwefelsäure, schweflige Säure und - wenn anfänglich Galciumcarbonab zugesebzb worden isb - fesbes Calciumsulfit
und Calciumsulfat. Dieses Wasser wird aus dem Waschabschnitt 27 des Kühlburm-Schornsbeins .26 durch eine Leitung
31 abgezogen und einem Filter 52 zugeführb, um Feststoffe
daraus abzutrennen. Die Feststoffe werden von dem Filter 32
durch eine Leitung 33 abgeführt. Das von Feststoffen freie Wasser, das etwas schweflige und Schwefelsäure enthält, wird
von dem Filter 32 durch eine Leitung 34 abgezogen und in einen
Behälter 35 eingeführt, in dem die Säuren durch Zugabe einer geeigneten Base, z.B. Calciumcarbonat, neutralisiert werdec.
Letztere wird durch eine Leitung 36 eingespeist. Das neutralisierte
Wasser wird aus dem Behälter 35 zur Einführung in den
Kühlturm-Schornstein 26 durch eine Leitung 37 abgezogen.
Durch eine Leitung 41 wird Kühlwasser der Kondensierzone 22 zugeführt; es bewirkt dort eine Kondensation des
hindurchfließenden Niederdruckwasserdampfes» Das hierdurch erwärmte
Wasser wird aus der Kondensierzone 22 durch eine Leitung 42 abgezogen, mit dem durch die Leitung 37 auf Ließetidet
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W-- .; vereinigt und über eine Leitung 44 in den Kühlturmab
-■:;; <'i J d-v■■- Kühlturm·-Sc hör nstei as 26 eingeführt; der KuK fcn.i."iiaU:chnit;fc
43 enthält zweckmäßig eine geeignete Packung ocli-:· entsprechende Einbauten. Durch natürlichen oder erzwungeaeu
Zug fließt atmosphärische Luft, die nicht mit Wasserdampf gesättigt ist, durch geeignete Lufteinlässe 45 in den Kühlturmabnchnitt
43 und tritt dort in Gegenstromberührung mit dem durch die Leitung 44 eingespeisten abwärts rieselnden Wasser,
Hierdurch erfolgt eine Befeuchtung der Luft bei gleichzeitiger Kühlung des Wassers. Die feuchte Luft fließt aufwärts
in den Schornsbeinabschnitt 29 und wird dort mit dem Abgas,
das aus dem Waschabschnitt 27 kommt, vermischt. Das nunmehr mit Luft verdünnte Abgas wird dann vom Kopf des Schornsteins
29 in die Atmosphäre entlassen.
Das abgekühlte Wasser wird aus dem Kühlabschnitt 43 deu Kühlturm-Schornsteins 26 durch eine Leitung 47 abgezogen.
Ein Teil davon wird durch eine Leitung 48 verworfen, um eine Anreicherung von Ablagerungen bildenden Stoffen im
Kühlwasserkreislauf zu verhindern. Der verbleibende Anteil Hes
Wassers wird durch eine Leitung 49 abgeführt und mit Ergänzungswasser vereinigt, das durch eine Leitung 51 zugespeist
wird, Ein Teil des vereinigten Stroms fließt durch die Leitung 41 zu der Kondensierzone 22. Der verbleibende Anteil des vereinigten
Stroms wird durch die Leitung 28 zu dem Waschabschnitt 27 des Kühlturm-Schornsteins 26 geführt. Kalkstein
kann dem durch die Leitung 28 fließenden Wasser über eine Leitung 52 zugesetzt werden.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung hat sich als außerordentlich wirksam für die Entfernung von Schwefelverbindungen
und Flugasche aus einem Gasstrom erwiesen. Wernigleich
das Verfahren vorstehend im einzelnen in Verbindung mit.
der Entfernung derartiger Bestandteile aus dem Abgas eines Dampfkessels in einer Anlage zur Erzeugung von Elektrizität beschrieben
wurde, ist ohne weiteres ersichtlich, daß das Verfahren gemäß der Erfindung nicht auf diese besondere Anwendungsform
beschränkt ist und mit gleich guten Ergebnissen für die Reinigung irgendeines anderen Anlagenabgases, das Flugasche
und/oder Schwefelverbindungen enthält, herangezogen werden kann«
Weiterhin wurde die Kühlung in dem Kuhlturm-Schornstein 26
vorstehend in Verbindung mit der Abkühlung von Kühlwasser beschrieben, das zum Kondensieren von Wasserdampf benutzt wird,
es ist jedoch klar, daß das Verfahren gemäß der Erfindung Ui
gleicher Weise zum Herunterkühlen von für irgendwelche anderen
Zwecke benutztem Kühlwasser Anwendung finden kann.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Aasführungsbeispiels
weiter veranschaulicht, ßie ist aber niont;
auf diese besondere Durchführungsform beschränkt.
Ein Abgas mit der in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung wurde in dem Waschabschnitt 27 des Kühlturm-Schornsteinn
26 mit einer Aufschlämmung von Kalkstein in Wasser gewaschen. Die Betriebsbedingungen sind in der Tabelle Jl zusammengestellt,
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Das in die Atmosphäre entlassene Schornsteingas hatte die in der Tabelle III angegebene Zusammensetzung:
Die Werte stammen aus einer großtechnischen Betriebsdurchführung, die in Molteile/h angegebenen Fließraten
wurden dabei bestimmt in lb-Mol/h « 0,4556 kg-Mol/h.
| Tabelle I | Leitung | SO2 | Temp., | 1 | Fließrate | , Molteile/h (0,4536 kg-Mol/h) | 149.279 | |
| Abgas | 25 | H2O | 149 | 329 | 160.000 | |||
| (Leitung 25); Temperatur 1490C (3000F) | 28 | CO2 | 29 | 7880 | 143.800 | |||
| Komponente | 34* | N2 | 43 | 21.900 | 4.820.000 | |||
| 41 | °2 | 29 | 112.200 | 4.820.000 | ||||
| 42 | 43 | 6.970 | 4.563.800 | |||||
| 44 | 43 | Tabelle III | 2.O35.OOO | |||||
| 45** | 24 | , 0O (0F) Fließrate, Molteile/h (o,4536 kg-Mol/h) |
4.870.000 | |||||
| 47 | 29 | (300) | 50.000 | |||||
| 48 | 29 | (85) | 164.000 | |||||
| 51 | 29 | (110) | 326 | |||||
| 52 | (85) | |||||||
| (110) | ||||||||
| (110) | ||||||||
| (75) | ||||||||
| (85) | ||||||||
| (85) | ||||||||
| (85) | ||||||||
| 0 9 8 4 1 /0503 | ||||||||
* Der von dem filter 32 abgenommene Filterkuchen enthielt
1366 Molteile/h Wasser, 296 Molteile/h CaSO3'2HgO und
30 Molteile/h CaCO3.
** Die durch die Einlasse 45 eingeführte Luft hatte eine
relative feuchtigkeit von 70 %.
| fließrate, Molteile/h (0,4536 kK-Mol/h) |
(1000F) | Mol-% | |
| tabelle III | 33 | 0,0014 | |
| Schornsteingas, !Temperatur 380C | 162.750 | 7,0 | |
| Komponente | 22.196 | 0,9 | |
| SOg | 86.000 | 3,7 | |
| HgO | 2.068.170 | 88,4 | |
| COg | |||
| N2 | |||
| Luft |
Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung liegt darin, daß es die Notwendigkeit zur Anordnung
einer getrennten Einrichtung zur Reinigung der Abgase, wie das die bisherige Übung war, beseitigt und demgemäß die Betriebsdurchführung
erleichtert und vereinfacht, mit einhergehender Senkung der Investitions- und Betriebskosten. Weiterhin
kann nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
in einem einzigen Anlageteil sowohl ein Teil des Kühlbedarfs
einer Anlage gedeckt als auch eine wirksame Waschung des Anlagenabgases herbeigeführt werden. Der Schwefeldioxydgehalt
des Abgases wird bei dem Verfahren gemäß der Erfindung auf so geringe Werte gesenkt, z.B. o,0014 Mol-% bei dem vor-
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- ίο -
stehend angegebenen Ausführungsbeispiel, daß selbst In der
nahen Umgebung kein unangenehmer Schwefeldioxydgeruch auftritt. Schließlich bleibt das zum Auswaschen dta Schwefeldioxyds verwendete Wasser erhalten und wird ohne Reinigungsprobleme in wirksamer Weise in dem Verfahren wiederbenutzt.
Bas Verfahren gemäß der Erfindung 1st vorstehend
zur Erläuterung anhand einer bevorzugten Aueführungeform veranschaulicht worden, es ist jedoch ersichtlich, daß nach
Haßgabe des Einzelfalles entsprechende Inderungen oder Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der
Erfindung zu verlassen.
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Claims (6)
1. Verfahren zur Entfernung von gasförmigen Schwefelverbindungen,
Flugasche oder Gemischen davon aus einem Grasstrom, dadurch gekennzeichnet, daß man den Gasstrom in
einen Schornstein einführt und in dem Schornstein zur Entfernung der Schwefelverbindungen und/oder Flugasche mit Wasser
in Berührung bringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flugasche aus dem Wasser abtrennt, die in
dem Wasser gelösten Schwefelverbindungen neutralisiert und das Wasser dann zu dem Schornstein zurückführt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man dem zur Behandlung des Gasstroms verwendeten
Wasser Kalkstein zusetzt, Flugasche aus dem Gasstrom auswäscht und gasförmige Schwefelverbindungen in der
wäßrigen Phase zu Calciumsulfit und Calciumsulfat umwandelt, und die Flugasche, das Calciumsulfit und das Calciumsulfat
in Form einer wäßrigen Aufschlämmung aus dem Schornstein abzieht.
4·. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3» dadurch
gekennzeichnet, daß man als Wasser Anlagenkühlwasser verwendet, als Schornstein einen kombinierten Kühlturm-Schornstein
benutzt und 4ete erwärmtes Kühlwasser durch Berührung mit
Luft in dem Kühlturm-Schornstein durch Verdampfungskühlung
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abkühlt.
5. Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet,
daß man die zur Kühlung des Wassers benutzte Luft mit dem gewaschenen Gasstrom vermischt.
6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß man eine Gegenstromberührung des Wassere mit der
Luft in einem unteren Abschnitt des Kühlturm-ßchornsteins OBd
eine Gegenstromberührung des Gasstroms mit dem Wasser in eine»
weiter oben gelegenen Abschnitt des Kühlturm-Schornsteins vornimmt, so daß die von dem unteren Abschnitt aufsteigende
Luft sich mit dem gewaschenen Abgas vermischt.
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Applications Claiming Priority (1)
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| US65547667A | 1967-07-24 | 1967-07-24 |
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| DE19681769830 Pending DE1769830A1 (de) | 1967-07-24 | 1968-07-22 | Verfahren zur Entfernung von gasfoermigen Schwefelverbindungen und oder Flugasche aus einem Gasstrom |
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