DE2943468C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung des Abwassers aus der Speisewasser-Vollentsalzungs­ anlage und/oder des Kaminkondensats eines mit fossilen Brennstoffen betriebenen Dampfkraftwerkes.

Es ist bekannt, daß im Rauchgas eines mit fossilen Brenn­ stoffen betriebenen Dampfkraftwerkes enthaltene Schwefel­ dioxid mittels Kalkmilch oder Kalkstein im Überschuß in einem Waschturm abzubinden und das entstehende Kalziumsul­ fit in einem luftdurchströmten Oxidationsturm bei abgesenk­ tem pH-Wert möit Luft zu Kalziumsulfat zu oxidieren.

Die aus dem Waschturm ausgekreiste Waschlösung gelangt da­ bei mit dem Überschuß an Kalkmilch (Ca (OH)₂) und/oder Kalkstein (CaCO₃) in den Oxidationsturm. Im Oxidationsturm werden die überschüssige Kalkmilch neutralisiert, der Kalk­ stein umgesetzt, das im Waschturm gebildete Kalziumsulfit (CaSO₃ · ½ H₂O) teilweise in Kalziumhydrogensulfit (Ca (HSO₃)₂) umgesetzt und damit der pH-Wert der im Oxidati­ onsturm befindlichen Flüssigkeit auf für die Oxidation opti­ male pH-Werte eingestellt. Bei einigen der bekannten Rauch­ gasentschwefelungsanlagen müssen diese Oxidationsbedingun­ gen durch Zugabe von Schwefelsäure, zugegeben über die Aufgabeeinrichtung oder in den Sumpf des Oxidationsturmes, eingestellt werden.

Andererseits müssen im thermischen Kreislauf eines Dampf- Kraftwerkes ständig die Leckraten des Kreislaufes durch die Zugabe vollentsalzten Wassers gedeckt werden. Hierbei fal­ len ständig Abwässer an, die nach einer Neutralisation mit Natronlauge in Vorfluter- bzw. Oberflächengewässer eingelei­ tet werden. Auch die im Kamin der Kraftwerksanlage anfallen­ den sauren Kondensate müssen, bevor sie abgeleitet werden können, mittels Natronlauge neutralisiert werden.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 23 27 967 ist auch bereits ein Verfahren zum Entschwefeln von Rauchgas be­ kannt, bei dem außer ungelöschtem Kalk auch Salzsäure in das Waschwasser eingeführt wird, um die Wasserlöslichkeit des Kalziumhydroxids zu erhöhen und dabei einen bestimmten Kalziumchloridspiegel einzustellen. Bei diesem Verfahren sind die Chlorionen zwar an der Entschwefelungsreaktion beteiligt; sie verbrauchen sich jedoch nicht, so daß Salz­ säure außer zum anfänglichen Einstellen der notwendigen Chloridkonzentration lediglich zum Ausgleich von Leck- und Filterverlusten zugesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu­ grunde, den prozeßtechnischen Auf­ wand und die Stoffkosten der Abwasser- und Kondensataufbereitung bzw. -entsorgung möglichst gering zu halten.

Diese Aufgabe wird durch die Verwendung nach dem Patentanspruch gelöst.

Auf diese Weise wird der Schwefelsäureverbrauch zum Neu­ tralisieren der Kalkmilch wesentlich reduziert und die Na­ tronlauge zum Neutralisieren der sauren Abwässer aus der Vollentsalzungsanlage bzw. des sauren Kondensats aus dem Kamin des Dampfkraftwerks eingespart. Da die sauren Abwäs­ ser aus der Vollentsalzungsanlage im wesentlichen Chloride enthalten, ergibt sich beim Einspeisen dieser sauren Abwäs­ ser in die Rauchgasentschwefelungsanlage erfindungsgemäß ei­ ne Konzentrationserhöhung der Chloride, so daß die Abwassermenge verringert wird und ein wirtschaftliches Eindampfen möglich ist. In gleicher Weise verringert sich durch die Rückführung der sauren Kondensate aus dem Kamin des Dampfkraftwerks der Bedarf an Natronlauge zum Neu­ tralisieren dieser Kondensate, so daß sich auch hier eine wesentliche Einsparung ergibt.

Vorteilhafterweise können zum Einstellen des pH-Wertes bei der Oxidation des Kalziumsulfids zu Kalziumsulfat die sauren Abwässer aus der Vollentsalzungsanlage und/oder die sauren Kondensate aus dem Kamin des Kampfkraftwerkes eingesetzt werden. Auf diese Weise werden die anfallenden sauren Abwässer vollständig aufgearbeitet. Natronlauge zum Regenerieren der Anionenaustauscher der Vollentsalzungsanlage wird nur noch in stöchiometrischer Menge benötigt.

Zum Einstellen des pH-Wertes im Oxidationsturm werden das Abwasser aus der Vollentsalzungsanlage und/oder die sauren Kondensate wahlweise in die Waschmittelzuleitung oder in den Sumpf des Oxidationsturmes zugeführt.

Von besonderem Vorteil ist der Wegfall jeglicher Anlageninvestitionen und Stoffkosten für die Abwasser- und Kondensatentsorgung mit Ausnahme der notwendigen Rohrleitungs- Verbindungen. Außerdem wird der H₂O- Anteil des Abwassers und des Kondensats mit Hilfe der fühlbaren Wärme des Rauchgases verdampft. Dadurch läßt sich die Menge des einzuspeisenden Prozeßwassers entsprechend verringern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand eines schematischen Schaubildes einer erfindungs­ gemäßen Anlage beschrieben.

Das aus einem nicht dargestellten Dampfkraftwerk kommende Rauchgas wird einem Waschturm 2 im mittleren Bereich über eine Rauchgaszuleitung 4 zugeführt. Nach der Wäsche ent­ weicht das Rauchgas über eine Rauchgasableitung 6, nachdem es durch einen Tropfenabscheider 8 und falls erforderlich durch einen Rauchgaserhitzer geströmt ist. Dieser hier nicht dargestellte Rauchgaserhitzer wird entweder von außen beheizt oder ist als Wärmetauscher ausgebildet, der einer­ seits von dem Waschturm 2 zugeführten Rauchgas und anderer­ seits von aus dem Waschturm 2 abgeleiteten Rauchgas durch­ strömt wird. Der Waschturm 2 ist mit einer Prozeßwasser­ leitung 10 verbunden. Dieses Prozeßwasser wird wahlweise in den oberen Bereich des Waschturmes 2 über eine Auf­ gabeeinrichtung 12 oder in den Sumpf des Waschturmes und zum Spülen der Zentrifuge 40 zugegeben.

Unterhalb der Aufgabeeinrichtung 12 befindet sich eine Flüssigkeitsaufgabe 14 für die mit einer Pumpe 16 im Kreis­ lauf geführter Waschflüssigkeit. Die Pumpe 16 saugt aus dem Sumpf des Waschturmes an. In diesem Bereich ist auch eine Kalkmilch- bzw. Kalksteinzufuhr 18 angeordnet. Untrhalb der Flüssigkeitsaufgabe 14 wird die Abluft aus einem Oxi­ dationsturm 24 über eine Leitung 20 eingeleitet. Aus dem Waschmittelkreislauf wird nach der Pumpe 16 ein Teilstrom über eine Leitung 54 zum Oxidationsturm 24 ausgeschleust und dort mit einer Aufgabeeinrichtung 26 zugegeben. Der Waschturm 2 ist über eine Leitung 22 mit einer Abwasser­ leitung 48 aus einer nicht dargestellten Vollentsalzungsan­ lage und mit einer Kondensatabzweigleitung 30 von saurem Kondensat aus dem Kamin des Dampfkraftwerkes verbunden.

Der Oxidationsturm 24 ist ebenfalls mit der Abwasserleitung 48 aus der nicht dargestellten Vollentsalzungsanlage und einer Kondensatleitung 50 von saurem Kondensat aus dem Kamin des Dampfkraftwerkes verbunden. Das Abwasser aus der Voll­ entsalzungsanlage und das Kondensat aus dem Kraftwerkskamin können wahlweise über die Leitung 54 auf die Flüssigkeits­ aufgaben 14, 26 oder über Leitungen 22, 58 in den Sumpf des Waschturmes 2 und/oder des Oxidationsturmes 24 zugegeben werden. Über eine Leitung 52 wird Schwefel­ säure eingespeist.

Die Oxidationsluft wird dem Oxidationsturm 24 mit einem Gebläse 28 über eine Verteilereinrichtung 56 zugeführt. Aus dem Oxidationsturm 24 wird die oxidierte Waschflüssigkeit mit einer Pumpe 32 in einen Eindicker 34 gefördert. Aus dem Eindicker 34 fördert die Pumpe 38 die Trübe (Kalziumsulfat + Waschflüssigkeit) zu einer Zentrifuge 40. Der Klarlauf vom Eindicker 34 wird über eine Leitung 36 gemeinsam mit dem über eine Leitung 42 aus der Zentrifuge 40 kommenden Filtrat von einer Pumpe 44 angesaugt und zum Teil in den Waschturm 2 zurückgeführt. Der Rest wird über eine Leitung 58 als Ab­ wasser abgegeben.

Mit der Zentrifuge 40 werden die in Suspension befindlichen Stoffe - im wesentlichen Gips (CaSO₄ · 2 H₂O) - über einen Gipsabzug 46 ausgetragen.

Im Waschturm 2 wird das im Rauchgas enthaltene Schwefel­ dioxid durch das Kalkwasser als Kalziumsulfit ausgefällt. Hierzu ist einerseits ein Überschuß an Kalkmilch bzw. Kalk­ stein erforderlich, der aber andererseits wieder neutra­ lisiert werden muß. Hierfür werden saures Kondensat aus dem Kamin des Dampfkraftwerkes und/oder Abwasser aus der Vollentsalzungsanlage beigemischt. Bei den sauren Komponenten des Abwassers aus der Vollentsalzungsanlage handelt es sich um Salzsäure, Schwefelsäure und Salpetersäure. Diese rea­ gieren mit der Kalkmilch und den Karbonaten und bilden Kalziumchlorid, Kalziumsulfat, (Gips) bzw. Kalziumnitrat.

Es braucht somit weder zum Neutralisieren der überschüssigen Kalkmilch aus dem Waschturm 2 zusätzliche Schwefelsäure aufgewandt zu werden, noch müssen die sauren Komponenten des Abwassers aus der Vollentsalzungsanlage und/oder aus dem Kondensat des Kraftwerkskamins mittels Natronlauge neu­ tralisiert werden.

Ein Teil der durch die Pumpe 16 im Sumpf des Waschturms 2 angesaugten Flüssigkeit wird mittels der Aufgabeeinrichtung 26 im Oxidationsturm 24 zugegeben, wo das Kalziumsulfit durch die mittels des Gebläses 28 eingeblasene Luft zu Kalzium­ sulfat, d. h. Gips oxidiert wird. Damit die Oxidation möglichst vollständig abläuft, ist es erforderlich, den pH-Wert der Flüsigkeiten im Oxidationsturm 24 durch Säure auf einen niedrigen bzw. sauren Wert einzustellen. Dies geschieht mit aus dem Kamin des Dampfkraftwerks stammenden sauren im wesentlichen schwefelige Säure und Schwefelsäure enthaltenden Kondensate und/oder dem Abwasser aus der Voll­ entsalzungsanlage.

Bei der adiabatischen Kühlung der Rauchgase im Waschturm 2 durch H₂O-Verdampfung muß dem Prozeß laufend Prozeßwasser zugeführt werden. Bei der Einleitung von Abwasser aus der Vollentsalzungsanlage und/oder saurer Kondensate aus dem Kamin des Dampfkraftwerkes kann entsprechend dem zuge­ führten H₂O aus dem Abwasser der Vollentsalzungsanlage und der sauren Kondensate die Prozeßwassermenge reduziert werden. Die Salzkonzentration im Abwasser aus der Vollentsalzungs­ anlage und im sauren Kondensat aus dem Kraftwerkskamin wird dadurch auf die Salzkonzentration des Waschkreislaufes der Rauchgasentschwefelungsanlage angehoben. Bei den angestrebten Salzkonzentrationen in bezug auf Chloride im Waschkreis­ lauf der Rauchgasentschwefelungsanlage kann das Abwasser aus der Rauchgasentschwefelungsanlage einer thermischen Abwasserbehandlung (Verdampfer, Sprühtrockner, Wirbelbett) mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand zugeführt werden.

Die Abwässer aus der Vollentsalzungsanlage und die sauren Kondensate aus dem Kamin des Dampfkraftwerkes können, wie dargestellt, getrennt der Anlage zugeführt werden, oder sie können gemeinsam entweder in den Wasch­ turm 2 oder in den Oxidationsturm 24 eingespeist werden. Die Art und Weise der Dosierung der Abwässer aus der Vollentsalzungsanlage und der sauren Kondensate aus dem Kamin des Dampfkraftwerkes hängt im einzelnen von der Zusammensetzung dieser Flüssigkeiten und von der Art und Weise des Betriebes der Rauchgasentschwefelung ab.

Claims (1)

1. Verwendung des Abwassers aus der Speisewasser-Vollentsalzung und/oder des Kaminkonden­ sats eines mit fossilen Brennstoffen betriebenen Dampfkraftwerks in einer mittels Kalkmilch oder Kalkstein im Überschuß betriebenen Rauchgasentschwefelung, zur Umsetzung mit dem Kalkmilch- bzw. Kalksteinüberschuß, wobei das Rauchgas durch H₂O-Verdampfung im Wäscher adiabatisch gekühlt, das Kalziumsulfit bei niedrigem pH-Wert mit Luft zu Kalziumsulfat oxydiert und die Waschflüssigkeit aufkonzentriert wird.