DE3123666A1 - Verfahren zum erzeugen eines so(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)-haltigen gases fuer die abgasreinigung im elektrofilter - Google Patents

Description

• Verfahren zum Erzeugen eines SO3-haltigen Gases
• für die Abgasreinigung im Elektrofilter Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines SO3-haltigen Gases durch Verbrennen von Schwefel mit von einem Gebläse geförderter Verbrennungsluft in einem Ofen zur Erzeugung eines SO2-reichen Verbrennungsgases, das durch einen Konverter zum katalytischen Umwandeln von SO2 in Gegenwart von Sauerstoff zu 503 geleitet und einem wasserdampfhaltigen Abgas vor der Reinigung in einem Elektrofilter zugemischt wird, wobei der Schwefel in flüssiger Form über eine Dosiereinrichtung und die Verbrennungsluft durch einen Lufterhitzer dem Ofen zugeführt werden.
• Ein solches Verfahren ist aus dem US-Patent 3 993 429 bekannt.
• Für das bekannte und das erfindungsgemäße Verfahren ist es von entscheidender Bedeutung, auf welche Weise das Verfahren gesteuert wird. Beim bekannten Verfahren mißt man die Temperatur im Verbrennungsgas hinter dem Ofen und regelt damit den Erhitzer für die Verbrennungsluft.
• Die Regelung des eingangs genannten Verfahrens wird aus verschiedenen Gründen nötig. Insbesondere treten wechselnde Bedingungen in der im Elektrofilter stattfindenden Abgasentstaubung z.B. dann auf, wenn sich die Brennstoffqualitäten in der das Abgas produzierenden Verbrennung ändern. Bei dieser Verbrennung kann es sich z.B. um einen oder mehrere Kessel eines Kraftwerks handeln. Auch wechselnde Lastbedingungen im Kessel führen zu Veränderungen im Abgas, was zu Änderungen der Betriebsbedingungen des Elektrofilters führt. Einem verstärkten Staubgehalt im Abgas kann durch eine erhöhte Zudosierung von S03 begegnet werden. Das S03 reagiert mit dem Wasserdampf des Abgases zu H25O4 und verbessert die Abscheideleistung des Elektrofilters beträchtlich.
• Nachfolgend wird mit Hilfe des Fließbildes der Zeichnung erläutert, wie man die Erzeugung von S03 regeln kann. Ziel dieser Varianten ist es, die Regelung auf einfache und sichere Weise und mit möglichst geringer Trägheit durchzuführen.
• In der Anordnung der Zeichnung wird Schwefel in einem Ofen 1 verbrannt. Der Schwefel kommt aus einem Tank 2, in dem er flüssig gehalten wird. Über eine Dosierpumpe 3 wird der Schwefel dem Ofen 1 zugeführt. Verbrennungsluft wird dem Ofen durch die Leitung 4 zugegeben. Die Verbrennungsluft wird durch ein Gebläse 5 angesaugt und durch einen Lufterhitzer 6 geführt, den man z.B. elektrisch beheizen kann.
• Das im Ofen 1 erzeugte Verbrennungsgas ist reich an S82 und hat am Ausgang des Ofens Temperaturen im Bereich von etwa 400 bis im Umwandeln 800 0. Zum Umwandeln von S02 in S03 wird das Verbrennungsgas durch einen Konverter 7 geleitet, der einen geeigneten Katalysator enthält. Für bekannte Katalysatoren (z.B. Vanadiumpentoxid) wird vorausgesetzt, daß die Temperatur am Eingang des Konver 0 ters 7 im Bereich von etwa 380 bis 500 0 und vorzugsweise 420 bis 48000 liegt. Um diese Temperaturgrenzen einzuhalten, kann man die Verbrennung im Ofen 1 so regeln, daß das Verbrennungs gas die gewünschte Temperatur aufweist.
• Das S03-haltige Gas aus dem Konverter 7 wird durch die Leitung 8 in den Rauchgaskanal 9 gegeben. Das so konditionierte Rauchgas gelangt in den Elektrofilter 10 und wird dort entstaubt. Durch den Reingaskanal 11 strömt das entstaubte Abgas in den Kamin 12o Mit Hilfe des Rauchdichtemeßgerätes 13, das sich im Reingas kanal 11 befindet, wird der Staubgehalt im Reingas gemessen Die Meßwerte speist man einem Regler 14 ein, der damit die Schwefeldosierpumpe 3 steuert. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Dosierpumpe 3 in Abhängigkeit von der Menge des Rauchgases oder Reingases zu steuern, die man Messungen in den Leitungen 9 bzw. 11 entnimmt. Die Regelungssignale werden durch die strichpunktierten Leitungen geführt. Entsprechend der Einstellung der Dosierpumpe 3 wird der Lufterhitzer 6 gesteuert.
• Dabei erfordert eine abnehmende Schwefelmenge eine Erhöhung der Temperatur der Verbrennungsluft in der Leitung 4, damit die Temperatur des Verbrennungsgases am Ausgang des Ofens 1 ungefähr konstant gehalten wird. Die von der Dosierpumpe 3 ausgehenden Regelungssignale laufen zunächst in einen Verhältnisregler 16 und von da zum Erhitzer 6.
• Eine Feinregelung erfolgt mit Hilfe der Temperaturmeßstelle 15, die sich in der Zeichnung in der Leitung zwischen dem Ofen 1 und dem Konverter 7 befindet. Eine andere Möglichkeit ist, die Temperaturmeßstelle 15 in die Leitung 8 hinter den Konverter 7 zu legen. Die in der Meßstelle 15 gemessene Temperatur geht in den Verhältnisregler 16 als zusätzlicher Regelwert ein. Das vom Verhältnisregler 16 ausgehende, zum Erhitzer 6 laufende Steuersignal ergibt sich demnach aus einer Zusammenfassung des Signals von der Dosierpumpe 3 und des Temperatursignals von der Meßstelle 15. Ziel der Regelung ist es, die Temperatur an der Meßstelle 15 ungefähr konstant zu halten, vor allem deshalb, um den Konverter 7 vor überhitzung zu schützen.
• Es ist nicht in jedem Fall notwendig, dem Rauchgas im Kanal 9 S03 zur Konditionierung zuzumischen. Deshalb ist es zweckmäßig, den Staubgehalt im Reingaskanal 11 durch das Meßgerät 13 zu überwachen. Beim Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts von z.B. 150 mg Staub pro Kubikmeter Gas wird die Erzeugung von S03-haltigem Gas in Gang gesetzt, und zwar nur in der Menge, die erforderlich ist, um den Staubgehalt etwa beim Grenzwert zu halten.
• Für einen Kraftwerksblock von 300 MW werden für die Zumischung von 30 ppm S03 in den Rauchgaskanal 9 ca. 50 kg Schwefel pro Stunde benötigt. Der Lufterhitzer 6 ist bei einer Außentempe-0 ratur von 30 C in diesem Verfahrenszustand ausgeschaltet; pro Stunde werden ca. 800 m3 Verbrennungsluft durch die Leitung 4 dem Ofen 1 zugeführt.
• Kann der S03-Bedarf im Rauchgaskanal 9 auf 20 ppm reduziert werden, sind im Ofen 1 nur noch ca. 34 kg Schwefel pro Stunde zu verbrennen. Die nun erforderliche Heizleistung des Erhitzers 6 beträgt etwa 51 kW. Als Faustregel gilt für das genannte Beispiel, daß bei Abnahme der Schwefeldosierung um 1 kg/h die Heizleistung im Erhitzer um etwa 3 kW erhöht werden muß.
• Änderungen der Temperatur der Außenluft wirken sich auch auf die Temperatur des Verbrennungsgases am Ausgang des Ofens 1 sowie auf die Temperatur des Gases in der Leitung 8 aus. Die so hervorgerufenen Änderungen der Gastemperatur werden durch die Temperaturmeßstelle 15 registriert. Für das genannte Beispiel wird beim Absinken der Außenlufttemperatur von 30 0C auf ca. 10°C die Heizleistung des Erhitzers 6 um 5 kW erhöht Abweichend von den obigen Erläuterungen kann die Temperaturmeßstelle 15 beispielsweise auch vor oder hinter dem Frischluftgebläse 5 oder auch nach dem Lufterhitzer 6 in der Leitung 4 liegen.
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Claims (3)

1. Patentansprüche 1) Verfahren zum Erzeugen eines SO3-haltigen Gases durch Verbrennen von Schwefel mit von einem Gebläse geförderter Verbrennungsluft in einem Ofen zur Erzeugung eines SO2-reichen Verbrennungsgases, das durch einen Konverter zum katalytischen Umwandeln von SO2 in Gegenwart von Sauerstoff zu SO3 geleitet und einem wasserdampfhaltigen Abgas vor der Reinigung in einem Elektrofilter zugemischt wird, wobei der Schwefel in flüssiger Form über eine Dosiereinrichtung und die Verbrennungsluft durch einen Lufterhitzer dem Ofen zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man in Abhängigkeit von der Schwefeldosierung die Heizleistung des Lufterhitzers und damit die Temperatur der Verbrennungsluft steuert und die Heizleistung über eine Messung der Temperatur am Eingang oder Ausgang des Konverters zusätzlich regelt.
2. 2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schwefeldosierung über eine Messung des Staubgehalts im das Elektrofilter verlassenden Reingas steuert.
3. 3) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schwefeldosierung über eine Messung der Abgasmenge vor oder nach der Reinigung im Elektrofilter regelt.