NL8200686A - Werkwijze voor het minimaliseren van de afgifte van verontreinigingen uit verbrandingsinstallaties. - Google Patents

Description

V.0.3071 * . t

Werkwijze voor het minimaliseren van de afgifte van verontreinigingen uit verbrandingsinstallaties.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het behandelen van reactieprodukten, door toevoegsels, met het doel de vermindering van de afgifte van verontreinigingen, die door vlamverbranding van verontreinigingen, zoals zwavel-,chloor- en fluorverbindingen en as bevattende 5 brandstoffen ontstaan.

Bij de verbranding van bijvoorbeeld zwavel-, chloor- en fluorverbindingen bevattende brandstoffen ontstaan gasvormige verontreinigingen, waarvan de afgifte tot een toelaatbare waarde moet worden beperkt.

Het is bekend dat de beperking van de afgifte met afscheidings-10 werkwijzenkan worden bereikt waarbij de reactieprodukten met in een suspensie of oplossing aanwezige toevoegsels worden behandeld. De installaties voor uitvoering van deze behandeling zijn in investering en bedrijf zeer duur, waarbij speciaal een nadeel is dat de behandelde reactieprodukten na de afscheiding van de verontreinigingen met waterdamp zijn verzadigd en voor het inleiden in de atmosfeer weer op een ho-15 gere temperatuur moeten worden gebracht om een noodzakelijke verbreiding van deze gassen in de atmosfeer te garanderen en de condensatie van zure nevels sterk te verminderen.

Voorts is bekend dat deze:·, nadelen ten dele hierdoor kunnen worden vermeden dat de gesuspendeerde toevoegsels met een zodanige concentratie '20 worden toegevoegd dat een vermindering van de afkoeling van de reactieprodukten door waterverdamping bij gelijktijdige afscheiding van de verontreinigingen wordt bereikt. Daarbij is echter een nadeel dat het verbruik aan toevoegsels hoger wordt en eveneens nog een hernieuwde verhitting van de reactieprodukten voor inleiden in de atmosfeer noodzake— 25 lijk kan zijn.

Eveneens is bekend dat om de nadelen van de bovengenoemde aan de verbranding nageschakelde werkwijzente vermijden toevoegsels onmiddellijk aan de brandstof of op andere wijze aan de stookplaats kunnen worden toegevoegd. Bij een dergelijke werkwijze is echter het nadeel dat het 30 reactievermogen van de toevoegsels slechts ten dele wordt benut.

Een bijzonder veelbelovende werkwijze van deze soort beoogt de toevoegsels aan de brandervlam door middel van een gasvormige en/of vloeibare dragermiddelstroom onder vorming van een de brandervlam omge- 8200686 " * « -2- vende sluier toe te voegen.

De bovenbeschreven werkwijzetechnieken bezitten het nadeel dat de vereiste afscheiding van de verontreinigingen hetzij slechts met hoge investeringsen/of met hoge bedrijfskosten te bereiken is.

5 De uitvinding heeft zich derhalve tot opgave gesteld reactiepro- dukten uit een verbranding van verontreinigingen, zoals zwavel-, chloor-fluorverbindingen en as-bevattende brandstoffen met toevoegsels zodanig te behandelen dat een optimale benutting van het reactievermogen van deze toevoegsels en as bij gelijktijdige minimalisering van de afgifte 10 van deze verontreinigingen onder vermijding speciaal van een hernieuwde verhitting van de reactieprodukten wordt bereikt.

Ter oplossing van deze opgave wordt een werkwijze voorgesteld die hierdoor is gekenmerkt dat de combinatie van de volgende werkwijzetrappen plaatsvindt: 15 a) toevoegsels worden door middel van een gasvormige en/of vloeibare dragermiddelstroom onder vorming van een de brandervlam omgevende sluier aan de stookplaats toegevoerd, b) Aansluitend worden de achterblijvende reactieve toevoegsels, de reactieve asbestanddelen en eventueel bijkomende toevoegsels 20 met de nog niet gebonden gasvormige verontreinigingen vandereactie- orodukten uit de verbranding buiten de stookplaats tot reactie gebracht. Door de behandeling van de reactieprodukten door toevoegsels die door middel van een gasvormige en/of vloeibare dragermiddelstroom onder vorming van een de brandervlam omgevende sluier /is reeds in de stook-25 plaats een hoge afscheiding van de gasvormige verontreinigingen van de reactieprodukten te bereiken. Bij voorbeeld werd bekend dat zwavel-dioxyde voor meer dan 60% bij een Ca/S molverhouding van ongeveer 2 bij toepassing van deze werkwijze bij de steenkoolverbranding wordt af-· gescheiden. Daar daardoor echter de toelaatbare emissiewaarden gewoon-30 lijk nog niet kunnen worden bereikt,wordt door de combinatie van deze afscheidingswerkwijze met een aan de stookplaats nageschakelde behandeling waarin de nog reactieve toevoegsels of asbestanddelen opnieuw met de verontreinigingen van de reactieprodukten tot reactie worden gebracht, waarbij het eventueel ook van voordeel kan zijn deze reactie door toe-35 voeging van verse toevoegsels te verbeteren, een economisch optimale 8200686..... - ' i -3- oplossing voor de vermindering van de gasvormige verontreinigingen van de reactieprodukten tot toelaatbare afgiftewaarden -· bereikt.

De behandeling van de reactieprodukten buiten de stookplaats kan volgens een geprefereerde uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de 5 uitvinding in een filtrerende afscheider, bij voorkeur een weefselfliter, verlopen.

Worden de in de reactieprodukten aanwezige vaste stoffen, (namelijk toevoegsels en as) buiten de stookplaats in een filtrerende afscheider, bij voorkeur een weefselfilter/van de gasvormige.reactiepro-10 dukten gescheiden dan wordt de verblijfstijd van de in de vaste stoffen aanwezige nog reactieve toevoegsels in de verontreinigingen bevattende stroom van gasvormige reactieprodukten met meerdere grote orden verhoogt, bovendien worden de reactieprodukten voor uittreden in de schoorsteen respectievelijk de atmosfeer nogmaals innig met de achter-15 gebleven reactieve toevoegsels en reactieve asbestanddelen gemengd.

Beide processen verhogen de benuttingsgraad van de toegevoegde toevoegsels en maken onder voorwaarde van gelijke afgiftewaarden- een vermindering van het toevoegselverbruik mogelijk en derhalve een werkwij-ze-optimalisering.

20 Moet de aan de stookplaats toe te voeren toevoegselhoeveelheid uit werkwijze-technische overwegingen worden beperkt,wat door bijwerkingen kan zijn bepaald, zoals gevaar van slakvorming en vervuiling van de wanden van de stookplaats of gevaar van het doodbranden van de toevoegsels, dan kan het voor een optimale benutting van het reactievermo-25 gen van de toevoegsels noodzakelijk zijn eendeelvan de toevoegsels aan een aan de filtrerende afscheider voorgeschakelde reactor buiten de stookplaats toe te voeren waarin de reacties van de tweede werkwijze-trap worden begonnen, die zich in de filtrerende afscheider tot het bereiken van de beoogde afgiftewaarde voortzetten.

30 Daarbij is de toepassing van een sproeiabsorptieorgaan daarom voordelig, daar bij een natte reiniging de reactieprodukten voor de filtrerende afscheider met hoge energiekosten weer op een hoge temperatuur moeten worden gebracht en in het sproeiabsorptieorgaan de reactiesnelheid tussen toevoegsels en de gasvormige verontreinigingen van de 35 reactieprodukten groter dan bij een toevoeging van de toevoegsels in droge vorm is en daardoor het toevoegselverbruik wordt verminderd.

8200686 ------ -------------- * j» -4-

De in de voorgeschakelde reactor gebrachte toevoegsels kunnen op ’verschillende soort en wijze worden betrokken. De toegevoegde toevoegsels kunnen afgescheiden nog reactieve toevoegsels en reactieve asbestanddelen uit de filtrerende afscheider zijn, waaraan eventueel bijkomende 5 (verse) toevoegsels kunnen worden toegevoegd. Door de hernieuwde toepassing van de nog reactieve toevoegsels uit de filtrerende afscheider wordt het totale toevoegsel verfcruik geminimaliseerd.

Voor het bereiken van een optimale werkwijzevoering kan het ook van voordeel zijn uit kostenoverwegingen aan de aan defiltr erende af sscheider 10 voorgeschakelde reactor slechts een deelstroom van de reactieprodukten toe te voeren, de beide deelstromen echter voor de filtrerende afscheider ter voortzetting van de reactie tot het bereiken van de beoogde grenswaarde weer te verenigen.

Een voordelige werkwijzeschakeling kan ook zijn de reactie buiten 15 de stookplaats in een filtrerende af schelder voort te zetten waaraan een verdere reactor is nageschakeld/waarin een deelstroom van de reactieprodukten opnieuw wordt behandeld, waarbij deze reactie bij voorkeur in een natte afscheider plaatsvindt, waaraan de toevoegsels in de vorm van een suspensie worden toegevoerd. De toepassing van een natte afscheider 20 heeft het voordeel dat de toevoegsels stoechiometrisch reageren en de in de filtrerende afscheider afgescheiden vaste stoffen en de in de natte afscheider verkregen vaste stoffen aan verschillende toepassingen kunnen worden toegevoerd..

Ter . optimalisering van het absorptiemiddelverbruik kan het ook 25 van voordeel zijn de nog reactieve toevoegsels bevattende, vaste stoffen in een filtrerende afscheider te verwijderen en totaal of ten dele in . een nageschakelde reactor in de vorm van een suspensie met de reactieprodukten of een deelstroom van de reactieprodukten tot reactie te brengen. Dit is in het bijzonder dan van voordeel als een gescheiden toe-30 passing van de vaste stoffen niet zinvol is.

Aan de hand van de tekening wordt de uitvinding önderstaand aan uitvoeringsvoorbeelden nader beschreven. Getoond worden: fig. 1 de uitvinding in grondprincipe? fig. 2 een uitvoeringsvorm van de uitvinding waarbij voor het 35 verlopen van de reacties buiten de stookplaats een filtrerende afscheider wordt toegepast ? ------------ 82-0 0 6-8 5----------------------------------------—.......— * r -5- fig. 3 een werkwijzevariant volgens fig. 2 waarbij aan de filtrerende afscheider een reactor is voorgeschakeld; fig. 4 een andere werkwijzevariant volgens fig. 3 waarbij aan de reactor slechts een deelstroom van de uit de stookplaats komende reac-5 tieprodukten wordt toegevoerd en behalve bijkomende toevoegsels ook reactieve toevoegsels uit de .filtrerende afscheider kunnen worden toegevoerd; fig. 5 een werkwijzevariant waarbij na de filtrerende afscheider een reactor is geschakeld, deze echter slechts met een deelstroom van IQ de reactieprodukten wordt gevoed, waarbij in de reactor slechts vers toevoegsel wordt gebracht; fig. 6 een alternatief voor de werkwijze volgens fig. 5 waarbij aan de reactor behalve de verse toevoegsels ook nog reactieve toevoegsels uit de filtrerende afscheider worden toegevoerd.

15 Uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding is in principe zodanig dat de behandeling van de door de verbranding van verontreinigingen zoals zwavel-, chloor-, fluorverbindingen en as bevattende brandstoffen ontstaande reactieprodukten door de toevoeging van toevoegsels binnen en buiten de stookplaats tot reactie worden gebracht.

20 Zoals fig. 1 toont worden in de stookplaats 1 onder andere ver ontreinigingen bevattende brandstoffen 2 alsmede toevoegsels 3 toegevoerd. In de stookplaats 1 reageren de gasvormige verontreinigingen van de reactieprodukten van de verbranding met een deel van de toevoegsels 3. De stookplaats 1 verlaten.o.a. nog verontreiningen bevattende reactie-25 produkten 4 en achtergebleven reactieve toevoegsels 5 alsmede reactieve asbestanddelen 6. Voor een verdere behandeling van de nog verontreinigingen bevattende reactieprodukten worden deze stofstromen in een reactor 7 opnieuw tot verdere reactie gebracht. Eventueel kunnen aan deze reactor bijkomende verse toevoegsels 8 worden toegevoerd. Uit 30 de reactor treden onder andere de gezuiverde reactieprodukten 9 in de schoorsteen 10 alsmede afgescheiden vaste stoffen 11 uit.

In fig. 2 wordt als reactor een filtrerende afscheider 12 toegepast. Hierbij kunnen aan de stofstromen 4, 5 en 6 voor intreden in de filtrerende afscheiders12 en 13 bijkomende verse toevoegsels worden 35 toegevoegd. Eventueel kunnen in de stofstromen 4,5 ënöook in filtrerende afscheiders af gescheiden vaste stof fenl4,.die ten dele nog reactief zijn, 82 D O 6 S 6 ------------------------------------- -6- > worden toegevoerd. De af te voeren vaste stofstroom 15 wordt uit de werkwijze uitgesluisd. De behandelde reactieprodukten 9 worden aan de schoorsteen 10 toegevoerd.

Bij· de in fig. 3 afgeheelde werkwijzevariant is aan de filtreren-5 de afscheider 12 een reactor 16 voorgeschakeld.Deze reactor is hg voorkeur als sproeiabsorptieorgaan uitgevoerd. Tegenover de in fig. 2 afgeheelde werkwijzevariant worden de toevoegsels 13, 14 aan de reactor toegevoerd. Dit heeft het voordeel dat de reactie van deze toevoegsels met de verontreinigingen van de reactieprodukten in de reactor wordt‘geïntensiveerd 10 en daardoor de-stofstromen 13 en 14 kunnen worden geminimaliseerd.

De stofstroom 17 wordt aan de filtrerende afscheider 12 ,als afgeheeld , toegevoerd. De overige wijze van werken komt overeen met die van fig. 2.

De werkwijzevariant volgens fig. 4 beoogt dat aan de reactor 16 slechts een deelstroom 18 van de produktstromen 4, 5 en 6 wordt., toege-15 . voerd. De uit de reactor tredende stofstroom 20 en de uit de stookplaats stromende deelstroom 19 wordt als produktstroom 17 aan de filtrerende afscheider 12 toegevoerd.

De werkwijzevariant volgens fig. 5 toont dat aan de filtrerende afscheider 12. ook een reactor 21 kan worden nageschakeld. De stof-20 stromen 4, 5 en 6 worden aan de filtrerende afscheider 12 toegevoerd en aldaar de vaste stoffen 15 afgescheiden. Een deelstroom 22 van de verontreinigde reactieprodukten wordt voor verdere behandeling in de reactor 21 geleid en aldaar met de toevoegselstroom 13 tot reactie gebracht. üit de reactor 21 wordt een stroom gereageerd toevoegsel 24 25 uit de kringloop uitgesluisd, de gezuiverde deelstroom 25 van de reactieprodukten wordt met de achterblijvende deelstroom 23 uit de filtrerende afscheider 12 samengevoerd en als stofstroom 9 in de schoorsteen 10 geleid.

Bij de werkwijzevariant volgens fig. 6 is in afwijking van de 30 werkwijzevariant volgens fig. 5 de in de reactor 21 ingevoerde toevoegselstroom samengesteld uit een deelstroom 14 uit de in de filtrerende afscheider 12 afgescheiden vaste stoffen 15 alsmede eventueel verse toevoegsels 13. Een deelstroom 26 van de in de filtrerende afscheider afgescheiden vaste stoffen wordt eveneens uit'de kringloop uitgesluisd 35 zoals de stroom 27 van de gereageerde toevoegsels. De stofstroom 25 ~t 2 0 0 S‘ 8 6 ------—---------------: -7- van de nagezuiverde reactieprodukten wordt met de stofstroom 23 uit de filtrerende afscheider samengeleid en in de schoorsteen 10 gevoerd.

i 82 0 0 e s 6 ------------------------------

Claims (7)

1. Werkwijze voor het behandelen van reactieprodukten, die door vlam-- verbranding van verontreinigen, zoals zwavel-, chloor-, fluorverbindingen en as bevattende brandstoffen ontstaan, door toevoegsels, gekenmerkt door de combinatie van de volgende werkwijzetrappen: 5 a) toevoegsels worden door middel van een gasvormige en/of vloeibare dragermiddelstroom onder vorming van een de brandervlam omgevende, sluier aan de stookplaats toegevoerd. b) Aansluitend worden de achtergebleven reactieve toevoegsels, de reactieve asbestanddelen en de eventueel bijkomende toevoegsels met 10 de nog niet gebonden gasvormige verontreinigingen van de reactieprodukten uit de vlamverbranding buiten de stookplaats tot reactie gebracht.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de reacties buiten de stookplaats in een filtrerende afscheider, bij voorkeur een weefselfilter, verlopen.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de reacties buiten de stookplaats in een reactor, bij voorkeur in een sproeiabsorptie-orgaan worden becronnejven in een nageschakelde filtrerende afscheider worden voortgezet en aan de reactor bijkomende toevoegsels worden toegevoerd.

4. Werkwijze volgens conclusie 3 met het kenmerk, dat de aan de voorgeschakelde reactor toegevoerde toevoegsels in de filtrerende afscheider-afgescheiden nog reactieve toevoegsels en reactieve asbestanddelen alsmede eventueel bijkomende toevoegsels zijn.

5. Werkwijze volgens conclusies 3-4 met het kenmerk, dat aan de 25 reactor een deelstroom van de reactieprodukten wordt toegevoerd en deze/' deelstroom voor de filtrerende afscheider weer met een andere deelstroom van de reactieprodukten wordt verenigd.

6. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de reacties buiten de stookplaats in een filtrerende afscheider, bij voorkeur een 30 elektrofilter, worden begonnen en ten minste voor een deelstroom van de reactieprodukten in een nageschakelde reactor, bij voorkeur een natte afscheider, aan de bijkomende toevoegsels in de vorm van een suspensie worden toegevoerd, verder worden voortgezet.en deze deelstroom met de reststroom van de reactieprodukten voor intreden in de schoorsteen 8 2 0 0 6 8 6 ' to -9- tezamen worden geleid.

7. Werkwijze volgens conclusie 6 met het kenmerk, dat de aan de nageschakelde reactor toegevoerde toevoegsels in de filtrerende afschei** der afgescheiden nog reactieve toevoegsels en reactieve asbestanddelen 5 alsmede eventueel bijkomende toevoegsels zijn. 8200686 _______________ _