DE3423744A1 - Process for separating out SO2 and NOx - Google Patents
Process for separating out SO2 and NOxInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidunq von S02 und N0x, insbesondere aus Rauchgasen sowie einen Reaktor zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for separating S02 and N0x, in particular from flue gases and a reactor for carrying out the process.
Zur Verminderung von S02-Emissionen werden bisher hauptsächlich sogenannte Rauchgaswäschen verwendet. Diese sind in der Regel zwischen dem Elektrofilter und dem Kamin angeordnet. Das Rauchgas hat in diesem Bereich etwa eine Temperatur von 120 - 1500C.So far, so-called Flue gas scrubbing used. These are usually between the electrostatic precipitator and arranged by the chimney. The flue gas in this area has a temperature of about 120-1500C.
Durch den Waschvorgang erfolgt eine Abkühlung auf 50 - 700C.The washing process cools down to 50 - 700C.
Damit die Rauchgase ihren thermischen Auftrieb nicht verlieren, werden sie wieder aufgeheizt, beispielsweise in einem Wärmeaustauscher. Die der Wäsche zufließenden Rauchgase geben Wärme an die aus der Wäsche herauskommenden Rauchgase ab, so daß die Rauchgase vor dem Eintritt in den Kamin wieder eine Temperatur von etwa 900C haben.So that the smoke gases do not lose their thermal buoyancy they are reheated, for example in a heat exchanger. The laundry Inflowing smoke gases give heat to the smoke gases coming out of the laundry from, so that the flue gases before entering the chimney again a temperature of have about 900C.
Rauchgaswäschen können gemäß dem Stand der Technik mit unterschiedlichen wäßrigen Lösungen in Wäschern verschiedener Typen durchgeführt werden. Als gebräuchlichste Waschflüssigkeit dienen wäßrige Lösungen von Kalkhydrat oder Kalkstein. In diesen Waschlösungen wird durch chemiche Reaktionen des 502 mit Calcium in der Lösung Calciumsulfit/Calciumsulfat gebildet, aus denen in nachgeschalteten Weiterverarbeitungsstufen handelsfähiger Gips gewonnen werden kann.Flue gas scrubbing can according to the prior art with different aqueous solutions are carried out in washers of various types. As the most common Aqueous solutions of hydrated lime or limestone are used for washing liquids. In these Washing solutions are created by chemical reactions of the 502 with calcium in the calcium sulfite / calcium sulfate solution formed, from which more tradable in downstream processing stages Plaster of paris can be obtained.
(W. Kaminsky, Ghem.-Ing.-Technik 55 (1983), S. 673 ff) Es ist heute erwünscht, daß neben dem SO2 auch die Stickoxide weitgehend aus den Abgasen abgeschieden werden. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, das bekannte Naßwaschverfahren zur Abscheidung von 502 so weiterzuentwickeln, daß eine NOx -Ab scheidung zusätzlich ermöglicht wird.(W. Kaminsky, Ghem.-Ing.-Technik 55 (1983), p. 673 ff) It is today It is desirable that, in addition to the SO2, the nitrogen oxides also largely separated from the exhaust gases will. The invention is therefore based on the object of the known wet washing process to be further developed for the separation of 502 so that an additional NOx separation is made possible.
Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 niedergelegte Kombination von Verfahrensschritten gelöst.This object is achieved by the combination laid down in claim 1 solved by procedural steps.
Dabei wird auf ein ebenfalls an sich bekanntes Verfahren zur Stickoxidabtrennung zurückgegriffen, bei dem die Stickoxide durch eine katalytische Reaktion an Aktivkohlen/Aktivkoksen bei Temperaturen zwischen 100 und 1700C unter Ammoniakzugabe zu Stickstoff und Wasserdampf reduziert werden. Das im Rauchgas enthaltene SO2 wird adsorptiv von der Aktivkohle/ dem Aktivkoks aufgenommen. Ein Teil des SO2 reagiert daneben mit dem Ammoniak zu Ammoniumsalz. Diese Reaktion erfolgt bevorzugt gegenüber der Reduzierung von Stickoxiden zu Stickstoff und Wasserdampf. Diese Gesetzmäßigkeiten werden in einem speziellen zweistufigen Verfahren zur gleichzeitigen Abscheidung von SO2 und NO aus Rauchgasen genutzt. Dabei wird in der ersten Stufe x die Hauptmenge des S02 abgeschieden und in der zweiten Stufe vorzugsweise das NO und das Rest-S02 (E. Richter, K. Knoblauch x H. Jüntgen, VDI-Berichte Nr. 391 (1980), S. 312).A process for separating nitrogen oxides, which is also known per se, is used here used, in which the nitrogen oxides by a catalytic reaction on activated carbon / activated coke at temperatures between 100 and 1700C with the addition of ammonia to nitrogen and water vapor be reduced. The SO2 contained in the flue gas is adsorbed by the activated carbon / added to the activated coke. Part of the SO2 also reacts with the ammonia Ammonium salt. This reaction takes place in preference to the reduction of nitrogen oxides to nitrogen and water vapor. These regularities are in a special two-stage process for the simultaneous separation of SO2 and NO from flue gases utilized. The main amount of S02 is separated in the first stage x and in the second stage preferably the NO and the residual SO2 (E. Richter, K. Knoblauch x H. Jüntgen, VDI Reports No. 391 (1980), p. 312).
Die beladene Aktivkohle bzw. der beladene Aktivkoks wird von Zeit zu Zeit durch eine vorzugsweise thermische Regeneration reaktiviert. Dabei fällt ein S02-Reichgas an, das üblicherweise in Weiterverarbeitungsstufen zu Schwefelsäure oder Elementarschwefel umgesetzt wird.The loaded activated carbon or the loaded activated coke becomes over time reactivated at times by a preferably thermal regeneration. It falls an S02 rich gas, which is usually converted into sulfuric acid in further processing stages or elemental sulfur is implemented.
Durch die erfindungsgemäße Kombination ist es überraschend gelungen, die Naßentschwefelung mit der Trockenentstickung in optimaler Weise dadurch aufeinander abzustimmen, daß die nasse SO 2-Abscheidung zunächst nur für einen Teil des Rauchgases und zwar den größeren Teil vorgenommen wird, während ein kleinerer Rauchgas-Teilstrom die Wäsche im Bypaß umgeht und zur zusätzlichen Aufheizung des Rauchgas-Hauptstromes genutzt wird, so daß die eine etwas höhere Temperatur erfordernde katalytische NOx -Ab scheidung an Aktivkohle/Aktivkoks unter Ammoniakzugabe ermöglicht wird. Das aus dem Teilstrom stammen-SO2 de SO2 sowie das in dem Hauptstrom noch enthaltene Rest-S02 wird, im wesentlichen adsorptiv, gleichzeitig an die Aktivkohle/den Aktivkoks gebunden, teilweise reagiert das S02 auch unmittelbar mit dem Ammoniak.The combination according to the invention surprisingly succeeded in the wet desulphurization with the dry denitrification in an optimal way thereby one another to agree that the wet SO 2 separation initially only for part of the flue gas namely the larger part is made while a smaller flue gas partial flow bypasses the laundry in the bypass and for additional heating of the main flue gas flow is used, so that the catalytic NOx, which requires a slightly higher temperature - Separation of activated charcoal / activated coke with the addition of ammonia is made possible. That SO2 de SO2 and that still contained in the main flow come from the partial flow Residual SO2 is essentially adsorptive at the same time on the activated carbon / activated coke bound, in some cases the S02 also reacts directly with the ammonia.
Da die Regeneration der Aktivkohle/des Aktivkokses ebenfalls in einer Naßwäsche vorgenommen wird, ist sowohl eine Rückgewinnung des zur S02-Bindung genutzten Ammoniaks als auch eine gemeinsame Weiterverarbeitung der Waschflüssigkeiten aus der S02-Wäsche und der AK-Wäsche zu Gips möglich geworden.Since the regeneration of the activated carbon / activated coke is also carried out in one Wet washing is carried out, is a recovery of the used for SO2 binding Ammonia as well as a joint further processing of the washing liquids the S02 wash and the AK wash to plaster of paris has become possible.
Durch die Erfindung wird ein Weg gewiesen, wie bereits bestehende Naßwäschen für die Entschwefelung mit vergleichsweise geringem Aufwand zu einer kombinierten Entschwefelungs-und Entstickungseinrichtung umgestaltbar sind. Da die Verfahren der Naßentschwefelung bereits einen hohen technischen Stand erreicht haben, ist es durchaus denkbar, daß auch Neuanlagen nach der erfindungsgemäßen Kombination konzipiert werden können.The invention shows a way that already exists Wet washing for desulfurization with comparatively little effort to one combined desulfurization and denitrification device can be redesigned. Since the Wet desulphurization processes have already reached a high technical standard, it is quite conceivable that new systems according to the combination according to the invention can be designed.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der Aktivkohle/Aktivkoks-Reaktor zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 nach der technischen Lehre des Anspruchs 2 ausgebildet wird. Dabei wird dem Umstand Rechnung getragen, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im AK-Reaktor nur das Rest-S02 aus dem Rauchgas abgeschieden zu werden braucht, nicht das gesamte S02 wie bei einem ausschließlich trockenen Entschwefelungs- und Entstickungsverfahren unter Verwendung von Aktivkohle/Aktivkoks und Ammoniakzugabe.Further advantages arise when the activated carbon / activated coke reactor to carry out the method according to claim 1 according to the technical teaching of Claim 2 is formed. This takes into account the fact that the process according to the invention in the AK reactor only removes the residual SO2 from the flue gas needs to be deposited, not the entire S02 as with one exclusively dry desulphurization and denitrification process using activated carbon / activated coke and ammonia addition.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung und eines Beispiels näher beschrieben.The invention is explained below with reference to the drawing and an example described in more detail.
Die Zeichnung zeigt in Figur 1 eine schematische Darstellung der Verfahrungsführung des kombinierten Entschwefelungs- und Entstickungsverfahrens und in Figur 2 einen für die Rest-S02-Abscheidung besonders geeigneten AK-Reaktor.The drawing shows in Figure 1 a schematic representation of the process control of the combined desulfurization and denitrification process and in FIG. 2 one AK reactor particularly suitable for the separation of residual SO2.
Aus Figur 1 geht hervor, daß der von einer Feuerung 1 kommende S02- und 0 -haltige Rauchgasgesamtstrom 20 vor Eintritt in eine Naßwäsche 10 zur Rauchgasentschwefelung in einen Rauchgas-Hauptstrom 2 und einen Rauchgas-Teilstrom 9 aufgeteilt wird. Der Rauchgas-Hauptstrom 2 wird über einen Wärmeaustauscher 11 in die Naßwäsche 10 geführt, in der wäßrige Lösungen von Kalkhydrat oder Kalkstein als Waschflüssigkeit dienen. Der kleinere Rauchgas-Teilstrom 9 strömt direkt unter Umgehung von Wärmeaustauscher 11 und Naßwäsche 10 zu einem Aktivkoks/Aktivkohle-Reaktor 12 (AK-Reaktor). Vorher wird er mit dem abgekühlten und weitgehend von SO2 sowie teilweise von NOx befreiten Rauchgas-Hauptstrom 2, nachdem dieser im Wärmeaustauscher 11 wieder aufgeheizt worden ist, vermischt. Die Temperatur des wieder vereinigten Rauchgas-Gesamtstroms 7 nach der Mischung des Rauchgas-Teilstroms 9 und des Rauchgas-Hauptstroms 2 liegt zwar unter der Temperatur des von der Feuerung 1 kommenden Rauchgasgesamtstroms 20, ist aber noch ausreichend für die katalytische NO -Reduktion an Ak-Aktivkohle bzw. Aktivkoks in dem AK-Reaktor 12. Er weist aber einen höheren S02-Gehalt auf als der weitgehend entschwefelte Rauchgas-Hauptstrom 2. Es hat sich nun überraschenderweise herw ausgestellt, daß diese Temperaturerhöhung für den Betrieb des AK-Reaktors 12 Vorteile bringt, während aus dem etwas höheren SO2-Gehalt keine Nachteile mit Ausnahme eines etwas höheren Ammoniakverbrauchs resultieren. Außerdem ist es vorteilhaft, daß nur ein verringerter Rauchgasstrom durch die Naßwäsche 10 strömt, in der somit Waschkapazität freibleibt, die anderweitig nutzbar ist, wie weiter unten beschrieben wird.From Figure 1 it can be seen that the S02 coming from a furnace 1 and 0 -containing flue gas total stream 20 before entering a wet scrubber 10 for flue gas desulfurization is divided into a main flue gas flow 2 and a partial flue gas flow 9. Of the Flue gas main flow 2 is passed through a heat exchanger 11 into the wet scrubber 10, in which aqueous solutions of hydrated lime or limestone serve as washing liquid. The smaller flue gas substream 9 flows directly bypassing the heat exchanger 11 and wet scrubbing 10 to an activated coke / activated carbon reactor 12 (AK reactor). Before it is freed with the cooled and largely of SO2 and partially of NOx Flue gas main flow 2 after it has been reheated in the heat exchanger 11 is mixed. The temperature of the re-combined flue gas total stream 7 after the mixture of the flue gas substream 9 and the flue gas main stream 2 is indeed below the temperature of the total flue gas flow 20 coming from the furnace 1 but still sufficient for the catalytic NO reduction on Ak activated carbon or activated coke in the AK reactor 12. However, it has a higher SO2 content than largely desulphurized flue gas main stream 2. It has now surprisingly turned out to be herw, that this temperature increase brings advantages for the operation of the AK reactor 12, while the slightly higher SO2 content has no disadvantages with the exception of a little higher ammonia consumption result. It is also advantageous that only one reduced flue gas flow flows through the wet scrubber 10, thus in the washing capacity remains free, which can be used otherwise, as described below.
Der AK-Reaktor 12 wird nach Zugabe von Ammoniak in den vereinigten Rauchgasgesamtstrom 7 zur Simultanentfernung von NO x und SO2 eingesetzt. Der den AK-Reaktor 12 verlassende gereinigte Rauchgasstrom 8 weist eine geringfügig höhere Temperatur auf als der vereinigte Rauchgasgesamtstrom 7 vor dem AK-Reaktor 12. Das gereinigte Rauchgas ist fast vollständig von S02 befreit während die NOx -Verringerung zwischen 20 und über 90 % betragen kann, je nach NH3-Zugabe und Auslegung des AK-Reaktors 12.The AK reactor 12 is after the addition of ammonia in the combined Total flue gas flow 7 used for the simultaneous removal of NO x and SO2. The den AK reactor 12 leaving the cleaned flue gas stream 8 has a slightly higher Temperature than the combined flue gas total flow 7 upstream of the AK reactor 12. The cleaned flue gas is almost completely freed from SO2 while the NOx reduction can be between 20 and over 90%, depending on the NH3 addition and the design of the AK reactor 12th
Die Aktivkohle/der Aktivkoks im AK-Reaktor 12 wird zunehmend mit Ammoniumhydrogensulfat und Ammoniumsulfat beladen, so daß zumindest ein Teil in zeitlichen Intervallen oder kontinuierlich entnommen und regeneriert werden muß. Die Regeneration erfolgt durch Auswaschen mit Wasser in einer AK-IVäsche 30. Der Aktivkoks/die Aktivkohle muß vor dem Wiedereinsatz im AK-Reaktor 12 in einer gesonderten AK-Trocknung 31 von Wasser befreit werden. Die Waschlösung aus der AK-Wäsche 30 enthält neben Ammoniumsulfat auch Ammoniumhydrogensulfat und Schwefelsäure.The activated carbon / activated coke in the AK reactor 12 is increasingly containing ammonium hydrogen sulfate and ammonium sulfate so that at least a portion at time intervals or must be continuously removed and regenerated. The regeneration takes place by washing out with water in an AK-I wash 30. The activated coke / activated carbon must be in a separate AK drying 31 before being used again in the AK reactor 12 be freed from water. The washing solution from the AK wash 30 contains ammonium sulfate as well as ammonium sulfate also ammonium hydrogen sulfate and sulfuric acid.
Aus dieser Lösung ließe sich Ammoniumsulfat durch zusätzliche Ammoniakzugabe bilden. Die Weiterverarbeitung der Ammoniumsulfatlösung durch Eindampfen zu festem Ammmoniumsulfat ist aber bekanntlich sehr aufwendig. Die Nachteile dieser Konzeption werden dadurch vermieden, daß der die AK-Wäsche 30 verlassenden Lösung in einer Ca-Fällung 32 Ca(OH)2 oder CaC03 zugegeben werden (beide Stoffe werden auch in der Rauchgaswäsche zur SO2 -Entfernung eingesetzt). Durch die Zugabe der Ca-Verbindungen wird bewirkt, daß sich aus Ammoniumsulfat Calciumsulfat (Gips) bildet, wobei Ammoniak freigesetzt wird, das durch Str-ippen aus der Lösung wieder entfernt und dem Rauchgas vor dem AK-Reaktor 12 wieder zugeführt wird. Dort muß ohnehin für die katalytische NO -Reduktion und die Rest-S02-Bindung NH3 zugegeben werden, so x daß durch Rückführung des NH3 der Einsatz von frischem NH3 vermindert wird. Die Ca-haltigen Abwässer aus der Ca-Fällung werden gemeinsam mit den aus der Rauchgaswäsche anfallenden Abwässern in einer Weiterverarbeitung 33 vorzugsweise zum Endprodukt Gips weiterverarbeitet. Somit wird eine getrennte Weiterverarbeitung der Schwefelverbindungen aus der Regeneration von Aktivkoks/Ak-Aktivkohle vermieden.Ammonium sulfate can be obtained from this solution by adding additional ammonia form. The further processing of the ammonium sulfate solution by evaporation to solid But ammonium sulfate is known to be very expensive. The disadvantages of this design are avoided that the AK laundry 30 leaving solution in a Ca precipitation 32 Ca (OH) 2 or CaC03 are added (both substances are also used in the Flue gas scrubber used to remove SO2). By adding the Ca compounds causes calcium sulfate (gypsum) to form from ammonium sulfate, with ammonia is released, which is removed by stripping from the solution and the flue gas is fed back in front of the AK reactor 12. There has to be for the catalytic anyway NO reduction and the remaining SO2 bond NH3 are added, so that x that by recirculation of NH3, the use of fresh NH3 is reduced. The Ca-containing wastewater from the Ca precipitation are together with the waste water from the flue gas scrubbing in further processing 33, preferably further processed to the end product plaster of paris. This results in separate further processing of the sulfur compounds from the regeneration of activated coke / Ak activated carbon avoided.
Eine bestehende Rauchgaswäsche 10 kann folglich in besonders vorteilhafter Weise durch eine katalytische NO -Reduktion an Aktivx kohle/Aktivkoks ergänzt werden. Vergleicht man die in Figur 1 dargestellte Einrichtung zur kombinierten S02- und NOx -Entfernung mit einer üblichen Rauchgaswäsche, die allein der Rauch gasentschwefelung dient, so zeigt sich, daß durch die neue technische Lehre dieser Verfahrenskombination eine synergistische Wirkung erzielt wird, denn neben der NOx -Entfernung wird auch noch eine bessere SO 2-Abscheidung erreicht, weil in dem AK-Reaktor 12 zusätzlich das verbleibende Rest-S02 des Rauchgases weitestgehend abgeschieden wird.An existing flue gas scrubber 10 can consequently be particularly advantageous Way can be supplemented by a catalytic NO reduction in activated carbon / activated coke. If one compares the in Figure 1 illustrated facility for combined S02 and NOx removal with a conventional flue gas scrubber, which only removes the smoke gas desulphurization is used, it shows that the new technical teaching of this Process combination a synergistic effect is achieved, because in addition to the NOx Removal is also achieved even better SO 2 separation because in the AK reactor 12 also largely separated the remaining SO2 of the flue gas will.
Bestehende Rauchgaswäschen zur S02-Entfernung können auf die dargestellte Weise zur NOx -Entfernung nachgerüstet werden, ohne daß ein zusätzlicher Aufwand für die Weiterverarbeitung des bei der Regeneration von Aktivkoks oder Aktivkohle anfallenden SO2-Reichgases erforderlich wird.Existing flue gas scrubbers for S02 removal can be based on the one shown Way can be retrofitted for NOx removal without additional effort for the further processing of the regeneration of activated coke or activated carbon accumulating SO2 rich gas is required.
Ausl egungsbeispiel In der Tabelle (Seite 12) ist ein Auslegungsbeispiel einer Rauchgasreinigung gemäß der neuen technischen Lehre wiedergegeben. Dem Beispiel liegt ein bestimmter Rauchgasvolumenstrom zugrunde, hier 100.000 m3/h (i.N.), mit einem vorgegebenen SO2-Gehalt, hier 2000 mg SO2/m3 (i.N.), und vorgegebenem NOx-Gehalt, hier 1200 mg NO2/m3 (i.N.), (der Anteil NO2 an NO 8 Mol.-%) unNO2/m3 (der Anteil NOg an NOx beträgt ca 8 Mol.-%) und mit einer Temperatur von 130 C. Der Rauchgas Hauptstrom 2 umfaßt einen Volumenstrom von 75.000 m3/h (i.N während der im Bypaß geführte Rauchgas-Teilstrom 9 dementsprechend 25.000 m3/h (i.N.) beträgt. Hinter dem Wärmeaustauscher 11 und vor der Naßwäsche 10 beträgt die Temperatur 850C, hinter der Rauchgaswäsche 650C. Durch die Wiederaufheizung im Wärmeaustauscher 11 wird die Temperatur auf 1010C angehoben. Nach der Wiederzugabe des Rauchgas-Teilstroms 9 ergibt sich eine weitere Temperaturanhebung auf 1080C, die für eine katalytische N0x -Entfernung ausreicht. Im AK-Reaktor 12 erfolgt nochmals eine Temperaturanhebung auf 1090C, so daß ein ausreichender Auftrieb für das gereinigte Rauchgas 8 im Schornstein gewährleistet ist. Design example The table (page 12) shows a design example reproduced a flue gas cleaning according to the new technical teaching. The example is based on a certain flue gas volume flow, here 100,000 m3 / h (i.N.), with a specified SO2 content, here 2000 mg SO2 / m3 (in the normal range), and a specified NOx content, here 1200 mg NO2 / m3 (i.N.), (the proportion of NO2 in NO 8 mol%) unNO2 / m3 (the proportion NOg to NOx is approx. 8 mol%) and with a temperature of 130 C. The flue gas Main flow 2 comprises a volume flow of 75,000 m3 / h (in normal conditions during the in the bypass The guided flue gas partial flow 9 is accordingly 25,000 m3 / h (in the normal range). Behind the heat exchanger 11 and before the wet wash 10, the temperature is 850C, behind the flue gas scrubber 650C. The reheating in the heat exchanger 11 is the temperature raised to 1010C. After the return of the flue gas partial flow 9 there is a further temperature increase to 1080C, which is necessary for a catalytic N0x distance is sufficient. The temperature in the AK reactor 12 is increased again to 1090C, so that there is sufficient buoyancy for the cleaned flue gas 8 in the chimney is guaranteed.
In der Naßwäsche 10 wird der SO2-Gehalt von 2000 auf 200 mg S02/m3 (i.N.) vermindert und der Gehalt von 1200 auf 1140 mg N02/m3 (i.N.) herabgesetzt.In the wet laundry 10, the SO2 content is from 2000 to 200 mg SO2 / m3 (i.N.) decreased and the content from 1200 to 1140 mg N02 / m3 (i.N.) reduced.
Nach dem Zusammenführen des Rauchgas-Teilstroms 9 mit dem Rauchgas-Hauptstrom 2 wird der SO2-Gehalt im vereinigten Rauchgasgesamtstrom 7 wieder auf 650 mg SO2/m3 (i.N.) erhöht und der NO -Gehalt von 1140 auf 1154 mg N02/m (i.N.). Vor dem AK-Reakx tor 12 erfolgt eine NH3-Zugabe in einer Menge, daß sich ein NH3-3 Gehalt im Rauchgas von 608 mg NH3/m (i.N.) ergibt. Im AK-Reaktor 12 erfolgt dann eine Herabsetzung des SO 2-Gehaltes auf 60 mg SO@ /m3 (i.N.) und des NO -Gehaltes auf 200 mg NO@/m3 mg @@2/@ (i.N.) und des @@x @@@@@@@@ auf 200 mg NO2/m3 (i.N.).After the flue gas partial flow 9 has been brought together with the main flue gas flow 2, the SO2 content in the combined total flue gas flow 7 is back to 650 mg SO2 / m3 (IM) increased and the NO content from 1140 to 1154 mg NO2 / m (IM). Before the AK-Reakx tor 12 an addition of NH3 takes place in an amount that there is an NH3-3 content in the flue gas of 608 mg NH3 / m (i.N.) results. A reduction then takes place in the AK reactor 12 the SO 2 content to 60 mg SO @ / m3 (normal) and the NO content to 200 mg NO @ / m3 mg @@ 2 / @ (normal) and the @@ x @@@@@@@@ to 200 mg NO2 / m3 (normal).
Beide Werte liegen wesentlich unter denen, die künftig mit 400 mg SO@ /m3 (i.N.) bzw. 200 mg NO /m3 mg S02/m3 (i.N.) bzw. 200 mg @@x@@@ (i.N.) Rauchgas angestrebt werden sollen.Both values are significantly lower than the future with 400 mg SO @ / m3 (normal) or 200 mg NO / m3 mg S02 / m3 (normal) or 200 mg @@ x @@@ (normal) flue gas should be aimed for.
Als Waschflüssigkeit für die Naßwäsche 30 zur AK-Regeneration werden 7, 65 m3 Wasser/h mit einem NH4-Gehalt von 0,13 Mol/l benötigt.Be used as washing liquid for wet laundry 30 for AK regeneration 7, 65 m3 of water / h with an NH4 content of 0.13 mol / l is required.
Als Abwasser ergibt sich eine wäßrige Lösung mit einem SO4-Gehalt von 1,13 Mol S04/1 und einem NH4-Gehalt von 2,26 Mol NH4/l.The waste water is an aqueous solution with an SO4 content of 1.13 mol SO4 / 1 and an NH4 content of 2.26 mol NH4 / l.
Die Ca(OH)2-Zugabe in die Ca-Fällung 32 beträgt 0,856 kmol/h.The Ca (OH) 2 addition in the Ca precipitation 32 is 0.856 kmol / h.
Das daraus resultierende Abwasser (Bestandteile in gelöster und kristallisierter Form) hat einen Ca-Gehalt von 1,27 Mol Ca/l, einen SO4-Gehalt von 1,13 llol S04/1 und einen NH4 Gehalt von 0,03 r1Ol NH4/1. Dieses Abwasser kann nun zusammen mit dem Abwasser aus der Rauchgasnaßwäsche 10 aufgearbeitet werden.The resulting wastewater (components in dissolved and crystallized Form) has a Ca content of 1.27 mol Ca / l, an SO4 content of 1.13 mol S04 / 1 and an NH4 content of 0.03 r1Ol NH4 / 1. This wastewater can now together with the wastewater from the flue gas wet scrubber 10 can be worked up.
Das aus der Ca-Fällung 32 ausgestrippte NH3-Gas wird zur Wiederaufgabe in den AK-Reaktor 12 zurückgeführt. Die NH3-Menge beträgt 273 kg/h.The NH3 gas stripped from the Ca precipitation 32 is used again returned to the AK reactor 12. The amount of NH3 is 273 kg / h.
Gemäß einer Abwandlung des Waschverfahrens kann anstelle einer Ca-Fällung auch eine Na-Fällung treten. Dann fällt als verkaufsfähiges Endprodukt Natriumsulfat an.According to a modification of the washing process, instead of Ca precipitation Na precipitation will also occur. Then sodium sulfate falls as a salable end product at.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Aktivkohle/koks-Führung in einem AK-Reaktor 12 gemäß Figur 2 erfolgt. Es entspricht dem derzeitigen Stand der Technik, daß bei querdurchströmten Wanderbettreaktoren das körnige Adsorptions/Katalysatormaterial an einer Stelle am Kopf des Apparates zugegeben und an einer Stelle am Fuß abgezogen wird, um es zu regenerieren. Bei entsprechender Gestaltung der konischen Ein- und Auslaufteile fließt das körnige Material gleichmäßig durch den von seitlichen Jalousien begrenzten eigentlichen Adsorptions/ Reaktionsraum. Die Fließgeschwindigkeit darf bestimmte Mindestgeschwindigkeiten nicht unterschreiten, wenn das zu reinigende Rauchgas Staub enthält (Verstopfungen durch Staubablagerungen) oder eine gasförmige Komponente (wie hier das S02) adsorptiv abgeschieden wird (Verminderung der Adsorptionsfähigkeit). In beiden Fällen wird der in Strömungsrichtung des Gases gesehen rückwärtige Teil des Adsorptions/Reaktionsvolumens nicht hinreichend ausgenutzt, weil dort die Belastung geringer ist. Als Lösung wurde schon ein zweistufiger Betrieb in getrennten Adsorbern vorgeschlagen, wobei die Abzuggeschwindigkeit des geringer belasteten körnigen Adsorptionsmittels aus dem zweiten Adsorber niedriger ist als die aus dem ersten. Der Aufwand zweier getrennter Adsorber kann bei der in Figur 2 dargestellten Betriebsweise vermieden werden, wenn erfindungsgemäß ein Trennelement 15, das gas- aber nicht partikeldurchlässig ist, eingebaut wird. Das Trennelement 15 reicht in den oberen konischen Teil 16 des AK-Reaktors 12. Nach unten ist es fortgeführt bis zu getrennten Abzugseinheiten 17, 18 für das körnige Material. ijber diese Abzugseinheiten wird das körnige Material mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten abgezogen, um die unterschiedliche Belastung in den beiden Schichten 19, 20 auszugleichen.It is particularly advantageous if the activated carbon / coke guide in an AK reactor 12 according to Figure 2 takes place. It corresponds to the current status of Technology that in cross-flow moving bed reactors, the granular adsorption / catalyst material added at one point on the head of the apparatus and withdrawn at one point on the foot is going to regenerate it. With appropriate design of the conical one and The granular material flows evenly through the side blinds limited actual adsorption / reaction space. The flow rate is allowed Do not fall below certain minimum speeds if the to be cleaned Flue gas contains dust (blocked by dust deposits) or a gaseous form Component (like the S02 here) is separated by adsorption (reduction of the adsorption capacity). In both cases, the rear part is seen in the direction of flow of the gas of the adsorption / reaction volume is not adequately exploited, because this is where the load is less. Two-stage operation in separate adsorbers was already the solution proposed, the withdrawal speed of the less polluted granular adsorbent from the second adsorber is lower than that from the first. The effort of two separate adsorber can be avoided in the mode of operation shown in FIG if, according to the invention, a separating element 15 is gas-permeable but not particle-permeable is installed. The separating element 15 extends into the upper conical part 16 of the AK reactor 12. It is continued down to separate take-off units 17, 18 for the granular material. The granular material is deposited through these take-off units deducted at different speeds to the different load equalize in the two layers 19, 20.
Außerdem kann das Volumen des durchströmten Raumes durch das Trennelement 15 unterschiedlich aufgeteilt werden, wodurch eine weitere Ausgleichsmöglichkeit einer unterschiedlichen Belastung in den beiden Schichten 19, 20 gegeben ist. Als Trennelement 15 können spezielle Gitter oder auch Lochbleche dienen.In addition, the volume of the space flowed through can be determined by the separating element 15 can be divided up differently, creating a further possibility of compensation a different load in the two layers 19, 20 is given. as Separating element 15 can be used for special grids or perforated sheets.
Beispiel In einem AK-Reaktor 12 ohne Trennelement 15 und mit gleichmäßigem AK-Abzug am Reaktor fuß ergäbe sich bei einer Bettiefe von 1,75 m ein AK-Reaktionsvolumen von 270 m3. Die zur Regeneration abzuführende AK-Menge würde 3,8 m3/h betragen. Example In an AK reactor 12 without separating element 15 and with a uniform AK withdrawal at the reactor foot would result in an AK reaction volume at a bed depth of 1.75 m of 270 m3. The amount of AK to be removed for regeneration would be 3.8 m3 / h.
Unter vergleichbaren Bedingungen ergeben sich bei einer Verwendung des erfindungsgemäßen AK-Reaktors 12 mit Trennelement 15 und getrennten AK-Abzugseinheiten 17, 18 aus den beiden Schichten 19, 20 folgende Werte: Bei einer Gesamtbettiefe von 1,75 m entfallen auf die Bettiefe an der Gaseintrittsseite 0,77 m und auf die Bettiefe auf der Gasaustrittsseite 0,98 m, was widerum einem AK-Gesamtvolumen von 270 m3 entspricht. Wegen der möglichen unterschiedlichen Abzugsgeschwindigkeit aus den beiden Schichten 19, 20 werden auf der Gaseintrittsseite 1, 35 m3/h und auf der Gasaustrittsseite 0,95 m3/h abgezogen, was einer 3 Gesamtmenge von 3, 3 m3/h AN entspricht, die zur Regeneration abzuführen sind.Under comparable conditions, one use results in of the AK reactor 12 according to the invention with separating element 15 and separate AK extraction units 17, 18 from the two layers 19, 20 have the following values: With a total bed depth of 1.75 m are allotted to the bed depth on the gas inlet side 0.77 m and to the Bed depth on the gas outlet side 0.98 m, which in turn corresponds to a total AK volume of 270 m3. Because of the possible different withdrawal speeds the two layers 19, 20 are on the gas inlet side 1, 35 m3 / h and on the gas outlet side subtracted 0.95 m3 / h, which is a 3 total amount of 3, 3 m3 / h AN corresponds to that must be discharged for regeneration.
Hieraus ergibt sich, daß die pro Stunde zu regenerierende AK-Menge im Falle des erfindungsgemäßen AK-Reaktors 12 um 0, 5 m3/h niedriger ist als im Vergleichsbeispiel unter Verwendung eines Reaktors gemäß dem Stand der Technik.This shows that the amount of AK to be regenerated per hour in the case of the AK reactor 12 according to the invention by 0.5 m3 / h lower than in Comparative example using a reactor according to the prior art.
Auslegungsbeispiel entsorechend Fia. 1
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8130 | Withdrawal |