DE3701660A1

DE3701660A1 - Verfahren zur entschwefelung von abgasen und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE3701660A1
Application number: DE19873701660
Authority: DE
Inventors: Jiri Dr Ing Sedlacek; Jiri Mostecky; Vladimir Dipl Ing Jara
Original assignee: Vysoka Skola Chemicko Technologicka V Praze
Current assignee: Vysoka Skola Chemicko Technologicka V Praze
Priority date: 1987-01-21
Filing date: 1987-01-21
Publication date: 1988-08-04

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entschwefelung von Abgasen und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die gegenwärtig benutzten Entschwefelungsmethoden be ruhen überwiegend auf der Verwendung von Kalkstein und Kalk. Derzeit wird auch die Verwendung der Magnesit wäsche untersucht. Die Nachteile der kalkhaltigen Roh stoffe liegen in dem nicht cyclischen Betrieb und in Problemen mit dem Vertrieb des Calciumsulfats oder mit der Entsorgung der Reaktionsprodukte und des Schlammes. Die Magnesit-Methoden werden vorwiegend in cyclischer Durchführung angewandt. Der Nachteil der nassen Wäsche liegt in der schwierigen Eindickung und Entwässerung des Magnesiumsulfits. Es gibt ferner Probleme mit der Trock nung vor der thermischen Regenerierung des Magnesiumoxids. Negativ wirkt sich schließlich die Oxidation in der Absorptionslösung aus, wodurch etwa 10 bis 25 Gew.-% des aufgefangenen Schwefeldioxids in die Sulfatform verwan delt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, die obenerwähnten Probleme zu bereinigen. Diese Aufgabe wird, wie aus den vorstehen den Ansprüchen ersichtlich, gelöst, und zwar durch ein Verfahren zur Entschwefelung von Abgasen, unter Verwen dung von hydratisiertem Magnesiumoxid mit thermischer Re generierung des Produktes, sowie eine Vorrichtung zur Durch führung dieses Verfahrens. Das Prinzip dieses Verfahrens liegt darin, daß man in den Abgasstrom mit einer Tempera tur von 120 bis 200°C eine 5- bis 20%ige Suspension des hydratisierten Magnesiumoxids in einer Menge von 0,6 bis 1 kg Magnesiumoxid auf 1 kg Schwefeldioxid in den Abgasen zerstäubt und von dem auf diese Weise gebildeten Magnesium sulfit die Abgase vor dem Einleiten in den Kamin abtrennt.

Das Prinzip der Vorrichtung zur Durchführung des er findungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß sie aus einem Zerstäubungsabsorber besteht, der mittels einer Leitung mit einem Vorratsbehälter für die Suspension des hydra tisierten Magnesiumoxids verbunden ist, wobei der Zer stäubungsabsorber mittels eines Rauchkanals an den Ab scheider des festen Flugstaubs und derselbe mittels ei ner Abzugsleitung über einen Endventilator an den Kamin angeschlossen ist.

Den Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung stellt die Bildung eines trockenen, schüttba ren Produktes dar, das sich leicht durch Trocknung von eventuellen Resten des kristallographisch gebundenen Was sers befreien läßt, oder das sich gegebenenfalls direkt thermisch zersetzen läßt. Ebenfalls vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Tatsache, daß infol ge der kurzen Dauer des Kontaktes der Reaktionssuspension und ferner auch des Reaktionsproduktes mit den behandel ten Abgasen nur eine durchaus unwesentliche Oxidation des Magnesiumsulfits in das Sulfat erfolgt. Während der Entschwefelung findet auch die Bindung der übrigen saue ren Abgaskomponenten, vor allem der Halogene, statt. Aus den letztgenannten entsteht in erster Linie das Magnesium chlorid, das eine Verlangsamung der Wasserverdunstung aus der Reaktionssuspension begünstigt. Hierdurch wird die Reaktionszeit verlängert und der Ausnutzungsgrad des Mag nesiumoxids erhöht. Das bei der Reaktion gebildete Magne siumsulfit, abgetrennt in einer geeigneten Vorrichtung, am besten in einem Tuchfilter, wird zur thermischen Regene rierung in einen speziellen Betrieb transportiert, vorzugs weise in eine Fertigungsstelle für Schwefelsäure, welche zentral das Material aus mehreren Entschwefelungsanlagen verarbeitet. Auch bei der erfindungsgemäßen Entschwefelung entsteht ein Produkt, das man zur Regenerierung transpor tieren muß. Hinsichtlich der höheren Reaktivität des Magnesiumoxids und auch seines niedrigeren Molekularge wichtes ist die Menge des Produktes ungefähr um ¹/₃ bis ¹/₂ kleiner als bei einem analogen bekannten Prinzip, wo bei als Einspritzsubstanz Kalkhydrat verwandt wird.

Die Erfindung und ihre Auswirkungen werden in der Be schreibung des Ausführungsbeispiels und die Anordnung in der Zeichnung näher erläutert, welche die er findungsgemäße Vorrichtung schematisch darstellt.

Das Beispiel betrifft die Entschwefelung von Abgasen aus einem Heizkraftwerkkessel mit einer Leistung von 50 MW, wobei das Volumen 130 000 m³ h^-1 Abgas mit einem Gehalt an Schwefeloxid in einem Bereich von 3 bis 5 g m^-3 ausmacht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus dem Zerstäu bungsabsorber 1 , den ein Zerstäubungstrockner oder auch mehrere kleinere, parallel angeordnete Einheiten bilden. In den genannten Zerstäubungsabsorber 1 führt eine Lei tung 2 , welche an einen Vorratsbehälter 3 für die Suspen sion des hydratisierten Magnesiumoxids angeschlossen ist. Der Zerstäubungsabsorber 1 ist mittels eines Rauchkanals 4 mit einem Industriefilter 5 verbunden, welcher mittels einer Abzugsleitung 6 über einen Endventilator 7 an einen Kamin 8 angeschlossen ist.

Die vom Flugstaub in einem elektrostatischen Abscheider unter etwa 200 mg m^-3 befreiten Abgase, mit einer Tempe ratur von 120 bis 200°C, werden in den Zerstäubungsab sorber 1 geführt, wo in dieselben auf die für die Zer stäubungstrockner übliche Weise mittels der Leitung 2 aus dem Vorratsbehälter 3 eine Suspension des hydrati sierten Magnesiumoxids mit einer Konzentration, beispiels weise von 10 Gew.-% MgO, eingespritzt wird, und zwar in einer Menge, welche einem Gewichtsverhältnis von MgO : SO₂, das mindestens 0,6 ausmacht, entspricht.

Im vorliegenden Falle bedeutet dies einen Stundenverbrauch der Suspension von etwa 4 m³. Als Ergebnis der Vorgänge im Zerstäubungsabsorber 1 findet eine Verdunstung des Was sers aus der Suspension statt, so daß die Abgase adiaba tisch um 40 bis 50°C abgekühlt werden; durch die Reak tion von Schwefeldioxid mit Magnesiumoxid entsteht Magne siumsulfit als trockenes, pulveriges Produkt, welches aus der wasserfreien Verbindung und dem Trihydrat derselben besteht. Die Abgase, welche das Reaktionsprodukt mitrei ßen, werden durch den Rauchkanal 4 in den Abscheider 5 geführt, vorzugsweise in einen Industriefilter. Hier wird das pulverige Produkt aufgefangen und von hier wird es zum Transport für die Regenerierung disponiert. Die ge reinigten Abgase werden durch die Abzugsleitung 6 über den End-Ventilator 7 und den Kamin 8 in die Atmosphäre abge führt.

Unter oben angeführten Verhältnissen kann man mit einem Stundenverbrauch von etwa 270 bis 360 kg Magnesiumoxid, berechnet als MgO, rechnen; durch die Reaktion entstehen etwa 750 bis 950 kg Produkt, berechnet als Mg SO₃. Die Temperatur der Abgase wird etwa 30°C über dem Taupunkt liegen und die Abscheidung des Schwefeldioxids wird min destens 90% betragen. Gleichzeitig werden praktisch sämt liche Halogene, beispielsweise Chlor, abgeschieden und der Gehalt an Rest-Flugstaub wird einige Zehner mg.m^-3 ausma chen. Der einzige Abfall ist Wasser von eventuellem Aus waschen von Chlorid- und Sulfatresten aus dem zurückge führten Magnesiumoxid. Die Menge des täglich zur Regene rierung transportierten Produktes bei vorausgesetzter durchschnittlicher Belastung des Kessels von 75% wird in einem Bereich von 14 bis 17 t, berechnet als MgSO₃, liegen.

Das Verfahren zur Entschwefelung von Abgasen und die Vor richtung zur Durchführung dieses Verfahrens lassen sich in denjenigen Heizwerken und städtischen Heizkraftwerken einsetzen, wo die nicht-cyclische Entschwefelung Schwie rigkeiten mit der Entsorgung oder dem Vertrieb des Pro duktes verursacht, und ferner in solchen Anlagen, in wel chen vom Standpunkt der öffentlichen Hygiene aus beson ders hohe Anforderungen an die Abgasreinigung gestellt werden.

Claims

1. Verfahren zur Entschwefelung von Abgasen, unter Ver wendung von hydratisiertem Magnesiumoxid und mit ther mischer Regenerierung des Produktes, dadurch gekennzeichnet, daß man in den Abgas strom mit einer Temperatur von 120 bis 200°C eine 5 bis 20%ige Suspension des hydratisierten Magnesiumoxids in einer Menge von 0,6 bis 1 kg Magnesiumoxid auf 1 kg Schwefeldioxid in den Abgasen zerstäubt und von dem auf diese Weise gebildeten Magnesiumsulfit die Abgase vor dem Einleiten in den Kamin abtrennt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Zerstäubungsabsorber (1) besteht, der mittels einer Leitung (2) mit einem Vorratsbehälter (3) für die Suspension des hydratisierten Magnesiumoxids ver bunden ist, wobei der Zerstäubungsabsorber (1) mittels eines Rauchkanals (4) an den Abscheider (5) des festen Flugstaubs und derselbe mittels einer Abzugsleitung (6) über einen End-Ventilator (7) an den Kamin (8) angeschlos sen ist.