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Dokumentenidentifikation DE69120927T2 05.12.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0498020
Titel Verfahren und Anlage für die Behandlung von Abgas in einem Heizkessel
Anmelder Mitsubishi Jukogyo K.K., Tokio/Tokyo, JP;
Chubu Electric Power Co., Inc., Nagoya, Aichi, JP
Erfinder Kato, Masami c/o Electric Power Res. & Dev. Center, Ohdaka-cho,Midoriku,Nagoya-shi,Aichi-ken, JP;
Tanaka, Tadashi c/o Elec. Power Res.& Dev. Center, Ohdaka-cho,Midoriku,Nagoya-shi,Aichi-ken, JP;
Nishimura, Yasuki c/o Elec. Power Res.& Dev.Center, Ohdaka-cho,Midoriku,Nagoya-shi,Aichi-ken, JP;
Yata, Katsutoshi c/o Kobe Shipyard & Engine Works, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo-ken, JP;
Nakao, Masahiko c/o Kobe Shipyard & EngineWorks, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo-ken, JP;
Sakai, Takeshi c/o Mitsubishi Jukogyo K.K., Tokyo, JP;
Ohishi, Tsuyoshi c/o Mitsubishi Jukogyo K.K, Tokyo, JP;
Higashi, Tsuneo c/o Mihara Machinery Works, Mihara-shi, Hiroshima-ken,, JP
Vertreter Feiler und Kollegen, 81675 München
DE-Aktenzeichen 69120927
Vertragsstaaten DE, DK, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 08.02.1991
EP-Aktenzeichen 911018018
EP-Offenlegungsdatum 12.08.1992
EP date of grant 17.07.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.12.1996
IPC-Hauptklasse F23J 15/00
IPC-Nebenklasse B03C 3/01   B03C 3/74   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein(e) Behandlungsverfahren und -anlage zum Entfernen von Staub und Sox aus einem Abgas bei einem kohlebefeuerten Heizkessel.

2. Beschreibung des relevanten Stands der Technik

Die Fig. 4 und 5 sind Blockdiagramme von herkömmlichen Anlagen zum Entfernen von Staub und Sox aus einem Abgas bei einem kohlebefeuerten Heizkessel.

Gemäß Fig. 4 enthält eine Anlage einen kohlebefeuerten Heizkessel 1. Die Temperatur des Abgases vom Heizkessel 1 wird in einem Luftvorwärmer 2 auf 120 - 160ºC gesenkt. Dem Abgas wird in einem elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat 4 Staub entzogen, bis dessen Konzentration auf etwa 100 mg/m³N oder geringfügig höher verringert ist. Eine Wärmerückgewinnung erfolgt in einem regenerativen Gas-Gasheizer 7. Danach wird die Temperatur des Abgases in einer Kühl/Staubentfernungssektion 6a einer Naßentschwefelungseinheit 6 auf seine Sättigungstemperatur gesenkt, und dem Abgas wird weiterer Staub entzogen. Außerdem wird in einer Sox-Absorbiersektion 6b die Sox-Konzentration reduziert. Schließlich wird das Abgas im Gas-Gasheizer 7 wiedererwärmt und dann zu einem Schornstein, d.h. einer Esse, geleitet.

Diese bisherige Anlage ist mit den folgenden Problemen behaftet:

(1) Gemäß Fig. 6 ist die Temperatur des Abgases im elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat hoch; der spezifische Widerstand von Staub, der bei der Verbrennung einiger Kohlesorten anfällt, beträgt mehr als 10¹¹ Ω-cm. Wenn der spezifische Widerstand des Staubs 10¹¹ Ω-cm übersteigt, tritt im elektrostatischen Ausfällapparat eine Umkehrionisierung (reverse ionization) auf, wodurch die Leistung des elektrostatischen Ausfällapparats erheblich beeinträchtigt wird. Aus diesem Grund benötigt man einen großen elektrostatischen Ausfällapparat zum Sammeln von Staub in einer erforderlichen Menge.

(2) Wenn die Konzentration an Staub am Auslaß des elektrostatischen Ausfällapparats auf 100 mg/m³N oder darunter verringert wird bzw. ist, wird SO&sub3; atomisiert bzw. zerstäubt, während das Abgas durch den Gas-Gasheizer gekühlt wird. Derart zerstäubtes SO&sub3; lagert sich dann im Gas-Gasheizer ab, was zu Korrosion desselben führt. Aus diesem Grund ist es nötig, die Staubkonzentration auf über 100 mg/m³N zu erhöhen, um SO&sub3; zu neutralisieren. Infolgedessen beträgt die Staubkonzentration am Auslaß der Entschwefelungseinheit 6 etwa 20 mg/m³N. Im Gas-Gasheizer 7 tritt eine Gasleckage (etwa 10 %) auf. Daher ist die Staubkonzentration am Einlaß des Schornsteins nur auf bis zu 30 mg/m³N (herab) reduziert.

(3) Die Entschwefelungseinheit wendet die Kalk(Kalkstein)-Gipsmethode an. Bei Verwendung von Gips, wie gesammelt oder gewonnen, ist seine Güte durch damit vermischten Staub beeinträchtigt. Um die Reinheit des Gipses auf einer vorbestimmten Größe zu halten, muß die Entschwefelungseinheit von einem sog. Doppelturmtyp mit einer Kühl/Staubentfernungssektion 6a und einer Absorbiersektion 6b sein. Dies bedingt einen vergrößerten Raumbedarf und eine Erhöhung der Erstellungskosten.

In Fig. 5 ist eine Anlage dargestellt, welche die Staubkonzentration auf z.B. 10 mg/m³N zu verringern vermag. Diese Anlage umfaßt einen leckfreien Gas-Gasheizer, in welchem ein Wärmeaustausch über ein Heizmedium erfolgt. Diese Anlage unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 4 dadurch, daß eine Wärmerückgewinnungssektion 3a von einer Nachwärmsektion 3b getrennt und ein elektrostatischer Naß-Ausfällapparat 8 dem Reinigungsapparat (purifier) 6 nachgeschaltet ist. Diese Anlage krankt jedoch (ebenfalls) an den obigen Problemen (1) und (3). Ein kritischeres Problem dieser Anlage ist jedoch, daß der elektrostatische Naß-Ausfällapparat 8 einen großen Raumbedarf aufweist, was zu einer Erhöhung der Erstellungskosten der Anlage führt.

Ein bisheriges Verfahren und eine bisherige Vorrichtung für Wärmerückgewinnung aus heißen Abgasen von einem mit schwefelhaltigem Brennstoff befeuerten Heizkessel ist in der FR-2 550 610 A1 offenbart. In dieser bekannten Anlage wird das Abgas vom Heizkessel durch einen Luftvorwärmer, einen Wärmetauscher, einen Teilchenausfällapparat, eine Wärmerückgewinnungseinheit und eine Entschwefelungseinheit geleitet. Bei dieser Anlage sind der Wärmetauscher für den Austausch der Wärme des Abgases mit einem dem Heizkessel zugeführten Frischluftstrom und ein Wärmetauscher für Wärmeaustausch mit Heizkesselwasser als Wärmerückgewinnungseinheiten dem elektrostatischen Ausfällapparat vorgeschaltet. Vor dem Eintritt in den elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat für Staubbeseitigung wird das Abgas auf 140 - 175ºC abgekühlt, sofern ein regulärer Ausfällapparat und nicht ein solcher, der gegen Schwefelsäure beständig ist, eingesetzt wird. Durch Einstellen der Gastemperatur auf eine Größe von über 140ºC als die Kondensationstemperatur von Schwefelsäure wird der Angriff des Ausfällapparats und des vorgeschalteten Vorwärmers sowie der Wärmerückgewinnungsvorrichtungen vermieden.

Ein Verfahren zum Reinigen von Abgasen von einer Sintermaschine einer Eisenherstellungsanlage ist in der AU-B 500 466 beschrieben. Dieses Dokument gibt an, daß die Reinigung von Abgas einer Temperatur von 120 - 180ºC mit einem elektrostatischen Ausfällapparat sehr schwierig ist, und es schlägt ein Verfahren vor, bei dem das Gas vor dem Eintritt in den Ausfällapparat auf einer Temperatur von etwa 110ºC und bei einem Taupunkt von 50ºC sein sollte, um damit den elektrischen Widerstand des Staubs zu verringern und die Verwendung eines kleineren Ausfällapparats für einen gegebenen Durchsatz zu erlauben. Es ist zu beachten, daß die Abgase von einer Sinteranlage sich bezüglich Temperatur und Teilchenzusammensetzung erheblich von den bei der vorliegenden Erfindung in Frage stehenden Abgasen unterscheiden.

ABRISS DER ERFINDUNG

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Anlage und eines Verfahrens zum Behandeln von Abgas, mit denen die beim Stand der Technik auftretenden, oben geschilderten Probleme gelöst werden können und welche die folgenden Anforderungen zu erfüllen vermögen:

(1) Ein elektrostatischer Trocken-Ausfällapparat (soll) kann unabhängig von den Sorten der verwendeten Kohlen seine hohe Leistung aufrechterhalten und kompakt ausgebildet sein.

(2) Die dem elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat nachgeschalteten Einheiten sollen nicht nachteilig beeinflußt werden, wenn die Staubkonzentration am Auslaß vom elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat ungefähr unter 100 mg/m³N liegt.

(3) Die Staubkonzentration am Einlaß der Entschwefelungseinheit kann in dem Maße gesenkt werden, daß die Güte des Gipses auf einer vorbestimmten Größe gehalten wird, wenn mit dem in einer Einzelturm-Entschwefelungseinheit, bei welcher die Kühl/Gasentfernungssektion und die Absorbiersektion zusammengefaßt sind, gesammelten Gips Staub vermischt ist.

(4) Die Staubkonzentration am Einlaß eines Schornsteins kann (soll) ohne die Notwendigkeit für einen elektrostatischen Naß-Ausfällapparat auf unter 10 mg/m³N gesenkt werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Behandeln von Abgas in einem kohlebefeuerten Heizkessel, welches Verfahren folgende Schritte umfaßt: Kühlen des Abgases vom kohlebefeuerten Heizkessel auf eine Temperatur zwischen 80º und 110ºC durch Leiten des Abgases durch einen Luftvorwärmer des Heizkessels und eine Wärmerückgewinnungssektion eines leckfreien Gas- Gasheizers, anschließendes Verringern der Konzentration an Staub im Abgas auf 100 mg/m³N durch Leiten des Gases durch einen elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat, danach erfolgendes Reduzieren von Sox im Abgas durch Führen des Abgases durch eine Entschwefelungseinheit und anschließendes Erwärmen des Abgases und Verringern seiner Staubkonzentration auf 10 mg/m³N oder weniger durch Führen des Abgases durch eine Nachwärmsektion des Gas-Gasheizers, der von dem ein in einer Heizmediumleitung strömendes Heizmedium verwendenden Typ ist.

Gegenstand dieser Erfindung ist auch eine Anlage zum Behandeln von Abgas in einem kohlebefeuerten Heizkessel, umfassend: einen Luftvorwärmer des Heizkessels, einen leckfreien Gas-Gasheizer mit einer Wärmerückgewinnungssektion und einer Nachwärmsektion, durch welche Heizmedium umgewälzt wird, einen elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat und eine Entschwefelungseinheit, die sämtlich in einem Gaszug des Heizkessels angeordnet sind, wobei der Luftvorwärmer an einer stromaufseitigen bzw. vorgeschalteten Stelle im Gaszug angeordnet ist, um die Temperatur des Abgases auf eine vorbestimmte Temperatur zu senken, die Wärmerückgewinnungssektion des Gas-Gasheizers dem Luftvorwärmer im Gaszug nachgeschaltet ist, um die Temperatur des Abgases weiter zu senken, der elektrostatische Trocken-Ausfällapparat der Wärmerückgewinnungssektion im Gaszug nachgeschaltet ist, um die Staubkonzentration im Abgas auf eine vorbestimmte Größe zu verringern, die Entschwefelungseinheit dem elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat im Gaszug nachgeschaltet ist, um die Sox-Konzentration im Abgas zu reduzieren und seine Temperatur sowie die Staubkonzentration darin weiter zu verringern, und die Nachwärmsektion des Gas-Gasheizers der Entschwefelungseinheit im Gaszug nachgeschaltet ist, um das in der Entschwefelungseinheit entschwefelte Abgas wieder zu erwärmen.

Erfindungsgemäß ist die Wärmerückgewinnungseinheit dem elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat vorgeschaltet (stromauf desselben angeordnet), um die Temperatur des Abgases am Einlaß des elektrostatischen Ausfällapparats auf 80 - 110ºC zu senken. Dies führt zu einer entsprechenden Minderung des spezifischen Widerstands des Staubs, wodurch eine Umkehrionisierung im elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat vermieden und dessen Leistung verbessert werden. Bei dieser Anordnung krankt die Wärmerückgewinnungseinheit nicht an Korrosion aufgrund von SO&sub3;, wenn die Staubkonzentration im elektrostatischen Ausfällapparat auf 100 mg/m³N reduziert wird oder ist, weil die Wärmerückgewinnungseinheit dem elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat nicht nachgeschaltet ist. Da der elektrostatische Trocken- Ausfällapparat die Staubkonzentration beträchtlich zu vermindern vermag, benötigt die Entschwefelungseinheit keine getrennte Kühl/Staubentfernungssektion, und sie kann vom Einzelturmtyp sein. Außerdem wird auch kein elektrostatischer Naß-Ausfällapparat benötigt.

Weiterhin kann erfindungsgemäß durch aufeinanderfolgendes Schließen der mehreren parallelen Durchgänge im elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat und Rütteln bzw. Schlagen ohne Ladung die Dispersion oder Verteilung von Staub beträchtlich verringert werden, wodurch die Leistung des elektrostatischen Ausfällapparats verbessert wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Ein besseres Verständnis dieser Erfindung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine schematische lotrechte (Schnitt-)Darstellung eines in der Anlage nach Fig. 1 enthaltenen elektrostatischen Trocken- Ausfällapparats,

Fig. 3 eine graphische Darstellung der Strömungsmenge von Abgas in Abhängigkeit vom Gasverhältnis,

Fig. 4 und 5 Blockdiagramme herkömmlicher Anlagen zur Behandlung von Abgas bei einem kohlebefeuerten Heizkessel,

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Temperatur von Abgas in Abhängigkeit vom spezifischen Widerstand des Staubs,

Fig. 7 eine graphische Darstellung der Ergebnisse eines Tests, d.h. der Beziehung zwischen der Temperatur des Abgases und der Staubsammelmenge im elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat,

Fig. 8 eine graphische Darstellung der Zeit nach dem Durchführen eines Rüttelns oder Schlagens ohne Ladung in Abhängigkeit von der Staubkonzentration am Auslaß des elektrostatischen Trocken-Ausfällapparats,

Fig. 9 eine graphische Darstellung der Strömungsgeschwindigkeit von Abgas im elektrostatischen Ausfällapparat in Abhängigkeit von der Staubkonzentration am Auslaß des elektrostatischen Trocken-Ausfällapparats und

Fig. 10 eine graphische Darstellung der Staubsammelkennlinien der Entschwefelung bei der erfindungsgemäßen Anlage bzw. der bisherigen Anlage.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Anlage gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung. Fig. 2 ist eine schematische lotrechte Schnittdarstellung eines elektrostatischen Trocken-Ausfällapparats. Fig. 3 ist eine graphische Darstellung der Strömungsmenge an Abgas unter der Steuerung des elektrostatischen Trocken-Ausfällapparats nach Fig. 2.

Fig. 1 zeigt eine Anlage mit einem kohlebefeuerten Heizkessel 1. Abgas vom Heizkessel 1 enthält Sox und Staub. Die Temperatur des Abgases wird in einem Luftvorwärmer 2 auf 120 - 160ºC gesenkt. Ein Gas-Gasheizer 3a ist vom leckfreien Typ und benutzt ein Heizmedium; er enthält eine Wärmerückgewinnungssektion 3a, in welcher die Temperatur des Abgases weiter auf 80 - 110ºC gesenkt wird. Die Staubkonzentration wird in einem elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat 4 auf 100 mg/m³N verringert. Ein weiteres Entfernen von Staub aus dem Abgas erfolgt in einer Entschwefelungseinheit 5; diese ist vom Einzelturmtyp und wendet die Kalk-Gipsmethode an; die Einheit 5 verringert die Sox-Konzentration auf eine vorbestimmte Größe. Das auf eine Sättigungstemperatur gekühlte Abgas wird dann in einer Nachwärmsektion 3b des leckfreien Gas-Gasheizers erneut erwärmt und zu einer Esse geleitet.

Eine Entstickungseinheit oder ein Gasgebläse (Saug- oder Druckgebläse), die bzw. das zwischen dem Heizkessel 1 und dem Luft(vor)wärmer 2 angeordnet sein kann, und eine Heizmediumleitung des Gas-Gasheizers sind in Fig. 1 nicht dargestellt.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Wärmerückgewinnungssektion 3a des Gas-Gasheizers dem elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat 4 vorgeschaltet (stromauf desselben angeordnet), um die Temperatur des Abgases auf 80 - 110ºC, verglichen mit 120 - 160ºC bei herkömmlichen Anlagen, zu senken. Auf diese Weise wird der spezifische Widerstand von Staub, unabhängig von den Kohlesorten, auf 10¹¹ Ω-cm verringert, bei welchem Wert keine Umkehrionisierung auftritt. Hierdurch werden ein verbesserter Ladezustand des elektrostatischen Trocken-Ausfällapparats gewährleistet und eine hohe Leistung desselben sichergestellt. Der elektrostatische Trocken-Ausfällapparat kann somit kompakt ausgestaltet sein.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist auch die Staubkonzentration am Einlaß der Wärmerückgewinnungssektion 3a des Gas-Gasheizers die gleiche wie am Auslaß des Luftvorwärmers 2 (üblicherweise 10 - 20 g/m³N) und ausreichend, um eine Korrosion der ersteren aufgrund des Vorhandenseins von SO&sub3; vollständig zu verhindern. Der Gas-Gasheizer ist vom leckfreien Typ, so daß kein(e) Leckage bzw. Austritt von Staub am Einlaß des Schornsteins stattfindet.

Zudem ist oder wird die Staubkonzentration am Auslaß des elektrostatischen Trocken-Ausfällapparats 4 ausreichend auf unter 100 mg/m³N verringert. Demzufolge kann bei Verwendung einer Einzelturm-Entschwefelungseinheit die Reinheit des gesammelten oder gewonnenen Gipses auf einer vorbestimmten Größe gehalten werden. Die Staubkonzentration am Auslaß der Entschwefelungseinheit wird durch den in bezug auf die Entschwefelungseinheit an der Stromaufseite angeordneten (vorgeschalteten) elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat unter eine vorbestimmte Größe reduziert. Damit entfällt die Notwendigkeit für einen elektrostatischen Naß-Ausfällapparat.

Im folgenden sind Ergebnisse eines durch die Erfinder mit einer sog. Pilotanlage, auf welche die vorliegende Anlage angewandt ist, durchgeführten Tests sowie Verbesserungen in der Anlage beschrieben.

Der spezifische Widerstand von Staub, der bei der Verbrennung verschiedener Kohlesorten anfällt, wird gemessen. Fig. 6 zeigt die Ergebnisse von Messungen bei drei typischen Kohlesorten. Bei den bisherigen Anlagen beträgt der spezifische Widerstand des Staubs 10¹¹ Ω-cm oder mehr. Erfindungsgemäß ist oder wird die Temperatur des Abgases auf 90 - 100ºC gesenkt, um damit sicherzustellen, daß der spezifische Widerstand des Staubs unter 10¹¹ Ω-cm liegt. Infolgedessen ist der elektrostatische Trocken-Ausfällapparat nicht mehr der Umkehrionisierung unterworfen. Hierdurch wird ein konstantes Aufladen oder Laden (charging) sichergestellt.

Fig. 7 zeigt in graphischer Darstellung die Temperatur des Abgases in Abhängigkeit von der durch den elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat sammelbaren Staubmenge. Wie durch die Linie A in Fig. 7 gezeigt, wird Staub effektiv an Sammlerelemente im elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat angezogen, weil die Ladebedingungen - wie vorher angegeben - verbessert worden sind. Das Abgas ist bei einer Temperatur von 110ºC oder darunter gesättigt. Der Staub wird jedoch infolge von Rütteln bzw. Schlagen usw. wieder dispergiert oder verteilt (dispersed). Dies führt zu einer schnellen Zunahme des aus dem elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat ausgetragenen Staubs. Tatsächlich ist, wie durch die Linie B in Fig. 7 angegeben, die Staubsammelmenge verringert. Von den Sammlerelementen dispergierter oder verteilter Staub ist durch einen schraffierten Bereich C in Fig. 7 angegeben.

Es ist bereits verschiedentlich versucht worden, das Dispergieren oder Verteilen von Staub von den Sammlerelementen zu verhindern. Dabei hat sich gezeigt, daß das Dispergieren oder Verteilen von Staub beträchtlich verringert und der Staub höchst wirksam gesammelt werden kann, indem im elektrostatischen Ausfällapparat Klappen (dampers) vorgesehen werden und ein Rütteln oder Schlagen ohne Ladung durchgeführt wird. Gemäß Fig. 2 umfaßt der elektrostatische Trocken-Ausfällapparat einen Körper 11, eine Einlaßleitung 12, eine Auslaßleitung 13, Trennwände 14, durch welche ein Gasdurchgang im Körper 11 des elektrostatischen Ausfällapparats in mehrere parallele Durchgänge (acht Durchgänge gemäß Fig. 2) unterteilt ist, sowie Einlaß- und Auslaßklappen (oder auch -schieber) 15 und 16 für die jeweiligen Durchgänge.

Fig. 8 zeigt die Staubkonzentration am Auslaß des elektrostatischen Ausfällapparats in Abhängigkeit von der Zeit nach Durchführung des Rüttelns oder Schlagens ohne Ladung. Es hat sich gezeigt, daß die dispergierte oder verteilte Staubmenge für eine Zeitspanne von 2 - 3 h nach Durchführung des Rüttelns oder Schlagens niedrig bleibt. Bei der Anordnung nach Fig. 2 erfolgt das Rütteln oder Schlagen etwa 15 min ohne Ladung, während die acht Gasdurchgänge anschließend mittels der betreffenden Klappen geschlossen werden. Auf diese Weise kann das Rütteln oder Schlagen alle 2 h wiederholt werden, um eine Zunahme der Dispersion oder Verteilung von Staub zu verhindern.

Fig. 9 zeigt die Strömungsgeschwindigkeit von Abgas in Abhängigkeit von der Staubkonzentration oder der Menge des als Folge des Rüttelns oder Schlagens dispergierten oder verteilten Staubs. Aus Fig. 9 geht hervor, daß der Staub schnell und gründlich dispergiert oder verteilt wird, wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases unter 0,5 m/s liegt. Dies bedeutet, daß der elektrostatische Ausfällapparat weniger wirksam ist, wenn der Heizkessel unter geringer Last betrieben wird. Zu diesem Zweck wird die Zahl der mittels der Klappen (dampers) im elektrostatischen Ausfällapparat geschlossenen Durchgänge in Abhängigkeit von der Strömung des Abgases geändert, um damit die Strömungsgeschwindigkeit des durchströmenden Abgases zu regeln.

Fig. 10 zeigt die Staubsammelkennlinien der Entschwefelungseinheit. Es hat sich gezeigt, daß die Entschwefelungseinheit bei diesem Ausführungsbeispiel im Vergleich zur bisherigen Entschwefelungseinheit eine beträchtliche Verbesserung bezüglich des Staubsammelns gewährleistet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Verhältnis des als Folge des Rüttelns oder Schlagens dispergierten oder verteilten Staubs in der Auslaßleitung des elektrostatischen Trocken-Ausfällapparats verhältnismäßig hoch, wobei dieser Staub stark agglomeriert ist. Hieraus ergibt sich ein weiterer Vorteil der Anlage, welche den Staub ohne die Notwendigkeit für einen elektrostatischen Naß-Ausfällapparat wirkungsvoll und effizient entfernt bzw. beseitigt.

Erfindungsgemäß kann die Naßentschwefelungseinheit eine von der Kalk-Gipsmethode verschiedene Methode anwenden. Zur weiteren Verringerung der Staubkonzentration kann der Entschwefelungseinheit ein elektrostatischer Naß-Ausfällapparat einer kleinen Kapazität nachgeschaltet sein.

Mit dieser Erfindung werden ein Verfahren und eine Anlage zum Behandeln von Abgas bei einem kohlebefeuerten Heizkessel geschaffen, welche weniger Raum benötigen und wirtschaftlich zu verwirklichen sind. Die Erfindung bietet folgende Vorteile:

1. Unabhängig von Kohlen mit einer großen Vielfalt von Eigenschaften kann ein kompakter elektrostatischer Trocken-Ausfällapparat verwendet werden.

2. Die Güte von gesammeltem Gips kann mit einer kompakten Einzelturm-Entschwefelungseinheit aufrechterhalten werden.

3. Staub kann ohne Notwendigkeit für einen elektrostatischen Naß-Ausfällapparat in großem Maße entfernt oder beseitigt werden.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Behandeln von Abgas in einem kohlebefeuerten Heizkessel, welches Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Kühlen des Abgases vom kohlebefeuerten Heizkessel (1) auf eine Temperatur zwischen 80º und 110ºC durch Leiten des Abgases durch einen Luftvorwärmer (2) des Heizkessels (1) und eine Wärmerückgewinnungssektion (3a) eines leckfreien Gas-Gasheizers,

anschließendes Verringern der Konzentration an Staub im Abgas auf 100 mg/m³N durch Leiten des Gases durch einen elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat (4)

danach erfolgendes Reduzieren von Sox im Abgas durch Führen des Abgases durch eine Entschwefelungseinheit (5) und

anschließendes Erwärmen des Abgases und Verringern seiner Staubkonzentration auf 10 mg/m³N oder weniger durch Führen des Abgases durch eine Nachwärmsektion (3b) des Gas-Gasheizers, der von dem ein in einer Heizmediumleitung strömendes Heizmedium verwendenden Typ ist.

2. Anlage zum Behandeln von Abgas in einem kohlebefeuerten Heizkessel (1), umfassend:

einen Luftvorwärmer (2) des Heizkessels (1) , einen leckfreien Gas-Gasheizer mit einer Wärmerückgewinnungssektion (3a) und einer Nachwärmsektion (3b), durch welche Heizmedium umgewälzt wird, einen elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat (4) und eine Entschwefelungseinheit (5), die sämtlich in einem Gaszug des Heizkessels (1) angeordnet sind, wobei der Luftvorwärmer (2) an einer stromaufseitigen bzw. vorgeschalteten Stelle im Gaszug angeordnet ist, um die Temperatur des Abgases auf eine vorbestimmte Temperatur zu senken, die Wärmerückgewinnungssektion (3a) des Gas-Gasheizers dem Luftvorwärmer (2) im Gaszug nachgeschaltet ist, um die Temperatur des Abgases weiter zu senken, der elektrostatische Trocken-Ausfällapparat (4) der Wärmerückgewinnungssektion (3a) im Gaszug nachgeschaltet ist, um die Staubkonzentration im Abgas auf eine vorbestimmte Größe zu verringern, die Entschwefelungseinheit (5) dem elektrostatischen Trocken-Ausfällapparat (4) im Gaszug nachgeschaltet ist, um die Sox-Konzentration im Abgas zu reduzieren und seine Temperatur sowie die Staubkonzentration darin weiter zu verringern, und die Nachwärmsektion (3b) des Gas-Gasheizers der Entschwefelungseinheit (5) im Gaszug nachgeschaltet ist, um das in der Entschwefelungseinheit (5) entschwefelte Abgas wieder zu erwärmen.

3. Anlage zum Behandeln von Abgas in einem kohlebefeuerten Heizkessel nach Anspruch 2, wobei der elektrostatische Trocken-Ausfällapparat (4) eine Anzahl von ihn durchsetzenden Gasdurchgängen festlegt bzw. aufweist, die sowohl mit der Wärmerückgewinnungssektion (3a) des Gas-Gasheizers als auch mit der Entschwefelungseinheit (5) in Verbindung stehen, und der elektrostatische Trocken-Ausfällapparat (4) eine Anzahl von in den Gasdurchgängen angeordneten Klappen (oder Schiebern) (15, 16) aufweist, die selektiv geöffnet und geschlossen werden können, um die Strömungsgeschwindigkeit des Abgases durch den elektrostatischen Trocken- Ausfällapparat (4) zu regeln.







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