Rauchgasreinigung im Kombiverfahren

Großes Einmaleins

Wer in der Rauchgasreinigung ein sauberes Geschäft machen will, muss sich ständig neuen Herausforderungen stellen. So lässt sich eine Erhöhung der Verbrennungskapazität nur dann erzielen, wenn auch die Rauchgasreinigung entsprechend angepasst werden kann. Mit dieser Problematik musste sich das Müllheizkraftwerk Ludwigshafen auseinandersetzen. Für eine Durchsatzerhöhung von 20% reichten die Reserven der vorhandenen Rauchgasreinigung nicht aus, so dass hier eine Anpassung erfolgen musste. Das Ergebnis einer ausgeklügelten Kalkulation: Die nasse Reinigung wurde zum Teil durch eine Kombination aus Sprühsorption mit konditionierter Trockensorption ersetzt, so dass der Stöchiometriefaktor für Kalkhydrat reduziert werden konnte. Der Testbetrieb bestätigt die Variabilität von Kalkprodukten in der Rauchgasreinigung.

Neu oder alt oder beides?

Was tun bei zu geringer Rauchgasreinigungskapazität? Diese Frage führte zum Wunsch nach einer neuen, variablen Rauchgasreinigungseinrichtung, die eine Steigerung der Verbrennungskapazität von 150.000 t/a auf 180.000 t/a verkraften kann. Sollte aber die alte Anlage komplett erneuert oder nur eine Teilerneuerung vorgenommen werden? Man entschied sich für die Teilerneuerung und damit für den Austausch einer der beiden vorhandenen nassen Rauchgasreinigungen gegen ein Kombiverfahren.

Schnell geschaltet

Drei Verbrennungslinien und zwei unterschiedlich einsetzbare Reinigungsanlagen - das war die Formel, mit der man den Betrieb optimieren wollte. Dabei stellte sich die Frage: "Wie verschaltet man den Rauchgasstrom von drei Verbrennungsaggregaten mit zwei unterschiedlich arbeitenden Rauchgasreinigungssystemen?" Man entschied sich für ein raffiniertes System von Kanalweichen, das die Auslegungsreserven geschickt verteilt.

Abb.1 Vereinfachtes Verfahrensschema der Sprühabsorption bzw. Trockenabsorption

Was im Anlagenschema theoretisch vorgedacht war, musste jetzt im Praxislauf bestätigt werden. Denn bisher sind die Erfahrungen mit kombinierter Sprühabsorption und konditionierter Trockensorption nicht sehr groß. Zunächst wurde das System so ausgelegt, dass mit spezifischen Redundanzen die Emissionsgrenzwerte in allen Betriebszuständen sicher eingehalten werden können.

Regeln, messen, staunen.

Abb. 2 Aufteilung Stöchiometriefaktor

Der praktische Betrieb der Anlage wird durch ein Dosierprinzip bestimmt, das den Eintrag von trockenen und nassen Kalkprodukten in den Rauchgasstrom jeweils mit dem Stöchiometrieverhalten und der Filtereintrittstemperatur koppelt. Die Vorteile liegen auf der Hand: Die Additivzugabe ist bedarfsgerecht steuerbar und die Stöchiometrie für den Kalkeinsatz sinkt.

Vorteile und Vorteile und Vorteile

Nach den ersten Betriebsmonaten setzten sich Anlagenbetreiber, Anlagenbauer und Betriebspersonal an einen Tisch und zählten die Vorteile auf, die die Investition gebracht hatte:

  • Die gestufte Additivzugabe ist nach Bedarf steuerbar
  • Das Gesamtsystem ist relativ unempfindlich gegen stark schwankende Schadgasgehalte im Rohgas.
  • Ein höchster Sorptionseffekt wird beim Betrieb beider Sorptionsstufen erreicht.
  • Auch im Teilbetrieb werden die Grenzwerte eingehalten, entweder - beim Ausfall der Kalkmilch-Zugabe mit dem System Verdampfungskühler, konditionierte Trockensorption. - beim Ausfall der Partikelrückführung mit dem System Sprühabsorption und Ca(OH)2-Zugabe vor filterndem Abscheider.
  • Redundante Ausführungen sorgen für hohe Anlagenverfügbarkeit
  • Eine kritische Unterschreitung der Betriebstemperaturen wird vermieden. Die Filtereintrittstemperatur wird auf 140°C eingeregelt.
  • Durch regelmäßige Spülungen der Kalkmilchleitungen mit Ameisensäure beschränken sich die Wartungsarbeiten auf Routinekontrollen.

Und was bleibt unterm Strich?

Abb. 3 Reststoffanalyse bei unterschiedlichen CaO-Qualitäten

Die Rechnung des Planungsteams ging auf: Das Müllheizkraftwerk hält ohne Probleme im Dauerbetrieb die Grenzwerte ein. Der Additivmittelverbrauch ist niedrig, aber abhängig von der verwendeten Qualität der Kalkmilch. Eine sehr gute Additivmittelausnutzung hat sich bei einer hohen CaO-Reaktivität, also niedriger t60-Zeit ergeben (t60 ist die Zeit, die benötigt wird, um beim Ablöschen von CaO unter definierten Bedingungen eine Temperatur von 60°C zu erreichen).

Die Zugabe an Aktivkoks kann schrittweise gesenkt werden. Das gilt in der laufenden Betriebsphase auch von der Kalkzugabe. Mit weiteren Feineinstellungen scheint die untere Grenze der ökonomischen Betriebsweise der Rauchgasreinigungsanlage noch nicht erreicht zu sein. Das Fazit: Wer das Einmaleins einer Anlagenkombination wie aufgeführt beherrscht, der kann gut rechnen und hat gut lachen.

Nach oben