Optimierte Rauchgasreinigung mit Kalkhydrat

Neuer Wirbel um Trockensorption

Trockene und konditionierte Trockensorptionsverfahren mit Kalkhydrat haben sich in den letzten Jahren wegen ihrer ökonomischen Effizienz in der Rauchgasreinigung immer mehr durchgesetzt. Die Betreiber von Müllverbrennungsanlagen stehen wegen der Vielzahl spezifischer Sorptionsverfahren vor der Qual der Wahl. Entscheidend bei der Auswahl ist oft unter anderem auch der SO2-Gehalt des Rohgases. Hier erzielt die konditionierte Trockensorption mit Rezirkulatbefeuchtung sehr gute Ergebnisse.

Der bringt den Kreislauf in Schwung

Schema des optimierten Trockensorptionsverfahrens

Zur Zeit werden verstärkt mechanischen Wirbler in Anlehnung an die Konstruktion von Gesteinsmühlen bewusst wegen ihrer robusten und einfachen Technik eingesetzt. Teilweise besteht das Problem, dass rückgeführtes Rezirkulat (Kalkhydrat und Reaktionsprodukt) aufgrund eines inhomogenen Kornspektrums bei zu geringer Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases (Teillastbetrieb) nicht mehr transportiert wird und zu Ablagerungen führen kann. Mechanische Wirbler verhindert diese Ablagerungen, die vor allem in Umlenkbereichen der Strömung auftreten, indem sie das Rezirkulat aktiv beschleunigen und große Partikel zerschlagen.

Der richtige Dreh

Hier setzt nun die Verfahrensoptimierung an. Durch mechanische Wirbler werden hohe Zirkulationsraten (bis ca. 200:1) realisierbar und damit eine verbesserte Sorbensausnutzung erreicht. Aufgrund der hohen Rezirkulationsrate bleibt der Anteil freier Feuchte im Rezirkulat sehr niedrig (ca. 4%) und damit das angefeuchtete Rezirkulat fließfähig wie trockener Staub. Die Effektivität der Anlage steigt auch bei Teillastbetrieb.

Eine runde Sache

Ein mechanischer Wirbler, der hinter einer Gipskalzinierung der Fels-Werke in Schraplau eingesetzt wurde, besticht durch kompakte Baumaße. Die Anlage arbeitet störungsfrei mit Weißkalkhydrat bei einem Abscheidegrad von 95% und einer Stöchiometrie von 1,5. Die Rohgaskonzentrationen liegen bei max. 1600 mg SO2/Nm³). In den mechanischen Wirbler, der in der Regel konstruktiv im ersten Umlenkbereich der Filteranlage integriert ist, tritt das mit Kalkhydrat beaufschlagte Rohgas von oben ein. Abhängig von der Konsistenz des Sorbens wird der Wirbler mit starren oder flexiblen Verwirbelungselementen bestückt oder auch als Kugelrotor ausgeführt. Durch die starke Verwirbelung wird eine intensive Vermischung von Additiv, Rezirkulat und Rauchgas erzielt. Außerdem sorgt der Wirbler durch die Beschleunigung des Rezirkulats gerade auch im Teillastbereich für hohe Rezirkulationsraten. Der feinkörnige Anteil der Reaktionsprodukte, frisches Kalkhydrat und Staub (z.B. Flugasche) gelangt schließlich in die eigentlich Filteranlage und wird dort abgeschieden. Mittels mechanischer Fördergeräte, wie z.B. Schnecken und Zellenradschleusen, wird ein kleiner Anteil (ca. 1%) dieses Filterproduktes der Reststofflagerung zugeführt, der größere Anteil (ca. 99%) aber Richtung Filteranlage zurückgeführt. Auf diesem Förderweg wird das Rezirkulat dann in einem Doppelwellenmischer über Düsen befeuchtet. Das im Rauchgasstrom verdampfende Wasser kühlt das Abgas und bewirkt eine Verbesserung des Abscheidegrades für SO2 (>95% möglich), da sich direkt um das Kalkhydratkorn kurzfristig eine Zone mit fast 100% relativer Feuchte bildet.

Eine Wende in der SO2-Sorption

Aufgrund der ansteigenden Koks- und Ölpreise werden vermehrt andere Energieträger gesucht. Dabei wird oftmals auch auf schwefelhaltige Brennstoffe, wie Braunkohlenstaub oder Schweröl, zurückgegriffen, um Kosten zu sparen. Das Rohgas ist hier naturgemäß stärker mit Staubpartikeln und Schwefel belastet. Mit der hier vorgestellten Anpassung bereits bestehender Verfahren lassen sich die Grenzen in der SO2-Abscheidung erweitern und auf den anlagenspezifischen Bedarf anpassen.

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