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Trockenverfahren

Trockenverfahren basieren in der Regel auf der Trockeninjektion eines Sorptionsmittels vor einen Partikelabscheider in das Rauchgas. Eine Ausnahme bildet der Festbettabsorber (Packed Bed Absorber, PBA).   Normalerweise handelt es sich bei dem Partikelabscheider entweder um einen Gewebefilter oder einen Elektrofilter. Trockenverfahren werden dafür ausgelegt, saure Abgasbestandteile (im Wesentlichen HF, HCl, SO2, SO3)  durch alkalische Sorptionsmitteln zu neutralisieren. Calciumhydroxid Ca(OH)2 kann dabei für alle Trockenverfahren verwendet werden. Im Gegensatz zu Nassverfahren entstehen in Trockenverfahren keine Abwässer, die aufwendig nachbehandelt werden müssen.

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Lhoist bietet mit Sorbacal® und Minsorb® eine komplette Produktpalette für den Einsatz in  allen Arten von Trockenverfahren an. Ihr Einsatz bietet:

  • Erhöhte Abscheideleistung
  • Geringerer Sorptionsmittelverbrauch
  • Reduzierter Anfall von Rückständen

Durch die Eindüsung von Sorbacal®-Mischprodukten mit pulverförmiger Aktivkohle (engl.: Powdered Activated Carbon, PAC), Braunkohlenkoks oder speziellen mineralischen Sorbentien (z.B. Minsorb®) eignen sich Trockenverfahren  auch zum Abscheiden von ökotoxischen Spurenstoffen. Dazu zählen leichtflüchtige Schwermetalle wie z.B.  Quecksilber (Hg), sowie eine Reihe  organische Komponenten wie Dioxine/Furane (PCDD/PCDF), polychlorierte Biphenyle (PCBs), polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAHs) und Gerüche.

Diese Sorptionsmittel können getrennt vom Calciumhydroxid oder in Form von spezifischen Mischungen injiziert werden, um eine simultane Abscheidung saurer und ökotoxischer Abgasbestandteile zu gewährleisten. Trockenverfahren in Kombination mit maßgeschneiderten, qualitativ hochwertigen Sorptionsmitteln bieten optimale Leistung bei minimalem Reststoffanfall und reduzierten  Entsorgungskosten.

Auf Grundlage ihrer umfangreichen Prozesserfahrung können unsere Experten Ihnen helfen, Ihr Trockenverfahren zu optimieren.

Trockensorptionsverfahren (DSI)

Das Trockensorptionsverfahren (engl.: Dry Sorbent Injection, DSI) ist ein einfaches und vielseitiges Rauchgasreinigungsverfahren. Es basiert auf der trockenen Injektion eines oder mehrerer Sorptionsmittel in das Abgas vor eine Filtereinheit, in der Regel ein Gewebe- oder Elektrofilter. Das Sorptionsmittel reagiert in nur einem Durchgang mit den Schadstoffen. Trockensorptionsverfahren ermöglichen das gleichzeitige Abscheiden von sauren Abgasbestandteilen (z.B. mit Calciumhydroxid Ca(OH)2) und von ökotoxischen Verbindungen (z.B.  mit Aktivkohle).
Die Reaktion zwischen den Schadstoffen in der Gasphase und dem Sorptionsmittel erfolgt im Reaktor oder im Rauchgaskanal und wird im Filter fortgesetzt, insbesondere in einem Gewebefilter. Reaktionsprodukte und Flugasche aus dem Prozess werden in der Filteranlage abgeschieden.

Lhoist-Lösung

Die Abscheideleistung des eingesetzten Trockensorptionsverfahrens wird durch eine Reihe  prozessrelevanter Parameter beeinflusst; dazu zählen:

  • Abgastemperatur und -feuchtigkeit
  • Schadstoffkonzentration
  • Verteilung des Sorptionsmittels im Abgas
  • Verweilzeit im Prozess
  • Filtertyp und -auslegung
  • Art und Menge des eingesetzten Calciumhydroxids (dazu zählen chem. Reinheit, Korngrößenverteilung, spezifische Oberfläche und Porenvolumen)

In der Praxis werden in bestehenden Trockensorptionsverfahren unter Verwendung von  Sorbacal®-Produkten teilweise sehr  hohe Abscheidungsleistung (bis zu >95 % für SO2 und >99 % für SO3, HF und HCl)  dargestellt.

Vorteile

  • Abscheidung mehrerer Schadstoffe
  • Geringe Kapitalkosten
  • Geringer Platzbedarf
  • Nur kurze Zeit von der Auslegungsphase bis zur Inbetriebnahme
  • Begrenzter Produktionsunterbrechung während der Installation
  • Kein Wasserverbrauch oder Abwasseranfall
  • Keine Auswirkungen auf die Abgastemperatur
  • Sehr geringer Stromverbrauch
  • Flexible Add-On-Technologie

Trockensorptionsverfahren können leicht an strengere Emissionsgrenzwerte oder an das Abscheiden weiterer Schadstoffe angepasst werden, indem das für den Betrieb und die Anforderung an die RGR-Anlage am besten geeignete Sorptionsmittel gewählt wird.

Zirkulierende trockensorption (CDS)

Die zirkulierende Trockensorption (engl.: Circulating Dry Scrubber, CDS) wurde ursprünglich für das Abscheiden von SO2 in Kohlekraftwerken entwickelt. Heute wird das Verfahren auch in der Rauchgasreinigung  von Verbrennungsanlagen verwendet, in denen Biomasse, industrielle, oder kommunale Abfälle als Brennstoffe eingesetzt werden. Im CDS-Verfahren können sowohl saure als auch ökotoxische Abgasbestandteile abgeschieden werden. Das CDS-Verfahren basiert auf der Rückführung der Filterrückstände, die aus den Reaktionsprodukten des Sorptionsmittels und aus der Flugasche vom Filter bestehen. Die Rezirkulationsraten ausgeführter Anlagen liegen dabei im Bereich von 50 bis über 100. CDS-Anlagen arbeiten nahezu ausschließlich mit Calcium-basierten Sorptionsmitteln.

Der CDS-Prozess umfasst einen Reaktor, dem ein Partikelfilter folgt. Ein Großteil der Feststoffe vom Filter wird in den Reaktor zurückgeführt; hier erfolgt auch die Zugabe des  frischen Sorptionsmittels. Die Rezirkulationsraten ausgeführter Anlagen (Verhältnis rückgeführter Filterstaub / zugegebenes Frischadditiv) liegen typischerweise im Bereich von 50 bis über 100. In den meisten Fällen wird zur Temperaturbegrenzung und zur Verbesserung der Abscheideleistung Wasser oder Dampf in den Reaktor bzw. auf die Feststoffe gedüst. Einige Anlagen verwenden Branntkalk (CaO), das vor dem Eintritt in das CDS-Verfahren hydratisiert wird.

Lhoist-Lösung

Neue Erkenntnisse zeigen deutliche Verbesserungen in der Abscheideleistung saurer Gasbestandteile bei Verwendung von optimierten Sorbacal®-Produkten in der zirkulierenden Trockensorption. Bei Bedarf können auch ökotoxische Schadstoffe in CDS-Verfahren abgeschieden werden. Dies erfolgt durch Zugabe von Aktivkohle, Braunkohlenkoks oder Minsorb®.

Vorteile

Die Rezirkulation des Rückstands verringert den Sorptionsmittelverbrauch; zusätzlich ermöglicht sie eine hohe Abscheidung von sauren Gasbestandteilen: mehr als 99 % für SO2, SO3, HF und HCl.

Dank der im Vergleich zu Nassverfahren geringeren Kapitalintensivität und der Möglichkeit der Abscheidung mehrerer Schadstoffgruppen gewinnt die CDS-Technologie zunehmend an Bedeutung. Lhoist, Anlagenbauer und Zulieferer entwickeln diese Technologie ständig weiter, um die Abscheideleistung weiter zu verbessern und den Sorptionsmittelverbrauch zu optimieren.

Festbettabsorber (PBA)

Die Festbettabsorber-Technologie (auch: Schüttschichtfilter; engl.: Packed Bed Absorber, PBA) wird hauptsächlich in der Ziegelindustrie für die Rauchgasreinigung nach Tunnelofen eingesetzt. Dabei werden im Wesentlichen HF, SO3 und HCl aus dem Rauchgas abgeschieden. Diese Technologie wird zunehmend auch in der Schiffsdieselentschwefelung zur SO2-Abscheidung eingesetzt (englisch: dry Exhaust Gas Cleaning System EGCS).
Im PBA-Verfahren strömen die Abgase im Kreuz- oder Gegenstrom durch eine mit körnigem Sorptionsmittel gefüllte Reaktionskammer. Das Reagens strömt von oben nach unten durch die Reaktionskammer und wird an der Unterseite des PBA abgezogen. Die Abscheidungsleistung eines konventionellen Schüttschichtfilters mit natürlichen Kalkstein ist für SO3 und HF recht hoch (>95 bis 98 %), aber für HCl (20 bis 30 %) und SO2 (10 bis 20 %) relativ begrenzt.

Lhoist-Lösung

In der Regel wird Sorbacal® C, ein natürlicher Kalkstein CaCO3 in Form von „Splitt“ (ca. 4 – 8 mm), für Schüttschichtfilter verwendet. Für eine höhere Abscheidungsleistung empfehlen wir Sorbacal® G oder Sorbacal® HG: kugelförmige Granalien  aus CaCO3 und Ca(OH)2. Der Ca(OH)2-Gehalt ermöglicht in Verbindung mit der größeren Porosität und Oberfläche dieser Granulate eine deutlich bessere Abscheidungsrate für HCl und SO2. Mit mehrstufigen Festtbettadsorbern können auch deutlich höhere Raten  für HCl und insbesondere SO2 erreicht werden.

Vorteile

Der Einsatz von Sorbacal® G und Sorbacal® HG in Festbettadsorbern ermöglicht eine deutliche Erhöhung der Abscheidungsleistung für HCl und SO2. Es stellt damit eine interessante Alternative für Festbettverfahren in neuen Anwendungsbereichen, wie beispielsweise die Entschwefelung von Schiffsdieselmotoren, dar. Aufgrund der vorhandenen Erfahrungen aus existierenden Schüttschichtfilteranlagen sind unsere Lhoist Experten in der Lage, sie bei der Anwendung dieses Rauchgasreinigungsverfahrens für solche neue Anwendungsfälle zu beraten und zu unterstützen. 

Trockenadditivverfahren – TAV (FSI)

Bei diesem Verfahren wird trockenes Calciumhydroxid
(Ca(OH)2) direkt in den Brennraum bei Temperaturen von 850 bis 1.050 °C eingedüst.
Das Sorptionsmittel zerfällt sofort in eine poröse und extrem reaktive Form von Calciumoxid CaO, die spontan mit  SO2 reagiert. Unter diesen Bedingungen ist die Abscheidung besonders effizient, weil die Konkurrenzreaktion mit CO2 in diesem Temperaturbereich nicht auftreten kann. Eine Reaktion mit anderen sauren Schadgasen, z.B. HCl, findet in diesem Temperaturbereich nicht statt. Der in der TAV  eingedüste und noch nicht reagierte Anteil des Sorptionsmittels kann jedoch im nachgeschalteten RGR-Prozess mit den anderen sauren Gasbestandteilen reagieren, und so auch diese Schadstoffe abscheiden.

Lhoist-Lösung

Sorbacal® SPS und Sorbacal® A sind  die effizientesten Sorptionsmittel für diese anspruchsvolle Anwendung.

Vorteile

In Verbindung mit einer nachgeschalteten RGR-Anlage ist das TAV eine äußerst effiziente und flexible Lösung für die Vorbehandlung von SO2 -reichen Abgasen oder zur Abscheidung von SO2-Spitzen.

(Zirkulierender) Wirbelschichtkessel (CFB/FBB)

In einer zirkulierenden Wirbelschichtfeuerung (engl.: Circulating Fluidized Bed, CFB) oder einem Wirbelschichtkessel (engl.: Fluidized Bed Boiler, FBB) werden die Brennstoffpartikel in einer heißen (800 bis 900 °C) Schicht aus fluidisierten Feststoffen suspendiert: Brennstoff, Sand, Asche usw. Zusätzlich wird Luft durch diese Schicht geblasen, um sie in einem fluidisierten Zustand zu halten und den notwendigen Sauerstoff für die Verbrennung zu liefern. Wenn Kalkstein (CaCO3) zu dieser Schicht hinzugefügt wird, bildet sich reaktives Calciumoxid CaO und es findet eine Reaktion statt, die ähnlich wie beim TAV-Verfahren zu einer selektiven SO2-Abscheidung führt.

Lhoist-Lösung

Lhoist bietet eine Reihe von Sorbacal® C Kalksteinprodukten mit Korngrößenverteilungen an, die an die spezifischen Strömungsverhältnisse verschiedener Wirbelschicht-Verbrennungstechnologien angepasst sind. Die spezielle Korngrößenverteilung sorgt für eine längere Verweilzeit der Kalksteinpartikel in der Wirbelschicht und verbessert dadurch die SO2-Abscheidung.

Vorteile

Die direkte SO2-Abscheidung ist eine einfache und effektive Lösung für Wirbelschichtfeuerungen. Gekoppelt mit einer nachgeschalteten Rauchgasreinigung erlaubt es eine effektive Vorabscheidung bei hohen geforderten SO2-Abscheideraten.

Unsere Produktpalette

Abgeschiedene Schadstoffe

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