Trockensorptionsverfahren mit Kalkhydraten in ... - Rheinkalk

Dr. B. Naffin, W. König, M. Sindram Trockensorptionsverfahren mit Kalkhydraten in Kraftwerken
REGAVO zu widmen, in dem es besonders leicht zu Taupunktunterschreitungen mit gleichzeitiger
Aerosolbildung kommt. SO3 führt zu verstärkten Korrosionserscheinungen und der Einspeicherung
von Schwefelsäure in den Nachgeschalteten Teilen der Anlage (Wärmetauscher, Rauchgaskanäle
Katalysatoren etc.). Dieser Effekt kann – neben den Korrosionsschäden in der Anlage selbst -
insbesondere beim Anfahrbetrieb zum Auswurf saurer Partikel führen, die im Nahbereich des
Kraftwerks niedergehen.
SO3 wird direkt bei der Verbrennung ebenso wie SO2 gebildet. Im Nachgeschalteten Bereich entsteht
SO3 durch direkte Konversion im SCR-Katalysator (SO2 + ½ O2 => SO3), oder durch direkte
Reaktionen im Abgas (z.B. 2HCl + O2 Cl2 + H2O (Deacon Reaktion) mit Cl2 + SO2 + H2O 2
HCl + SO3 (Griffin Reaktion)). Die Richtung dieser Reaktionen wird durch die
Gleichgewichtsthermodynamik bestimmt. Die direkte Konversion aus SO2 im SCR-Katalysator hat
hier auf Grund der Abgasmatrix mit geringen HCl Konzentrationen im Kraftwerk das höhere Potential
zur SO3 Bildung. Die Bildung des Aerosols aus SO3 erfolgt durch Übersättigung mit anschließender
Bildung der Aerosole durch Zusammenlagerung von Molekülen = homogene Keimbildung, oder durch
Anlagerung an Fremdkeime = heterogene Keimbildung. Die Anwesenheit von HF führt zur
Vergiftung des Katalysators, darüber hinaus bilden sich durch HF in der Anlage harte Anbackungen,
die nur mit großem Aufwand zu entfernen sind.
Feuerung
Kessel
Elektro-Filter
Abb. 5: Beispiel einer Nachrüstung an einem Großkraftwerk zur HF-/SO3-Abscheidung
Wesentlich für eine wirkungsvolle Einbindung von SO3 und HF ist die reaktive basische Oberfläche
sowie für die Einbindung von SO3 –Aerosol die Benetzbarkeit (Porenvolumen) von WÜLFRAsorp D
SP. In den letzten Jahren sind in einigen Kraftwerken durch die Zudosierung des hochreaktiven
WÜLFRAsorp D SP erfolgreich die HF-/SO3- und Partikelemissionen wesentlich reduziert und der
Betrieb der Anlage (SCR-Kat., Wärmetauscher) erheblich verbessert worden. Die benötigten
Additivmengen betragen hierbei zur Zeit max. 50 mg/m³. Dies entspricht einem Bedarf von ca. 200 t/a
für ein Kraftwerk.
4.2 Rauchgasreinigung an einem Industriekraftwerk
Reaktion im REA Katalysator
Reingas
Rauchgaskanal
zum Kamin
Rohgas
Reingas
WÜLFRAsorp
Reingas
- HF < 3-5 mg/m³ N.tr. (Regelgröße)
(Kontinuierlich überwacht)
- SO 3 < 2-3 mg/m³ N.tr. N.tr.
Durch den zusätzlichen Einsatz von Sekundärbrennstoffen werden häufig erhöhte Chloridfrachten
eingetragen, die durch eine Hochtemperaturabscheidung in einer Wirbelschicht nicht reduziert werden
können. Daher sind zusätzliche Reinigungsmaßnahmen erforderlich, die vorteilhafter Weise durch die
einfache Zugabe eines hochreaktiven Kalkhydrates in die bestehende Rauchgasreinigung dargestellt
werden. Auch eine mit E-Filter ausgestattete Rauchgasreinigung kann bei entsprechender
Verfahrensführung zu einer leistungsfähigen Trockensorption aufgebaut werden.
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