Dampfkraftwerk

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum abwasserfreien Betrieb einer in den Rauchgasstrom eines fossil befeuerten Dampferzeugers oder Kessels eines Dampfkraftwerkes eingebundenen, nach einem Nassverfahren arbeitenden Rauchgasentschwefelungsanlage, deren Abwasser in einem Sprühtrockner mittels durch einen Gasstrom, bereitgestellter Wärmeenergie verdampft wird.

Ebenso richtet sich die Erfindung auf ein Dampfkraftwerk, umfassend eine fossilbefeuerten Dampferzeuger oder Kessel mit einem dessen Rauchgasstrom führenden Rauchgasstrang oder Rauchgaskanal, der in Rauchgasströmungsrichtung nacheinander angeordnet einen Luftvorwärmer, einen Elektrofilter und eine nach einem Nassverfahren arbeitende Rauchgasentschwefelungsanlage sowie einen den gereinigten Abgasstrom abführenden Kamin aufweist, und mit dem Dampferzeuger oder Kessel Verbrennungsluft in Form von erhitzter Primär-, Sekundär- und/oder Tertiärluft zuführenden Leitungen sowie mit einem das Abwasser der Rauchgasentschwefelungsanlage verdampfenden Sprühtrockner.

Zur Entfernung von Schwefel aus dem Rauchgas fossilbefeuerter Dampferzeuger oder Dampfkessel von Kraftwerken werden häufig nach einem Nassverfahren arbeitende Rauchgasentschwefelungsanlagen eingesetzt. Bei diesen Anlagen wird häufig in Sprühwäschern eine kalkhaltige Suspension in Sprühebenen dem Rauchgas zugeführt, so dass der Schwefel entfernt wird. Im Sumpf eines solchen Kalkwäschers bildet sich dann Gips. Außerdem fällt ein Abwasser an, das vor allem die löslichen Bestandteile, insbesondere Chloride und Schwermetallverbindungen, aus dem Brennstoff und aus dem Absorptionsmittel enthält. Dieses Abwasser muss vor der Einleitung in Gewässer gereinigt werden. In vielen Ländern sind derzeit Emissionsrichtlinien in der Diskussion oder bereits in Kraft, die die Chloridgehalte des letztendlich in das Gewässer entlassenen gereinigten Abwassers auf sehr niedrige Grenzwerte festlegen. Das Erreichen dieser Grenzwerte erfordert teure und aufwändige Abwasserreinigungsanlagen. Aus diesem Grund sind daher auch schon Verfahren entwickelt worden, die insofern einen abwasserfreien Betrieb einer nach einem Nassverfahren arbeitenden Rauchgasentschwefelungsanlage ermöglichen, indem das mit den löslichen Bestandteilen, insbesondere Chloriden, versehene Abwasser verdampft und in Dampfform einer Weiterbehandlung zugeführt wird. In diesem Sinne ist im Rahmen der vorstehenden und nachfolgenden Beschreibung der Begriff eines abwasserfreien Betriebes einer nach einem Nassverfahren arbeitenden Rauchgasentschwefelungsanlage zu verstehen.

Zur Verdampfung des aus einer Rauchgaswäsche einer Rauchgasentschwefelungsanlage stammenden Abwassers ist es aus der Praxis bekannt, das mit Salzen (Chloriden) belastetet Abwasser in einem der Rauchgasentschwefelungsanlage zugeordneten externen Verdampfer, der mit aus dem Dampfkreislauf des zugeordneten Dampfkraftwerkes stammendem Anzapfdampf beheizt wird, zu verdampfen.

Es ist aber auch bekannt, zur Verdampfung des belasteten Abwassers die Rauchgaswärme des zugeordneten Dampfkraftwerkes zu nutzen, wobei bei Bedarf zusätzlich eine Feststoffabscheidung ergänzend vorgesehen sein kann.

So ist aus der CN 101844819 B die Einleitung des von einer Rauchgaswäsche einer Rauchgasentschwefelungsanlage stammenden Abwassers in den vom Dampferzeuger oder Kessel des Dampfkraftwerkes kommenden Rauchgasstrom bekannt. Hierbei wird das Abwasser in Rauchgasströmungsrichtung nach oder stromabwärts eines üblichen Luftvorwärmers und vor oder stromaufwärts eines Elektrofilters in den Rauchgasstrom eingedüst und verdampft. Diese Vorgehensweise ist auch als„Waistwater Evaporation System (WES)" bekannt. Bei diesem Verfahren wird das bei der Verdampfung im Rauchgasstrom auskristallisierende Salz zusammen mit der im Rauchgasstrom enthaltenen Flugasche im Elektrofilter aufgefangen. Hierbei steigt die Chloridkonzentration in der im Elektrofilter abgeschiedenen Asche aber allerdings soweit an, dass eine kommerzielle Verwendung der Flugasche nicht mehr möglich ist. Zudem ist es bei diesem Verfahren notwendig, dass ein ca. 30 m langer und gerader Rauchgaskanal im Bereich der Abwassereindüsung vorhanden ist, um ein Anbacken der entstehenden Salze an den Innenwänden des Rauchgaskanals zu verhindern und ein restloses Trocknen zu gewährleisten. Es ist daher auch schon vorgeschlagen worden, einen Sprühtrockner zur Abwasserverdampfung im Bypass zum Luftvorwärmer in den Rauchgaskanal und die Rauchgasbehandlung zu integrieren. Bei diesem als„Waistwater Spray Drying (WSD)" bezeichneten System wird das Abwasser einem Sprühtrockner zugeführt und hier in einen vom Hauptrauchgasstrom des Kraftwerks abgezweigten Rauchgasteilstrom gesprüht. Anschließend wird das sich bildende Rauchgas/Wassergemisch wieder dem Hauptrauchgasstrom zugeführt. Ein solches gattungsgemäßes Verfahren und ein solches gattungsgemäßes Kraftwerk sind aus der EP 2 689 821 A1 und der EP 2 689 822 A1 bekannt. Diese Dokumente offenbaren zudem verschiedene Positionen, an welchen jeweils ein Teilrauchgasstrom von dem Hauptrauchgasstrom abgezweigt und nach Durchströmen des a bwasse rve rda m pf e nd e n Sprühtrockners dem Hauptrauchgasstrom wieder zugeführt wird. So können die Entnahme- und Wiederzuführstellen in Rauchgasströmungsrichtung auch hinter dem Lufterwärmer und vor einem Elektrofilter oder auch nach dem Elektrofilter ausgebildet sein. Nachteilig bei diesen Verfahren ist, dass durch die Abzweigung eines Teilstromes des Rauchgases und dessen spätere Wiedereinführung in den Hauptgasstrom mit einer gegenüber dem Hauptrauchgasstrom erhöhten Temperatur in die Temperaturführung des Hauptrauchgasstromes eingegriffen wird. Wird der Rauchgasteilstrom beispielsweise in Rauchgasströmungsrichtung vor dem Luftvorwärmer abgezweigt, stellt sich am Luftvorwärmerausgang eine Rauchgastemperatur ein, die gegenüber einer sich sonst im üblichen Normalbetrieb einstellenden Rauchgastemperatur niedriger ist. Dies kann insbesondere im Winter aufgrund der dann geringeren Umgebungslufttemperatur zu einer Säurekondensation führen. Diese Rauchgastemperaturabsenkung am Luftvorwärmerausgang kommt am stärksten bei Teillast-Fahrweise des Dampferzeugers zum Tragen, da in diesem Fall dann weniger Rauchgas zum Vorwärmen der in diesem regenerativen Luftvorwärmer in der Regel im Gegenstrom geführten Luft zur Verfügung steht. Wird der Teilrauchgasstrom in Rauchgasströmungsrichtung erst nach dem Luftvorwärmer abgezweigt, so liegt dann eine deutlich niedrigere Rauchgastemperatur vor, die für die Verdampfung des Abwassers im Sprühtrockner genutzt werden kann. Noch mehr trifft dies für den Fall zu, dass die Abzweigung des Teilrauchgasstromes in Rauchgasströmungsrichtung erst nach dem Elektrofilter erfolgten sollte. Zudem besteht das Problem, dass mit dem abgezweigten Teilrauchgasstrom auch immer Flugasche mitgeführt wird, die dann dem Sprühtrockner zugeführt wird. Die bei der Verdampfung des Abwassers entstehenden Salze sind somit nie flugaschefrei, so dass das entstehende Salz einer kommerziellen Nutzung nicht zugeführt werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die eine gegenüber den bekannten Verfahren verbesserte und energetisch günstigere Einbindung einer Abwasserverdampfung in ein Dampfkraftwerk ermöglicht, ohne dass bei der Abwasserverdampfung entstehende Salze flugaschekontaminiert sind.

Bei einem Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Abwasser in dem Sprühtrockner mittels eines zugeführten heißen, eine für die Verdampfung des Abwassers ausreichende Temperatur aufweisenden Luftstromes verdampft wird.

Bei einem Dampfkraftwerk der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Sprühtrockner eine einen heißen, das Abwasser im Sprühtrockner verdampfenden Luftstrom zuführende Leitungsverbindung aufweist, die mit einer oder mehreren Wärmequelle(n) in Leitungsverbindung steht, welche die für die Erhitzung des Luftstroms (15) auf eine für die Verdampfung des Abwassers ausreichende Temperatur notwendige Wärmeenergiemenge bereitstellt/bereitstellen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.

Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass die Verdampfung des aus einer nach einem Nassverfahren arbeitenden Rauchgasentschwefelungsanlage, vorzugsweise einem Sprühwäscher, zugeführten Abwassers mittels eines Heißluftstromes erfolgt. Der Heißluftstrom ist flugaschefrei, so dass die sich bei der Verdampfung bildenden Salze nicht durch Flugasche kontaminiert werden und daher einer kommerziellen Nutzung - gegebenenfalls nach einer entsprechenden Aufbereitung - zugeführt werden können. Zudem ist es für die Erzeugung eines heißen Luftstromes nicht notwendig, den vom Dampferzeuger oder Kessel des Dampfkraftwerkes ausgestoßenen Rauchgasstrom gegenüber der sonst üblichen Fahrweise zu verändern. Dem insbesondere bezüglich seines Rauchgasmassenstromes unveränderten Rauchgasstrom wird an der vorgesehenen Zuführungsstelle das in dem Sprühtrockner gebildete Luft/Wasser- Gasgemisch zugeführt. Hier trifft dieses Luft/Wasser-Gasgemisch auf einen bezüglich seines Volumenstroms oder Massenstroms unveränderten Rauchgasstrom und hat daher einen weniger kühlenden Effekt, als dies bei dem Verfahren nach dem Stand der Technik der Fall ist. Bei den bekannten Verfahren nach dem Stand der Technik wird bekanntlich ein Teilrauchgasstrom abgezweigt und dieser Teilrauchgasstrom zusammen mit dem beim Verdampfen im Sprühtrockner entstehenden zusätzlichen Gasanteilen wird dann dem um den vorher abgezweigten Teilgasstrom verminderten Rauchgasstrom zugeführt, so dass hier die Temperatur beeinflussende Wirkung eine ungünstigere als beim erfindungsgemäßen Verfahren ist. Beim Stand der Technik triff der dem Rauchgasstrom zugeführte Luft/Wasser-Gasstrom auf einen kleineren Rauchgasmassenstrom als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Insbesondere sind beim erfindungsgemäßen Verfahren keine Beeinflussungen der Temperaturverhältnisse am Luftvorwärmer zu befürchten, da die für die Verdampfung des Abwassers im Sprühtrockner bei Einsatz eines Luftvorwärmers als Wärmequelle für die Erwärmung des heißen Luftstroms verwendete Luft nach dem Durchströmen des Luftvorwärmers von dem Verbrennungsluftstrom abgezweigt werden kann und vorteilhafter Weise auch abgezweigt wird. Insgesamt ist aber auch die energetische Einbindung in ein Dampfkraftwerk verbessert, da, gegebenenfalls in Abhängigkeit vom jeweiligen Lastfall, die Aufheizung des erhitzten Luftstromes auch mittels aus dem Wasser/Dampf- Kreislauf des Dampfkraftwerkes abgezweigten Anzapfdampfes erfolgen kann. Insgesamt führen sowohl des erfindungsgemäße Verfahren als auch das erfindungsgemäße Dampfkraftwerk im Hinblick auf die Energienutzung, die Stabilität des Wasser/Dampf-Kreislaufes und anderer im Wasser/Dampf-Kreislauf oder im Rauchgasstrom vorgesehener Wärmetauscher zu einer verbesserten Einbindung der Sprühtrocknung von bei einer Rauchgasentschwefelung entstehendem Abwasser in das Kraftwerk. Es wird bei der Abwasserverdampfung ein reines Salzgemisch ohne Flugasche erhalten, welches beispielsweise als Zuschlagstoff für Streusalz einer kommerziellen Verwendung zugeführt werden kann. Es entstehen keine kritischen, d.h. zu niedrigen, unter den Säuretaupunkt fallenden, Temperaturniveaus von < 120 °C hinter dem regenerativen Luftvorwärmer. Zudem bleibt die Flugasche von dem Verdampfungsprozess im Sprühtrockner unbeeiflusst, so dass sich keine Auswirkungen auf die Flugaschenqualität ergeben.

In besonders vorteilhafter Weise lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren für die Auskopplung von Wärmeenergie aus dem Rauchgasstrom des Kraftwerkes nutzen, ohne dass die Temperaturführung und die Rauchgasmenge des Rauchgasstromes dabei beeinflusst werden. Die Erfindung sieht daher in Ausgestaltung vor, dass der zugeführte Luftstrom vor Eintritt in den Sprühtrockner mittels aus dem Rauchgasstrom ausgekoppelter und in den Luftstrom eingekoppelter Wärmeenergie, vorzugsweise vollständig, auf die für die Verdampfung des Abwassers ausreichende Temperatur, zumindest auf einen Teilbetrag der für die Verdampfung des Abwassers ausreichenden Temperatur, erhitzt wird. Dies lässt sich insbesondere dadurch erreichen, dass ein regenerativer Luftvorwärmer, in welchem zugeführte Verbrennungsluft mit Hilfe des ebenfalls zugeführten Rauchgasstromes erhitzt wird, verwendet wird und von dem darin aufgeheizten Verbrennungsluftstrom ein Teilluftstrom abgezweigt und dem Sprühtrockner zur Verdampfung des Abwassers zugeführt wird.

Der heiße Luftstrom kann aber auch auf eine andere Art und Weise für die Verdampfung des Abwassers benötigte Temperatur erhitzt werden. Die Erfindung sieht daher in Ausgestaltung daher auch vor, dass der zugeführte Luftstrom vor Eintritt in den Sprühtrockner (1 ) mittels von einem Kanalbrenner und/oder einem Heißgaserzeuger bereitgestellter und in den Luftstrom eingekoppelter Wärmeenergie, vorzugsweise vollständig, auf die für die Verdampfung des Abwassers ausreichende Temperatur, zumindest auf einen Teilbetrag der für die Verdampfung des Abwassers ausreichendenTemperatur, erhitzt wird.

Ebenso ist es möglich, dass der zugeführte Luftstrom vor Eintritt in den Sprühtrockner mittels in Form von Turbinenanzapfdampf und/oder aus einem Wasser/Dampf-Kreislauf des Dampfkraftwerks abgezweigtem Dampf und/oder in Form von elektrischer Energie bereitgestellter und in den Luftstrom eingekoppelter Wärmeenergie, vorzugsweise vollständig, auf die für die Verdampfung des Abwassers ausreichende Temperatur, zumindest auf einen Teilbetrag der für die Verdampfung des Abwassers ausreichenden Temperatur, erhitzt wird, wie dies die Erfindung auch vorsieht.

Da es je nach Anwendungsfall sein kann, dass eine einzelne Wärmeenergie zur Verfügung stellende Wärmequelle nicht ausreicht, um den für die Verdampfung des Abwassers notwendigen Luftstrom auf eine für die Verdampfung des Abwassers ausreichende Temperatur zu erhitzen, zeichnet sich die Erfindung in weiterer Ausgestaltung auch dadurch aus, dass der zugeführte Luftstrom vor Eintritt in den Sprühtrockner in Kombination einer oder mehrerer der nachfolgenden Vorgehensweisen mittels insbesondere des Luftvorwärmers aus dem Rauchgasstrom ausgekoppelter und/oder von einem Kanalbrenner und/oder einem Heißgaserzeuger bereitgestellter und/oder in Form von Turbinenanzapfdampf und/oder aus einem Wasser/Dampf-Kreislauf des Dampfkraftwerks abgezweigtem Dampf und/oder in Form von elektrischer Energie bereitgestellter und jeweils in den Luftstrom eingekoppelter Wärmeenergie auf die für die Verdampfung des Abwassers ausreichende Temperatur erhitzt wird.

Um das sich bei der Verdampfung des Abwassers in dem Sprühtrockner bildende Luft/Wasser-Gasgemisch von Feststoffen zu befreien und insbesondere die darin enthaltenen Salze gewinnen zu können, ist es weiterhin von Vorteil, wenn der sich im Sprühtrockner bildende feststoffbeladene Luft/Wasser-Gasstrom einem dem Sprühtrockner nachgeschalteten Feststoffabscheider zugeführt und der im Luft/Wasser-Gasstrom enthaltene Feststoffanteil abgeschieden wird, wodurch sich die Erfindung ebenfalls auszeichnet. Zweckmäßig ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zudem auch, dass der dem Sprühtrockner zugeführte Abwassermassenstrom und der dem Sprühtrockner zugeführte Luftmassenstrom derart aufeinander abgestimmt werden, dass eine vollständige Verdampfung des zugeführten Abwassermassenstroms erreicht wird.

Ohne große Veränderungen am energetischen Gesamtkonzept und insbesondere am energetischen und mengenmäßigen Rauchgaskonzept lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch realisieren, dass der dem Sprühtrockner zugeführte heiße Luftstrom in dem vom Rauchgas durchströmten regenerativen Luftvorwärmer auf eine für die Verdampfung des Abwassers im Sprühtrockner ausreichende Temperatur erhitzt und von dem den Brennern des Dampferzeugers oder Kessels und/oder mindestens einer Kohlemühle zugeführten Verbrennungsluftstrom des Dampfkraftwerks abgezweigt wird, was die Erfindung weiterhin vorsieht.

In vorteilhafter Weiterbildung zeichnet sich die Erfindung auch dadurch aus, dass der dem Sprühtrockner zugeführte heiße Luftstrom von dem dem Dampferzeuger oder Kessel als Primärluft und/oder als Sekundärluft zuzuführenden oder zugeführten Verbrennungsluftstrom abgezweigt wird.

Hierbei ist es dann auch möglich, dass der dem Sprühtrockner zugeführte heiße Luftstrom zumindest teilweise als Teilstrom von dem dem Dampferzeuger oder Kessel als Primärluft und/oder Sekundärluft zuzuführenden oder zugeführten Verbrennungsluftstrom in Verbrennungsluftströmungsrichtung vor einer zugeordneten Kohlemühle abgezweigt wird, was die Erfindung in Ausgestaltung ebenfalls vorsieht.

Eine energetisch besonders günstige Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass der dem Sprühtrockner zugeführte heiße Luftstrom zumindest teilweise als Teilstrom von dem dem Dampferzeuger oder Kessel als Primärluft und/oder Sekundärluft zuzuführenden oder zugeführten Verbrennungsluftstrom in Verbrennungsluftströmungsrichtung zwischen dem Luftvorwärmer und dem Dampferzeuger oder Kessel abgezweigt wird. Durch die Rückführung des bei der Verdampfung des Abwassers im Sprühtrockner entstehenden Luft/Wasser-Gasstroms in den Rauchgasstrom, sei es dadurch, dass der Luft/Wasser-Gasstrom dem Dampferzeuger oder Kessel, insbesondere der dort zugeführten Verbrennungsluft, zugeführt wird oder sei es dadurch, dass der Luft/Wasser-Gasstrom unmittelbar dem Rauchgasstrom oder dem Rauchgaskamin zugeführt wird, lässt sich der Gesamtwasserdampfanteil im Rauchgas um ca. 10 Gew.-% erhöhen. Hierbei ist es allerdings zweckmäßig, dass der Luft/Wasser-Gasstrom vor seiner Rückführung in den Rauchgasstrom oder den Dampferzeuger von seiner Salzbeladung befreit wird. Die Erhöhung des Gesamtwasserdampfanteils im Rauchgas lässt sich dadurch erreichen, dass der Luft/Wasser-Gasstrom nach dem Verlassen des Feststoffabscheiders dem Dampferzeuger oder Kessel zugeführt wird. Ebenso ist dies aber auch dadurch erreichbar, dass der Luft/Wasser-Gasstrom nach dem Verlassen des Feststoffabscheiders dem dem Dampferzeuger oder Kessel als Primärluft und/oder Sekundärluft zuzuführenden oder zugeführten Verbrennungsluftstrom zugeführt wird, was die Erfindung ebenfalls vorsieht. Für die unmittelbar Rückführung des Wasserdampfanteils in den Dampferzeuger oder Kessel ist es von besonderem Vorteil, wenn der Luft/Wasser-Gasstrom nach dem Verlassen des Feststoffabscheiders dem dem Dampferzeuger oder Kessel als Sekundär- und/oder Tertiärluft zuzuführenden oder zugeführten Verbrennungsluftstrom zugeführt wird und/oder wenn der Luft/Wasser-Gasstrom nach dem Verlassen des Feststoffabscheiders dem dem Dampferzeuger oder Kessel als Oberluft oder Kesselluft zuzuführenden oder zugeführten Verbrennungsluftstrom zugeführt wird, wodurch sich die Erfindung ebenfalls auszeichnet. Schließlich ist es auch möglich, dass der sich im Sprühtrockner bildende Luft Wasser-Gasstrom , vorzugsweise nach dem Verlassen eines/des Feststoffabscheiders, dem Rauchgasstrom, vorzugsweise in Rauchgasströmungsrichtung stromaufwärts eines Rauchgaselektrofilters, zugeführt wird und/oder dass der Luft/Wasser-Gasstrom nach dem Verlassen des Feststoffabscheiders einem Rauchgaskamin zugeführt wird, wodurch sich weitere Ausgestaltungen der Erfindung auszeichnen.

Das erfindungsgemäße Dampfkraftwerk zeichnet sich in Ausgestaltung dadurch aus, dass die eine oder mehreren Wärmequelle(n) der Rauchgasstrom im Luftvorwärmer und/oder ein Wärmeenergie bereitstellender und in den Luftstrom einkoppelnder Kanalbrenner und/oder Heißgaserzeuger und/oder eine Wärmeenergie in Form von Turbinenanzapfdampf und/oder in Form von aus einem Wasser/Dampf-Kreislauf des Dampfkraftwerks abgezweigtem Dampf und/oder in Form von elektrischer Energie bereitstellende und in den Luftstrom einkoppelnde Wärmequelle ist/sind.

Hierbei ist es dann gemäß weiterer Ausgestaltungen der Erfindung von Vorteil, wenn der Luftvorwärmer als regenerativer Luftvorwärmer ausgebildet ist, mittels welchem Wärmeenergie aus dem Rauchgasstrom ausgekoppelt und in den durch diese erhitzten Luftstrom eingekoppelt wird.

Um aus dem bei der Verdampfung des Abwassers in dem Sprühtrockner entstehenden Luft/Wasser-Gasgemisch die entstehenden Salze herausfiltern zu können, ist insbesondere ein Feststoffabscheider besonders gut geeignet. Die Erfindung sieht daher in Ausgestaltung vor, dass es einen Feststoffabscheider aufweist, der in einer den im Sprühtrockner beim Verdampfen des Abwassers mit dem zugeführten heißen Luftstrom gebildeten Luft/Wasser-Gasstrom zuführenden Leitungsverbindung mit dem Sprühtrockner steht.

Der in dem Feststoffabscheider von mitgeführten Feststoffen befreite Luft/Wasser- Gasstrom lässt sich in vorteilhafter Weise dem zur Verbrennung des fossilen Brennstoffes genutzten Verbrennungsluftstrom oder dem bei der Verbrennung entstehenden Rauchgasstrom zumischen. Die Erfindung zeichnet sich daher in weiterer Ausgestaltung sowohl dadurch aus, dass der Feststoffabscheider eine den feststoffbefreiten oder feststoffarmen Luft/Wasser-Gasstrom dorthin führende Leitungsverbindung zu dem den Brennern des Dampferzeugers oder Kessels und/oder einer Kohlemühle Verbrennungsluft zuführenden Verbrennungsluftstrom aufweist, als auch dadurch, dass der Feststoffabscheider eine den feststoffbefreiten oder feststoffarmen Luft/Wasser-Gasstrom dorthin zuführende Leitungsverbindung zum Rauchgasstrom mit Einmündung in den Rauchgasstrom insbesondere in Rauchgasströmungsrichtung stromaufwärts des Elektrofilters aufweist.

Es ist aber auch möglich, den feststoffbefreiten Luft/Wasser-Gasstrom dem Rauchgaskamin zuzuführen, so dass sich die Erfindung in Weiterbildung auch dadurch auszeichnet, dass der Feststoffabscheider eine den feststoffbefreiten oder feststoffarmen Luft/Wasser-Gasstrom dorthin führende Leitungsverbindung zum Rauchgaskamin aufweist.

Bei dem Feststoffabscheider handelt es sich vorzugsweise um einen Flieh- und/oder Schwerkraftabscheider, der einen Feststoffabscheidegrad von 95% aufweist. Die Erfindung sieht daher weiterhin vor, dass der Feststoffabscheider als Flieh- und/oder Schwerkraftabscheider oder als Elektrofilter ausgebildet ist. Hierbei ist es dann zweckmäßig, wenn der Feststoffabscheider einen Feststoffabscheidegrad von > 95% aufweist, was die Erfindung schließlich auch vorsieht. Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in schematischer Blockdiagramm-Darstellung eine erste

Ausführungsform der Erfindung

Fig. 2 in schematischer Blockdiagramm-Darstellung eine zweite

Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 in schematischer Blockdiagramm-Darstellung

Ausführungsform der Erfindung und in

Fig. 4 in schematischer Schaltbilddarstellung einen Übersichtsplan von

Anschlussvarianten nach erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen. Die Fig. 1 zeigt in der schematischen Blockdiagramm-Darstellung die Rauchgasseite eines insgesamt mit 8 bezeichneten Dampfkraftwerks, das einen Dampferzeuger oder Kessel 2, einen Luftvorwärmer 3, einen Elektrofilter 4, eine Rauchgasentschwefelungsanlage 5 und einen stofflich und/oder energetisch in den durch die Pfeile 9a-9b symbolisierten Rauchgasstrom und/oder Rauchgaskanal eingebundenen Sprühtrockner 1 mit zugeordnetem Feststoffabscheider 6 umfasst. In der Fig. 1 wie auch in den nachfolgenden Fig. 2- 4 ist der Rauchgasstrom (RG) in Form einer durchgezogenen Linie (Pfeil), der Luftstrom sowie der Luft/Wasser-Gasstrom als Doppelstrich (Pfeil) und die Zuführung des zu verdampfenden Abwassers als gestrichelte Linie (Pfeil) dargestellt.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1 wird dem Sprühtrockner 1 ein Teilstrom 10 der im regenerativen Luftvorwärmer 3 auf die im Sprühtrockner 1 benötigte Temperatur erhitzten Verbrennungsluft 1 1 zugeführt. In dem Luftvorwärmer 3 wird die Verbrennungsluft 1 1 auf übliche und bekannte Art und Weise mittels des vom Dampferzeuger oder Kessel 2 stammenden Rauchgasstromes 9a durch Übertragung der aus dem Rauchgasstrom 9a ausgekoppelten Wärmeenergie erwärmt und erhitzt. Auf der Luftseite wird dem Luftvorwärmer 3 in üblicher Art und Weise Luft 12 (Umgebungsluft) als kalte Verbrennungsluft 13 zugeführt.

Dem Sprühtrockner 1 wird das bei der Entschwefelung des Rauchgasstromes 9c in der im Rauchgasstrom 9c angeordneten Rauchgasentschwefelungsanlage 5 entstehende Abwasser 14 zugeführt und im Sprühtrockner 1 versprüht. Hierbei wird gleichzeitig der Teilstrom 10 der Verbrennungsluft 1 1 im Sprühtrockner 1 mit einer solchen Temperatur als heißer Luftstrom 15 zugeführt, dass das Abwasser 14 in dem Sprühtrockner 1 verdampft. Der in dem Sprühtrockner 1 durch die Verdampfung des Abwassers 14 entstehende Luft/Wasser-Gasstrom 16 wird einem Feststoffabscheider 6 zugeführt. Der Feststoffabscheider 6 ist als Flieh- und/oder Schwerkraftabscheider ausgebildet. Hier werden in dem Luft/Wasser- Gasstrom enthaltene Feststoffe, insbesondere Salze, mit einem Feststoffabscheidegrad von > 95% aus dem Luft/Wasser-Gasstrom abgeschieden. Das hier erhaltene Abscheideprodukt 17 lässt sich als salzhaltiges Zusatzprodukt für Streusalz kommerziell nutzen. Der vom Feststoff befreite, den Feststoffabscheider 6 verlassende Luft/Wasser-Gasstrom 16a wird dann wieder dem dem Dampferzeuger oder Kessel 2 als Verbrennungsluft, dies kann Primärluft und/oder Sekundärluft und/oder Tertiärluft sein, oder Oberluft (over fire air) und/oder sonstige Kesselluft sein, zugeführten Verbrennungsluftstrom 1 1 zugeführt und zugemischt. Zumindest ist der den Feststoffabscheider 6 verlassende Luft/Wasser-Gasstrom 16a feststoffarm ausgebildet.

Das im Dampferzeuger oder Kessel 2 bei der Verbrennung von fossilem Brennstoff entstehend Rauchgas wird zunächst als Rauchgasstrom 9a dem Luftvorwärmer 3 zugeführt und gibt hier Wärmeenergie an die zugeführte kalte Verbrennungsluft 13 ab. In Rauchgasströmungsrichtung nach dem Luftvorwärmer 3 durchströmt das Rauchgas als Rauchgasstrom 9b den Elektrofilter 4, in welchem die Flugasche aus dem Rauchgas herausgefiltert wird. Danach strömt das Rauchgas als Rauchgasstrom 9c zur und durch die Rauchgasentschwefelungsanlage 5, wonach das entschwefelte Rauchgas einem in der Fig. 1 nicht dargestellten Rauchgaskamin 7 mit Kühlturm zugeleitet und in die Atmosphäre entlassen wird. Die Ausführungsform nach der Fig. 2 entspricht in weiten Teilen dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 1 , so dass hier im Wesentlichen dieselben Bezugszeichen verwendet werden, die damit auch zur Ausführungsform nach der Fig. 1 identische oder gleich wirkende Elemente oder Stoffströme bezeichnen. Der Fig. 2 ist nun auch der die Rauchgasentschwefelungsanlage 5 verlassende Rauchgasstrom 9d zu entnehmen, der dem Kamin 7 mit Kühlturm zugeleitet und danach in die Atmosphäre 18 entlassen wird.

Der Unterschied zu der Ausführungsform nach der Fig. 1 besteht darin, dass der den Feststoffabscheider 6 verlassende, feststofffreie oder zumindest feststoffarme Luft/Wasser-Gasstrom 16a, der mit Wasserdampf angereichert und abgekühlt ist, unmittelbar als Abluft - zusammen mit dem gereinigten Abgasstrom 9d - über den Kamin 7 mit Kühlturm der Atmosphäre 18 zugeführt wird. Auch die in der schematischen Blockdiagramm-Darstellung nach der Fig. 3 dargestellte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich durch die zu den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 identische, durch die Bezeichnung mit identischen Bezugsziffern gekennzeichnete grundlegende Verfahrensgestaltung aus. Lediglich die Führung des den Feststoffabscheider 6 verlassenden feststofffreien oder feststoffarmen Luft/Wasser-Gasstroms 6a ist wiederum unterschiedlich. Im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 wird dieser Luft/Wasser- Gasstrom 6a dem Elektrofilter 4 und/oder dem diesen durchströmenden Rauchgasstrom 9b zugeführt und zugemischt.

In nicht dargestellter Weise sind natürlich auch Kombinationen der in den Fig. 1 -3 dargestellten Verläufe des Luft/Wasser-Gasstroms 16a möglich. Der Luft/Wasser- Gasstrom 16a kann folglich dem Verbrennungsluftstrom 1 1 und/oder dem Kamin 7 und/oder dem Elektrofilter 4 zugeführt und damit der Verbrennungsluft 1 1 und/oder dem Rauchgasstrom 9a, 9b, 9c, 9d zugemischt und/oder in die Atmosphäre 18 abgeführt werden. Neben der dargestellten Zuführung und Zumischung des Luft/Wasser-Gasstroms 16a in den Rauchgasstrom im Bereich des Elektrofilters 4 ist dies auch an anderen hier nicht dargestellten, aber beispielsweise in den Patentansprüchen aufgeführten, Positionen und Einmündungssteilen möglich. So ist in der Fig. 3 strichpunktiert die Zuführung und Zumischung des Luft/Wasser-Gasstroms 16a in den Rauchgasstrom 9b an einer Position, die in Rauchgasströmungsrichtung stromabwärts des Luftvorwärmers 3 und stromaufwärts des Elektrofilters 4 ausgebildet ist, dargestellt. Der Fig. 4 sind drei Leitungsverläufe 16a', 16a" und 16a'" zu entnehmen, welche der den Feststoffabscheider 6 verlassende feststofffreie oder feststoffarme Luft/Wasser-Gasstrom 16a nehmen kann. Hierbei kann wahlweise einer der drei Leitungsverläufe 16a'-16a"' oder eine beliebige Kombination aus diesen drei Leitungsverläufen 16a'-16a"' ausgewählt und realisiert sein. Bei dem Leitungsverlauf 16a' wird der Luft/Wasser-Gasstrom 16a dem Dampferzeuger oder Kessel 2 zugeführt. Bei dem Leitungsverlauf 16a" wird der Luft/Wasser- Gasstrom 16a in Rauchgasströmungsrichtung vor dem Kamin 7 dem Rauchgasstrom 9d zugeführt und bei dem Leitungsverlauf 16a'" wird der Luft/Wasser-Gasstrom 16a der als Primärluft einer Kohlemühle 19 zugeführten Verbrennungsluft 1 1 zugemischt, welches Gasgemisch dann als Brennstoff/Primärgas-Gemisch 20 den Brennern des Dampferzeugers oder Kessels 2 zugeführt wird. Dieser Leitungsverlauf 16a'" ist allerdings nur bei der Vermahlung von Steinkohle in der Mühle 19 sinnvoll und zweckmäßig. Die Leitungsverläufe 16a' und 16a" sind hingegen sowohl bei der Verwendung von Braunkohle als auch bei der Verwendung von Steinkohle als fossilem Energieträger sinnvoll und zweckmäßig.

Bei den in den Fig. 1-4 dargestellten Ausführungsbeispielen handelt es sich um ein Dampfkraftwerk 8, das mit einem Luftvorwärmer 3 ausgebildet ist, mit welchem im Gegenstrom zugeführte kalte Verbrennungsluft 13 auf die Temperatur erwärmt wird, mit welcher sie dann als Verbrennungsluft 1 1 den Brennern des Kessels 2 des Dampfkraftwerkes 8 zugeführt wird, wobei von der erhitzten Verbrennungsluft 11 ein Teilstrom 10 abgezweigt und als heißer Luftstrom 15 dem Sprühtrockner 1 zur Verdampfung des diesem ebenfalls zugeführten Abwassers 14 genutzt wird. Es sind nun aber auch Dampfkraftwerke bekannt, die keinen Luftvorwärmer zur Erwärmung der Verbrennungsluft 1 1 aufweisen. Beispielsweise können Kraftwerke mit sogenannten Kanalbrennern ausgestattet sein, die in der den Brennern eines Dampferzeugers 2 Verbrennungsluft zuführenden Leitungen oder Kanälen angeordnet sind. Mittels dieser Kanalbrenner wird beispielsweise zugeführtes Gas verbrannt und die dabei entstehende Flamme überträgt dann Wärmeenergie an die in diesem Kanal oder dieser Leitung geführte Verbrennungsluft 1 1 . Auch ein auf diese Weise als Verbrennungsluftstrom 1 1 oder daraus abgezweigter Teilstrom 10 an Verbrennungsluft 1 1 kann in nicht näher dargestellter Weise als heißer Luftstrom 15 einem Sprühtrockner 1 zur Verdampfung des Abwassers 14 zugeführt werden. Neben dieser Ausführungsform ist es aber auch möglich, einen heißen Luftstrom 15 dadurch zu erzeugen, dass dieser beispielsweise mit aus dem Wasser/Dampf-Kreislauf des Dampfkraftwerkes 8 stammendem Dampf auf die benötigte Temperatur zu dem heißen Luftstrom 15 erhitzt wird. Grundsätzlich umfasst die vorliegende Erfindung also alle denkbaren Möglichkeiten, einen ausreichend heißen Luftstrom 15 zu erzeugen, der dann mit einer ausreichenden Temperatur zur Verdampfung des Abwassers 14 in dem Sprühtrockner 1 Verwendung findet. Bevorzugt ist es aber, Verbrennungsluft 1 1 , zumindest einen Teil ström 10 der Verbrennungsluft 1 1 , für die Verdampfung des Abwassers 14 in dem Sprühtrockner 1 zu einem heißen Luftstrom 15 mit entsprechender Aufheizung oder Nachheizung in einem in den Rauchgasstrom eingebundenen Luftvorwärmer und/oder einem oder mehreren Kanalbrenner(n) und/oder mittels Dampf, beispielsweise unter Nutzung eines oder mehrerer Wärmetauscher, auf die in dem Sprühtrockner 1 für die Verdampfung des Abwassers 14 benötigte Temperatur zu erhitzen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen Dampfkraftwerk lässt sich zum einen eine Erhöhung des Chloridgehaltes im Rauchgas durch das im Feststoffabscheider 6 als Salz abgeschiedene Abscheidungsprodukt 17 und zum anderen ein Einfluss des Sprühtrockners 1 auf die wesentliche Absenkung der Rauchgastemperatur am rauchgasströmungsseitigen Ausgang des Luftvorwärmers 3 vermeiden. Insbesondere bestehen die mit der Erfindung einhergehenden Vorteile darin, dass durch die Verwendung von Luft als Energiequelle für das Verdampfen des Abwassers 14 eine Auswirkung auf das Rauchgas vermieden wird, wodurch insbesondere die Gefahr, dass Schwefeldioxid (SO2) in Form von Schwefelsäure (H2SO4) aufgrund zu geringer Rauchgastemperaturen, nämlich Temperaturen von unter 120 °C, auskondensiert, umgangen wird. Darüber hinaus bietet die Verwendung des separaten Feststoffabscheiders 6 die Möglichkeit, die hier ausfallenden Feststoffe, insbesondere Salz, abzufangen, so dass bei Rückführung des Luft/Wasser-Gasstroms 16a in den Kessel 2 oder den Rauchgasstrom 9a-9d keine Flugasche verunreinigt wird. Dieser Feststoffabscheider 6 muss im Gegensatz beispielsweise zu der Verwendung eine Sprühtrockners im Rauchgaskanal, wie dies bei der WES-Technologie der Fall ist, keinen Feststoffabscheidegrad von 99,9 % zur Erhaltung der Emissionsgrenzwerte einhalten, da der Luft/Wasser-Gasstrom 16a dem Kessel 2 zugeführt werden kann und dann zusammen mit dem den Kessel 2 verlassenden Rauchgas 9a die normale Rauchgasreinigung, d.h. den normalen Rauchgasstrang oder Rauchgaskanal, durchläuft. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Dampfkraftwerkes besteht darin, dass das als Abscheideprodukt 17 im Feststoffabscheider 6 abgeschiedene Salz als Zumischprodukt für Streusalz verkaufbar ist, da es nicht mit Flugasche verunreinigt ist. Für einen Kraftwerksblock der 1 GW(Gigawatt)-Klasse durchgeführte Berechnungen zeigen, dass bei einer maximalen Abwasserlast die Sekundärluft- Temperatur um ca. 30 Kelvin von 371 °C auf 345 °C abgekühlt werden kann.

Insgesamt ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen Dampfkraftwerk möglich, in energetisch günstiger Art und Weise eine nach einem Nassverfahren arbeitende Rauchgasentschwefelungsanlage 5, beispielsweise einen Rauchgaswäscher, abwasserfrei rauchseitig eines Kessels 2 eines fossil befeuerten Dampfkraftwerks 8 energetisch und stofflich in den Rauchgasstrang einzubinden und zu integrieren.