DE102010002768A1 - Exhaust gas i.e. flue gas, desulfurization device, for fossil-fired power plant utilized for generating electricity, has washing region for purifying exhaust gas and cooling region for cooling gas, where regions are arranged within housing - Google Patents

Exhaust gas i.e. flue gas, desulfurization device, for fossil-fired power plant utilized for generating electricity, has washing region for purifying exhaust gas and cooling region for cooling gas, where regions are arranged within housing Download PDF

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Abstract

The device (1) has a washing region (3) for purifying exhaust gas i.e. flue gas, and a cooling region (5) for cooling the exhaust gas, where the washing and cooling regions are arranged within a common housing (9). The washing region comprises a liquid distribution device (21) for dosage of absorption liquid. The cooling region comprises a cooling liquid distribution device (27) i.e. spraying unit. The washing region and the cooling region are separated from each other by a chimney base (11). The cooling region is integrated into the washing region.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entschwefelung von Abgasen, umfassend einen Waschbereich zur Reinigung des Abgases sowie einen Kühlbereich zur Kühlung des Abgases.The invention relates to a device for the desulfurization of exhaust gases, comprising a washing area for cleaning the exhaust gas and a cooling area for cooling the exhaust gas.

Derartige Vorrichtungen dienen insbesondere der Entschwefelung von Abgasen, die bei fossil befeuerten Kraftwerken zur Elektrizitätserzeugung entstehen. Diese Abgase bzw. Rauchgase weisen eine Vielzahl von schädlichen Substanzen wie SOx und CO2 auf. Im Hinblick auf den Umweltschutz ist es notwendig, die Emission dieser Substanzen in die Atmosphäre zu verringern, weswegen eine Abtrennung aus dem Abgas unerlässlich ist.Such devices are used in particular for the desulfurization of exhaust gases that arise in fossil-fired power plants for electricity generation. These exhaust gases or flue gases have a large number of harmful substances such as SO x and CO 2 . From the viewpoint of environmental protection, it is necessary to reduce the emission of these substances into the atmosphere, and thus separation from the exhaust gas is indispensable.

Im großtechnischen Maßstab ist die Abtrennung von CO2 heute praktisch nur mit einem kombinierten Verfahren aus Absorption und Desorption möglich. Hierfür sind in der Regel ein hoher Energieaufwand und hohe Investitionskosten notwendig. Aufgrund der Tatsache, dass Kraftwerke und die einzelnen Komponenten für eine Abgas-Reinigung noch wenig aufeinander abgestimmt sind, steht die Wirtschaftlichkeit in Frage. Hierbei ist beispielsweise zu berücksichtigen, dass vor der Entfernung von CO2 aus einem Abgas dieses zuerst von anderen reaktiven Substanzen befreit werden muss, was eine Mehrzahl von Prozessschritten bedingt.On an industrial scale, the separation of CO 2 is today practically possible only with a combined method of absorption and desorption. For this purpose, a high energy consumption and high investment costs are usually necessary. Due to the fact that power plants and the individual components for an exhaust gas cleaning are still little coordinated, the economy is in question. In this case, it should be considered, for example, that before the removal of CO 2 from an exhaust gas, it must first be freed of other reactive substances, which requires a plurality of process steps.

Insbesondere sollte sichergestellt werden, dass das Rauchgas vor Eintritt in eine Abscheidevorrichtung für CO2 möglichst weitgehend von SOx, befreit ist, da die bei der Absorption des CO2 verwendeten Absorptionsmittel im Allgemeinen durch Schwefeldioxide deaktiviert werden. Eine Reaktion von SOx mit den verwendeten Absorptionsmitteln ist in der Regel irreversibel. Dementsprechend ist es notwendig, dass das Rauchgas vor dem Eintritt in eine Abscheidevorrichtung für CO2 nahezu vollständig entschwefelt ist.In particular, it should be ensured that the flue gas is as far as possible free from SO x before entering a CO 2 separation device, since the absorbents used in the absorption of the CO 2 are generally deactivated by sulfur dioxides. A reaction of SO x with the absorbents used is usually irreversible. Accordingly, it is necessary that the flue gas is almost completely desulfurized before entering a CO 2 trap.

Hierzu wird das Abgas üblicherweise in einer Entschwefelungsanlage gereinigt und schließlich in einer CO2-Abscheidevorrichtung weiter behandelt. Um den Absorptionsprozess dort zu begünstigen, wird das von SOx gereinigte Rauchgas in der Regel vor dem Eintritt in die Abscheidevorrichtung in einem so genannten Flue-Gas-Kühler abgekühlt. Das bei der Entschwefelung gereinigte Gas wird dabei beim Austritt aus der Entschwefelungsvorrichtung üblicherweise direkt über einen sich anschließenden separaten Kühlturm abgeleitet. Hierdurch werden die Bedingungen zur Absorption von CO2 im Absorptionsmedium innerhalb einer Abscheidevorrichtung verbessert, da die Löslichkeit des CO2 mit sinkender Temperatur zunimmt Zur vollständigen Entschwefelung müssen bestehende Rauchgasentschwefelungsanlagen erweitert oder mehrfach hintereinandergeschaltet werden.For this purpose, the exhaust gas is usually purified in a desulfurization and finally treated in a CO 2 separation device on. In order to promote the absorption process there, the flue gas purified from SO x is generally cooled in a so-called flue gas cooler before it enters the separation device. The purified during the desulfurization gas is discharged at the outlet from the desulfurization usually directly via a subsequent separate cooling tower. As a result, the conditions for the absorption of CO 2 in the absorption medium within a separator improved as the solubility of CO 2 increases with decreasing temperature For complete desulfurization existing flue gas desulphurisation must be extended or cascaded in series.

Nach heutigem Stand der Technik werden zur nahezu vollständigen Reinigung von Rauchgasen die einzelnen Schritte Entschwefelung, Abkühlung und CO2-Abscheidung nacheinander in voneinander getrennten, separaten Vorrichtungen umgesetzt. Der Platzbedarf und die damit verbundenen Kosten stellen deswegen die Wirtschaftlichkeit einer derart aufwändigen Reinigung zum jetzigen Zeitpunkt noch in Frage.According to the current state of the art, the individual steps desulfurization, cooling and CO 2 separation are successively implemented in separate, separate devices for almost complete purification of flue gases. The space requirement and the associated costs are therefore the economic efficiency of such a complex cleaning at the present time in question.

Es ist demnach eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Entschwefelung von Abgasen anzugeben, die ein zur Absorption von CO2 genügend vorgereinigtes Gas bei geringem Platzbedarf und niedrigen Investitionskosten bereitstellt.It is therefore an object of the invention to provide a device for the desulfurization of exhaust gases, which provides sufficient for the absorption of CO 2 pre-purified gas in a small footprint and low investment costs.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Entschwefelung mit der Merkmalskombination gemäß Anspruch 1.This object is achieved by a device for desulfurization with the feature combination according to claim 1.

Demnach umfasst die Vorrichtung zur Entschwefelung von Abgasen einen Waschbereich zur Reinigung des Abgases sowie einen Kühlbereich zur Kühlung des Abgases. Hierbei ist vorgesehen, dass der Waschbereich und der Kühlbereich innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet sind.Accordingly, the device for desulfurizing exhaust gases comprises a washing area for cleaning the exhaust gas and a cooling area for cooling the exhaust gas. It is provided that the washing area and the cooling area are arranged within a common housing.

Die Erfindung löst sich dabei vom bestehenden Konzept und erkennt die Möglichkeit, die Reinigung von SOx und die Kühlung des gereinigten Abgasstroms innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses durchzuführen, ohne dass Einbußen hinsichtlich der Reinigung auftreten. Die sich der Entschwefelung bislang anschließende Kühlung des von SOx gereinigten Rauchgases kann platzsparend und innerhalb des gleichen Gehäuses untergebracht werden, wie der Prozess der Entschwefelung selbst.The invention thereby dissolves from the existing concept and recognizes the possibility of performing the cleaning of SO x and the cooling of the purified exhaust gas flow within a common housing, without sacrificing cleaning. The desulfurization so far subsequent cooling of the purified of SO x flue gas can be stored in a space-saving and within the same housing, as the process of desulfurization itself.

Durch die Kombination beider Prozessschritte innerhalb einer gemeinsamen Vorrichtung kann somit insbesondere beim Bau neuer Kraftwerke Platz gespart werden, was sich auf die Investitionskosten und somit positiv auf die wirtschaftlich sinnvolle Nutzung auswirkt.As a result of the combination of the two process steps within a common device, space can thus be saved, in particular in the construction of new power plants, which has an effect on the investment costs and thus has a positive effect on the economically sensible use.

Der Waschbereich dient vorrangig der Reinigung des in die Entschwefelungsvorrichtung eingebrachten Rauchgases. Das ungereinigte Rauchgas wird im Waschbereich bevorzugt mit einem Gemisch aus Wasser und Kalkstein beregnet, wodurch das Schwefeldioxid durch chemische Reaktionen weitgehend absorbiert wird. Dabei geht das gasförmige Schwefeldioxid zunächst in der Absorptionsflüssigkeit in Lösung. Durch die Reaktion von Schwefeldioxid mit Kalkstein entsteht schließlich Kalziumsulfit und CO2. Im unteren Teil des Waschturms, im Absorbersumpf, sammelt sich die mit Kalziumsulfit beladene Waschsuspension. Durch Einblasen von Luft entsteht eine Gipssuspension, die zur Vermeidung von Ablagerungen im Absorbersumpf mittels Rührwerken suspendiert werden kann.The washing area serves primarily to clean the flue gas introduced into the desulphurisation device. The uncleaned flue gas is preferably rinsed in the wash area with a mixture of water and limestone, whereby the sulfur dioxide is largely absorbed by chemical reactions. The gaseous sulfur dioxide first goes into solution in the absorption liquid. The reaction of sulfur dioxide with limestone finally produces calcium sulphite and CO 2 . In the lower part of the wash tower, in the absorber sump, it collects with calcium sulphite loaded washing suspension. By blowing in air, a gypsum suspension is formed, which can be suspended in the absorber sump by means of agitators to avoid deposits.

Das von SOx gereinigte Rauchgas strömt dann innerhalb des Gehäuses in den Kühlbereich. Hierbei ist zum einen ein Kühlbereich denkbar, der verfahrenstechnisch und räumlich vom Waschbereich getrennt ist. In diesem Fall können die beiden Bereiche beispielsweise über eine Öffnung miteinander verbunden sein. Ebenso ist eine kombinierte Ausführung, bei der der Waschbereich und der Kühlbereich ohne eine Trennung voneinander innerhalb des gemeinsamen Gehäuses angeordnet sind, möglich. Der Kühlbereich kühlt das Abgas soweit, dass es zur Absorption von CO2 in eine Abscheidevorrichtung eingebracht werden kann, ohne zwischendurch einer separaten Kühlstufe zugeführt werden zu müssen.The flue gas cleaned of SO x then flows inside the housing into the cooling area. Here, on the one hand, a cooling area is conceivable, which is separated from the washing area in terms of process technology and space. In this case, the two areas may be connected to each other, for example via an opening. Likewise, a combined embodiment in which the washing area and the cooling area are arranged without separation from each other within the common housing is possible. The cooling area cools the exhaust gas to such an extent that it can be introduced into a separation device for the absorption of CO 2 , without having to be fed to a separate cooling stage in between.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Waschbereich eine Flüssigkeitsverteil-Einrichtung. Diese Flüssigkeitsverteil-Einrichtung kann beispielsweise als Sprüheinheit ausgebildet sein und dient insbesondere der Dosierung von Absorptionsflüssigkeit. Das ungereinigte Rauchgas wird mittels der Flüssigkeitsverteil-Einrichtung mit Absorptionsflüssigkeit, insbesondere einem Gemisch aus Wasser und Kalkstein, besprüht. Hierzu wird insbesondere Absorptionsflüssigkeit aus dem Absorbersumpf entnommen und über einen Umlauf der Flüssigkeitsverteil-Einrichtung zugeführt. Die Flüssigkeitsverteil-Einrichtung verteilt die Flüssigkeit im Gegenstrom zum innerhalb des Gehäuses nach oben steigenden Abgas, wodurch das SOx durch chemische Reaktionen weitgehend absorbiert wird. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass das Absorptionsmedium im Umlauf gekühlt wird, bevor es einer Flüssigkeitsverteil-Einrichtung zugeführt wird.In an advantageous embodiment of the invention, the washing area comprises a liquid distribution device. This liquid distribution device can be designed, for example, as a spray unit and serves, in particular, for the metering of absorption liquid. The uncleaned flue gas is sprayed by means of the liquid distribution device with absorption liquid, in particular a mixture of water and limestone. For this purpose, in particular absorption liquid is removed from the absorber sump and fed via a circulation of the liquid distribution device. The liquid distribution device distributes the liquid in countercurrent to the upwardly rising within the housing exhaust, whereby the SO x is largely absorbed by chemical reactions. In principle, it is also possible that the absorption medium is cooled in circulation before it is fed to a liquid distribution device.

Bevorzugt umfasst der Kühlbereich eine weitere Flüssigkeitsverteil-Einrichtung zur Verteilung von Kühlflüssigkeit. Diese Flüssigkeitsverteil-Einrichtung kann ebenfalls in Form einer Sprüheinheit ausgestaltet sein und dient vordergründig der Kühlung des bereits gereinigten Abgasstroms. Hierbei ist insbesondere bei verfahrenstechnisch getrennten Wasch- und Kühlbereichen innerhalb eines Gehäuses eine Flüssigkeitsverteil-Einrichtung vorgesehen, die das bereits von SOx gereinigte Abgas mit einer gekühlten Flüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, benetzt. So kann beispielsweise durch eine erste Flüssigkeitsverteil-Einrichtung eine Entschwefelung und durch eine zweite Flüssigkeitsverteil-Einrichtung die Kühlung des Abgases erfolgen. Alternativ ist natürlich auch denkbar, dass die zweite Flüssigkeitsverteil-Einrichtung gekühlte Absorptionsflüssigkeit, beispielsweise aus dem Absorbersumpf, versprüht und dementsprechend neben der Kühlung auch der Absorption von SOx dient.The cooling region preferably comprises a further liquid distribution device for distributing cooling liquid. This liquid distribution device can also be configured in the form of a spray unit and serves primarily to cool the already cleaned exhaust gas flow. In this case, a liquid distribution device is provided in particular in procedurally separate washing and cooling areas within a housing, which wets the already purified from SO x exhaust gas with a cooled liquid, such as water. For example, a desulfurization can take place by means of a first liquid distribution device and the cooling of the exhaust gas by a second liquid distribution device. Alternatively, of course, it is also conceivable that the second Flüssigkeitsverteil device cooled cooling liquid, for example, from the absorber sump, sprayed and therefore serves in addition to the cooling of the absorption of SO x .

Zweckmäßigerweise sind der Waschbereich und der Kühlbereich durch einen Kaminboden voneinander getrennt. Der Waschbereich ist hierbei insbesondere im unteren Teil der Vorrichtung angeordnet. Da es nur dort aufgrund der Absorption von SOx zu Feststoffausfällen kommt, ist eine Verwendung von bekanntem Standard-Equipment möglich. Hierbei ist weiterhin, je nach Ausgestaltung der Entschwefelungsvorrichtung, die Anordnung einer oder mehrerer Flüssigkeitsverteil-Einrichtung bzw. Sprüheinheiten innerhalb des Gehäuses im Waschbereich und/oder im Kühlbereich möglich.Conveniently, the washing area and the cooling area are separated by a chimney tray. The washing area is in this case arranged in particular in the lower part of the device. Since it comes only there due to the absorption of SO x to solid precipitates, a use of known standard equipment is possible. Depending on the design of the desulfurization device, it is furthermore possible to arrange one or more liquid distribution devices or spray units within the housing in the wash area and / or in the cooling area.

Vorteilhafterweise ist der Kühlbereich alternativ in den Waschbereich integriert. Hierbei ist keine Trennung der beiden Bereiche vorgesehen. Insbesondere sind beide Bereiche miteinander kombiniert. Zur Reinigung des Rauchgases und zur Kühlung vor dem Austritt kann dann insbesondere die Absorptionsflüssigkeit aus dem Absorbersumpf gekühlt und über eine Flüssigkeitsverteil-Einrichtung verteilt werden.Advantageously, the cooling area is alternatively integrated in the washing area. Here, no separation of the two areas is provided. In particular, both areas are combined. In order to purify the flue gas and to cool it before it emerges, it is then in particular possible to cool the absorption liquid out of the absorber sump and to disperse it via a liquid distribution device.

In einer weiter vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Umlauf umfasst, der mit wenigstens einer Flüssigkeitsverteil-Einrichtung verbunden ist. Über den Umlauf wird Flüssigkeit in die Flüssigkeitsverteil-Einrichtung gepumpt und von dort innerhalb des Gehäuses fein verteilt. Grundsätzlich kann der Umlauf auch mit mehreren Flüssigkeitsverteil-Einrichtungen verbunden sein. Hierzu kann beispielsweise ein Abzweigungspunkt innerhalb des Umlaufes vorgesehen sein, der nur einen Teilstrom der Absorptionsflüssigkeit zur Reinigung des Abgases einer ersten Flüssigkeitsverteil-Einrichtung zuführt, wohingegen die restliche Absorptionsflüssigkeit bis hin zu einer zweiten Flüssigkeitsverteil-Einrichtung gepumpt wird.In a further advantageous embodiment of the invention, a circulation is included, which is connected to at least one liquid distribution device. About the circulation liquid is pumped into the liquid distribution device and distributed from there inside the housing finely. In principle, the circulation can also be connected to a plurality of liquid distribution devices. For this purpose, for example, a branch point may be provided within the circulation, which supplies only a partial flow of the absorption liquid for cleaning the exhaust gas of a first Flüssigkeitsverteil device, whereas the remaining absorption liquid is pumped to a second Flüssigkeitsverteil means.

Insbesondere bietet sich auch die Kühlung der Umlaufflüssigkeit, also der aus dem Absorbersumpf entnommenen Absorptionsflüssigkeit bzw. Umlaufflüssigkeit an. Dementsprechend umfasst der Umlauf vorteilhafterweise einen Kühler, der der Kühlung wenigstens eines Teils der Absorptionsflüssigkeit dient. Durch eine verringerte Temperatur der Umlaufflüssigkeit verbessert sich die Löslichkeit des SOx, so dass die Reinigungswirkung hierdurch verbessert wird. Es ist hierbei insbesondere möglich, die gesamte aus dem Absorbersumpf entnommene Flüssigkeit zu kühlen und diese anschließend, wie zuvor bereits beschrieben, über unterschiedliche Flüssigkeitsverteil-Einrichtung bzw. Sprüheinheiten innerhalb der Entschwefelungsvorrichtung zu dosieren.In particular, the cooling of the circulating liquid, that is to say the absorption liquid or circulated liquid taken from the absorber sump, also lends itself. Accordingly, the circulation advantageously comprises a cooler which serves to cool at least part of the absorption liquid. By a reduced temperature of the circulating liquid, the solubility of SO x improved, so that the cleaning effect is improved thereby. In this case, it is in particular possible to cool the entire liquid withdrawn from the absorber sump and then to meter it, as already described above, via different liquid distribution devices or spray units within the desulphurisation device.

Weiterhin ist innerhalb des Waschbereichs ein Rührwerk umfasst. Dies ist zweckmäßig, da durch ein entsprechend angeordnetes Rührwerk verhindert werden kann, dass sich gebildeter Feststoff auf dem Boden des Waschbereichs absetzt und eventuell Zuleitungen, beispielsweise zur Pumpe innerhalb des Umlaufes verstopft.Furthermore, an agitator is included within the wash area. This is useful because it can be prevented by a suitably arranged agitator that formed solid on the Bottom of the wash area settles and possibly cords, for example, clogged to the pump within the circulation.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist innerhalb des Gehäuses eine Packung umfasst. Packungen sind Einbauten, die in Absorbern oder Kolonnen eingesetzt werden können. Sie dienen allgemein der Erhöhung der Stoffaustauschfläche und der Verweilzeit verschiedener Substanzen. Wenn beispielsweise Gas eine Packung durchströmt, die mit Absorptionsflüssigkeit benetzt ist, so kann durch die Struktur der Packung die Verweilzeit beider Fluide erhöht werden. Hierdurch kann die Wärme des Gases besonders gut auf die Flüssigkeit übertragen werden.In a particularly advantageous embodiment of the invention, a pack is included within the housing. Packings are internals that can be used in absorbers or columns. They generally serve to increase the mass transfer area and the residence time of various substances. If, for example, gas flows through a packing which is wetted with absorption liquid, the structure of the packing can increase the residence time of both fluids. As a result, the heat of the gas can be transferred particularly well to the liquid.

Man unterscheidet üblicherweise zwischen strukturierten und ungeordneten Packungen. Eine strukturierte Packung besteht meistens aus dünnen, gewellten Metallplatten bzw. Drahtnetzen, um einen optimalen Austausch zwischen den unterschiedlichen Phasen oder Komponenten bei minimalem Druckwiderstand zu gewährleisten. Ungeordnete Packungen oder auch Schüttungen, insbesondere von Füllkörpern dienen bei chemischen Prozessen zur Vergrößerung der Wirkungs-Oberfläche bei gleichzeitig geringem Strömungswiderstand. Sie werden beispielsweise in Kolonnen verwendet und je nach Einsatzzweck aus verschiedenen Materialien gefertigt. Insgesamt bietet die zusätzliche Wärmeaustauschfläche, die durch die Packung zur Verfügung gestellt wird, eine weitere Verbesserung der Abtrennleistung von SOx oder der Kühlung durch die Kühlflüssigkeit.One usually differentiates between structured and disordered packs. A structured packing usually consists of thin, corrugated metal plates or wire nets to ensure an optimal exchange between the different phases or components with minimal pressure resistance. Disordered packs or beds, in particular of fillers are used in chemical processes to increase the surface of action at the same time low flow resistance. They are used for example in columns and made of different materials depending on the purpose. Overall, the additional heat exchange surface provided by the package further enhances the separation efficiency of SO x or cooling by the cooling fluid.

Durch den Kontakt des Abgases mit der Absorberflüssigkeit besteht die Möglichkeit, dass ein Teil der Absorptionsflüssigkeit vom Abgasstrom mitgerissen wird. Zweckmäßigerweise ist deshalb zumindest ein Tropfenscheider innerhalb des Gehäuses umfasst. Der Tropfenabscheider trennt Flüssigkeitsnebel aus dem Rauchgas, bevor es weiter behandelt wird. Die feuchte Luft wird durch einen Behälter, beispielsweise durch eine regellose Schüttung oder ein Sieb mit verschiedenen Maschenweiten geleitet. Durch diese Einbauten ist das Gas gezwungen, schlagartig seine Strömungsrichtung zu ändern. Die Tropfen können dies aufgrund ihrer höheren Dichte jedoch nicht so schnell und prallen gegen die Einbauten. Dort laufen sie dann herunter und können abgelassen oder dem Prozess erneut zugeführt werden. In Abhängigkeit der jeweiligen Ausgestaltung der Entschwefelungsvorrichtung kann nur ein Tropfenabscheider oder auch eine Mehrzahl von Tropfenabscheidern vorgesehen sein.By the contact of the exhaust gas with the absorber liquid, there is the possibility that part of the absorption liquid is entrained by the exhaust gas flow. Appropriately, therefore, at least one droplet separator is included within the housing. The mist eliminator removes liquid mist from the flue gas before it is further treated. The moist air is passed through a container such as a random bed or sieve of various mesh sizes. Due to these installations, the gas is forced to change its flow direction abruptly. However, due to their higher density, the drops can not do so quickly and bounce off the fixtures. There they run down and can be drained or returned to the process. Depending on the respective configuration of the desulfurization device, only one droplet separator or a plurality of droplet separators can be provided.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Dabei zeigen:In the following, embodiments of the invention will be explained with reference to a drawing. Showing:

1 eine Vorrichtung zur Entschwefelung von Rauchgasen mit einem Waschbereich und einem von diesem Waschbereich durch einen Kaminboden getrennten Kühlbereich innerhalb eines Gehäuses, 1 a device for desulphurising flue gases with a washing area and a cooling area separated from this washing area by a chimney tray inside a housing,

2 eine Vorrichtung mit einem Waschbereich und einem Kühlbereich, wobei die Kühlung im oberen Bereich der Vorrichtung angeordnet ist, und 2 a device having a washing area and a cooling area, wherein the cooling is arranged in the upper region of the device, and

3 eine Vorrichtung mit einem Waschbereich und einem Kühlbereich, wobei die Kühlung im unteren Bereich der Vorrichtung angeordnet ist. 3 a device having a washing area and a cooling area, wherein the cooling is arranged in the lower region of the device.

In 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Entschwefelung von Rauchgasen zu sehen. Die Vorrichtung 1 weist einen Waschbereich 3 zur Reinigung des Rauchgases und einen Kühlbereich 5 auf. Der Waschbereich 3 hat einen Einlass 7 für Rauchgas. Der Waschbereich 3 und der Kühlbereich 5 sind innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses 9 angeordnet und nur durch einen ersten Kaminboden 11 verfahrenstechnisch voneinander getrennt. Durch diese Trennung beeinflussen sich die beiden Prozessstufen nur minimal.In 1 is a device 1 to see the desulfurization of flue gases. The device 1 has a washing area 3 for cleaning the flue gas and a cooling area 5 on. The washing area 3 has an inlet 7 for flue gas. The washing area 3 and the cooling area 5 are within a common housing 9 arranged and only by a first fireplace ground 11 procedurally separated. As a result of this separation, the two process stages have minimal influence.

Das Rauchgas wird über den Einlass 7 in den Waschbereich 3 hineingelassen. Im unteren Teil des Waschbereichs 3 befindet sich der Absorbersumpf 13 mit dem Absorptionsmittel, einer Kalkstein-Lösung. Im Absorbersumpf 13 bildet sich durch die Reaktion der Kalkstein-Lösung mit dem SOx und Sauerstoff Gips, der sich sammelt. Zur Vermeidung von Ablagerungen im Absorbersumpf 13 wird die Suspension mittels eines Rührwerks 15 suspendiert. Der entstandene Gips wird abgezogen und kann dann weiterverarbeitet werden. Die bei der Entstehung des Gipses verbrauchte Suspension wird kontinuierlich nachgeliefert. Die hierzu benötigten Zu- und Abläufe sind in den Figuren nicht explizit gezeigt.The flue gas gets over the inlet 7 in the wash area 3 let in. In the lower part of the wash area 3 is the absorber sump 13 with the absorbent, a limestone solution. In the absorber sump 13 is formed by the reaction of the limestone solution with the SO x and oxygen gypsum, which collects. To avoid deposits in the absorber sump 13 the suspension is by means of a stirrer 15 suspended. The resulting plaster is peeled off and can then be further processed. The spent in the formation of gypsum suspension is replenished continuously. The inflows and outflows required for this purpose are not explicitly shown in the figures.

Der Waschbereich 3 weist einen Umlauf 17 mit einer Pumpe 19 auf, der das Absorptionsmittel aus dem unteren Bereich des Waschbereiches 3, also aus dem Absorbersumpf 13 bis hin zu einer ersten Flüssigkeitsverteil-Einrichtung 21 pumpt. Die Flüssigkeitsverteil-Einrichtung 21 verteilt das gepumpte Absorptionsmittel, so dass dieses im Gegenstrom zum aufsteigenden Gas wieder in Richtung Absorbersumpf 13 fällt.The washing area 3 has a circulation 17 with a pump 19 on top of the absorbent from the bottom of the wash area 3 that is, from the absorber sump 13 to a first Flüssigkeitsverteil device 21 inflated. The liquid distribution device 21 distributes the pumped absorbent, so that this in countercurrent to the rising gas back towards the absorber sump 13 falls.

Das Gas, welches nun von SOx gereinigt ist, steigt aus dem Waschbereich 3 weiter nach oben. Hierbei passiert es einen ersten Tropfenabscheider 23. In dem Tropfenabscheider 23 werden die aus dem Waschraum 3 vom Gas mitgerissenen Tropfen abgetrennt und dem Prozess wieder zugeführt. Das Gas wird dementsprechend entfeuchtet.The gas, which is now cleansed of SO x , rises from the wash area 3 further up. Here it happens a first drop separator 23 , In the mist eliminator 23 be the ones from the washroom 3 separated from the gas entrained drops and returned to the process. The gas is dehumidified accordingly.

Das Gas strömt durch eine Öffnung im Kaminboden 11 in den Kühlbereich 5. Innerhalb des Kühlbereichs 5 wird das gereinigte Gas nun gekühlt, bevor es zur weiteren Aufbereitung aus der Entschwefelungsvorrichtung 1 entlassen wird. Im Kühlbereich 5 ist eine Packung 25 eingebracht, durch welche das Gas hindurch strömt. Die Packung 25 besteht beispielsweise aus gefaltetem Edelstahl. Hierdurch werden die Oberfläche und die Verweilzeit für den Wärmeübergang zwischen Gas und Kühlflüssigkeit gegenüber einem direkten Herabfallen der Flüssigkeit vergrößert. Die Verweilzeit der Flüssigkeit in der Packung 25 ist so groß, dass der Wärmeübergang zwischen dem Gas und der Flüssigkeit besonders gut ist.The gas flows through an opening in the bottom of the fireplace 11 in the cooling area 5 , Within the cool area 5 The purified gas is then cooled before it is ready for further treatment from the desulfurization 1 is dismissed. In the cooling area 5 is a pack 25 introduced, through which the gas flows through. The package 25 For example, it is made of folded stainless steel. As a result, the surface and the residence time for the heat transfer between the gas and the cooling liquid are increased compared to a direct drop of the liquid. The residence time of the liquid in the package 25 is so large that the heat transfer between the gas and the liquid is particularly good.

Hierzu ist oberhalb der Packung 25 eine weitere, als Sprüheinheit ausgebildete Flüssigkeitsverteil-Einrichtung 27 angeordnet. Zu dieser Flüssigkeitsverteil-Einrichtung 27 wird auf dem Kaminboden befindliches Wasser mittels einer weiteren Pumpe 29 über einen zweiten Kreislauf 30 durch einen Kühler 31 gepumpt. Die Flüssigkeitsverteil-Einrichtung 27 verteilt schließlich das gekühlte Wasser innerhalb des Kühlbereichs 5, wodurch das gereinigte Gas gekühlt wird.This is above the pack 25 another, designed as a spray unit Flüssigkeitsverteil device 27 arranged. To this liquid distribution device 27 is on the floor of the fireplace water by means of another pump 29 over a second cycle 30 through a cooler 31 pumped. The liquid distribution device 27 finally distributes the cooled water inside the cooling area 5 , whereby the purified gas is cooled.

Oberhalb der Flüssigkeitsverteil-Einrichtung 27 ist ein zweiter Tropfenabscheider 33 angeordnet, der gemäß dem ersten Tropfenabscheider 23 die von dem Gas mitgerissene Flüssigkeit abscheidet und das gereinigte Gas über einen Auslass 35 auslässt. Nach dem Austritt kann das Gas dann einer CO2-Abscheidevorrichtung zugeführt werden, um dort endgültig bis zum Auslass in die Atmosphäre gereinigt zu werden.Above the liquid distribution device 27 is a second mist eliminator 33 arranged according to the first droplet 23 the liquid entrained by the gas separates and the purified gas passes through an outlet 35 omits. After leaving the gas, the gas can then be supplied to a CO 2 separation device, where it is finally purified to the outlet to the atmosphere.

In 2 ist eine Vorrichtung 41 zur Entschwefelung gezeigt, in der der Waschbereich 43 und der Kühlbereich 45 kombiniert, also nicht voneinander getrennt sind. Beide Prozessstufen 43, 45 sind innerhalb eines Gehäuses 47 angeordnet.In 2 is a device 41 shown for desulfurization in the washing area 43 and the cooling area 45 combined, so they are not separated. Both process stages 43 . 45 are inside a housing 47 arranged.

Hierbei sei darauf hingewiesen, dass aufgrund der kombinierten Vorrichtung eine explizite Trennung von Waschbereich 43 und Kühlbereich 45 nicht möglich ist. Dementsprechend wird der Betriff eines Waschbereichs 43 im Folgenden für den unteren Bereich innerhalb der Vorrichtung 41 verwendet, wohingegen der Begriff eines Kühlbereichs 45 für den oberen Bereich benutzt wird.It should be noted that due to the combined device an explicit separation of wash area 43 and cooling area 45 not possible. Accordingly, the handle of a wash area 43 below for the lower area within the device 41 used, whereas the concept of a cooling area 45 is used for the upper area.

Wie in 1 strömt das Rauchgas über einen Einlass 49 in den unteren Bereich 43 hinein. Auch hier befindet sich im unteren Teil des Waschbereichs 43 der Absorbersumpf 51 mit dem Absorptionsmittel, welches durch ein Rührwerk 53 suspendiert wird.As in 1 the flue gas flows through an inlet 49 in the lower area 43 into it. Also here is located in the lower part of the wash area 43 the absorber sump 51 with the absorbent, which by a stirrer 53 is suspended.

Im Unterschied zur Ausgestaltung gemäß 1 wird die Kühlung des Gases vorliegend dadurch erreicht, dass die Absorptionsflüssigkeit nicht nur zur Reaktion mit SOx zur Verfügung steht, sondern dass sie gleichermaßen als Kühlflüssigkeit fungiert. Sie wird aus dem Absorbersumpf 51 mittels einer Pumpe 55 über einen Umlauf 57 gepumpt. Der Umlauf 57 hat einen Kühler 59, der die Flüssigkeit bis hin zu einer Flüssigkeitsverteil-Einrichtung 61 pumpt. Die Flüssigkeitsverteil-Einrichtung 61 versprüht dementsprechend eine gekühlte Absorptionsflüssigkeit, die der Absorption von SOx und gleichermaßen zur Kühlung des Gases zur Verfügung dient. Durch die niedrige Temperatur der Umlauf- bzw. Absorptionsflüssigkeit wird zugleich die Löslichkeit des SOx verbessert.In contrast to the embodiment according to 1 the cooling of the gas in the present case is achieved in that the absorption liquid is not only available to react with SO x available, but that it also acts as a cooling liquid. She gets out of the absorber sump 51 by means of a pump 55 over a round 57 pumped. The circulation 57 has a cooler 59 that transfers the liquid all the way to a liquid distribution facility 61 inflated. The liquid distribution device 61 Accordingly, a cooled absorption liquid is sprayed, which serves to absorb SO x and likewise to cool the gas. Due to the low temperature of the circulating or absorption liquid, the solubility of the SO x is improved at the same time.

Um die Wirkungs-Oberfläche bei gleichzeitig geringem Strömungswiderstand zu erhöhen, ist eine Packung 63 innerhalb des Gehäuses 47 angeordnet. Diese Packung 63 besteht beispielsweise aus einer ungeordneten Schüttung von Füllkörpern, die eine besonders große Oberfläche für den Wärmeaustausch zwischen Absorptions- bzw. Kühlflüssigkeit und Abgas zur Verfügung stellen.In order to increase the effect surface with low flow resistance, is a pack 63 inside the case 47 arranged. This pack 63 consists for example of a disordered bed of packing, which provide a particularly large surface for the heat exchange between absorption and cooling liquid and exhaust gas available.

Das gereinigte und gekühlte Gas wird dann durch einen oberhalb der der Flüssigkeitsverteil-Einrichtung 61 angeordneten Tropfenabscheider 65 geleitet und verlässt die Entschwefelungsvorrichtung 1 über einen Auslass 67.The cleaned and cooled gas is then passed through one above the liquid distribution device 61 arranged droplet separator 65 passed and leaves the desulfurizer 1 via an outlet 67 ,

3 zeigt wie 2 eine Vorrichtung 71 zur Entschwefelung in der der Waschbereich 73 und der Kühlbereich 75 kombiniert innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses 77 angeordnet sind. 3 shows how 2 a device 71 for desulfurization in the the washing area 73 and the cooling area 75 combined within a common housing 77 are arranged.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel ist eine Trennung aufgrund der Kombination von Waschbereich 73 und Kühlbereich 75 innerhalb des Gehäuses 77 nicht möglich, so dass wie in 2 der Waschbereich 73 den unteren und der Kühlbereich 75 den oberen Bereich bezeichnet.Also in this embodiment is a separation due to the combination of washing area 73 and cooling area 75 inside the case 77 not possible, so as in 2 the wash area 73 the lower and the cooling area 75 referred to the upper area.

Das Rauchgas wird über einen Einlass 79 dem Waschbereich 73 zugeführt. Die Entschwefelungsvorrichtung 71 umfasst ein innerhalb des Absorbersumpfs 81 vorhandenes Rührwerk 83, welches der Durchmischung des Absorptionsmittels bzw. der Feststoffe, die sich am Boden des Waschbereiches 73 absetzen, dient.The flue gas is via an inlet 79 the washing area 73 fed. The desulphurisation device 71 includes one within the absorber sump 81 existing agitator 83 which shows the mixing of the absorbent or the solids, which are at the bottom of the washing area 73 settle, serves.

Im Gegensatz zu den zuvor beschriebenen 1 und 2 wird die Absorptionsflüssigkeit über zwei Umläufe 85, 87 geleitet. Hierzu wird das Absorptionsmittel vom Absorbersumpf 81 über die Pumpe 89 und einen Kühler 91 innerhalb des ersten Umlaufs 85 gepumpt. Die Flüssigkeit wird an eine erste Flüssigkeitsverteil-Einrichtung 95 geleitet und von dort aus zum Reinigen und zum Kühlen des Abgases verwendet. Unterhalb der ersten Flüssigkeitsverteil-Einrichtung 95 ist eine als Schüttung von Füllkörpern ausgebildete Packung 97 vorgesehen.In contrast to the previously described 1 and 2 The absorption fluid is circulated over two cycles 85 . 87 directed. For this purpose, the absorbent from the absorber sump 81 over the pump 89 and a cooler 91 within the first round 85 pumped. The liquid is sent to a first liquid distribution device 95 directed and used from there for cleaning and cooling of the exhaust gas. Below the first liquid distribution device 95 is a pack designed as a bed of packing 97 intended.

Der zweite Teilstrom wird über eine Pumpe 99 in Richtung einer zweiten Flüssigkeitsverteil-Einrichtung 101 geleitet, von wo aus es in die Entschwefelungsvorrichtung 71 zurückgeführt wird. Durch eine derartige Ausgestaltung lässt sich eventuell nach der ersten Reinigung noch im Abgas verbliebenes SOx nach der ersten Flüssigkeitsverteil-Einrichtung 95 in der Absorptionsflüssigkeit absorbieren und so die Reinigungsleistung erhöhen. Weiterhin muss nur ein Teil der Flüssigkeit im Kühler 91 gekühlt werden, so dass der Kühler 91 im Vergleich zu dem Kühler 59 in 2 kleiner ausgebildet ist. Auf diese Weise können Investitionskosten gespart werden.The second partial flow is via a pump 99 in the direction of a second Flüssigkeitsverteil device 101 from where it enters the desulfurization device 71 is returned. By such a configuration can be left after the first cleaning still remaining in the exhaust gas SO x after the first liquid distribution device 95 Absorb in the absorption liquid and thus increase the cleaning performance. Furthermore, only a part of the liquid needs to be in the cooler 91 be cooled, leaving the cooler 91 compared to the cooler 59 in 2 is smaller. In this way, investment costs can be saved.

Schließlich verlässt das gereinigte Abgas die Vorrichtung 71 nach Durchgang durch einen Tropfenabscheider 103 über einen Auslass 105.Finally, the purified exhaust leaves the device 71 after passing through a mist eliminator 103 via an outlet 105 ,

Durch die kombinierte Anordnung eines Wasch- und eines Kühlbereichs in einem Gehäuse kann bei verringertem Platzbedarf die Abscheideleistung von SOx unter gleichzeitiger Kühlung des Rauchgases verbessert werden.The combined arrangement of a washing and a cooling area in a housing, the separation efficiency of SO x can be improved with simultaneous cooling of the flue gas with reduced space requirements.

Claims (10)

Vorrichtung (1, 41, 71) zur Reinigung von Abgasen, umfassend einen Waschbereich (3, 43, 73) zur Reinigung des Abgases sowie einen Kühlbereich (5, 45, 75) zur Kühlung des Abgases, wobei der Waschbereich (3, 43, 73) und der Kühlbereich (5, 45, 75) innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses (9, 47, 77) angeordnet sind.Contraption ( 1 . 41 . 71 ) for purifying exhaust gases, comprising a washing area ( 3 . 43 . 73 ) for cleaning the exhaust gas and a cooling area ( 5 . 45 . 75 ) for cooling the exhaust gas, wherein the washing area ( 3 . 43 . 73 ) and the cooling area ( 5 . 45 . 75 ) within a common housing ( 9 . 47 . 77 ) are arranged. Vorrichtung (1, 41, 71) nach Anspruch 1, wobei der Waschbereich (3, 43, 73) eine Flüssigkeitsverteil-Einrichtung (21, 61, 95, 101) zur Dosierung einer Absorptionsflüssigkeit umfasst.Contraption ( 1 . 41 . 71 ) according to claim 1, wherein the washing area ( 3 . 43 . 73 ) a liquid distribution device ( 21 . 61 . 95 . 101 ) for metering an absorption fluid. Vorrichtung (1, 41, 71) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kühlbereich (5, 45, 75) einen Flüssigkeits-Verteiler (27, 61, 95, 101) zur Verteilung von einer Kühlflüssigkeit umfasst.Contraption ( 1 . 41 . 71 ) according to claim 1 or 2, wherein the cooling area ( 5 . 45 . 75 ) a liquid distributor ( 27 . 61 . 95 . 101 ) for distribution of a cooling liquid. Vorrichtung (1, 41, 71) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Waschbereich (3, 43, 73) und der Kühlbereich (5, 45, 75) durch einen Kaminboden (11) voneinander getrennt sind.Contraption ( 1 . 41 . 71 ) according to one of the preceding claims, wherein the washing area ( 3 . 43 . 73 ) and the cooling area ( 5 . 45 . 75 ) through a chimney tray ( 11 ) are separated from each other. Vorrichtung (1, 41, 71) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kühlbereich (5, 45, 75) in den Waschbereich (3, 43, 73) integriert ist.Contraption ( 1 . 41 . 71 ) according to one of the preceding claims, wherein the cooling area ( 5 . 45 . 75 ) in the washing area ( 3 . 43 . 73 ) is integrated. Vorrichtung (1, 41, 71) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Umlauf (17, 30, 57, 85, 87) umfasst ist, der mit wenigstens einer Flüssigkeitsverteil-Einrichtung (21, 27, 61, 95, 101) verbunden ist.Contraption ( 1 . 41 . 71 ) according to one of the preceding claims, wherein a circulation ( 17 . 30 . 57 . 85 . 87 ) associated with at least one liquid distribution device ( 21 . 27 . 61 . 95 . 101 ) connected is. Vorrichtung (1, 41, 71) nach Anspruch 6, wobei der Umlauf (5, 45, 75) einen Kühler (31, 59, 91) umfasst, der der Kühlung wenigstens eines Teils der Absorptionsflüssigkeit dient.Contraption ( 1 . 41 . 71 ) according to claim 6, wherein the circulation ( 5 . 45 . 75 ) a cooler ( 31 . 59 . 91 ) which serves to cool at least part of the absorption liquid. Vorrichtung (1, 41, 71) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei innerhalb des Waschbereichs (3, 43, 73) ein Rührwerk (15, 53, 83) umfasst ist.Contraption ( 1 . 41 . 71 ) according to one of the preceding claims, wherein within the washing area ( 3 . 43 . 73 ) an agitator ( 15 . 53 . 83 ) is included. Vorrichtung (1, 41, 71) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Packung (25, 63, 97) zur Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche innerhalb des Gehäuses (9, 47, 77) umfasst ist.Contraption ( 1 . 41 . 71 ) according to any one of the preceding claims, wherein a package ( 25 . 63 . 97 ) to increase the heat exchange surface within the housing ( 9 . 47 . 77 ) is included. Vorrichtung (1, 41, 71) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Tropfenscheider (23, 33, 65, 103) innerhalb des Gehäuses (9, 47, 77) umfasst ist.Contraption ( 1 . 41 . 71 ) according to one of the preceding claims, wherein at least one droplet separator ( 23 . 33 . 65 . 103 ) within the housing ( 9 . 47 . 77 ) is included.
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