DE19844049A1 - Verfahren zur Nassreinigung von Rauchgas sowie Waschturm - Google Patents
Verfahren zur Nassreinigung von Rauchgas sowie WaschturmInfo
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Abstract
Im Bereich des oberen Endes eines Schachtes (1), an welchem Rauchgas eingeleitet wird, ist eine Waschebene (7) mit nach unten gerichteten Düsen (8) angeordnet zur Eindüsung von Waschsuspension, welche kegelförmige überlappende Waschstrukturen (9) bildet. Ihre Austrittsgeschwindigkeit beträgt mindestens 8 m/sec, vorzugsweise mindestens 10 m/sec, so dass das Rauchgas wirksam in die Waschstrukturen (9) hineingezogen wird und mit der Waschsuspension eine Zweiphasenströmung mit einem Suspensions-Anteil von mindestens 0,5% (Vol.), vorzugsweise 1-2% (Vol.), bildet, mit welcher es in einen Sumpf (12) in einem allseitig über den Schacht (1) überstehenden Becken (3) gerissen wird. Dort bildet sich dadurch eine eventuell durch ein Rührgerät verstärkte torusförmige Umwälzströmung aus, die das Rauchgas nach außen trägt, wo es, durch die intensive Vermischung mit der Waschsuspension gründlich gereinigt, durch einen Abzug (13) abströmt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nassreinigung von
Rauchgas gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen
zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Waschturm.
Derartige Verfahren werden vor allem zur Reinigung,
insbesondere Entschwefelung von Rauchgasen aus
Kohlekraftwerken und Müllverbrennungsanlagen eingesetzt.
In M. Takeshita, H. Soud: "FGD performance and experience on
coal-fired plants", IEACR/58 (1993), s. insbesondere S. 34,
Abs. 2 und S. 32, Fig. 10: "Type 2 Packed tower", ist ein
gattungsgemässer und gemäss einem gattungsgemässen Verfahren
betriebener Waschturm beschrieben, bei welchem intensive
Vermischung zwischen Waschflüssigkeit und Rauchgas durch
einen gitterartigen Einsatz aus Kunststoff, der die
Kontaktzeit zwischen diesen Komponenten verlängert, erzielt
werden soll. Diese Lösung hat verschiedene Nachteile. Falls
eine innige Vermischung erzielt werden soll, müssen die
Durchgänge im Einsatz verhältnismässig eng gestaltet sein.
Dies führt jedoch zu stärkerem Druckabfall und hat auch den
Nachteil, dass sich die Durchgänge leicht verlegen können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
gattungsgemässes Verfahren anzugeben, das bei höchstens
geringem Druckverlust, vorzugsweise aber ganz ohne
Druckverlust eine sehr gute Vermischung zwischen dem zu
reinigenden Rauchgas und der Waschsuspension sicherstellt
sowie einen Waschturm, welcher eine wirksame Ausführung des
Verfahrens erlaubt. Diese Aufgabe werden durch die Merkmale
im Kennzeichen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 5 gelöst.
Die Vorteile der Erfindung liegen vor allem darin, dass das
zu reinigende Rauchgas mit der Waschsuspension in sehr engen
Kontakt gebracht, insbesondere in den Sumpf von
Waschsuspension hineingerissen wird, ohne dass dafür ein
hoher Gasdruck erzeugt werden müsste. In der Regel sind
Vorrichtungen zur Erhöhung des Gasdrucks, z. B.
Ventilatoren, welche die Kosten einer Anlage wesentlich
erhöhen, nicht erforderlich, da das Rauchgas von der
eingesprühten Waschsuspension beschleunigt und mitgenommen
wird.
Der erfindungsgemässe Waschturm ist so angelegt, dass er ein
im Zusammenhang mit dem Verfahren besonders günstiges
Strömungsmuster ermöglicht, bei dem das in den Sumpf
mitgerissene Rauchgas unter inniger Vermischung mit der
Waschsuspension nach aussen getragen wird, wo es sich
entmischt und abzieht.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von schematischen
Zeichnungen, welche lediglich Ausführungsbeispiele
darstellen, näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch einen
erfindungsgemässen Waschturm nach einer ersten
Ausführungsform,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Düse des
erfindungsgemässen Waschturms,
Fig. 3 einen vertikalen Längsschnitt durch einen
erfindungsgemässen Waschturm nach einer zweiten
Ausführungsform,
Fig. 4 einen vertikalen Längsschnitt durch einen
erfindungsgemässen Waschturm nach einer dritten
Ausführungsform und
Fig. 5 einen vertikalen Längsschnitt durch einen
erfindungsgemässen Waschturm nach einer vierten
Ausführungsform.
Ein erfindungsgemässer Waschturm gemäss einer ersten
Ausführungsform der Erfindung weist einen vertikalen Schacht
1 von ungefähr gleichbleibendem z. B. rundem oder
quadratischem Querschnitt auf, an dessen oberes Ende eine
Zuleitung (nicht dargestellt) für zu reinigendes Rauchgas
anschliesst und der seitlich von einer umlaufenden
Seitenwand 2 begrenzt wird. Unterhalb des Schachtes 1 ist
ein Becken 3 angeordnet mit einem Boden 4 und einer
umlaufenden Seitenwand 5. Der Querschnitt des Beckens 3
entspricht in der Form demjenigen des Schachtes 1, doch ist
er grösser, d. h. seine Seitenwand 5 ist gegenüber der
Seitenwand 2 des Schachtes 1 auf allen Seiten nach aussen
versetzt, so dass das Becken 3 über den Schacht 1 allseitig
übersteht. An der Oberseite wird das Becken 3 von einem
Deckel 6 verschlossen, welcher eine mittige Öffnung
freilässt, durch welche der Schacht 1 in das Becken 3
mündet.
Knapp unterhalb des oberen Endes des Schachtes 1 ist eine
einzige Waschebene 7 angeordnet, welche mehrere auf gleicher
Höhe gleichmässig über die Querschnittsfläche verteilte
Düsen 8 zum Einsprühen von Waschsuspension aufweist. Die
Düsen 8 sind nach unten gerichtet und so ausgebildet, dass
sie jeweils eine vorhangartige Waschstruktur 9 aus
Waschsuspension von der Form eines nach unten offenen Kegels
bilden. Die Waschstrukturen 9 überlappen etwas unterhalb der
Waschebene 7 und füllen den gesamten Querschnitt des
Schachtes 1 aus. Jede Düse 8 ist (Fig. 2) mit einem knapp
unterhalb ihrer Austrittsöffnung 10 angeordneten
kegelförmigen Formkörper 11 versehen, welcher den
austretenden Strahl von Waschflüssigkeit spreizt. Im Becken
3 bildet die Waschsuspension einen Sumpf 12, aus dem von
einer Pumpanlage (nicht dargestellt) Waschsuspension wieder
zur Waschebene 7 hochgepumpt wird. Im oberen Bereich der
Seitenwand 5 des Beckens 3, oberhalb des Sumpfes 12, ist ein
seitlicher Abzug 13 für das gereinigte Rauchgas vorgesehen.
Die Waschsuspension wird durch die Düsen 8 mit
verhältnismässig geringer Spreizung und mit verhältnismässig
hoher Geschwindigkeit im wesentlichen nach unten gesprüht.
Sie beträgt mindestens 8 m/sec, vorzugsweise jedoch
mindestens 10 m/sec. Unter Umständen können auch noch höhere
Werte vorgesehen werden, wie z. B. 14 m/sec und mehr. Auch
die Rate, mit der Waschsuspension eingesprüht wird, ist
verhältnismässig hoch. Ihr Anteil an der Zweiphasenströmung,
die sie zusammen mit dem Rauchgas bildet, soll mindestens
0,5% (Vol.), vorzugsweise 1 bis 2% (Vol.) betragen. Beides
zusammen, die hohe Geschwindigkeit und der hohe Anteil,
führen dazu, dass das Rauchgas in die Waschstrukturen 9
hinein von der Waschsuspension mitgerissen und beschleunigt
wird, so dass die Zweiphasenströmung im unteren Teil des
Schachtes 1 gewöhnlich eine weitgehend gleichmässige
Geschwindigkeit von mindestens 5 m/sec aufweist (Pfeile).
Durch diese Strömung wird das Rauchgas in den Sumpf 12
gerissen. Das Aufprallen der Zweiphasenströmung auf dessen
Oberfläche führt zur Bildung einer nebelartigen Schicht in
diesem Bereich, in der eine besonders innige Vermischung
zwischen Rauchgas und Waschsuspension stattfindet. Das
Rauchgas wird jedoch tiefer in den Sumpf 12 gerissen und von
einer Umwälzströmung, welche dort durch den Aufprall der
Zweiphasenströmung im unterhalb des Schachtes 1 gelegenen
zentralen Bereich seiner Oberfläche hervorgerufen wird, nach
unten und aussen transportiert. Im Randbereich des Beckens
3, ausserhalb des besagten unterhalb des Schachtes 1
gelegenen Bereichs steigt die Umwälzströmung wieder auf, das
gereinigte Rauchgas entmischt sich von der Waschsuspension
und entweicht schliesslich durch den Abzug 13, während die
letztere an der Oberfläche des Sumpfes 12 wieder gegen das
Zentrum des Beckens 3 fliesst. Die Umwälzströmung bildet
also eine den zentralen Bereich des Beckens 3 umgebende
torusförmige Walze, welche einen grossen Teil des Volumens
des Beckens 3 erfassen kann.
Die Rauchgasströmung wird ausschliesslich durch die Strömung
der Waschsuspension, welche das Rauchgas mitreisst,
angetrieben. Dadurch kann auf Vorrichtungen zur Erzeugung
eines erhöhten Rauchgasdrucks am Eingang des Waschturms
entweder ganz verzichtet werden oder dieselben können in
kostensparender Weise sehr klein dimensioniert werden. Trotz
der intensiven Durchmischung des Rauchgases mit
Waschsuspension tritt am Waschturm praktisch kein
Druckabfall ein.
Gemäss einer in Fig. 3 dargestellten zweiten
Ausführungsform, welche im übrigen völlig der ersten
entspricht, ist die Seitenwand 2 des Schachtes 1 durch die
Öffnung im Deckel 6 weit nach unten gezogen und bildet eine
nach unten ragende Schürze 14, deren unterer Rand von der
Oberfläche des Sumpfes 12 höchstens 0,5 m entfernt ist.
Dadurch wird die Zweiphasenströmung noch deutlicher auf
einen zentralen Bereich konzentriert. Sie trifft stärker
gebündelt auf den unterhalb des Schachtes 1 gelegenen
Bereich der Oberfläche des Sumpfes 12 und erzeugt dadurch
dort eine besonders ausgeprägte nebelartige Schicht und im
Sumpf 12 eine starke, tiefer in denselben eindringende
Umwälzströmung.
Auch gemäss einer dritten Ausführungsform (Fig. 4) ist der
Waschturm im wesentlichen gleich aufgebaut wie gemäss der
ersten, doch weist er zusätzlich eine Rührvorrichtung auf,
einen zentral unterhalb des Schachtes 1 und knapp unterhalb
der Oberfläche im Sumpf 12 angeordneten, um eine vertikale
Achse drehbaren Propeller 15. Die Rührvorrichtung dient
dazu, die Umwälzströmung zu verstärken und mehr in die Tiefe
zu ziehen und dadurch die Vermischung des Rauchgases mit der
Waschsuspension im Sumpf 12 zu intensivieren.
Bei einer weiteren, wiederum in allem übrigen der ersten
entsprechenden vierten Ausführungsform ist (Fig. 5) knapp
oberhalb der Oberfläche des Sumpfes 12 im Zentrum des
Beckens 3, also unterhalb des Schachtes 1, ein Prallkörper
16 angeordnet, der die Form eines flachen Kegels mit nach
oben gerichteter Spitze hat. Der Prallkörper 16 bewirkt eine
verstärkte Zerstäubung der Zweiphasenströmung im Bereich der
Oberfläche des Sumpfes 12 und damit eine weitere
Verbesserung der Durchmischung des Rauchgases mit der
Waschsuspension.
Es sind natürlich im Rahmen der Erfindung verschiedene
weitere Abwandlungen möglich. So können auch mehrere
Waschebenen vorhanden sein, die Waschsuspension kann auf
andere Weise, z. B. in Tropfenform eingesprüht werden oder
es können andere Mittel zur Verstärkung der Umwälzströmung
eingesetzt werden. Für die Durchführung des Verfahrens ist
im übrigen die Umwälzströmung nicht unbedingt erforderlich,
doch hat sie sich durch deutliche Verbesserung der
Reinigungswirkung und als Hilfsmittel bei der Steuerung der
Rauchgasströmung bewährt.
1
Schacht
2
Seitenwand
3
Becken
4
Boden
5
Seitenwand
6
Deckel
7
Waschebene
8
Düse
9
Waschstruktur
10
Austrittsöffnung
11
Formkörper
12
Sumpf
13
Abzug
14
Schürze
15
Propeller
16
Prallkörper
Claims (12)
1. Verfahren zur Nassreinigung von Rauchgas in einem
Waschturm, bei welchem am oberen Ende das zu reinigende
Rauchgas eingeleitet wird und zur Bildung einer
Zweiphasenströmung über den Querschnitt verteilt
Waschsuspension nach unten gesprüht wird, die am Grund
des Waschturms einen Sumpf (12) bildet, oberhalb dessen
das gereinigte Rauchgas abgeführt wird, dadurch
gekennzeichnet, dass die Waschsuspension mit einer
Austrittsgeschwindigkeit von mindestens 8 m/sec
eingesprüht wird und die sich oberhalb des Sumpfs (12)
ausbildende Zweiphasenströmung aus Rauchgas und
Waschsuspension mindestens 0,5% (Vol.) Waschsuspension
enthält.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Austrittsgeschwindigkeit mindestens 10 m/sec
beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zweiphasenströmung mindestens
1%(Vol.) Waschsuspension enthält.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, dass das Einsprühen der Waschsuspension
an mehreren auf gleicher Höhe über dem Sumpf (12) über
den Querschnitt verteilten Stellen erfolgt, derart,
dass die Waschsuspension sich nach unten öffnende
überlappende kegelförmige Waschstrukturen (9) bildet.
5. Waschturm zur Rauchgasreinigung, mit einem von einer
umlaufenden Seitenwand (2) begrenzten vertikalen
Schacht (1) von ungefähr konstantem Querschnitt,
welcher im Bereich seines oberen Endes eine Zuleitung
für zu reinigendes Rauchgas aufweist sowie mindestens
eine Waschebene (7) mit mehreren über seinen
Querschnitt verteilten Düsen (8) zur Einleitung einer
Waschsuspension, welche mit dem Rauchgas eine
Zweiphasenströmung bildet und mit einem unterhalb des
Schachtes (1) angeordneten, von einem Boden (4) und
einer umlaufenden Seitenwand (5) gebildeten Becken (3)
zur Aufnahme eines Sumpfes (12) von Waschsuspension
sowie mit einem mit Abstand über dem Boden (4)
angeordneten Abzug (13) für gereinigtes Rauchgas aus
dem Becken (3), dadurch gekennzeichnet, dass die
Seitenwand (4) des Beckens (3) gegenüber der Seitenwand
(2) des Schachtes (1) allseitig nach aussen versetzt
ist.
6. Waschturm nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Querschnittsfläche des Beckens (3) mindestens das
1,3fache der Querschnittsfläche des Schachtes (1)
beträgt.
7. Waschturm nach Anspruch 5 oder 6, dadurch
gekennzeichnet, dass die Seitenwand des Schachtes (1)
mit der Seitenwand (4) des Beckens (3) überlappt, so
dass ein unterer Teil der ersteren eine von der
letzteren mit Abstand umgebene nach unten ragende
Schürze (14) bildet.
8. Waschturm nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, dass im Becken (3) mindestens eine
Rührvorrichtung eingebaut ist, welche geeignet ist,
eine im unterhalb des Schachtes (1) gelegenen Bereich
nach unten und nach aussen gegen die Seitenwand (4) des
Beckens (3) gerichtete Umwälzströmung im Sumpf (12)
hervorzurufen.
9. Waschturm nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass
die Rührvorrichtung als im unterhalb des Schachtes
gelegenen Teil des Beckens (3) angebrachter, um eine
vertikale Achse drehbarer Propeller (15) ausgebildet
ist.
10. Waschturm nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, dass im unterhalb des Schachtes (1)
gelegenen Teil des Beckens (3) mindestens ein
Prallkörper (16) zur Zerstäubung der Zweiphasenströmung
angeordnet ist.
11. Waschturm nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
dass der mindestens eine Prallkörper (16) kegelartig
mit nach oben weisender Spitze ausgebildet ist.
12. Waschturm nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, dass er lediglich eine einzige, im
oberen Bereich des Schachtes (1) angeordnete Waschebene
(7) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998144049 DE19844049A1 (de) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | Verfahren zur Nassreinigung von Rauchgas sowie Waschturm |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1998144049 DE19844049A1 (de) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | Verfahren zur Nassreinigung von Rauchgas sowie Waschturm |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19844049A1 true DE19844049A1 (de) | 2000-03-30 |
Family
ID=7882253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998144049 Withdrawn DE19844049A1 (de) | 1998-09-25 | 1998-09-25 | Verfahren zur Nassreinigung von Rauchgas sowie Waschturm |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19844049A1 (de) |
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1998
- 1998-09-25 DE DE1998144049 patent/DE19844049A1/de not_active Withdrawn
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