DE2453488C2 - Verfahren und Anlage zum Ableiten von Abgasen mit geringem Schadstoffgehalt in die Atmosphäre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ableiten von Abgasen mit geringem Schadstoffgehalt, insbesondere von durch Naßreinigung gereinigten Abgasen, in die Atmosphäre, wobei die Abgase in den Kühlluftstrom eines Kühlbauwerkes hinter dem Bereich des Wärmeaustausches zwischen der Kühlluft und dem zu kühlenden Kühlkreislaufwasser eingeführt werden.

Bei industriellen Feuerungen und vielen anderen unter hoher Temperatur verlaufenden Prozessen entstehenden Abgase, die mit Schmutz- oder Giftstoffen belastet sind, vorwiegend Staub, Ruß, Schwefeldioxid, Schwefeltrioxid und Chlorverbindungen. Die Ableitung solcher Schadstoffe in die Atmosphäre unterliegt einer gesetzlich geregelten Genehmigungspflicht und Überwachung. Die hiermit verbundenen Auflagen erfordern immer höhere Investitionen und Betriebskosten für die dem Umweltschutz dienenden Betriebseinrichtungen, wie Zyklone, Elektrofilter, Schornsteine und die zugehörigen Meß- und Regeleinrichtungen. Trotzdem reichen die bisher überwiegend angewandten Verfahren der Abgasreinigung durch Entstaubung oberhalb des Taupunktes und das Einleiten der Gase in die Atmosphäre in großen Schornsteinhöhen häufig nicht mehr aus, um den Erfordernissen gerecht zu werden.

Vor allem können diese Reinigungsverfahren die Emission flüssiger und gasförmiger Schadstoffe nicht verhindern.

Die Naßreinigung hat demgegenüber den Vorteil, eine fast vollständige Reinigung der Abgase von allen Schadstoffen, gleich, ob fest, flüssig oder gasförmig, zu ermöglichen. Meß- und Kontrollvorrichtungen für Emission und Immission können entfallen. Selbst Laständerungen des Prozeßbetriebs, insbesondere Anfahren und Abfahren, Rußblasen u. dgl. führen zu keinen die behördlichen Auflagen überschreitenden Emissionen. Schließlich kann die Temperatur des kalten Endes des der Naßreinigung vorausgehenden Prozesses auch unter dem Taupunkt von Wasser, Säure o. dgl. liegen, womit hier an Energie gespart wird.

Der Anwendung der Naßreinigung steht jedoch entgegen, daß die naßgereinigten Abgase stark abgekühlt und wasserdampfhaltig sind und infolgedessen nur noch einen ungenügenden thermischen Auftrieb haben und frühzeitig nach ihrer Ableitung in die Atmosphäre kondensieren und ausregnen, wenn nicht der Naßreinigung eine nochmalige Aufheizung der Abgase durch Zusatzfeuerungen oder große Wärmetauscher nachgeschaltet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, naßgereinigte Abgase wie auch andere Abgase mit geringem Schadstoffgehalt mit^eringem Aufwand einwandfrei in die Atmosphäre abzuleiten.

Die Erfindung greift zu diesem Zweck zurück auf das eingangs bezeichnete, aus der US-PS 34 88 960 bekannte Verfahren und sieht vor, daß eine Mehrzahl von Ausmündungen derart angeordnet sind, daß die Abgase verteilt in den Kühlluftstrom eingemischt und von diesem mitgenommen werden.

Kühlbauwerke, meist Kühltürme genannt, sind häufig im Zusammenhang mit industriellen Feuerungen oder Hochtemperaturprozessen zur Abkühlung von Kühlwasser, das vor stärkerer Erhitzung zu schützende Bauteile durchströmt, erforderlich und bilden einen Schacht für einen das Wasser abkühlenden und sich dabei selbst erwärmenden Luftstrom, der ohne Schwierigkeit einen Anteil Abgase mitnehmen kann. Der dafür notwendige Aufwand ist denkbar gering, zumal die Luftströme der KUhlbauwerke häufig um ein vielfaches größer als die Abgasströme sein werden; in einem Kraftwerk macht beispielsweise das Abgas rund 3% der Kühlluft aus. Es müssen lediglich Vorkehrungen zum Einleiten der Abgase in die Kühlluft getroffen werden, und unter Umständen ist eine geringfügig größere Auslegung des Kühlbauwerks notwendig. Gesonderte Erhitzungsvorrichtungen und Schornsteine für die Abgase entfallen.

Gelangen die Abgase beim Austritt aus Kühltürmen durchschnittlich in geringerer Höhe als derjenigen von Schornsteinen in die Atmosphäre, so liegt darin insofern kein Nachteil, als die verhältnismäßig große Sauberkeit der naßgereinigten Gase keine Ableitung in größerer Höhe verlangt. Im übrigen werden heute auch Kühltürme mit mehr als 100 m Höhe gebaut.

Auch das Problem der Kondensierung und Ausregnung der wasserdampfreichen Abgase ist mit der Erfindung gelöst. In Trockenkühltürmen kommen die Abgase mit einer vielfachen größeren Menge einer Luft zusammen, die durch ihre Erwärmung bei der Abkühlung des Wassers eine verhältnismäßig geringe relative Luftfeuchtigkeit erhalten hat, so daß sie auch nach dem einmischen der Abgase noch weit vom Taupunkt entfernt ist. Naßkühltürme andererseits sind

ohnehin mit Schwadenfängen für ein möglichst weitgehendes Abregnen innerhalb des Kühltqrms und mit einer Höhe, in der die Kondensation der austretenden Gase für die Umgebung tragbar ist, auf einen hohen Wasserdampfgehalt eingerichtet,

Nach der erwähnten US-PS 34 88 960 sollen demgegenüber verschmutzte Abgase in eine besonders große Höhe gebracht werden dadurch, daß ihr unverminderter, möglichst noch durch Gebläse verstärkter Auftrieb mit dem Auftrieb des Kühlturms kombiniert wird; sie werden zu diesem Zweck aus einer Art axial im Kühlbauwerk angeordnetem Schornstein über der halben Höhe des Kühlbauwerks ausgestoßen.

Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens weist dementsprechend in an sich bekannter Weise eine Abgasleitung auf, die, insbesondere von einer Naßreinigungsanlage, zu einem Kühlturm führt und in diesem, in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen, hinter dem Bereich des Wärmetauschs zwischen der Kühlluft und dem zu kühlenden Kühlkreislaufwasser ausmündet, wobei erfindungsgemäß die Abgasleitung eine Mehrzahl von Ausmündungen aufweist, die, in Sfömungsrichtung der Kühlluft gesehen, in einem Trockenkühlbauwerk hinter den Kühlelementen und in einem Naßkühlbauwerk oberhalb der Verteilerrinne für das Kühlkreislaufwasser und vorzugsweise unterhalb der Schwadenfänge für die Kühlluft angeordnet sind.

Um die Kühlwirkung der Luft auf das Wasser nicht zu beeinträchtigen, münden die Abgasleitungen, in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen, hinter dem Bereich des Wärmetauschs zwischen der Kühlluft und dem zu kühlenden Kühlkreislaufwasser in dem Kühlbauwerk aus, d. h. in einem Trockenkühlbauwerk in der Regel oberhalb der Kühlelemente und in einem Naßkühlbauwerk oberhalb der Verteilerrinnen für das Kühlkreislaufwasser. Im letzteren Falle wird damit auch verhindert, daß sich Reste der Schadstoffe im Kühlkreislaufwasser lösen und dieses damit korosiv machen. Da man andererseits die Thermik des Kühlluftstroms möglichst weitgehend ausschöpfen, eine möglichst weitgehende Durchmischung der Abgase mit der Kühlluft herbeiführen und in Naßkühlbauwerken die Abgase möglichst weitgehend ausregnen lassen und zu diesen Zwecken die Höhe des Kühlbauwerks möglichst voll ausnutzen will, wird man in der Regel die Einleitung der Abgase ziemlich unmittelbar übe; dem Bereich des Wärmeaustausch^ vornehmen. Sollte aus besonderen Gründen ein Einleiten von Abgasen in ein Naßkühlbauwerk erst oberhalb der Schwadenfänge für die Kühlluft geeigneter sein, so kaiiii man darüber noch einmal so gesonderte Schwadenfänge für die Abgase anordnen.

Zur Einleitung der Gase in das Kühlbauwerk dürfte sich ein als tragendes Element in die Schachtwandung des Kühlbauwerks eingebauter Ringkanal empfehlen, der mindestens eine Zuführung für das Abgase und eine Mehrzahl von in den Schachtquerschnitt fahrenden Ausmündung aufweist. Dieser Ringkanal könnte die Stelle des bei zahlreichen Kühltürmen vorhandenen unteren Tragringes einnehmen.

Besonders bei Kühltürmen großer Querschnitte kommt auch in Betracht, daß Stützen des Kühlbauwerks, insbesondere Stützen für ein Rieselwerk oder für Kühlelemente, als Hohlstützen mit einer Zuführung für das Abgas und mindestens einer in den Schachtquerschnitt des Kühlbauwerks führenden Ausmündung ausgebildet sind. Die Abgase können den Stützen beispielsweise durch unterirdische Kanäle zugeführt werden, die zugleich als Fundamentteile des Kühlbauwerks ausgebildet sein können, so daß sie keinen nennenswert größeren Bauaufwand verlangen.

Kühlbauwerke mit Naturzug sind wegen ihrer größeren Höhe für die Zwecke der Erfindung besonders geeignet. Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch bei zwangsbelüfteten >'·« jß- oder Trockenkühlern angewendet werden.

Für Abgase, die aufgrund ihres geringen Schadstoffgehaltes einer Naßreinigung nicht bedürfen, z. B. Abgase aus Erdgasfeuerungen, Laugeverbrennungen bei der Zelluloseherstellung u. a., kann das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls angewendet werden.

Im folgenden sei die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert

Die Zeichnungen stellen dar:

Fig.] einen senkrechten Querschnitt durch einen Kühlturm,

F i g. 2 einen Ausschnitt aus F i g. I in größerem Maßstab.

Einem Naßkühlturm 1 mit einer Auffangwanne 2, einem Rieselwerk 3, einer Verteilerrinne 4 für das Kühlkreislaufwasser und einem Schwadenfang 5 werden in einer Naßreinigung 6 gereinigte Abgase einer industriellen Feuerung mittels einer Abgasleitung 7 zugeführt. Die Abgasleitung 7 mündet in einen als Hohlkörper ausgebildeten, von Stützen 9 getragenen unteren Tragring 8 des Kühlturmschachtes 10. Das Abgas wird von dem als Verteilerring ausgeführten Tragring 8 durch gleichzeitig zur Versteifung des Kühlturmschachtes 10 dienende, auf den Umfang gleichmäßig verteilte Hohlrippen 11 nach oben und oberhalb des Schwadenfanges 5 in den durch einen Pfeil 12 angedeuteten Kühlluftstrom eingeführt. Zur besseren Durchmischung des Abgases mit dem Kühlluftstrom weisen, wie F i g. 2 im Detail zeigt, die Hohlrippen limit Richtung auf die Kühlturmmittellinie angeordnete Austrittiöffnungen 13 auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   1, Verfahren zum Ableiten von Abgasen mit geringem Schadstoffgehalt in die Atmosphäre, wobei die Abgase in den Kühlluftstrom eines Kühlbauwerkes, in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen, hinter dem Bereich des Wärmeaustausches zwischen der Kühlluft und dem zu kühlenden Kühlkreislaufwasser eingeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Abgase durch eine Mehrzahl von in den Schachtquerschnitt (10) führenden Ausmündungen in den Kühlluftstrom einführt

   Z Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der eine Abgasleitung zu einem Kühlbauwerk führt und in diesem, in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen, hinter dem Bereich des Wärmetauschs zwischen der Kühlluft und dem zu kühlenden Kühlkreislaufwasser ausmündet, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitung (7, 8,11) eine Mehrzahl von in den Schachtquerschnitt (10) führenden Ausmündungen (13) aufweist, die, in Strömungsrichtung (12) der Kühlluft gesehen, in einem Trockenkühlbauwerk hinter den Kühlelementen und in einem Naßkühlbauwerk oberhalb der Verteilerrinne (4) für das Kühlkreislaufwasser und vorzugsweise unterhalb der Schwadenfänge (5) für die Kühlluft angeordnet sind.

   3. Anlage nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen als tragendes Element in die Schachtwandung des Kühlbauwe.ks(l)eingebauten Ringkanal(8),der mindestens eine Zuführung (7) R- das Abgas und die Ausmündungen (13) aufweist.

   4. Anlage nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß Stützen des Kühlbauwerkes (1), insbesondere Stützen für ein Rieselwerk (3) oder für Kühlemente, als Hohlstützen (11) mit einer Zuführung für das Abgas und mindestens einer Ausmündung (13) pro Stütze (11) ausgebildet sind.