DE4336460A1 - Sorptionsanlage zur Reinigung von Industrieabgasen - Google Patents
Sorptionsanlage zur Reinigung von IndustrieabgasenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sorptionsanlage
zur Reinigung von Industrieabgasen mit einem aufrecht
stehendem Reaktionsbehälter, der mit einem von oben nach
unten rieselnden Sorptionsmaterial zumindest teilweise ge
füllt ist, und der zur Bestimmung des Strömungsverlaufes
des zu reinigenden Gases mit dachförmigen, horizontal ange
ordneten Rohgas- und Reingaskaskadenblechen bestückt ist.
Eine in Rede stehende Sorptionsanlage ist aus der
DE 33 44 571 C2 bekannt. Die Rohgas- und die Reingaskaskaden
sind jeweils sinngemäß wie eine Reihe nebeneinander angeord
net. Das zu reinigende Gas strömt durch das Sorptionsmaterial,
um die gasförmigen Verunreinigungen, beispielsweise Fluor
verunreinigungen, zu sorbieren. Der Rohgaseintritt liegt
dem Reingasaustritt gegenüber, so daß das Gas von der einen
zur gegenüberliegenden Seite strömt. Der Strömungsweg ist
dabei verhältnismäßig kurz. Eine derartige Sorptionsanlage
entspricht nicht mehr den heutigen Anforderungen, da die
Grenzwerte für gasförmige Emissionen durch eine als TA-Luft
bezeichnete Vorschrift festgelegt sind. Ferner ist diese
vorbekannte Sorptionsanlage normalerweise zur Sorption der
Fluorverunreinigungen geeignet.
Es sei noch erwähnt, daß die vorbekannte Anlage nicht dazu
ausgelegt ist, um die Rauchgase von Großanlagen, wie z. B.
von Kraftwerken zu reinigen, sondern für kleinere Industrie
anlagen. Der Investitionsaufwand muß dabei in Grenzen ge
halten werden, ferner müssen auch die Betriebskosten relativ
gering sein. Der Durchsatz solcher Anlagen beträgt beispiels
weise 50 000 Nm³/h.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Sorptionsanlage der gattungsgemäßen Art in konstruktiv ein
facher Weise so weiterzuentwickeln, daß die Sorption der gas
förmigen Verunreinigungen den steigenden Anforderungen durch
die TA-Luft an die Betreiber solcher Anlagen gerecht wird.
Außerdem sollen die Betriebskosten gegenüber den bekannten
Anlagen nicht erhöht werden.
Die gestellte Aufgabe wird gelöst, indem innerhalb des
Reaktionsbehälters mehrere neben- und/oder übereinander ange
ordnete Kaskadenblöcke angeordnet sind, die die Rohgas- und
die Reingaskaskadenbleche sowie quer dazu verlaufende,
horizontale im Sorptionsmaterial befindliche Kühlmittel
leitungen beinhalten, daß die jeweils angrenzenden Kaskaden
blöcke nacheinander von dem Rauchgas durchströmt werden, und
daß einem Kaskadenblock der Rohgaseintritt und der Kühlmittel
austritt und daß einem anderen Kaskadenblock der Reingasaus
tritt und der Kühlmitteleintritt zugeordnet ist.
Die erfindungsgemäße Anlage ist eine Trockensorptionsanlage,
die in technisch funktioneller Hinsicht wesentlich einfacher
ist als die Naßreinigungsanlagen oder Halbtrockenanlagen.
Bei der erfindungsgemäßen Anlage wird die Strecke, die das zu
reinigende Rauchgas innerhalb des Sorptionsmaterials durch
strömt, gegenüber den bekannten Anlagen wesentlich vergrößert,
da durch die Kaskadenblöcke sinngemäß Umlenkvorrichtungen
gebildet werden, so daß das Rauchgas mehrere Ebenen durch
strömt. Durch die Kühlmittelleitungen wird außerdem das
Rauchgas abgekühlt, wodurch der Sorptionseffekt noch wesent
lich erhöht wird. Allerdings ist darauf zu achten, daß das
Rauchgas nicht auf solche Temperaturen zurückgefahren wird,
wodurch Taupunkte unterschritten werden, die zu einer ver
stärkten Säurekorrosion führen. Mittels der erfindungsge
mäßen Anlage können bestimmte Verunreinigungen, beispiels
weise auf 1/3 des bislang erzielten Wertes zurückgefahren
werden. Durch die Kühlung wird erreicht, daß die Schadstoffe
wesentlich reaktionsfreudiger werden. Ferner kann man den
Sorptionsvorgang als Stufenvorgang bezeichnen, in der
schrittweise die Anteile der Verunreinigungen gesenkt werden.
Je nachdem wie hoch der zulässige Wert ist, kann die Anlage
mit einer entsprechenden Anzahl von Kaskadenblöcken ausge
rüstet werden. Durch die Zuordnung des Rohgaseintrittes und
des Kühlmittelaustrittes zu einem gemeinsamen Kaskadenblock
und die Zuordnung des Reingasaustrittes und des Kühlmittel
eintrittes zu einem gemeinsamen Kaskadenblock wird erreicht,
daß die Temperaturdifferenzen zwischen den Gasen und dem
Kühlmittel verhältnismäßig klein sind, so daß es nicht zu
Temperaturdifferenzen kommt, die zu einer Unterschreitung
des Taupunktes führen. Durch die erfindungsgemäße Anordnung
arbeitet jeder einzelne Kaskadenblock im Kreuzstromverfahren,
da sich der Gasstrom quer zum Kühlmittelstrom bewegt als Gan
zes besehen arbeitet die Anlage durch die Reihenschaltung der
Kaskadenblöcke im Gegenstrom. Das Sorptionsmaterial rieselt
in der Anlage von oben nach unten. Dadurch ergibt sich der
Vorteil, daß das am wenigsten mit Schadstoffen belastete
Rauchgas mit dem Sorptionsmittel beaufschlagt wird, welches
überhaupt noch keine Schadstoffe oder nur geringe Anteile
aufgenommen hat. Dadurch kann das Sorptionsmaterial noch
restliche, im Rauchgas vorhandene Schadstoffe aufnehmen, so
daß insgesamt
die Werte noch gesenkt werden. Außerdem kommt das am
stärksten mit Schadstoffen belastete Rauchgas mit Sorptions
material in Kontakt, welches bereits Schadstoffe sorbiert
hat. Durch den hohen Anteil der Schadstoffe im Rauchgas kann
es jedoch noch weitere Schadstoffe sorbieren. Durch die be
reits erwähnten, geringen Temperaturdifferenzen zwischen dem
Rauchgas und dem Kühlmittel wird ein Kälteschock vermieden.
Da die gesamten Oberflächen der Kühlmittelleitun
gen mit Sorptionsmaterial bedeckt sind, wird auch an den
Oberflächen entstehendes Kondensat sorbiert. Ferner wird
durch die Kombination des Kreuz- mit dem Gegenstromverfahren
die Sorption der Schadstoffe durch das Sorptionsmaterial
begünstigt.
Damit ein geschlossener Kreislauf für das Kühlmittel gebildet
wird, ist vorgesehen, daß die Kühlmittelleitungen der
einzelnen Kaskadenblöcke in einer Strömungsverbindung mitein
ander stehen. Damit der konstruktive Aufwand auf das mindeste
beschränkt wird, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform
der Sorptionsanlage vorgesehen, daß sie mit vier Kaskaden
blöcken bestückt ist. Damit eine kompakte Bauweise der An
lage möglich ist, werden zweckmäßigerweise jeweils zwei
Blöcke neben- und übereinander angeordnet. Für die Temperatur
regelung der Kühlluft und demzufolge auch der Reingastempera
tur ist vorgesehen, daß zwischen den Bereichen des Kühlmittel
eintrittes und des Kühlmittelaustrittes eine Bypaßrohrleitung
installiert ist. Das Kühlmittel zirkuliert dann teilweise
im kleinen Kreislauf.
Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung noch
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den verfahrensmäßigen Ablauf und den konstruktiven
Grundaufbau der erfindungsgemäßen Sorptionsanlage,
Fig. 2 einen Kaskadenblock als Einzelheit in perspektivischer
Darstellung,
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Sorptionsanlage in einer
Vorderansicht, rein schematisch,
Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Seitenansicht.
Die erfindungsgemäße Sorptionsanlage beinhaltet einen nicht
näher erläuterten Reaktionsbehälter 10 und ein darüber ange
ordnetes Vorratssilo 11. Unterhalb des Reaktionsbehälters
10 sind zwei Auslauftrichter 12, 13 für das nicht weiter
dargestellte Sorptionsmaterial vorgesehen. Das Sorptions
material rieselt von den Austrageschnecken 14, 15 gesteuert
vom Vorratssilo 11 durch den Reaktionsbehälter 10 in die
Auslauftrichter 12, 13.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Auslauf
trichter und zwei Austrageschnecken erforderlich, da inner
halb des Reaktionsbehälters 10 vier in der Fig. 2 genauer
dargestellte Kaskadenblöcke 16, 17, 18, 19 installiert sind.
Die Kaskadenblöcke 16 und 17 sowie 18 und 19 stehen neben
einander, während die Kaskadenblöcke 17, 18 und 16 und 19
übereinander stehen. Aus der Fig. 2 ergibt sich, daß das
Sorptionsmaterial durch jeden Kaskadenblock 16 bis 19 von
oben nach unten hindurch rieselt. Jeder Kaskadenblock ent
hält Rohgaskaskadenbleche 20 und Reingaskaskadenbleche 21.
Zur Unterscheidung sind die dachförmig ausgebildeten Roh
gaskaskadenbleche 20 in Vollinien und die ebenfalls dach
förmig ausgebildeten Reingaskaskadenbleche 21 in unter
brochenen Linien gezeichnet. Wie die Fig. 2 zeigt, sind
die Rohgaskaskadenbleche 20 und die Reingaskaskadenbleche
21 auf zwei verschiedenen Ebenen angeordnet, beginnend mit
einer Ebene von der unteren Seite her mit Reingaskaskaden
blechen 21 und endend an der oberen Seite mit Rohgaskaskaden
blechen 20. Die einzelnen Kaskadenbleche der verschiedenen
Ebenen liegen in einem Abstand zueinander. Das durchrieselnde
Sorptionsmaterial bildet unterhalb der Rohgaskaskadenbleche
20 und der Reingaskaskadenbleche 21 Hohlräume, durch die
der Strömungsverlauf des zu reinigenden Gases definiert ist.
Zwischen den einzelnen Ebenen der Kaskadenbleche 20 bzw. 21
verlaufen Kühlmittelrohre 22, die entsprechend der Anordnung
der Kaskadenbleche 20 bzw. 21 auf drei zwischen den Kaskaden
blechen 20, 21 liegenden Ebenen angeordnet sind. Im darge
stellten Ausführungsbeispiel sind in jeder Ebene fünf
Kühlmittelleitungen 22 parallel und im Abstand zueinander
angeordnet. Außerdem verlaufen sie quer zu den Kaskaden
blechen 20 bzw. 21. In nicht näher dargestellter Weise sind
die Kühlmittelleitungen 22 der Kaskadenblöcke 16 bis 19
strömungstechnisch so miteinander verbunden, daß durch die
Kühlmittelleitungen 22 der einzelnen Kaskadenblöcke 16 bis
19 eine Gesamtleitung entsteht. In der Fig. 1 ist durch die
durch Pfeile gekennzeichnete Linie I der Strömungsverlauf
des zu reinigenden Gases angedeutet. Danach durchströmt das
Gas zunächst den Kaskadenblock 16, anschließend den auf
gleicher Höhe daneben liegenden Kaskadenblock 17, anschließend
wird es durch eine außerhalb liegende Leitung in den darüber
liegenden, jedoch nicht im Versatz stehenden Kaskadenblock
18 geleitet und anschließend in den auf gleicher Höhe da
neben und oberhalb des Kaskadenblockes 16 liegenden Kaskaden
block 19 geführt, bevor es aus dem Reaktionsbehälter 10 ab
gezogen wird. Durch die durch Pfeile gekennzeichnete Linie
II ist der Strömungsweg des Kühlmittels dargestellt. Danach
strömt das Kühlmittel zunächst in die Kühlmittelleitungen
22 des Kaskadenblockes 19 ein. Anschließend wird es in den
Kaskadenblock 18, danach in den Kaskadenblock 17 und dann
in den Kaskadenblock 16 geführt, woraufhin es aus dem
Reaktionsbehälter 10 abgezogen wird. Demzufolge sind der
Rohgaseintritt und der Austritt des Kühlmittels dem Kaskaden
block 16 zugeordnet. Analog ist der Reingasaustritt und der
Kühlmitteleintritt dem Kaskadenblock 19 zugeordnet. Demzu
folge wirken das abgekühlte Reingas mit dem innerhalb des
Reaktionsbehälters 10 aufgewärmten Kühlmittel zusammen.
Gleiches gilt auch für das Rohgas mit erhöhter Temperatur
und dem erwärmten Kühlmittel innerhalb des Kaskadenblockes
16. Demzufolge sind die Temperaturdifferenzen zwischen den
Gasen und dem Kühlmittel relativ gering. Aus der Figur er
gibt sich, daß jeder Kaskadenblock 16 bis 19 im Querstrom
verfahren arbeitet. Außerdem ist deutlich zu erkennen, daß
die vier hintereinander geschalteten Querstromtauscher nach
dem Gegenstromverfahren arbeiten, wenn man die Anlage als
Ganzes betrachtet.
Aus der Fig. 1 ergibt sich ferner, daß sich bei der Anord
nung mit vier Kaskadenblöcken, die vom Gas zurückzulegende
Strecke gegenüber den bekannten Anlagen verdoppelt, da Ein
tritt und Austritt an derselben Seite liegen. Durch eine Er
höhung der Kaskadenblöcke kann diese Strecke entsprechend
vergrößert werden. Durch eine strichpunktierte Linie ist in
der Fig. 1 eine Bypaßleitung 23 gekennzeichnet, um das
Kühlmittel vom Kaskadenblock 19 in den Kaskadenblock 16 im
Sinne eines kleinen Kreislaufes zu leiten, um die Temperatur
des Kühlmittels und demzufolge auch des Reingases zu regeln,
damit beide Temperaturen auf vorbestimmte Werte gehalten
werden. Aus der Fig. 1 ergibt sich, daß der Reingasaustritt
und der Kühlmitteleintritt im oberen Bereich liegen. Dadurch
wird das noch nicht mit Schadstoffen belastete Sorptions
material mit einem Rauchgas beaufschlagt, welches bereits
bestimmte Anteile von Schadstoffen an das Sorptionsmaterial
übertragen hat. In diesem Bereich ist das Sorptionsmaterial
noch reaktionsfreudig, so daß auch noch eine Reaktion statt
findet, wenn der Anteil der Schadstoffe im Rauchgas schon
relativ gering ist. Da der Rauchgaseintritt und der Kühl
mittelaustritt im unteren Bereich des Reaktionsbehälters
liegen, wird das noch nicht gereinigte, einen hohen Anteil
an Schadstoffen enthaltende Rauchgas mit einem Sorptions
material zusammengeführt, welches bereits Schadstoffe sor
biert hat. Trotzdem kann es noch weitere Schadstoffe sor
bieren, bedingt durch den hohen Anteil im Rauchgas.
In den Fig. 3 und 4 ist rein schematisch der konstruktive
Aufbau der Sorptionsanlage dargestellt. Danach enthält sie
einen Kühlmittelansaugstutzen 24, der auf Höhe des Kaskaden
blockes 16 liegt, wobei das Kühlmittel über eine Rohrleitung
zum Kaskadenblock 19 transportiert wird. Auf Höhe des
Kaskadenblockes 16 liegt eine Warmluftabgangsklappe 25.
Durch das Bezugszeichen 26 ist ein Rauchgasventilator ge
kennzeichnet. Ein Rohgasansaugstutzen, der im unteren Bereich
der Kaskadenblöcke 16, 17 ist durch das Bezugszeichen 27
und ein im oberen Bereich der Kaskadenblöcke 18, 19 liegender
Reingasabgangsstutzen ist durch das Bezugszeichen 28 gekenn
zeichnet. Da üblicherweise als Kühlmittel Kühlluft verwendet
wird, ist die Anlage außerdem noch mit einem außerhalb des
Reaktionsbehälters 10 liegenden Kühlmittelventilator 29 aus
gerüstet. Durch den Pfeil A ist in der Fig. 1 angedeutet,
daß das Sorptionsmaterial von oben her in das Vorratssilo
11 gefördert wird. Als Sorptionsmaterial kommt normalerweise
ein körniges Material in Frage. Die Austrageschnecken 14,
15 sind getrennt steuerbar, so daß die Geschwindigkeit des
von oben nach unten rieselnden Sorptionsmaterials durch die
Laufzeiten und ggf. auch durch die Drehzahl der Austrage
schnecken 14 verändert werden kann. Dies ist durch die beiden
Pfeile B und C gekennzeichnet. Außerdem ergibt sich aus dem
Schema nach der Fig. 1, daß das von den Austrageschnecken
14, 15 abtransportierte Sorptionsmaterial zusammengeführt
wird, wie durch die unterbrochene Linie D angedeutet ist.
Claims (7)
1. Sorptionsanlage zur Reinigung von Indüstrieabgasen mit
einem aufrecht stehenden Reaktionsbehälter, der mit einem
von oben nach unten rieselnden Sorptionsmaterial zumindest
teilweise gefüllt ist, und der zur Bestimmung des
Strömungsverlaufes des zu reinigenden Gases mit dach
förmigen, horizontal angeordneten Rohgas- und Reingas
kaskadenblechen bestückt ist, dadurch ge
kennzeichnet, daß innerhalb des Reaktions
behälters (10) mehrere neben- und/oder übereinander ange
ordnete Kaskadenblöcke (16 bis 19) angeordnet sind, die
die Rohgas- und die Reingaskaskadenbleche sowie quer da
zu verlaufende, horizontale im Sorptionsmaterial befind
liche Kühlmittelleitungen (22) beinhalten, daß die jeweils
angrenzenden Kaskadenblöcke (16 bis 19) nacheinander von
dem Rauchgas durchströmt werden, und daß einem Kaskaden
block (16) der Rohgaseintritt und der Kühlmittelaustritt
und daß einem anderen Kaskadenblock (19) der Reingasaus
tritt und der Kühlmitteleintritt zugeordnet ist.
2. Sorptionsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlmittelleitungen (22) der einzelnen Kaskaden
blöcke (16 bis 19) in einer Strömungsverbindung mitein
ander stehen.
3. Sorptionsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Reaktionsbehälter mit vier Kaskadenblöcken (16
bis 19) bestückt ist.
4. Sorptionsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils zwei Kaskadenblöcke (16, 17; 18, 19; 17, 18;
16, 19) neben- und übereinander angeordnet sind.
5. Sorptionsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem
Kühlmitteleintritt und dem Kühlmittelaustritt eine Bypass
leitung (23) installiert ist.
6. Sorptionsanlage nach einem oder mehreren der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohgas
kaskadenbleche (20) und die Reingaskaskadenbleche (21)
wechselweise in verschiedenen Höhen innerhalb jedes
Kaskadenblockes (16 bis 19) angeordnet sind.
7. Sorptionsanlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlmittelleitungen (22) zwischen den aus den
Rohgaskaskadenblechen (20) und den Reingaskaskadenblechen
(21) gebildeten Ebenen verlaufen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934336460 DE4336460A1 (de) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | Sorptionsanlage zur Reinigung von Industrieabgasen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934336460 DE4336460A1 (de) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | Sorptionsanlage zur Reinigung von Industrieabgasen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4336460A1 true DE4336460A1 (de) | 1995-04-27 |
Family
ID=6501026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934336460 Withdrawn DE4336460A1 (de) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | Sorptionsanlage zur Reinigung von Industrieabgasen |
Country Status (1)
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