DE2364678A1

DE2364678A1 - Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen entfernung von schwefeldioxid aus einem abgas

Info

Publication number: DE2364678A1
Application number: DE2364678A
Authority: DE
Inventors: John Gillespie Wenner
Original assignee: Universal Oil Products Co
Current assignee: Universal Oil Products Co
Priority date: 1973-12-27
Filing date: 1973-12-27
Publication date: 1975-07-03

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Entfernung von Schwefeloxiden aus einem Abgasstrom und spezieller ein kontinuierliches System mit rotierender Schicht, das das Erfordernis eines "Schwingschicht"-Betriebes vermeiden kann, um eine periodische Regenerierung eines SO₂-adsorbierenden Materials zu bewirken. Nach einem spezielleren Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein System mit rotierender Schicht, worin zwei Stufen rotierender Schichten benutzt und von einer gemeinsamen axialen Kraftquelle aus zum Rotieren gebracht werden, wobei eine erste in Kontakt stehende rotierende Einheit als Wärmeaustauscherzone dient, um die Temperatur des zu einer zweiten Stufe, einer Schwefeloxidentfernungszone entlangstreichenden Feuerungs-

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abgasstromes zu regulieren.

Die schädlichen Wirkungen auf Menschen und Gegenstände, die durch die Abgabe von Schwefeloxiden an die Atmosphäre zusammen mit Verbrennungsabgasen oder anderen Abgasströmen verursacht werden, sind allgemein bekannt und brauchen hier nicht diskutiert zu werden. In jedem Fall gibt es wegen der schädlichen Wirkungen von Schwefeloxiden einen Bedarf, verbesserte billige Methoden und Einrichtungen zur Behandlung von Abgasströmen, die diese Verunreinigungen entfernen, zu erhalten. An vielen örtlichkeiten ist es auch verboten, Steinkohle mit hohem Schwefelgehalt als Brennstoff zu verwenden, es sei denn, daß mit der Anlage Verbrennungsabgasbehandlungsstufen verbunden werden.

Tatsächlich können Schwefeldioxid (SO₉) und andere Schwefeloxide aus Abgasströmen nach verschiedenen VerfahrensSchemen entfernt werden und wurdenauch bereits entfernt, und diese schliessen folgende Methoden ein: Absorption, Adsorption, Nasswäsche, chemische Reaktion mit trockenen Akzeptoren und entsprechende Verfahrenstypen. Bei der Verwendung von Sorptionsschichten oder mit Akzeptormaterialien besteht der Bedarf, einen Sorptionskreislauf und einen Desorptions- oder Regenerierkreislauf zu haben, welcher seinerseits die Benutzung eines "Schwingreaktors" oder eines umschaltschichtbetriebes erfordert, um die kontinuierliche Behandlung eines Abgasstromes zu erhalten. Das Umschaltschichtsystem erfordert seinerseits zwei Kammern und aufwendige Ventil- und Zeitregeleinrichtungen, um eine gut arbeitende Anlage zu bekommen .

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Anstelle der Verwendung eines Schwingreaktors kann auch eine bewegte Schicht von Akzeptormaterial benutzt werden, die zwischen einer Sorptionszone und einer Regenerierzone bewegt werden kann. Diese Art von System kann jedoch ernsthafte Handhabungsprobleme und Materialabriebprobleme ergeben.

Nach noch einer anderen Alternative ergibt das vorliegende verbesserte System, daß das feste sorptive Material in einer feststehenden Schicht auf bzw, in einer rotierenden Scheibe oder einem.rotierenden Zylinder gehalten wird, so daß das feste Material in Abschnittsteilen der rotierenden Schicht der Anlage vorliegt und das Material so kontinuierlich alternierend zwischen einem Abgasstrom und einem Regenerierstrom hin und her bewegt wird.

Es kann als ein weiteres Ziel und ein weiterer Vorteil des vorliegenden verbesserten Systems angesehen werden, eine zweistufige Anordnung mit rotierender Schicht zu benutzen, worin eine Schicht der ersten Stufe verwendet werden kann, um Wärme dem ankommenden verunreinigten Verbrennungsabgasstrom zuzuführen oder ihm nutzbare Wärme zu entziehen und dann den hinsichtlich der Temperatur eingestellten Strom zu der zweiten Stufe, der Schwefeloxid adsorbierenden, rotierenden Schicht zu führen. Die Schicht der ersten Stufe hat eine Wärmeaustauschoberfläche, die geeignet ist, Wärme zu einem Luftstrom oder einem anderen Gasstrom zu überführen, während die Schicht der zweiten Stufe aktivierte Kohle, Tonerde, zeolithische Molekularsiebe, Kupferoxid oder andere geeignete SO₂-Akzeptormaterialien enthält, welche abwechselnd SO₂ aufnehmen und dann regeneriert werden, indem sie in einen Strom von Wasserdampf,

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Stickstoff, Kohlendioxid, Methan oder anderer desorbierender und/ oder regenerierender gasförmiger Medien gedreht werden.

Demnach liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur kontinuierlichen Entfernung von SO₂ aus einem Abgas, indem man das Gas durch einen Teil einer rotierenden Schicht eines gasdurchlässigen Wärmeaustauschmaterials führt und dabei die Temperatur des Abgases einstellt und sodann das Abgas durch wenigstens einen Abschnitt einer rotierenden Schicht einer gasdurchlässigen, zylinderförmigen Schicht eines S0₂-Akzeptors, der in Segmente oder Abschnitte unterteilt ist, leitet, um daraus einen Abgasetrom mit vermindertem S0₂~Gehalt zu gewinnen, und gleichzeitig ein Regeneriergas durch wenigstens einen Abschnitt des Akzeptors leitet und so SO₂ im wesentlichen aus dem Akzeptor entfernt und diesen regene-riert. '

Bei einer anderen Ausführungsform liefert die vorliegende Erfindung die Apparatur, die erforderlich ist, um das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung durchzuführen.

Es kann ein Reinigur.gsstromeinlaß und ein gegenüberliegender Reinigungsstromauslaß zum Ausstreifen und Reinigen von überschüssigem unerwünschtem Regeneriermedium, welches in dem Kontaktmaterial verblieben ist, bevor dieses in eine Stellung für einen Kontakt mit dem schwefeloxidhaltigen Strom weitergedreht wird, vorgesehen sein. Beispielsweise kann Wasserdampf oder Stickstoff benutzt werden, um einen CO₂-Ausstreifgasstrom aus dem adsorptiven Material auszuspülen, na-chdem dieses durch den Weg der Regene-

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rierung oder des Ausstreifgasmediums gedreht wird, wodurch man eine Entfernung von restlichem Ausstreifgas und Schwefeloxiden, die noch in dem Material vorhanden sein können, bekommt, bevor der desorbierte Anteil wieder den Weg des Abgasstromes erreicht.

In Verbindung mit der rotierenden Schicht für den Wärmeaustausch sowie bei der rotierenden Schicht, die das Adsorbensmaterial für Schwefeloxide enthält, sollen mehrere geeignete Radialtrennwände über die Tiefe einer jeden Schicht vorgesehen sein, um segmentartige Zonen oder Abteile zu bekommen und um eine seitliche überführung der gasförmigen Ströme durch' die zylinderförmigen Schichten auszuschliessen. So umfaßt jede Schicht mehrere Segmente, die eine seitliche Gasüberführung von einem Segment zu dem nächsten verhindern, die aber einen Gasfluß von einer Stirnfläche zur anderen und von einer Einlaßleitung zu einer Auslaßleitung gestattet, welche letztere in festen gegenüberliegenden Stellungen bezüglich der rotierenden Schicht angebracht sein können. Natürlich sollen Deckplatten oder Endgehäuse vorgesehen sein, die den Gasfluss durch die Schicht ums cn lies ».en und im wesentlichen verhindern, ausgenommen in den Zonen, wo einander gegenüberliegende Leitungen vorgesehen sind, um einen Fluss in Längsrichtung durch eine rotierende Schicht zu gestatten. Ein Durchlecken von Gasflusströmen in den Zonen der Leitungen kann durch geeignete Dichtungseinrichtungen oder durch "Einblutströme" eines Dichtungsgases ausgeschlossen werden. Mit anderen Worten, geeignete, peripher angeordnete Gaseinlaßeinrichtungen können dazu dienen, Wasserdampf, Stickstoff oder ein anderes gasförmiges Medium "elnzubluten", was im Effekt den Auswärtsfluss eines Abgasstromes oder

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eines Ausstreif- oder Desorptionsmediums verhindert.

In der vorliegenden Beschreibung werden die Ausdrücke "S0₂-sorptives Material" oder "SCU-adsorptives Material" oder "S0₂-Kontaktmaterial" im allgemeinen Sinne verwendet, nämlich insofern, als die Schicht ein wirklich adsorptives Material sein kann oder ein Kontaktmaterial, wie^ Kupferoxid auf einem Träger umfassen kann, welches mit dem S0~ reagiert.

So kann das Material auch durch ein reduzierendes Gas regeneriert werden, statt desorbiert su werden. Somit werden die Ausdrücke "Regenerierung" und "Desorbieren" auch im allgemeinen Sinne und/ oder synonym benutzt und sollen keine Beschränkung darstellen.

Die Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung und die folgende Beschreibung dienen einer schematischen Erläuterung der vorliegenden verbesserten Methode einer Entschwefelung und der Vorteile einer Benutzung einer kombinierten zweistufigen Rotationsschichtanordnung, die zu einem Wärmeaustausch-Entschwefelungssystem führt.

Fig. 1 derZeichnung ist eine schematische Darstellung des vorliegenden verbesserten zweistufigen Systems mit einer unteren rotierenden Wärmeaustauschschicht und einer oberen rotierenden Schicht, die ein Schwefeloxidadsorbensmaterial enthält.

Die Fig. 2 und 3 der Zeichnung sind Teilschnitte entlang den Linien 22 und 3-3 in Fig. 1. .

Fig. 4 der Zeichnung ist ein Teilsehnitt durch einen Abschnitt

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eines Gasauslasses, der ein Mittel zur Dichtung zwischen einer Deckeleinrichtung und einem Kantenabschnitt einer der rotierenden Schichten der Anlage bewirkt, wie durch Linie 4-4 in Fig. 2 gezeigt ist.

Fig. 5 ist ein Teilschnitt durch eine Kante einer Deckeleinrichtung und eine Kante einer der rotierenden Schichten der Anlage, um die Benutzung eines Nebenstromes zur Verhinderung des Austritts eines Gasstromes, welcher durch eine rotierende Schicht des Systems geht, zu erläutern.

Fig. 6 der Zeichnung zeigt schematisch die Benutzung getrennter Wellen für die voneinander beabstandeten drehbaren Schichten in einem Mehrschichtsystem.

In Fig. 1 der Zeichnung ist ein unteres rotierendes Gehäuse 1 gezeigt, das so konstruiert ist, daß es ein gasdurchlässiges Wärmeüberführungsmaterial 2enthält, welches seinerseits in mehreren Segmenten aufgrund der Verwendung mehrerer voneinander beabstandeter, radial verlaufender Trennwände 3 (wie in Fig. 3 gezeigt) gehalten werden soll. Die drehbare Schicht 1 ist um eine geeignete Aj?ialwelle 4 angeordnet und so konstruiert, daß sie sich um diese dreht, und diese Axialwelle 4 ist ihrerseits auf einem Endlagerteil 5 abgestützt. Auch ist ein oberes drehbares Gehäuse 6 gezeigt, das gasdurchlässiges Kontaktmaterial 7 enthält. Dieses letztere Gehäuse ist so gezeigt, daß es auch mit einem verlängerten Abschnitt der Welle 4 verbunden ist, welche ihrerseits über Zahnräder 8 und 9 mit einem Motor 10 verbunden ist, so daß es eine ausreichende Antriebskraft gibt, die eine kon-

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tinuierliehe Rotation für jedes der Kontaktmaterialien 2 und 7 in den betreffenden Gehäusen 1 und 6 liefert. Als eine Alternative und als weitere nachfolgend beschriebene Möglichkeit kann auch ein getrennter Motorantrieb für jeweils das obere und untere Gehäuse vorgesehen sein, so daß man unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeitenfür die beiden Kontaktschichten bekommen kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung hat die untere Wärmeaustauschschicht, wie bei 2 in dem Gehäuse 1, eine Einlaßleitung 11 in Verbindung mit der Deckeleinrichtung 12, so daß der eintretende SO-j-haltige Abgasstrom in Kontakt mit einem Wärmeaustauschmaterial 2 treten kann, bevor er in eine Überführungsleitung 13 und dann in das Schwefeloxide adsorbierende Material 7 gelangt. Etwas Abgas kann zu heiß sein. Um das heiße Abgas zu kühlen, tritt. Kühlluft, gewöhnlich Verbrennungsluft, über Leitung 14 zu einem indirekten Wärmeaustausch mit heißem Abgas ein. Heiße Luft verläßt die Vorrichtung über die Leitung 16. Stattdessen kann das Abgas auch kühler als erwünscht sein und ein Aufwärmen erfordern. Beispielsweise bei einer mit Kupferoxid überzogenen Tonerde als SO„-Akzeptormaterial kann es erforderlich sein, das Verbrennungsabgas auf etwa 34O°C (75O°F) zu erhitzen. So wird Wärme, die auf das wärmeleitfähige " Material 2 überführt wird, durch dessen kontinuierliche Drehbewegung an das Abgas abgegeben, bevor dieses in das Material 7 eintritt. Der Heizstrom aus Dampf oder getrennten heißen Verbrennungsabgasen strömt auf einem getrennten Gasweg , wie durch den Fluss zwischen der Einlaßleitung 16 in Verbindung mit der Deckplatte 12 und einer gegenüberliegenden Gasauslaßleitung 14 in Verbindung mit der Deckplatte 15 vorgesehen ist. Mit anderen Worten, erhitzte Luft oder ein anderer erhitzter

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Gasstrom kann, um Wärme abzugeben, in einer Weise eingeführt werden, daß er kontinuierlich durch ein oder mehrere Segmente des wärmeleitenden Materials 2 strömt und einen resultierenden gekühlten Strom liefert, der die Leitung 14 verläßt. Wenn der Abgasstrom erhitzt wird, ist die Richtung von Kühlfluss und erhitzter Luft selbstverständlich umgekehrt gegenüber dem in Fig. gezeigten Fluss.

Wie am besten in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, kann ein⁰¹ gekühlter Strom durch die Leitung 14 ausgetragen werden, nachdem er das Wärmeaustauschmaterial 2 passiert hat und nachdem er durch die Einlaßleitung 16 in das Gehäuse 1 eingetreten ist, während gleichzeitig ein Abgasstrom regulierter Temperatur in die Einlaßleitung 11 eintritt, um aufwärts durch eine andere Reihe von Segmentzonen des Kontaktmaterials 2 zu gelangen und durch eine Oberführungsleitung 13 diese zu verlassen, um anschliessend in das Schwefeloxidadsorbensmaterial 7 zu fliessen. Wie oben festgestellt, können verschiedene Typen von Materialien und Anordnungen benutzt werden, wie bezüglich des Wärme adsorbierenden Materials 2 in dem Gehäuse 1, und die vorliegende Erfindung soll nicht auf irgendeine spezielle Metall- oder Materialtype beschränkt sein.

Fig. 3 der Zeichnung zeigt schematisch-gewellte Metallstreifen, die sich in Längsrichtung von einer Vorderseite zu der anderen bei dem Gehäuse 1 erstrecken, so daß eine Kontaktschicht 2 mit verlängerter Oberfläche mit einem minimalen Druckabfall für den Verbrennungsgasstrom vorliegt. Es können jedoch auch andere Typen

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yon Wärrtieaus taus chpackungen benutzt werden.

Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 1 der Zeichnung und die zweite Kontaktstufe, die durch das rotierende Gehäuse 6 mit Kontaktmaterial 7 geliefert wird, gelangt der Abgasstrom von der Wärmeaustauschzone· oder dem Gehäuse 1 über die Leitung 13 in die Schicht 7, um kontinuierlich über die Auslaßleitung 18 von der Deckplatte 19 im wesentlichen frei von Schwefeloxiden ausgetragen zu werden. Es sei unter Bezugnahme auf Fig. 2 der Zeichnung darauf hingewiesen, daß es in dem Gehäuse eine segmentartige Anordnung für das Kontaktmaterial 7 gibt, und zwar aufgrund mehrerer radial verlaufender Trenneinrichtungen 20, die eine in Abteilungen unterteilte Schicht 7 ergeben, so daß eine seitliche überführung eines Gasstromes durch die Schicht von einem Segment zu einem anderen in ähnlicherweise wie bei der Konstruktion des Gehäuses 1 ausgeschlossen wird. Die Größe oder Querschnittsfläche der Leitungen 13 und 18 an der betreffenden Deckplatte 17 bzw. 19 soll in jedem Fall ausreichen, um über wenigstens eine Abteilung bzw. ein Segment in dem Gehäuse 6 mit einem Gehalt an Kontaktmaterial 7 sich zu erstrecken, um zu bewirken, daß der Abgasstrom mit einem ausgewählten Teil der zylinderförmigen Kontaktschicht 7 in Kontakt tgitt, während diese kontinuierlich durch den Stromweg rotiert.

Gleichzeitig mit dem kontinuierlichen Fluss des Abgasstromes durch das Kontaktmaterial 7 gibt es einen kontinuierlichen Fluss eines gasförmigen Ausstreifmediums durch einen anderen ausgewählten Segmentabschnitt des Koritaktmaterials 7, wie durch einen Gasweg von einer Gaseinlaßleitung 21 in Verbindung mit der Deckplatte

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und einer gegenüberliegenden Auslaßleitung 22 in Verbindung mit der Deckplatte 17 vorgesehen ist. .Wegen der radialen Unterteilungseinrichtungen 20 ist der Ausstreifgasstrom natürlich auf den Durchgang durch ein oder mehrere Segmente der Schicht 7 und des Gehäuses 6 beschränkt, wie durch die Querschnittsfläche der Leitungen 21 und 22 sowie die damit verbundenen Öffnungen in den Deckplatten 19 und 17 bestimmt werden kann. Es ist nicht daran gedacht, die vorliegende Erfindung auf irgendein spezielles Ausstreifgas oder Regeneriermedium zu beschränken, und es können beispielsweise Kohlendioxid, Sticksrtoff, Wasserdampf oder andere Medien, die eine Desorption von Schwefeloxiden von dem Adsorptionsmedium bewirken können, benutzt werden. Wenn andererseits das Akzeptormaterial in den Schichten 7 Kupferoxid ist, dann kann das Regeneriergas ein Reduktionsmittel, wie Kohlenmonoxid, Wasserstoff und/oder einen leichten Kohlenwasserstoff, wie Methan, umfassen.

Wenn es erwünscht scheint, kann auch ein Zwischenreinigungsgasstrom benutzt werden, der in Längsrichtung durch die Schicht und das Gehäuse 6 an einer Stelle bezüglich der Rotation der Schicht 7 geführt wird, so daß er dem Ausstreifgasstrom derart folgt, daß das restliche Ausstreifgas und restliche Schwefeloxide ihrerseits aus der Schicht entfernt werden, bevor diese weiter in eine Position entsprechend dem Weg des Abgasstromes von der überführungsleitung 13 gedreht wird. So kann, wie am besten in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, eine zusätzliche Leitung 23 in verbindung mit der Deckplatte 19 vorgesehen sein, um einen Reinigungsgasstrom durch die Schicht 7 und das Gehäuse 6 zu einer Auslaßleitung 24 zu überführen, welche sich von der Deckplatte

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17 aus auf der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 6 erstreckt. Wie bei den anderen Leitungen, die mit den Gehäusen 1 und 6 verbunden sind, sollten jeweils die Einlaß- und Auslaßleitungen in jedem Fall einander derart gegenüberliegen, daß der Gasstrom von einer Frontseite des Gehäuses zu der anderen in geradliniger Längsrichtung strömt. Auch sollen die Leitungen und die dazugehörigen Durchlässe durch die verschiedenen Deckplatten in jedem Fall so bemessen sein, daß sie sich über wenigstens einen Segmentabschnitt einer benachbarten Schicht erstrecken, so daß es einen optimalen Fluss durch wenigstens einen Segmentabschnitt jeder Schicht für jeden Gasstrom gibt. Die Größe der Abteilungen oder Segmente in der Schicht, wie sie durch die Zahl der benutzten radialen Trenneinrichtungen bestimmt wird, soll durch die Größe einer speziellen Rotationsschichteinheit und die Menge an gasförmigem Medium, das zur Schwefeloxidentfernung, zum Ausstreifen und Wärmeaustauschen usw. behandelt werden soll, bestimmt werden. Tatsächlich kann zu irgendeinem Zeitpunkt die Abgasschicht durch etwa die Hälfte der rotierenden Schicht und der Ausstreif- oder Reduktionsstrom durch etwa die andere Hälfte der rotierenden Schicht gehen, es sei denn, daß Zwischenreinigungszonen vorgesehen sind, wie sie zwischen den Adsorptions- und Desorptionszonen erforderlich sein können. In ähnlicher Weise kann derAbgasstrom etwa durch die Hälfte des Wärmeaustauschmaterials 2 in der ersten Stufe in Gehäuse 1 strömen, während der Wärmeaustauschstrom durch etwa die andere Hälfte des Kontaktmaterials 2 strömen kann, da ein seitlicher Fluss durch die radialen Trenneinrichtungen 3 ausgeschlossen ist.

Wenn man aktivierte Kohle oder einen anderen Akzeptor in der

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Schicht 7 verwendet, kann ein wesentliches Kühlen des Verbrennungs-/ab

gasstromes auf etwa 93 C oder weniger erforderlich sein. Mit anderen Worten, es wird genügend Wärmeaustauschmedium in einem Gehäuse 6 vorgesehen, um die Verbrennungsabgastemperatur von irgendeiner höheren Temperatur aus auf 93°C oder weniger herabzusetzen. Gleichzeitig und in kontinuierlicher Weise kann Luft von dem wärmeleitenden Material 2 erwärmt werden, indem ein solcherLuftstrom durch einen anderen Abschnitt des Gehäuses 1 strömt, v/ie beispielsweise über den Weg zwischen einer Einlaßleitung 14 und einer Auslaßleitung 16, Wie durch das vorliegende System vorgesehen ist, kann jedoch auch das Wärmeaustauschmaterial 2 erhitzt werden, um seinerseits eine Steigerung der Temperatur des Abgasstromes durch die Leitung 13 zu dem SO^-Akzeptormaterial 7 zu ergeben. Beispielsweise kann ein Material aus Kupferoxid auf Tonerde auf eine Temperatur im Bereich von 371 bis 454°C (700 bis 85O°F) erhitzt werden, während ein Vanadinpentoxidmaterial auf eine Temperatur im Bereich von 316 bis etwa 482 C (600 bis etwa 900°F) erhitzt werden kann.

Es sei festgestellt, daß Gleichst-rom bezüglich des Kontaktmaterials 2 nicht notwendigerweise erforderlich ist, und daß auch ein Gegenstrom bezüglich des erhitzten Stromes, der über die Leitung 14 eintritt und in Längsrichtung durch das Wärmeaustauschmaterial in die Röhre 16 fließt, statt umgekehrt zu fliessen, vorgesehen sein kann. In ähnlicher Weise kann auch ein umgekehrter Fluss bezüglich des Adsorbensmafeerials 7 in dem Gehäuse 6 stattfinden, wobei der Schwefeloxide entfernende Strom über die Leitung 22 eingeführt und über die Leitung 21 ausgetragen wird, statt abwärts zu fHessen, wie in der Zeichnung dargestellt ist.

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In Fig. 4 der Zeichnung ist schematisch die Benutzung eines flexiblen Dichtungsteils 25 zwischen der Deckplatte 19 und dem oberen Rand oder der Kante für das Gehäuse 6 gezeigt, so daß der Gasstrom, der aufwärts durch die Schicht 7 in dem Gehäuse 6 geht, nicht durch den Zwischenraum zwischen der Deckplatte 19 und der peripheren Kante des Gehäuses 6 austritt. Das Dichtungsteil 25 kann nach Art einer Asbest-"Kaulquappe" gefertigt sein oder aus irgendwelchen geeigneten temperaturbeständigen Kunststoff materialien, wie Teflon, bestehen, die den Reibungswiderstand in Berührung mit einer Kante des Gehäuses 6 auf ein Minimum herabsetzen. Es sei auch festgestellt, daß Dichtungen ähnlich dem Teil 25 um alle äußeren peripheren Abschnitte aller Deckplatten, wie 12, 15 und 17 sowie der Platte 19 benutzt werden sollten, wodurch alle Hauptgasströme daran gehindert werden, aus dem rotierenden Schichtsystem auszutreten. Fig. 4 zeigt auch die Verwendung eines Siebes 26 über den offenendigen Abschnitten des Gehäuses 6, um das Kontaktmaterial 7 in den Segmentabteilungen zu halten. Die Größe der Sieböffnungen und die Siebabmessung hängen natürlich von der Art des Kontaktmaterials, das in der Schicht benutzt werden soll, und den Fließbedingungen, die aus dem Aufwärtsfluß eines Abgasstromes durch die Anlage sowie von dem Ausstreifgasfluss resultieren, ab. Obwohl nicht gezeigt, können auch geeignete Materialha¹tesiebe auf geeigneten, voneinander beabstandeten Trägern entlang einem unteren Abschnitt des Gehäuses 6 benutzt werden, um das Kontaktmaterial in der Schicht 7 und in jedem der Segmentabteilungen des Gehäuses 6 zu halten.

Für eine andere Ausführungsform, ist in Fig. 5 der Zeichnung die Benutzung eines Nebenstromes gezeigt, um Hauptgasstromverluste

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aus der Anlage in den Zonen zwischen den verschiedenen einander gegenüberliegenden Gasleitungen, den Deckplatten und den Endabschnitten der rotierenden Gehäuse zu verhindern. Speziell ist schematisch die Benutzung eines Nebenstromeinlasses 27 in Verbindung mit dem peripheren Nebenstromweg 2.8 in der Deckplatte 19 gezeigt, wodurch man eine kontinuierliche Einführung von Wasserdampf, Stickstoff oder eines anderen inerten Mediums in den peripheren Raum zwischen der Deckplatte 19 und der Kante des Gehäuses 6 bekommt, so daß ein Auswärtsfluss aus einem Abgasstromweg zu der Leitung 18 verhindert wird. In ähnlicher Weise können periphere Nebenstromeinlässe und Strömungswege um alle Deckplatten und/oder Leitungen Nebenströme oder "Einblutströme" liefern, um einen Verlust an Verbrennungsabgas oder Luftstrom durch das Gehäuse 1 zu verhindern, wie beispielsweise, um Verluste bezüglich des Ausstreifstromes und des Reinigungsgasstromes, die durch das Gehäuse 6 gehen, zu verhindern. Es sei auch festgestellt, daß die Verwendung von Dichtungen und Nebenstromeinrichtungen bekannt für eine wirkungsvolle Abdichtung dieser Art von Apparatur sind und daß nicht daran gedacht ist, das vorliegende zweistufige System und die vorliegende zweistufige Apparatur auf die Benutzung irgendeiner Dichtungseinrichtung an den Hauptgasstromwegen zu beschränken.

Es wird angenommen, daß durch eine geeignete Dimensionierung der Gehäuse es möglich ist,Gehäuse zu bekommen, die mit der gleichen Geschwindigkeit rotieren, wobei beide Gehäuse mit einer gemeinsamen drehbaren Welle 4 verbunden sein können bzw, um eine Welle mit der gleichen Geschwindigkeit unter Antrieb durch eine einzige Kraftquelle rotieren können. Im Falle, daß es erwünscht

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ist, unterschiedliche Rotationsgeschwindigkeiten für die beiden verschiedenen Gehäuse zu haben., können, wie in Fig. 6 gezeigt ist, getrennte Wellen 4 und 4¹ benutzt werden, um die jeweils die Bewegung der ,Gehäuse 1 und 6 bewirkt Mit anderen Worten, die Wellen 4 und 4' haben getrennte Lager und Stützeinrichtungen und getrennte Kraftquellen, um die jeweilige Drehung des betreffenden Gehäuses zu bewirken. Weiterhin liegt es im Erfindungsgedanken, obwohl nicht ausdrücklich gezeigt, Kraft- oder Antriebsquellen zu haben, die mit den peripheren Teilen der betreffenden rotierenden Gehäuse 1 und 6 verbunden sind, so daß solche Gehäuse um Achsen oder Wellen 4 oder getrennte Achsen 4 und 4¹ rotieren. Es gibt verschiedene Methoden, die Gehäuse zu konstruieren und abzustützen wie auch verschiedene Möglichkeiten für die Leitungen in Verbindung damit, und zwar sowohl für die Wärmeaustauschschicht als auch für die Schwefeloxidadsorptionsschicht, und solche Konstruktionen sind für den Fachmann auf diesem Gebiet offenbar. Mit anderen Worten, es ist nicht daran gedacht, dievorliegende Erfindung auf irgendeine Konstruktionsmethode oder irgendeine spezielle Art von Materialien für die aufeinanderfolgenden Stuf en der Rotationsschicht-behandlung, d. h. auf ein spezielles Wärmeaustauschmaterial in der ersten rotierenden Schicht und auf ein spezielles Schwefeloxidentfernungsmaterial in der nächstfolgenden rotierenden Schicht zu beschränken.

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Claims

P atentansprüche

1. Verfahren zur kontinuierlichen Entfernung von SO₂ aus einem Abgasstrom, dadurch gekennzeichnet, daß man den Abgasstrom durch einen Teil einer rotierenden Schicht eines gasdurchlässigen Wärmeaustauschmaterials schickt und dabei die Temperatur des Abgases einstellt, sodann den Abgasstrom durch wenigstens ein Segment einer rotierenden, gasdurchlässigen, zylinderförmigen Schicht eines SO~-Akzeptors, die in Segmente unterteilt ist, schickt, aus dieser Schicht einen Abgasstrom verminderten SO₂~Gehaltes gewinnt und gleichzeitig ein Regeneriergas durch wenigstens ein Segment des SO- -Akzeptors führt und so das SO₂ im wesentlichen aus ihm entfernt und den SO₂" Akzeptor regeneriert.

2. Verfahren nach Anspruck 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Abgas kühlt, während man es durch das gasdurchlässige Wärmeaustauschmaterial führt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Abgas durch indirekten Wärmeaustausch mit einem kalten Verbrennungsluftstrom kühlt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Abgas erhitzt, während man es durch das gasdurchlässige Wärmeaustauschmaterial führt.

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— 1 ft—

5. Verfahren nach Anspruch 4_r dadurch gekennzeichnet, daß man das.Abgas durch indirekten Wärmeaustausch mit einem Gasstrom hoher Temperatur erwärmt. . '

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein erstes drehbares zylinderförmiges Gehäuse, das. durch radiale Trennwände in mehrere offenendige Abteilungen unterteilt ist und in jeder dies-er Abteilungen ein gasdurchlässiges Wärmeaustauschkontaktmaterial enthalt ein zweites drehbares zylinderförmiges Gehäuse, das durch radiale Trennwände in mehrere offenendige Abteilungen unterteilt ist, die ein gasdurchlässiges S0₂-Akzeptormaterial enthalten, wobei das erste und das zweite Gehäuse jeweils eine axiale Welle aufweisen und axial zueinander angeordnet sind, mit jedem der Gehäuse verbundene Antriebseinrichtungen für eine Rotation der Gehäuse um ihre axiale Welle, Deckel mit peripheren Gasdichtungseinrichtungen über jedem Ende beider Gehäuse, eine Gaseinlaßleitung, die mit einem Deckel für das erste Gehäuse verbunden ist, eine Überführungsleitung, die gegenüber der Gaseinlaßleitung angebracht ist und sich von dem gegenüberliegenden Deckel des ersten Gehäuses aus erstreckt und auch mit dem nächstbenachbarten Deckel für das zweite Gehäuse verbunden ist, einen Durchgang durch jeden Deckel an den Gehäusen, die so angeordnet sind, daß Abgas kontinuierlich durch das Wärmeaustauschmaterial wenigstens einer Abteilung des ersten Gehäuses in das Akzeptormaterial des zweiten Gehäuses strömt, Durchgänge und eine Gasauslaßleitung von der äußeren Frontfläche des zweiten Gehäuses gegenüber der itberführungsleitung, die so angeordnet sind, daß _ei_n SO₂--freier Strom von

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dem zweiten Gehäuse abgegeben wird, einen zweiten Durchlaß durch einen Deckel für das erste Gehäuse und eine Gaseinlaßleitung zu ihm, einen zweiten Durchlass durch den gegenüberliegenden Deckel in einer gegenüberliegenden Position für das erste Gehäuse mit einer Auslaßleitung aus diesem, die so angeordnet sind, daß man einen kontinuierlichen Gasfluß eines zweiten Stromes durch wenigstens eine zusätzliche Abteilung des Wärmeaustauschmaterials erhält, einen zweiten Durchlass durch einen Deckel für das zweite Gehäuse und eine Gaseinlaßleitung zu ihm, einen zweiten Durchlass durch den gegenüberliegenden Deckel für das zweite Gehäuse und in einer gegenüberliegenden Position und eine Gasauslaßleitung aus ihm, die so angeordnet sind, daß ein gasförmiges S(X,-Entfernungsmedium kontinuierlich durch wenigstens eine, andere Abteilung des S0₂~Adsorptionsmaterials in dem zweiten Gehäuse führbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche, einander gegenüberliegende Einlaß- und Auslaßleitungen mit Deckeln für das zweite Gehäuse verbunden sind und so angeordnet sind, daß man einen Gasflußweg durch das zweite Gehäuse zwischen einer Leitung für ein gasförmiges SC^-Akzeptormedium und einer Leitung für einen Abgasstrom erhält.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurchgekennzeichnet, daß das erste und zweite Gehäuse um eine gemeinsame Welle angeordnet und von einem einzigen Motor mit äh-.nlifchen Drehgeschwindigkeiten antreibbar sind.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und zweite Gehäuse getrennte Wellen und Äntriebsmotoren aufweisen und von diesen mit gegenseitig unabhängiger Drehgeschwindigkeit antreibbar sind.

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