DE3003124A1 - Particulate removal from gas streams - by injecting charged fluidised sorbent particles followed by bed filtration - Google Patents
Particulate removal from gas streams - by injecting charged fluidised sorbent particles followed by bed filtrationInfo
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Abstract
Description
Verfahren zur Staubabscheidung aus einem GasstromProcess for separating dust from a gas stream
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Staubabscheidung aus einem Gasstrom. Im einzelnen betrifft die Erfindung elektrische Gasreinigungsverfahren zur Entfernung teilchenförmiger Materie (Stäuben), welche in einem Gas strom mitgerissen werden.The present invention relates to methods of dust collection from a gas stream. More particularly, the invention relates to electrical gas cleaning methods for the removal of particulate matter (dust), which is entrained in a gas stream will.
Die Staubabscheidung, insbesondere bei Teilchen im Submikronbereich zur Bekämpfung der Luftverschmutzung stößt bei Groeprozessen auf Schwierigkeiten. Die bekannten Verfahren sind nicht besonders geeignet, falls sie in den erforderlichen Größenordnungen verwendet werden. Der Stand der Technik hinsichtlich Staubabscheidungssystemen zeigt die wesentlichen Schwierigkeia treten ten auf, die bei dem Versuch/,die von Regierungsstellen für die Entfernung derartiger teilchenförmiger Materie erlassenen strengen Anforderungen und Vorschriften zu erfüllen. Ein weiteres signifikantes Problem für die bekannten industriellen Gasreinigungssysteme besteht in der Entfernung von giftigen Gasen ohne die damit einhergehende Erzeugung von nicht deponierbaren Abfällen.Dust separation, especially for particles in the submicron range to combat air pollution encounters difficulties in large-scale processes. The known methods are not particularly suitable if they are in the required Orders of magnitude are used. The state of the art for dust collection systems shows the main difficulties that arise in the attempt / that of Government agencies for the removal of such particulate matter to meet strict requirements and regulations. Another significant one The problem with the known industrial gas cleaning systems is the distance of toxic gases without the associated generation of non-landfillable gases Waste.
Die bekannten Staub- und Gasabscheidungssysteme weisen bei Stäuben im Submikronteilchengrößen-Bereich, die aus einem Gasstrom entfernt werden müssen, geringe Effizienz auf.The known dust and gas separation systems show dust in the submicron particle size range that must be removed from a gas stream, low efficiency.
Bei solchen Gasströmen, die giftige Gase, wie beispielsweise Schwefeldioxid enthalten, wird bei den bekannten Systemen das Vorliegen von .paß- oder Aufschlämmungssystemen gefordert, um die giftigen Gase zu entfernen. Dabei ist die Vorrichtung der Gefahr einer Verkrustung ausgesetzt. Außerdem stellt die bei der Verwendung eines Naß systems häufig auftretende Bildung von Säurenebeln ein schwieriges Abfangproblem dar und führt bei der Vorrichtung zur Korrosion.In such gas flows, the toxic gases, such as sulfur dioxide contained, the presence of .pass or slurry systems in the known systems required to remove the toxic gases. The device is the danger exposed to incrustation. In addition, when using a wet system The frequent formation of acid mist poses a difficult interception problem and leads to corrosion in the device.
Die Verwendung von Gewebefiltern zur Staubabscheidung stellt eine Feuergefahr dar und macht eine Reduzierung der Temperaturen erforderlich, was wiederum dazu führt, daß die Temperaturen sich den Taupunkten der Säuren nähern. Zusätzlich zu der sich aus der reduzierten Temperatur ergebenden Annäherung an die Säuretaupunkte geht wieder-verwendbare Wärme verloren, was einen zusätzlichen Unwirtschaftlichkeitsfaktor des Verfahrens bedeutet. Die aus dem Stand der Technik bekannten Systeme erfordern außerdem extrem hohe Kapitalkosten zusammen mit hohen Betriebs- und Wartungskosten.The use of fabric filters for dust separation is one Poses a fire hazard and requires a reduction in temperatures, which in turn causes the temperatures to rise the dew points of the acids approach. In addition to the approximation resulting from the reduced temperature Reusable heat is lost to the acid dew points, which is an additional Means inefficiency factor of the process. The prior art known systems also require extremely high capital costs along with high Operating and maintenance costs.
Die Staubabscheidung aus einem Gasstrom mittels elektrostatischer Techniken (Elektrofiltern) ist bekannt. Die Verwendung typischer Elektrofilter in Verbindung mit Systemen zur Entfernung von Schwefeldioxid trifft auf die obenbeschriebenen Schwierigkeiten. Hinsichtlich der Verwendung von granulatförmigen Filterbetten zur Entfernung von Teilchen sind einige Vorschläge gemacht worden. Siehe dazu beispielsweise eine Diskussion der Staubabscheidung, veröffentlicht in Journal of the Air Pollution Control Association, Band 28, Nr. 4, Seite 354 ff, "Dust Deposition and Granular Bed Filters: Theories and Experiments", von G.I. Tardos et al. Weiterhin ist vorgeschlagen worden, ein derartiges granulatförmiges Bett elektrisch zu beaufschlagen und die Gasteilchen in der Weise elektrostatisch aufzuladen, daß beim Durchleiten des den Staub enthaltenden Gases durch das elektrisch beaufschlagte Bett der Staub daran hängen bleibt. Eine derartige Vorrichtung eines elektrisch beaufschlagten Betts wird in einer Druckschrift diskutiert, betitelt Particulate Control System", herausgegeben von Electrostatics, Inc. , Woburn, Massachusetts, U.S.A. Ganz gleich, welches der aus dem Stand der Technik bekannten Systeme verwendet wird, muß ein Kompromiss zwischen der Vollständigkeit der Abscheidung und den durch das Abscheidungssystem verursachten Schwierigkeiten (und damit den Kosten) geschlossen werden.The dust separation from a gas flow by means of electrostatic Techniques (electrostatic precipitators) are known. The use of typical electrostatic precipitators in Connection with systems for removing sulfur dioxide meets those described above Trouble. With regard to the use of granular filter beds for Some suggestions have been made for particle removal. See for example a discussion of dust collection published in the Journal of the Air Pollution Control Association, Vol. 28, No. 4, page 354 ff, "Dust Deposition and Granular Bed Filters: Theories and Experiments ", by G. I. Tardos et al. It is also suggested have been to apply electricity to such a granular bed and the To charge gas particles electrostatically in such a way that when passing through the Dust-containing gas through the electrically charged bed of dust on it Keeps hanging. One such electrified bed device is discussed in a pamphlet entitled Particulate Control System "issued by Electrostatics, Inc., Woburn, Massachusetts, U.S.A. No matter which of the Prior art systems are used, a compromise must be made between the completeness of the deposition and those caused by the deposition system Difficulties (and therefore costs) are closed.
Es ist folglich Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Staubabscheidung aus einem Gasstrom durch elektrostatisches Aufladen des teilchenförmigen Materials (des Staubes) und Abtrennen der elektrostatisch aufgeladenen Teilchen zu schaffen.It is therefore an object of the present invention to provide a method for the separation of dust from a gas stream by electrostatic charging of the particulate Material (of the dust) and separation of the electrostatically charged particles to accomplish.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Abscheidung von in einem Gasstrom mitgerissenem Staub zu schaffen, wobei simultan giftige Gase aus dem Gasstrom entfernt werden. Weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Entfernung giftiger Gase aus einem Gasstrom zu schaffen, indem durch Einführung von teilchenförmiger Materie in den Gasstrom eine Umsetzung innerhalb des Gasstroms herbeigeführt wird, gefolgt von der Abscheidung des teilchenförmigen Materials aus dem Gasstrom.Another object of the present invention is to provide a method for the separation of dust entrained in a gas stream, with simultaneous toxic gases are removed from the gas flow. Another task of the present The invention is a method for removing toxic gases from a gas stream to create by introducing particulate matter into the gas stream a reaction is brought about within the gas stream, followed by deposition of the particulate material from the gas stream.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Staubabscheidung aus einem Gasstrom zu schaffen, bei dem zusätzliches beladenes teilchenförmiges Material in das Gas eingetragen wird, und das Gas durch ein granulatförmiges Bett geleitet wird.Another object of the present invention is to provide a To create a process for dust separation from a gas stream, in which additional loaded particulate material is introduced into the gas, and the gas through a granular bed is passed.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Produkts zu schaffen, und zwar durch Entfernung von Staubteilchen aus einem bei dem Verfahren zur Herstellung des genannten Produkts gebildeten Gasstrom und Einverleiben des entfernten Staubes in das Produkt.It is another object of the present invention to provide a method to create a product by removing dust particles from a gas stream formed in the process for producing said product and incorporating the removed dust into the product.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß den Patentansprüchen gelöst.These objects are achieved according to the invention by a method according to Patent claims solved.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Gas, wie beispielsweise ein Feuerungsabgas aus einem mit Kohle befeuerten Dampfkessel, welches Flugasche und Schwefeldioxid enthält, in eine Mischkammer geleitet. Ein im Fließzustand befindliches und elektrostatisch aufgeladenes Sorptionsmaterial, wie beispielsweise Nacholit, wird in den Gasstrom eingeblasen. Das Nacholit verbindet sich bei den in Ofenabgasen herrschenden hohen Temperaturen mit Schwefeldioxid und liefert Natriumsulfat, welches wegen der elektrostatisch geladenen eingeblasenen Teilchen aufgeladen wird. Die eingeblasenen Teilchen schaffen beim Eintritt in den Ofenabgasstrom ein hoch geladenes Feld oder plasmaähnliche Umgebung, mit dem das Ofenabgas in Kontakt kommt und mit dem es sich innig vermischt. Das nicht geladene Teilchenmaterial in dem Ofenabgas wird durch den Kontakt mit dem elektrostatischen Feld und durch das Vermischen mit dem durch das Einblasen geladener Teilchen gebildeten Plasma aufgeladen. Das teilchenförmige Material einschließlich Teilchen mit Submikron-Größe wird wirksam aufgeladen.According to a first embodiment of the present invention a gas, such as a furnace exhaust gas from a coal-fired steam boiler, which contains fly ash and sulfur dioxide, fed into a mixing chamber. A sorbent material that is in a flowing state and is electrostatically charged, such as Nacholit, is blown into the gas stream. The nacholit connects at the high temperatures prevailing in furnace exhaust gases with sulfur dioxide and supplies sodium sulfate, which is blown in because of the electrostatically charged Particle is charged. The injected particles create when entering the Furnace exhaust gas flow is a highly charged field or plasma-like environment with which the Furnace exhaust comes into contact and with which it is intimately mixed. The uncharged Particulate matter in the furnace exhaust is released by contact with the electrostatic Field and by mixing with that formed by the charged particle injection Plasma charged. The particulate material including submicron sized particles is being charged effectively.
Das Gas wird anschließend zusammen mit den geladenen Teilchen durch ein aus granulatförmigem Material bestehendes Bewegtbettfilter geleitet. Das teilchenförmige Material bleibt an dem granulatförmigen Material in dem Bett hängen und wird damit aus dem Gasstrom entfernt. Das aus dem granulatförmigen Bett austretende saubere Gas kann anschließend einer Wärmeaustauscheinrichtung zur Rückgewinnung von Wärme zugeleitet werden, ohne daß durch die giftigen Gase oder das teilchenförmige Material bewirkte schädliche Effekte auftreten. Das granulatförmige Bettmedium kann anschließend rückgeführt werden und das daran anhaftende teilchenförmige Material kann unter Verwendung herkömmlicher Vibrationssiebtechniken davon abgetrennt werden. Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein allgemeines Fließdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens; Fig. 2 ein Fließdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Verwendung in einer Anlage zur Reinigung von Flugasche und Schwefeldioxid enthaltendem Feuerungsabgas; Fig.3, 4 und 5 schematische Darstellungen von Vorrichtungen zur praktischen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und Fig. 6 ein Fließdiagramm, umfassend eine schematische Vorrichtung, anhand der die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Heißasphalt-Betrieb gezeigt wird.The gas is then passed through along with the charged particles a moving bed filter made of granular material. The particulate Material sticks to the granular material in the bed and becomes with it removed from the gas stream. The clean emerging from the granular bed Gas can then be sent to a heat exchange device to recover heat be supplied without being caused by the toxic gases or the particulate matter caused harmful effects occur. The granular bed medium can then be recycled and the adhering particulate material can under Separated therefrom using conventional vibratory screening techniques. Hereinafter the invention is explained in more detail with reference to the drawings. They show: Fig. 1 a general flow diagram of the method according to the invention; Fig. 2 is a flow chart of the method according to the invention when used in a plant for the purification of Flue gas containing fly ash and sulfur dioxide; Fig. 3, 4 and 5 schematic Representations of devices for the practical application of the invention Procedure; and FIG. 6 is a flow diagram comprising a schematic device, based on the application of the method according to the invention in a hot asphalt operation will be shown.
In der Fig. 1 wird bei Punkt 1 ein Staubteilchen enthaltendes Gas in eine Mischkammer 2 eingeleitet. Als Mischkammer kann im einfachsten Fall ein Rohrteil vorgesehen sein, das durch geeignete Größe und Form dem Durchtritt des Schmutzgases angepaßt ist. In einem Sorptionsmittel-Bunker 5 gelagertes feines teilchenförmiges Material wird in der elektrostatischen Speisungseinrichtung 6 elektrostatisch aufgeladen und in den Gasstrom in der Mischkammer 2 eingeleitet. Das verwendete Sorptionsmittel kann feines adsorbierendes Material, wie beispielsweise Kalk oder Kalkstein oder Aktivkohle sein. Das verwendete Sorptionsmittel kann auch ein aus dem Schmutzgas wiedergewonnener Staub sein, der dem Gas in der Mischkammer erneut zugeführt wird. Das elektrostatisch aufgeladene feine teilchenförmige Material kann unter Verwendung herkömmlicher Beschichtungspistolen zur elektrostatischen Beschichtung mit Fließbettpulver,lsweise solchen, wie sie von Nordson Company, Amherst, Ohio, U.S.A. hergestellt werden, in die Mischkammer eingebracht werden. Derartige elektrostatische Pulverbeschichtungsvorrichtungen (Pistolen) werden häufig zur Pulverbeschichtung eingesetzt. Im allgemeinen wird dabei ein feines Pulver oder Staub in den Fließzustand gebracht und pneumatisch unter Verwendung einer pneumatischen Beschickungseinrichtung einer Pistole zugeführt. Beim Austritt des Pulvers aus der Pistole wird es mit einer elektrostatischen Ladung beaufschlagt, wodurch die von der Pistole abgegebenen Teilchen geladen sind. Beim Uberführen des elektrostatisch geladenen Sorptionsmaterials in die Mischkammer vermischen sich die geladenen Teilchen mit dem Schmutzgas und schaffen eine große geladene Oberfläche, durch die Ladungen auf dem in dem eintretenden Schmutzgas enthaltenen Staub induziert werden.In Fig. 1, at point 1, a gas containing dust particles introduced into a mixing chamber 2. Can be used as a mixing chamber in the simplest Case a pipe part can be provided, the passage through suitable size and shape of the dirty gas is adapted. In a sorbent bunker 5 stored fine particulate material becomes electrostatic in the electrostatic feed device 6 charged and introduced into the gas flow in the mixing chamber 2. That used Sorbents can be fine adsorbent material, such as lime or Be limestone or activated carbon. The sorbent used can also be an off dust recovered from the dirty gas, and the reclaimed dust to the gas in the mixing chamber is fed. The electrostatically charged fine particulate material can using conventional electrostatic coating guns with fluidized bed powder such as those made by Nordson Company, Amherst, Ohio, U.S.A. are introduced into the mixing chamber. Such electrostatic Powder coating devices (guns) are often used for powder coating used. In general, it becomes a fine powder or dust in the flowing state brought and pneumatically using a pneumatic feeder fed to a gun. When the powder emerges from the gun, it is with a electrostatic charge is applied, thereby reducing the particles emitted by the gun are loaded. When converting the electrostatically charged sorbent material into the mixing chamber mixes the charged particles with the dirty gas and creates a large charged surface, due to the charges on the incoming dirty gas contained dust are induced.
Nachdem das Gas sich mit dem elektrostatisch aufgeladenen Sorptionsmittel vermischt hat, werden das Gas und das geladene teilchenförmige Material in ein poröses granulatförmiges Bewegtbettfilter 8 eingeleitet. Das in dem granulatförmigen Bett verwendete Medium kann ein inertes Material, wie beispielsweise Glaskügelchen oder Kieselsteire sein, oder es kann ein Material sein, das für die Verwendung in einem weiteren Verfahren vorgesehen ist, wie beispielsweise ein stückiges odukt (d. h. Zementklinker, Koks, Kohle, Erz usw.). After the gas settles with the electrostatically charged sorbent has mixed, the gas and the charged particulate material become porous granular moving bed filter 8 initiated. That in the granular bed The medium used can be an inert material such as glass beads or Be Kieselsteire, or it can be a material that is suitable for use in one other methods are envisaged, such as a lumpy product (i.e. Cement clinker, coke, coal, ore, etc.).
Als Folge der elektrostatischen Kräfte und der Schwerkraft-Stoßkräfte haften geladenes teilchenförmiges Material und unerwünschte Teilchen an dem Medium, wenn das Gas und das geladene teilchenförmige Material durch das granulatförmige Filterbett hindurchwandert. Das Medium wird kontinuierlich im Kreislauf geführt und einer Trenneinrichtung 10 zugeführt, die als herkömmliches Vibrationssieb-System ausgebildet sein kann. Das abgetrennte Material kann dann jedem herkömmlichen Abfallsammlungssystem zugeführt werden. Die abgetrennten Teilchen können nochmals gesiebt werden, um teilchenförmiges Material zur Verwendung als geladene Teilchen in der Mischkammer 2 wiederzugewinnen. Das gereinigte granulatförmige Medium wird anschließend kontinuierlich in das granulatförmige Filterbett zurückgeführt, wo es dem Durchtritt des mit geladenem teilchen förmigem Material beladenen Gas ausgesetzt wird.As a result of the electrostatic forces and the gravitational impact forces charged particulate matter and unwanted particles adhere to the medium, when the gas and the charged particulate matter through the granular Filter bed migrates through. The medium is continuously circulated and fed to a separating device 10, which as a conventional vibrating sieve system can be formed. The separated material can then be sent to any conventional waste collection system are fed. The separated particles can be sieved again to get particulate Recover material for use as charged particles in the mixing chamber 2. The purified granular medium is then continuously converted into the granular Filter bed returned, where there is the passage of the charged particles shaped Material loaded gas is exposed.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf eine Vielzahl industrieller Verfahren angewendet werden. Beispielsweise zeigt Fig. 2 ein schematisches Fließdiagramm eines Systems zur En-tfernung von Flugasche und Schwefeldioxid aus Ofenabgasen, die aus einem Kraftwerk stammen, wobei das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird. Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reinigung von Ofenabgas, bei dem das Vorliegen von Schwefeldioxid zu Problemen der Schwefelsäurebildung führt, ist es möglich, das Schwefeldioxid ohne die Bildung von Säure zu entfernen. Bei dem Verfahren wird ein Sorptionsmittel, wie Nacholit, verwendet. Das Nacholit wird, wie gezeigt, bei 12 gelagert. Das Nacholit weist eine Größe von weniger als 200 Maschen/2,5 cm (Taylor) auf. Das Nacholit wird in den Fließzustand überführt und durch die zuvor erwähnten elektrostatischen Pulveraufladungspistolen elektrostatisch aufgeladen. In der Fig. 2 sind die Überführung in den Fließzustand und die elektrostatische Aufladung schematisch jeweils durch Fließdiagrammblöcke 13 und 14 dargestellt. Das beladene Sorptionsmittel wird in den heißen Abgasstrom eines Dampferhitzers, der Flugasche und Schwefeldioxid enthält, eingeblasen. Durch den Fließdiagrammblock 16 wird dargestellt, daß sich das Ofenabgas und das elektrostatisch aufgeladene Pulver vermischen.The process of the invention can be applied to a variety of industrial Procedures are applied. For example, Figure 2 shows a schematic flow diagram a system for removing fly ash and sulfur dioxide from furnace exhaust gases, which originate from a power plant, the method according to the invention being used will. When using the method according to the invention for cleaning furnace exhaust gas, in which the presence of sulfur dioxide leads to problems of sulfuric acid formation, it is possible to remove the sulfur dioxide without the formation of acid. at A sorbent such as nacholit is used in the process. The nacholite is stored at 12 as shown. The nacholite is less than 200 in size Mesh / 2.5 cm (Taylor). The nacholit is converted into the flowing state and by the aforementioned electrostatic powder charging guns charged. In Fig. 2, the transition to the flow state and the electrostatic Charging is shown schematically by flow chart blocks 13 and 14, respectively. That loaded sorbent is in the hot exhaust gas stream of a steam heater, the Contains fly ash and sulfur dioxide. Through the Flowchart block 16 shows that the furnace exhaust gas and the electrostatically charged Mix the powder.
Es dürfte klar sein, daß es nicht notwendig ist, eine separate Mischkammer vorzusehen. Das elektrostatisch aufgeladene Sorptionsmittel wird tatsächlich im allgemeinen in einem zur Verfügung stehenden Rohrleitungsteil ohne wesentliche Modifikation desselben in dem Gasstrom eingeblasen. Es können jedoch gegebenenfalls Schritte unternommen werden, um Turbulenzen zu induzieren und die Verteilung des geladenen Sorptionsmittel in dem Gasstrom sicherzustellen. Bei den in dem heißen Ofenabgas herrschenden Temperaturen verbinden sich das in dem Gas enthaltene Schwefeldioxid und das Natriumbicarbonat des Sorptionsmittels unter Bildung von Natriumsulfat. Diese Reaktion kann wie folgt dargestellt werden: Bei der Temperatur des Ofenabgases in Verbindung mit dem Schwefeldioxid in dem Ofenabgas Die geladenen Sulfatteilchen und die Flugasche sind jetzt geladen und werden einem granulatförmigen Filterbett 18 zugeführt. Als Medium in dem granulatförmigen Bett können Kieselsteine (Sand) verwendet werden. Die geladenen Sulfatteilchen und die Flugascheteilchen treffen auf das granulatförmige Bett auf und werden von dem Gasstrom beim Durchströmen des letzteren durch das Bett abgetrennt. Das Medium wird zusammen mit anhaftender Flugasche und Sulfat kontinuierlich über einen vibrierenden Separator 20, welcher die Flugasche und das Sulfat aus dem Medium abtrennt und das Medium entlässt, zu dem granulatförmigen Bett 18 im Kreislauf zurückgeführt.It should be clear that it is not necessary to provide a separate mixing chamber. In fact, the electrostatically charged sorbent is generally blown into the gas stream in an available part of the pipeline without substantial modification thereof. However, steps can optionally be taken to induce turbulence and ensure the distribution of the charged sorbent in the gas stream. At the temperatures prevailing in the hot furnace exhaust gas, the sulfur dioxide contained in the gas and the sodium bicarbonate of the sorbent combine to form sodium sulfate. This reaction can be represented as follows: At the temperature of the furnace exhaust gas in conjunction with the sulfur dioxide in the furnace off-gas The charged sulfate particles and the fly ash are now charged and are fed to a granular filter bed 18. Pebbles (sand) can be used as the medium in the granular bed. The charged sulfate particles and the fly ash particles impinge on the granular bed and are separated from the gas stream as it flows through the bed through the latter. The medium, together with adhering fly ash and sulfate, is continuously recycled to the granular bed 18 via a vibrating separator 20, which separates the fly ash and the sulfate from the medium and releases the medium.
Die Figuren 3, 4 und 5 zeigen eine schematische Darstellung einer typischen Vorrichtung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Schmutzgas wird dem Einlaß 25 zugeführt. Das Gas kann beispielsweise das oben beschriebene Ofenabgas mit einem Gehalt an Flugasche und Schwefeldioxid sein und eine Temperatur von 315 bis 345 0C aufweisen. Um Turbulenz zu erzeugen und das Vermischen bei der Eingabe eines geladenen Sorptionsmittels, wie Nacholit, zu gewährleisten, kann das Gas durch eine Venturi-Düse 27 eingeleitet werden. Es sind elektrostatische Ladungspistolen 29 vorgesehen und so positioniert, daß sie elektrostatisch aufgeladene Nacholit-Teilchen in den Gasstrom einführen und so eine große geladene Oberfläche schaffen, um auf dem in dem einströmenden Schmutzgas enthaltenen teilchenförmigen Material Ladungen zu induzieren. Das Natriumbicarbonat des Nacholits reagiert wie oben beschrieben mit Schwefeldioxid in dem Schmutzgas unter Bildung geladener Natriumsulfatteilchen. Das geladene Flugascheteilchen und geladene Natriumsulfatteilchen enthaltende Schmutzgas strömt durch granulatförmige Filterbetten 30. Nach dem Passieren des granulatförmigen Betts wird das Gas durch ein Sauggebläse 32 abgezogen. Man möge beachten, daß die Temperatur des Gases während des ganzen Prozesses in dem Bereich 0 von 315 bis 345 C gehalten wird und daß die das Sauggebläse verlassende sauberen Gase daher diese hohe Temperatur aufweisen, was die Wärmeentnahme aus dem Gas durch einen Wärmeaustauscher 34 erleichtert. Das Filtermedium wird unter Verwendung einer Förderschnecke 36 durch die granulatförmigen Betten 30 hindurchgeführt und am Boden der jeweiligen Betten durch eine ähnliche Förderschnecke 38 entfernt.Figures 3, 4 and 5 show a schematic representation of a typical device for applying the method according to the invention. Dirty gas is fed to the inlet 25. The gas can, for example, be that described above Furnace exhaust gas with a content of fly ash and sulfur dioxide and a temperature from 315 to 345 0C. To create turbulence and mixing in the Entering a charged sorbent, such as nacholit, can ensure that Gas can be introduced through a venturi nozzle 27. They are electrostatic charge guns 29 provided and positioned so that they electrostatically charged nacholit particles Introduce into the gas stream and thus create a large charged surface in order to the particulate material contained in the incoming dirty gas to induce. The sodium bicarbonate of the nacholite reacts as described above with sulfur dioxide in the dirty gas to form charged sodium sulfate particles. Waste gas containing the charged fly ash particle and charged sodium sulfate particle flows through granular filter beds 30. After passing through the granular In the bed, the gas is drawn off by a suction fan 32. It should be noted that the Temperature of the gas throughout the process in the range 0 from 315 to 345 C is maintained and that the clean gases leaving the aspirator are therefore these have high temperature, which means that heat is extracted from the gas by a heat exchanger 34 relieved. The filter medium is passed through using a screw conveyor 36 the granular beds 30 passed through and at the bottom of the respective beds removed by a similar auger 38.
Fig. 5 zeigt die granulatförmigen Betten 30 im Schnitt. Man sieht, daß das granulatförmige Medium am oberen Ende jedes der Betten eingespeist wird, während das Medium, auf dem die elektrostatisch geladene Flugasche und Natriumsulfat anhaften, am Boden entfernt wird, und durch eine Förderschnecke, wie bei 40 gezeigt, auf ein Vibrationssieb 42 zur Entfernung des teilchenförmigen Materials aus dem Medium überführt wird. Das gereinigte Medium wird durch die Fördereinrichtung 44 zum oberen Ende der Mediumbetten 30 zurückgeführt. Der trichterförmige Vorratstank 50 für Nacholit oder Sorptionsmittel stellt für den Fließbett-Sorptionsmittel-Einspeiser 52 feines teilchenförmiges Material bereit. Der Einspeiser 52 führt das Sorptionsmittel durch die Einspeisleitung 53 den elektrostatischen Aufladungskanonen (Pistolen) 29 zu. Bei einer typischen Ofenabgasanlage kann das Medium aus Kieselsteinen der Größe von 1/16 bis 3/16 Zoll bestehen. Die Teilchengrößenverteilung der Kieselsteine kann einer normalen Verteilungskurve folgen. Das Nacholit ist im allgemeinen sehr fein und tritt durch ein 200 Maschen/ 2,5 cm-Sieb (Taylor) hindurch. Der Vibrationssieb-Separator 42 weist typischerweise etwas kleinere öffnungen als 1/16 Zoll auf, so daß das Kieselstein-Medium nicht durchfallen kann.Fig. 5 shows the granular beds 30 in section. One sees, that the granular medium is fed at the top of each of the beds, while the medium on which the electrostatically charged fly ash and sodium sulfate adhering, removed at the bottom, and by a screw conveyor, as shown at 40, onto a vibrating screen 42 for removing the particulate material from the Medium is transferred. The purified medium is through the Conveyor 44 returned to the top of the media beds 30. The funnel-shaped storage tank 50 for nacholit or sorbent represents the fluidized bed sorbent feeder 52 fine particulate material ready. The feeder 52 carries the sorbent through the feed line 53 to the electrostatic charging cannons (pistols) 29 to. In a typical furnace exhaust system, the medium can consist of pebbles Sizes from 1/16 to 3/16 inches exist. The particle size distribution of the pebbles can follow a normal distribution curve. The nacholite is generally very fine and passes through a 200 mesh / 2.5 cm sieve (Taylor). The vibrating sieve separator 42 typically has openings slightly smaller than 1/16 inch so that the pebble media can't fail.
Für eine typische 750 Megawatt erzeugende Einheit würden etwa 30 000 pounds (13. 530 kg) Nacholit pro Stunde erforderlich sein, um mit dem Schwefeldioxid in dem Ofenabgas zu reagieren und den Schwefeldioxidgehalt in dem Gas, das in die Atmosphäre abgelassen wird, auf 1,2 pounds (0,541 kg) Schwefeldioxid pro 106 Btu zu reduzieren. Der letztere Wert stellt gegenwärtig den erlaubten Grenzwert für Schwefeldioxid in Abgasen von Kraftwerken dar. Aus dem granulatförmigen Bettmedium würde pro Stunde eine Gesamtabfallmenge von etwa 64 000 pounds (28 860 kg) Sulfat und Flugasche abgetrennt werden. Da die Reaktion zwischen dem Sorptionsmittel und Schwefeldioxid temperaturabhängig ist und die Effizienz mit der Temperatur zunimmt, treten die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reinigung von Ofenabgasen deutlich hervor. Falls wie beim Stand der Technik ein Tuchfiltergehäuse verwendet werden soll, müssen die Gastemperaturen drastisch gesenkt werden, und zwar auf unter etwa 200 °C, um einen sicheren Betrieb des Tuchfilters zu gewährleisten. Die Gesamtwärmemenge der Anlage würde daher geringer sein als bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Außerdem kann die Wiedergewinnung von Wärme aus dem Ofenabgas bei dem erfindungsgemäßen System durchgeführt werden, nachdem das Gas gereinigt wurde, da die Temperatur des Gases während des Reinigungsprozesses im wesentlichen gleich bleibt. Die Wärmeaustauscher und Gebläse werden nicht der abreibenden Wirkung der Flugaschematerialien oder korrodierenden Materialien innerhalb des Gases ausgesetzt.For a typical 750 megawatt generating unit this would be around 30,000 pounds (13,530 kg) of nacholite per hour would be required to keep up with the sulfur dioxide react in the furnace exhaust gas and the sulfur dioxide content in the gas that is in the Atmosphere is vented to 1.2 pounds (0.541 kg) sulfur dioxide per 106 Btu to reduce. The latter value currently represents the permitted limit for Sulfur dioxide in exhaust gases from power plants. From the granular bed medium would produce a total amount of waste of approximately 64,000 pounds (28,860 kg) of sulfate per hour and fly ash are separated. Since the reaction between the sorbent and Sulfur dioxide is temperature dependent and the efficiency increases with temperature, the advantages of the method according to the invention for cleaning furnace exhaust gases occur clearly. If a cloth filter housing is used as in the prior art is to be, the gas temperatures must be reduced drastically, to below approx. 200 ° C to ensure safe operation of the cloth filter. The total amount of heat the plant would therefore be less than in the case of the method according to the invention. aside from that can be the recovery of heat from the furnace exhaust gas in the system according to the invention be carried out after the gas has been cleaned because the temperature of Gas remains essentially the same during the cleaning process. The heat exchangers and blowers will not be of the abrasive effect of the fly ash materials or corrosive Materials exposed within the gas.
In der Fig. 6 ist das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt, wie es bei einem Heißäsphaltwerk angewendet werden könnte.In Fig. 6, the method according to the invention is shown how it could be used at a hot brewing plant.
Bei der Herstellung von heißen Asphaltmischungen werden verschieden große Zuschlagstoffe mit vorbestimmter Verteilung zugegeben. Gleichfalls wird abhängig von den Eigenschaften des Rohmaterials, das bei der Herstellung der Mischung verwendet wurde, entweder Kalk oder Zement zugegeben. Die unterschiedlich großen Zuschlagstoffe sind in Schütt-Silos 60 bis 63 enthalten, wobei das erstere die groben Zuschlagstoffe und das letztere die feinsten Zuschlagstoffe enthält. Die Zuschlagstoffe werden in den geeigneten und gewünschten Verhältnissen in einen Trockner 65 eingegeben, der mit heißer Verbrennungsluft beaufschlagt wird. Da in dem getrockneten Zuschlagstoff eine wesentliche Menge teilchenförmiges Material, wie beispielsweise Staub oder ähnliches vorliegt, und da Energie aufgewendet wurde, um solches teilchenförmige Material zu trocknen, wäre es vorteilhaft, dieses teilchenförmige Material durch Rückführung und Wiedereinbringen in das System zurückzugewinnen. Außerdem kann derartiger Staub nicht direkt in die Atmosphäre abgelassen werden. Folglich wird die Abluft aus dem Trockner 65 zu einem Bewegtbett aus granulatförmigem Material 68 geleitet, in dem das Medium aus dem Silo 60 für den groben Zuschlagstoff stammt. Der grobe Zuschlagstoff wird durch ein Entstaubungssieb 70 gegeben und am oberen Ende des granulatförmigen Betts 68 eingefüttert. Der Kalk oder Zement, der abhängig von den Spezifikationserfordernissen des im einzelnen verwendeten Rohmaterials zugegeben werden soll, ist in einem Bunker 72 enthalten und wird durch elektrostatische Pulveraufladungskanonen 74 gegeben und in den Raum 75 gerichtet, wo es in den Strömungsweg des Teilchen enthaltenden Gases gelangt, das aus dem Trockner 65 austritt.In the production of hot asphalt mixtures are different large aggregates with a predetermined distribution are added. Likewise becomes dependent on the properties of the raw material used in the manufacture of the mixture was added, either lime or cement. The different sized aggregates are contained in bulk silos 60 to 63, the former being the coarse aggregates and the latter contains the finest aggregates. The aggregates are placed in a dryer 65 in the appropriate and desired proportions, which is exposed to hot combustion air. Because in the dried aggregate a substantial amount of particulate matter such as dust or something similar exists, and since energy has been expended to produce such a particulate To dry material, it would be advantageous to have this particulate material through Reclaim recycling and reintroduction into the system. In addition, such Dust cannot be discharged directly into the atmosphere. Consequently, the exhaust air passed from the dryer 65 to a moving bed made of granular material 68, in which the medium comes from the silo 60 for the coarse aggregate. The rough one Aggregate is passed through a dust collector 70 and at the top of the granular bed 68 fed. The lime or cement that depends on the Specification requirements of the particular raw material used are added is contained in a bunker 72 and is powered by electrostatic powder charging guns 74 given and directed into space 75, where it enters the flow path of the particle containing gas that emerges from the dryer 65.
Die feinen elektrostatisch aufgeladenen Kalk- oder Zementteilchen vermischen sich mit dem Teilchen enthaltenden Gas, das vom Trockner 65 kommt, und induzieren Ladungen auf den Teilchen.The fine, electrostatically charged lime or cement particles mix with the particulate-containing gas coming from dryer 65, and induce charges on the particles.
Die elektrostatisch aufgeladenen Kalk- oder Zementteilchen und das teilchenförmige Material, das aus dem Trocknergas stammt, treffen auf das Medium des granulatförmigen Bewegtbettfilters 68 auf und bleiben darin hängen. Da die Teilchen, welche aus dem Trocknergas entfernt werden und das Medium des granulatförmigen Bewegtbettfilters 68 beides Zuschlagmaterialien sind, können diese Materialien direkt dem Asphalt zur Herstellung der angestrebten heißen Mischung zugesetzt werden. Da das Sorptionsmittel ein angestrebter Zusatzstoff ist, kann außerdem das Sorptionsmaterial in dem Medium bleiben und der heißen Mischung zugesetzt werden, Es wird daher keine Rückführung des Sorptionsmittels angestrebt und ist auch nicht erforderlich. Die heißen Gase aus dem Trockner 65 trocknen oder heizen das granulatförmige Material in dem Bett 68 vor. Außerdem ist das aus dem granulatförmigen Bett ausfließende Material heiß und trocken und enthält Zuschlagstoffe und zusätzlich sowohl das zusätzlich benötigte feine Material als auch die angestrebten Additivmaterialien. Es wird auf diese Weise dem aus dem Trockner austretenden Gas Wärme entzogen und die erhitzten feinen Teile werden aus dem Gasstrom wieder abgefangen. Dadurch verringert sich der Gesamtbrennstoffverbrauch der Heißmischanlage. Das gereinigte Gas tritt durch ein induziertes Sauggebläse 80 aus. Die heißen und getrockneten Zuschlagstoffe werden anschließend in einen Bunker 85 überführt und für das darauffolgende Mischen mit Asphalt, der aus einem Asphalt-Vorratstank 86 entnommen wird, in einer Knetmühle 88 bereitgestellt.The electrostatically charged lime or cement particles and that particulate material originating from the dryer gas impinges on the medium of the granular moving bed filter 68 and get stuck in it. Since the particles which are removed from the dryer gas and the medium of the granular moving bed filter 68 are both aggregate materials, these materials can be added directly to the asphalt can be added to produce the desired hot mixture. As the sorbent is a desirable additive, the sorbent material in the medium can also remain and be added to the hot mixture, so there will be no recirculation Desired of the sorbent and is also not required. The hot gases from dryer 65 dry or heat the granular material in the bed 68 before. In addition, the material flowing out of the granular bed is hot and dry and contains aggregates and additionally both the additionally required fine material as well as the desired additive materials. It gets that way heat is extracted from the gas emerging from the dryer and the heated fine parts are caught again from the gas flow. This reduces the total fuel consumption the hot mixer. The cleaned gas passes through an induced suction fan 80 off. The hot and dried aggregates are then combined into one Bunker 85 and for the subsequent mixing with asphalt, which comes from a Asphalt storage tank 86 is removed, provided in a kneading mill 88.
Es sollte deutlich geworden sein, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei einer Vielzahl von industriellen Prozessen viele Anwendungsmöglichkeiten aufweist. Die Nutzbarmachung eines Adsorptionsmittels oder Absorptionsmaterials, welches in einem Gasstrom eingeblasen wird, schafft unerwartete Vorteile.It should be clear that the inventive method has many uses in a wide variety of industrial processes. The utilization of an adsorbent or absorbent material which is used in injected in a gas stream creates unexpected benefits.
Das aufgeladene Sorptionsmittel schafft eine große geladene Oberfläche, wodurch auf dem teilchenförmigen Material, das in dem Schmutzgas enthalten ist, beim Eintritt desselben in den Sorptionsmittelteilchen enthaltenden Bereich Ladungen induziert werden. Die aufgeladenen Sorptionsmittel-Teilchen und das aufgeladene teilchenförmige Material in dem Schmutzgas werden anschließend zu einem granulatförmigen Bewegtbettfilter geleitet, wo das teilchenförmige Material aus dem Gasstrom entfernt wird. Das Medium des granulatförmigen Bewegtbettfilters kann gereinigt und wieder verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahrenbirgt jedoch in sich dadurch Variationsmöglichkeiten, daß das als Sorptionsmittel gewählte Material gegenüber einem Bestandteil dieses Schmutzgases reaktiv sein kann. Auf ähnliche Weise kann ein Sorptionsmittel gewählt werden, das als Bestandteil in einem darauf folgenden Verfahrensschritt verwendet wird, nachdem es mit dem qranulatförmigen Filtermedium vermischt ist. Das als Medium in dem granulatförmigen Bewegtbettfilter verwendete Material kann einen Bestandteil eines Verfahrens umfassen, bei dem sowohl das Sorptionsmittel als auch das Medium und möglicherweise sogar das teilchenförmige Material, das aus dem Gasstrom entfernt wird, zu Elementen des resultierenden Produkts werden. Unabhängig voll den einzelnen Veränderungen ist das Ergebnis im wesentlichcn dasselbe: Der Schmutzgasstrom wird von teilchenförmigem Maierial gereinigt, selbst dann, wenn das teilchenförmige Material im Submikron-Größenbereich vorliegt. Die Abtrennung des teilchenförmigen Materials wird außerdem bei den jeweiligen Temperaturen des Gases erreicht, ohne daß es erforderlich ist, die Temperatur zu erniedrigen, um Gesichtspunkten,wie beispielsweise Filtergeweben, Rechnung zu tragen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind nur trockene Materialien erforde#lich, die auch trocken bleiben. Daher kann der korrodierendf Effekt von Verbindungen, welche als Folge der Verwendung von Flüssigkeiten gebildet werden können, vernachlässigt werden Für den Fachmann dürfte klar sein, daß das erfindungsgenäYe Verfahren keine besonders ausgebildete oder komplizierte Ausrüstung erfordert. Die gesamte notwendige Ausrüstung zur Durchführunq des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bekannt und jederzeit erhältlich.The charged sorbent creates a large charged surface, whereby on the particulate material contained in the dirty gas, charges upon entry of the same into the region containing sorbent particles be induced. The charged sorbent particles and the charged particulate matter in the dirty gas then becomes granular Moving bed filter passed where the particulate matter is removed from the gas stream will. The medium of the granular moving bed filter can be cleaned and again be used. The method according to the invention, however, has inherent possibilities for variation, that the material selected as the sorbent against a component of this Dirty gas can be reactive. Similarly, a sorbent can be chosen are used as a component in a subsequent process step after it is mixed with the granular filter medium. That as a medium Material used in the granular moving bed filter may be an ingredient a method in which both the sorbent and the medium and possibly even the particulate matter removed from the gas stream will become elements of the resulting product. Independent fully of the individual Changes, the result is essentially the same: the dirty gas flow becomes cleaned of particulate maierial, even if the particulate material is in the submicron size range. The separation of the particulate material is also achieved at the respective temperatures of the gas without it being necessary is to lower the temperature in order to avoid aspects such as filter fabrics, To take into account. In the method according to the invention, only dry materials are used necessary, which also stay dry. Therefore, the corrosive effect of Compounds formed as a result of the use of liquids can be neglected. It should be clear to the person skilled in the art that the inventions Procedure does not require specially trained or complicated equipment. the all necessary equipment for implementation of the invention The method is known and available at any time.
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Legal Events
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| 8141 | Disposal/no request for examination |