DE3103399A1 - Vorrichtung zum erzeugen und reinigen von gasen und daempfen - Google Patents
Vorrichtung zum erzeugen und reinigen von gasen und daempfenInfo
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Description
- Vorrichtung zum Erzeugen und Reinigen von Gasen und Dämpfen
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen und Reinigen von Gasen und Dämpfen, die bei einer Oxidation von brennbaren Stoffen in einem Reaktor entstehen.
- Bei der Verbrennung, Verschwelung oder Vergasung von brennbaren Abfallstoffen entstehen in einem Ofen Gase und Dämpfe, die Geruchsstoffe sowie Staub- und Schmutzpartikel enthalten, welche die thermische Verwertung des Gas-/Dampfgemisches erschweren und eine Umweltbelastung durch Schmutz- oder Geruchsstoffemission herbeiführen.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die genannten Schadstoffe aus bei der Oxidation von brennbaren Stoffen entstehenden Gasen und Dämpfen in einer einfachen Vorrichtung so zu entfernen, daß eine thermische Verwertung in nachgeschalteten Aggregaten ohne Verschmutzung der Aggregate und der Umwelt möglich ist.
- Dies geschieht bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch, daß im Reaktor eine Waschanlage angeordnet ist, durch welche die im Reaktor vorzugsweise bei Überdruck erzeugten Gase und Dämpfe zwangsweise leitbar sind.
- Die Waschanlage kann Flüssigkeit enthalten. Dadurch treten im Reaktor keine unzulässig hohen Temperaturen auf, die zu örtlichen Überhitzungen (Hitzeglocke) und einem Verwerfen des Reaktors führen könnten.
- Die Gase verlassen den Ofen bei niedrigeren Temperaturen, so daß die nachfolgenden Rohrleitungen, Filter und Gasturbinen thermisch nicht so hoch beansprucht werden. Es ist also keine gesonderte Gaskühlung erforderlich.
- Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform bedient sich fester Sorptionsmittel zur Entfernung der Schadstoffe aus dem Gas-/Dampfgemisch.
- Ein weiterer Vorteil ist, daß die Gase den Reaktor bereits gereinigt verlassen und chemisch neutral sind, so daß die nachfolgenden Rohrleitungen nicht verschmutzen und nicht korrodieren. Auch Schwermetalle, wie z.B. Kadmium, Blei, Quecksilber, Barium u.a.m. werden als Hydroxidschlamm ausgefällt.
- Der Reaktor eignet sich zur Verwertung ~schwieriger Brennstoffe", insbesondere von minderwertigen, wasser- und schadstoffreichen Abfallstoffen. Eine separate, außerhalb des Reaktors liegende Gasreinigungs anlage entfällt.
- Eine mögliche Anwendungsform der Vorrichtung nach der Erfindung ergibt sich dadurch, daß man wäßrigen Schlamm, beispielsweise Chemieabwässer, Waschflüssigkeit aus anderen Anlagen oder Klärschlamm mit ca. 90 S Wassergehalt in die Waschanlage einleitet, diesen dort unter Hitzeeinwirkung eindickt und ggf. anschließend mit ca. 75 - 80 % Wassergehalt in den Reaktionsraum des Reaktors weiterleitet. Dadurch kann eine externe Eindickung, z.B. in einem Dünnschichtverdampfer, entfallen.
- Weitere Ausbildungsformen der Vorrichtung nach der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
- Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
- In einen als druckfesten Ofen ausgebildeten Reaktor 5 werden über eine Luftzuleitung 1 vorgewärmte Luft und/oder Sauerstoff und über eine weitere Zuleitung 2 brennbare Stoffe (Abfallstoffe oder ein Gemenge davon) wie zerkleinerter Müll, Schlamm, vorzugsweise Klärschlamm, Ballastkohle oder Kohleschlamm, Altöl, Schwachgas etc.
- eingespeist, die in einem Wirbelbett 3 oxidiert, d.h. verbrannt, verschwelt oder vergast werden. Bei der Verbrennung im Wirbelbett 3 entstehen Gase, Wasserdampf und Ascheteilchen. Müll und wasserhaltige Schlämme werden vorzugsweise vor der Einspeisung in dem Verhältnis miteinander vermischt, daß der Anteil an brennbaren Stoffen in dem Gemenge ausreicht, um die Verbrennung (Oxidation) von selbst zu unterhalten. Zusätzlich kann aber über eine Wasserzuleitung 4 Wasser in den Reaktor 5 eingespeist werden, das in der Ofenhitze verdampft (Dampferzeugung auf direktem Wege) und für die Wärmeverwertung der Abfallstoffe benutzt wird. Auf diese Weise kann auch die Temperatur im Innern des Reaktors 5 gesteuert werden.
- Zusätzlich können über eine Zuleitung 6 Sand für die Wirbelbettbildung sowie Kalk oder eine andere Substanz für die Schadstoffbindung eingeblasen werden. Sand und Asche können über eine Ableitung 7 abgezogen werden, wobei die Abhitze des Sand-/Aschegemisches in einem Wärmetauscher 8 einer Abzugsvorrichtung 9 abgeführt wird.
- Daneben ist aber auch eine Flugstrom-Oxidation denkbar.
- 0 Die Oxidation findet bei ca. 900-1000 C unter einem Überdruck von ca. 20 bis 25 bar statt. Im Wirbelbett 3 ist ein Wärmetauscher 10 angeordnet, mittels dem die Oxidationswärme des Wirbelbettes 3 abgeführt und für die Dampferzeugung, Heißwassererzeugung, Luftvorwärmung, Dampfüberhitzung und Rauchgasüberhitzung vor Gasturbinen nutzbar gemacht wird. Zusätzlich kann aber auch fein verteiltes Wasser (Aerosol) zur raschen direkten Erzeugung großer Dampfmengen über eine Aerosolzuleitung 11 in den Reaktor 5 gesprüht werden.
- Die entstehenden Gase (Rauchgas, Schwelgas, Synthesegas) und Dämpfe (Wasserdampf) werden zwangsweise durch eine im Reaktor 5 angeordnete Waschanlage 12 geführt und dabei von Schmutz- und Geruchsstoffen befreit. Die Waschanlage 12 ist in der Regel mit Waschflüssigkeit (Wasser) gefüllt, welche von den Gasen und Dämpfen durchströmt wird.
- Schmutzablagerungen vor Eintritt in die Waschflüssigkeit werden über einen Schmutzablaß 21 entfernt. Je nach Betriebsbedingungen (Druck, Temperatur) im Reaktor 5 muß die Waschflüssigkeit 13 über eine Zuleitung 14 ergänzt werden. Über eine Ableitung 15 wird verunreinigte Waschflüssigkeit abgezogen und in einer Reinigungsvorrichtung 16 gereinigt, mit Säure oder Lauge neutralisiert, die Abwärme in einem Wärmetauscher 17 entzogen und die gereinigte Waschflüssigkeit wieder in die Waschanlage 12 gepumpt. In der Waschanlage 12 ist ein weiterer Wärmetauscher 18 angeordnet, welcher der Waschflüssigkeit 13 Abwärme für die Dampf-, Heißwassererzeugung oder Schlammvorwärmung entzieht.
- In Strömungsrichtung hinter der Waschanlage ist ein weiterer Wärmetauscher 19 angeordnet, der den gereinigten Gasen und Dämpfen Wärme für die Zwischenüberhitzung vor den Turbinen oder für sonstige Zwecke entzieht.
- Das gereinigte Gss-/Wasserdsmpfgemisch verläßt den Reaktor 5 über einen Auslaß 20, von wo es einer weiteren Nutzung zugeführt wird.
- Anstelle von Vaschflüssigkeit 13 kann in der Waschanlage 12 auch ein festes regenerierbares Sorptionsmittel für die Reinigung verwendet werden.
- Es sind aber auch weitere Anwendungsgebiete denkbar, bei denen andere Brennstoffe wie Gichtgas, Alkohol, Benzin u.a. eingesetzt werden, wo eine Dampferzeugung in dem Reaktionsraum und/oder der Waschanlage 12 in den Vordergrund und die Gasreinigung in den Hintergrund rücken.
- Daneben könnte man aber auch die Waschanlage beispielsweise zum Austreiben, Regenerieren, Sterilisieren usw. von Stoffen oder Stoffe mischen unter Hitze- und/oder Gas- bzw. Dampfeinwirkung verwenden.
- Somit wäre auch ein Trennung von Gemischen, z.B. Alkohol und Wasser, bei denen das ausgetriebene Gas brennbar, das Gas-/Flüssigkeitsgemisch jedoch nicht brennbar sind, mit direkter Befeuerung möglich.
- Die Waschanlage würde hierbei als "Wasservorlage" dienen und ein Durchzünden verhindern. Besondere Sicherheitsvorrichtungen wie Flüssigkeitsstand- und Temperaturwächter wären hierbei allerdings unerläßlich.
- Eine besondere Bedeutung erhält die Erfindung dadurch, daß auf direktem Weg Dampf erzeugt werden kann. Der Dampf kann zusammen mit dem bei der Oxidation erzeugten Gas einer weiteren Verwertung, beispielsweise Turbinen zur Kraft- oder Stromerzeugung (z.B. in Schiffs anlagen und/oder Wärmetauschern und/oder Kondensatoren zur Fernwärmeerzeugung zugeführt werden. Bei mehrstufigen Waschanlagen könnte sich eine überlagerte Anordnung von Sprühdüsen, Venturidüsen o.ä. vorteilhaft auf die Reinigungswirkung und/oder Dampferzeugung auswirken.
- Nachgeschaltete Elektrofilter zur Gasreinigung werden kleiner oder können ganz entfallen. Die Abwärme des Gas-/Wasserdampfgemisches wird besonder gut ausg#utzt.
- Legende 1 Luftzuleitung 2 Zuleitung 3 Wirbelbett 4 Wasserzuleitung 5 Reaktor 6 Zuleitung 7 Ableitung 8 Wärmetauscher 9 Abzugsvorrichtung 10 Wärmetauscher 11 Aerosolzuleitung 12 Waschanlage 13 Waschflüssigkeit 14 Zuleitung 15 Ableitung 16 Reinigungsvorrichtung 17 Wärmetauscher 18 Wärmetauscher 19 Wärmetauscher 20 Auslaß 21 Schmutzablaß Leerseite
Claims (27)
- Vorrichtung zum Erzeugen und Reinigen von Gasen und Dämpfen Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Erzeugen und Reinigen von Gasen und Dämpfen, die bei einer Oxidation von brennbaren Stoffen in einem Reaktor entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß im Reaktor (5) eine Waschanlage (12) angeordnet ist, durch welche die im Reaktor (5) vorzugsweise bei Überdruck erzeugten Gase und Dämpfe zwangsweise leitbar sind.
- 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschanlage (12) mit Flüssigkeit gefüllt ist.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Waschflüssigkeit (13) ein Medium vorgesehen ist, das höher oder niedriger als Wasser siedet.
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuleitung (14) vorgesehen ist, mittels der beim Betrieb des Reaktors (5) mit einem unterhalb der Sättigungstemperatur der Waschflüssigkeit (13) liegenden Druck der Waschanlage (12) zum Ersatz der verdampften Flüssigkeitsmenge von außen Wazchflüssigkeit (13) zuführbar ist.
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ableitung (15) vorgesehen ist, mittels der beim Betrieb des Reaktors (5) mit einem oberhalb der Sättigungstemperatur der Waschflüssigkeit liegenden Druck der Waschanlage (12) Waschflüssigkeit (13),insbesondere Kondenswasser, entnehmbsr ist.
- 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Waschflüssigkeit (13) Mittel zur Schadstoffbindung (z.B. KalZ und/oder Neutralisation (z.B. Ameisensäure, Natronlauge) der Gase zugebbar sind.
- 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mittels der die aus den Gasen und Dämpfen ausgewaschenen Rückstände aus der Waschflüssigkeit (13) abtrennbar sind und die Waschflüssigkeit (13) ggf. kühlbar und in die Waschanlage (12) zurückführbar ist.
- 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschanlage (12) mit einem trockenen Sorptionsmittel (z.B. Kesselaschegranulat, Kalk) angefüllt ist.
- 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, mittels der das mit Rückständen aus den Gasen und Dämpfen beladene trockene Sorptionsmittel abziehbar, regenerierbar ggf. kühlbar und in die Waschanlage (12) zurückführbar ist.
- 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (5) als Dampferzeuger ausgebildet ist, wobei der Dampf direkt in dem Reaktionsraum des Reaktors (5) durch Oxidation von befeuchteten brennbaren Stoffen und/oder in der Waschanlage (12) erzeugbar ist und zusammen mit dem bei der Oxidation entstehenden Gas einer weiteren Verwertung zuführbar ist.
- 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Dampferzeugung verwendete Medium als Aerosol an einer beliebigen Stelle des Reaktors (5) einführbar ist (Schnelldampferzeugung).
- 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in den Reaktionsraum des Reaktors (5) Kalk, Kesselaschegranulat u.a. zur Schadstoffbindung einspeisbar sind.
- 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (5) als Wirbelbettofen ausgebildet ist, in dessen Wirbelbett (3) zusätzlich Sand sowie Kalk, Kesselaschegranulat u.a. zur Schadstoffbindung einspeisbar sind.
- 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ableitung (7) für die Ascheteilchen und/oder Sand aus dem Wirbelbett (3) und eine Kühleinrichtung mit einem Wärmetauscher (8) vorgesehen sind (Abzugsvorrichtung 9).
- 15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschanlage (12) und/oder das Wirbelbett (3) mit einem Feststoff-/Flüssigkeitsgemisch (z.B. Sand-/Wassergemisch, Raschig-Ringe, sonstige Füllkörper) angefüllt ist.
- 16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das in die Waschanlage (12) eingefüllte Medium in den Reaktionsraum bzw. das Wirbelbett (3) führbar und die verblei benden Rückstände zusammen mit dem Wirbelmedium und/oder den dort anfallenden Rückständen abführbar sind.
- 17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem Reaktionsraum bzw. Wirbelbett (3) befindliche Medium (Sand) in die Waschanlage (12) führbar und die verbleibenden Rückstände zusammen mit dem Waschmedium und/oder den dort anfallenden Rückständen abführbar sind.
- 18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß dem von der Waschanlage (12) in den Reaktionsraum bzw. das Wirbelbett (3) und/oder dem von dem Reaktionsraum bzw. Wirbelbett (3) in die Waschanlage (12) strömenden Medium Mittel zur Schad-8loffl)indun9 und/oder Neulrillisaltion suftihrb.lr ol nd
- 19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Waschanlage (12) und/oder oberhalb des Wirbelbettes (3) Abscheider (Zyklon- und/oder Lamellenabscheider) angeordnet sind.
- 20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Waschanlage (12) und/oder der Reaktionsraum bzw. das Wirbelbett (3) mehrstufig ausgebildet sind, wobei jede Stufe der Waschanlage (12) ein anderes Waschmedium (naß, trocken) und/oder der Reaktionsraum bzw. das Wirbelbett (3) ein anderes Medium bzw. Wirbelmedium (Sand, Asche, Kalk) oder ein Gemenge davon enthält und/oder bei einer anderen Temperatur betrieben wird.
- 21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß in der Waschanlage (12) ein Wärmetauscher (18) angeordnet ist.
- 22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Reaktionsraumes bzw. des Wirbelbettes (3) ein Wärmetauscher (10) angeordnet ist.
- 23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß im Reaktorraum in Strömungsrichtung hinter und/oder vor der Waschanlage (12) weitere Wärmetauscher (19) angeordnet sind.
- 24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (5) zur Oxidation von festen, flüssigen und/oder gasförmigen Einsatzprodukten wie Brennstoffen und/oder von festen, flüssigen und/oder gasförmigen Abfallstoffen wie Müll, Ballastkohle, Altöl, Laugen, Säuren, Abwässern, Schlämmen und/oder Schwachgas und ggf. mit Wasserzusatz ausgebildet ist.
- 25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche lFbis 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (5) zur gemeinsamen und/oder getrennten Einspeisung der Einsatzprodukte ausgebildet ist.
- 26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (5) als Verbrennungs-, Vergasungs- oder Verschwelungsofen ausgebildet ist.
- 27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (5) gasseitig mit einer Gasturbine und/ oder einem Wärmetauscher und/oder einem Kondensator verbunden ist.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19813103399 DE3103399A1 (de) | 1981-02-02 | 1981-02-02 | Vorrichtung zum erzeugen und reinigen von gasen und daempfen |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE19813103399 DE3103399A1 (de) | 1981-02-02 | 1981-02-02 | Vorrichtung zum erzeugen und reinigen von gasen und daempfen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE3103399A1 true DE3103399A1 (de) | 1982-08-05 |
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ID=6123812
Family Applications (1)
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| DE19813103399 Withdrawn DE3103399A1 (de) | 1981-02-02 | 1981-02-02 | Vorrichtung zum erzeugen und reinigen von gasen und daempfen |
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|---|---|
| DE (1) | DE3103399A1 (de) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE3318252A1 (de) * | 1983-04-22 | 1984-11-22 | Hölter, Heinz, Dipl.-Ing., 4390 Gladbeck | Verfahren zur rauchgasentschwefelung mit gasverteiler im kuehlturm ohne bodenflaeche |
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