DE4331415C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung eines Gasstromes mit Waschflüssigkeit - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Behandlung eines Rauchgasstromes mit Waschflüssigkeit, mit einem Behälter, einer ersten Sprüheinrichtung für Waschflüssigkeit im oberen Bereich des Behälters, einer unterhalb der Sprüheinrichtung angeordneten Gas-Flüssigkeits-Trennstufe und einer unterhalb der Gas- Flüssigkeits-Trennstufe angeordneten zweiten Sprüheinrichtung, wobei die Gas-Flüssigkeits-Trennstufe zumindest mehrere im wesentlichen parallel auf Abstand angeordnete und sich im wesentlichen quer zur Gasströmung erstreckende sich nach oben öffnende Auffang- und Ableitrinnen aufweist und die Zwischenräume zwischen den Rinnen mit Abstand überdacht sind derart, daß ein Einfallen von Waschflüssigkeit in die Zwischenräume der Rinnen verhindert wird und Gas zwischen Dachunter- und Rinnenoberkante hindurch treten kann, und wobei die durch die Rinnen abgeleitete Flüssigkeit der ersten Sprüheinrichtung zuführbar ist.

Aus der DE-OS 23 45 694 ist eine derartige Vorrich­ tung bekannt, bei der die Zwischenräume zwischen den Rinnen durch sich ebenfalls nach oben öffnende rinnen­ artige Dächer abgedeckt sind. Die von diesen Dächern aufgefangene Flüssigkeit wird getrennt von den Rinnen zur Seite abgeführt und somit dem Waschprozeß entzo­ gen.

Aus der DE-PS 32 18 470 ist eine Rauchgaswaschan­ lage bekannt, bei der im Sumpf nach unten hin offene Rinnen für die Zuführung von Sauerstoff in den Wä­ schersumpf einer Rauchgaswaschanlage vorgesehen sind; dieselbe Anordnung findet sich in der DE- PS 38 43 810.

Aus der CH-PS 519 351 ist eine Waschvorrichtung zur Reinigung von Gasen bekannt, bei der unterhalb der Sprüheinrichtungen dachartige Prallabscheider an­ geordnet sind, die im aufsteigenden Gas enthaltene Flüssigkeitströpfchen abscheiden sollen.

Aus der DE-PS 36 34 126 und der DE-OS 22 46 474 sind ebenfalls Prallabscheider bekannt, die aus einem auf steigenden Gasstrom Flüssigkeitströpfchen ab­ scheiden sollen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Vorrichtung anzugeben, bei der die Abfuhr der am Einfallen in die Zwischenräume der Rin­ nen gehinderten Waschflüssigkeit vereinfacht und diese für den Waschprozeß besser ausgenutzt wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Dach derart ausgebildet ist, daß auf das Dach auffallende Waschflüssigkeitströpfchen in die Rinnen abgeleitet werden und daß die zweite Sprüheinrichtung ebenfalls mit Waschflüssigkeit beaufschlagbar ist.

Die Rinnenlage übernimmt somit die Abfuhr der von ihnen und der Überdachung erfaßten Flüssigkeit. Dabei kommt es zur Bildung von in die Rinnen strömenden Flüssigkeitsfilmen.

Das Dach ist vorzugsweise ein Giebeldach oder ein Flachdach.

Als Einrichtung zur Verhinderung des Eintritts von Waschflüssigkeit in den Rinnenzwischenraum kann auch vorgesehen sein, daß zur Ausbildung eines pneu­ matischen Daches der Abstand der Rinnen so eingestellt ist, daß auf den Rinnenraum ausgerichtet einfallende Waschflüssigkeitströpfchen wegen einer sich zwischen den Rinnen einstellenden Gasströmung höherer Ge­ schwindigkeit nach oben ausgetragen werden. Bei die­ ser Ausführungsform wird zwar eine gleichmäßigere Strömungsverteilung erreicht, jedoch kommt der Vor­ teil eines geringeren Druckverlustes hier nicht zum tra­ gen.

Zur Ableitung der in den Rinnen angesammelten Waschflüssigkeit ist es von Vorteil, wenn die Rinne und/­ oder allein der Rinnenboden geneigt ist.

Um eine besonderes gleichmäßige Gasströmungsver­ teilung zu erreichen, ist es weiterhin von Vorteil, daß die freien Oberkanten der Rinnen und die ihnen zugeordne­ ten Dachkanten sich im wesentlichen parallel zueinan­ der erstrecken, so daß der Gasdurchströmungsspalt im wesentlichen die gleiche Breite aufweist.

Weiterhin ist es von Vorteil, daß sich die Dächer hori­ zontal erstrecken, so daß über die Länge der zugeordne­ ten Rinnen gesehen ein gleichmäßiger Eintrag in die Rinnen erfolgt.

Die Rinnenabläufe sind innerhalb des Behälters oder außerhalb des Behälters zusammengefaßt. Bei Zusam­ menfassung innerhalb des Behälters ist nur ein Durch­ bruch in der Behälterwandung erforderlich. Bei Zusam­ menfassung außerhalb des Behälters steht der gesamte Behälterquerschnitt für den Sammeleffekt der Rinnen zur Verfügung.

Vorzugsweise ist unterhalb der Gas-Flüssigkeits- Trennstufe eine Tropfenabscheideeinrichtung angeord­ net, deren sich in Längsrichtung erstreckenden Tropfen­ abscheideelemente auf die sich in Längsrichtung er­ streckenden Zwischenräume zwischen den Rinnen aus­ gerichtet sind. Bei dieser Anordnung wird eine Voraus­ richtung der aus der Tröpfchenabscheideeinrichtung austretenden Gasströmung auf die Gaszwischenräume erreicht.

Vorzugsweise sind die Dächer zumindest auf ihrer Oberseite und/oder die Rinnen zumindest auf ihrer In­ nenseite beschichtet, z. B. gummiert, oder vollständig aus Kunststoff oder glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) gefertigt. Weiterhin kann es zur Verbesserung der Ableitung der von den Dächern gesammelten Waschflüssigkeit von Vorteil sein, daß insbesondere bei den giebelartig ausgebildeten Dächern auf die Rinnen ausgerichtete Ablaufflächen oder Strömungsleiteinrich­ tungen vorgesehen sind.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figu­ ren näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch den Behälter einer Rauchgasbehandlungsvorrichtung.

Fig. 2 einen schematischen Teilschnitt durch den Be­ hälter gemäß Fig. 1 senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Rauchgas­ strömung durch eine Rauschgasbehandlungsvorrich­ tung mit vorgeschalteter Tröpfchenabscheideeinrich­ tung und der Sammlung von Waschflüssigkeit, die aus der oberhalb der Gas-Flüssigkeits-Trennstufe angeord­ neten Waschstufe herabfällt, und

Fig. 4 eine Darstellung des Flüssigkeitseintrages in die Rinnen-Trennstufe.

Die in der Fig. 1 dargestellte zweistufige Waschvor­ richtung 1 weist einen Behälter 2 auf, in dessen erweiter­ tem Fuß 2a ein Waschflüssigkeitssumpf 3 ausgebildet ist. Der Behälter 2 ist oberhalb des Waschflüssigkeitsump­ fes mit einem Eintritt 4 für zu behandelndes Gas G versehen. Zur Ausbildung einer ersten Waschstufe ist mit Abstand von der Oberfläche des Waschflüssigkeits­ sumpfes 3 eine in der Fig. 1 schematisch dargestellte Sprüheinrichtung 5 vorgesehen. Die Ausbildung derarti­ ger Sprüheinrichtungen mit einer oder mehreren Sprüh­ ebenen und ggf. Rieseleinbauten gehört zum Stand der Technik Flüssigkeit aus dem Waschflüssigkeitssumpf (Suspensionen werden hier auch zu Flüssigkeiten ge­ rechnet) wird über eine Pumpe 6 im Kreislauf gefahren.

Zur Abscheidung von Tröpfchen aus dem aus der ersten Waschstufe nach oben strömendem Gas ist, eine Tröpfchenabscheideeinrichtung 7 mit zugeordneten Spüleinrichtungen 8 vorgesehen. Oberhalb der Tröpf­ chenabscheideeinrichtung 7 ist eine Gasflüssigkeits- Trennstufe 9 angeordnet. Diese weist sich im wesentli­ chen senkrecht zur Zeichenebene und parallel zueinan­ der erstreckende U-förmig ausgebildete Rinnen 10 auf, die bei rechteckigem Querschnitt des Behälters 1 gleich lang sind. (Es ist auch möglich, die erfindungsgemäße Trennstufe bei runden Behältern einzusetzen derart, daß die Rinnen dann unterschiedliche Länge aufweisen). Die Rinnen 10 münden mit ihrem einen Ende 10c in einem außerhalb des Behälters liegenden Sammler 2'. Den Zwischenräumen 11 zwischen den Rinnen 10 sind Dächer 12 übergreifend zugeordnet derart, daß die un­ teren Kanten 12a der Dächer einen vorgegebenen Ab­ stand von den oberen Kanten 10a der Rinnen aufweisen. In der Fig. 1 sind in der linken Hälfte die Dächer 12 giebelartig ausgebildet. Durch die Zwischenräume 13 tritt Gas hindurch und strömt in den oberhalb der Trennstufe vorhandenen Behälterraum ein. Hier ist eine weitere Sprüheinrichtung 14 vorgesehen, die mit einer Waschflüssigkeit beaufschlagt ist, die über einen äuße­ ren Tank 15, eine Pumpe 16, Sprüheinrichtung 14, die Rinnen 10 und Sammler 2' im Kreislauf gefahren wird. Dem Behälter wird bei einer Entschwefelung frische alkalihaltige Adsorptionsmittelsuspension 17 zugeführt. Der Behälter 15 und der Wäschersumpf 3 bzw. die bei­ den Kreisläufe 14, 16, 15, 10 und 5, 6, 3 sind zumindest über eine Leitung 18 miteinander verbunden. Frisch­ wasser kann den Kreisläufen außer in Form der Suspen­ sion in bekannter Weisen an verschiedenen Stellen zu­ geführt werden, z. B. über die Reinigung der Tröpfchen­ abscheider. Zur Erzeugung von Gips wird dem Wasch­ flüssigkeitssumpf 3 Oxidationsluft 19 und dem Behälter 15 zusätzlich Oxidationsluft 20 zugeführt. Die gipshalti­ ge Suspension wird bei 3' bzw. 15' abgezogen. Das be­ handelte Gas wird am oberen Ende des Behälters über einen Gasabführungsstutzen 21 abgezogen.

Zu der rein schematisch dargestellten Sprüheinrich­ tung 14 können selbstverständlich mehrere Sprühebe­ nen gehören. Ebenso kann zu ihr ein Kontaktfilmeinbau gehören. Weiterhin können dem Austritt 21 ein oder mehrere spülbare Tröpfchenabscheider vorgeschaltet sein. Dies gehört zum Stand der Technik.

Wie in der Fig. 1, rechte Hälfte, dargestellt ist, kann anstelle eines giebelartigen Daches 12 auch ein Flach­ dach 22 oder ein anders gestaltetes Dach vorgesehen sein. Auch ist es unter Umständen denkbar, auf ein phy­ sikalisches Dach zu verzichten und durch besondere Wahl des Abstandes 11' zwischen zwei Rinnen ein pneu­ matisches Dach derart zu erzeugen, daß durch die Strö­ mung zwischen den Rinnen ein Eintritt von Tröpfchen in den Rinnenzwischenraum vermieden wird. Der Zu­ ordnung von Dächern 12; 22; 23 zum Rinnenzwischen­ raum 11 wird aber der Vorzug gegeben.

In der Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform von Rinne und Dach gezeigt. Die Oberkanten 10a der Rinnen 10 erstrecken sich im wesentlichen horizontal, während der Boden 10b zu einer Behälterseite hin vor­ zugsweise geneigt ist. Es ist auch denkbar, Rinnen mit konstanter Wandhöhe einzusetzen, wenn man die Rinne als Ganzes geneigt im Behälter 2 anordnet.

Das Dach 12 erstreckt sich ebenfalls im wesentlichen horizontal, so daß der Spalt oder Zwischenraum 13 zwi­ schen Dach und Rinne längs der Erstreckungsrichtung eine im wesentlichen konstante Breite aufweist.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform weist die einzelne Rinne 10 noch einen abgeschrägten Über­ gang 10d zum Boden 10b hin auf. Weiterhin ist das Dach 12 an der Kante 12a noch mit einem Leitblech 12b ver­ sehen.

Die Tröpfenabscheideeinrichtung 7 besteht aus läng­ lichen Tropfenabscheideelementen 7a, die auf den Spalt 11 zwischen den Rinnen 10 ausgerichtet sind, so daß, wie die Fig. 3, links zeigt, eine Ausrichtung der von den Tröpfchen befreiten Gasteilströme TSG auf die Zwi­ schenräume 11 erreicht wird. Aus der Fig. 3 ist weiter­ hin ersichtlich, wie die Gasströmung in die Spalte 13 zwischen Rinne 10 und Dach 12 eintritt und wie das Dach einen gewissen Überstand 12c zur Mitte der Rin­ nen hin haben kann.

Die Fig. 3 zeigt in ihrer rechten Hälfte, daß die Dä­ cher 12 den in die Trennstufe hineinfallenden Regen R in einzelne Teilströme TSR zusammenfassen und ablei­ ten, während der Gasstrom in Teilströmen TSG zwi­ schen den Rinnen hindurchtreten kann.

Zum besseren Verständnis der rechten Hälfte in Fig. 3 wird in der Fig. 4 nochmals in perspektivischer Darstellung das ableitende oder abprallende Auffangen einzelner Regentröpfchen RT bzw. die Ableitung von sich bildenden Flüssigkeitsfilmen F in die Rinnen 10 dar­ gestellt. Zumindest die Oberseite der Dächer 12 und die Innenwandung der Rinnen 10 ist mit einer Beschichtung 24 versehen.

Wie aus der linken Hälfte der Fig. 3 ersichtlich ist, wird eine gleichmäßige Verteilung der durch die Rin­ nenlage 10 tretenden Strömung über im wesentlichen die gesamte Querschnittsfläche des Behälters erreicht. Bei der Verwendung von Dächern wird zusätzlich bei Betrieb der Waschvorrichtung ein geringerer Druck­ verlust erreicht als bei Verwendung einer einzigen Schüssel. Weiterhin führt der Einsatz der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung zu einer hohen Betriebssicherheit gegenüber Verschmutzung.

Außer zur Entschwefelung kann die Vorrichtung auch zu anderen Zweistufenwäschen in einem Behälter eingesetzt werden, z. B. zu einer HCl-Abscheidung in einer ersten Stufe und zu einer Entschwefelung nur in der zweiten Stufe Zusätzliche dritte und weitere Gasbe­ handlungsstufen sind denkbar.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Behandlung eines Rauchgasstromes mit Waschflüssigkeit, mit einem Behälter (2), einer ersten Sprüheinrichtung (14) für Waschflüssigkeit im oberen Bereich des Behälters, einer unterhalb der Sprüheinrichtung angeordneten Gas-Flüssigkeits-Trennstufe (9) und einer unterhalb der Gas-Flüssigkeits-Trennstufe (9) angeordneten zweiten Sprüheinrichtung (5), wobei die Gas-Flüssigkeits-Trennstufe (9) zumindest mehrere im wesentlichen parallel auf Abstand angeordnete und sich im wesentlichen quer zur Gasströmung erstreckende sich nach oben öffnende Auffang- und Ableitrinnen (10) aufweist und die Zwischenräume zwischen den Rinnen mit Abstand überdacht sind derart, daß ein Einfallen von Waschflüssigkeit in die Zwischenräume der Rinnen verhindert wird und Gas zwischen Dachunter- und Rinnenoberkante hindurch treten kann, und wobei die durch die Rinnen (10) abgeleitete Flüssigkeit der ersten Sprüheinrichtung (14) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Dach (12; 22) derart ausgebildet ist, daß auf das Dach (12; 22) auffallende Waschflüssigkeitströpfchen in die Rinnen (10) abgeleitet werden und daß die zweite Sprüheinrichtung (5) ebenfalls mit Waschflüssigkeit beaufschlagbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Dach ein Giebeldach oder ein Flachdach ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Ausbildung eines pneumatischen Daches der Abstand (11') der Rinnen (10) so ge­ wählt ist, daß auf den Rinnenzwischenraum, (11) ausgerichtet einfallende Tröpfchen wegen einer sich zwischen den Rinnen (10) einstellenden Gas­ strömung höherer Geschwindigkeit nach oben aus­ getragen werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1-3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Rinne und/oder allein der Rinnenboden geneigt ist.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprü­ che 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Oberkanten (10a) der Rinnen (10) und die ihnen zugeordneten Dachkanten (12a) sich im wesentli­ chen parallel zueinander erstrecken, so daß der Gasdurchströmungsspalt (13) im wesentlichen die gleiche Breite aufweist.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprü­ che 1, 2, 4, 5 dadurch gekennzeichnet, daß, sich die Dächer (12) horizontal erstrecken.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprü­ che 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abläufe der Rinnen (10) innerhalb des Behälters (2) oder außerhalb (2') des Behälters zusammengefaßt sind.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprü­ che 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Gas-Flüssigkeits-Trennstufe (9) eine Tropfen­ abscheideeinrichtung (7) angeordnet ist, deren sich in Längsrichtung erstreckenden Tropfenabscheide­ elemente (7a) auf die sich in Längsrichtung erstrec­ kenden Zwischenräume (11) zwischen den Rinnen (19) ausgerichtet sind.

9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprü­ che 1-2, 4-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dächer (12) zumindest auf ihrer Oberseite und/­ oder die Rinnen zumindest auf ihrer Innenseite be­ schichtet sind oder aus Kunststoff und/oder glasfa­ serverstärktem Kunststoff (GFK) bestehen.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der An­ sprüche 1-2, 4-9, dadurch gekennzeichnet, daß bei den giebelartig ausgebildeten Dächern (12) auf die Rinnen ausgerichtete Ablaufflächen (12b) oder Strömungsleiteinrichtungen vorgesehen sind.