AT14681U1 - Gasverteilungsebene für Gasreinigungsanlagen - Google Patents

Abstract

Den Gegenstand dieser Erfindung bildet eine Anlage (10) zur Absorption von Einzelkomponenten wie Schadstoffe oder Wertstoffe in Gasen, bei der eine Absorptionslösung in einem Absorptionsraum (13) mit dem Gas in Kontakt gebracht wird, wobei die Absorptionslösung über eine mit Sprühdüsen bestückte Sprühebene (14) in den Absorptionsraum (13) eingebracht wird und wobei der Absorptionsraum (13) oberhalb einer Gaszufuhr (16) eine Gasverteilungsebene (17) aufweist. Erfindungsgemäß besteht die Gasverteilungsebene (17) in Bereichen aus Rohre (4) und in anderen Bereichen aus Lochblechen (21).

Description

Beschreibung

GASVERTEILUNGSEBENE FÜR GASREINIGUNGSANLAGEN

[0001] Den Gegenstand dieser Erfindung bildet eine Anlage zur Absorption von Einzelkompo¬nenten (z.B. Schadstoffe oder Wertstoffe) in Gasen, bei der eine Absorptionslösung in einemAbsorptionsraum mit dem Gas in Kontakt gebracht wird. Die Absorptionslösung wird dabei überSprühdüsen in den Absorptionsraum eingebracht, wobei der Absorptionsraum oberhalb einerZufuhröffnung für das Gas eine Gasverteilungsebene aufweist, durch die Turbulenzen bzw.Verwirbelungen im zugeführten Gasstrom hervorgerufen werden.

[0002] Bei vielen industriellen Prozessen, insbesondere bei Verbrennungsprozessen, entstehenAbgase bzw. Abluft, welche saure Komponenten wie Schwefeldioxid (S02), Salzsäure (HCl),Fluorwasserstoff (HF) und/oder Stickoxide (NO, N02) und Staub enthalten, die aufgrund ihrerSchädlichkeit für das Ökosystem als Schadstoffe bezeichnet werden oder auch Wertstoffe, wiez.B. Metalloxide, die durch den Behandlungsprozess in einen gasförmigen Zustand versetztwerden.

[0003] Zum Schutz der Umwelt wurden daher gesetzliche Bestimmungen für zulässige Grenz¬werte von Stoffen in Abgasen erlassen. Damit diese Grenzwerte eingehalten werden können,ist in vielen Fällen eine Reinigung der Abgase erforderlich.

[0004] Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Technologien zur sogenannten nassenAbgasbehandlung bekannt, die bereits industriell eingesetzt werden. Bei diesen Verfahren imKraftwerksbereich wird für die Abscheidung von Schadstoffen (S02, HCl, HF) eine Absorptions¬lösung verwendet. Meist handelt es sich dabei um ein Kalziumsorbens (Kalkstein, Branntkalkund Kalkhydrat). Diese Kalziumverbindungen werden mit Wasser angemischt, liegen danachals Suspension vor und werden in einem Absorptionsraum mit den im Rauchgas vorliegendensauren Gasen in Kontakt gebracht, sodass die Absorption der Schadstoffe von der gasförmigenin die flüssige Phase stattfinden kann. Die in die flüssige Phase absorbierten sauren Schadstof¬fe liegen danach gelöst in ionischer Form vor und reagieren mit den in der Suspension gelöstenKalzium Ionen des Kalksorbens.

[0005] Die sich daraus ergebenden Reaktionsprodukte können in Abhängigkeit der weiterenProzessführung in der Suspension gelöst bleiben, bei entsprechender Übersättigung Kristallebilden und schlussendlich sogar in fester Form ausfallen. Der überwiegende Schadstoff inAbgasen aus dem Kraftwerkssektor, insbesondere bei öl- und kohlegefeuerten Verbrennungs¬prozessen, ist Schwefeldioxid S02.

[0006] In sogenannten Rauchgasentschwefelungsanlagen wird das S02 aus dem Rauchgas mitden zuvor beschriebenen Verfahren abgetrennt, wobei als Absorptionslösung hauptsächlichKalkstein in Form einer Kalksteinsuspension eingesetzt wird. In diesen Anlagen entsteht ausdem absorbierten Schwefeldioxid S02 und dem gelösten Kalkstein in der Suspension nachOxidations- und Kristallisationsprozessen verwertbarer Gips (CaS04 * 2H20).

[0007] Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, den Absorptionsraum für die Rauchgasent¬schwefelung als Sprühturm auszuführen. In diesem Sprühturm wird die Kalksteinsuspensionüber mehrere in der Regel horizontal angeordnete Sprühebenen mit Sprühdüsen versprüht. DerApparat wird dabei in vertikaler Richtung von Rauchgas durchströmt. Die aus den Sprühdüsenaustretenden Kalksteinsuspensionstropfen treten mit dem strömenden Rauchgas in Kontaktund es kommt zu Wärme und Stofftransportvorgängen. Diese Anlagen weisen oft auch ober¬halb der Gaszufuhr eine Gasverteilungsebene (z.B. REA- Plus-Ebene oder Tray) auf, durch diedas zugeführte Gas einerseits vergleichmäßigt wird und durch die andererseits ein hochturbu¬lentes Suspensionsregime (Flüssigkeitsschicht) erzeugt wird. Herkömmliche Gasverteilungs¬ebenen bestehen beispielsweise aus einer Vielzahl von Rohren oder aus Lochblechen bzw.Trays.

[0008] Das im Rauchgas enthaltene Schwefeldioxid S02 wird durch Absorption in den Suspen- sionstropfen gelöst und reagiert infolge mit den ebenfalls gelösten Kalziumionen über Zwi¬schenstufen zu Kalziumsulfit und nach weiterer Oxidation durch den im Tropfen gelöst vorlie¬genden Sauerstoff zu Kalziumsulfat.

[0009] Die Suspensionstropfen fallen nach unten und nehmen entlang ihres Weges kontinuier¬lich Schwefeldioxid auf. Im unteren Bereich des Kontaktapparates werden sie in einem sog.Sumpf gesammelt und zur Erhöhung der Kontaktzeit durch ein Umwälzsystem erneut über dieSprühebenen mit dem Rauchgas in Kontakt gebracht.

[0010] Durch entsprechende Regel- und Steuerkreise wird dem Absorptionsraum kontinuierlichKalksteinsuspension, Prozesswasser (Verdampfungsverlust der Tropfen) und Oxidationsluftzudosiert sowie auch Suspension aus dem Sumpf abgezogen, sodass sich ein stationärerZustand einstellt. Die abgezogene Suspension aus dem Sumpf wird in der Regel einer nachge¬schalteten Entwässerung zur Gewinnung von Gips zugeführt.

[0011] Bei herkömmlichen Gasverteilungsebenen ist die Gasverteilung oft unzureichend.

[0012] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anlage mit einer Gasverteilungsebenebereitzustellen, bei der eine verbesserte Gasverteilung erzielt wird.

[0013] Gelöst wird die Aufgabe mit einer Anlage, bei der die Gasverteilungsebene in Bereichendurch Rohre und in anderen Bereichen durch Lochbleche gebildet ist. Durch diese „Hybridaus¬führung" kann eine optimale Gasverteilung im Absorptionsraum erreicht werden.

[0014] Vorzugsweise sind die Lochbleche im Randbereich der Gasverteilungsebene angeord¬net. Dadurch kann die Gasströmung gezielt in die Mitte des Wäschers gelenkt werden.

[0015] Es ist günstig, wenn die Rohre der Gasverteilungsebene in Modulen angeordnet sind.Vorzugsweise sind diese Module im Zentralbereich der Gasverteilungseben angeordnet.

[0016] Es ist auch vorteilhaft, wenn oberhalb der Gasverteilungsebene eine Re-Dispergierkante(25) angeordnet ist, durch die die Absorptionslösung von der Wand des Absorptionsraumsweggeleitet und in Richtung des Zentrums des Absorptionsraums geleitet wird. Dadurch kanndie Absorptionslösung weitere Schadstoffe aufnehmen.

[0017] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: [0018] Fig. 1 eine beispielhafte Ausführung einer Rauchgasreinigungsanlage; [0019] Fig. 2 eine Draufsicht auf die Gasverteilungsebene; [0020] Fig. 3 einen Teilbereich der Gasverteilungsebene; [0021] Fig. 4 einen anderen Teilbereich der Gasverteilungsebene; [0022] Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren bezeichnen jeweils gleiche Merkmale.

[0023] Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Rauchgasreinigungsanlage10. Dabei strömt das Rauchgas durch die Gaszufuhr 16 in den zylinderförmigen Absorptions¬raum 13 ein und wird in eine vertikale Aufwärtsströmung umgelenkt. Das Rauchgas durchströmtden Absorptionsraum 13 von unten nach oben und verlässt diesen durch den Rauchgasaustritt12.

[0024] Direkt oberhalb der Gaszufuhr 16 befindet sich die Gasverteilungsebene 17. Die Gasver¬teilungsebene 17 besteht aus einer Vielzahl von einzelnen Rohren 4. Durch die Gasvertei¬lungsebene 17 wird das Rauchgas innerhalb der Absorptionskammer 13 gleichmäßiger verteiltund außerdem werden dadurch im Rauchgas Turbulenzen induziert, die zu einer intensiverenVermischung des Gases mit der Absorptionslösung führen.

[0025] Im oberen Bereich des Absorptionsraumes 13 wird über die Sprühdüsen der Sprühebe¬ne 14 die Absorptionslösung eingebracht, die in Tropfenform mit dem Rauchgas in Kontakt tritt.

[0026] Unterhalb der Gaszufuhr 16 befindet sich der Wäschersumpf 15. Das Absetzen vonFeststoffteilchen im Wäschersumpf 15 wird durch das Rührwerk 19 verhindert, das außerdem eine ausreichende Vermischung sicherstellt. Die Oxidation wird durch eine separate Oxidations¬luftzufuhr sichergestellt.

[0027] Um das gesamte Waschsystem in einem stationären Betrieb zu halten, wird frischeKalksteinsuspension (Absorptionslösung) über die Leitung 11 zugeführt und ein entsprechenderSuspensionsstrom 20 zur Gewinnung von Gips aus dem Waschsystem ausgeschleust.

[0028] Direkt oberhalb der Gaszufuhr 16 ist ein Re-Dispergierblech 18 angeordnet. DiesesBlech 18 fängt die von oben kommende Absorptionslösung auf und leitet sie als Vorhang in denWäschersumpf 15. Das zugeführte Gas durchquert beim Eintritt in die Absorptionskammer 13diesen Vorhang und wird dabei abgekühlt. Dieses Blech 18 kann auch als umlaufender Ringausgebildet sein oder es können auch über den Umfang verteilt, mehrere Re-Dispergierbleche18, 18' vorhanden sein.

[0029] Oberhalb der Gasverteilungsebene (17) ist eine Re- Dispergierkante (25) an der Behäl¬terwand angebracht. Durch diese Re-Dispergierkante (25) wird Absorptionslösung aufgefangenund von der Wand des Absorptionsraumes (13) weggeleitet.

[0030] In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Gasverteilungsebene 17 dargestellt. Die Gasvertei¬lungsebene 17 besteht hier aus einer Vielzahl von Modulen 6. Die Module 6 sind hier im Zent¬ralbereich 23 der Gasverteilungseben 17 angeordnet, im Randbereich 24 der Gasverteilungs¬ebene 17 sind Lochbleche 21 angeordnet. Die Gasverteilungsebene 17 wird in Fachkreisenauch als REA-Plus Ebene bezeichnet.

[0031] Fig. 3 zeigt einen Teilbereich der Gasverteilungsebene 17. Dieser Teilbereich wird durcheine Vielzahl von Rohren 4 und durch Lochbleche 21 gebildet. Die Lochbleche grenzen dabeidirekt an die Außenwand 22 der Gasverteilungsebene 17 an.

[0032] In Fig. 4 ist ein anderer Teilbereich der Gasverteilungsebene 17 dargestellt. Auch hiersind die Lochbleche 21 im Randbereich 24 angeordnet.

Claims (6)

1. Ansprüche 1. Anlage (10) zur Absorption von Einzelkomponenten wie Schadstoffe oder Wertstoffe inGasen, bei der eine Absorptionslösung in einem Absorptionsraum (13) mit dem Gas inKontakt gebracht wird, wobei die Absorptionslösung über eine mit Sprühdüsen bestückteSprühebene (14) in den Absorptionsraum (13) eingebracht wird und wobei der Absorpti¬onsraum (13) oberhalb einer Gaszufuhr (16) eine Gasverteilungsebene (17) aufweist,dadurch gekennzeichnet, dass die Gasverteilungsebene (17) in Bereichen durch Rohre (4) und in anderen Bereichen durch Lochbleche (21) gebildet ist.
2. 2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochbleche (21) im Randbe¬reich (24) der Gasverteilungsebene (17) angeordnet sind.
3. 3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (4) in Modulen (6) angeordnet sind.
4. 4. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Module (6) im Zentralbe¬reich (23) der Gasverteilungseben (17) angeordnet sind.
5. 5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb derGasverteilungsebene (17) eine Re-Dispergierkante (25) angeordnet ist, durch die die Ab¬sorptionslösung von der Wand des Absorptionsraums (13) weggeleitet wird.
6. 6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb derGasverteilungsebene (17) ein oder mehrere Re-Dispergierbleche (18, 18') angeordnet sind,durch die die Absorptionslösung aufgefangen und umgeleitet wird. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen