AT400005B

AT400005B - Verfahren zum kühlen von mit staub beladenen rauchgasen

Info

Publication number: AT400005B
Application number: AT64994A
Authority: AT
Original assignee: Staudinger Gernot
Priority date: 1994-03-25
Filing date: 1994-03-25
Publication date: 1995-09-25
Also published as: ATA64994A

Description

AT 400 005 B

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen von mit Staub beladenen Rauchgasen, bei dem in den Rauchgasstrom eine Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser, eingebracht wird. Mit den steigenden Anforderungen des Umweltschutzes werden Maßnahmen zur Entfernung schädlicher Stoffe aus Rauchgasen immer notwendiger und umfangreicher. Eine Technik zur Entfernung von sauren Gaskomponenten, z.B. Schwefeldioxid, aus Rauchgasen ist in der AT-PS 394 660 beschrieben. Bei diesem und auch bei anderen Verfahren, die feste Sorbentien wie CaO oder Ca(OH)2 einsetzen, ist es erforderlich, das Rauchgas auf eine Temperatur zwischen 60 und 110°C abzukühlen, was oftmals aus ökonomischen Gründen durch Einspritzen von Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser, in den Rauchgasstrom geschieht. Die damit einhergehende Anreicherung des Rauchgases mit Dampf der Kühlflüssigkeit fördert den Sorptionsprozeß.

Der Betrieb der für die Einspritzung der Kühlflüssigkeit vorzusehenden Zerstäuberdüsen gestaltete sich bis nun schwierig bis unmöglich, da die festen Additive - oftmals gemeinsam mit der Asche des Brennstoffes - an der Düse, im Bereich zwischen ''trocken" und "naß", betonähniiche Ansätze bilden, die den weiteren Betrieb der Düse stören, häufig sogar unmöglich machen. Die Additivstäube und/oder die Aschen sind oftmals bei Kontakt mit Wasser reaktiv und bilden in der Folge harte und mechanisch widerstandsfähige Körper. Dieses ist verständlich, da die Zusammensetzung sich manchesmal von der des Betons kaum unterscheidet

In Versuchen wurde nun gefunden, daß ganz bestimmte, im Handel befindliche Düsen, nämlich solche, die Schallschwingungen zum Zerstäuben der Kühlflüssigkeit benutzen, den zuvor erwähnten Nachteil nicht aufweisen.

Bei solchen "Schallzerstäuberdüsen" wird am Düsenmund ein Gas- oder Dampfstrom in Resonanzschwingung versetzt und die zu zerstäubende Flüssigkeit in das Volumen mit der größten Schallintensität gebracht. Der rasch wechselnde Druck und die Geschwindigkeitsschwingungen bewirken eine Zerteilung großer Flüssigkeitstropfen in kleinere. Nachteilig ist die große Lärmentwicklung solcher Düsen.

Die Druck- und Geschwindigkeitsschwingungen des gasförmigen Zerstäubermediums zerteilen aber nicht nur die Flüssigkeit, sondern führen überraschend auch zu einer dauernden Reinigung des Düsenkopfes von sich im Betrieb bildenden, festen Ansätzen. Bei den erwähnten Versuchen betrug der Druck der Druckluft zwischen 2 und 6 bar über Umgebungsdruck.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß zur Verteilung der Kühlflüssigkeit im Rauchgasstrom Schallzerstäuberdüsen eingesetzt werden, die mit einem komprimierten Gas oder mit Wasserdampf von mindestens 1 bar, jedoch höchstens 10 bar Überdruck betrieben werden, wobei das Rauchgas bevorzugt auf eine Temperatur zwischen 60 und 110 · C gekühlt wird. Damit ist der Betrieb einer Schallzerstäuberdüse in einem mit ansatzbildendem Staub beladenen Gasstrom praktisch für unbegrenzte Zeit möglich.

Zur Durchführung des Verfahrens wird günstigerweise eine Anordnung gewählt, bei der in einem Abschnitt des Rauchgaskanales, vorzugsweise mit vertikaler Strömungsrichtung, in dessen Mitte eine Düse vom Schallzerstäubertyp vorgesehen wird oder falls eine Düse nicht ausreicht, über dem Querschnitt verteilt mehrere Düsen vom Schailzerstäubertyp angebracht werden.

Bei niedrigen Kühltemperaturen stellt die lange Verdampfungszeit der Tropfen ein großes Problem dar, da sich die Tropfen, sobald sie die Wand des Rauchgaskanales erreichen, dort niederschlagen und mit dem Staub ebenfalls einen Ansatz bilden, der ebenso störend ist wie jener auf der Düse selbst.

Es hat sich nun als zweckmäßig erwiesen, die Düsen im Bereich der Aufgabestelle des Additives oder stromaufwärts der Aufgabestelle in einem Abstand zu positionieren, der höchstens gleich dem Durchmesser bzw. der größten Weite des Rauchgaskanals ist. Bei einer solchen Anordnung kollidieren die Wassertropfen mit großer Wahrscheinlichkeit mit einem Staubpartikel, ehe sie die Wand erreichen, sodaß die Wand des Kanales trocken bleibt. Die Düsen sollten sich nicht mehr als zwei Meter vor (relativ zum Rauchgas stromauf) der Additivaufgabestelle befinden. Eine Positionierung der Dösen stromab von der Additivaufgabestelle ist unproblematisch. Weitere Merkmale der Erfindung sehen aus den Patentansprüchen hervor.

Eine Anordnung, die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden kann, wird nachstehend anhand der Fig. 1 der Zeichnung, welche einen Längsschnitt durch einen Rauchgaskanal zeigt, näher erläutert. Die Fig. 2 und 3 zeigen zu Erläuterungszwecken zwei handelsübliche Schallzerstäuberdüsen, jeweils in einem schematischen Mitten-Längsschnitt.

In Fig. 1 bezeichnet 1 den Rauchgaskanal. Mittig in diesem Rauchgaskanal 1 ist ein Aggregat 2, bestehend aus einer Düse oder aus mehreren Düsen, wie sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt sind, angeordnet. Dem Düsenaggregat wird über Leitungen 3, 4 von außen Kühlflüssigkeit (Wasser) und ein Druckmedium, bevorzugt Druckluft, zugeführt. Der aus den Düsen austretende Nebel ist mit 5 bezeichnet. Das mit Staub beladene Rauchgas ist durch Pfeile P bezeichnet, welche die Strömungsrichtung andeuten.

Die Düse gemäß Fig. 2 weist ein Außenrohr 6 mit einem verengten Austrittsquerschnitt auf. der den Düsenmund 7 bildet. Im Inneren des Außenrohres ,6 befindet sich ein weiteres Rohr 8, das einen verbreiterten Kopf 9 aufweist, wodurch zwischen der Verengung des Außenrohres 6 und dem Kopf 9 ein 2

Claims

AT 400 005 B enger Austrittsschlitz 11 für die im Raum 10 zwischen Außen- und Innenrohr strömende Druckluft gebildet wird. Das Resonatorvolumen ist in Form eines Ringschlitzes 12 am Kopf 9 vorhanden, wobei die Druckluft aus dem Austrittsschlitz 11 in den Ringschlitz 12 einströmt, ehe sie den Düsenmund 7 erreicht. Das Innenrrohr 8 besitzt eine Längsbohrung 13, durch welche die Kühlflüssigkeit dem Düsenmund 7 zentral zugeführt wird. Gemäß Fig. 3 besteht das Außenrohr 6 und das Innenrohr 8 aus einem Stück, wobei im Bereich des Düsenmundes 7 sich eine ringförmige Brücke 14 befindet Der Flüssigkeitskanal 13 liegt in dieser Ausführungsform zwischen Innen- und Außenrohr und mündet über Bohrungen 15 in der Brücke 14 in den Düsenmund 7. Das Druckmedium wird durch das Innenrohr 8 dem Düsenmund 7 zentral zugeführt und im Düsenmund erfolgt die Nebelbildung mit der aus den Bohrungen 15 austretenden Kühlflüssigkeit. Das Resonatorvolumen wird durch einen im Abstand vor dem Düsenmund 7 angeordneten becherförmigen Körper 16 gebildet, der über Stege 17 seitlich mit der Außenseite des Außenrohres 6 verbunden ist. Patentansprüche 1. Verfahren zum Kühlen von mit Staub beladenen Rauchgasen, bei dem in den Rauchgasstrom eine Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser, eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verteilung der Kühlflüssigkeit im Rauchgasstrom Schallzerstäuberdüsen eingesetzt werden, die mit einem komprimierten Gas oder mit Wasserdampf von mindestens 1 bar Überdruck betrieben werden, wobei das Rauchgas bevorzugt auf eine Temperatur zwischen 60 und 110’C gekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Rauchgas als Staub ein Additiv zur Rauchgasreinigung zugesetzt wird, wobei bevorzugt der gesamte Staubanteil im Rauchgasstrom aus dem Additiv besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Rauchgas enthaltene Staub ausschließlich aus der Asche eines festen Brennstoffes besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als im Rauchgas enthaltener Staub Asche eines festen Brennstoffes und ein Additiv zur Rauchgasreinigung eingesetzt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die im Rauchgas enthaltenen Staubbestandteile in Mischung mit Wasser eine Anbackung bilden.
6. Anordnung zur Kühlung staubbeladener Rauchgase, insbesondere für ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Rauchgaskanal, insbesondere mit vertikaler Strömungsrichtung, vorzugsweise mittig eine oder mehrere Schallzerstäuberdüse(n) über den Querschnitt verteilt angeordnet ist (sind) und diese von außen über zwei Leitungen mit der Kühiflüssigkeit, insbesondere mit Wasser und mit dem Zerstäubungsgas, vorzugsweise Druckluft, versorgbar ist (sind).
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuberdüse (Zerstäuberdüsen) im Rauchgaskanal (stromauf relativ zum Rauchgasstrom) im Abstand von der Aufgabestelle des Additives angeordnet ist (sind) und daß der Abstand höchstens gleich dem Durchmesser bzw. der größten Weite des Rauchgaskanais ist.
8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuberdüse(n) auf gleicher Höhe wie die Aufgabestelle des Additives oder stromab von der Aufgabestelle des Additives angeordnet ist (sind). Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 3