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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abscheidung von Schadgasen, wie S02, HCI, HF oder NOx, aus einem Abgas in einem Sprühturm nach dem Gegenstrom-Verfahren, bei welchem das zu reinigende Abgas, insbesondere Rauchgas, dem Sprühturm durch eine Gaszuführung seitlich zugeführt und anschliessend im Wesentlichen vertikal nach oben durch den Sprühturm geleitet wird, wobei das Abgas Im Sprühturm mit einer Suspension, die durch Stoffaustausch Schadgase aufnimmt, in Berührung gebracht wird, und vorzugsweise aus dem gereinigten Abgas vor dem Verlassen des Sprühturmes die im Abgas verbliebene Suspension entfernt wird, sowie entsprechende Sprühtürme.
Bei Entschwefelungsanlagen nach kalorischen Kraftwerken werden Sprühtürme mit grossem Gasdurchsatz und folglich mit entsprechend grossem Durchmesser, der mehr als 20 m erreichen kann, eingesetzt. Es ist schwierig, eine günstige Verteilung des Rauchgases im Wäscher des Sprühturmes zu erreichen, da die erforderlichen hohen Verhältnisse von Flüssigkeit (Kalksteinsuspension) zu Gas (UG-Verhältnis, typischerweise > 6 lam3 Rauchgas) bei dem eingesetzten Kalkstein-SOrRauchgaswaschverfahren eine hohe Tropfendichte im Wäscher erfordern. Diese hohe Tropfendichte behindert durch ihren Widerstand die Verteilung des Rauchgases.
Dies trifft besonders bel einem hohen S02-Geha ! t des Rauchgases und hohem Abscheidegrad des Wäschers zu und führt zu dem Effekt, dass das Rauchgas an bestimmten Stellen des Wäschers bevorzugt durch das Tropfenfeld strömt, wie in Fig. 1 dargestellt ist.
Im Wäscher entstehen Bereiche, an denen das Rauchgas nur mit geringen Anteilen an Suspension in Berührung kommt. Das spezifische örtliche Flüssigkeits zu Gas-Verhältnis (UG-Ver- hältnis) sinkt ab, es können durch die hohen Gasgeschwindigkeiten auch Tropfen in weniger belastete Teile des Wäschers verlagert werden. Damit kann sich dieser Strömungszustand stabilsieren, wobei die entstandene Bypassströmung den Wirkungsgrad des Wäschers erheblich vermindert.
In anderen Bereichen des Wäschers strömt das Rauchgas mit niedriger Geschwindigkeit und bei einer gleichmässigen Flüssigkeitsverteilung, die auf die örtlich unterschiedlichen Gasgeschwindigkeiten keine Rücksicht nimmt, resultieren Bereiche, welche ein überproportional hohes UG-Ver- haltnis aufweisen. Dadurch wird z. B. S02 aus dem Rauchgasstrom praktisch vollkommen ausgewaschen Die eingesetzte Energie, welche für die Erzeugung der Tropfen aufgewendet werden muss, kann In diesen Teilen des Wäschers nicht für die S02-Abscheidung genützt werden.
Profilmessungen am Austritt von Wäschern (über der letzten Sprühebene) haben gezeigt, dass die SOz-Konzentration des Rauchgases an bestimmten Stellen sehr hohe Werte aufweist, in grossen Bereichen des Wäschers hingegen nur geringe SOz-Konzentrationen gemessen wurden (siehe linke Abbildung in Fig. 8). Die Ursache dafür ist die geringere Tropfendichte an der Wäscherwand und die Verteilung des Rauchgases im Wäscher.
Der Einsatz von Einbauten, wie Strömungsbleche, welche die Gasverteilung im Wäscher beeinflussen, besitzen den Nachteil, dass durch diese Einbauten auch das Tropfenfeld beeinflusst wird. Werden die Tropfen an diesen Strömungsblechen abgeschieden, geht Stoffaustauschfläche verloren. Natürlich kann auch durch eine Änderung des Durchmessers des Wäschers die Gasverteilung beeinflusst werden, siehe etwa die US 5 421 861, der Wäscher sollte jedoch eine minimale Höhe mit dem optimalen (kleinsten) Durchmesser aufweisen.
Eine weitere Möglichkeit besteht dann, dem Wäscher das Rauchgas gleichmässig von allen Seiten zuzuführen. Dies erfordert jedoch einen höheren baulichen Aufwand. Das Rauchgas kann damit über den Umfang gleichmässig verteilt werden, der Eintrittsimpuls des Rauchgases wird bei dieser konstruktiven Ausführung auf den ganzen Umfang verteilt. Dadurch reduziert sich jedoch die Eindringtiefe des Gases in Richtung Zentrum des Wäschers.
Mit den üblichen Gasgeschwindigkeiten In der Rauchgasleitung am Elntntt des Sprühturms bzw. Wäschers kann der Energieverlust am Eintrittsdiffusor als Eintrittsimpuls des Rauchgases in das Tropfenfeld genutzt werben. Dadurch wird der Eintritt des Rauchgases in die Tiefe des Tropfenfeldes erleichtert, und damit eine Vergleichmässigung bewirkt.
Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, den Wirkungsgrad eines Sprühturmes, der stark vom Strömungsfeld Im Wäscher beeinflusst wird, zu optimieren, mit dem Ziel, für alle Tropfen der Suspension eine möglichst gleichmässige Beladung mit Schadgasen zu erreichen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Optimierung des Strömungsfeldes die Suspension bezüglich der zentralen Längsebene des Sprühturms, die
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senkrecht zur Richtung des einströmenden Abgases liegt, asymmetrisch verteilt wird.
Neu an dieser Erfindung ist, dass das zugeführte Abgas zuerst über die Querschnittsfläche des Sprühturms verteilt und anschliessend vertikal durch den Sprühturm geleitet wird.
Die Verteilung der Suspension über die Fläche der Ebenen des im Sprühturm befindlichen Wäschers wird gezielt verändert, um das Rauchgas ohne Verwendung von Einbauten optimal im Wäscher zu verteilen. Dazu muss das Rauchgas am Gaseintritt in möglichst horizontaler Richtung durch das Tropfenfeld strömen und kann damit in Bereiche eintreten, welche bei gleichmässiger Suspensionsverteilung von der Gasströmung nicht erfasst werden.
Diese Bereiche liegen nach Berechnungen auf der gegenüberliegenden Seite des Gaseintrittes Nach dem das Rauchgas durch den Wäscher in diesen Bereich geleitet wurde, wird das Gas in vertikaler Richtung aus dem unteren Bereichen des Wäschers nach oben in die darüber liegenden Ebenen des Wäschers geführt
Dadurch, dass die Gasströmung durch die Verteilung der Suspension über die Sprühvorrichtungen, insbesondere Düsen, in die vom Gaseintritt abgewandte Seite geführt wird, sodass wesentliche Gasmengen von dort auf die darüberliegende Querschnittsfläche verteilt werden, muss das Rauchgas einen längeren Weg im Tropfenfeld zurücklegen.
Damit entstehen örtlich Gasströmungen mit höheren Geschwindigkeiten, der Stoffaustausch an den Tropfen der Suspension kann gesteigert und der bei herkömmlichen Verfahren festgestellte Kurzschluss der Gasströmung (vom Gaseintritt vertikal nach oben zum Gasaustntt hin) kann vermieden werden
Eine Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, dass die Sprühdichte in jenem Bereich des Sprühturmes, der sich direkt oberhalb des Gaseintritts der Gaszuführung nahe dem Gaseintritt befindet, höher ist als in jenem Bereich des Sprühturmes, der sich direkt oberhalb des Gaseintritts im dem Gaseintritt abgewandten Bereich des Sprühturmes befindet. Durch die höhere Sprühdichte im Bereich des Gaseintritts wird sichergestellt, dass das Abgas auch horizontal in den Bereich hinter der zentralen Längsebene eindringt.
Eine alternative oder zusätzliche Ausgestaltung des Verfahrens besteht darin, dass im oberen Bereich des Sprühturmes die Sprühdichte im dem Gaseintritt abgewandten Bereich des Sprühturmes höher ist als Im dem Gaseintritt zugewandten Bereich. Durch die höhere Sprühdichte im oberen Teil des Wäschers hinter der zentralen Längsebene wird erreicht, dass sich das Abgas bis zum Gasaustritt gleichmässig über den Querschnitt des Wäschers verteilt. Durch die gemeinsame Anwendung der beiden Massnahmen wird eine besonders vorteilhafte Gasverteilung und damit eine besonders gleichmässige Abscheideleistung erzielt.
Ein entsprechender Sprühturm zur Abscheidung von Schadgasen, wie S02, HCI, HF oder NOx, nach dem Gegenstrom-Verfahren, insbesondere zur Reinigung von Rauchgas, wobei der Sprühturm eine seitliche Gaszuführung besitzt und oberhalb des Gaseintritts ein Wäscher bestehend aus mehreren im Wesentlichen waagrechten Ebenen von Sprühvorrichtungen, insbesondere Düsen, angeordnet sind, mittels weicher eine Suspension einbringbar ist, die durch Stoffaustausch Schadgase aufnimmt, ist dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere bei gleicher Durchsatzleistung der
Sprühvorrichtungen die Anzahl der Sprühvorrichtungen bezüglich der zentralen Längsebene des
Sprühturms, die senkrecht zur Richtung des durch den Gaseintritt einströmenden Abgases liegt,
zumindest einer unteren Ebene in einem Bereich vor der Längsebene grösser ist als in einem
Bereich hinter der Längsebene undloder die Anzahl der Sprühvorrichtungen einer oberen Ebene in einem Bereich hinter der Längsebene grösser ist als in einem Bereich vor der Längsebene.
Insbesondere kann vorgesehen werden, dass In einem Bereich vor bzw. hinter der zentralen
Längsebene keine Sprühdüsen angeordnet werden.
Eine andere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Suspension in jenem Bereich des Sprühturmes, der sich direkt oberhalb des Gaseintntts nahe dem Gaseintritt befindet, im
Wesentlichen nach unten und in jenem Bereich des Sprühturmes, der sich direkt oberhalb des
Gaseintritts im dem Gaseintritt abgewandten Bereich des Sprühturmes befindet, im Wesentlichen nach oben eingebracht wird. Durch die nach unten eingebrachte Suspension wird das Abgas nach unten gedrückt und strömt damit horizontal hinter die zentrale Längsebene, sodass es erst in diesem Bereich nach oben strömt, was durch die dort nach oben eingebrachte Suspension unterstützt wird Zudem weisen die nach oben eingebrachten Tropfen der Suspension aufgrund ihrer Flugbahn eine längere Verweildauer im Abgas auf, was den Abscheidegrad erhöht.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen werden, dass im oberen Bereich des
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Sprühturmes die Suspension in jenem Bereich des Sprühturmes, der dem Gaseintritt zugewandt ist, im Wesentlichen nach oben und in jenem Bereich des Sprühturmes, der vom Gaseintritt abgewandt ist, im Wesentlichen nach unten eingebracht wird. Das Abgas wird dadurch m oberen Bereich wieder gleichmässig über die Querschnittsfläche verteilt, vor allem, wenn das Abgas im unteren Bereich des Sprühturms zu einem wesentlichen Teil hinter die zentrale Längsebene geleitet wurde.
Ein entsprechender Sprühturm ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühvorrichtungen zumindest einer Ebene in zumindest einem Bereich vor der zentralen Längsebene des Sprühturms, die senkrecht zur Richtung des durch den Gaseintritt einströmenden Abgases liegt, eine andere Sprührichtung aufweisen als In einem Bereich hinter der Längsebene. Dabei kann vorgesehen sein, dass bei zumindest einer unteren Ebene die Sprührichtung vor der zentralen Längsebene zumindest teilweise nach unten und nach der zentralen Längsebene zumindest teilweise nach oben weist. Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen werden, dass bei zumindest einer oberen Ebene die Sprühnchtung vor der zentralen Längsebene zumindest teilweise nach oben und nach der zentralen Längsebene zumindest teilweise nach unten weist.
Die Wirkung der unterschiedlichen Sprührichtungen kann durch die Wahl entsprechender Sprühvorrichtungen verstärkt werden, indem als Sprühvorrichtungen mit Sprührichtung nach unten Vollkegeldüsen und/oder als Sprühvorrichtungen mit Sprührichtung nach oben Hohlkegeldüse angeordnet sind. Vollkegeldüsen weisen eine gleichmässigere Flüssigkeitsverteilung über die von dem Sprühwinkel der Düse erfassten Bereich auf. Die Hohlkegeldüsen verteilen die Flüssigkeit bevorzugt an dem sich bildenden Sprühkegel, woduch in der Mitte der Düse eine geringe Sprühdichte entsteht. Naturgemäss kann die Wirkung der Düsen durch Ihre Durchsatzleistung beeinflusst werden.
Auch der alleinige Einsatz entsprechender Düsen kann eine erfindungsgemässe Verteilung der Suspension bewirken. Ein entsprechender Sprühturm ist dadurch gekennzeichnet, dass in den unteren Ebenen bezüglich der zentralen Längsebene des Sprühturms, die senkrecht zur Richtung des durch den Gaseintritt einströmenden Abgases liegt, für zumindest Teilbereiche, die hinter der Längsebene liegen, Hohlkegeldüse und für zumindest Teilbereiche, die vor der Längsebene liegen, Vollkegeldüsen als Sprühvorrichtungen angeordnet sind Alternativ oder zusätzlich dazu kann vorgesehen werden, dass in den oberen Ebenen bezüglich der zentralen Längsebene des Sprühturms, die senkrecht zur Richtung des durch den Gaseintritt einströmenden Abgases liegt, als Sprühvorrichtungen Hohlkegeldüse für zumindest Teilbereiche,
die vor der Längsebene liegen und Vollkegeldüsen für zumindest Teilbereiche, die hinter der Längsebene liegen, angeordnet sind.
Dabei kann die erfindungsgemässe Wirkung noch gesteigert werden, wenn die Vollkegeldüsen eine eine andere, insbesondere höhere, Durchsatzleistung aufweisen als die Hohlkegeldüse.
Schliesslich wird ein Spruhturm beansprucht, bel dem im Zentrum des Sprühturms Hohlkegeldüsen und für den Wandbereich Vollkegeldüsen als Sprühvorrichtungen angeordnet werden. Diese Ausführung bedingt aufgrund der verbesserten Suspensionsverteilung durch die Volikegel- düsen eine Erhöhung der Abscheidung im Wandbereich des Sprühturms.
In vorteilhafter Weise können die Massnahmen zur Beeinflussung der Verteilung der Suspension auch untereinander kombiniert werden, was anhand der unten angeführten Ausführungbeispiele gezeigt wird.
Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 8 beispielhaft und schematisch erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Sprühturm gemäss dem Stand der Technik-
Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemässen Sprühturm mit gestuften Ebenen.
Fig. 3 zeigt einen erfindungsgemässen Sprühturm mit einer Änderung der Spruhnchtung im unteren und Im oberen Wäscherbereich.
Fig. 4 zeigt einen erfindungsgemässen Sprühturm mit gestuften Ebenen und einer Änderung der Sprührichtung im oberen Wäscherbereich.
Fig. 5 zeigt den Grundriss eines Wäschers mit der Ebenenkonstruktion für eine untere Ebene mit hoher Sprühdichte im Bereich vor der zentralen Längsebene.
Flg. 6 zeigt den Grundriss eines Wäschers mit der Ebenenkonstruktion für eine obere Ebene mit der Kombination von Voll-und Hohlkegeidüsen.
Flg. 7 zeigt den Grundriss eines Wäschers mit der Ebenenkonstruktion für eine obere Ebene mit hoher Sprühdichte im Bereich hinter der zentralen Längsebene.
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Fig 8 zeigt das gemessene SOz-Profil vor und nach einer erfindungsgemässen Optimierung eines Sprühturms
Fig. 1 zeigt einen herkömmlichen Sprühturm 1, dem durch die Rauchgaszuführung 2 und den Gaseintntt 3 Rauchgas 8-10 zugeführt wird. Das Rauchgas 8-10 wird durch den Wäscher geleitet, der aus einzelnen Sprühebenen 11-16, kurz Ebenen, besteht. Die aus als Düsen 17 ausgebildeten Sprühvorrichtungen versprühte Suspension nimmt die Schadgase aus dem Rauchgas auf und fällt in den Sumpf 4 des Sprühturms 1, von wo sie durch Umwälzpumpen 5 wieder in die einzelnen Ebenen 11-16 gefördert wird Das Rauchgas 8-10 verlässt den Sprühturm durch den Tropfenabscheider 6 und den Gasaustritt 7.
Im Wäscher ist eine starke Inhomogenität der S02-Aufnahme festzustellen. Die Rauchgasströmung 8-10 tritt verstärkt an den seitlichen oberen Bereichen des Gaseintritts 3 In den Wäscher ein. Die höchsten SOs-Werte wurden an beiden seitlichen Wandbereichen beim halben Wäscherdurchmesser vom Gaseintritt 3 her gesehen festgestellt (Fig. 8, linke Abbildung). Modellrechnungen zeigen, dass durch Abscheidung der Tropfen an der Wand des Sprühturms 1 hohe Gasgeschwindigkeiten auftreten, welche zu einem örtlich niedrigen UG-Verhältnis führen und damit neben einer übermässigen Beladung der Tropfen eine Verminderung des Abscheidegrads bewirken.
Messungen und Rechnungen zeigen, dass das Rauchgas 8-10 das Bestreben besitzt, im oberen Teil des Gaseintntts 3 in den Wäscher einzutreten. Durch hohe Eintrittsgeschwindigkeiten des Rauchgases in den Wäscher kann diesem Bestreben zwar entgegengewirkt werden, dies Ist jedoch mit Energieverlusten verbunden. Damit kann das hohe örtliche UG-Verhältnis, speziell im unteren Bereich eines herkömmlichen Gegenstrom-Sprühturmes 1, nur teilweise genützt werden.
In Fig. 2 ist ein erfindungsgemässer Sprühturm 1 dargestellt, bei dem die unteren Ebenen 11-13 des Wäschers mit mehreren Ebenen 11-16 so ausgeführt sind, dass diese unteren Ebenen 11-13 nur Im Bereich des Gaseintritts 3 Düsen 17 aufweisen, während wahrend ab ca. der Mitte des Sprühturms 1 vom Gaseintritt 3 her gesehen keine Düsen 17 vorgesehen sind. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, hinter der zentralen Längsebene 19 weniger Düsen als davor vorzusehen.
Die unterste Ebene 11 weist die wenigsten Düsen 17 auf. Die Anzahl der (vorzugsweise im gleichen Abstand angebrachten) Düsen in den Ebenen 11-13 nimmt nach oben hin zu, sodass die Ebenen schliesslich über die Längsebene 19 des Sprühturms 1 mit Düsen 17 besetzt sind. Die oberen Ebenen 14-16 sind gleichmässig mit Düsen 17 besetzt Dadurch weist der Bereich um den Gaseintritt 3 eine höhere Sprühdichte (Suspension/m Wäschergrundflàche bzw. Sprühturmgrundf) äche) auf, während ab ca. der Mitte des Sprühturms 1 vom Gaseintritt 3 her gesehen, eine geringere Menge bzw. keine Suspension eingedüst wird.
Das
Verhalten des Rauchgases 8-10 wird im Vergleich zu Fig. 1 entsprechend verändert, wodurch eine wesentliche Erhöhung des Abscheidegrads eines Wäschers erreicht werden kann
Das Rauchgas 8-10 wird im vorderen Bereich des Wäschers, in dem die Suspension mit maximalem UG-Verhältnis auf des Rauchgas 8-10 einwirkt, von der Suspension nach unten gedrückt, es strömt dadurch vom Gaseintritt des Wäschers in horizontaler Richtung durch das
Tropfenfeld mit der hohen Tropfendichte
Der Druckverlust der Gasstromung in vertikaler Richtung hängt von der Tropfendichte im
Gasfeld ab. Durch die geringere Tropfendichte im dem vom Gaseintritt 3 gegenüberliegenden Teil des Wäschers, tritt für die Gasströmung 8-10 ein kleinerer Druckverlust auf, das Gas 8-10 strömt in diesen Teil des Wäschers.
Durch die höhere Tropfendichte im Bereich des Gaseintritts gegenüber der dem Gaseintritt 3 abgewandten Seite ergibt sie eine Druckdifferenz, die das Rauchgas 8-10 in den hinteren Teil des
Wäschers zwingt Im Bereich des Wäschers von der 1. - 3. Ebene 11-13 treten nun im hinteren Tell hohere Gasbelastungen auf. Dieser Effekt ist jedoch für die SO=Abscheidung nxcht von Nachteil, da das Rauchgas 8-10 bereits auf dem Weg dorthin teilweise intensiv vorgewaschen wurde und eine niedrigere S02-Konzentration aufweist, da das Rauchgas 8-10 bereits durch eine Zone mit hoher Tropfendichte geführt wurde.
Weiters ist bei hohen vertikalen Gasgeschwindigkeiten eine Steigerung der S02-Abscheidung gegeben, der Wäscherwirkungsgrad bei hoher vertikaler Gasgeschwindigkeit und ausreichend hohem UG-Verhältnis der Suspension mit hohem pH-Wert ermöglicht eine besser Abscheidung.
Im Bereich der höher liegenden Sprühebenen 14-16 wird die Suspensionsverteilung wieder
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vergleichmässigt, bzw. - nicht dargestellt - mit niederer Sprühdichte im vorderen Teil und höherer im hinteren Teil durchgeführt. Dadurch wird eine gleichmässige Verteilung des Rauchgases 8-10 über den gesamten Wäscherquerschnitt Im Bereich der Ebenen 15 und 16 erreicht.
In Fig. 3 wird eine weitere erfindungsgemässe Ausführung gezeigt, bei der die gewünschte Verteilung des Rauchgases 8-10 durch die Sprührichtung der Düsen 17, 18 erzielt wird. Die untere Ebenen 11,12 weisen Im vorderen Teil nach unten gerichtete Düsen 17 und im hinteren Teil nach oben gerichtete Düsen 18 auf. Die oberen Ebenen 13,14 weisen im vorderen Teil nach oben gerichtete Düsen 18 und im hinteren Teil nach unten gerichtete Düsen 17 auf.
Zusätzlich kann vorgesehen werden, dass zumindest teilweise die nach unten gerichteten Düsen 17 als Vollkegeldüsen und die nach oben gerichteten Düsen 18 als Hohlkegeldüse ausgebildet werden.
Vollkegeldüsen bewirken eine geringere Wandwasserbildung und somit höhere Tropfendichte, wenn die Sprührichtung nach unten gerichtet ist einen höheren Impuls auf die Gasströmung als Hohlkegeldüse nach unten. Dadurch tritt im vorderen Bereich des Wäschers ein höherer Druckverlust des Gases auf Dieser höhere Druckverlust bewirkt ein gezieltes Ausweichen der Gasströmung.
Hohlkegeldüse mit ihrem höheren Wandwasseranteil und kleineren Tropfendichte im Zentrum des Wäschers, besitzen einen geringeren Druckverlust. Durch die Sprührichtung der Düsen nach oben wird der resultierende Druckverlust durch den Flüssigkeitsimpuls in Richtung der Gasströmung vermindert.
In Fig. 4 ist eine Kombination aus Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt. Die beiden unteren Ebenen 11, 12 sind unter Verwendung von nach unten gerichteten Düsen 17 gestuft ausgeführt, während die oberen Ebenen 13-15 im vorderen Bereich über die Längsebene 19 hinaus mit nach oben gerichteten Düsen 18 und im hinteren Bereich mit nach unten genchteten Düsen 17 ausgestattet sind.
Eine weitere erfindungsgemässe Ausführungsform ist durch den alleinigen Einsatz verschiedener Düsentypen in herkömmlichen Wäschern gegeben. Dazu kann die unterschiedliche Sprühdichte bezogen auf den Querschnitt eines Höhenelementes des Wäschers durch die Wahl der Düsentype (Voll-oder Hohlkegeldüse, Sprühwinkel und Sprührichtung) erreicht werden.
Fig. 5 zeigt die Ausführung der unteren drei Ebenen eines Wäschers mit sechs Ebenen eines Sprühturms 1 gemäss Anspruch 6. Dabei sind die unteren Ebenen nur vor der zentralen Längsebene 19 (im Bereich nahe dem durch die Rauchgaszuführung 2 festgelegten Gaseintritt 3) mit Sprühdüsen 17 besetzt. Das eintretende Rauchgas wird durch den Pfeil dargestellt. Diese Ausführung kann vorteilhaft mit der folgenden Ausführung nach Fig. 6 kombiniert werden.
In Fig. 6 ist eine mögliche Ausführung der oberen drei Ebenen eines Wäschers mit sechs Ebenen gezeigt Dabei sind die Ebenen hinter der zentralen Längsebene 19 (in dem Bereich, der dem durch die Rauchgaszuführung 2 festgelegten Gaseintritt 3 gegenüberliegt) mit nach unten gerichteten Vollkegeldüsen 17 ausgestattet, während die Ebenen vor der Längsebene 19 mit Hohlkegeldüsen 18 ausgestattet sind. Die Hohikegeldüsen 18 weisen eine um 5-30% geringere Durch- satz ! e) stung ais die Vollkegeldüsen 17 auf und sind ebenfalls nach unten gerichtet. Es kann auch vorgesehen werden, dass die Hohlkegeldüse 18 bei gleicher oder um 5-30% geringerer Durch- satzleistung als die Vollkegeldüsen 17 nach oben gerichtet sind.
Fig. 7 zeigt eine mögliche Ausführung der oberen drei Ebenen eines Wäschers mit sechs Ebenen, bei dem die Ebenen hinter der zentralen Längsebene 19 (in dem Bereich, der dem durch die Rauchgaszuführung 2 festgelegten Gaseintritt 3 gegenüberliegt) mit nach unten gerichteten Düsen 17, insbesondere Vollkegeldüsen, ausgestattet ist, während die Ebenen vor der Längsebene 19 keine Düsen aufweisen.
Herkömmliche Wäscher sind nur mit entweder Voll- oder Hohikegeldüsen ausgerüstet.
Entsprechende Massnahmen zur Erhöhung der Tropfendichte im Bereich der Wäscherwand durch alleinigen Ersatz der Hohlkegeldüse durch Vollkegeldüsen mit grösserem Suspensionsdurchsatz sind sehr erfolgreich durchgeführt worden. Es zeigte sich eine wesentliche Vergleichmässigung der S02-Proflle am Gasaustritt mit einer Erhöhung der Abscheideleistung. In Fig 8 sind solche Profile vor und nach einer Optimierung der Düsen über den Querschnitt des Sprühturms oberhalb der
Ebenen eines Wäschers mit fünf Ebenen dargestellt. Es Ist aus Symmetriegründen nur jeweils etwa der halbe Querschnitt abgebildet, wobei der Pfeil die Stelle des Gaseintritts anzeigt.
Links
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sind die Messungen an einem herkömmlichen Wäscher dargestellt, mit gleichmässiger Verteilung der Suspension in allen Ebenen mit nach unten gerichteten Hohlkegeldüse. Rechts sind die Messergebnisse nach erfindungsgemässer Ausbildung der einzelnen Ebenen dargestellt, nämlich mit Hohlkegeldüse im Zentrum des Sprühturms und der vom Gaseintritt abgewandten Seite im Bereich der Wand und Vollkegeldüsen im Bereich des am Eintritt liegenden Querschnitts Im Wandbereich.
In der linken Abbildung erkennt man, dass die SOs-Konzentratton (In vpm) des Rauchgases sowohl oberhalb des Gaseintritts als auch an den seitlichen Wandbereichen bei der zentralen Längsebene 19 sehr hohe Werte aufweist, während in anderen Bereichen des Wäschers nur geringe SOrKonzentrationen gemessen wurden. Dabei entsprechen den Bereichen 20, 21,..., 29 die SOrKonzentrationen 0-30 vpm, 30-60 vpm,..., 270-300 vpm.
Es ist In der rechten Abbildung deutlich erkennbar, dass durch die Erfindung einerseits eine gleichmässigere Abscheidung des Schadstoffes über den Querschnitt erzielt und andererseits die Abscheidung selbst verbessert werden konnte. Die S02-Konzentration ist jedoch auf der Seite des Gaseintritts immer noch höher als auf der gegenüberliegenden Seite. Eine weitere Vergleichmässigung der Abscheidung kann mit den bereits vorher genannten Verfahren und Ausführungen unter verstärkter asymmetrischer Verteilung des Rauchgases erzielt werden.
Durch die erfindungsgemässe asymmetrische Flüssigkeitsverteilung und der daraus resultierenden Strömungsführung des Gases wird eine besonders gleichmässige Beladung der Wäschersuspension ermöglicht.
In Summe kann durch diese Massnahmen der Abscheidegrad und damit der Wäscherwirkungsgrad erheblich verbessert werden, obwohl weniger Suspension in das Rauchgas eingedüst werden muss. Der Druckverlust des Wäschers vermindert sich, es wird daher eine geringere Gebläseleistung benötigt
Durch die erfindungsgemässe Ausführung des Wäschers kann bei sechs Ebenen die Umwälzleistung vermindert werden, wodurch neben der Energieeinsparung von ca. 25% in Form von Pumpenleistung und vermindertem Druckverlust für das Gebläse, auch geringeren Investitionskosten durch Verminderung der Düsenanzahl und Einsparung einer Umwälzpumpe erzielt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Abscheidung von Schadgasen, wie SOz, HCI, HF oder NOx, aus einem
Abgas (8-10) in einem Sprühturm (1) nach dem Gegenstrom-Verfahren, bei welchem das zu reinigende Abgas (8-10), Insbesondere Rauchgas, dem Sprühturm (1) durch eine
Gaszuführung (2) seitlich zugeführt und anschliessend im Wesentlichen vertikal nach oben durch den Sprühturm (1) geleitet wird, wobei das Abgas (8-10) im Sprühturm (1) mit einer
Suspension, die durch Stoffaustausch Schadgase aufnimmt, in Berührung gebracht wird, und vorzugsweise aus dem gereinigten Abgas (8-10) vor dem Verlassen des Sprühturmes (1) die im Abgas verbliebene Suspension entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Optimierung des Strömungsfeldes die Suspension bezüglich der zentralen Längs- ebene (19) des Sprühturms,
die senkrecht zur Richtung des einströmenden Abgases (8-10) liegt, asymmetrisch verteilt wird.