CH645033A5

CH645033A5 - Verfahren sowie vorrichtung zur neutralisation und abscheidung saurer schadstoffe in rauchgasen von feuerungsanlagen mit abwaermenutzung.

Info

Publication number: CH645033A5
Application number: CH978079A
Authority: CH
Inventors: Crysanth Marnet; Borchert Kassebohm
Original assignee: Duesseldorf Stadtwerke
Priority date: 1978-11-02
Filing date: 1979-10-31
Publication date: 1984-09-14
Also published as: BE879693A; DE2847591A1; DK458779A; IE48640B1; IE792100L; JPS55109429A; IT1164748B; ATA652479A; DK147432C; FR2440769B1; FR2440769A1; IT7950690A0; SE7908804L; NL185394B; DK147432B; LU81829A1; GB2040271B; GB2040271A; AT377451B; DE2847591C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Neutralisation und Abscheidung saurer Schadstoffe in Rauchgasen von Feuerungsanlagen mit Abwärmenutzung, bei dem zunächst in das Rauchgas eine Suspension aus basisch reagierenden Feststoffen feinstverteilt und in einer Menge eingebracht wird, dass sich mittels der Rauchgasrestwärme ein trockenes Neutralsalz bildet, welches zusammen mit dem Flugstaub und mit Hilfe eines Staubabscheiders aus dem Rauchgas entfernt wird. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Aufbereitungseinrichtung zum Herstellen der Suspension aus basisch reagierenden Feststoffen sowie einer Zerstäubungseinrichtung zum feinstverteilten Einbringen der Suspension in das Rauchgas.

Um saure Schadstoffe in Rauchgasen von Feuerungsanlagen zu neutralisieren, werden nach dem Stand der Technik in die Rauchgase Neutralisationsmittel, z.B. wässrige Kalksuspensionen, mittels pumpengetriebener Flüssigkeitszerstäuber kontinuierlich eingesprüht. Hierdurch werden die Schadstoffe unter gleichzeitiger Auftrocknung der mit der Suspension eingebrachten Trägerflüssigkeit in Neutralsalze überführt, die dann zusammen mit dem Flugstaub in einem Staubabscheider aus dem Rauchgas entfernt werden.

Eine derartige Neutralisation wird bisher bei Rauchgastemperaturen von mehr als 500 °C durchgeführt, so dass unter Beachtung der vom Taupunkt vorgegebenen Temperaturgrenze eine Abkühlspanne von ca. 350 K zur Verfügung steht. Diese grosse Abkühlspanne erlaubt die Einbringung relativ grosser Flüssigkeitsmengen in Form sehr dünnflüssiger Suspensionen mit entsprechender Begünstigung der Vek teilung im Rauchgas und damit der chemischen Reaktion.

Werden jedoch Rauchgase aus Anlagen mit Abwärmenutzung zugeführt, so stehen für einen derartigen nachgeschalteten Prozess zur Rauchgastemperaturen von 200 bis 250 °C und damit nur eine Abkühlspanne von ca. 100 K zur Verfügung. Handelt es sich bei der Feuerungsanlage zudem um eine Müllverbrennungsanlage, bei der heterogener Brennstoff verarbeitet wird, so treten zudem sowohl starke Schwankungen in der Rauchgasmenge als auch in der Schadstoffkonzentration auf. Um auch bei hohen Schadstoffkonzentrationen die vorgegebene Schadstoffminderung zu gewährleisten, wird das Neutralisationsmittel jeweils auf den Höchstwert aus Rauchgasmenge und Konzentration dosiert, was naturgemäss einen hohen Verbrauch bedingt; anderseits orientiert sich beim starren System die einzubringende Wassermenge auf der geringsten vorkommenden Rauchgasmenge.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Neutralisation der sauren Schadstoffe in Rauchgasen mit trockener Neutralsalzabscheidung zu schaffen, das auch bei niedrigen Rauchgastemperaturen, wie sie hinter Anlagen mit Abwärmenutzung üblich sind, arbeitet. Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens so auszubilden, dass bei diesen Verhältnissen ein möglichst wirtschaftlicher Betrieb möglich ist, und zwar vor allem hinsichtlich des Verschleisses der Anlage und des Verbrauchs an Neutralisationsmittel.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine dickflüssige Suspension mit einem Mischungsverhältnis zwischen 1 : 20 und 1: 2 verwendet wird, die in dem Rauchgas unter Benutzung eines gasförmigen Zerstäubungsmittels verteilt wird. Aufgrund der Verwendung einer derart dickflüssigen Suspension kühlen sich die Rauchgase nur vergleichsweise wenig ab, so dass eine Neutralisation und Auftrocknung der Neutralisationsprodukte auch bei Rauchgastemperaturen von 200 bis 250 °C erfolgen kann, ohne dass der Taupunkt erreicht wird. Die Verwendung eines gasförmigen Zerstäubungsmittels, wozu sich Druckgas, insbesondere Druckluft, oder Dampf besonders gut eignen, lässt es

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darüber hinaus zu, dass die Suspension in den Zuführleitungen ohne hohen Pumpendruck und mit niedriger Geschwindigkeit befördert werden kann, so dass durch die an sich sehr erosiv wirkende Suspension kaum Verschleiss entsteht, und zwar insbesondere nicht an den für die Qualität der Zerstäubung wirksamen Teilen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsart ist vorgesehen,

dass die Menge der eingebrachten Suspension und/oder des Zerstäubungsmittels entsprechend den Änderungen von Rauchgasmenge und/oder Schadstoffkonzentration zur Erzielung eines annähernd stöchiometrisch ablaufenden Neutralisationsprozesses angeglichen wird. Durch diese Massnahme eignet sich das Verfahren besonders für Feuerungsanlagen, bei denen sich die Rauchgasmenge und -atmo-sphäre dauernd ändert, wie dies insbesondere bei Müllverbrennungsanlagen der Fall ist. Auf diese Weise kann der Verbrauch an Neutralisations- wie auch Zerstäubermitteln wirtschaftlich niedrig gehalten werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsart geschieht die An-gleichung dadurch, dass bei Veränderung der Rauchgasmenge sowohl die Menge der eingebrachten Suspension als auch die des Zerstäubungsmittels entsprechend geändert wird und bei einer weiteren Ausführungsart dadurch, dass bei Veränderung lediglich der Schadstoffkonzentration nur die Suspensionsmenge geändert wird.

Des weiteren sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Suspension annähernd drucklos in das Rauchgas eingeführt und dann zerstäubt wird, wodurch erosive Veränderungen der für die konstante Qualität der Zerstäubung wesentlichen Bauteile praktisch ausgeschlossen werden.

Die Vorrichtung der eingangs genannten Art ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubungseinrichtung als Druckgaszerstäuber oder als Dampfzerstäuber ausgebildet ist. Der Druckgaszerstäuber eignet sich insbesondere zum Verteilen einer dickflüssigen Suspension im Rauchgas, da dann die Suspension vergleichsweise langsam in den Rohrleitungen transportiert werden kann und somit kaum Verschleiss entsteht. Zudem lässt sich mit einem Druckgaszerstäuber eine bessere und leichter einstellbare Feinstverteilung im Rauchgas erzielen, was die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung erhöht.

Der Druckgaszerstäuber kann dabei bei einer bevorzugten Ausführungsart im wesentlichen aus einer Druckerzeugungsanlage und wenigstens einem Zerstäubungsorgan bestehen, welche in einem als Kontaktstrecke ausgebildeten Abschnitt des Rauchgaskanals hinter einer Feuerungsanlage einbaubar ist. Es können aber auch je nach Querschnitt der Kontaktstrecke mehrere Zerstäubungsorgane in einer und/ oder bei entsprechendem Abstand zueinander verschiedenen Ebenen vorgesehen sein.

Das Zerstäubungsorgan selbst weist gemäss einem weiteren Merkmal einer Ausgestaltung der Erfindung ein Zuführrohr für die Suspension sowie ein Druckgasrohr auf, dessen Mündung im Bereich des Austrittsendes des Zuführrohrs angeordnet ist. Dabei ist bei einer Ausgestaltung die Mündung des Druckgasrohres so auf das Austrittsende des Zuführrohres gerichtet, dass die Suspension im Bereich das Austrittsendes vom Druckgas bzw. Dampf erfasst wird, um erosive Erscheinungen zu vermeiden. Bei einer weiteren Ausgestaltung verläuft die Mündung des Druckgasrohres im rechten Winkel zu dem Austrittsende des Zuführrohres.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Druckgasrohr als konzentrisch zu dem Zuführrohr angeordnetes Mantelrohr ausgebildet ist, an dessen Ende ein U-förmiges Leitungsstück zur Bildung der Mündung angesetzt ist, wodurch eine sehr kompakte Konstruktion entsteht, bei der das Zerstäubermedium gleichzeitig als Isolierung einmal die Rauchgastemperatur von dem Neutralisa3

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tionsmittel fernhält, zum anderen durch vorgesehene Erwärmung bei Verwendung eines an sich kalten Druckgases (z.B. Druckluft) dieTaupunktunterschreitung am äusseren Rohr vermeidet. Bei Verwendung von Dampf erfolgt die Abschirmung zum Rauchgas einerseits bzw. zum Neutralisationsmittel anderseits durch weitere konzentrisch angeordnete, luftspaltbildende Rohre.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Zuführrohr im Bereich des austrittsseitigen Endes in einem Abstreifring axial beweglich geführt ist. Durch Hinundherbewegen des Zuführrohres können Ablagerungen im Bereich des austrittsseitigen Endes abgestreift werden, wodurch die Zerstäubergeometrie und damit die Zerstäubungsqualität erhalten bleiben. Die axiale Bewegung kann dabei bei einer Ausgestaltung durch einen in einem Zylinder zu bewegenden Betätigungskolben geschehen, der mit dem Zuführrohr verbunden ist und dessen eine Seite gegen die Wirkung einer Feder mit Druckmittel zu beaufschlagen bestimmt ist. Für die vorzugsweise periodische Druckbeaufschlagung, z.B. mittels Zeitschaltautomatik, kann dann ein Zwei-Wege-Magnetventil vorgesehen sein, das mit der Druckgaserzeugungsanlage verbunden ist.

Nach einem weiteren Merkmal einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgeschlagen, dass das Zerstäubungsorgan eine Kugelgelenkhalterung für den Einbau an die Wand der Kontaktstrecke aufweist. Dies ermöglicht es, die Strahlrichtung den Gegebenheiten der Rauchgasströmung optimal anzupassen.

Als ein weiteres Merkmal einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Verwendung von Druckluft eine Beheizung für das Druckgas vorhanden ist, einmal um den Winterbetrieb zu ermöglichen, zum anderen um Abkühlungseffekte bis in den Taupunktbereich mit Ablagerungen und Korrosion auf der Rauchgasseite des Zerstäuberorgans zu vermeiden.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht ferner vor, dass der Druckgaszerstäuber mit einer Druckgasmengenverstell-einrichtung versehen ist, die es erlaubt, die Menge des eingebrachten Zerstäubungsmittels der jeweiligen Rauchgasmenge anzupassen. Des weiteren sollte die Vorrichtung eine Sus-pensionsmengenverstelleinrichtung aufweisen, um auch auf Änderungen der Schadstoffmenge, sei es durch Änderung der Rauchgasmenge oder der Schadstoffkonzentration, entsprechend reagieren zu können, um einen nahe stÖchiome-trisch ablaufenden Neutralisationsprozess zu erzielen.

Um dies zu automatisieren, soll die Vorrichtung nach einer Ausgestaltung der Erfindung eine Rauchgasmengen-messeinrichtung und eine Schadstoffkonzentrationsmesseinrichtung aufweisen, die über eine Steuereinrichtung derart mit der Druckgasmengenverstelleinrichtung und der Suspen-sionsmengenverstelleinrichtung verbunden sind, dass bei Veränderung der Rauchgasmenge eine entsprechende Veränderung sowohl der Druckgasmenge als auch der Suspensionsmenge, bei Veränderung lediglich der Schadstoffkonzentration nur eine entsprechende Änderung der Suspensionsmenge und bei Veränderung sowohl der Rauchgasmenge als auch der Schadstoffkonzentration eine entsprechend anteilige Mengenänderung des Druckgases und der Suspension erfolgt. Dies gewährleistet einen optimal niedrigen Neutralisationsmittelverbrauch bei gleichzeitig bester Neutralisationswirkung.

Ein weiteres Merkmal einer Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Suspensionsmengenver-stelleinrichtung eine Überlaufeinrichtung aufweist, die zwischen der Aufbereitungseinrichtung und dem Druckgaszerstäuber angeordnet ist. Der Transport der Suspension in den Rauchgasstrom erfolgt somit allein aufgrund eines Zulaufgefälles, so dass nur niedrige Geschwindigkeiten und Drücke auftreten, was zur Verschleissminderung beiträgt. Die Überlaufeinrichtung kann bei einer Ausgestaltung einen Rücklauf zur Aufbereitungseinrichtung aufweisen.

Dadurch kann die der Überlaufeinrichtung zugeführte Suspensionsmenge mindestens das 2fache der dem Druckgaszerstäuber zugeführten Suspensionsmenge betragen. Durch diesen stetigen Umlauf werden Kalkablagerungen, die insbesondere bei Verwendung dickflüssiger Suspensionen auftreten können, mit grosser Sicherheit verhindert.

Um die in den Rauchgasstrom einzubringende Suspensionsmenge einstellen zu können, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass der Überlauf mit einer Höhenver-stelleinrichtung versehen ist. Auf diese Weise lässt sich das Zulaufgefälle zu dem Druckgaszerstäuber ändern, was eine entsprechende Änderung der zugeführten Suspensionsmenge zur Folge hat. Die Höhenverstellung kann dabei aus einem teleskopisch aus- und einfahrbaren Überlaufrohr bestehen, wobei der verfahrbare Teil des Überlaufrohres mit einem elektrischen Stellmotor verbunden ist. Es können jedoch ebenso andere VerStellantriebe zur Anwendung kommen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: - - -

Fig. 1 ein verfahrenstechnisches Fliessbild einer Vorrichtung zur Neutralisation von Schadstoffen in Rauchgasen bei Anwendung von Druckluft als Zerstäubungsmittel und Kalkhydrat als Neutralisationsmittel;

Fig. 2 ein Zerstäubungsorgan der Vorrichtung gem. Fig. 1, im Querschnitt;

Fig. 3 eine Überlaufeinrichtung zur Vorrichtung gem. Fig. 1, im Querschnitt;

Fig. 4 ein verfahrenstechnisches Fliessbild einer Vorrichtung zur Neutralisation von Schadstoffen in Rauchgasen bei Anwendung von Dampf als Zerstäubungsmittel und Kalkhydrat als Neutralisationsmittel;

Fig. 5 ein Zerstäubungsorgan der Vorrichtung gem. Fig. 4, im Querschnitt.

Fig. 1 zeigt in einem verfahrenstechnischen Fliessbild eine Vorrichtung zur Neutralisation eines Rauchgasstromes. Diese Vorrichtung weist einen Aufbereiter 1 auf, der im wesentlichen aus einem Behälter 2 mit Kalkhydrat und einem Vorratstank 3 mit einer Suspension aus Kalkhydrat und Wasser besteht. Das Kalkhydrat wird mit einem motorisch (M) angetriebenen Schraubenförderer 4 in den Vorratstank

3 eingebracht, während für das Wasser eine Wasserzuleitung 5 vorgesehen ist-, die mit einem Schwimmer 6 gesteuert wird und zudem über ein Regelkreis 7 mit dem Schraubenförderer

4 verbunden ist, so dass eine konstante Zusammensetzung der Suspension gewährleistet ist. Wenngleich das dargestellte Ausführungsbeispiel mit einem Mischungsverhältnis von

1 :4 arbeitet, ist mit dieser Vorrichtung die Einstellung sämtlicher interessierender Mischungsverhältnisse ohne weiteres möglich. Zusätzlich ist ein in die Suspension eintauchender Rührer 8 vorgesehen.

Von diesem Aufbereiter 1 wird die Suspension mittels einer motorisch (M) angetriebenen Pumpe 9 über die Zuführleitung 10 zu einer Überlaufeinrichtung 11 gepumpt, die aus einem Behältnis 12 und einem in diesem angeordneten Überlaufrohr 13 besteht. Über im Überlaufrohr 13 vorgesehene Öffnungen sowie über eine Ablaufleitung 14 kann die überschüssig geförderte Suspension wieder in den Vorratstank 3 zurückfliessen. Da die Pumpe 9 immer wesentlich mehr fördert als benötigt, und zwar mehr als das ca. 2fache, entsteht so ein Kreislauf, der einerseits den Suspensionsspiegel in der Überlaufeinrichtung 11 entsprechend der Höhe der Öffnungen im Überlaufrohr 13 konstanthält und anderseits dafür sorgt, dass keine Kalkablagerungen im System entstehen.

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Das Überlaufrohr 13 ist teleskopisch höhenverstellbar, so dass die Spiegelhöhe der Suspension eingestellt bzw. verändert werden kann. Dies geschieht über einen Stellantrieb, im dargestellten Beispiel über einen elektrischen Stellmotor 15, der über eine Kurbel 16, eine Verbindungsstange 17, einen Doppelhebel 18 sowie eine weitere Verbindungsstange 19 mit dem oberen Ende des Überlaufrohres 13 verbunden ist.

Von der Überlaufeinrichtung 11 setzt sich die Zuführleitung 10 zu dem Zerstäubungsorgan 20 eines Druckluftzerstäubers 21 fort. Dieser Druckluftzerstäuber 21 weist neben dem Zerstäubungsorgan 20 eine Druckerzeugungsanlage auf, die aus einem motorisch (M) angetriebenen Verdichter 23, einem Druckluftspeicher 24 und einer nachgeschalteten Heizung 25 besteht. Zwischen Verdichter 23 und Druckluftspeicher 24 ist ein Regelkreis 26 geschaltet, um eine weitgehend konstante Füllung des Druckluftspeichers 24 zu gewährleisten.

Von der Druckerzeugungsanlage 22 gelangt die Druckluft über die Druckluftleitung 27 zu dem Zerstäubungsorgan 20. Dieses Zerstäubungsorgan 20 ist mittels eines Kugelgelenks 28 in der Wandung 29 eines Rauchgaskanals 30 gelagert und ragt mit seinem Austrittsende 31 bis etwa in dessen Mitte hinein. Das Austrittsende 31 liegt dabei niedriger als der Suspensionsspiegel in der Überlaufeinrichtung 11, so dass zwischen beiden ein Zulaufgefälle besteht, das für den Transport der Suspension durch die Zuführleitung 10 und dessen Austreten am Austrittsende 31 des Zerstäubungsorgans 20 sorgt. Durch Veränderung des Suspensionsspiegels in der Überlaufeinrichtung 11 kann das Zulaufgefälle und damit die Austrittsmenge am Zerstäubungsorgan 20 entsprechend verändert werden.

Die Druckluft selbst tritt über ein U-förmiges Leitungsstück 32 rechtwinklig zur Suspension aus, die dabei in Richtung des Rauchgasstromes zerstäubt wird. Die austretende Druckluftmenge kann dabei über ein mit einem Verstellmo-tor 33 versehenes Ventil 34 eingestellt werden.

Die Verstellung des Suspensionsspiegels und damit die der in den Rauchgasstrom austretenden Suspensionsmenge sowie die des Ventils 34 und damit die der austretenden Zerstäubungsluftmenge geschieht automatisch über eine Steuereinrichtung. Diese Steuereinrichtung erhält Informationen über die jeweilige Rauchgasmenge von einer Rauchgasmen-genmesseinrichtung 35, die als Venturidüse im Rauchgaskanal 30 angeordnet ist, sowie über eine in den Rauchgaskanal 30 hineinragende Sonde 36 mit Analysegerät, so dass die Schadstoffkonzentration proportional zur Rauchgasmenge erfasst wird.

Das von der Rauchgasmengenmesseinrichtung 35 gebildete Signal dient über den Steuerteil 37 als Stellgrösse für das Ventil 34, und zwar derart, dass bei einer Vergrösserung der Rauchgasmenge auch die Druckluftmenge zunimmt. Gleichzeitig wird das Signal an ein weiteres Steuerteil 38 weitergegeben, das mit dem Stellmotor 15 der Überlaufeinrichtung 11 verbunden ist und so für eine entsprechende Vergrösserung auch der Suspensionsmenge sorgt. Dabei bleibt das Verhältnis von Druckluftmenge zu Suspensionsmenge konstant.

Verändert sich nur die Schadstoffkonzentration, so läuft das von der Sonde 36 gebildete Signal zum Steuerteil 38 und von diesem zum Stellmotor 15. Es wird dann nur der Suspensionsspiegel und damit die zu zerstäubende Suspensionsmenge verändert, während die Druckluftmenge konstant bleibt.

Ändern sich sowohl Rauchgasmenge als auch Schadstoffkonzentration, so geht die Veränderung der Druckluftmenge und der Suspensionsmenge nicht mehr proportional vor sich. Das von der Rauchgasmengenmesseinrichtung 35

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kommende Signal wird nämlich hinsichtlich der Suspensionsmenge durch das von der Sonde 36 kommende Signal im Steuerteil 38 verstärkt oder entsprechend abgeschwächt, so dass die Suspensionsmenge stärker verändert wird als die Druckluftmenge.

Im übrigen befinden sich in der Druckluftleitung 27 sowie in der Zuführleitung 10 und in der Ablaufleitung 14 je eine Messstelle 39,40,41, deren Messwerte in Signale umgewandelt und an die entsprechenden Steuerteile 37, 38 als Stellungsmeldung rückgeführt werden.

An die Aufbereitungseinrichtung 1 und die Druckerzeugungsanlage 22 können je nach Bedarf Abzweigungen der Zuführleitung 10 bzw. der Druckluftleitung 27 angeschlossen werden, um weitere Zerstäubungsorgane zu versorgen. Dies ist hier mit den Leitungen 42 angedeutet.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das Zerstäubungsorgan 20. Dieses weist ein Zuführrohr 43 auf, über das die Suspension in Richtung Austrittsende 31 laufen kann. Dieses Zuführrohr 43 ist von einem Mantelrohr 44 konzentrisch umgeben, das einerends mit der Druckluftleitung 27 und an-derends mit dem U-förmigen Leitungsstück 32 in Verbindung steht und so dem Transport der Druckluft dient. Die Mündung 45 dieses Leitungsstückes 32 ist unterhalb und rechtwinklig zur Mündung 46 des Zuführrohres 43 angeordnet, so dass die aus dem Leitungsstück 32 ausströmende Druckluft die aus dem Zuführrohr 43 kommende Suspension mitreisst und dabei feinstverteilt zerstäubt.

Das Zuführrohr 43 ist in dem Mantelrohr 44 axial verschieblich geführt. Für die axiale Bewegung ist eine Betätigungseinrichtung 47 mit einem Betätigungskolben 48 vorgesehen, der mit dem Zuführrohr 43 verschraubt ist und in einem Zylinder 49 läuft. An dessen in dieser Ansicht linken Seite ist ein Druckraum 50 vorgesehen, der mit einem Zwei-Weg-Magnetventil 51 in Verbindung steht, das zur Steuerung der Druckmittelbeaufschlagung des Druckraumes 50 und damit des Betätigungskolbens 48 dient. Die zu dem Zwei-Weg-Magnetventil 51 hinführende Druckmittelleitung 52 kann dabei an die Druckluftleitung 27 angeschlossen sein.

Durch periodisches Umstellen des Zwei-Weg-Magnetventils 51 kann der Druckraum 50 be- und entlastet werden, so dass der Kolben nach rechts und nach Entlastung durch eine Feder 53 wieder nach links gedrückt wird. Hierdurch wird das herausstehende freie Ende des Zuführrohrs 43 eingezogen, so dass der dort vorgesehene Abstreifring 54 eventuell abgelagerte Kalk- und Staubreste abstreift und so die Mündung 46 immer sauber hält. Der unter Zerstäuberdruck stehende Mantelraum der koaxial angeordneten Leitung sorgt in Verbindung mit der reichlichen Toleranz des freien Endes dafür, dass das abgestreifte Gut abgeblasen wird.

Die Einheit aus Zuführrohr 43 und Mantelrohr 44 ist über das Kugelgelenk 28 in der Wandung 29 des Rauchgaskanals 30 verstellbar gelagert, so dass das Zerstäubungsorgan 20 in seiner Stellung den jeweiligen Bedingungen der Rauchgasströmung optimal angepasst werden kann.

Fig. 3 zeigt ebenfalls im Querschnitt die Überlaufeinrichtung 11 mit dem Behältnis 12, dem Überlaufrohr 13 und dem Stellmotor 15 in vergrösserter Darstellung. Das Überlaufrohr 13 hat einen geringeren Durchmesser als die sich daran nach unten anschliessende Ablaufleitung 14, so dass beide teleskopartig ineinander bzw. auseinander gefahren werden können. Durch einen flexiblen Balg 55 können bedarfsweise beide zusätzlich gegeneinander abgedichtet werden. Oberhalb des Balges 55 weist das Überlaufrohr 13 mehrere Überlauföffnungen 56 auf, deren Unterkanten die Höhe des jeweiligen Suspensionsspiegels bestimmen.

Das obere Ende des Überlaufrohres 13 ist mit dem Doppelhebel 18 gelenkig verbunden, wobei hier im Gegensatz

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zur Darstellung in Fig. 1 die dort gezeigte Verbindungsstange 19 wegfällt. Diese Funktion erfüllt hierbei der Doppelhebel 18, der hierzu schwenkbar an einer am Behältnis 12 gelagerten Wippe 57 angelenkt ist. Das untere Ende des Doppelhebels 18 ist über die Verbindungsstange 17 mit der auf dem Stellmotor 15 sitzenden Kurbel 16 verbunden.

In der durchgezogen gezeigten Stellung befindet sich das Überlaufrohr 13 in der höchsten Stellung, d.h. das Gefälle in Richtung auf das in Fig. 1 gezeigte Zerstäubungsorgan 20 und damit die eingebrachte Suspensionsmenge ist hier am grössten. Durch Drehen der Kurbel 16 gegen den Uhrzeigersinn nimmt das Gestänge die gestrichelt gezeichnete Stellung ein, in der das Überlaufrohr 13 in die Ablaufleitung 14 hineingeschoben ist. Entsprechend senkt sich der Suspensionsspiegel, so dass das Gefalle zu dem Zerstäubungsorgan 20 abnimmt.

Fig. 4 zeigt in einem verfahrenstechnischen Fliessbild eine Vorrichtung zur Neutralisation eines Rauchgasstromes. Die Vorrichtung ist in der Funktion identisch mit der in Fig. 1 beschriebenen und unterscheidet sich in Aufbau und Ausstattung ausschliesslich durch die Anwendung von Dampf als Zerstäubungsmittel anstelle von Druckluft.

Von der Überlaufeinrichtung 11 setzt sich die Zuführleitung 10 zu dem Zerstäubungsorgan 60 eines Dampfzerstäubers 61 fort. Dieser Dampfzerstäuber 61 weist neben dem Zerstäubungsorgan 60 eine Dampferzeugungsanlage auf, die aus einem Dampfkessel 62 für Sattdampf oder leicht überhitzten Dampf, entsprechender Beheizung 63 auf der Wasserseite, gesteuert über den Dampfdruck, sowie entsprechender Wasseraufbereitung und Nachspeisevorrichtungen 64 besteht. Der Regelkreis für den Vordruck 65 wie auch der Regelkreis für die Wasserfüllung 66 des Kessels ermöglichen im Rahmen der gesetzlichen Bestimmungen einen weitgehend überwachungsfreien Betrieb.

Von der Druekerzeugungsanlage 62 gelangt der Dampf über die Dampfleitung 67 zu dem Zerstäubungsorgan 60, das mittels eines Kugelgelenkes 28 in der Wandung 29 eines Rauchgaskanals 30 gelagert ist und mit seinem Austrittsende 68 bis etwa in die Mitte des Rauchgaskanals hineinragt. Das Austrittsende 68 liegt dabei niedriger als der Suspensionsspiegel in der Uberlaufeinrichtung 11, so dass zwischen beiden ein Zulaufgefälle besteht, das für den Transport der Suspension durch die Zuführleitung 10 und deren Austreten am Austrittsende 68 des Zerstäuberorgans 60 sorgt. Durch Veränderung des Suspensionsspiegels in der Überlaufeinrichtung 11 kann das Zulaufgefälle und damit die Austrittsmenge am Zerstäubungsorgan 60 entsprechend verändert werden.

Der Dampf selbst tritt über ein U-förmiges Leitungsstück 69 rechtwinklig zur Suspension aus, die dabei in Richtung des Rauchgasstromes zerstäubt wird. Die austretende Dampfmenge kann dabei über ein mit einem Verstellmotor 33 versehenes Ventil 34 eingestellt werden.

Die Verstellung des Suspensionsspiegels und damit die der in den Rauchgasstrom austretenden Suspensionsmengen sowie die Verstellung des Ventils 34 und damit die der austretenden Zerstäubungsdampfmenge geschieht automatisch s über eine Steuereinrichtung, wie sie in der Erläuterung des Ausführungsbeipiels gemäss Fig. 1 beschrieben ist.

An die Aufbereitungseinrichtung I und die Druckerzeugungsanlage 62 können je nach Bedarf Abzweigungen der Zuführleitung 10 bzw. der Dampfleitung 67 angeschlossen io werden, um weitere Zerstäubungsorgane zu versorgen. Dies ist hier mit den Leitungen 42 angedeutet.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch das Zerstäubungsorgan 60. Dieses weist ein Zuführrohr 43 auf, über das die Suspension in Richtung Austrittsende 68 laufen kann. Dieses 15 Zuführrohr 43 ist von einem Mantelrohr 44 konzentrisch umgeben, welches die Aufgabe hat, das Zuführrohr 43 gegen die Wärmeeinwirkung des Zerstäuberdampfes abzuschirmen und anderseits die Kondensation des Zerstäuberdampfes im kalten Zuführrohr 43 zu verhindern. Zuführrohr 43 und 20 Mantelrohr 44 sind von einem weiteren Mantelrohr 70 konzentrisch umgeben. Dieses Mantelrohr 70 verbindet einerseits die Dampfzuleitung 67 mit dem U-förmigen Leitungsstück 69 und dient so dem Transport des Dampfes. Das dampfführende Mantelrohr 70 ist mit einem Schutzmantel 25 72 aus korrosionsbeständigem Blech gegen Berührung, aber auch gegen Wärmeverluste nach aussen geschützt. Die Mündung 45 dieses Leitungsstückes 69 ist unterhalb und rechtwinkelig zur Mündung 46 des Zuführrohres 43 angeordnet, so dass der aus dem Leitungsstück 69 ausströmende Dampf 30 die aus dem Zuführrohr 43 kommende Suspension mitreisst und dabei feinstverteilt zerstäubt.

Das Zuführrohr 43 ist in dem Mantelrohr 44 axialver-schieblich geführt. Für die axiale Bewegung ist eine Betätigungseinrichtung 47 mit einem Betätigungskolben 48 vorge-35 sehen, der mit dem Zuführrohr 43 verschraubt ist und in einem Zylinder 49 läuft. An dessen in dieser Ansicht linken Seite ist ein Druckraum 50 vorgesehen, der mit einem 2-Weg-Magnetventil 51 in Verbindung steht, das zur Steuerung der Druckmittelbeaufschlagung des Druckraumes 50 40 und damit des Betätigungskolbens 49 dient. Die zu dem 2-Weg-Magnetventil 51 führende Druckmittelleitung 52 kann dabei an die Dampfleitung 67 angeschlossen sein. Die Funktion dieser axialen Verschiebeeinrichtung als Reinigungsemrichtung für die Austrittsöffnung 46 entspricht der diesbe-4S züglich im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschriebenen.

Zur Verstärkung der Wärmeschutzwirkung für das Zuführrohr 43 ist der Raum zwischen diesem Zuführrohr 43 und dem Mantelrohr 44 mit Zuluftbohrungen 73 und einem 5& grosszügig dimensionierten Spalt 74 auf der Rauchgaskanalseite versehen. Der im Rauchgaskanal stets herrschende Unterdruck sorgt für Transport kalter Aussenluft durch die Bohrungen 73 am Zuführrohr 43 vorbei in den Rauchgaskanal, wobei die Luft eine entsprechende Kühlung bewirkt.

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5 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Neutralisation und Abscheidung saurer Schadstoffe in Rauchgasen von Feuerungsanlagen mit Abwärmenutzung, bei dem zunächst in das Rauchgas eine Suspension aus basisch reagierenden Feststoffen feinstverteilt und in einer Menge eingebracht wird, dass sich mittels der Rauchgasrestwärme ein trockenes Neutralsalz bildet, welches zusammen mit dem Flugstaub und mit Hilfe eines Staubabscheiders aus dem Rauchgas entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine dickflüssige Suspension mit einem Mischungsverhältnis zwischen 1: 20 und 1 : 2 verwendet wird, die in dem Rauchgas unter Benutzung eines gasförmigen Zerstäubungsmittels verteilt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der eingebrachten Suspension und/oder des Zerstäubungsmittels entsprechend den Änderungen von Rauchgasmenge und/oder Schadstoffkonzentration zur Erzielung eines annähernd stöchiometrisch ablaufenden Neutralisationsprozesses angeglichen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Veränderungen der Rauchgasmenge sowohl die Menge der eingebrachten Suspension als auch die Menge des Zerstäubungsmittels entsprechend geändert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Veränderungen lediglich der Schadstoffkonzentration nur die Suspensionsmenge geändert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspension annähernd drucklos in das Rauchgas eingeführt wird und dann zerstäubt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als gasförmiges Zerstäubungsmittel Dampf oder Druckgas, wie Druckluft, verwendet wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer Aufbereitungseinrichtung (1) zum Herstellen der Suspension aus basisch reagierenden Feststoffen sowie einer Zerstäubungseinrichtung zum feinstverteilten Einbringen der Suspension in das Rauchgas, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerstäubungseinrichtung als Druckgaszerstäuber (21) oder als Dampfzerstäuber (61) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Ansprach 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgaszerstäuber als Druckluftzerstäuber (21) ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgaszerstäuber (21) im wesentlichen aus einer Druckerzeugungsanlage (22) und wenigstens einem Zerstäubungsorgan (20) besteht, welches in einen als Kontaktstrecke ausgebildeten Abschnitt des Rauchgaskanals (30) hinter einer Feuerungsanlage einbaubar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerstäubungsorgan (20) ein Zuführrohr (43) für die Suspension sowie ein Druckgasrohr (44) aufweist, dessen Mündung (45) im Bereich des Austrittsendes (31) des Zuführrohrs (43) angeordnet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung (45) des Druckgasrohres (44) so auf das Austrittsende (31) des Zuführrohres (43) gerichtet ist, dass die aus dem Zuführrohr (43) austretende Suspension von dem aus dem Druckgasrohr (44) auströmenden Druckgas bzw. Dampf im Bereich des Austrittsendes (31) erfasst und zerstäubt wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung (45) des Druckgasrohres (44) im rechten Winkel zu dem Austrittsende (31) des Zuführrohres (43) verläuft.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckgasrohr (44) als konzentrisch zu dem Zuführrohr (43) angeordnetes Mantelrohr

(44) ausgebildet ist, an dessen Ende ein U-förmiges Leitungsstück (32) zur Bildung der Mündung (45) angesetzt ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführrohr (43) im Bereich s des austrittsseitigen Endes in einem Abstreifring (54) axial beweglich geführt ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Zuführrohr (43) mit einem in einem Zylinder (49) zu bewegenden Kolben (48) verbunden ist, dessen io eine Seite gegen die Wirkung einer Feder (53) mit Druck zu beaufschlagen bestimmt ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass für die vorzugsweise periodische Abreinigung des austrittsseitigen Endes des Zuführrohres (43) eine auto-

15 matische Druckbeaufschlagung mittels eines Zwei-Wege-Magnetventils (51) vorgesehen ist, das mit der Druckgaserzeugungsanlage (22) verbunden ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerstäubungsorgan (20) eine

20 Kugelgelenkhalterung (28) für den Einbau in die Wand der Kontaktstrecke (30) aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, gekennzeichnet durch eine Druckgasheizung (25) für den Druckgaszerstäuber (21), um Taupunktunterschreitungen

25 des Rauchgases im Bereich des Zerstäubungsorgans (20) zu vermeiden.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckgaszerstäuber (21) mit einer Druckgasmengenverstelleinrichtung (33, 34) versehen

30 ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 18, gekennzeichnet durch eine Mengenverstelleinrichtung für die Suspension.
21. Vorrichtung nach den Ansprüchen 19 und 20, ge-

35 kennzeichnet durch eine Rauchgasmengenmesseinrichtung

(35) und eine Schadstoffkonzentrationsmesseinrichtung (36), die über eine Steuereinrichtung derart mit der Druckgas-mengenverstelleinriçhtung (33, 34) und der Suspensions-mengenverstelleinrichtung verbunden sind, dass bei Verän-

40 derungen der Rauchgasmenge eine entsprechende Veränderung sowohl der Druckgasmenge als auch der Suspensionsmenge, bei Veränderung lediglich der Schadstoffkonzentration nur eine entsprechende Änderung der Suspensionsmenge und bei Veränderung sowohl der Rauchgasmenge als

45 auch der Schadstoffkonzentration eine entsprechend anteilige Mengenänderung des Druckgases und der Suspension erfolgt.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Suspensionsmengenverstelleinrich-

50 tung eine Überlaufeinrichtung (11) aufweist, die zwischen der Aufbereitungseinrichtung (1) und dem Druckgaszerstäuber (21) angeordnet ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlaufeinrichtung (11) einen Rücklauf

55 (14) zur Aufbereitungseinrichtung (1) aufweist, damit die der Überlaufeinrichtung (11) zugeführte Suspensionsmenge mindestens das 2fache der dem Druckgaszerstäuber (21) zugeführten Suspensionsmenge betragen kann.
24. Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, gekennzeich-

60 net durch eine Höhenverstelleinrichtung für den Überlauf.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenverstelleinrichtung__aus einem teleskopisch ein- bzw. ausfahrbaren Teil eines Überlaufrohres (13) besteht.

65 26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der ein- bzw. ausfahrbare Teil des Überlaufrohres (13) mit einem elektrischen Stellmotor (15) verbunden ist.