DE102005056543A1

DE102005056543A1 - Gaswäscher mit angepassten Tropfenabscheidern

Info

Publication number: DE102005056543A1
Application number: DE102005056543A
Authority: DE
Inventors: Georg Neubauer; André Voß; Lambertus Huisken; Qiang Xu
Original assignee: REA Plastik Tech GmbH
Current assignee: Rea Plastik Tech 16816 Neuruppin De GmbH
Priority date: 2005-11-28
Filing date: 2005-11-28
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2025-11-29
Also published as: US20080264263A1; CN101340967A; DE102005056543B4; US8128743B2; WO2007059984A1

Abstract

Gaswäscher (1) mit mindestens einer Tropfenabscheiderebene (2), die einen Querschnitt (3) des Gaswäschers (1) überspannt, wobei der Gaswäscher (1) wenigstens eine Randauflage (4) und eine Mehrzahl von den Querschnitt (3) überspannenden Tragbalken (5) zur Lagerung von Tropfenabscheidern (6) umfasst, die gemeinsam einen freien Strömungsquerschnitt (7) des Gaswäschers (1) begrenzen, wobei mindestens 95% des freien Strömungsquerschnitts (7) mit durchströmbaren Tropfenabscheidern (6) ausgeführt sind. Das wird vorzugsweise damit erreicht, dass Tropfenabscheider (6) mit einer Mehrzahl von zueinander geneigt angeordneten Tropfenabscheiderlamellen (11) eingesetzt werden, welche mittels mindestens zwei niveau-ungleichen oder nicht-parallelen Endplatten (12, 13) fixiert sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen so genannten Gaswäscher, der mindestens eine Tropfenabscheiderebene umfasst, die von einem Gasstrom vertikal durchströmt wird, wobei Tropfenabscheider in einer insbesondere dachförmigen Aufstellung eingebaut sind. Besonders bevorzugt wird die Erfindung im Bereich der Rauchgasentschwefelung eingesetzt.

Bei der Verbrennung von Kohle entsteht unter anderem Schwefeldioxidgas, welches eine wesentliche Ursache für das Waldsterben darstellt. Es gibt verschiedene Verfahren dem Rauchgas das schädliche Schwefeldioxid zu entziehen. Am häufigsten wird das so genannte Nassverfahren verwendet. Dabei wird das ungereinigte Rauchgas in einem Waschturm, auch Absorberturm oder Gaswäscher genannt, mit einem Gemisch aus Wasser und Kalkstein, einer so genannten Waschsuspension, besprüht, wodurch das Schwefeldioxid durch chemische Reaktionen weitgehend absorbiert wird. So gelingt es, Entschwefelungsgrad von über 90 % zu erreichen. Dabei geht das gasförmige Schwefeldioxid zunächst in der Waschflüssigkeit in Lösung. Anschließend entsteht durch die Reaktion von Schwefeldioxid und Kalkstein Kalziumsulfit und Kohlendioxid. Im unteren Teil des Waschturms, im Absorbersumpf, sammelt sich die mit Kalziumsulfit beladene Waschsuspension. Durch Einblasen von Luft (Aufoxidation) wird die Flüssigkeit mit Sauerstoff angereichert und es entsteht eine Gipssuspension. Nach Entzug des Wassers fällt Gips mit bis zu 10 % Restfeuchte in rieselfähiger Form an und steht als wertvolles Produkt zur Abgabe an die Baustoffindustrie zur Verfügung.

Die Tropfenabscheider sind in der Regel in Gasströmrichtung hinter der Gaswäsche eingebaut und bedecken den gesamten Querschnitt des zumeist runden Gaswäscherturms. Der Tropfenabscheider wird dabei von parallel und in einem definierten Abstand zueinander liegenden gekrümmten Lamellen gebildet, an denen die in der Gasströmung befindlichen Tropfen abgeschieden werden. Die abgeschiedenen Tropfen bilden einen Flüssigkeitsfilm, der der Schwerkraft gehorchend nach unten abfließt bzw. in großen Tropfen gegen den Gasstrom nach unten fallt.

Da Rauchgas stark mit Flugasche beladen ist und während des weiteren Entschwefelungsprozess Gips gebildet wird, besteht immer die Gefahr, dass sich diese festen Partikel auf dem Tropfenabscheider ablagern und diesen ggf. sogar verstopfen. Deshalb sind unterhalb der jeweiligen Abscheiderlage und häufig auch oberhalb (in Gasströmrichtung hinter dem Tropfenabscheider) Spüleinrichtungen eingebaut, die periodisch die Tropfenabscheiderlamellen waschen und mögliche Ablagerungen beseitigen. Diese Spüleinrichtung besteht aus unter anderem aus Rohren mit darin eingesetzten Düsen.

Dachförmig aufgestellte Tropfenabscheider – also Konfigurationen mit einer V-förmigen Anordnung geneigter Lamellen – haben sich (insbesondere bei vertikalem Gasstrom) als vorteilhaft (z.B. gegenüber flachen, horizontal liegenden Tropfenabscheidern) sowohl im Hinblick auf die Abreinigung und Sauberhaltung als auch auf eine zuverlässige Abscheideleistung erwiesen. Die strömungsgünstig geformten Tropfenabscheiderlamellen lenken den mit Flüssigkeit beladenen Gasstrom um. Diese Umlenkung können die Tropfen aufgrund ihrer Trägheit nicht vollziehen, sondern prallen auf die Tropfenabscheiderlamellen (Prallflächenabscheider). Dabei entsteht ein Flüssigkeitsfilm, der dann zum großen Teil entlang eines geeigneten Profils nach unten abläuft. Um die Leistung an die Aufgabenstellung anzupassen, werden die Tropfenabscheider mit speziellen Formen und Eigenschaften angeboten. Damit wird die sichere Entfernung der Flüssigkeit gewährleistet, bei gleichzeitig hoher Abscheideleistung. Übliche Bauformen dieser Tropfenabscheider mit geneigten Tropfenabscheiderlamellen sind beispielsweise aus der DE 195 01 282 oder der DE 195 21 178 bekannt. Der dachförmige Trop fenabscheider wird wegen dieser Vorteile inzwischen von vielen Kraftwerken eingesetzt.

Ein entscheidender Vorteil des dachförmigen Tropfenabscheiders ist die zuverlässige Abscheideleistung bei hohen vertikalen Gasgeschwindigkeiten von mehr als 5 m/s – je nach Konfiguration bis hin zu Anströmgasgeschwindigkeiten von 6,5 bis 7,5 m/s. Konventionelle flache (horizontal liegende) Tropfenabscheider haben ihre Leistungsgrenze bei 5,2 bis 5,5 m/s (vertikaler Anströmgasstrom). Die höhere Leistungsgrenze der dachförmigen Tropfenabscheider ist besonders von Vorteil im Betrieb von großen Anlagen für Großkraftwerke. Durch operationale Bedingungen und die konstruktive Konfiguration entstehen bei diesen Gaswäschern, die z.B. einen Durchmesser von 12 m bis 17 m haben und bei Volllast mit 3,5 m/s bis 3,8 m/s Grundgeschwindigkeit betrieben werden, aufgrund der ungleichmäßigen Gasströmung im Gaswäscher lokale Geschwindigkeitsspitzen von 5 m/s bis 6 m/s und in Einzelfällen sogar noch mehr. Derartige Geschwindigkeitsspitzen führen bei konventionellen flachen Tropfenabscheider zum lokalen Versagen und damit erheblichen Tropfenüberriss. Die Leistung des gesamten Tropfenabscheiders wird dadurch erheblich reduziert und es kommt zu Verunreinigung der nachgeschalteten Anlagen im Rauchgaskanal.

Durch diese Entwicklungen haben sich die Leistungsanforderungen noch einmal deutlich erhöht. Modernere Anlagen werden mit höheren Grundgeschwindigkeiten betrieben – z.B. zwischen 4,0 m/s und 4,5 m/s. Darüber hinaus kann es lokal zu deutlich größeren Schwankungen der Grundgeschwindigkeit kommen. Es wurden in einzelnen Fällen bereits lokale Geschwindigkeitsspitzen bis zu 10 m/s beobachtet.

Bei der Bewertung dieser Geschwindigkeiten muss berücksichtigt werden, dass die Anströmgeschwindigkeit des Tropfenabscheiders noch einmal 15 % bis 25 % höher ist als die Grundgeschwindigkeit in der Anlage. Im Bereich des Tropfenabscheiders verengt sich die offene, gasdurchströmte Querschnittsfläche durch Tragbalken (auf denen der Tropfenabscheider liegt), durch konstruktive Konfiguration der Tropfenabscheider und durch Blindsetzung einzelner Bereiche. Das führt zu einem weiteren Anstieg der Grundgeschwindigkeit und zu einer noch höheren Anströmgeschwindigkeit für den Tropfenabscheider. Unter einer Anströmgeschwindigkeit ist die im Bereich des Tropfenabscheiders herrschende bzw. wirkende Geschwindigkeit des Gasstromes gemeint. Grundgeschwindigkeiten von 4,0 m/s bis 4,5 m/s werden zu 5,0 bis 5,5 m/s Anströmgeschwindigkeit. Entsprechend werden Geschwindigkeitsspitzen von 6–8 m/s zu Anströmgeschwindigkeitsspitzen von 7,5 bis 10 m/s – in Einzelfällen bis zu 12 m/s. Diese Geschwindigkeiten überfordern auch die derzeit üblichen dachförmigen Tropfenabscheider.

Gleichzeitig haben die häufigen Probleme mit Verunreinigungen in dem Tropfenabscheider nachgeschalteten Wärmetauscher die Kraftwerke hinsichtlich der Leistungsprobleme des Tropfenabscheiders sensibilisiert. Die Anforderungen an den Druckverlust, an die Dauer eines Betriebszyklus und an den Kennwert „Restgehalt von Tropfen im Rauchgas" nach dem Tropfenabscheider wurden deutlich verschärft. Wo vor 10 Jahren noch Restgehalte von 100 bis 150 mg/m³ gefordert wurden, werden heute mehrheitlich 30 bis 50 mg/m³ als Garantiewert für den Restgehalt gefordert. Der konventionelle dachförmige Tropfenabscheider stößt unter diesen Bedingungen inzwischen an seine Leistungsgrenzen.

Beide Trends, nämlich die höhere Grundgeschwindigkeit mit den höheren Geschwindigkeitsspitzen einerseits und die verschärften Anforderungen an die Ab scheideleistung andererseits, weisen auf den Bedarf, die bisher bekannten Gaswäscher und Tropfenabscheider weiter zu entwickeln.

Bei den bekannten Gaswäschern werden die einzelnen Tropfenabscheiderebenen dadurch verwirklicht, dass eine Tragkonstruktion umfassend Tragbalken und/oder Seitenringe vorgesehen sind, auf die eine Mehrzahl von Tropfenabscheider-Modulen positioniert werden. Die Module sind in der Regel austauschbar und weisen einen quadratischen bzw. rechteckigen Querschnitt auf. Um zum Beispiel die Kosten für einen solchen Gaswäscher gering zu halten, wurden diese Module, soweit sie in die Räume zwischen den Tragbalken bzw. zwischen die Tragbalken und einen Seitenring des Gaswäschers passten, eingebaut. Die noch freien Strömungsquerschnitte wurden anschließend durch Platten oder dergleichen verschlossen (blind gesetzt), so dass die gesamte Gasströmung durch die Tropfenabscheider hindurch gezwungen wurde. Bei derartigen Gaswäschern wurde jedoch teilweise eine unzureichende Reinigung bzw. Endfeuchtung des Gasstromes festgestellt.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gaswäscher anzugeben, der die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten technischen Probleme zumindest teilweise löst. Insbesondere soll ein effizienter Gaswäscher angegeben werden, der sich durch eine hohe Abscheiderleistung auszeichnet. Des Weiteren soll ein Tropfenabscheider angegeben werden, mit dem sich eine effizientere Abscheidung von Verunreinigungen eines Gasstromes mittels eines Gaswäschers verwirklichen lassen.

Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Gaswäscher gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einem Tropenabscheider gemäß de Merkmalen des Patentanspruchs 5. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gaswäschers bzw. des Tropenabscheiders sind den jeweils abhängig formulierten Patentansprüchen an gegeben. Es sei darauf hingewiesen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen.

Der Gaswäscher umfasst mindestens eine Tropfenabscheiderebene, die einen Querschnitt des Gaswäschers überspannt. Der Gaswäscher hat zudem wenigstens eine Randauflage und eine Mehrzahl von den Querschnitt überspannenden Tragbalken zur Lagerung von Tropfenabscheidern. Randauflage und Tragbalken begrenzen gemeinsam einen freien Strömungsquerschnitt des Gaswäschers. Nun wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass mindestens 95 % des freien Strömungsquerschnitts mit durchströmbaren Tropfenabscheidern ausgeführt ist. Besonders bevorzugt sind zumindest 98 % des freien Strömungsquerschnitts mit durchströmbaren Tropfenabscheidern ausgeführt.

Der freie Strömungsquerschnitt ist der Teil des Querschnitts des Gaswäschers in einer Tropfenabscheiderebene, der nicht durch Randauflage, Tragbalken und ähnlichen Apparaturen zum Tragen der Tropfenabscheider bzw. eines Reinigungssystems abgedeckt ist. Der freie Strömungsquerschnitt stellt mit anderen Worten den Teil des Querschnitts eines Gaswäschers dar, der nach Abzug der Flächenanteile für die Tragkonstruktion übrig bleibt. Regelmäßig werden 10 bis 14 % des Querschnitts für die Tragkonstruktion (Tragbalken und Rangauflage) benötigt. Damit ergibt sich im Regelfall ein freier Strömungsquerschnitt, der bis zu 86 % oder sogar 90 % des Querschnitts des Gaswäschers ausmacht. Das heißt beispielsweise, dass bei einem Gaswäscher, der 14 % seines Querschnitts für die Tragkonstruktion benötigt, und bei dem eine erfindungsgemäße Anordnung der Tropfenabscheider in zumindest 99 % des freien Strömungsquerschnitts vorliegt, tatsächlich 85,14 % des gesamten Querschnitts des Gaswäschers effektiv genutzt werden. Besonders bevorzugt wird auch die Tragkonstruktion so ausgestaltet ist, dass si cher zumindest 90 % des gesamten Querschnitts des Gaswäschers mit Tropfenabscheiden ausgeführt sind.

Demnach wird also vorgeschlagen, dass nahezu der gesamte Querschnitt des Gaswäschers zum Abscheiden der Tropfen mittels vorgesehener Tropfenabscheider genutzt wird. Dabei ist mit der Positionierung von Tropfenabscheidern in dem freien Strömungsquerschnitt insbesondere gemeint, dass dort (im wesentlichen nur) die Tropfenabscheiderlamellen angeordnet sind. Ganz besonders bevorzugt sind tatsächlich nur die Tropfenabscheiderlamellen (und soweit erforderlich ein Reinigungssystem bzw. Bedüsungssystem) in diesem freien Strömungsquerschnitt angeordnet, so dass alle sonst erforderlichen Anlagenteile (Aufhängungssysteme, Abdeckungen, Begehungswege, Befestigungen, usw.) im restlichen Querschnitt strömungstechnisch unkritisch angeordnet sind. Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem gegebenenfalls eine weitere Tropfenabscheiderebene eingesetzt wurde, geht die Erfindung in die Richtung, die einzelnen Tropfenabscheiderebene möglichst effektiv zu nutzen. Dies hat insofern auch Vorteile, weil aufgrund der geringen Reduzierung des freien Strömungsquerschnitts durch Blindsetzung, ungünstigen Aufbau der Tropfenabscheider oder dergleichen extreme Anstiege von Gasgeschwindigkeiten vermieden werden können. Eine Reduzierung der Gasgeschwindigkeit durch solche Maßnahmen hat zudem zur Folge, dass die Tropfenabscheider selbst mit einer höheren Effektivität arbeiten können. Dies führt insgesamt zu einem überraschend gutem Ergebnis. Dabei kann bei einer zusätzlichen Ausnutzung einer Tropenabscheiderebene von ca. 10 % unter Umständen eine gesamte zusätzliche Tropfenabscheiderebene eingespart werden. Darüber hinaus können so die Leistung des Tropfenabscheiders deutlich gesteigert und damit Betriebsprobleme in den nachfolgenden Anlagen des Rauchgasweges vermieden werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Gaswäschers hat dieser einen Querschnitt mit zumindest teilweise gebogenem Umfang, wobei an den zumindest teilweise gebogenen Umfang angepasste Tropfenabscheider vorgesehen sind. Das heißt beispielsweise, dass die Seitenteile eines Tropfenabscheiders eine solche Gestalt haben, dass sie gegenüber den bekannten quadratischen bzw. rechteckigen Modulen näher an diesen gebogenen Umfang positionierbar sind. Dazu können die Seitenbereiche erforderlichenfalls auch teilweise gebogen sein, wobei Schrägen oder Stufenabsätze jedoch bevorzugt sind. Dabei ist zu berücksichtigen, dass sich der Umfang bzw. der Querschnitt eines solchen Gaswäschers während des Betriebes zum Teil beachtlich verändert, was mit den thermischen Wechselbedingungen im Inneren des Gaswäschers zusammenhängt. Insoweit ist keine besonders exakte Anpassung an den Umfang erforderlich, um gegebenenfalls auch eine Kompression oder Verformung des Gaswäschers ausgleichen zu können. Diese nicht näher vorhersehbare Veränderung der äußeren Gestalt des Gaswäschers war ein weiterer Grund dafür, weshalb bislang von einer erfindungsgemäßen Ausnutzung des Querschnitts, wie sie hier erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, abgesehen wurde.

Des Weiteren wird auch vorgeschlagen, dass die Tropfenabscheider mit einer Stützkonstruktion gehalten werden, die im Wesentlichen im Strömungsschatten der Randauflage und der Mehrzahl von Tragbalken angeordnet ist. Bekanntermaßen umfassen die Tropfenabscheider eine Mehrzahl von im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Tropfenabscheiderlamellen, die in einer Stützkonstruktion gehalten werden, die jeweils seitlich im Bereich der Enden der Tropfenabscheiderlamellen angeordnet ist. Diese Stützkonstruktionen dienen auch der Befestigung an der Randauflage und/oder den Tragbalken. Während z.B. bei bekannten Tropfenabscheidermodulen ein teilweises Umgreifen der Stützkonstruktion um die Randauflage bzw. die Tragbalken vorgesehen wird, wird hier ein Tropfenabscheider bevorzugt, dessen Stützkonstruktion im Strömungsschatten der Rand auflage bzw. der Tragbalken angeordnet ist. Damit wird eine weitere Reduzierung des freien Strömungsquerschnittes aufgrund der Stützkonstruktion der Tropfenabscheider selbst vermieden.

Gemäß noch einer weiteren Ausgestaltung des Gaswäschers ist ebenfalls eine Stützkonstruktion zur Lagerung der Tropfenabscheider vorgesehen, wobei die Stützkonstruktion zumindest auf der Randauflage oder der Mehrzahl von Tragbalken aufliegt. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der die Stützkonstruktion sowohl auf der Randauflage als auch auf den Tragbalken aufliegt. Damit ist insbesondere gemeint, dass von einer örtlich festen Fixierung der Tropfenabscheider mit Bezug auf den Gaswäscher bzw. die Randlage und/oder die Tragbalken abgesehen wird. Das Auflegen der Tropfenabscheider ermöglicht vielmehr eine gewisse Relativbewegung der Tropfenabscheider gegenüber dem Gaswäscher bzw. der Tragkonstruktion. Dies ist insbesondere bei einer solchen effizienten Ausnutzung des Querschnitts des Gaswäschers mit Tropfenabscheidern vorteilhaft, um den sich während des Betriebes des Gaswäschers ändernden Querschnitt des Gaswäschers kompensieren zu können. Zieht sich die Wand des Gaswäschers zum Beispiel in einer Richtung etwas zusammen, so dass aus einem rundem Querschnitt ein eher elliptischer Querschnitt wird, können die Tropfenabscheider im gewissen Maße auf der Tragkonstruktion hin- bzw. herrutschen. Dabei ist klar, dass hierbei gegebenenfalls Sicherungsmittel vorgesehen sein müssen, die eine solche Relativbewegung der Tropfenabscheider zu der Randauflage und/oder den Tragbalken begrenzen. Bei den bekannten Tropfenabscheidern, die in die Flächen zwischen den Tragbalken oder zwischen Tragbalken und der Seitenauflage eingehängt sind, ist weder die Relativbewegung so möglich noch die einfache Anpassung an sich verändernde Wäscheraußenwandformen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Tropfenabscheider für einen Gaswäscher vorgeschlagen, der eine Mehrzahl von zueinander geneigt ange ordneten Tropfenabscheiderlamellen aufweist, die mittels mindestens zwei Endplatten fixiert sind, wobei die Endplatten zueinander zumindest niveau-ungleich oder nicht-parallel sind. Bevorzugt sind die Endplatten zueinander niveau-ungleich und nicht-parallel. Unter „niveau-ungleich" wird insbesondere verstanden, dass die Endplatten auf einem unterschiedlichen Höheniveau angeordnet sind, bzw. die Fixierung der Enden der Tropfenabscheiderlamellen auf unterschiedlichem Höheniveau vorgenommen ist. Mit „nicht-parallel" ist insbesondere gemeint, dass die Endplatten zumindest teilweise zueinander geneigt, schräg angeordnet, gekippt oder dergleichen sind. Bevorzugt ist die Ausgestaltung des Tropfenabscheiders, wobei eine Endplatte im Wesentlichen senkrecht zu zwei sich anschließenden Flanken eines Tropfenabscheiders ausgerichtet ist und eine gegenüberliegende Endplatte mit wenigstens einem nicht-senkrechten Winkel zu diesen Flanken orientiert ist.

Zur Erläuterung der Anordnung der Tropfenabscheiderlamellen sei darauf hingewiesen, dass mit „zueinander geneigt angeordneten Tropfenabscheiderlamellen" insbesondere eine V-förmige, eine Dach-förmige, eine kombinierte V-Dach-förmige und ähnliche Anordnungen von Tropfenabscheiderlamellen gemeint sind. Das heißt mit anderen Worten auch, dass hier insbesondere Tropfenabscheider gemeint sind, die keine ausschließlich ebene Anordnung von Tropfenabscheiderlamellen aufweisen. Hier wird erstmalig bei einem solch komplizierten Aufbau eines Tropfenabscheiders von einer Modulbauweise abgesehen. Ein so angepasster Tropfenabscheider kann insbesondere im Zusammenhang mit dem vorstehend genannten und erfindungsgemäß beschriebenen Gaswäscher zum Einsatz gelangen. Der Tropfenabscheider mit dem geneigten Aufbau bezüglich der Tropfenabscheiderlamellen hat eine sehr hohe Abscheidleistung, so dass auf diese Weise die Effektivität eines solchen Gaswäschers weiter erhöht werden kann.

Gerade bei einem solchen Aufbau der Tropfenabscheiderlamellen ist eine relativ komplexe Stützkonstruktion erforderlich, die nun auch noch mit gegebenenfalls nicht-symmetrischen bzw. nicht-regelmäßigem Aufbau bereitgestellt wird. Dies erlaubt die Integration solcher Tropfenabscheider, so dass eine entsprechende Tropfenabscheiderebene besser an die äußere Form bzw. den Umfang an die Gaswäsche angepasst werden kann. Auch wenn dies ein beachtlicher Mehraufwand hinsichtlich der Herstellungskosten und der Logistik bei der Positionierung solcher Tropfenabscheider im Gaswäscher zur Folge hat, so sind die damit erzielten Verbesserungen gerade in Hinsicht auf die Vermeidung Problemen als Folge von lokalen extrem hohen Strömungsgeschwindigkeiten überwiegend.

Einer Weiterbildung des Tropfenabscheiders zur Folge sind die Mehrzahl von Tropfenabscheiderlamellen zumindest teilweise mit einer verschiedenen Länge ausgeführt. Dabei weisen vorteilhafter Weise alle an einer Endplatte befestigten Tropfenabscheiderlamellen die gleiche Neigung auf. Das heißt mit anderen Worten, dass zum Beispiel gegenüberliegende Paarungen von Tropfenabscheiderlamellen eine betragsmäßig gleiche Neigung bezüglich der Tropfenabscheiderebene aufweisen, dabei jedoch unterschiedlich lang sind.

Gerade im Zusammenhang mit den eingangs beschriebenen Gaswäschern ist es vorteilhaft, dass der Tropfenabscheider mit mindestens einem auswärts gerichteten Gleitfuß ausgebildet ist. Mit „auswärts" ist insbesondere gemeint, dass der Gleitfuß von den Tropfenabscheiderlamellen weg weist. Mit „Gleitfuß" ist insbesondere eine Stützkonstruktion gemeint, mit der der Tropfenabscheider auf die Tragkonstruktion aus Tragbalken und/oder Randauflage aufgelegt werden kann. Bevorzugt ist ein Gleitfuß nur bei Kontakt mit der Randauflage vorgesehen, während bezüglich der Tragbalken eine feste (aber vorteilhafter Weise lösbare) Verbindung mit vorgesehen ist. Dabei ermöglicht dieser Gleitfuß beispielsweise bei Anwirkung einer äußeren Kraft auf den Tropfenabscheider, eine Relativbewegung bzw. eine Gleitbewegung zur Tragkonstruktion des Gaswäschers. Der Gleitfuß umfasst bevorzugt Stützstreben und eine Auflagefläche.

Des Weiteren hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Mehrzahl von Tropfenabscheiderlamellen eines Tropfenabscheiders mit den Endplatten verschweißt sind. Dazu werden die Tropfenabscheiderlamellen bevorzugt einzeln durch eine entsprechende Aussparung der Endplatten zumindest teilweise hindurch gesteckt und anschließend im Bereich des Kontaktes der Tropfenabscheiderlamellen und der Aussparung miteinander verschweißt. Damit ist eine sichere Fixierung der Tropfenabscheiderlamellen mit Bezug auf die Endplatten sowie eine Dichtgrenze hinsichtlich des innen vorbeiströmenden Gasstromes bzw. Flüssigkeitsstromes gewährleistet.

Schließlich wird auch vorgeschlagen, dass ein Höhenausgleichsmittel zur Realisierung einer bestimmten Neigung der Tropfenabscheiderlamellen vorgesehen ist. Damit ist bevorzugt gemeint, dass beispielsweise unterschiedlich hohe Gleitfüße des Tropfenabscheiders vorgesehen sind. Dies dient insbesondere zur Ausbildung von niveau-ungleichen Endplatten. Das ist gerade auf der Randauflage der Fall, weil dort die Tropfenabscheiderlamellen aufgrund der Anpassung an die Rundung des Gaswäschers unterschiedlich lang sind und deshalb in unterschiedlichen Höhen enden.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren besonders bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung zeigen, die Erfindung jedoch nicht darauf begrenzt ist. Es zeigen schematisch:
1: eine erste Ausführungsvariante eines Gaswäschers mit angepassten Tropfenabscheidermodulen,
2: eine Ausführungsvariante eines Tropfenabscheider-Moduls, wie es beispielsweise im zentralen Bereich des in 1 veranschaulichten Gaswäschers eingesetzt werden kann,
3: einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Gaswäschers,
4: eine Detail eines Gaswäschers einer weiteren Ausführungsvariante im Bereich einer Randauflage,
5: eine Ausführungsvariante eines Tropfenabscheiders bei der die Endplatten niveau-ungleich sind, und
6: eine Seitenansicht einer Endplatte einer Ausführungsvariante eines Tropfenabscheiders.
Die 1 zeigt schematisch einen Gaswäscher 1 mit einer Tropfenabscheiderebene 2, die einen Querschnitt 3 des Gaswäschers 1 überspannt. Der Gaswäscher 1 hat eine ringförmige Randauflage 4 und eine Mehrzahl von den Querschnitt 3 überspannenden Tragbalken 5 zur Lagerung von Tropfenabscheider 6, wobei hier die Tragbalken 5 im Wesentlichen dieselbe Orientierung haben und parallel zueinander ausgerichtet sind. Der Abstand der Tragbalken 5 zueinander ist so gewählt, dass beispielsweise die nicht-schraffiert dargestellten Tropfenabscheider-Module darauf gelagert bzw. angebracht werden können.
Der gesamte, nahezu kreisrunde, Querschnitt 3 des Gaswäschers 1 steht deshalb nicht vollständig für eine Durchströmung mit Gas zur Verfügung. Vielmehr bilden die Randauflage 4 und die Tragbalken 5 einen Strömungsschatten bzw. einen Strömungswiderstand, der beispielsweise 10 bis 13 % des Querschnitts 3 eines Gaswäschers 1 ausmacht. Hiervon wir nun erfindungsgemäß mindestens 95 % des freien Strömungsquerschnittes 7 mit durchströmbaren Tropfenabscheidern 6 ausgeführt ist. Unter Umständen kann zum Beispiel auch schon eine Ausnutzung von mindestens 90 % des freien Strömungsquerschnittes 7 mit durchströmbaren, entsprechend angepassten Tropfenabscheidern 6 einen beachtlichen Effekt im Hinblick auf die Effektivität des Gaswäschers 1 zur Folge haben.
Wie in 1 veranschaulicht, sind dafür besonders an den gebogenen Umfang 8 des Gaswäschers 1 angepasste Tropfenabscheider 6 vorgesehen, die hier schraffiert hervorgehoben wurden. Die schraffierte Fläche symbolisiert auch in etwa den Bereich, der bei herkömmlichen Anlagen mit Platten blind gesetzt worden wäre, um ein ungereinigtes Hindurchtreten von Gasen durch die Tropfenabscheiderebene 2 zu verhindern. Hiervon wurde abgerückt, in dem entsprechend angepasste Tropfenabscheider 6 eingesetzt wurden, so dass insbesondere im Hinblick auf die auftretenden Strömungsgeschwindigkeiten des zu reinigenden Gasstromes extreme Geschwindigkeitsspitzen vermieden nun werden.
2 veranschaulicht schematisch ein Tropfenabscheidermodul, wie es beispielsweise im zentralen Bereich des in 1 veranschaulichten Gaswäschers 1 angeordnet sein könnte. Der Tropfenabscheider 6 ist auf zwei Tragbalken 5 gelagert, wobei die Stützkonstruktionen 9 der Tropfenabscheiderlamellen 11 im Strömungsschatten 10 dieser Tragbalken 5 angeordnet sind. Über die Stützkonstruktion 9 werden zwei Pakete mit jeweils einer Mehrzahl von Tropfenabscheiderlamellen 11 gehalten, die mit einer Neigung 16 zur Horizontalen positioniert sind. Mittig werden die beiden Pakete miteinander verbunden bzw. gehalten. Zur Reinigung eines solchen Tropfenabscheiders 6 ist zusätzlich ein Bedüsungssystem 18 vorgesehen, mit Hilfe dessen ein Abwaschen der Tropfenabscheiderlamellen 11 ermöglicht ist. Zur Reinigung eines Gasstromes von Ablagerungen bzw. zum Ent fernen darin enthaltener Feuchtigkeit 25 wird der Gasstrom in Strömungsrichtung 17 zwischen den Tragbalken 5 hindurch geführt und mit den Tropfenabscheiderlamellen 11 in Kontakt gebracht. Die strömungsgünstig geformten Tropfenabscheiderlamellen 11 lenken den Gasstrom und die darin enthaltene Feuchtigkeit 25 um, wobei die im Gasstrom enthaltenen Teilchen (Wasser, Ablagerungen, etc.) aufgrund ihrer Trägheit einer solchen Umlenkung nicht folgen können. Diese Tropfen prallen auf die Tropfenabscheiderlamellen, wobei an diesen Tropfenabscheiderlamellen 11 nunmehr ein Flüssigkeitsstrom in Flussrichtung 26 hin zur Stützkonstruktion 9 entsteht. Dieser Flüssigkeitsstrom wird im Strömungsschatten 10 der Tragbalken 5 nach unten weiter geführt.
In 3 ist schematisch ein Teilausschnitt eines Gaswäschers 1 dargestellt. Veranschaulicht sind dabei insbesondere der Querschnitt 3 des Gaswäschers 1, sowie der Strömungsschatten 10, der mit den Tragbalken 5 und der Randauflage 4 gebildet wird, und der demnach einen freien Strömungsquerschnitt 7 definiert. Erfindungsgemäß erfolgt eine solche Anordnung der Tropfenabscheider 6 in einer Tropfenabscheiderebene 2, dass die Gesamtheit der freien Strömungsquerschnitte 7 mindestens 90 % des freien Strömungsquerschnitts mit durchströmbaren Tropfenabscheidern 6 ausgeführt ist.
Wie auch aus 3 zu entnehmen ist, können die Tropfenabscheider 6, die hier V-förmig bzw. Dach-förmig ausgebildet sind, in unterschiedlichen Tropfenabscheiderebenen 2 entgegengesetzt zueinander ausgerichtet positioniert sein. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich, so dass z.B. auch eine gleichsinnige Orientierung sinnvoll sein kann. Ebenfalls können kombinierte V- und Dach-förmige Tropfenabscheider 6 in einer Tropfenabscheiderebene 2 realisiert sein.
4 veranschaulicht nun in einer Detailansicht die Bereitstellung von angepassten Tropfenabscheidern 6 bezüglich einer nahezu runden Wand 19 des Gaswä schers 1. Die Wand 19 ist wiederum mit einer im wesentlichen ringförmig umlaufenden Randauflage 4 ausgebildet. In innen liegende Bereiche des Gaswäschers 1 hinein erstrecken sich zudem eine Mehrzahl von Tragbalken 5. Auf diesen Tragbalken 5 sind mehrere Tropfenabscheider 6 positioniert. Die Tropfenabscheider 6 sind wiederum V-förmig ausgebildet, so dass hier die Kante 20 erkennbar ist, bei der die beiden Pakete mit den geneigten Tropfenabscheiderlamellen 11 miteinander verbunden sind. Die beiden unterschiedlich schraffierten Teilbereiche stellen jeweils einen V- bzw. Dach-förmigen Tropfenabscheider 6 dar. Beide Tropfenabscheider 6 weisen zwei Endplatten 12, 13 auf, wobei diese zueinander nicht-parallel sind. Während bezüglich der ersten Endplatte 12 ein im wesentlichen rechter Winkel (90°) zu den Flanken des Tropfenabscheiders vorliegt, ist die zweite Endplatte 13 jeweils schräg dazu angeordnet. Damit können Tropfenabscheidermodule 6 näher an der Wand 19 positioniert werden.
5 zeigt eine weitere Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Tropfenabscheiders 6, der mit einer Mehrzahl von zueinander geneigt angeordneten Tropfenabscheiderlamellen 11 ausgeführt ist, die mittels zwei Endplatten 12, 13 fixiert sind. Zur Gewährleistung der gleichen Neigung 16 sind Höhenausgleichsmittel in der Form vorgesehen, dass die jeweils vorhandenen Gleitfüße 15 mit einer unterschiedlichen Höhe bezüglich eines Niveaus 21 ausgebildet sind. Damit ist eine niveau-ungleiche Anordnung der beiden Endplatten 12, 13 zueinander gegeben. Der erste Gleitfuß 15 nahe der ersten Endplatte 12 ist auf dem Tragbalken 5 aufliegend ausgeführt. Der zweite Gleitfuß 15 nahe der zweiten Endplatte 13 ist in gleicher Weise beweglich auf der Randauflage 4 des Gaswäschers positioniert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Endplatten 12, 13 zueinander parallel ausgeführt, jedoch niveau-ungleich, wobei die Tropfenabscheiderlamellen 11 eines Paketes mit unterschiedlichen Längen 14 ausgeführt sind.
6 veranschaulicht noch einmal die mögliche Fixierung eines solchen Paketes mit Tropfenabscheiderlamellen 11 an einer Endplatte 13 zur Realisierung beispielsweise eines Moduls 22. Hierzu werden die Mehrzahl von Tropfenabscheiderlamellen 11 in entsprechende Aussparungen der Endplatte 13 hindurch gesteckt und dann mittels einer Schweißnaht 23 dauerhaft fixiert. Die Schweißnaht 23 ist hier flüssigkeitsdicht ausgeführt. Zur Lagerung der zweiten Endplatte 13 ist ein Gleitfuß 15 vorgesehen, der mittels Beinen 24, die z.B. als Höhenausgleichsmittel dienen können, an der Endplatte 13 befestigt ist.
Mit der vorliegenden Erfindung kann ein Gaswäscher besonders produktiv und effektiv betrieben werden.

1: Gaswäscher
2: Tropfenabscheiderebene
3: Querschnitt
4: Randauflage
5: Tragbalken
6: Tropfenabscheider
7: Strömungsquerschnitt
8: Umfang
9: Stützkonstruktion
10: Strömungsschatten
11: Tropfenabscheiderlamellen
12: erste Endplatte
13: zweite Endplatte
14: Länge
15: Gleitfuß
16: Neigung
17: Strömungsrichtung
18: Bedüsungssystem
19: Wand
20: Kante
21: Niveau
22: Modul
23: Schweißnaht
24: Bein
25: Feuchtigkeit
26: Flussrichtung

Claims

Gaswäscher (1) mit mindestens einer Tropfenabscheiderebene (2), die einen Querschnitt (3) des Gaswäschers (1) überspannt, wobei der Gaswäscher (1) wenigstens eine Randauflage (4) und eine Mehrzahl von den Querschnitt (3) überspannenden Tragbalken (5) zur Lagerung von Tropfenabscheidern (6) umfasst, die gemeinsam einen freien Strömungsquerschnitt (7) des Gaswäschers (1) begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 95 % des freien Strömungsquerschnitts (7) mit durchstömbaren Tropfenabscheidern (6) ausgeführt ist.
Gaswäscher (1) nach Patentanspruch 1, wobei dieser einen Querschnitt (3) mit zumindest teilweise gebogenen Umfang (8) hat, dadurch gekennzeichnet, dass an den zumindest teilweise gebogenen Umfang (8) angepasste Tropfenabscheider (6) vorgesehen sind.
Gaswäscher (1) nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tropfenabscheider (6) mit einer Stützkonstruktion (9) gehalten werden, die im wesentlichen im Strömungsschatten (10) der Randauflage (4) und der Mehrzahl von Tragbalken (5) angeordnet ist.
Gaswäscher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei eine Stützkonstruktion (9) zur Lagerung der Tropfenabscheider (6) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkonstruktion (9) zumindest auf der Randauflage (4) oder der Mehrzahl von Tragbalken (5) aufliegt.
Tropfenabscheider (6) für einen Gaswäscher (1), mit einer Mehrzahl von zueinander geneigt angeordneten Tropfenabscheiderlamellen (11), die mittels mindestens zwei Endplatten (12, 13) fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Endplatten (12, 13) zueinander zumindest niveau-ungleich oder nicht-parallel sind.
Tropfenabscheider (6) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Tropfenabscheiderlamellen (11) zumindest teilweise mit einer verschiedenen Länge (14) ausgeführt sind.
Tropfenabscheider (6) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit mindestens einem auswärts gerichteten Gleitfuß (15) ausgebildet ist.
Tropfenabscheider (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von Tropfenabscheiderlamellen (11) mit den Endplatten (12, 13) verschweißt sind.
Tropfenabscheider (6) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Höhenausgleichsmittel zur Realisierung einer bestimmten Neigung (16) der Tropfenabscheiderlamellen (11) vorgesehen ist.