DE102006004723B4

DE102006004723B4 - Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Gasströmen sowie Anordnung aus dieser Vorrichtung und einer zweiten Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Gasströmen

Info

Publication number: DE102006004723B4
Application number: DE102006004723.0A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Ahrens Matthias; Gabriele Knickenberg
Original assignee: RWE Generation SE
Current assignee: RWE Generation SE
Priority date: 2005-02-19
Filing date: 2006-02-02
Publication date: 2017-03-23
Anticipated expiration: 2026-02-03
Also published as: DE102006004723A1

Abstract

Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Gasströmen, insbesondere zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Rauchgasen mit parallel und beabstandet voneinander angeordneten und um ihre Längsachse drehbaren Stäben (5, 6), dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen der Stäbe (5, 6) senkrecht so ausgerichtet sind, dass die Zwischenräume zwischen den senkrecht angeordneten Stäben (5, 6) von einem horizontalen Rauchgasstrom durchdringbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Gasströmen, insbesondere zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Rauchgasen mit parallel nebeneinander und beabstandet voneinander angeordneten und um ihre Längsachse drehbare Stäbe sowie eine Anordnung aus dieser Vorrichtung und einer zweiten Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Gasströmen.
Rauchgase aus Großfeuerungsanlagen wie zum Beispiel Kohle- oder Ölkraftwerken müssen, bevor sie in die Umwelt abgegeben werden entschwefelt werden. Dazu sind Rauchgasentschwefelungsanlagen vorgesehen. In den Rauchgasentschwefelungsanlagen werden die Rauchgase überwiegend nach dem Nasswaschverfahren entschwefelt. Dabei werden große Mengen Flüssigkeit, die so genannte Waschsuspension fein verteilt in den Abgasstrom gesprüht. Durch die Waschsuspension wird das Schwefeldioxid absorbiert und in Gips umgewandelt. Ein Teil der Flüssigkeit wird durch das Schwefeldioxid nicht zu Gips gebunden, sondern mit Feststoffen wie Stäuben, Aschen, Salzen oder Gips mit Gasstrom fortgerissen. Die in dem Gasstrom enthaltenen Flüssigkeitstropfen der Waschsuspension werden in der Entschwefelungsanlage durch so genannte Tropfenabscheider aus dem Gasstrom, d. h. aus dem Rauchgasstrom abgeschieden, um nicht in nachgeschalteten Komponenten wie zum Beispiel Gasvorwärmern, Druckerhöhungsgebläsen oder Ähnlichem zu Verschmutzungen zum Beispiel durch Anbackungen der Feststoffe zu führen. Durch solche Anbackungen kann es beispielsweise zu Leistungsminderungen in Folge von zu großem Druckverlust kommen. Außerdem müssen auch die gesetzlichen vorgegebenen Grenzwerte bezüglich der Staubemissionen (BImSchV) eingehalten werden.
Aus der Gebrauchsmusterschrift mit der Veröffentlichungsnummer DE 200 18 970 U1 ist eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus einem Rauchgasstrom bekannt. Die dort offenbarte Vorrichtung weist horizontal in einen Strömungskanal des Rauchgases eingebaute und parallel zueinander angeordnete drehbare Stäbe auf. Diesen Stäben ist eine zweite Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Gasströmen mit in dem Gasstrom angeordneten Lamellen vorgesehen.
Die US 3,488,039 offenbart eine Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Gasströmen mit parallel und beanstandet voneinander angeordneten und um ihre Längsachsen drehbaren Stäben, wobei die Längsachse der Stäbe horizontal ausgerichtet sind.
Sowohl aus der DE 195 03 842 A1 als auch aus der DE 198 15 976 A1 sind jeweils Vorrichtungen zum Agglomerieren von Flüssigkeitstropfen aus Gasströmen bekannt, wobei die Vorrichtung eine Vielzahl von parallel und beanstandet voneinander angeordneten Stäben umfasst. Die Längsachsen der Stäbe sind zwecks der Ausrichtung bzw. Stabilisierung des Strömungsfelds der Gasphase horizontal ausgerichtet.
Der Nachteil der in der genannten Druckschrift beschriebenen Vorrichtung und Anordnung ist, dass sowohl die Vorrichtungen als auch die gesamte Anordnung nach einer Montage und während des Dauerbetriebs schwer zugänglich sind. Während des Betriebes kommt es jedoch insbesondere in den Vorrichtungen zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen mit Lamellen zu Anbackungen, so dass die Vorrichtungen gereinigt werden müssen. Die Vorrichtungen der eingangs genannten Art mit drehbar gelagerten Stäben sind zwar grundsätzlich wartungsärmer als die bekannten Vorrichtungen mit Lamellen, jedoch auch diese Vorrichtungen müssen gelegentlich gereinigt werden. Die waagerechte Anordnung der Vorrichtungen ist unter anderem deshalb schlecht für eine Reinigung der Stäbe beziehungsweise Lamellen, da die zur Reinigung verwendete Flüssigkeit heruntertropft beziehungsweise läuft und unterhalb der Vorrichtungen aufgefangen werden muss.
Aus dem Stand der Technik sind ferner Vorrichtungen zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Rauchgasen bekannt, bei denen die Lamellen in einer Ebene angeordnet sind, die senkrecht ausgerichtet ist. Der Rauchgasstrom durchströmt diese Vorrichtung dann horizontal. Dagegen ist bisher nicht bekannt, Vorrichtungen der eingangs genannten Art mit drehbaren Stäben so anzuordnen, dass ein horizontaler Rauchgasstrom die Vorrichtung durchdringen kann.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Vor dem Hintergrund des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass ein horizontaler Rauchgasdurchtritt möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Längsachsen der Stäbe senkrecht angeordnet sind. Somit können die Zwischenräume zwischen den senkrecht angeordneten Stäben von einem horizontalen Rauchgasstrom durchdrungen werden. Grundsätzlich wäre es zwar auch möglich, die Stäbe horizontal anzuordnen und zwar in einer Ebene, die senkrecht steht. Dieses hätte jedoch für den Betrieb der Vorrichtung insbesondere für die Selbstreinigungswirkung der Vorrichtung einige Nachteile. Das sich an den Stäben niederschlagende Wasser könnte nämlich nicht ohne weiteres von den Stäben abgeführt werden. Insofern ist die senkrechte Anordnung der Stäbe vorteilhaft, da dann die sich abscheidende Flüssigkeit entlang der Stäbe nach unten laufen kann. In der Flüssigkeit enthaltene Feststoffe werden so weitgehend automatisch von den Stäben fortgespült und können nicht an den Stäben anbacken.
Gemäss der Erfindung können die Stäbe einen gleichförmigen, insbesondere einen runden Querschnitt haben. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Querdurchschnittsformen denkbar, zum Beispiel ovale Querschnitte. Ebenso ist es grundsätzlich denkbar, dass die Stäbe keinen gleichförmigen Querschnitt haben, sondern in eine Richtung konisch zulaufen.
Vorteilhaft können die Stäbe aus Kunststoff hergestellt sein. Dazu wird vorteilhaft dann ein recyclingfähiger Kunststoff verwendet.
Die Längsachsen der Stäbe liegen vorteilhaft in einer Ebene. Die Stäbe können jedoch auch in zwei oder mehr parallel zueinander angeordneten Ebenen angeordnet sein. In einer besonders bevorzugten Ausführung sind die Stäbe in drei Ebenen hintereinander liegend angeordnet. Die Stäbe verschiedener, benachbarter Ebenen sind vorzugsweise versetzt zueinander angeordnet, so dass ein möglichst gutes Abscheideergebnis erreicht werden kann. Bei einer Vorrichtung mit in drei Ebenen angeordneten Stäben können die Stäbe einer ersten Ebene und einer dritten Ebene versetzt oder fluchtend angeordnet sein.
Die Stäbe sind vorteilhaft in einem oberen und einem unteren Abschnitt eines Rahmens drehbar gelagert. Der untere Abschnitt kann dabei eine Rinne umfassen, über welche die an den Stäben herunterlaufende abgeschiedene Flüssigkeit von der Vorrichtung abgeführt werden kann.
An zwei gegenüberliegenden Abschnitten des Rahmens können vorteilhaft Flansche vorgesehen sein, mit denen die erfindungsgemäße Vorrichtung an anderen Komponenten einer Rauchgasentschwefelungsanlage montiert sein können. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann Teil einer Anordnung sein, die neben einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eine zweite Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Gasströmen aufweist. Die erste, d. h. die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dann vorteilhaft strömungstechnisch vor der zweiten Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen angeordnet. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es sich dann um einen so genannten Grobabscheider und bei der zweiten Vorrichtung um einen so genannten Feinabscheider handeln.
Die zweite erfindungsgemäße Vorrichtung einer erfindungsgemäßen Anordnung im Querschnitt in etwa S-förmige Lamellen umfassen.
Die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung können lösbar miteinander verbunden sein. Für die lösbare Verbindung können insbesondere die Flansche der ersten Vorrichtung verwendet werden, die in die zweite Vorrichtung eingeschoben sind.
Ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Rauchgasen ist anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigen
1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 einen Schnitt durch die Vorrichtung entlang der Linie II-II in 1 und
3 einen Teilschnitt durch die Vorrichtung gemäss der Linie III-III in 1
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Rauchgasen weist einen Rahmen 1, 2, 3, 4 auf, der aus vier Abschnitten 1, 2, 3, 4 gebildet ist. Der Rahmen ist im Wesentlichen rechteckig ausgebildet, wobei jede der Rahmenseiten durch einen der Abschnitte 1, 2, 3, 4 gebildet ist. Zwischen einem oberen Abschnitt 1 und einem unteren Abschnitt 2 sind drehbar parallel zueinander Stäbe 5, 6 angeordnet, die einen gleichförmigen, kreisförmigen Querschnitt haben. Die Längsachsen der Stäbe 5, 6 sind senkrecht ausgerichtet. Die Stäbe 5, 6 sind in zwei Ebenen angeordnet, wobei jede der beiden Ebenen die Längsachsen von jeweils einer Gruppe der Stäbe 5, 6 umfasst. Die Stäbe 5, 6 die verschiedenen Ebenen beziehungsweise Gruppen zugeordnet sind, sind versetzt, d. h. auf Lücke, zwischen dem oberen Abschnitt 1 und dem unteren Abschnitt 2 eingesetzt. Die Stäbe 5, 6 weisen an ihren unteren Enden Zapfen 5a, 6a auf, über welche die Stäbe in Bohrungen 2b in dem oberen Abschnitt 1 beziehungsweise im unteren Abschnitt 2 gelagert sind.
Der untere Abschnitt 2 ist auf seiner Innenseite als Rinne ausgebildet.
Die seitlichen Abschnitte 3, 4 des Rahmens 1, 2, 3, 4 weisen nach außen ragende Flansche 3a, 4a, auf. Über diese Flansche 3a, 4a kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer erfindungsgemäßen Anordnung eingesetzt werden.

Claims

Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Gasströmen, insbesondere zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Rauchgasen mit parallel und beabstandet voneinander angeordneten und um ihre Längsachse drehbaren Stäben (5, 6), dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen der Stäbe (5, 6) senkrecht so ausgerichtet sind, dass die Zwischenräume zwischen den senkrecht angeordneten Stäben (5, 6) von einem horizontalen Rauchgasstrom durchdringbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (5, 6) einen gleichförmigen Querschnitt haben.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (5, 6) einen runden Querschnitt haben.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (5, 6) aus Kunststoff bestehen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen der Stäbe (5, 6) in einer Ebene liegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen der Stäbe (5, 6) in zumindest zwei parallelen Ebenen liegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachsen der Stäbe in drei Ebenen liegen.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe der verschiedenen Ebenen versetzt zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe einer ersten Ebene versetzt zu den Stäben einer zweiten Ebene angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe der ersten und einer dritten Ebene versetzt zueinander angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe der ersten und einer dritten Ebene zueinander fluchtend angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (5, 6) an einem oberen Abschnitt (1) und einem unteren Abschnitt (2) eines Rahmens (1, 2, 3, 4) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Abschnitt (2) eine Rinne (2a) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass an zwei gegenüberliegenden Abschnitten (3, 4) des Rahmens (1, 2, 3, 4) Flansche (3a, 4a) vorgesehen sind.
Anordnung aus einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14 und einer zweiten Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus Gasströmen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vorrichtung strömungstechnisch vor der zweiten Vorrichtung angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Vorrichtung im Querschnitt in etwa S-förmige Lamellen umfasst.
Anordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung lösbar miteinander verbunden sind.
Anordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vorrichtung über die Flansche (3a, 4a), die in die zweite Vorrichtung eingeschoben sind, verbunden sind.