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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von Rauchgas mit
den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft
die Erfindung eine Einrichtung zur Reinigung von Rauchgas, bei der
eine derartige Vorrichtung zwischen einer Rauchgas erzeugenden Einrichtung und
einem Kamin angeordnet ist.
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Zur
Rauchgasreinigung, beispielsweise zur Reinigung von Abgasen aus
Feuerungsanlagen, finden derzeit im Wesentlichen Nass-Verfahren,
Halbtrocken-Verfahren und Trocken-Verfahren Anwendung. Dabei weisen Nass-Verfahren
und Halbtrocken-Verfahren einen in der Regel höheren Reinigungswirkungsgrad
auf als Trocken-Verfahren. Nass- oder Halbtrocken-Verfahren bedingen
jedoch einen höheren
Aufwand bei der Zufuhr, Abfuhr und der Wiederaufbereitung des zur
Reinigung der Rohgase eingesetzten Ad-/Absorbens. Zudem entstehen in
dem Behälter,
in welchem das zugegebene Ad-/Absorbens die Absorption oder Adsorption
der Schadstoffe bewirkt, extrem aggressive Säuren, die die Behälterinnenwandung
bzw. darin befindliche Einrichtungen angreifen. Die mit Salzen aus
dem Wäscher
abgestoßenen
Wässer
müssen
in einer Abwasseraufbereitungsanlage behandelt werden, was mit einem
erheblichen Aufwand verbunden ist, der sich insbesondere bei kleineren
Rauchgas-Reinigungsanlagen auswirkt.
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Es
wurden daher verschiedene Methoden zur Verbesserung des Reinigungswirkungsgrades von
trockenen Rauchgasreinigungsverfahren vorgeschlagen. Beispielsweise
ist in der EP-A-0
104 335 offenbart, dass die Reaktion zwischen den im Rohgas enthaltenen
Schadstoffen und dem Ad-/Absorbens verbessert werden kann, wenn
zusätzlich
Wasser zugegeben wird. Dies geschieht in der Weise, dass in einer
ersten Stufe trockenes, pulverförmiges Reaktionsmittel
eingeblasen und in einer zweiten Stufe reines Wasser oder eine wässrige Lösung oder Suspension
eines Reaktionsmittels eingedüst
wird. Durch das in der zweiten Stufe zugesetzte Wasser kann eine
Reaktivierung von Partikeln des Reaktionsmittels erreicht werden.
Durch die Zugabe von Wasser kann somit das Reaktionsmittel besser
ausgenutzt werden.
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Nachteilig
hierbei ist, dass die zugesetzte Wassermenge so gering gehalten
werden muss, dass auch bei relativ niedriger Anfangstemperatur des
Abgases der Taupunkt nicht unterschritten wird. Wird dies nicht
beachtet, so kann es durch die sich bildenden aggressiven wässrigen
Säuren
zu einer Beschädigung
der Anlage kommen.
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Es
ist des Weiteren, beispielsweise aus der EP-A-0 029 564 bekannt,
dass durch eine intensive Vermischung des Rohgases mit dem zugesetzten trockenen
Ad-/Absorbens eine Erhöhung
der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Gas und den Ad-/Absorbenspartikeln
und damit eine Verbesserung der Reaktionsgeschwindigkeit bzw. des
Reinigungswirkungsgrades erzielbar ist. Hierzu wird in der EP-A-0 029
564 vorgeschlagen, Schall auf die Reaktionspartner einwirken zu
lassen.
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Aus
der DE-A 32 32 080 ist bekannt, dass durch teilweise äußere Rückführung des
Ad-/Absorbens bzw.
der abgeschiedenen Feststoffe eine Verbesserung der Ausnutzung des
Ad-/Absorbens und damit
letztendlich eine Ad-/Absorbenseinsparung erreichbar ist.
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Zur
Verbesserung des Reinigungswirkungsgrades wird in der EP-B-0 203
430 ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Reinigung von Rauchgas
vorgeschlagen, wobei das Verhältnis
der Verweilzeit eines dem Reaktor zugeführten Ad-/Absorbens zur Verweilzeit
des Rauchgases im Reaktor dadurch geregelt und/oder gesteuert wird,
dass im Reaktor sich gegenüber
dem Reaktorbehälter
bewegende Einbauten, beispielsweise in Form einer rotierenden Schnecke,
vorgesehen sind. Diese Schnecke kann mit einer Drehzahl von ca.
0,5 bis 120 U/min angetrieben werden, wobei sich das Ad-/Absorbens
teilweise auf den Oberflächen
der Schnecke ablagert, jedoch immer wieder von den zu reinigenden
Rauchgasen bzw. von zusätzlich
eingeblasener Druckluft aufgewirbelt wird. Somit kann insbesondere
die Verweilzeit der schwereren Ad-/Abosrbenspartikel relativ zur
Verweilzeit des Gases im Reaktor gesteuert bzw. geregelt werden.
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Nachteilig
bei dieser Vorrichtung bzw. diesem Verfahren ist jedoch, dass sich
mit zunehmender Betriebszeit des Reaktors sowohl an der Behälterinnenwandung
als auch auf der Oberfläche
der sich bewegenden Einbauten eine harte Schicht ablagert, welche
durch die im Reaktor befindlichen Feststoffe gebildet wird. Diese
extrem harte und zähe
Schicht kann praktisch nur mit bergmännischen Mitteln abgebaut werden.
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Betriebserfahrungen
mit vorgenannten Vorrichtungen bzw. Verfahren haben gezeigt, dass
ein gleichmäßiges Zerstäubungsbild
des eingesprühten Wassers
und eine gleichmäßige Verteilung
der Feststoffe im Verhältnis
zur Rauchgasmenge nicht erzielbar ist. Aufgrund der sich daraus
ergebenden ungleichmäßigen und
ineffektiven Vermischung von Rauchgas und Ad-/Absorbens ist es unumgänglich, dass
nasse Zonen zu Anbackungen führen
und trockene Zonen unbefriedigend absorbieren.
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Dieser
Nachteil wird bei der Vorrichtung gemäß der
EP 0 874 681 B1 vermieden,
welche einen Reaktor beschreibt, in dem flexible Verwirbelungselemente
vorgesehen sind, beispielweise in Form von Ketten. Durch die Flexibilität der Verwirbelungselemente
lassen sich Anbackungen vermeiden oder leicht entfernen, wenn diese
wirklich entstehen sollten.
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Ein ähnliches
Prinzip ist aus der EP-A-0 342 559 eine Vorrichtung zum Abschneiden
von Stäuben und/oder
sauren Schadstoffen aus Gasen sowie ein Gliederkopf für eine derartige
Vorrichtung bekannt, wobei im unteren und oberen Bereich des Reaktorgefäßes ein
um eine vertikale Achse rotierend antreibbarer Gliederkopf angeordnet
ist. Am Gliederkopf bzw. an dessen Nabe sind mehrere kettenförmige Glieder
angeordnet, die sich bei einer Rotation des Gliederkopfes bis fast
an die Wandung erstrecken. Hierdurch kann eine Krustenbildung an
der Wandung im Bereich der Glieder vermieden werden. Im Reaktorgefäß wird der
Gasstrom mittels entsprechender Leitwandungen mehrfach umgelenkt.
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Aus
der
DE 197 10 247 ist
eine Vorrichtung zur Reinigung von Rauchgas bekannt, bei welcher
in einem Behälter,
welchem Rohgas und ein Ad-/Absorbens über wenigstens eine Zuführöffnung zuführbar sind
und aus welchem das gereinigte Gas über wenigstens eine Abführöffnung abführbar ist,
zumindest eine Rezirkulationseinrichtung vorgesehen ist. Diese dient
zur Erhöhung
der mittleren Verweildauer des Ad-/Absorbens im Behälter
1 und
saugt das Gemisch aus Gas und dem Ad-/Absorbens an einem Ansaugbereich
an, transportiert dieses entgegen der mittleren Strömungsrichtung
in einen oberen Bereich des Behälters
und führt
das angesaugte Gemisch unter gleichzeitigem Verwirbeln wieder dem
Behälterinneren
zu.
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Der
bisher bekannte Stand der Technik, bei welchem zur Reinigung von
Rauchgas insbesondere ein quasi-trockenes Ad-/Absorbens verwendet
wurde, geht davon aus, dass eine akzeptable Reinigungswirkung nur
dann erreichbar ist, wenn eine intensive Verwirbelung des Ad-/Absorbens mit dem
zu reinigenden Rauchgas erfolgt und die Kontaktzeit dieses möglichst
optimal verwirbelten Gemischs möglichst
groß gehalten
wird. Dies bedingt jedoch Reaktoren, die ein großes Volumen und eine entsprechende
Baugröße aufweisen,
wobei innerhalb der Reaktoren entsprechende Verwirbelungseinrichtungen
vorgesehen sind, die möglichst
im gesamten Reaktionsraum eine Durchmischung und Verwirbelung des
Gemischs aus Ad-/Absorbens
und zu reinigendem Rauchgas bewirken.
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Derartige
bekannte Reaktoren weisen bei einer Strömungsrate des zu reinigenden
Rauchgases von beispielsweise 50.000 m
3/h
beispielsweise ein Volumen von ca. 250 m
3 auf,
wenn beispielsweise das in der
EP 0 874 681 B1 beschriebene System verwendet
wird. Der betreffende Reaktorturm weist dann bei einer Querschnittsfläche von
16 m
2 (innere Querschnittsfläche) eine
Höhe von
ca. 16 m auf.
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Der
Erfindung liegt daher ausgehend von diesem Stand der Technik die
Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Reinigung von Rauchgas zu schaffen,
welche bei der Verwendung von trockenem, insbesondere quasi-trockenem
Ad-/Absorbens, den Vorteil einer hervorragenden Reinigungsleistung mit
dem Vorteil einer geringen Baugröße vereint.
Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung
zur Reinigung von Rauchgas unter Verwendung einer derartigen Vorrichtung
zwischen einer Rauchgas erzeugenden Einrichtung und einem Kamin
für das
Abführen
des gereinigten Rauchgases zu schaffen.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 9.
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Die
Erfindung geht von der überraschenden Erkenntnis
aus, dass es genügt,
das Vermischen bzw. Verwirbeln von trockenem, insbesondere quasi-trockenem
Ad-/Absorbens, mit dem zu reinigenden Rauchgas in einem sehr geringen
Mischervolumen vorzunehmen. Es wurde festgestellt, dass der überwiegende
Teil des Reinigungseffekts bereits innerhalb kürzester Zeit in einem geringen
Mischervolumen auftritt. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen,
als Mischereinheit einen Ventilator zu verwenden, dem sowohl das
zu reinigende Rauchgas als auch das Ad-/Absorbens zugeführt wird.
Das Zuführen
kann über
einen gemeinsamen Zuführanschluss
erfolgen oder es kann jeweils für
das Zuführen
des Rauchgases und das Zuführen
des Ad-/Absorbens in den Ventilator ein separater Zuführanschluss
vorgesehen sein. Somit wird eine ohnehin zur Realisierung einer
Einrichtung zur Reinigung von Rauchgas erforderliche Komponente,
nämlich
ein Ventilator zur Förderung
des Rauchgases von der das Rauchgas erzeugenden Einrichtung zum
Kamin, gleichzeitig zum Mischen des Ad-/Absorbens mit dem Rauchgas
verwendet.
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Anders
als bei bekannten Vorrichtungen zur Reinigung von Rauchgas, die
einen großvolumigen Reaktor
aufweisen, in welchem das Mischen des Rauchgases mit dem Ad-/Absorbens
erfolgt, wird das Mischen bei der Vorrichtung nach der Erfindung
in dem relativ kleinen Ventilatorvolumen durchgeführt.
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Während bei
dem vorgenannten Beispiel zur Reinigung eines Rauchgasstroms von
ca. 50.000 m3/h nach dem Stand der Technik
ein Reaktor mit einem Volumen von ca. 250 m3 erforderlich
war, kann in diesem Fall erfindungsgemäß herkömmlicher Ventilator mit einem
Volumen von ca. 1–2
m3 verwendet werden. Das Volumen ergibt
sich dabei im Wesentlichen aus der Größe des Ventilators, abhängig von der
benötigten
Förderleistung
für das
zu reinigende Rauchgas. Da der Ventilator erfindungsgemäß gleichzeitig
zum Mischen des Rauchgases mit dem Ad-/Absorbens dient, muss jedoch
die Ventilatorleistung etwas größer sein,
als bei Ventilatoren für Rauchgasreinigungseinrichtungen,
die lediglich zum Fördern
des Rauchgases eingesetzt werden. Da jedoch gegenüber Vorrichtungen
nach dem Stand der Technik keine weiteren Verwirbelungseinrichtungen mehr
nötig sind,
ergibt sich neben der drastisch reduzierten Baugröße auch
ein geringerer Energieverbrauch.
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Die
erfindungsgemäß als Ventilator
ausgebildete Mischereinheit dient sowohl zum Mischen des Rauchgases
mit dem Ad-/Absorbens als auch zur Erzeugung eines Unterdrucks zum
Ansaugen des zu reinigenden Rauchgases von der Rauchgas erzeugenden
Einrichtung, beispielsweise einem Verbrennungskessel.
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Der
als Mischereinheit dienende Ventilator kann vorzugsweise als Radialventilator
ausgebildet sein, welchem das zu reinigende Rauchgas in axialer Richtung
zugeführt
wird. Die Ventilatorflügel
aufweisende Trommel des Radialventilators verwirbelt das zu reinigende
Rauchgas mit dem Ad-/Absorbens und stößt dieses Gemisch in radialer
Richtung aus. Das Gehäuse
des Radialventilators weist üblicherweise einen
um den Umfang der rotierenden Lüftertrommel vorgesehenen,
spiralförmig
ausgebildeten Sammelkanal aus, in welchem das Gemisch zu einer Auslassöffnung eines
Auslassanschlusses des Ventilators geführt wird.
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Derartige
Radialventilatoren weisen den Vorteil auf, dass eine intensive Verwirbelung
des zu reinigenden Rauchgases und des ebenfalls dem Ventilator zugeführten Ad-/Absorbens
erreicht wird.
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Um
zu vermeiden, dass das mit dem Gasstrom zu mischende oder bereits
gemischte Ad-/Absorbens
angehoben werden muss, ist es vorteilhaft, den Zweig des Strömungsverlaufs,
in dem Ad-/Absorbens gefördert
werden muss, vertikal nach unten verlaufend oder zumindest mit einem
ausreichenden Gefälle
auszubilden, so dass das Ad-/Absorbens nicht entgegen der auf dieses
wirkenden Schwerkraft gefördert
werden muss. Der Ventilator weist demzufolge vorzugsweise einen
Auslassanschluss auf, der einen vertikal oder schräg nach unten
gerichteten Strom des Gas-Ad-/Absorbensgemischs erzeugt.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird der Vorrichtung zur Reinigung von Rauchgas ein
ein quasi-trockenes Ad-/Absorbens zugeführt. In diesem Fall ist es
nötig oder
zumindest vorteilhaft, dem Ventilator eine Trockeneinheit nachzuschalten,
wobei der Auslassanschluss des Ventilators mit der Trockeneinheit
verbunden ist oder in diese mündet.
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Unter
einem quasi-trockenen Ad-/Absorbens wird im Rahmen der vorliegenden
Beschreibung ein Ad-/Absorbens verstanden, welches aus einem zunächst trockenen,
pulver- oder staubförmigen Ad-/Absorbens
durch das Beimischen von Wasser bis zu einem bestimmten Feuchtigkeitsgehalt
von beispielsweise 3–4
Gew.% erzeugt wird. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise
im Zusammenhang mit der Vorrichtung zur Reinigung von Rauchgas gemäß der
EP 0 874 681 beschrieben.
Ein solch quasi-trockenes Ad-/Absorbens erscheint makroskopisch
nach wie vor pulver- oder staubförmig,
wobei die Ad-/Absorbensteilchen die Feuchtigkeit vornehmlich an
der Außenseite
bzw. in der äußersten
Schicht tragen.
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Die
Oberfläche
bzw. die äußere Schicht
der Ad-/Absorbensteilchen stellen somit die eigentlich reaktive
Oberfläche
bzw. Schicht dar, die die Schadstoffe des Rauchgases binden.
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Da
das Ad-/Absorbens, bei dem es sich beispielsweise um Kalk handeln
kann, wie bei bekannten Einrichtungen zur Reinigung von Rauchgas
im Rahmen eines Kreislaufs rezirkuliert wird, muss dafür Sorge
getragen werden, dass die Feuchtigkeit nicht von der Oberfläche bzw.
der äußersten
Schicht der Ad-/Absorbensteilchen bis in das Innere der Teilchen eindringt.
Denn auf diese Weise würde
im Lauf der Zeit durch das Rezirkulierens des Ad-/Absorbens ein Zusammenbacken der Ad-/Absorbensteilchen
verursacht, wenn versucht würde,
vor jedem Einbringen des Ad-/Absorbens in den Ventilator an der
Oberfläche
der Teilchen die gewünschte
Feuchte zu erzeugen. Denn in diesem Fall würde der Feuchtigkeitsgehalt
des Ad-/Absorbens die zulässige
Grenze überschreiten,
unterhalb welcher das Ad-/Absorbens noch quasi-trocken vorliegt.
Wird dagegen der gesamte Feuchtigkeitsgehalt auf einen zulässigen Wert gehalten,
so liegt durch das teilweise Binden des Wassers im Inneren der Teilchen
an deren Oberfläche
ein geringerer Feuchtigkeitsgehalt vor, als wenn das gesamte Wasser
nur auf der Oberfläche
oder in der äußersten
Schicht der Teilchen gebunden ist.
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Durch
das Verwenden der Trockeneinheit, welche dem als Mischereinheit
dienenden Ventilator nachgeschaltet ist, wird erreicht, dass die
befeuchtete Oberfläche
der Ad-/Absorbensteilchen
bzw. deren äußerste befeuchtete
Schicht sofort nach dem Reagieren mit den Schadstoffen des Rauchgases
wieder getrocknet wird. Ein Eindringen von Feuchte in das Innere
der Ad-/Absorbensteilchen wird vermieden.
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Sinn
und Zweck einer derartigen Trockeneinheit ist lediglich das Verdampfen
der auf der Oberfläche
bzw. der äußersten
Schicht der Ad-/Absorbensteilchen enthaltenen Feuchtigkeit. Hierzu
ist es vorteilhaft, in der Trockeneinheit ein oder mehrere stationäre Strömungsleitelemente
vorzusehen, die den Rauchgas-Ad-/Absorbens-Strom zu Zweck einer
guten Trocknung umlenken, um zu erreichen, dass die Oberfläche der
Teilchen in ausreichender Weise erhitzt wird. Auch in der Trockeneinheit
bleibt das zu reinigende Rauchgas in Kontakt mit dem Ad-/Absorbens,
wodurch auch im Volumen der Trockeneinheit ein gewisser weiterer
Reinigungseffekt erzielt wird. Dieser ist allerdings gering im Vergleich
zum Reinigungseffekt der bereits im Ventilator beim Mischen des
Rauchgases mit dem Ad-/Absorbens auftritt.
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Die
Trockeneinheit muss hinsichtlich des Volumens und der „Länge" des Trocknungswegs
lediglich so dimensioniert werden, dass das Ad-/Absorbens am Ausgang
der Trockeneinheit den gewünschten
reduzierten Feuchtigkeitsgehalt aufweist. Im Vergleich zu den aus
dem Stand der Technik (z.B.
EP
0 874 681 B1 ) bekannten Reaktoren mit den darin befindlichen
Verwirbelungselementen, kann eine derartige Trockeneinheit jedoch
ein weitaus geringeres Volumen und damit eine weitaus geringere
Baugröße aufweisen.
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Nach
einer Ausführungsform
der Erfindung kann der Auslassanschluss des Ventilators bzw. der Einlassanschluss
der Trockeneinheit schlitzförmig ausgebildet
sein. Der Schlitz erstreckt sich dabei vorzugsweise über die
gesamte Länge
einer Seite des Querschnitts der Trockeneinheit, welcher beispielsweise
eine rechteckige Form aufweisen kann.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung kann die Trockeneinheit integriert mit einer Filtereinheit
zu einer Trocken-/Filtereinheit ausgebildet sein. Dies wird durch
das relativ geringe, für die
Trockeneinheit benötigte
Volumen ermöglicht.
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Eine
derartige Filtereinheit war auch bereits bei Einrichtungen zur Reinigung
von Rauchgas nach dem Stand der Technik in jedem Fall erforderlich. Hierzu
wurden insbesondere Filtereinheiten mit Filterschläuchen verwendet,
die auf einfache Weise durch das Zuführen eines Druckstoßes, insbesondere
entgegen der Strömungsrichtung
des zu reinigenden Rauchgases, gereinigt werden können.
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Eine
erfindungsgemäße Trocken-/Filtereinheit
kann so ausgeführt
sein, dass in einem Teilbereich das Gemisch aus dem zu reinigenden
Rauchgas und dem Ad-/Absorbens vertikal nach unten sinkt und hierbei
getrocknet wird und in einem zweiten Bereich, in welchem die Filterschläuche vorgesehen sind,
vertikal aufsteigt und einer Auslassöffnung zugeführt wird.
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Bei
einer derart kombinierten Trocken-/Filtereinheit wird der Vorteil
erreicht, dass lediglich eine einzige, gemeinsame Sammeleinrichtung
für das sich
am Boden der Trocken-/Filtereinheit
absetzende Ad-/Absorbens nötig
ist, die sich vorzugsweise sowohl über den Filterbereich als auch über den
Trockenbereich der Trocken-/Filtereinheit, vorzugsweise über den
gesamten Bodenbereich, erstreckt. Eine derartige Fördereinrichtung
war auch bei bekannten Einrichtungen zur Reinigung von Rauchgas
in entsprechenden Filtereinheiten oder Feststoffabscheidern nötig, wie
dies beispielsweise in der
EP
0 874 681 B1 beschrieben ist. Während bei dieser Vorrichtung
jedoch sowohl im Feststoffabscheider, d.h. der Filtereinheit, als
auch im Reaktor eine derartige Sammeleinrichtung oder Fördereinrichtung
erforderlich war, benötigt
die vorliegende Erfindung durch die Verwendung einer kombinierten
Trocken-/Filtereinheit lediglich eine einzige Sammel- oder Fördereinrichtung.
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Eine
Einrichtung zur Reinigung von Rauchgas, bei welcher eine derartige
Vorrichtung verwendet ist, kann zusätzlich zu dem als Mischereinheit dienenden
Ventilator einen zweiten Ventilator aufweisen, welcher in Strömungsrichtung
nach der Filtereinheit oder der kombinierten Trocken-/Filtereinheit vorgesehen
ist. Die Ventilatoren müssen
insgesamt selbstverständlich
so dimensioniert sein, dass das gesamte abzufördernde Rauchgasvolumen abgefördert werden
kann unter Berücksichtigung
der im Strömungspfad
vorhandenen Strömungswiderstände. Durch
das Verwenden von zwei Ventilatoren ist es darüber hinaus möglich, im
Strömungspfad
zwischen der Rauchgas erzeugenden Einrichtung und dem Kamin an vorbestimmten
Positionen jeweils einen vorbestimmten Druck zu erzeugen oder zwischen
zwei Positionen eine vorbestimmte Druckdifferenz. Hierzu können im
Strömungspfad
an den betreffenden Positionen Drucksensoren vorgesehen sein, deren
Signal einer Steuereinheit zugeführt
sind. Die Steuereinheit kann dann wiederum die Ventilatoren so ansteuern, dass
die gewünschten
Druckverhältnisse
(absolute Drücke
und/oder Druckdifferenzen) erzeugt werden.
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Dadurch,
dass im Vergleich zu Einrichtungen nach dem Stand der Technik, die
einen großvolumigen
Reaktor aufweisen, bei der vorliegenden Erfindung der eigentliche
Reinigungsprozess zum überwiegenden
Teil sehr schnell im Volumen des Ventilators und ggf. zu einem kleineren
Teil in der relative kurzen Strecke durch die Trockeneinheit durchgeführt wird,
ist die Austrittstemperatur des gereinigten Rauchgases, insbesondere
nach dem Feststoffab scheider, deutlich höher als bei bekannten Vorrichtungen.
Damit kann ein höherer
Anteil von Energie aus dem gereinigten Rauchgas durch die Verwendung üblicher
Rückgewinnungsverfahren
und -vorrichtungen rückgewonnen
werden und beispielsweise zur Erzeugung von Heißluft oder Warm- oder Heißwasser
genutzt werden. Zudem wird durch die höhere Gastemperatur am Ende
des Reinigungsprozesses die Gefahr des Zuwachsens von Strömungskanälen oder
des Anbackens von Ad-/Absorbens an Innenwandungen von Kanälen oder
anderen Komponenten reduziert.
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Weitere
Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Die
einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer gesamten
Einrichtung zur Reinigung von Rauchgas einschließlich einer Rauchgas erzeugenden
Einrichtung und einem Kamin zum Abführen des gereinigten Rauchgases.
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Die
in der Figur dargestellte Einrichtung 1 zur Reinigung von
Rauchgas umfasst sämtliche
Komponenten zwischen einer Rauchgas erzeugenden Einrichtung 3,
beispielsweise einem Kessel eines Kraftwerks, und einem Kamin 5 zum
Ausstoß des
gereinigten Rauchgases in die Umgebung.
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Der
Rauchgasanschluss der Rauchgas erzeugenden Einrichtung 3 ist über eine
Rohrleitung 7 mit dem Zuführanschluss 9 eines
Ventilators 11 verbunden. An einer Position zwischen dem
Rauchgasanschluss und dem Zuführanschluss 9 wird
dem Strom des zu reinigenden Rauchgases ein trockenes, vorzugsweise
quasi-trockenes Ad-/Absorbens 13 zugeführt, welches einen bestimmten
Feuchtigkeitsgrad aufweist, beispielsweise zwischen 2 und 5 Gew.%
Wasser. Das Zuführen
des Ad-/Absorbens erfolgt mittels einer Ad-/Absorbens-Zuführvorrichtung 15.
Diese Ad-/Absorbens-Zuführvorrichtung 15 umfasst
sowohl eine Einheit 17 zum Zuführen von Wasser als auch eine
Mischeinrichtung zum Mischen des Wassers mit dem Ad-/Absorbens bis
zum gewünschten
Feuchtegrad. Des Weiteren umfasst die Ad-/Absorbens-Zuführvorrichtung 15 eine
Einrichtung 19 zum dosierten Beimengen des Ad- /Absorbens 13 in die
Rohrleitung 7. Hierbei kann es sich um eine Zellenradschleuse
oder dergleichen handeln.
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Das
Gemisch aus Ad-/Absorbens und dem zu reinigenden Rauchgas wird dem
Zuführanschluss 9 des
Ventilators 11 zugeführt.
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In
einer nicht dargestellten Ausführungsform kann
das Gehäuse
des Ventilators 11 auch für das Zuführen des Rauchgases und des
Ad-/Absorbens 13 getrennte Zuführanschlüsse aufweisen.
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Der
Ventilator 11 ist vorzugsweise als Radialventilator ausgebildet,
welchem das zu reinigende Rauchgas bzw. das Gemisch aus dem zu reinigenden
Rauchgas und dem Ad-/Absorbens 13 an einem axial positionierten
Zuführanschluss 9 zugeführt wird. Der
Auslassanschluss 21 des Ventilators 11 ist bei der
in der Figur dargestellten Einrichtung 1 zur Reinigung
von Rauchgas mit einer kombinierten Trocken-/Filtereinheit 23 bzw.
deren Einlassanschluss 25 verbunden. Im Gehäuse der
Trocken-/Filtereinheit 23 ist ein Trockenbereich 27 und
ein Filterbereich 29 vorgesehen, die durch eine Trennwand 37 voneinander
getrennt sind. Im Filterbereich 29 der Trocken-/Filtereinheit 23 ist
ein Filter oder Feststoffabscheider 31 vorgesehen, welcher
im Gasstrom noch enthaltene Feststoffpartikel abscheidet. Als Filterelemente
können
beispielsweise Filterschläuche
verwendet werden, die mittels einer nicht näher dargestellten Druckstoßeinrichtung
gereinigt werden können.
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Im
Trockenbereich 27 der Trocken-/Filtereinheit 23 sind
zwei Strömungsleitelemente 33 vorgesehen.
Der Einlassanschluss 25 der Trocken-/Filtereinheit erstreckt
sich vorzugsweise über
die gesamte Seite des Gehäuses
der Trocken-/Filtereinheit 23 und ist in Form eines Schlitzes
ausgebildet. Hierdurch ergibt sich eine gute Verteilung der zu trocknenden
Ad-/Absorbensteilchen
im Verlauf des Strömungspfads
zwischen dem Einlassanschluss 25 und dem ebenfalls schlitzförmigen Auslassanschluss 35 am
Ende des Trockenbereichs 27 der Trocken-/Filtereinheit 23.
Der Auslassanschluss 35 ist durch das untere Strömungsleitelement 33 gebildet,
welches mit der Trennwand 37 verbunden ist, die den Trockenbereich 27 vom
Filterbereich 29 innerhalb des Volumens des Gehäuses der
Trocken-/Filtereinheit 23 trennt.
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Es
hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Querschnittsöffnungen
zwischen den Enden der Strömungsleitelemente 33 und
der betreffenden gegenüber
liegenden Seitenwandung genauso groß sind wie der Querschnitt
des Schlitzes des Einlassanschlusses 25.
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Auf
dem Weg im Trockenbereich 27 zwischen dem Einlassanschluss 25 und
dem Auslassanschluss 35 werden die befeuchteten Ad-/Absorbensteilchen
ausreichend getrocknet, so dass auf dem weiteren Weg bis zum erneuten
Rezirkulieren des Ad-/Absorbens 13 bzw. dem Abführen aus
der gesamten Einrichtung 1 kein Zusammenbacken der Teilchen
erfolgt.
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Die
aus dem Auslassanschluss 35 austretenden Ad-/Absorbensteilchen
lagern sich überwiegend
am Boden der Trocken-/Filtereinheit 23 ab. Ein gewisser
Prozentsatz wird jedoch selbstverständlich vom Gasstrom in Richtung
zum Feststoffabscheider 31 mitgerissen und lagert sich
an dessen Filtern der Oberfläche
an. Ist der Feststoffabscheider entsprechend mit Ad-/Absorbens belegt,
so kann dieser beispielsweise durch das Zuführen eines Druckstoßes entgegen
der Strömungsrichtung
des Rauchgases gereinigt werden. Das vom Feststoffabscheider 31 abfallende
Ad-/Absorbens lagert sich dann wiederum überwiegend am Boden der Trocken-/Filtereinheit 23 ab.
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Am
Boden der Trocken-/Filtereinheit 23 ist eine Sammeleinrichtung 39 vorgesehen,
die sich vorzugsweise über
den gesamten Bodenbereich der Trocken-/Filtereinheit 23 erstreckt.
In jedem Fall muss sich die Sammeleinrichtung über den relevanten Bodenbereich
unterhalb des Trockenbereichs 27 (insbesondere des Auslassanschlusses 35)
und unterhalb des relevanten Bereichs des Filterbereichs 29 (insbesondere
unterhalb des Feststoffabscheiders 31) erstrecken.
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Die
Sammeleinrichtung 39 kann, wie in der Figur dargestellt,
als Förderband
ausgebildet sein, welche das sich auf dem Förderband absetzende Ad-/Absorbens
zu einer Abführöffnung 41 für das Ad-/Absorbens
transportiert. Die Abführöffnung 41 für das Ad-/Absorbens 13 ist
mit einer Fördereinrichtung 43 verbunden,
welche den überwiegenden
Teil des gesammelten Ad-/Absorbens über einen Zuführpfad 45 erneut
der Ad-/Absorbens-Zuführvorrichtung 15 zuführt. Ein
Teil des über
die Abführöffnung 41 abgeförderten
Ad-/Absorbens wird über einen
Entsorgungspfad 47 einem Abfallbehälter 49 zugeführt.
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Dabei
kann die Menge pro Zeiteinheit an zugeführtem frischen Ad-/Absorbens
beispielsweise konstant gehalten werden. Die Menge des zu entsorgenden
Ad-/Absorbens kann dann mittels eines Fühlers bestimmt werden, der
den Füllstand
der sich an die Abführöffnung 41 für das Ad-/Absorbens
anschließenden
Abführpfades
erfasst. Wird ein bestimmter Füllpegel überschritten,
so wird so lange Ad-/Absorbens über
den Entsorgungspfad 47 abgefördert, bis ein unterer Schwellwert
erreicht ist.
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Die
Auslassöffnung 53 der
Trocken-/Filtereinheit 23 ist über eine Rohrleitung 55 mit
dem Kamin 5 verbunden. In der Rohrleitung 55 ist
ein zweiter Ventilator 57 vorgesehen, der zusammen mit
dem als Mischereinheit dienenden Ventilator 11 so dimensioniert
und angesteuert werden kann, dass sich innerhalb des Strömungspfads
zwischen der Rauchgas erzeugenden Einrichtung 3 und dem
Kamin an bestimmten Positionen bestimmte Drücke einstellen oder zwischen
bestimmten Positionen vorgegebene Druckdifferenzen erreicht werden.
Die Rohrleitung 55 ist über
eine Überbrückungsleitung 59 mit
der Rohrleitung 7 so verbunden, dass im Notfall bei entsprechender
Ansteuerung eines Schaltventils 61 in der Überbrückungsleitung 55 das
Rauchgas unmittelbar vom Rauchgasanschluss der Rauchgas erzeugenden
Einrichtung 3 zum Kamin strömen kann, ohne dass das Rauchgas
durch den Ventilator 57 transportiert werden müsste.
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Ein
derartiger Notfall kann beispielsweise bei einem Stromausfall und
damit einem Stillstand der beiden Ventilatoren 57 und 11 eintreten.
Das Schaltventil 61 sollte dabei zumindest auch von Hand
betätigbar
sein.
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Muss
dagegen lediglich der Ventilator 11 und/oder die Trocken-/Filtereinheit 23 gewartet
werden, so kann ein nach der Auslassöffnung 53 in der Rohrleitung 55 vorgesehenes
weiteres Schaltventil 63 geschlossen werden. Gleichzeitig
muss ein weiteres Schaltventil 65 geöffnet werden, welche die Rohrleitung 7 mit
der Rohrleitung 55 derart verbindet, dass das Rauchgas
vom Rauchgasanschluss der Rauchgas erzeugenden Einrichtung 3 mit
dem Ansauganschluss des Ventilators 57 verbunden wird.
In diesem Fall muss das Schaltventil 61 geschlossen bleiben.
Gleichzeitig muss durch das Sperren eines weiteren Schaltventils 67 zwischen
dem Abzweigpunkt für
die Leitung, in welcher das Schaltventil 65 angeordnet
ist, und dem Zuführanschluss 9 des
Ventilators 11 geschlossen werden, um zu verhindern, dass
zusätzlich
Rauchgas in das Volumen der Trocken-/Filtereinheit 23 gefördert wird.
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Im
Normalbetrieb werden die Schaltventile 61 bis 67 in
die in der Figur dargestellten Schaltstellungen gesteuert bzw. bewegt.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
bzw. Einrichtung zur Reinigung von Rauchgas gewährleistet somit eine Reinigung
des Rauchgases mit hohem Wirkungsgrad bei gleichzeitig äußerst geringem Raumbedarf.