DE102008058637B4

DE102008058637B4 - Abscheideeinrichtung

Info

Publication number: DE102008058637B4
Application number: DE102008058637.4A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Daum Karl-Heinz; Wolfram Schalk
Original assignee: Outotec Oyj
Current assignee: Metso Metals Fi Oy
Priority date: 2008-11-22
Filing date: 2008-11-22
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2028-11-23
Also published as: WO2010057561A1; CN102202755A; WO2010057561A9; SA109300687B1; CL2011000708A1; DE102008058637A1; CN102202755B

Abstract

Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitströpfchen und/oder Feststoffpartikeln aus einem Abgasstrom, wobei der Abgasstrom durch mindestens ein senkrecht stehendes, plattenartiges Abscheideelement (1) geführt wird, welches vor einem Gasauslass (3) eines umschlossenen, eine Decke (4) aufweisenden Gasraumes (5) angeordnet ist, wobei dem wenigstens einen Abscheideelement (1) in der Decke (4) des Gasraumes (5) eine verschließbare Öffnung (6) und Mittel (7) zum vertikalen Herausziehen des Abscheideelements (1) aus dem Gasraum (5) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedenfalls beim Herausziehen das jeweilige Abscheideelement (1) im Bereich seines unteren Randes mit einer Auffangwanne (14) und/oder einem Auffangmantel versehen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitströpfchen und/oder Feststoffpartikeln aus einem Abgasstrom, bei welchem der Abgasstrom durch mindestens ein senkrecht stehendes, plattenartiges Abscheideelement geführt wird, welches vor einem Gasauslass eines umschlossenen, eine Decke aufweisenden Gasraumes angeordnet ist.
Derartige Abscheideeinrichtungen sollen insbesondere bei Anlagen zur Schwefelsäureherstellung Einsatz finden. Die Abscheideelemente am Auslass des Trockenturmes einer solchen Anlage werden mit der Zeit durch Tröpfchen- und Partikelablagerung blockiert und müssen gereinigt werden. Die Abscheideelemente sind bisher horizontal in dem Trockenturm angeordnet und werden zum Reinigen mit Wasser seitlich aus dem Turm herausgezogen, was wegen ihres großen Gewichtes und ihren Abmessungen (von z. B. mehr als 3000 mm Länge) sowie der Gefahr zu kippen beschwerlich ist. Das seitliche Herausziehen erfordert außerdem eine große Plattform von einer Breite, die mindestens dem halben Turmdurchmesser entspricht, mit darunter angeordneten Auffangplatten für herab fallenden Schmutz und Säure und eine Drainage zum Anlagenboden. Beim Reinigen können Tröpfchen der Säure herumspritzen und das Wartungspersonal muss Säureschutzkleidung tragen. Nach dem Reinigen muss das Abscheideelement von der Seite her zurück in den Turm geschoben werden und das Bedienungspersonal muss den Turm oberhalb des Abscheideelements besteigen, um die richtige Einbaulage zu kontrollieren.
Aus der DE 17 19 559 B2 ist beispielsweise eine solche Absorptionsvorrichtung von SO₃ aus Gasgemischen und/oder zur Trocknung von SO₂-haltigen Gasen mittels Schwefelsäure bekannt, bei welcher in dem oberen Teil eines Gehäuses und unterhalb einer Gasaustrittsöffnung ein Wiremeshfilter zum Abscheiden von in dem Gas enthaltenen Feuchtigkeitströpfchen horizontal eingebaut ist.
Die DE 1 995 833 U beschreibt einen Luftfilterkessel mit zylindrischem Aufnahmegehäuse für Ringfilterzellen, wobei zwischen einer oberen Deckplatte und einer unteren Bodenplatte eine Ringfilterzelle oder mehrere Flachfilterzellen, deren Rohluftseiten jeweils paarweise gegenüberliegen und die zwischen Stegen angeordnet sind, unlösbar eingegossen sind. Die Filterzellen sind nach oben geschlossen. Ein Herausziehen eines einzelnen Abscheideelementes durch Öffnungen nach oben ist nicht vorgesehen.
Die DE 39 22 105 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Konzentrieren metallsulfathaltiger Schwefelsäure, bei welcher im oberen Bereich eines Behälters unterhalb eines Brüdeneinströmbereiches ein Demister horizontal angeordnet ist, um Schwefelsäuretropfen bzw. Dünnsäuretropfen aus den Brüden abzuscheiden.
Aus der DE 199 63 509 A1 ist eine Anlage zum Herstellen hochreiner Schwefelsäure bekannt, bei welcher die einem Verdampfer entstammenden Gase durch einen Demister mit senkrecht angeordneten Abscheideplatten vorgesehen ist. Das Problem des Plattenaustausches und/oder wie die Platten ausgetauscht werden könnten, ist dort nicht angesprochen.
Die DE 20 2004 002 483 U1 beschreibt einen filternden Abscheider für partikelbelastete Gase mit einem im Querschnitt rechteckigen Filtergehäuse, welches in einen Rohgasraum und einen Reingasraum unterteilt ist, ferner einem Gaseinlass, einem Filterelement, einem Gasauslass für das gereinigte Gas und einer Partikelsammeleinrichtung, wobei das Filterelement ein Filterblock ist, der im Wesentlichen quaderförmig ausgestaltet ist und vier im Wesentlichen vertikal und im rechten Winkel zueinander angeordnete, zum Rohgasraum geschlossene und nach oben zum Reingasraum geöffnete Filtereinheiten sowie Rahmen- und Stützelemente umfasst. Oberhalb des Filterblockes befinden sich in dem Abscheidergehäuse Düsenlanzen und ein zentrales Sauggebläse, so dass ein Austausch des Filterblockes in nachteiliger Weise nur von der Seite her möglich ist.
Aus der US 2,996,189 ist eine Wasserfilterungsanlage bekannt, welche zwei in einem Wasserkanal hintereinander angeordnete Filtereinheiten offenbart. Zur Wartung und Reinigung einer Filtereinheit wird diese mittels einer Hebevorrichtung aus dem Wasserkanal entfernt, während die verbliebene Einheit weiterhin zur Wasserfilterung zur Verfügung steht. Dadurch ist eine kontinuierliche Filterleistung gewährleistet.
Schließlich beschreibt die GB 225,893 eine Gasfilterungsanlage mit Filterungselementen, welche zwischen zwei Rahmen festgehalten und vor einem Gasauslass angebracht werden. Zur Reinigung der Filterelemente wird ein beweglicher Rahmen zurückgefahren und durch ruckartige Bewegungen gegen die Filtereinheiten geschlagen, sodass gesammelte Partikel von den Filtereinheiten abfallen und innerhalb der Gasfilterungsanlage gesammelt und abgeführt werden. Der bewegliche Rahmen sowie die Filtereinheiten können durch eine abnehmbare Abdeckung aus der Anlage entfernt werden. Beim Herausziehen können verbliebene Partikel von den Filtereinheiten herabfallen und die Anlage beschädigen oder das Bedienungspersonal gefährden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit den bekannten Abscheidevorrichtungen geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine Abscheidevorrichtung vorzuschlagen, bei welcher ein Austausch der Abscheideelemente einfach, mit geringem Zeitaufwand und auch im Hinblick auf die Sicherheit des Bedienungspersonals bequem erfolgen kann.
Diese Aufgabe wird bei einer Abscheideeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 beispielsweise dadurch gelöst, dass dem wenigstens einen Abscheideelement in der Decke des Gasraumes eine vorzugsweise verschließbare Öffnung und Mittel zum senkrechten Herausziehen des Abscheideelements aus dem Gasraum zugeordnet sind.
Auf diese Weise können die Abscheideelemente mittels einer dafür vorgesehenen Einrichtung, wie einem Hebezeug oder einem Kran, einfach nach oben durch die Öffnung in der Decke des Gasraumes herausgezogen werden, so dass kein Gewichtsproblem besteht. Eine breite Plattform zum Abstellen der Abscheideelemente und Reinigen ist nicht erforderlich, da die Abscheideelemente in ihrer senkrechten Lage mit dem Hebezeug bis auf den Anlagenboden abgesenkt werden können, wo das Reinigen, z. B. durch Eintauchen in ein Becken, vorgenommen wird.
Die Positionierung der Abscheideelemente beim Wiedereinsetzen in den Gasraum kann durch vertikale U-förmige, nach innen offene Gleitrahmenschienen erleichtert werden.
Aufgrund ihres Eigengewichtes können die Abscheideelemente mit ihrem unteren Rand in einer horizontalen, U-förmigen, nach oben offenen Aufnahmeschiene angeordnet werden, so dass dort zwangsläufig eine Abdichtung erfolgt.
Die richtige Positionierung des Abscheideelementes kann von dem Bedienungspersonal durch Herumlaufen um die Abscheideeinrichtung von außen her leicht kontrolliert werden.
Jedenfalls beim Herausziehen der Abscheideelemente aus dem Gasraum werden erfindungsgemäß diese im Bereich ihres unteren Randes mit einer Auffangwanne und/oder einem Auffangmantel versehen werden, um herab fallende Säuretröpfchen zur Sicherheit des Bedienungspersonals abzufangen.
Das Herausheben der Abscheideelemente aus dem Gasraum durch die obere Deckenöffnung ist insbesondere dann einfach zu bewerkstelligen, wenn die Abscheideelemente an ihrem oberen Rand mit wenigstens einer Hublasche versehen sind, an welchem z. B. das Hebezeug angreifen kann.
Die Montage der Abscheideelemente in dem Gasraum wird vorteilhafterweise dadurch unterstützt, dass das jeweilige Abscheideelement auf einem Abstützboden aufnehmbar ist, welcher z. B. den Reingasaußenraum nach unten begrenzt.
Bei einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung können mehrere, z. B. in polygonaler Anordnung vorgesehene Abscheideelemente einen Rohgasinnenraum umschließen und der Rohgasstrom von dem Rohgasinnenraum durch die Abscheideelemente hindurch in einen diese umgebenden Reingasaußenraum geführt werden, von welchem ein peripherer Gasauslass abzweigt.
Für einen Gasraum mit einem zentralen oberen Gasaustritt ist beispielsweise vorgesehen, dass mehrere, z. B. in polygonaler Anordnung vorgesehene Abscheideelemente einen Rohgasaußenraum innen begrenzen und der Rohgasstrom von dem Rohgasaußenraum quer durch die Abscheideelemente hindurch in einen von diesen umschlossenen Reingasinnenraum geführt wird, von welchem der zentrale Gasauslass, z. B. durch die Decke des Gasraumes abzweigt.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Gestaltungsmerkmale den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
1 schematisch im Vertikalschnitt eine die Erfindung aufweisende Abscheideeinrichtung in einer Anlage zur Schwefelsäureherstellung,
2A und 2B im Vertikalschnitt bzw. im Horizontalschnitt den oberen Bereich eines Gasraumes, in welchem mehrere Abscheideelemente in polygonaler Anordnung und ein zentraler Gasauslass in der Decke des Gasraumes vorgesehen sind,
3A bis 3D ein bei der Erfindung einzusetzendes Abscheideelement in Vorderansicht, Seitenansicht und in Details am oberen und am unteren Rand eines solchen Abscheideelementes, sowie
4A bis 4C in Vorderansicht (unten teilweise weggebrochen), in Draufsicht und in Seitenansicht (unten teilweise weggebrochen) eine weitere Ausgestaltung eines nach der Erfindung einzusetzenden Abscheideelements.
In 1 ist schematisch der obere Abschnitt eines Trockenturms oder eines Absorbers einer Schwefelsäureanlage dargestellt, in welchem bspw. durch ein Berieselungssystem Schwefelsäure eingebracht und den Turm im Gegenstrom zu einem bspw. SO₃-haltigen Gasstrom durchströmt. Aus dem nach oben entgegenströmenden Gas absorbiert die Rieselsäure das SO₃, wobei die Säurekonzentration entsprechend ansteigt, oder Wasser, wodurch die Säure verdünnt wird. Bei Standardausführungen ist der Absorber als Gegenstromapparat gebauter Füllkörperturm ausgebildet, dessen Behälter in drei Zonen aufgeteilt ist: den unteren Teil bildet der Sumpf mit dem Säureablauf, der mittlere Teil enthält zum Beispiel auf einem Rost die Füllkörperschicht, durch welche die Säure, die von einem auf der Schicht liegenden Berieselungssystem gleichmäßig verteilt wird, nach unten rieselt, und oberhalb der Füllkörperschicht befindet sich der Säureeintritt zu dem Berieselungssystem und der Gasaustritt.
Die in der Zeichnung dargestellte Anlage weist oberhalb des Säureverteilers 20 einen turmartigen Gasraum 5 auf, wobei der Gasstrom GS nach Durchströmen der bspw. durch eine Füllkörperschicht 22 herabrieselnden Schwefelsäure von einem Rohgasinnenraum 8 über z. B. in polygonaler Anordnung senkrecht stehende, vorzugsweise ein Drahtgeflecht 2 aufweisende Abscheideelemente 1 in einen die Abscheideelemente 1 umgebenden Reingasaußenraum 9 und von dort aus durch einen peripheren Gasauslass 3, 3' geführt wird. Oberhalb der Abscheideelemente 1 befinden sich in der Decke 4 des Gasraumes 5 verschließbare Öffnungen 6, durch welche die Abscheideelemente 1 beispielsweise mittels eines als Hebezeug, wie einem Kran, ausgebildeten Mittels 7, 7', 7'' senkrecht nach oben herausgezogen werden können.
Bei der Anlage gemäß den 2A und 2B befindet sich ein zentraler Gasauslass 3, 3'' in der Decke 4 des Gasraumes 5, wobei mehrere, in polygonaler Anordnung vorgesehene Abscheideelemente 1 einen Rohgasaußenraum 10 innen begrenzen und der Rohgasstrom GS von dem Rohgasaußenraum 10 durch die Abscheideelemente 1 hindurch in einen von diesen umschlossenen Reingasinnenraum 11 geführt wird, von welchem der zentrale Gasauslass 3, 3'' in der Decke 4 abzweigt.
Für das Einführen und Halten der jeweiligen Abscheideelemente 1 in den bzw. dem Gasraum 5 sind gemäß 4A bis 4C vertikale, U-förmige, nach innen einander zugekehrt offene Gleitrahmenschienen 12 vorgesehen. Die unteren Ränder der jeweiligen Abscheideelemente 1 können gemäß 3A bis 3D in einer horizontalen, U-förmigen, nach oben offenen Aufnahmeschiene 13 anordenbar sein, wodurch die Abscheideelemente 1 aufgrund ihres Eigengewichtes einen sicheren, dichten Sitz finden.
Beim Herausziehen ist das jeweilige Abscheideelement 1 im Bereich seines unteren Randes gemäß 1 und 3B mit einer Auffangwanne 14 versehen.
Wie aus den 3C und 3D ersichtlich, sind die Abscheideelemente 1 an ihrem oberen Rand zweckmäßigerweise mit einer Hublasche 15 zum Angriff eines Hebezeuges 7' ausgestattet, wobei die Hublasche 15 am oberen Ende eines in dem Abscheideelement 1 bis zu dessen unterem Rand verlaufenden Tragstabs 21 befestigt ist.
1 veranschaulicht ferner, dass die Abscheideelemente 1 sich bei ihrem Einbau in den Gasraum 5 auf einem Abstützboden 16 abstützen, welcher den Reingasaußenraum 9 nach unten begrenzt.
Zur Inspektion kann in der Wandung 18 des Gasraumes 5 ein Mannloch 17 vorgesehen sein. Ferner ist die Anlage zweckmäßigerweise mit zwei bzw. drei Plattformen 19 ausgerüstet, um einerseits zu dem Mannloch 17 zu gelangen und andererseits die Öffnungen 6 in der Decke 4 des Gasraumes 5 zu inspizieren.
Bezugszeichenliste

1: Abscheidelemente
2: Drahtgeflecht
3; 3'; 3'': Gasauslass; peripherer Gasauslass; zentraler Gasauslass
4: Decke
5: Gasraum
6: Öffnung
7; 7'; 7'': Mittel zum senkrechten Herausziehen; Hebezeug; Kran
8: Rohgasinnenraum
9: Reingasaußenraum
10: Rohgasaußenraum
11: Reingasinnenraum
12: Gleitrahmenschienen
13: Aufnahmeschiene
14: Auffangwanne
15: Hublasche
16: Abstützboden
17: Mannloch
18: Wandung
19: Plattform
20: Säureverteiler
21: Tragstab
22: Füllkörperschicht
GS: Gasstrom

Claims

Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitströpfchen und/oder Feststoffpartikeln aus einem Abgasstrom, wobei der Abgasstrom durch mindestens ein senkrecht stehendes, plattenartiges Abscheideelement (1) geführt wird, welches vor einem Gasauslass (3) eines umschlossenen, eine Decke (4) aufweisenden Gasraumes (5) angeordnet ist, wobei dem wenigstens einen Abscheideelement (1) in der Decke (4) des Gasraumes (5) eine verschließbare Öffnung (6) und Mittel (7) zum vertikalen Herausziehen des Abscheideelements (1) aus dem Gasraum (5) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedenfalls beim Herausziehen das jeweilige Abscheideelement (1) im Bereich seines unteren Randes mit einer Auffangwanne (14) und/oder einem Auffangmantel versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscheideelement (1) ein Drahtgeflecht (2) aufweist, durch welches der Abgasstrom hindurchgeführt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (7) zum senkrechten Herausziehen der Abscheideelemente (1) durch ein Hebezeug (7'), wie einen Kran (7''), gebildet werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch vertikale, U-förmige, nach innen offene Gleitrahmenschienen (12) zum Einführen und Halten der jeweiligen Abscheideelemente (1).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die unteren Ränder der jeweiligen Abscheideelemente (1) in einer horizontalen, U-förmigen, nach oben offenen Aufnahmeschiene (13) anorden bar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Abscheideelement (1) an seinem oberen Rand wenigstens eine Hublasche (15) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abscheideelemente (1) einen Rohgasinnenraum (8) umschließen und der Rohgasstrom von dem Rohgasinnenraum (8) durch die Abscheideelemente (1) hindurch in einen diese umgebenden Reingasaußenraum (9) geführt wird, von welchem ein peripherer Gasauslass (3') abzweigt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abscheideelemente (1) einen Rohgasaußenraum (10) innen begrenzen und der Rohgasstrom von dem Rohgasaußenraum (10) durch die Abscheideelemente (1) hindurch in einen von diesen umschlossenen Reingasinnenraum (11) geführt wird, von welchem ein zentraler Gasauslass (3'') abzweigt.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheideelemente (1) polygonal angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Abscheideelement (1) auf einem Abstützboden (16) aufnehmbar ist, welcher den Reingasaußenraum (9, 11) nach unten begrenzt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wandung (18) des Gasraumes (5) ein Mannloch (17) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine begehbare Fläche zwischen Zylindermantel und Filterelementen zur Inspektion der Filterelemente.
Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in einer Anlage zur Schwefelsäureherstellung.