DE112007000786T5 - Rauchgas-Nassentschwefler - Google Patents

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Abstract

Rauchgas-Nassentschwefler, mit: einem Absorptionsturm, in den ein von einer Verbrennungsanlage abgegebenes Rauchgas eingeleitet wird, in das von einer Vielzahl von Sprühdüsen von Sprühverteilern, die in mehreren Stufen entlang einer Richtung eines Rauchgasstroms vorgesehen sind, eine Absorptionsflüssigkeit, die eine Aufschlämmung mit Kalkstein oder Kalk enthält, gesprüht wird, um Ruß und Staub, die in dem Rauchgas enthalten sind, Schwefeloxid sowie Substanzen, die von Bestandteilen hervorgerufen werden, die in einem in der Verbrennungsanlage verwendeten Brennstoff enthalten sind, zu absorbieren und zu entfernen; und einem Absorptionsflüssigkeits-Fangabschnitt, der in einem unteren Abschnitt des Absorptionsturms vorgesehen ist, wobei die Vielzahl der in jedem Sprühverteiler vorgesehenen Sprühdüsen Ringsprüh-(Hohlkegel-)Sprühdüsen sind, die die Absorptionsflüssigkeit in der Nachbarschaft einer Absorptionsturmwand radial bei Sprühwinkeln von 50 Grad bis 80 Grad in einer Richtung entgegengesetzt zu einem Rauchgasstrom als Mitte versprühen und in einem zentralen Teil des Absorptionsturms radial bei Sprühwinkeln von 80 Grad bis 130 Grad in einer Richtung entgegengesetzt zu...

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Rauchgas-Nassentschwefler, der Schwefeloxid (nachstehend manchmal auch als SOx bezeichnet) in einem Rauchgas, Ruß und Staub sowie Bestandteile und Substanzen, die in einem Kesselbrennstoff enthalten sind, unter Verwendung einer Absorptionsflüssigkeit reduziert, die eine Aufschlämmung mit Kalkstein oder Kalk enthält.
  • Stand der Technik
  • Zur Verhinderung von Luftverschmutzung sind als Anlagen, die Schwefeloxid und dergleichen entfernen, das in Rauchgasen enthalten ist, weithin Kalkstein-Gips-Nassentschwefler in den praktischen Einsatz überführt worden. Diese Rauchgas-Nassentschwefler haben einen Aufbau, wie er in 11 gezeigt ist, bei dem ein Rauchgas, das von einer Verbrennungsanlage wie einem Dampfkessel abgegeben wird, über einen Eintrittskanal 2 in einen Absorptionsturm 1 eingeleitet wird und SOx in dem Rauchgas infolge eines Kontakts mit Tröpfchen einer Absorptionsflüssigkeit aus einer Aufschlämmung mit Kalkstein oder Kalk oder dergleichen, die von Sprühdüsen 5 versprüht wird, die jeweils an Sprühverteilern 3 vorgesehen sind, die im Absorptionsturm 1 installiert sind und in mehreren Stufen entlang der Richtung eines Rauchgasstroms vorgesehen sind, zusammen mit sauren Gasen wie Chlorwasserstoff (HCl), Fluorwasserstoff (HF) und dergleichen in dem Rauchgas absorbiert wird. Gleichzeitig werden durch die Absorptionsflüssigkeit Ruß und Staub, die durch Bestandteile hervorgerufen werden, die in dem von der Verbrennungsanlage verwendeten Brennstoff enthalten sind, und andere Substanzen absorbiert und entfernt.
  • Darüber hinaus wird Nebel, der dazu gebracht wird, das Rauchgas zu begleiten, von einem Nebelbeseitiger 7, der in einem Austrittskanal 4 des Absorptionsturms 1 installiert ist, entfernt und geht sauberes Rauchgas durch den Austrittskanal 4 hindurch, wird bei Bedarf erhitzt und aus einer Abzugsröhre abgegeben. Entsprechend der SOx-Absorptionsmenge wird in einem Flüssigkeitsfangabschnitt 9 des Absorptionsturms 1 von einer nicht dargestellten Kalksteinaufschlämmungspumpe ein SOx-Absorptionsmittel wie zum Beispiel Kalkstein als eine Kalksteinaufschlämmung 8 eingespeist.
  • Die Absorptionsflüssigkeit in dem Flüssigkeitsfangabschnitt 9 wird durch eine Vielzahl von Absorptionsflüssigkeits-Umwälzrohren 11 abgesaugt, die mit dem Flüssigkeitsfangabschnitt 9 verbunden sind, ihr Druck wird durch Absorptionsturm-Umwälzpumpen 12 erhöht, die an den Umwälzrohren 11 vorgesehen sind, sie wird jeweils zu den Sprühverteilern 3 gesandt, die mit den jeweiligen Umwälzrohren 11 verbunden sind, und sie wird dann von den Sprühdüsen 5 versprüht. Das Rauchgas, das innerhalb des Absorptionsturms 1 aufsteigt, geht mit den versprühten Absorptionsflüssigkeitströpfchen einen Gas-Flüssigkeit-Kontakt ein, und das SOx und dergleichen in dem Rauchgas wird absorbiert und entfernt.
  • Das SOx in dem Rauchgas reagiert mit dem Calcium in der Absorptionsflüssigkeit, um als Zwischenprodukt Calciumsulfit (was Calciumbisulfit einschließt) zu bilden, es fällt in den Flüssigkeitsfangabschnitt 9 und wird durch Luft 14, die, während ihr Druck durch ein nicht dargestelltes Luftgebläse und dergleichen erhöht wird, in den Flüssigkeitsfangabschnitt 9 eingespeist wird, zu Gips oxidiert, so dass sich ein Endprodukt (Gips) ergibt. Indem auf diese Weise Luft direkt in den Absorptionsturm 1 eingespeist wird, werden die Absorptionsreaktion von SOx in dem Rauchgas und die Oxidationsreaktion des erzeugten Calciumsulfits dazu gebracht, gleichzeitig abzulaufen, wodurch die Entschwefelungsreaktion als Ganzes vorangetrieben werden kann.
  • Außerdem wird die Luft 14, die zu dieser Zeit in den Flüssigkeitsfangabschnitt 9 eingespeist wird, durch einen Oxidationsrührer 15 verringert, um dadurch die Nutzungsrate an Oxidationsluft zu erhöhen. Danach wird die Absorptionsflüssigkeitsaufschlämmung, während ihr Druck durch eine Absaugpumpe 16 erhöht wird, entsprechend der Menge des erzeugten Gipses aus dem Flüssigkeitsfangabschnitt 9 abgesaugt, sie wird zu einer Gipsentwässerungseinrichtung 17 gesandt, und sie wird als Pulvergips angesammelt.
  • In den letzten Jahren hat es eine zunehmende Zahl an Fällen gegeben, in denen zur Verbesserung der Zuverlässigkeit eines Rauchgas-Nassentschweflers und aus wirtschaftlichen Gründen ein großes Rauchgasvolumen aus einem Dampfkessel hoher Kapazität oder einer Vielzahl von Dampfkesseln durch einen einzigen Absorptionsturm 1 behandelt wird. Außerdem wird, wenn die SOx-Konzentration in einem Rauchgas hoch ist oder wenn eine hocheffiziente Entschwefelung eines großen Rauchgasvolumens oder eines Rauchgases mit einer hohen SOx-Konzentration erforderlich ist, die notwendige Entschwefelungsleistung erfüllt, indem die Umwälzsprühmenge des Absorptionsturms 1 erhöht wird.
  • So wird die Flüssigkeitsmenge, die durch den Absorptionsturm zirkuliert, insbesondere in einer Anlage, erhöht, bei der eine hocheffiziente Entschwefelung eines großen Rauchgasvolumens mit einer hohen SOx-Konzentration erforderlich ist. Andererseits bestehen aufgrund der Einschränkungen beim Absorptionsflüssigkeitsvolumen, das von den an den Absorptionsturm-Sprühverteilern 3 angebrachten Sprühdüsen 5 versprüht werden kann, und der installierten Zahl an Sprühdüsen 5, die an jedem Absorptionsturm-Sprühverteiler 3 angebracht werden können, und aufgrund von Einschränkungen bei der Flüssigkeitsmengen-Einspeiseleistung der Umwälzpumpe 12 Einschränkungen hinsichtlich der Absorptionsflüssigkeitsmenge, die in die Sprühdüsen 5 umlaufend eingespeist werden kann, weswegen mehrere Stufen Sprühverteiler 3 installiert werden.
  • Beim obigen Stand der Technik werden die Sprühdüsen 5 in einem Absorptionsabschnitt des Absorptionsturms 1 in einer Gitterform angeordnet, so dass sie möglichst gleichmäßige Abstände haben. Dabei werden außerdem hauptsächlich Hohlkegel-Sprühdüsen 5 verwendet, die, wie in 9 gezeigt ist, bezüglich einer zu einem Rauchgasstrom rechtwinkligen Richtung Sprühwinkel von ungefähr 90 Grad haben.
    • Patentdruckschrift 1: JP 2004-24945 A
    • Patentdruckschrift 2: JP H11-179144 A
  • Kurzdarstellung der Erfindung
  • – Von der Erfindung zu lösende Probleme –
  • Wie in einer Ansicht des Innenraums eines Absorptionsturms 1 gezeigt ist, die von einem Horizontalschnitt aus betrachtet wird, der identisch ist zu dem, auf dem in 10 Sprühverteiler 3 angeordnet sind, wird im Fall eines vertikalen zylinderförmigen Absorptionsturms üblicherweise ein Aufbau eingesetzt, bei dem durch Sprühdüsen 5 tragende Sprühverteiler 3, die, um eine Kostensenkung zu erreichen, in einer einzigen Richtung verlaufen, so dass sie den Absorptionsturm 1 queren, auf der gleichen Horizontalebene in einer einfachen Gitterform Sprühdüsen 5 angeordnet sind. Da die Anzahl der Sprühdüsen in der Nachbarschaft der Turmwand geringer ist, tendiert jedoch die Tröpfchendichte in der Nachbarschaft des Absorptionsturms dazu abzunehmen.
  • Wenn somit in dem Absorptionsturm eine Abweichung der Tröpfchendichte auftritt, strömt in einem Teil mit einer geringen Tröpfchendichte eine größere Rauchgasmenge und hat sich dadurch das Problem ergeben, dass es zu keinem ausreichenden Gas-Flüssigkeit-Kontakt kam und die SOx-Absorptionsleistung teilweise abnahm, was die Entschwefelungsleistung insgesamt beeinflusst.
  • Darüber hinaus hat sich durch eine Kanalisierung des Rauchgases, das in den Absorptionsturm strömt, das Problem ergeben, dass der Druckverlust wegen des Auftretens einer Wirbelströmung tendenziell ansteigt.
  • Als der Gasdurchsatz in dem Absorptionsturm verringert wurde, um dieses Phänomen zu verhindern, hat sich darüber hinaus insofern ein Problem ergeben, als es notwendig war, den Turmdurchmesser des Absorptionsturms zu erhöhen, und es demnach nötig war, die Menge der in den Absorptionsturm eingesprühten Absorptionsflüssigkeit zu stark zu erhöhen.
  • Um dem zu begegnen, ist in der oben genannten Patentdruckschrift 1 ( JP 2004-024945 A ) eine Erfindung offenbart worden, bei der als eine Bauart der Sprühdüsen 5, die in der Nachbarschaft der Turmwand installiert werden, Vollkegel-Düsen (Vollflächen-Ringsprühdüsen) vorgesehen sind, die dazu imstande sind, auch direkt unter den Düsen Tröpfchen zu versprühen, um eine Gaskanalisierung in dem Absorptionsturm zu verhindern, damit eine Abnahme der Entschwefelungsleistung verhindert wird. Allerdings haben Vollkegel-Düsen einen größeren mittleren Tröpfchendurchmesser und eine geringere Flüssigkeitsdichte als Hohlkegel-Düsen (Ringsprühdüsen) und somit eine geringere Entschwefelungsleistung mit einem geringen Wirkungsgrad beim Gas-Flüssigkeit-Kontakt.
  • Um die Gaskanalisierung in dem Absorptionsturm und damit eine Abnahme der Entschwefelungsleistung zu verhindern, ist darüber hinaus auch die Maßnahme ergriffen worden, die Zahl an Sprühdüsen, die in der Nachbarschaft der Turmwand angeordnet wird, zu erhöhen. Allerdings hat sich bei Sprühwinkeln der Absorptionsflüssigkeit von etwa 90°, wie sie in 9 gezeigt sind, insofern auch ein Problem ergeben, als die Menge der Absorptionsflüssigkeit, die auf die Turmwand gesprüht wird, ohne ausreichenden Kontakt mit dem Rauchgas einzugehen, zunimmt, sodass eine große Absorptionsflüssigkeitsmenge notwendig wird.
  • Andererseits führen enge Sprühwinkel der Absorptionsflüssigkeit im zentralen Teil des Absorptionsturms zu einer engen besprühten Querschnittsfläche und ist es notwendig, dass eine große Zahl an Düsen 5 mit geringen Düsenabständen angeordnet wird, weswegen sich nicht nur wegen hoher Kosten, sondern auch wegen eines hohen Druckverlusts ein Problem ergeben hat. Darüber hinaus hat sich auch das Problem ergeben, dass enge Sprühwinkel der Absorptionsflüssigkeit tendenziell zu einem großen Sprühtröpfchendurchmesser führen und die Entschwefelungsleistung wegen des großen Sprühtröpfchendurchmessers abnimmt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die Kanalisierung eines Rauchgases zu unterbinden, das in einem Absorptionsturm strömt, um dadurch zu verhindern, dass die Entschwefelungsleistung aufgrund eines Vorbeilaufens des Rauchgases in der Nachbarschaft der Absorptionsturmwand sinkt, wenn der Gasdurchsatz in dem Absorptionsturm erhöht wird und der Absorptionsturm verkleinert wird, durch eine strömungsregulierende Wirkung versprühter Tröpfchen einen extrem hohen Druckverlust zu unterbinden und somit einen Rauchgas-Nassentschwefler mit geringeren Gesamtkosten zur Verfügung zu stellen.
  • – Mittel zur Lösung der Probleme –
  • Die oben genannte Aufgabe der Erfindung kann durch die folgenden Mittel gelöst werden.
  • Eine erste Ausgestaltung der Erfindung sieht einen Rauchgas-Nassentschwefler vor, mit: einem Absorptionsturm, in den ein von einer Verbrennungsanlage abgegebenes Rauchgas eingeleitet wird, in das von einer Vielzahl von Sprühdüsen von Sprühverteilern, die in mehreren Stufen entlang einer Richtung eines Rauchgasstroms vorgesehen sind, eine Absorptionsflüssigkeit, die eine Aufschlämmung mit Kalkstein oder Kalk enthält, gesprüht wird, um Ruß und Staub, die in dem Rauchgas enthalten sind, Schwefeloxid sowie Substanzen, die von Bestandteilen hervorgerufen werden, die in einem in der Verbrennungsanlage verwendeten Brennstoff enthalten sind, zu absorbieren und zu entfernen; und einem Absorptionsflüssigkeits-Fangabschnitt, der in einem unteren Abschnitt des Absorptionsturms vorgesehen ist, wobei die Vielzahl der in jedem Sprühverteiler vorgesehenen Sprühdüsen Ringsprüh-(Hohlkegel-)Sprühdüsen sind, die die Absorptionsflüssigkeit in der Nachbarschaft einer Absorptionsturmwand radial bei Sprühwinkeln von 50 Grad bis 80 Grad in einer Richtung entgegengesetzt zu einem Rauchgasstrom als Mitte versprühen und in einem zentralen Teil des Absorptionsturms radial bei Sprühwinkeln von 80 Grad bis 130 Grad in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Rauchgasstrom als Mitte versprühen.
  • 3 zeigt eine Seitenansicht (3(a)), in der Hohlkegel-Sprühdüsen im zentralen Teil eines Absorptionsturms eine Absorptionsflüssigkeit radial bei nach unten gerichteten Sprühwinkeln von 80 Grad bis 130 Grad versprühen, und eine Draufsicht (3(b)) auf eine versprühte Absorptionsflüssigkeit, die von unten betrachtet wird, während 4 eine Seitenansicht (4(a)), in der Hohlkegel-Sprühdüsen, die in der Nachbarschaft der Turmwand eines Absorptionsturms angeordnet sind, eine Absorptionsflüssigkeit radial bei nach unten gerichteten Sprühwinkeln von 50 Grad bis 80 Grad versprühen, und eine Draufsicht (4(b)) auf eine versprühte Absorptionsflüssigkeit zeigt, die von unten betrachtet wird.
  • Indem die Absorptionsflüssigkeit in diesem Ausführungsbeispiel durch die Sprühdüsen, die in der Nachbarschaft der Turmwand eines Absorptionsturms angeordnet sind, wo die Tröpfchendichte in einem Bereich in der Richtung rechtwinklig zu einer Gasströmung des Absorptionsturms abnimmt, radial bei nach unten gerichteten Sprühwinkeln von 50 Grad bis 80 Grad versprüht wird, wird eine Abnahme der Flüssigkeitsdichte pro Absorptionsturm-Querschnittsfläche verhindert und wird eine Abweichung der Tröpfchendichte an jedem Teil des Absorptionsturmbereichs verringert, so dass das Phänomen, dass ein durch einen Teil mit einer geringen Tröpfchendichte abkürzendes Rauchgas zu einem unzureichenden Gas-Flüssigkeit-Kontakt führt und gleichzeitig die SOx-Absorptionsleistung sinkt, nicht länger auftritt. Darüber hinaus nimmt die Menge der Absorptionsflüssigkeit ab, die auf die Turmwand gesprüht wird, ohne ausreichenden Kontakt mit dem Rauchgas einzugehen, was zu einer Verringerung der Absorptionsflüssigkeitsmenge und einer Verringerung der Umwälzpumpenleistung führt.
  • Darüber hinaus wird bei diesem Ausführungsbeispiel der mittlere Tröpfchendurchmesser verringert, indem für die Sprühwinkel der in dem zentralen Teil des Absorptionsturms abgeordneten Sprühdüsen 80 bis 130 Grad vorgesehen wird. Da sich deswegen ein Absorptionsflüssigkeitsfilm ausbreitet, verringert sich entsprechend die Filmdicke, so dass die Absorptionsflüssigkeit, wenn sie mit dem Rauchgas in Kontakt tritt, atomisiert, so dass sich die SOx-Absorptionsleistung verbessert und sich darüber hinaus die besprühte Querschnittsfläche erhöht, was zu einer Verringerung der Sprühdüsenzahl und einer Senkung des Druckverlusts führt.
  • Eine zweite Ausgestaltung der Erfindung sieht den Rauchgas-Nassentschwefler gemäß der ersten Ausgestaltung vor, wobei Sprühdüsen in der Nachbarschaft der Absorptionsturmwand, die innerhalb von zwei Metern von der Absorptionsturmwand angeordnet sind, die Absorptionsflüssigkeit radial bei Sprühwinkeln von 50 Grad bis 80 Grad in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Rauchgasstrom als Mitte versprühen.
  • Das Anordnen von Sprühdüsen in der Nachbarschaft der Absorptionsturmwand innerhalb von zwei Metern von der Absorptionsturmwand ermöglicht es nicht nur, ein Vorbeiströmen von Gas in der Nachbarschaft der Absorptionsturmwand zu verhindern, sondern ermöglicht es auch, ein Gleichgewicht zwischen der Entschwefelungsleistung und einem Anstieg des Druckverlusts eines Rauchgases in dem Absorptionsturm zu finden (siehe 8).
  • – Wirkungen der Erfindung –
  • Gemäß der ersten Ausgestaltung der Erfindung kann selbst dann, wenn der Rauchgasdurchsatz im Absorptionsturm erhöht wird, ein Druckverlust des Absorptionsturms und die zirkulierende Flüssigkeitsmenge daran gehindert werden, übermäßig anzusteigen, während die Entschwefelungsleistung beibehalten wird, so dass die Wirkung besteht, eine Verringerung der installierten Kapazität zu ermöglichen.
  • Gemäß der zweiten Ausgestaltung der Erfindung besteht neben der Wirkung der ersten Ausgestaltung der Erfindung die Wirkung, dass das Vorbeiströmen von Gas in der Nachbarschaft der Absorptionsturmwand verhindert wird und ein Gleichgewicht zwischen der Entschwefelungsleistung und einem Anstieg des Druckverlusts eines Rauchgases in dem Absorptionsturm gefunden wird.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Ansicht, die eine Anordnung von Sprühdüsen eines Absorptionsturms gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, wobei in der Nachbarschaft einer Turmwand des Absorptionsturms Sprühdüsen mit Sprühwinkeln von 50 bis 80 Grad angeordnet sind und in einem zentralen Teil des Absorptionsturms Sprühdüsen mit Sprühwinkeln von 80 bis 130 Grad angeordnet sind.
  • 2 ist eine Ansicht, bei der in der Nachbarschaft einer Turmwand eines Absorptionsturms gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung Sprühdüsen mit Sprühwinkeln von 50 bis 80 Grad in einer Bogenform angeordnet sind und in einem zentralen Teil des Absorptionsturms Sprühdüsen mit einem Sprühwinkel von 80 bis 130 Grad in einer Gitterform angeordnet sind.
  • 3 sind Ansichten, die ein Tröpfchensprühmuster von Weitwinkelsprühdüsen der Erfindung zeigen.
  • 4 sind Ansichten, die ein Tröpfchensprühmuster von Engwinkelsprühdüsen der Erfindung zeigen.
  • 5 ist ein Kurvenbild, das die Sprühdüsenposition in dem Turm des Ausführungsbeispiels der Erfindung und die Relativgeschwindigkeit von Gas zu einer versprühten Flüssigkeit angibt.
  • 6 ist ein Kurvenbild, das die Entschwefelungsleistung des Ausführungsbeispiels der Erfindung angibt, wenn die Tröpfchensprühwinkel von Sprühdüsen in der Nachbarschaft einer Turmwand geändert werden.
  • 7 ist ein Kurvenbild, das einen Zusammenhang zwischen Absorptionsflüssigkeits-Sprühwinkeln einer Absorptionsflüssigkeit aus Sprühdüsen und dem mittleren Tröpfchendurchmesser des Ausführungsbeispiels der Erfindung angibt.
  • 8 ist ein Kurvenbild, das einen Zusammenhang zwischen der Entschwefelungsleistung bezüglich des Abstands von Sprühdüsen in der Nachbarschaft einer Turmwand von der Turmwand und dem Druckverlust in dem Absorptionsturm des Ausführungsbeispiels der Erfindung angibt.
  • 9 sind Ansichten, die ein Tröpfchensprühmuster von Sprühdüsen herkömmlicher Technik zeigen.
  • 10 ist eine Ansicht, die eine Anordnung von Sprühdüsen eines Rauchgas-Nassentschweflers herkömmlicher Technik zeigt.
  • 11 ist eine Ansicht, die ein System eines Rauchgas-Nassentschweflers herkömmlicher Technik zeigt.
  • Beste Ausführungsform der Erfindung
  • In 1 ist eine Anordnung von Sprühdüsen eines Absorptionsturm-Sprühabschnitts eines Rauchgas-Nassentschweflers gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. 1 ist eine Ansicht des Innenraums eines Absorptionsturms 1, die von einem Horizontalschnitt aus betrachtet wird, der identisch ist zu dem, auf dem Sprühverteiler 3 angeordnet sind, wobei auf der gleichen Horizontalebene durch die Sprühverteiler 3 zum Tragen von Sprühdüsen 5, die in einer einzigen Richtung verlaufen, so dass sie den Absorptionsturm 1 queren, in einer einfachen Gitterform Ringsprüh-(Hohlkegel-)Sprühdüsen 5 angeordnet sind. Die in der Figur schwarz hervorgehobenen Teile zeigen Sprühdüsen 5, die Absorptionsflüssigkeits-Sprühwinkel von 50 bis 80 Grad haben, während die anderen Teile Sprühdüsen 5 zeigen, die Absorptionsflüssigkeits-Sprühwinkel von 80 bis 130 Grad haben. Indem die Sprühdüsen 5, die Absorptionsflüssigkeits-Sprühwinkel von 50 bis 80 Grad haben, in der Nachbarschaft einer Turmwand vorgesehen werden, in der es leicht zu einem Vorbeiströmen von Rauchgas kommt, kann das Vorbeiströmen von Rauchgas in der Nachbarschaft der Turmwand verhindert werden, so dass eine Abweichung des Durchsatzes des Rauchgases in dem Absorptionsturm 1 zwischen der Nachbarschaft der Turmwand und einem zentralen Teil des Absorptionsturms verringert wird und die Entschwefelungsleistung verbessert wird.
  • Wenn in der Nachbarschaft der Turmwand die Hohlkegel-Sprühdüsen 5 verwendet werden, die Absorptionsflüssigkeits-Sprühwinkel von 50 bis 80 Grad haben, und im zentralen Teil des Turms die Hohlkegel-Sprühdüsen 5 verwendet werden, die Absorptionsflüssigkeits-Sprühwinkel von 80 bis 130 Grad haben, erhöht sich darüber hinaus, wie in 5 gezeigt ist, wird die Relativgeschwindigkeit des Rauchgases zum Flüssigkeitsdurchsatz einer Sprühflüssigkeit in einem Turmwandteil höher als die im zentralen Teil des Turms und wird ein Druckverlust des Turmwandteils höher als der des zentralen Teils des Absorptionsturms, so dass es möglich wird, ein Vorbeiströmen des Rauchgases zu verhindern. Darüber hinaus wird die Menge der Flüssigkeit, die auf die Absorptionsturmwand trifft, verringert und die Flugstrecke der versprühten Tröpfchen erhöht, was zu einer Verringerung der Menge an zirkulierender Flüssigkeit führt, die nötig ist, um eine ähnliche Leistung zu erbringen.
  • Indem für die nach unten gerichteten Absorptionsflüssigkeits-Sprühwinkel der Sprühdüsen 5 des Turmwandteils 50 bis 80 Grad vorgesehen werden, verbessert sich darüber hinaus, wie in 6 gezeigt ist, die Entschwefelungsleistung.
  • Indem die Absorptionsflüssigkeit durch die Sprühdüsen 5, die in der Nachbarschaft der Absorptionsturmwand angeordnet sind, radial bei nach unten gerichteten Sprühwinkeln von 50 bis 80 Grad versprüht wird, wird somit eine Abnahme der Flüssigkeitsdichte pro Absorptionsturm-Querschnittsfläche verhindert und wird eine Abweichung der Tröpfchendichte in jedem Teil des Absorptionsturmabschnitts verringert, so dass das Phänomen, dass ein Rauchgas, das durch einen Teil mit geringer Tröpfchendichte abkürzt, zu einem unzureichenden Gas-Flüssigkeit-Kontakt führt und gleichzeitig die SOx-Absorptionsleistung sinkt, nicht länger auftritt.
  • Indem für die Sprühwinkel der im zentralen Teil des Absorptionsturms installierten Sprühdüsen 5 80 bis 130 Grad vorgesehen werden, wird darüber hinaus, wie in 7 gezeigt ist, der mittlere Tröpfchendurchmesser verringert. Da sich deswegen ein Absorptionsflüssigkeitsfilm ausbreitet, kann die Filmdicke entsprechend verringert werden, so dass die Absorptionsflüssigkeit, wenn sie mit dem Rauchgas in Kontakt tritt, atomisiert wird, so dass sich die SOx-Absorptionsleistung verbessert und sich außerdem die besprühte Querschnittsfläche erhöht, was zu einer Verringerung der Zahl an Sprühdüsen 5 und einer Senkung des Druckverlustes führt.
  • Darüber hinaus zeigen die Sprühdüsen (Engwinkelsprühdüsen) 5, die die Absorptionsflüssigkeit radial bei nach unten gerichteten Sprühwinkeln von 50 bis 80 Grad versprühen, während sie in der Nachbarschaft der Absorptionsturmwand angeordnet sind, zwar eine hohe Entschwefelungsleistung, doch steigt der Druckverlust im Absorptionsturm mit zunehmendem Abstand der Anordnungspositionen der Sprühdüsen 5 von der Turmwand an. Da dieser Druckverlust größer als derjenige der Sprühdüsen 5 ist, die Absorptionsflüssigkeits-Sprühwinkel von 80 bis 130 Grad aufweisen, werden die Sprühdüsen 5, die die Absorptionsflüssigkeit bei Sprühwinkeln von 50 bis 80 Grad versprühen, in diesem Ausführungsbeispiel, wie in 8 gezeigt ist, an Positionen innerhalb von zwei Metern von der Turmwand angeordnet, um die Entschwefelungsleistung und Druckverlust auszugleichen.
  • Indem die Druckdifferenz zwischen dem zentralen Teil des Absorptionsturms und der Nachbarschaft der Turmwand gesenkt wird, kann somit auch ein Vorbeiströmen in der Nachbarschaft der Turmwand verhindert werden. Indem darüber hinaus in diesem Ausführungsbeispiel auf das Rauchgas in dem Absorptionsturm als Ganzes, also in der Nachbarschaft der Turmwand wie auch im zentralen Teil des Turms, ein gleichmäßiger Widerstand aufgebracht wird, wird der Rauchgasstrom reguliert und kann das Auftreten einer Wirbelströmung unterdrückt werden, die zu einem Faktor für den Anstieg des Druckverlusts werden kann. Dementsprechend kann ein übermäßiger Anstieg des Druckverlusts ausgeschlossen werden.
  • Indem gemäß diesem Ausführungsbeispiel auf das Rauchgas in dem Absorptionsturm als Ganzes, also in der Nachbarschaft der Turmwand wie auch im zentralen Teils des Turms, ein gleichmäßiger Widerstand aufgebracht wird, wird der Rauchgasstrom reguliert und kann das Auftreten einer Wirbelströmung unterdrückt werden, die zu einem Faktor für den Anstieg des Druckverlusts werden kann. Dementsprechend kann ein übermäßiger Anstieg des Druckverlusts ausgeschlossen werden.
  • In 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind im zentralen Teil des Absorptionsturms Ringsprüh-(Hohlkegel-)Sprühdüsen 5 bei Absorptionsflüssigkeits-Sprühwinkeln von 80 bis 130 Grad in einer Gitterform angeordnet und sind in der Nachbarschaft der Turmwand Sprühdüsen 5 angeordnet, die Absorptionsflüssigkeits-Sprühwinkel von 50 bis 80 Grad haben, und sind die Sprühdüsen 5 in der Nachbarschaft der Turmwand außerdem gleichmäßig in einer Bogenform angeordnet, wodurch eine Abweichung der Tröpfchendichte verringert wird, sodass das Phänomen, das ein Rauchgas, das durch einen Teil mit geringer Tröpfchendichte abkürzt, zu einem unzureichendem Gas-Flüssigkeit-Kontakt führt und die SOx-Absorptionsleistung sinkt, nicht länger auftritt.
  • Gewerbliche Anwendbarkeit
  • Ein Rauchgas-Nassentschwefler hat eine hohe gewerbliche Anwendbarkeit, da die Entschwefelungsleistung selbst dann niemals abnimmt, wenn ein Absorptionsturm von ihm verkleinert wird und der Gasdurchsatz im Absorptionsturm erhöht wird.
  • Zusammenfassung
  • In einem Absorptionsturm (1), der mit mehreren Sprühverteilern (3) versehen ist, die jeweils mehrere Sprühdüsen (5) aufweisen und in der Strömungsrichtung eines Rauchgases mehrstufig angeordnet sind, wird durch die Düsen (5) ein Absorptionsfluid, das eine Aufschlämmung aus Kalkstein oder Kalk enthält, versprüht, um in dem Rauchgas enthaltenes Schwefeloxid zu absorbieren und zu entfernen, wobei jede Sprühdüse (5) einer Ringsprühbauart (einer Hohlkegelbauart) entspricht und die Sprühdüsen (5) in der Nachbarschaft der Turmwand einen solchen Aufbau haben, dass das Fluid radial bei Sprühwinkeln von 50 bis 80 Grad in der Richtung entgegengesetzt zum Rauchgasstrom als Mitte versprüht wird, während die Düsen (5) im zentralen Teil des Turms einen solchen Aufbau haben, dass das Fluid radial bei Sprühwinkeln von 80 bis 130 Grad in der Richtung entgegengesetzt zum Rauchgasstrom als Mitte versprüht wird. Erfindungsgemäß kann durch den Einsatz der zwei Arten an Sprühdüsen (5) eine Kanalisierung von Rauchgas in dem Turm (1) unterbunden werden, um dadurch ein Absinken der Entschwefelungsleistung zu verhindern, das durch ein Vorbeiströmen von Rauchgas in der Nachbarschaft der Turmwand hervorgerufen wird. Des Weiteren kann durch die strömungsregulierende Wirkung der versprühten Tröpfchen ein extrem hoher Druckverlust unterbunden werden. Somit wird ein Rauchgas-Nassentschwefler mit geringeren Gesamtkosten erzielt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • - JP 2004-24945 A [0009]
    • - JP 11-179144 A [0009]
    • - JP 2004-024945 A [0014]

Claims (2)

  1. Rauchgas-Nassentschwefler, mit: einem Absorptionsturm, in den ein von einer Verbrennungsanlage abgegebenes Rauchgas eingeleitet wird, in das von einer Vielzahl von Sprühdüsen von Sprühverteilern, die in mehreren Stufen entlang einer Richtung eines Rauchgasstroms vorgesehen sind, eine Absorptionsflüssigkeit, die eine Aufschlämmung mit Kalkstein oder Kalk enthält, gesprüht wird, um Ruß und Staub, die in dem Rauchgas enthalten sind, Schwefeloxid sowie Substanzen, die von Bestandteilen hervorgerufen werden, die in einem in der Verbrennungsanlage verwendeten Brennstoff enthalten sind, zu absorbieren und zu entfernen; und einem Absorptionsflüssigkeits-Fangabschnitt, der in einem unteren Abschnitt des Absorptionsturms vorgesehen ist, wobei die Vielzahl der in jedem Sprühverteiler vorgesehenen Sprühdüsen Ringsprüh-(Hohlkegel-)Sprühdüsen sind, die die Absorptionsflüssigkeit in der Nachbarschaft einer Absorptionsturmwand radial bei Sprühwinkeln von 50 Grad bis 80 Grad in einer Richtung entgegengesetzt zu einem Rauchgasstrom als Mitte versprühen und in einem zentralen Teil des Absorptionsturms radial bei Sprühwinkeln von 80 Grad bis 130 Grad in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Rauchgasstrom als Mitte versprühen.
  2. Rauchgas-Nassentschwefler nach Anspruch 1, wobei Sprühdüsen in der Nachbarschaft der Absorptionsturmwand, die innerhalb von zwei Metern von der Absorptionsturmwand angeordnet sind, die Absorptionsflüssigkeit radial bei Sprühwinkeln von 50 Grad bis 80 Grad in einer Richtung entgegengesetzt zu dem Rauchgasstrom als Mitte versprühen.
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