DE19640075C1 - Waschturm für Rauchgasentschwefelungsanlagen - Google Patents
Waschturm für RauchgasentschwefelungsanlagenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Waschturm für Rauchgasent
schwefelungsanlagen, mit einem Waschflüssigkeitssumpf und
mit einer Absorptionszone mit unterem Rauchgaseintritt,
oberem Rauchgasaustritt und einer Mehrzahl von Sprühdüsen,
wobei die Sprühdüsen nach oben sprühend an eine Verteiler
einrichtung für die Zuführung von Waschflüssigkeit ange
schlossen sind.
Bei dem aus DE-C 43 42 162 bekannten Waschturm, von dem
die Erfindung ausgeht, sind die Sprühdüsen in mehreren
Düsenebenen im oberen Bereich der Absorptionszone ange
ordnet. Die Sprühdüsen sprühen nach oben und erzeugen in
Strömungsrichtung des Rauchgases gerichtete Sprühstrahlen
aus Flüssigkeitstropfen, die vor Erreichen eines Tropfen
abscheiders ihre Bewegungsrichtung umkehren, im Gegenstrom
zu dem Rauchgas durch die Absorptionszone nach unten
wandern und in den Waschflüssigkeitssumpf gelangen. Die
mit hoher Geschwindigkeit aus den Sprühdüsen austretenden
Sprühstrahlen haben eine Treibmittelwirkung auf das Rauch
gas und leisten einen Beitrag zur Reduzierung des zwischen
Rauchgaseintritt und Rauchgasaustritt gemessenen Druck
verlustes. Die Verteilereinrichtung ist im oberen Bereich
der Absorptionszone angeordnet und besteht aus neben
einander sowie übereinander angeordneten Verteilerrohren.
Die Anordnung ist nicht frei von Nachteil. So ist die
Umströmung der Verteilerrohre druckverlustbehaftet. Aus
der von der Verteilereinrichtung abtropfenden Wasch
flüssigkeit bleiben ferner Inhaltsstoffe zurück, die An
backungen an den Verteilerrohren bilden. Von Zeit zu Zeit
brechen Brocken von den Anbackungen ab, gelangen in den
Waschflüssigkeitskreislauf und beeinträchtigen, zum Bei
spiel durch Verstopfung der Sprühdüsen, den Betrieb des
Waschturms. Schließlich ergeben sich weitere Nachteile aus
der Anordnung der Sprühdüsen in mehreren Düsenebenen.
Sprühstrahlen, die mit hoher kinetischer Energie auf Ver
teilerrohre der nächst höheren Düsenebene treffen, ver
ursachen dort einen nicht unerheblichen Werkstoffver
schleiß, wenn nicht verschleißfeste Werkstoffe eingesetzt
oder die Rohre mit verschleißfesten Beschichtungen aus
gerüstet werden. Dies ist aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem eingangs
beschriebenen Waschturm eine einbautenfreie Absorptions
zone zu schaffen.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die
Verteilereinrichtung innerhalb des Waschflüssigkeits
sumpfes angeordnet ist und daß die Sprühdüsen unterhalb
des Rauchgaseintritts positioniert sowie jeweils durch ein
in den Waschflüssigkeitssumpf eintauchendes Rohrstück mit
der Verteilereinrichtung verbunden sind. Die Sprühdüsen
sind mit kleinem Abstand oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
des Waschflüssigkeitssumpfes angeordnet und erzeugen in
Strömungsrichtung des Rauchgases gerichtete Sprühstrahlen
aus Flüssigkeitstropfen. Die mit hoher Strömungsgeschwin
digkeit aus den Sprühdüsen austretende Flüssigkeitstropfen
werden im Rauchgasstrom abgebremst und kehren vor Er
reichen des Rauchgasaustrittes oder eines dem Rauchgas
austritt vorgeschalteten Tropfenabscheiders ihre Bewe
gungsrichtung um. Im Gegenstrom zu dem Rauchgas wandern
die Flüssigkeitstropfen durch die Absorptionszone und
gelangen in den Waschflüssigkeitssumpf. Die Sprühstrahlen,
die mit hoher kinetischer Energie unterhalb der Rauch
gaseintrittsebene aus den Sprühdüsen austreten, haben eine
Treibmittelwirkung auf den Rauchgasstrom und begünstigen
die Umlenkung des in den Waschturm eintretenden Rauch
gases. Die beschriebenen Effekte wirken sich druckverlust
mindernd aus.
Der rauchgasdurchströmte Teil der Absorptionszone ist ohne
Einbauten ausführbar. Die rückseitig an die Sprühdüsen
anschließenden Rohrstücke tauchen vorzugsweise vertikal in
den Waschflüssigkeitssumpf ein und bilden oberhalb des
Flüssigkeitsspiegels keine Angriffsfläche für Anbackungen.
Die Flüssigkeit des Waschflüssigkeitssumpfes ist in
ständiger Bewegung. Die Flüssigkeitsbewegung verhindert,
daß sich an der unterhalb des Flüssigkeitsspiegels ange
ordneten Verteilereinrichtung Anbackungen bilden. Die nach
der erfindungsgemäßen Lehre ausgebildete, einbautenfreie
Absorptionszone des Waschturmes ermöglicht eine Gasdurch
strömung mit geringem Druckverlust, wobei außerdem die
Anbackungsneigung signifikant reduziert ist. Lediglich am
Waschturmmantel können sich noch Anbackungen ausbilden.
Der erfindungsgemäße Waschturm eignet sich für einen
Betrieb mit Meerwasser als Absorptionsflüssigkeit, wie in
DE-U 295 17 698.9 beschrieben. Bei einem Betrieb mit
Meerwasser als Absorptionsflüssigkeit erfolgt in dem
Waschflüssigkeitssumpf lediglich eine Belüftung, wodurch
Bisulfite in Bisulfate umgewandelt werden. Oxidationsluft
wird durch in den Waschflüssigkeitssumpf eintauchende
Luftlanzen zugeführt. Durch die Begasung erfolgt auch eine
ausreichende Flüssigkeitsbewegung im Waschflüssigkeits
sumpf, welche störende Anbackungen an der Verteiler
einrichtung verhindert.
Der erfindungsgemäße Waschturm eignet sich ebenso gut auch
für einen Betrieb mit einem Waschflüssigkeitskreislauf,
dem Additive in Form von Kalk, Kalkhydrat, Kalkstein,
Dolormit, Kreide oder dergleichen zugegeben wird. Ein für
diese Betriebsweise besonders geeigneter Waschturm weist
einen Waschflüssigkeitssumpf mit einem horizontalen Rost
aus Strömungseinbauten auf, der eine Oxidationszone ober
halb des Rostes von einer mit erhöhtem pH-Wert betriebenen
Reaktionszone unterhalb des Rostes trennt. Die Strömungs
einbauten bestehen aus rohrförmigen Verdrängungskörpern
und zwischen den Verdrängungskörpern im Bereich des
engsten Spaltes angeordneten Begasungseinrichtungen für
die Oxidationszone (DE-A 43 29 427). In weiterer Aus
gestaltung der bekannten Ausführung lehrt die Erfindung,
daß die zu den Sprühdüsen führenden Rohrstücke an die
Verdrängungskörper angeschlossen sind, welche zusätzlich
als Verteilereinrichtung für die Zuführung der Wasch
flüssigkeit benutzt werden. Erfindungsgemäß erfüllt der
innerhalb des Waschflüssigkeitssumpfes vorgesehene Rost
eine doppelte Funktion. Er stellt einerseits die Trennung
her zwischen Oxidationszone und Reaktionszone und dient
gleichzeitig als Verteilereinrichtung für die Zuführung
der Waschflüssigkeit zu den Sprühdüsen.
Die erfindungsgemäße Lehre leistet schließlich einen
Beitrag, um die Höhe eines Waschturms bei vorgegebener
Durchsatzleistung und vorgebenem Auswaschgrad zu redu
zieren. Eine besonders niedrige Bauhöhe ergibt sich, wenn
erfindungsgemäß der Waschflüssigkeitssumpf einen flachen,
im wesentlichen horizontalen Boden aufweist und der
Rauchgaseintritt einen Gasführungsstutzen aufweist, der
mit kleinem Abstand zur Flüssigkeitsoberfläche des Wasch
flüssigkeitssumpfes horizontal an den Mantel des Wasch
turms anschließt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlich
erläutert. Es zeigen schematisch
Fig. 1 den Längsschnitt durch einen Waschturm für eine
Rauchgasentschwefelungsanlage,
Fig. 2 eine weitere Ausgestaltung des in Fig. 1 darge
stellten Waschturms, ebenfalls im Längsschnitt,
Fig. 3 ausschnittsweise den Schnitt A-A in Fig. 2.
Der in den Figuren dargestellte Waschturm ist für Rauch
gasentschwefelungsanlagen bestimmt und weist in an sich
bekannter Weise einen Waschflüssigkeitssumpf 1, eine Ab
sorptionszone 2 mit unterem Rauchgaseintritt 3, oberem
Rauchgasaustritt 4 und einer Mehrzahl von Sprühdüsen 5
sowie eine Tropfenabscheider 6 vor dem Rauchgasaustritt 4
auf. Die Sprühdüsen 5 sind nach oben sprühend an eine
Verteilereinrichtung 7 für die Zuführung von Wasch
flüssigkeit angeschlossen. Die Sprühdüsen 5 erzeugen in
Strömungsrichtung des Rauchgases 8 gerichtete Sprüh
strahlen 9 aus Flüssigkeitstropfen. Die mit hoher
Strömungsgeschwindigkeit aus den Sprühdüsen 5 austretenden
Flüssigkeitstropfen werden im Rauchgasstrom abgebremst und
kehren vor Erreichen des Tropfenabscheiders 6 ihre
Bewegungsrichtung um. Im Gegenstrom zu dem Rauchgas
wandern die Flüssigkeitstropfen durch die Absorptionszone
2 und gelangen in den Waschflüssigkeitssumpf 1.
Die Verteilereinrichtung 7 ist unterhalb des Flüssigkeits
spiegels 10 innerhalb des Waschflüssigkeitssumpfes 1 ange
ordnet. Die Sprühdüsen 5 sind unterhalb des Rauchgas
eintritts 3 positioniert sowie jeweils durch ein in den
Waschflüssigkeitssumpf eintauchendes Rohrstück 11 mit der
Verteilereinrichtung 7 verbunden.
Den Figuren entnimmt man, daß der Waschflüssigkeitssumpf 1
einen flachen, im wesentlichen horizontalen Boden aufweist
und daß der Rauchgaseintritt 3 einen Gasführungsstutzen
aufweist, der mit möglichst kleinem Abstand zur Flüssig
keitsoberfläche 10 des Waschflüssigkeitssumpfes 1
horizontal an den Mantel des Waschturms anschließt. Die
Anordnung der Sprühdüsen 5 begünstigt die Umlenkung des in
den Waschturm eintretenden Rauchgases 8 und trägt so,
verbunden mit einer Impulsübertragung auf das nach oben
strömende Rauchgas, dazu bei, daß der Druckverlust des den
Waschturm durchströmenden Rauchgases 8 sehr klein ist. Die
Absorptionszone 2 des Waschturms ist frei von Einbauten.
Der in Fig. 1 dargestellt Waschturm ist insbesondere für
einen Betrieb mit Mehrwasser als Absorptionsflüssigkeit
geeignet. Das Meerwasser wird der Verteilereinrichtung
zugeführt und durch die nach oben sprühenden Düsen 5 der
Absorptionszone 2 aufgegeben. Aus dem Waschflüssigkeits
sumpf wird mit Schwefelverbindungen beladenes Meerwasser
abgezogen sowie in einem nicht dargestellten Nach
reaktionsbecken mit frischem Meerwasser beaufschlagt.
Innerhalb des Waschflüssigkeitssumpfes 1 sind Luftlanzen
12 zur Begasung der Flüssigkeit angeordnet. Durch Luft
zufuhr werden Bisulfite in Bisulfate umgewandelt.
Der in Fig. 2 und 3 dargestellte Waschturm eignet sich
für einen Betrieb mit einer Waschflüssigkeit, der Kalk
oder Brandkalk als Absorbens zugegeben wird. Der Wasch
flüssigkeitssumpf 1 enthält einen horizontalen Rost 13 aus
Strömungseinbauten, der eine Oxidationszone 14 oberhalb
des Rostes von einer mit erhöhtem pH-Wert betriebenen
Reaktionszone 15 unterhalb des Rostes trennt. Einer
vergleichenden Betrachtung der Fig. 2 und 3 entnimmt man,
daß der Rost 13 aus rohrförmigen Verdrängungskörpern 16
und zwischen den Verdrängungskörpern 16 im Bereich des
engsten Spaltes angeordneten Begasungseinrichtungen 17 für
die Oxidationszone bestehen. Die zu den Sprühdüsen 5
führenden Rohrstücke 11 sind an die Verdrängungskörper 16
angeschlossen, welche zusätzlich als Verteilereinrichtung
für die Zuführung der Waschflüssigkeit genutzt werden.
An den Waschflüssigkeitssumpf 1 ist eine Einrichtung 18 für
einen Waschflüssigkeitskreislauf angeschlossen. Sie ver
sorgt die Verteilereinrichtung mit Waschflüssigkeit, die
aus der Reaktionszone 15 entnommen wird. An die
Reaktionszone 15 ist ferner eine Zuführeinrichtung 19 für
Absorptionsmittel sowie eine Einrichtung 20 zum Auf
schleusen von Calciumsulfatdihydrat angeschlossen. Der
Oxidationszone 14 des Waschturms wird mittels der
Begasungseinrichtungen 17 Sauerstoff in Form von Luft
zugeführt. Bei einem in der Oxidationszone 14 einge
stellten pH-Wert unterhalb von 7 erfolgt eine Oxidation
von gelöstem Sulfit zu Sulfat. Vorzugsweise wird in einem
pH-Bereich zwischen 4 und 6,5 gearbeitet. In der
Reaktionszone 15 erfolgen Additivzugabe und eine Aus
fällung von Gips (CaSO₄·2H₂O) durch Erhöhung des
pH-Wertes. Infolge der Anordnung des horizontalen Rostes
13 sind die beiden Zonen 14, 15 funktionell voneinander
getrennt, so daß die Oxidation und die anschließende
Reaktion sehr definiert erfolgen und im Ergebnis ein
Rauchgasentschwefelungsprodukt mit hohem Gehalt an
Calciumsulfat entsteht. Der Abstand zwischen den rohr
förmigen Verdrängungskörpern 16 ist so gewählt, daß eine
Rückströmung von der Reaktionszone 15 zur Oxidationszone
14 hin nicht stattfindet. Im Rahmen der erfindungsgemäßen
Lehre erfüllen die rohrförmigen Verdrängungskörper 16 als
Verteilereinrichtung, welche den Sprühdüsen 5 Wasch
flüssigkeit zuführt, eine zweite Funktion.
Claims (3)
1. Waschturm für Rauchgasentschwefelungsanlagen, mit
einem Waschflüssigkeitssumpf (1) sowie
einer Absorptionszone (2) mit unterem Rauchgas eintritt (3), oberem Rauchgasaustritt (4) und einer Mehrzahl von Sprühdüsen (5),
wobei die Sprühdrüsen (5) nach oben sprühend an eine Ver teilereinrichtung (7) für die Zuführung von Waschflüssig keit angeschlossen sind, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verteilereinrichtung (7) innerhalb des Waschflüssigkeitssumpfes (1) angeordnet ist und daß die Sprühdüsen (5) unterhalb des Rauchgaseintritts (3) positioniert sowie jeweils durch ein in den Wasch flüssigkeitssumpf (1) eintauchendes Rohrstück (11) mit der Verteilereinrichtung (7) verbunden sind.
einem Waschflüssigkeitssumpf (1) sowie
einer Absorptionszone (2) mit unterem Rauchgas eintritt (3), oberem Rauchgasaustritt (4) und einer Mehrzahl von Sprühdüsen (5),
wobei die Sprühdrüsen (5) nach oben sprühend an eine Ver teilereinrichtung (7) für die Zuführung von Waschflüssig keit angeschlossen sind, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verteilereinrichtung (7) innerhalb des Waschflüssigkeitssumpfes (1) angeordnet ist und daß die Sprühdüsen (5) unterhalb des Rauchgaseintritts (3) positioniert sowie jeweils durch ein in den Wasch flüssigkeitssumpf (1) eintauchendes Rohrstück (11) mit der Verteilereinrichtung (7) verbunden sind.
2. Waschturm nach Anspruch 1, wobei der Waschflüssigkeits
sumpf (1) einen horizontalen Rost (13) aus Strömungs
einbauten enthält, der eine Oxidationszone (14) oberhalb
des Rostes (13) von einer mit erhöhtem pH-Wert betriebenen
Reaktionszone (15) unterhalb des Rostes (13) trennt, wobei
die Strömungseinbauten aus rohrförmigen Verdrängungs
körpern (16) und zwischen den Verdrängungskörpern (16) im
Bereich des engsten Spaltes angeordneten Begasungs
einrichtungen (17) für die Oxidationszone (14) bestehen,
dadurch gekennzeichnet, daß die zu den Sprühdüsen (5) füh
renden Rohrstücke (11) an die Verdrängungskörper (16)
angeschlossen sind, welche zusätzlich als Verteiler
einrichtung (7) für die Zuführung der Waschflüssigkeit
genutzt werden.
3. Waschturm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Waschflüssigkeitssumpf (1) einen
flachen, im wesentlichen horizontalen Boden aufweist und
daß der Rauchgaseintritt (3) einen Gasführungsstutzen auf
weist, der mit kleinem Abstand zur Flüssigkeitsoberfläche
(10) des Waschflüssigkeitssumpfes (1) horizontal an den
Mantel des Waschturms anschließt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996140075 DE19640075C1 (de) | 1996-09-28 | 1996-09-28 | Waschturm für Rauchgasentschwefelungsanlagen |
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DE (1) | DE19640075C1 (de) |
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- 1996-09-28 DE DE1996140075 patent/DE19640075C1/de not_active Expired - Fee Related
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