DE19710247C1 - Vorrichtung zur Reinigung von Rauchgas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von Rauchgas mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Zur Rauchgasreinigung, beispielsweise zur Reinigung von Ab­ gasen aus Feuerungsanlagen, finden derzeit im Wesentlichen Nass-Verfahren, Halbtrocken-Verfahren und Trocken-Verfahren Anwendung. Dabei weisen Nass-Verfahren und Halbtrocken-Verfah­ ren einen in aller Regel höheren Reinigungswirkungsgrad auf als Trocken-Verfahren. Nass- oder Halbtrocken-Verfahren bedin­ gen jedoch einen höheren Aufwand bei der Zufuhr, Abfuhr und der Wiederaufbereitung des zur Reinigung der Rohgase einge­ setzten Ad-/Absorbens. Zudem entstehen in dem Behälter, in welchem das zugegebene Ad-/Absorbens die Absorption oder Ad­ sorption der Schadstoffe bewirkt, extrem aggressive Säuren, die die Behälterinnenwandung bzw. darin befindliche Einrich­ tungen 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.

Es wurden daher verschiedene Methoden zur Verbesserung des Reinigungswirkungsgrades von trockenen Rauchgasreinigungsver­ fahren 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 Reak­ tionsmittels 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.

Nachteilig hierbei ist, dass die zugesetzte Wassermenge so ge­ ring gehalten werden muss, dass auch bei relativ niedriger An­ fangstemperatur des Abgases der Taupunkt nicht unterschritten wird. Wird dies nicht beachtet, so kann es durch die sich bil­ denden aggressiven wässrigen Säuren zu einer Beschädigung der Anlage kommen.

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-/Absor­ benspartikeln und damit eine Verbesserung der Reaktionsge­ schwindigkeit bzw. des Reinigungswirkungsgrades erzielbar ist. Hierzu wird in der EP-A-0 029 564 vorgeschlagen, Schall auf die Reaktionspartner einwirken zu lassen.

Aus der DE-A-32 32 080 ist bekannt, daß durch teilweise äußere Rückführung des Ad-/Absorbens bzw. der abgeschiedenen Fest­ stoffe eine Verbesserung der Ausnutzung des Ad-/Absorbens und damit letztendlich eine Ad-/Absorbenseinsparung erreichbar ist.

Ein ähnlicher Weg wird bei dem in der DE 38 01 913 C2 be­ schriebenen Verfahren bzw. bei der darin offenbarten Vorrich­ tung zur Absorption bzw. Chemisorption von gasförmigen Be­ standteilen aus einem Gas-Strom beschritten. Hierbei wird das beladene Adsorbens zusammen mit dem nicht reagierten Adsorbens staubförmig abgeschieden und innerhalb eines Gewebefilters in den Adsorptionsprozess rückgeführt, wobei das 20 bis 80fache des eingesetzten Frischgutes rezirkuliert wird.

Die CH-PS 638 107 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfah­ ren zum Absorbieren von Verunreinigung in Abgasen, wobei in den unteren Teil einer aufrechten zylindrischen Kammer das Rohgas mittels einer spiralförmigen Zufuhrleitung eingebracht und am oberen Ende der Kammer entnommen wird. An der Oberseite der Kammer wird ein absorbierender Feststoff eingebracht der sich im Gegenstrom nach unten bewegt, Schadstoffe absorbiert und sich am Boden der Kammer ablagert. Dort kann er entweder ent­ nommern oder wieder in die Filterkammer geblasen werden.

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 Verweil­ zeit eines dem Reaktor zugeführten Ad-/Absorbens zur Verweil­ zeit des Rauchgases im Reaktor dadurch geregelt und/oder ge­ steuert wird, dass im Reaktor sich gegenüber dem Reaktorbehäl­ ter bewegende Einbauten, beispielsweise in Form einer rotie­ renden 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 aufge­ wirbelt wird. Somit kann insbesondere die Verweilzeit der schwereren Ad-/Absorbenspartikel relativ zur Verweilzeit des Gases im Reaktor gesteuert bzw. geregelt werden.

Da die sich bewegenden Einbauten zum Transport der Feststoffe entgegen der Bewegungsrichtung der Feststoffanteile im Gas benutzt werden, ergibt sich bei dieser Vorrichtung bzw. diesem Verfahren der Nachteil, dass sich mit zunehmender Betriebszeit des Reaktors auf der Oberfläche der sich bewegenden Einbauten eine harte Schicht ablagert, welche durch die im Reaktor be­ findlichen Feststoffe gebildet wird. Diese extrem harte und zähe Schicht kann praktisch nur mit bergmännischen Mitteln abgebaut werden.

Aus der EP 0 342 559 A1 ist eine Vorrichtung zum Abscheiden von Stäuben und/oder sauren Schadstoffen aus Gasen bekannt, welche einen kompliziert aufgebauten Behälter aufweist, in dem zur Reinigung des Gases ein Zyklon erzeugt wird, indem pul­ verförmiger oder granulatförmiger Kalk und Wasser eingesprüht werden. Der Kalk wird im Gasstrom, d. h. durch den Zyklon, transportiert, wobei davon ausgegangen wird, dass die mit Schadstoff beladenen Kalkteilchen schwerer sind als das Mittel der nicht-schadstoffbeladenen Kalkteilchen. Diese schwereren Teilchen fallen durch ihr Gewicht nach unten bzw. werden durch ein Nebenschlussrohr und eine Weichenklappe wieder teilweise der Eingangsseite zugeführt bzw. aus dem Behälter abgeführt.

Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist jedoch, dass der Behäl­ ter zur Erzeugung des Zyklons einen komplizierten Aufbau auf­ weist und durch den Zyklon nur eine relativ geringe Kalkmenge transportierbar ist, so dass für das Erreichen eines einiger­ maßen akzeptablen Wirkungsgrades eine so große Wassermenge eingesprüht werden muss, dass die Reinigung in der Nähe des Taupunkts betrieben wird. Dies birgt jedoch wiederum die Ge­ fahr von Anbackungen des Kalks, da eine gleichmäßige Vertei­ lung des Wassers beim Einsprühen nicht gewährleistet werden kann. Auch ist das Rückführen der Kalkanteile bzw. die Ver­ weilzeit der Kalkanteile im Gas nur sehr begrenzt beeinfluss­ bar oder gar steuerbar. Insbesondere können Verweilzeit des Gases und Verweilzeit des Kalks kaum getrennt voneinander gesteuert werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Reinigung von Rauchgas, insbesondere zur trockenen Reinigung von Rauch­ gas, zu schaffen, welche eine Erhöhung bzw. eine verbesserte Steuerung der Verweilzeit des Ad-/Absorbens im Reaktorbehälter und damit eine verbesserte Ausnutzung des Ad-/Absorbens er­ möglicht.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patent­ anspruchs 1.

Durch das Vorsehen einer Rezirkulationseinrichtung ergibt sich der Vorteil, dass die mittlere Verweildauer des Ad-/Absorbens weitgehend unabhängig von der Verweildauer des Gases im Behälter der Vorrichtung festgelegt und auf den gewünschten hohen Wert eingestellt werden kann, indem das im Behälter befindliche Gas-/Ad-/Absorptionsgemisch in einer Richtung quer oder mit einer Komponente entgegen der mittleren Bewegungsrichtung des Ad-/Absorbens im Behälter transportiert wird. Die mittlere Bewegungsrichtung ergibt sich dabei aus der Summe der Vektoren, die die Bewegung der Ad- /Absorbenspartikel beschreiben.

Durch die hierdurch erreichbare höhere mittlere Verweildauer des Ad-/Absorbens im Behälter ergibt sich ein verbesserter Trockeneffekt, wobei die Trocknung des feucht aber vorzugsweise noch staubförmig in den Behälter eingebrachten Ad-/Absorbens von der Temperatur des Rauchgases und dem Verhältnis vom Volumenstrom des Rauchgases und des Ad- /Absorbens abhängt. Hierdurch wird sicher vermieden, dass das Ad-/Absorbens insbesondere an den Innenflächen im unteren Teil des Behälters infolge zu hoher Feuchtigkeit Anbackungen erzeugt oder klumpt. Dies würde letztendlich dazu führen, dass das Ad-/Absorbens die vorzugsweise im Boden des Behälters vorgesehene Austragsöffnung im Lauf der Zeit verschließt und/oder die externen Austrags- bzw. Rezirkulationswege durch Anlagerungen beeinträchtigt. Der vorgenannte Trockeneffekt ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch eine entsprechende Steuerung der Rezirkulationseinrichtung in der gewünschten Weise einstellbar.

Durch das Vorsehen der einen Teilvolumenstrom ansaugenden und andernorts abgebenden Rezirkulationseinrichtung wird jedoch kein Wirbelstromreaktor im Sinne der EP 0 342 559 A1 geschaffen, bei dem die maximale Ad-/Absorbensmenge im Wesentlichen von der maximalen Verwirbelung bestimmt ist.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung kann die dem Behälter zugeführte Ad-/Absorbensmenge vielmehr unabhängig von dem Volumenstrom des Rauchgases gewählt werden, z. B. von vornherein auf den maximalen Rauchgasvolumenstrom ausgelegt werden, so dass eine Regelung der zugeführten Ad- /Absorbensmenge nicht erforderlich ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zusätzlich eine Vorrichtung zum Mischen und/oder Verwirbeln des dem Behälter zugeführten oder zuzuführenden Ad-/Absorbens mit dem bereits im Behälter befindlichen Gemisch von Rauchgas und Ad-/Absorbens vorgesehen. Diese erzeugt unabhängig vom rezirkulierten Volumenstrom eine Mischung und/oder Verwirbe­ lung des zugeführten Feststoffs mit dem bereits im Behälter befindlichen Gemisch.

Da das Ad-/Absorbens direkt dem Behälter und unabhängig vom Rauchgasstrom zuführbar ist, kann gegenüber den meisten be­ kannten Anlagen ein extrem hoher Feststoffanteil in den Behäl­ ter eingebracht und im Behältervolumen verteilt werden, wo­ durch eine hervorragende Reinigung erzielbar ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Rezirkulieren des Ad-/Absorbens mittels eines im Behälter vorgesehenen Rohres, in welches ein Ventilatorflügel oder Schaufelrad zur Erzeugung des erforderlichen Ansaug-Unter­ drucks vorgesehen ist.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass das Ansaugen des Gas- /Ad-/Absorbensgemischs an einer praktisch frei wählbaren Posi­ tion innerhalb des Behälters erfolgen kann.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Rohr im Bereich des Ventilatorflügels oder Schaufelrads einen vergrößerten Durchmesser oder Querschnitt auf, wobei in der Rohrwandung des vergrößerten Querschnitts, vorzugsweise in radialer Richtung bezogen auf den Ventilatorflügel bzw. das Schaufelrad, eine oder mehrere Öffnungen für den Austritt des angesaugten Gemischs vorgesehen sind.

Die Öffnungen sind dabei vorzugsweise in der Rohrwandung im Bereich des Rohrs mit vergrößertem Durchmesser vorgesehen und der Ventilatorflügel bzw. das Schaufelrad sind koaxial im Rohr vorgesehen, d. h. die Rotationsachse des Ventilatorflügels bzw. des Schaufelrads ist mit der Längsachse des Rohrs identisch.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Ventilatorflügel bzw. das Schaufelrad, welche mit hoher Geschwindigkeit rotie­ ren, gleichzeitig ein Verwirbeln bzw. Mischen des angesaugten Gas-/Ad-/Absorbensgemischs bewirken. Hierbei werden durch das Aufeinanderprallen der Ad-/Absorbensteilchen bzw. durch das Aufprallen der Teilchen auf die Oberflächen des Ventilator­ flügels bzw. des Schaufelrads die Teilchen weiter aufgebro­ chen, so dass sich eine Vergrößerung der aktiven Oberfläche der Teilchen bzw. neue aktive Oberflächen ergeben.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Rohr der Rezirkulationsvorrichtung mit seinem oberen Ende mit der Innenwandung der Behälterwandung verbunden, so dass der im Rohr vorgesehene Ventilatorflügel oder das darin vorgesehene Schaufelrad mittels einer durch die Behälterwandung in das Rohr geführten Antriebswelle antreibbar ist. Der Antriebsmotor kann dabei außerhalb des Behälters, vorzugsweise an der Außen­ wandung des Behälters, vorgesehen sein.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass der Motor nicht der aggressiven Atmosphäre im Behälter ausgesetzt ist bzw. auf eine entsprechend aufwendige Kapselung des Motors verzichtet werden kann.

Des Weiteren kann dem mit der Innenwandung des Behälters ver­ bundenen Rohr durch eine im Bereich des Rohrquerschnitts in der Behälterwandung vorgesehene Zuführöffnung das Ad-/Absor­ bens zugeführt werden.

Vorzugsweise ist dann im Bereich der Zuführöffnung innerhalb des Behälters eine Misch- und/oder Verwirbelungsvorrichtung vorgesehen, um einen innigen Kontakt der Ad-/Absorbensteilchen mit dem zu reinigenden Rohgas zu bewirken.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Misch- und/oder Verwirbelungsvorrichtung in dem Rohr der Re­ zirkulationseinrichtung in Richtung der mittleren Gasströmung vor dem Ventilatorflügel bzw. dem Schaufelrad der Rezirkula­ tionseinrichtung vorgesehen. Die Misch- und/oder Verwirbe­ lungsvorrichtung kann dabei ebenfalls einen Ventilatorflügel oder ein Schaufelrad umfassen, wobei jedoch die Flügel so angeordnet sind, dass ein Ansaugen der Ad-/Absorbensteilchen in den Behälter bzw. in das Rohr erfolgt.

Im Übrigen können die Flügel bzw. die Schaufelräder der Misch- und/oder Verwirbelungsvorrichtung und der Rezirkulationsein­ richtung praktisch identisch ausgebildet sein. Ein geeignetes Schaufelrad kann beispielsweise eine quer zur Längsrichtung des Rohrs angeordnete dichte Grundplatte umfassen, auf deren dem anzusaugenden Medium zugewandten Oberfläche die Flügel vorgesehen sind.

Durch unterschiedliche Ausbildung der Schaufelräder bzw. der Flügel der Misch- und/oder Verwirbelungsvorrichtung und der Rezirkulationseinrichtung kann die Verteilung des Ad-/Absor­ bens unabhängig vom Rezirkulationsstrom optimiert werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das Schaufelrad der Rezirkulationseinrichtung und der Misch- und/ oder Verwirbelungsvorrichtung von einer gemeinsamen Welle angetrieben, wobei beide Schaufelräder in den Bereich mit vergrößertem Querschnitt des Rohrs der Rezirkulationseinrich­ tung angeordnet sind. Dabei sind selbstverständlich für den Austritt des frisch zugeführten Ad-/Absorbens ebenfalls eine oder mehrere Austrittsöffnungen vorgesehen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind im Rohrbereich, in Strömungsrichtung des frisch zuzuführenden Ad- /Absorbens gesehen, vor dem Schaufelrad der Misch- und/oder Verwirbelungsvorrichtung ein oder mehrere Ansaugöffnungen für das bereits im Behälter befindliche Gas-/Ad-/Absorbensgemisch vorgesehen.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil einer sehr intensiven Mi­ schung bzw. Verwirbelung des zugeführten Ad-/Absorbens mit dem zu reinigenden Rohgas.

Bei großen Rauchgasreinigungsanlagen, die üblicherweise einen entsprechend groß ausgebildeten Reaktorbehälter erfordern, werden vorzugsweise mehrere, über den Behälterquerschnitt verteilte Rezirkulationseinrichtungen der vorgenannten Art vorgesehen. Hierdurch kann erreicht werden, dass durch das Vorsehen einer entsprechenden Anzahl geeignet verteilter Re­ zirkulationseinrichtungen eine Rezirkulation im gesamten Quer­ schnitt des Behälters erfolgt.

In einer Ausführungsform der Erfindung können die Rohre auch unterschiedlich lang ausgebildet sein oder teleskopartig in ihrer Länge verstellbar sein, so dass eine Rezirkulation des Ad-/Absorbens auch aus unterschiedlichen "Höhen" des Behälter­ inneren ermöglicht wird. Hierdurch kann die Rezirkulation an unterschiedliche "Fallgeschwindigkeiten" derartiger Ad-/Ab­ sorbensteilchen im Behälterquerschnitt angeglichen werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann mittels einer geeigneten Steuervorrichtung das pro Zeiteinheit mittels der zumindest einen Rezirkulationseinrichtung zwangsgeführte rezirkulierte Volumen des Gas-/Ad-/Absorbensgemisch gesteuert oder geregelt werden. Als Führungsgrößen eignen sich bei­ spielsweise die Temperatur des Gases am Rauchgasaustritt bzw. des Gemischs oder der Feuchtigkeitsgehalt des Gemischs ggf. an einer bestimmten Position (im Ansaugbereich der Rezirku­ lationsvorrichtung).

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Reaktorbehälter einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung zur Reinigung von Rauchgas;

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt einer kombinierten Re­ zirkulationseinrichtung und Misch- und/oder Verwirbe­ lungsvorrichtung in Fig. 1 und

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich Fig. 2, jedoch in Seitenan­ sicht bei aufgebrochenem Behälter und

Fig. 4 und 5 weitere Ausführungsformen der Rezirkulationsein­ richtung für eine Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt den für das Verständnis der vorliegenden Erfin­ dung wesentlichen Teil einer Vorrichtung zur Reinigung von Rauchgas mit einem Behälter 1, dem über eine im oberen Bereich des Behälters vorgesehene Zuführöffnung 3 zu reinigendes Roh­ gas zuführbar ist. Im unteren Bereich des Behälters 3 ist eine Abführöffnung 5 vorgesehen, aus der das gereinigte Gas abführ­ bar ist. Von der Abführöffnung 5 kann das Gas, beispielsweise einer nicht näher dargestellten Vorrichtung zur Filterung von den darin noch enthaltenen Feststoffen des dem Behälter zu­ geführten Ad-/Absorbens oder einem Wärmetauscher oder direkt einem Kamin zugeführt werden.

Im Behälter sind mehrere, im dargestellten Ausführungsbeispiel fünf, Rezirkulationseinrichtungen 7 vorgesehen. Davon sind in Fig. 1 nur drei sichtbar, da es sich hierbei um einen mittigen Schnitt durch den Behälter 1 handelt und die beiden nicht dargestellten Rezirkulationseinrichtungen nicht sichtbar sind. In der nicht dargestellten Draufsicht auf den Behälter 3 sind die Rezirkulationseinrichtungen äquidistant auf einer konzen­ trischen Linie um die in Fig. 1 dargestellte zentrale Rezirku­ lationseinrichtung angeordnet.

Jede Rezirkulationseinrichtung 7 umfasst ein beispielsweise zylindrisches Rohr 9, welches mit seinem oberen Ende mit der oberen Innenwandung 11 des Behälters 3 verbunden ist. Jedes Rohr 7 weist dabei in seinem oberen Bereich einen Abschnitt 13 mit vergrößertem Querschnitt bzw. Durchmesser auf. Der oberste Abschnitt 15 jedes Rohrs 9, mit welchem das betreffende Rohr mit der Innenwandung 11 des Behälters 3 verbunden ist, weist einen verringerten Durchmesser bzw. verringerten Querschnitt auf.

Wie aus den Fig. 1 und 3 ersichtlich, sind in dem Rohrab­ schnitt 15 mit verkleinertem Durchmesser über den Rohrumfang verteilt Durchbrüche 17 vorgesehen, die als Ansaugöffnungen für die nachstehend beschriebene Misch- und/oder Verwirbe­ lungsvorrichtungen 19 dienen.

In jedem Bereich 13 mit vergrößertem Querschnitt der Rohre 9 sind zwei Schaufelräder 21, 23 vorgesehen, welche von einer gemeinsamen Welle 25 antreibbar sind.

Die Welle 25 ist durch die obere Wandung des Behälters 3 hin­ durchgeführt bis zu einem Antriebsmotor 27, der auf einem auf die obere Wandung des Gehäuses 3 fluchtend zum Rohr 9 aufge­ setzten Rohrendstück 29 befestigt ist. Die Welle 25 ist im Wesentlichen dicht durch die obere Wandung des Rohrendstücks 29 in den Motor 27 geführt, so dass dieser gegen die im Inne­ ren des Behälters 3 und im Inneren des Rohrendstücks 29 herr­ schende aggressive Atmosphäre abgeschirmt ist.

In das Rohrendstück 29 verläuft ein Zuführkanal 31 für das dem Behälter zuzuführende Ad-/Absorbens.

Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich, nicht an jedem Rohrendstück 29 einen Zuführkanal 31 vorzusehen bzw. nur an einem oder mehreren ausgewählten Misch- und/oder Verwirbe­ lungsvorrichtungen 19 tatsächlich Ad-/Absorbens zuzuführen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel bietet sich an, nur der mitt­ leren bzw. zentralen Misch- und/oder Verwirbelungsvorrichtung 19 Ad-/Absorbens zuzuführen.

Der Zuführkanal 31 ist vorzugsweise mit einem nicht darge­ stellten Dosiergerät für das dosierte Zuführen des Ad-/Absor­ bens verbunden. Jedem Dosiergerät kann dabei das zuzuführende Ad-/Absorbens von einem Speicher oder Zwischenpuffer zugeführt werden. Dem Zwischenpuffer kann sowohl frisches Ad-/Absorbens als auch aus dem Behälter abgeführtes Ad-/Absorbens (Rezirku­ lat) zugeführt werden.

In dem Speicher bzw. Zwischenpuffer kann gleichzeitig eine Vorbereitung bzw. Aufbereitung des zuzuführenden Ad-/Absorbens erfolgen, beispielsweise indem einem staub- oder granulatför­ migen Ad-/Absorbens Feuchtigkeit bis zu dem gewünschten Wert zugeführt wird. Der Puffer kann dabei gleichzeitig eine Misch­ vorrichtung umfassen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Schaufelräder 21, 23 in dem Abschnitt 13 des Rohrs 9 mit vergrößertem Durchmesser mittels eines Lagers 33 gelagert. Das Lager 33 kann beispiels­ weise mittels Speichen 35 mit der Rohrwandung verbunden sein. Durch die Verwendung von Speichen 35 anstelle einer im Wesent­ lichen dichten Platte wird erreicht, dass Ad-/Absorbensteil­ chen, die trotz der Verwendung jeweils einer Grundplatte 21a bzw. 23a für die Schaufelräder 21 bzw. 23 in den Bereich un­ terhalb des Schaufelrads 21 gelangen, durch die Speichen 35 bis zur Grundplatte 23a des Schaufelrads 23 hindurchfallen und in der nachstehend beschriebenen Weise nach außen geschleudert werden. Eine Beeinträchtigung des Betriebs des Schaufelrads 21 durch Ad-/Absorbens unterhalb der betreffenden Grundplatte 21a wird somit vermieden.

Die auf den Grundplatten 21a bzw. 23a der Schaufelräder 21 bzw. 23 vorgesehenen Flügel sind so angeordnet, dass sich im Fall des Schaufelrads eine Ansaugwirkung aus dem oberhalb des Schaufelrads 21 liegenden Rohrbereich und im Fall des Schau­ felrads 23 eine Ansaugwirkung aus dem darunter befindlichen Rohrbereich ergibt.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind über den Umfang des Rohrs 9 im Bereich 13 mit vergrößertem Durchmesser zwei Reihen von Durchbrüchen 37 bzw. 39 vorgesehen, welche jeweils als Aus­ trittsöffnungen für das vom Schaufelrad 21 angesaugte und nach außen geschleuderte Gas-/Ad-/Absorbensgemisch bzw. für das vom Schaufelrad 23 angesaugte Gemisch dienen.

Im Folgenden wird die Funktion der erfindunsgemäßen Vorrich­ tung zur Reinigung von Rauchgas näher erläutert:

Wie bereits erwähnt, wird dem Behälter über die Zuführöffnung 3 zu reinigendes Rauchgas zugeführt und Reingas (gereinigtes Gas) über die Abführöffnung 5 entnommen.

Dem Behälter wird über den Zuführkanal 31 das Ad-/Absorbens zugeführt und gelangt in die Misch- und/oder Verwirbelungsvor­ richtung 19. Diese saugt über die Durchbrüche 17 das umgebende Gas/Ad-/Absorbensgemisch an und stößt das damit gemischte bzw. verwirbelte neu zugeführte Ad-/Absorbens durch die Durchbrüche 37 aus. Damit entsteht im oberen Bereich des Behälters 1 eine Umwälzung oder zusätzliche externe Mischung oder Verwirbelung des Ad-/Absorbens mit dem angesaugten Rauchgas. Selbstver­ ständlich beginnt bereits hier der eigentliche Reinigungsvor­ gang.

Ein Teil des Rauchgas/Ad-/Absorbensgemischs gelangt unter dem Einfluss der Strömung des Rauchgases und der Schwerkraft in das stromabwärts befindliche Behältervolumen. Im Bereich der Ansaugöffnungen 41 wird ein Teil des Gas-/Ad-/Absorbensge­ mischs durch die Rezirkulationseinrichtung 7 angesaugt und über die Durchbrüche 39 wieder dem oberen Behältervolumen zugeführt. Selbstverständlich erfolgt bei der dargestellten Ausführungsform hierbei gleichzeitig ein internes Verwirbeln bzw. Mischen durch das Schaufelrad 23. Durch die hierbei ent­ stehende Umwälzung erfolgt auch ein externes Mischen des Be­ hältervolumens. Durch die Steuerung bzw. Festlegung des ange­ saugten und rezirkulierten Volumenstroms lässt sich, wie be­ reits vorstehend erwähnt, die (mittlere) Aufenthaltszeit des Ad-/Absorbens und damit der (mittlere) Trocknungsgrad des Ad- /Absorbens steuern bzw. festlegen.

Infolge der Schwerkrafteinwirkung wird sich ein bestimmter Anteil des Ad-/Absorbens am Behälterboden absetzen und kann hier durch eine oder mehrere Austragsöffnungen mittels einer Abfördervorrichtung ausgetragen werden.

Ein relativ geringer Teil des ausgetragenen Ad-/Absorbens wird entsorgt. Der größte Teil wird jedoch mittels einer nicht näher dargestellten Fördereinrichtung, beispielsweise einem Becherwerk, dem Zwischenspeicher oder Puffer zugeführt. Dort wird dem extern rezirkulierten Ad-/Absorbens frisches Ad-/Ab­ sorbens beigemischt und der Feuchtigkeitsgehalt der Mischung auf einen vorbestimmten Wert erhöht. Das Zuführen von Feuch­ tigkeit kann vorzugsweise durch das Beimischen von Wasser während des Mischvorgangs erfolgen. Der maximale Feuchtig­ keitsgehalt der Mischung des erneut Zuzuführenden Ad-/Absor­ bens wird vorzugsweise so gewählt, dass die Mischung insgesamt noch staubförmige Konsistenz aufweist. Auf diese Weise ergibt sich ein für einen optimalen Reinigungsvorgang erwünschtes optimales Verfahrensklima der chemischen Reaktionsabläufe und Anbackungen der Mischung im Puffer oder dem nachfolgenden Dosiergerät bzw. den Zuführkanälen 31 werden vermieden. Dies gilt insbesondere für kalkhaltige Ad-/Absorbenzien.

Mit dem Reaktor können jedoch selbstverständlich auch andere Ad-/Absorbenzien verwendet werden, z. B. Natriumbikarbonat.

Zum Anfahren oder zum Beginn einer Arbeitsphase eines inter­ mittierenden Betriebs einer derartigen Reinigungsanlage kann zunächst das Zuführen und Rezirkulieren von Ad-/Absorbens gestartet werden, da das Zuführen unabhängig vom Strom des zu reinigenden Rauchgases erfolgt. Hierdurch wird von Anfang an eine optimale Reinigung gewährleistet. Auch kann bei Ausfall der Rezirkulationseinrichtung der Reinigungseffekt zumindest mit eingeschränkter Wirkung aufrechterhalten werden, wenn die Rezirkulationseinrichtung unabhängig von der Misch- und/oder Verwirbelungsvorrichtung ausgebildet ist oder wenn z. B. das Zuführen des Ad-/Absorbens nicht direkt in die Misch- und/oder Verwirbelungsvorrichtung, sondern direkt in den Behälter er­ folgt.

In den Fig. 4 und 5 sind weitere Ausführungsformen der Rezir­ kulationseinrichtung nach der Erfindung dargestellt.

Um eine optimale Flexibilität hinsichtlich des (vertikalen) Orts der Ansaugöffnung zu gewährleisten, sind die Rohre 9 der Rezirkulationseinrichtungen 7 geteilt ausgebildet. Die Rohr­ länge kann somit durch das Einsetzen verschieden langer Teil­ stücke 9a oder mehrerer Teilstücke festgelegt werden, wobei die einzelnen Teilstücke durch Flansche verbindbar sind.

Der wesentliche Unterschied zwischen den Ausführungsformen gemäß den Fig. 4 und 5 und der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 besteht jedoch in der unterschiedliche Ausbildung der Ansaugöffnungen.

Die Rezirkulationseinrichtung nach Fig. 4 besitzt ein am unte­ ren Ende des Rohrs 9 vorgesehenen Endstück 45, an dem mehrere, im dargestellten Beispiel vier, Ansaugstutzen 47 angeordnet sind. Das Ansaugen des Gas/Ad-/Absorbensgemisch erfolgt über die im wesentlichen horizontal ausgerichteten Ansaugöffnungen 49.

Fig. 5 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, wobei jedoch die Ansaugstutzen 47 leicht nach oben, d. h. entgegen der Richtung des Feststoffstroms gerichtet ist.

Beide Ausführungsformen haben gemeinsam, dass das Verhältnis des Ad-/Absorbensanteils zum Gasanteil des rezirkulierten Volumenstroms im Vergleich zur Ausführungsform gemäß den Fig. 1 bis 3 in Richtung eines höheren Ad-/Absorbensanteils geän­ dert ist, da die Feststoffteilchen nicht mehr ganz entgegen die Wirkung der Schwerkraft angesaugt werden müssen. Dieser Effekt wird umso stärker je mehr die Ansaugöffnungen entgegen der Richtung der Strömung gerichtet werden.

Die Endstücke 45 können in einer Ausbildung als Zwischenstücke in gleicher Weise auch zusätzlich an mehreren Positionen im Rohr 9 eingesetzt werden. Hierzu kann ein derartiges Zwischen­ stück im Prinzip genauso ausgebildet sein wie ein Endstück, jedoch auch an seiner Unterseite einen Flansch für die Ver­ bindung mit einem weiteren Rohr-, Zwischen- oder Endstück auf­ weisen.

Auf diese Weise kann die Rezirkulation aus beliebigen Höhen erfolgen bzw. an beliebigen Stellen innerhalb der Rohrlänge erfolgen.

Die Ansaugstutzen 47 können in ihren Wandungen auch beliebig geformte Durchbrüche aufweisen, um aus einem größeren Bereich das Gas/Ad-/Absorbensbemisch anzusaugen. Die Ansaugstutzen 47 können hierbei zu ihrem Ende hin verjüngt ausgeführt sein.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform könne statt der Durchbrüche 39 ebenfalls im wesentlichen radial verlaufende Abgabestutzen vorgesehen sein, die ggf. unterschiedlich lang ausgebildet sind. Hierdurch kann der rezirkulierte Volumen­ strom über einen größeren Bereich verteilt werden. Insgesamt lässt sich damit eine bessere Verteilung der rezirkulierten Volumenströme über den gesamten Behälterquerschnitt erreichen.

In gleicher Weise können selbstverständlich auch die Durch­ brüche 17 für das Ansaugen des Gas/Ad-/Absorbensgemischs bzw. die Durchbrüche 37 für das Abgeben des Gemischs so ausgestal­ tet werden, dass das Ansaugen des Gemischs aus einem größeren Bereich bzw. das Abgeben des Gemischs in einen größeren Be­ reich erfolgt. Im Fall der Abgabeöffnungen 37 muss dabei be­ rücksichtigt werden, dass das Einbringen der gewünschten hohen Feststoffmenge gewährleistet werden kann.

Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung selbstver­ ständlich auch einen horizontalen Behälter aufweisen, der (im Mittel) horizontal durchströmt wird. Dabei können die Rohre der Rezirkulationseinrichtung wiederum ebenfalls horizontal, aber auch vertikal verlaufen.

Bei einer vertikalen Ausbildung der Rohre der Rezirkulations­ einrichtungen in einem (im Mittel) horizontal gasdurchströmten Behälter wird verhindert, dass sich die das Ad-/Absorbens unter der Einwirkung der Schwerkraft bereits nach kurzer Zeit auf dem Behälterboden absetzt und nicht mehr in ausreichendem Maß zur Reinigung beiträgt. Auch hierdurch wird die (wirksame) Verweilzeit des Ad-/Absorbens im Behälter erhöht.

Die Rezirkulation kann selbstverständlich auch schräg zur mittleren Gasströmungsrichtung erfolgen, d. h. in einer Rich­ tung mit zumindest einer Komponente, die der mittleren Gas­ strömungsrichtung entgegengesetzt ist.

Die vorstehenden Ausführungen hinsichtlich der Anordnung der Rezirkulationseinrichtungen bzw. deren Rohre treffen selbst­ verständlich auch für einen vertikal angeordneten Behälter zu.

Insgesamt ermöglicht die Erfindung den Behälter mit einer praktisch beliebigen Form auszubilden, beispielsweise mit zylindrischem oder rechteckförmigem Querschnitt, und in Ver­ bindung mit einer liegenden oder stehenden Anordnung des Be­ hälters einen für die Installation einer derartigen Anlage vorgesehenen Raum optimal zu nutzen.

Durch eine Anpassung der Kanäle für die (interne) Rezirkula­ tion eines bestimmten Volumenstroms an beliebige Behälterfor­ men kann eine gute Reinigungswirkung und die störungsfreie Funktions der Vorrichtung praktisch unabhängig von der Behäl­ terform erreicht werden.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Reinigung von Rauchgas mit einem Behälter (1) der wenigstens eine Zuführöffnung (3) für das Rohgas und ein Ad-/Absorbens und wenigstens eine Abführöffnung (5) für das gereinigte Gas enthält, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Rezirkulationseinrichtung (7) für das Ad-/Absorbens vorgesehen ist,

• 1. mit einem innerhalb des Behälters gelegenen Ansaugbereich (41, 47) für das Gas-/Ad-/Absorbensgemisch,
• 2. mit einen daran angeschlossenen Kanal (9), der derart an­ geordnet ist, dass das Gas-/Ad-/Absorbensgemisch in einer Richtung quer oder mit einer Komponente entgegen der mitt­ leren Bewegungsrichtung des Ad-/Absorbens transportiert wird, und
• 3. mit einem am anderen Ende des Kanals im Behälter angeord­ neten Zuführbereich (39), der hinsichtlich der mittleren Bewegungsrichtung des Ad-/Absorbens dem Ansaugbereich vor­ gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zumindest eine Vorrichtung (19) zum Mischen und/oder Verwirbeln des Rohgases und des Ad-/Absorbens vorsehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (9) im Inneren des Behälters vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass der Kanal als Rohr (9) ausgebil­ det ist, in welchem ein Ventilatorflügel oder ein Schaufel­ rad (23) zur Erzeugung des Ansaug-Unterdrucks vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (9) im Bereich (13) des Ventilatorflügels oder Schaufelrads (23) einen vergrößerten Durchmesser oder Quer­ schnitt aufweist und dass in der Rohrwandung eine oder mehrere Öffnungen (39) für den Austritt des Gas-/Ad-/Ab­ sorbensgemischs vorhanden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (39) in der Rohrwandung im Bereich (13) des Rohrs (9) mit vergrößertem Durchmesser vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das Rohr (9) mit seinem oberen Ende mit der Innenwandung (11) der Behälterwandung verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilatorflügel oder das Schaufelrad (23) mit einer durch die Behälterwandung geführten, von einem außerhalb des Behälters (1) vorgesehenen Antrieb (27) angetriebenen Antriebswelle (25) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass im einem oberen Bereich des Behälters (1) zumindest eine Zuführöffnung für das Ad-/Ab­ sorbens vorgesehen ist und dass im Bereich der zumindest einen Zuführöffnung die zumindest eine Misch- und/oder Verwirbelungsvorrichtung angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Misch- und/oder Verwirbelungsvorrichtung einen Venti­ latorflügel oder ein Schaufelrad (21) umfasst, der bzw. das in dem gemäß den Ansprüchen 3 bis 7 vorgesehenen Rohr (9) oberhalb des Ventilatorflügels oder Schaufelrads (23) der Rezirkulationseinrichtung (7) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelräder (23, 21) der Rezir­ kulationseinrichtung (7) oder der Misch- und/oder Verwir­ belungsvorrichtung eine quer zur Längsrichtung des Rohrs (9) angeordnete dichte Grundplatte (23a, 21a) mit auf der betreffenden Oberfläche vorgesehenen Flügeln aufweisen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaufelräder (23, 21) der Rezir­ kulationseinrichtung (7) und der Misch- und/oder Verwirbe­ lungsvorrichtung eine gemeinsame Welle (25) enthalten und in dem Bereich (13) mit vergrößertem Querschnitt des Rohrs (9) angeordnet sind, wobei der Rohrbereich (29) oberhalb des Schaufelrads mit einem Zuführkanal (31) für das dem Behälter zuzuführende Ad-/Absorbens verbunden ist und wobei auch in der dem Schaufelrad (21) der Misch- und/oder Verwirbelungsvorrichtung benachbarten Wandung des Rohrs (9) eine oder mehrere Austrittsöffnungen (37) vorgesehen sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Rohrbereich oberhalb der Austrittsöffnungen (37) für das Schaufelrad (21) der Misch- und/oder Verwirbelungsvor­ richtung ein oder mehrere Ansaugöffnungen (17) für das Gas-/Ad-/Absorbensgemisch vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, dass mehrere Rezirkulationseinrich­ tungen (7) vorgesehen sind und dass die betreffenden An­ saugbereiche (41) an bezüglich der mittleren Bewegungs­ richtung des Ad-/Absorbens unterschiedlichen Positionen vorgesehen sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (9) unterschiedlich lang oder als teleskopartig verstellbare Rohre ausgebildet sind.