DE19748091A1

DE19748091A1 - Vorrichtung zur Behandlung von Abgas

Info

Publication number: DE19748091A1
Application number: DE19748091A
Authority: DE
Inventors: Teruo Watanabe; Hiromi Tanaka
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Ltd
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2017-10-31
Also published as: NL1007401C2; US5932179A; DE19748091C2; NL1007401A1; AU720010B2; JPH10128067A; JP3153773B2; AU4358897A

Description

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Abgas.

Beschreibung des Standes der Technik

In einer konventionellen Vorrichtung zur Behandlung von Abgas ist ein Katalysator, der eine sich bewegende Schicht bil det, zwischen zwei parallelen Jalousien angeordnet. Der Kataly sator wird dazu gebracht, sich in eine vertikale Richtung nach unten zu bewegen, während ein zu behandelndes Gas (im folgenden als Objektgas bezeichnet) in die sich bewegende Schicht durch eine Jalousie zugeführt wird, und das behandelte Gas durch die andere Jalousie entsorgt wird.

Fig. 1 ist eine schematisch Ansicht einer konventionellen Vorrichtung zur Behandlung von Abgas.

In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 31 einen Turm, in dem ein Objektgaseinlaß 34 und ein Auslaß 35 des behandelten Gases in entsprechend gegenüberstehende Seitenwände 32 und 33 ausge bildet sind. Das Innere des Turms 31 ist durch eine Einlaßja lousie 11 und eine Auslaßjalousie 12 unterteilt, die parallel zueinander angeordnet sind. Ein nicht dargestellter Katalysator ist zwischen der Einlaßjalousie 11 und der Auslaßjalousie 12 untergebracht, um so eine sich bewegende Schicht 10 zu bilden.

Ein Objektgas wird in die sich bewegenden Schicht 10 durch den Objektgaseinlaß 34 und die Einlaßjalousie 11 eingeführt. Das zugeführte Gas kontaktiert ausreichend einen Katalysator in der sich bewegenden Schicht 10, so daß der Staub gesammelt wird und das Gas desulfuriert und denitriert wird. Das so behandelte Gas wird von dem Auslaß des behandelten Gases durch die Auslaß jalousie 12 entsorgt.

In der Zwischenzeit wird der Katalysator in die sich bewe gende Schicht 10 durch eine Zuführöffnung 46 zugeführt, die an dem oberen Ende des Turms 31 ausgebildet ist, bewegt sich nach unten in der sich bewegenden Schicht 10 und wird durch eine Entsorgungsöffnung 16 entsorgt.

Eine Entsorgungswalze 18 ist an der Entsorgungsöffnung 16 angeordnet und wird in die Richtung des Pfeils mit einer vorbe stimmten Geschwindigkeit gedreht, so daß der Katalysator sich in der sich bewegenden Schicht 10 mit einer vorbestimmten Ge schwindigkeit nach unten bewegt und durch die Entsorgungsöff nung 16 entsorgt wird.

Der durch die Entsorgungsöffnung 16 entsorgte Katalysator zirkuliert zu der Zuführöffnung 46 über eine Regenerationsvor richtung 60 und eine Leitung 61 zurück. Bezugszeichen 13 und 14 bezeichnen untere Wände und Bezugszeichen 20 bezeichnet einen flußausrichtenden Konus.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht von wesentlichen Ab schnitten der konventionellen Vorrichtung zur Behandlung von Abgas.

Wie in der Fig. 2 dargestellt ist, wird ein Katalysator 19 in einem Raum untergebracht, der durch die Einlaßjalousie 11 und die Auslaßjalousie 12 definiert wird, die parallel zueinan der angeordnet sind, um so die sich bewegende Schicht 10 zu bilden. Die unteren Wände 13 und 14 erstrecken sich in schräger Richtung nach unten von den Bodenenden der entsprechenden Ein laß- und Auslaßjalousien 11 und 12. Der Abstand zwischen den unteren Wänden 13 und 14 wird allmählich in Richtung nach unten enger, um so die Entsorgungsöffnung 16 an den Bodenenden der unteren Wände 13 und 14 zu bilden. Die Entsorgungswalze 18 ist an der Entsorgungsöffnung 16 angeordnet. Der flußausrichtende Konus 20, der einen invertierten V-förmigen Querschnitt hat, ist entlang der Entsorgungsöffnung 16 in dem unteren Bereich der sich bewegenden Schicht 20 angeordnet, um so den Katalysa tor 19 gleichmäßig nach unten zu bewegen.

Jedoch ändert sich in der oben erwähnten konventionellen Vorrichtung zur Behandlung von Abgas die Form des Katalysators 19 von einem Muster a zu einem Muster b, während er sich in der sich bewegenden Schicht 10 nach unten bewegt.

In diesem Fall bewegt sich der Katalysator 19 nicht gleichmäßig in der sich bewegenden Schicht 10 und bewegt sich mit einer geringeren Geschwindigkeit in der Umgebung der Ein laßjalousie 11. Daher wird der Katalysator 19 in der Umgebung der Einlaßjalousie 11 mit Staub vollgesetzt, der in dem Objekt gas vorhanden ist. Ebenfalls stagniert der Katalysator 19 in einer Grenzschicht c zwischen der Einlaßjalousie 11 und der un teren Wand 13, einer Grenzschicht d zwischen der Auslaßjalousie 12 und der unteren Wand 14 und einer oberen Oberfläche e des flußausrichtenden Konus 20.

Um zu verhindern, daß der Katalysator 19 sich mit Staub vollsetzt und stagniert, wird eine Vorrichtung zur Behandlung von Abgas bereitgestellt (Bezug wird genommen auf die offenge legte japanische Patentanmeldung (Kokai) No. 7-136445), in der der Raum der sich bewegenden Schicht 10 in eine vordere Kammer und eine hintere Kammer durch eine perforierte Platte unter teilt wird, so daß der Katalysator 19 in der vorderen Kammer sich mit einer ausreichend höheren Geschwindigkeit bewegt, wie dies der Katalysator 19 in der hinteren Kammer tut.

Jedoch bewirkt in einer derartigen Vorrichtung zur Behand lung eines Abgases eine erhöhte Bewegungsgeschwindigkeit des Katalysators 19 in der vorderen Kammer, daß der Katalysator 19 ein Pulver aufgrund des Verschleißes bildet und bewirkt das Zerstäuben des so geformten Pulvers. So erhöht sich die Staub konzentration in dem Auslaß 35 des behandelten Gases (Fig. 1) entsprechend, was in einem Versagen resultiert, das Rauchgas, das von einem nicht dargestellten Stapel entlassen wurde, auf einen unsichtbaren Pegel zu reduzieren (5 bis 10 mg/Nm³).

Falls die Bewegungsgeschwindigkeit des Katalysators 19 in der vorderen Kammer begrenzt wird, erniedrigen sich die Desul furierungseffizienz und Denitrierungseffizienz des Katalysators 19 entsprechend.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben erwähnten Probleme in der konventionellen Vorrichtung zur Be handlung von Abgas zu lösen und eine Vorrichtung zur Behandlung eines Abgases zu schaffen, die das Vollsetzen des Katalysators mit Staub oder das Stagnieren verhindert, ausreichend die Staubkonzentration an einem Auslaß des behandelten Gases redu ziert und die Desulfurierungseffizienz und Denitrierungseffizi enz des Katalysators erhöht.

Zur Lösung der obigen Aufgabe schafft die vorliegende Er findung eine Vorrichtung zur Behandlung eines Abgases, die ein Einlaßglied, ein Auslaßglied zur Definition einer sich bewegen den Schicht in Kombination mit dem Einlaßglied, eine erste per forierte Platte, die zwischen dem Einlaßglied und dem Auslaß glied zur Definition einer Vorderkammer in Kombination mit dem Einlaßglied angeordnet ist, eine zweite perforierte Platte, die zwischen dem Einlaßglied und dem Auslaßglied zur Definition ei ner mittleren Kammer in Kombination mit der ersten perforierten Platte und zur Definition einer hinteren Kammer in Kombination mit dem Auslaßglied angeordnet ist, und Flußsteuervorrichtungen aufweist, die an den unteren Enden der vorderen, mittleren und hinteren Kammern zum Einstellen der Bewegungsgeschwindigkeit des Katalysators in der vorderen, mittleren und hinteren Kammer angeordnet sind.

Die Flußsteuervorrichtungen werden so eingestellt, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Katalysators in der Vorderkammer höher ist als diejenige in der mittleren Kammer und die Bewe gungsgeschwindigkeit des Katalysators in der mittleren Kammer höher ist als diejenige in der hinteren Kammer.

Selbst wenn ein Objektgas mit einer hohen Staubkonzentra tion in die vordere Kammer zugeführt wird, bewirkt daher die hohe Bewegungsgeschwindigkeit des Katalysators in der vorderen Kammer, daß das Objektgas gleichförmig durch die Katalysator schicht fließt, um so den Druckverlust des Gasflusses zu redu zieren.

So kann verhindert werden, daß der Katalysator in der vor deren Kammer sich mit Staub vollsetzt oder stagniert. Die hohe Bewegungsgeschwindigkeit des Katalysators bewirkt, daß das Ob jektgas sich gleichförmig durch die sich bewegende Schicht aus breitet.

Ebenfalls bewirkt die hohe Bewegungsgeschwindigkeit des Katalysators in der mittleren Kammer, daß das Objektgas gleich förmig durch die Katalysatorschicht fließt, um so den Druckver lust des Gasflusses zu reduzieren.

Entsprechend kann verhindert werden, daß der Katalysator in der mittleren Kammer sich mit Staub vollsetzt oder sta gniert.

Ferner kann die geringe Bewegungsgeschwindigkeit des Kata lysators in der hinteren Kammer verhindern, daß der Katalysator ein Pulver bildet, das sonst aufgrund des Verschleißes auftre ten würde und das so ausgebildete Pulver kann am Zerstäuben ge hindert werden.

Daher bleibt die Staubkonzentration an dem Auslaß des be handelten Gases niedrig.

In einer weiteren Vorrichtung zur Behandlung von Abgas ge mäß der vorliegenden Erfindung wird die Bewegungsgeschwindig keit v2 des Katalysators in der mittleren Kammer auf (2/3).v1 bis (1/5).v1 eingestellt, wobei v1 die Bewegungsgeschwindigkeit des Katalysators in der vorderen Kammer ist, und die Bewegungs geschwindigkeit v3 des Katalysators in der hinteren Kammer wird auf (2/3).v2 bis (1/5).v2 eingestellt, wobei v2 die Bewegungs geschwindigkeit des Katalysators in der mittleren Kammer ist.

In einer weiteren Vorrichtung zur Behandlung von Abgas ge mäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Schichtdicke der Vorderkammer 10% bis 20% der Gesamtdicke der sich bewegenden Schicht, und die Schichtdicke der mittleren Kammer beträgt 20% bis 45% der Gesamtdicke der sich bewegenden Schicht.

Da die Schichtdicke der Vorderkammer 10% bis 20% der Ge samtdicke der sich bewegenden Schicht ist, wird der Pulverdruck in der Vorderkammer relativ niedrig, so daß das Objektgas sich gleichförmig durch die sich bewegende Schicht ausbreitet. Da das Volumen der vorderen Kammer ausreichend klein im Vergleich mit demjenigen der gesamten sich bewegenden Schicht ist, ist der Verschleiß des Katalysators in der vorderen Kammer gering.

Da die Schichtdicke der mittleren Kammer 20% bis 45% der Gesamtdicke der sich bewegenden Schicht beträgt, ist ebenfalls die Staubsammeleffizienz in der mittleren Kammer relativ hoch.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die Struktur und Merkmale der Vorrichtung zur Behandlung des Abgases gemäß der vorliegenden Erfindung werden sofort ge würdigt werden, wenn sie besser durch Bezug auf die Zeichnungen verstanden werden, in denen:

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht einer konventionellen Vorrichtung zur Behandlung von Abgas;

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht von wesentlichen Ab schnitten der konventionellen Vorrichtung zur Behandlung von Abgas;

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung zur Behandlung von Abgas gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ist ein Verteilungsdiagramm der Bewegungsgeschwin digkeiten von Aktivkohle in der ersten Ausführungsform;

Fig. 5 ist ein Verteilungsdiagramm von Druckverlusten ei nes Gasflusses in der sich bewegenden Schicht der ersten Aus führungsform unter normalen Bedingungen;

Fig. 6 ist ein Verteilungsdiagramm von Druckverlusten ei nes Gasflusses in der sich bewegenden Schicht der ersten Aus führungsform unter ungewöhnlichen Bedingungen;

Fig. 7 ist ein Diagramm, das eine Staubsammelcharakteri stik der Aktivkohle zeigt;

Fig. 8 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit der Aktivkohle und einem Druckverlust in einer mittleren Kammer in der ersten Ausführungsform zeigt;

Fig. 9 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit der Aktivkohle in einer hinteren Kam mer und der Staubkonzentration in der ersten Ausführungsform zeigt; und

Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung zur Behandlung von Abgas gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im nachfolgenden im Detail unter Verweis auf die Zeichnungen be schrieben werden.

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung zur Behandlung von Abgas gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 3 bezeichnet Bezugszeichen 31 einen Turm, dessen gegenüberstehende Seitenwände 32 und 33 einen Objektgaseinlaß 34 und einen entsprechenden Auslaß 35 des behandelten Gases aufweisen. Das Innere des Turms 31 ist durch eine Einlaßjalou sie 37, die als Einlaßglied dient, eine erste perforierte Platte 61, eine zweite perforierte Platte 62 und eine perfo rierte Auslaßplatte 39, die als Auslaßglied dient, unterteilt. Nicht dargestellte Aktivkohle (A.C.), die als Katalysator dient, ist in dem Raum zwischen der Einlaßjalousie 37 und der perforierten Auslaßplatte 39 angeordnet, um so eine sich bewe gende Schicht 60 zu bilden. Die vorliegende Ausführungsform verwendet eine Einlaßjalousie 37 mit einem geringeren Oberflä che, um so zu verhindern, daß Staub an deren Oberfläche haftet. Eine Auslaßjalousie kann anstelle der perforierten Auslaßplatte 39 verwendet werden.

Eine vordere Kammer 64 ist zwischen der Einlaßjalousie 37 und der ersten perforierten Platte 61 definiert, eine mittlere Kammer 65 ist zwischen der ersten perforierten Platte 61 und der zweiten perforierten Platte 62 definiert, und eine hintere Platte 66 ist zwischen der zweiten perforierten Platte 62 und der perforierten Auslaßplatte 39 definiert.

Ein Objektgas wird in die vordere Kammer 64 durch den Ob jektgaseinlaß 34 und dann die Einlaßjalousie 37 zugeführt. Wäh rend dieser Zufuhr ist die Flußrate des Objektgases extrem niedrig, insbesondere 1/10 bis 1/20 derjenigen in einem nicht dargestellten Kanal. Daher wird bewirkt, daß der in dem Objekt gas enthaltene Staub sich durch Gravitation in der vorderen Kammer 64 absetzt. Danach wird das Objektgas in die mittlere Kammer 65 durch die erste perforierte Platte 61 zugeführt und wird dann in die hintere Kammer 66 durch die zweite perforierte Platte 62 zugeführt. Das behandelte Gas wird von dem Auslaß 35 des behandelten Gases durch die perforierte Auslaßplatte 39 entsorgt.

In der Zwischenzeit wird die Aktivkohle in die vordere Kammer 64, die mittlere Kammer 65 und die hintere Kammer 66 durch eine Zuführöffnung 46 zugeführt, die an dem oberen Ende des Turms 31 ausgebildet ist. Die zugeführte Aktivkohle bewegt sich in der vorderen Kammer 64, der mittleren Kammer 65 und der hinteren Kammer 66 nach unten und wird dann von entsprechenden Entsorgungstrichtern entsorgt. In der vorderen Kammer 64, der mittleren Kammer 65 und der hinteren Kammer 66 trifft das Ob jektgas mit die Aktivkohle und breitet sich aus, so daß der Staub durch die Aktivkohle gesammelt und eine Desulfurierung und Denitrierung durchgeführt wird.

Die Entsorgungstrichter 47, 48 und 49 haben eine asymme trische Form und umfassen entsprechend einen Seitenwandab schnitt 47a, der sich in vertikaler Richtung von dem Bodenende der Einlaßjalousie 37 nach unten erstreckt, einen Seitenwandab schnitt 48a, der sich in vertikaler Richtung von dem Bodenende der ersten perforierten Platte 61 nach unten erstreckt, und ei nen Seitenwandabschnitt 49a, der sich in vertikaler Richtung von dem Bodenende der perforierten Auslaßplatte 39 nach unten erstreckt. Nachdem die Aktivkohle entlang der Einlaßjalousie 37 der ersten perforierten Platte 61 und der perforierten Auslaß platte 39 nach unten bewegt worden ist, bewegt sie sich daher gleichförmig entlang der entsprechenden Seitenwände 47a, 48a und 49a ohne Stagnation nach unten.

Ferner haben die Entladungstrichter 47, 48 und 49 an ihren Bodenenden entsprechende erste Entsorgungsöffnungen 47b, 48b und 49b, an denen entsprechende Entsorgungswalzen 47c, 48c und 49c, die als Flußsteuervorrichtungen dienen, angeordnet sind. Durch die Einstellung der Drehgeschwindigkeiten der Entsor gungswalzen 47c, 48c und 49c werden die Bewegungsgeschwindig keiten v1, v2 und v3 der Aktivkohle entsprechend in der vorde ren Kammer 64, der mittleren Kammer 65 und der hinteren Kammer 66 eingestellt. In diesem Fall wird, da die erste perforierte Platte 61 zwischen der vorderen Kammer 64 und der mittleren Kammer 65 angeordnet ist, und die zweite perforierte Platte zwischen der mittleren Kammer 65 und der hinteren Kammer 66 an geordnet ist, die Aktivkohle daran gehindert, daß sie sich durch die erste perforierte Platte 61 und die zweite perfo rierte Platte 62 bewegt. Daher kann die Bewegungsgeschwindig keit der Aktivkohle unterschiedlich in v1, v2 und v3 für die vordere Kammer 64, die mittlere Kammer 65 und die entsprechende hintere Kammer 66 eingestellt werden.

Nachdem die Aktivkohle in der vorderen Kammer 64, der mittleren Kammer 65 und der hinteren Kammer 66 sich nach unten bewegt hat, wird sie von den entsprechenden ersten Entsorgungs öffnungen 47b, 48b und 49b entsorgt und wird dann von einer zweiten Entsorgungsöffnung 59 über einen Sammeltrichter 52 ent sorgt. Ein Zuführventil 46a ist an der Zuführöffnung 46 ange ordnet und ein Entsorgungsventil 49a ist an der zweiten Entsor gungsöffnung 49 angeordnet.

Die Bewegungsgeschwindigkeit v1 der Aktivkohle in der vor deren Kammer 64 wird am höchsten eingestellt (2- bis 5mal der jenigen einer konventionellen Vorrichtung zur Behandlung von Abgas).

In diesem Fall, selbst wenn ein Objektgas mit einer Staub konzentration von nicht weniger als 200 mg/Nm³, beispielsweise 350 bis 500 mg/Nm³, in die vordere Kammer 64 zugeführt wird, und daher die Menge des pro Korn der Aktivkohle gesammelten Staubes relativ groß ist, durchläuft das Objektgas die Aktiv kohleschicht gleichförmig, so daß sein Druckverlust relativ klein gehalten wird.

Daher kann verhindert werden, daß die Aktivkohle sich mit Staub vollsetzt oder stagniert. Aufgrund der hohen Bewegungsge schwindigkeit v1 der Aktivkohle kann sich das Objektgas gleich förmig durch die gesamte sich bewegende Schicht 60 ausbreiten.

Entsprechend den experimentellen Befunden beträgt eine Schichtdicke d1 der vorderen Kammer 64 von ungefähr 10% bis 20% der Gesamtdicke der sich bewegenden Schicht 60. Als Ergeb nis wird die Reibung der Aktivkohle an der Eingangsjalousie 37 reduziert, wobei die erste perforierte Platte 61, etc. signifi kant zu einer Reduktion eines Pulverdruckes in der Vorderkammer 64 beiträgt. Daher kann das durch die Eingangsjalousie 37 zuge führte Objektgas sich gleichförmig durch die gesamte sich bewe gende Schicht 60 ausbreiten. Da das Volumen der vorderen Kammer ausreichend klein im Vergleich mit derjenigen der gesamt sich bewegenden Schicht 60, d. h. ein SV-Wert, ist daher der Ver schleiß der Aktivkohle gering.

In der vorderen Kammer 64 können nicht dargestellte Unter teilungen senkrecht zur ersten perforierten Platte 61 angeord net werden (angeordnet in 1-Meter-Intervallen für eine Abgasbe handlungsvorrichtung mit einer Höhe von nicht weniger als 20 m), um so weiter den Pulverdruck zu reduzieren.

Da die Menge des pro Korn der Aktivkohle gesammelten Stau bes relativ groß in der Vorderkammer 64 ist, wird in der mitt leren Kammer 65 die Bewegungsgeschwindigkeit v2 der Aktivkohle auf (2/3).v1 bis (1/5).v1, vorzugsweise (1/2).v1 bis (1/3).v1 eingestellt.

Daher passiert das Objektgas die Aktivkohle gleichförmig, so daß sein Druckverlust relativ klein gehalten werden kann, wodurch verhindert wird, daß die Aktivkohle sich mit Staub vollsetzt oder stagniert.

Eine Schichtdicke d2 der mittleren Kammer 65 wird basierend auf der Staubkonzentration an dem Objektgaseinlaß 34 und eine Staubsammeleffizienz eingestellt, insbesondere auf 20 bis 45% der Gesamtdicke der sich bewegenden Schicht 66 in der vorlie genden Ausführungsform. Die Staubsammeleffizienz hängt von der Korngrößenverteilung des in einem Objektgas enthaltenen Staubes ab, der Korngröße der Aktivkohle, der Flußrate des Objektgases oder dergleichen. Daher wird die Schichtdicke d2 der mittleren Kammer 65 in Übereinstimmung mit der Korngrößenverteilung des in dem Objektgas enthaltenen Staubs, der Korngröße der Aktiv kohle, der Flußrate des Objektgases oder dergleichen einge stellt.

In der hinteren Kammer 66 wird die Bewegungsgeschwindig keit v3 der Aktivkohle in Übereinstimmung mit der Staubkonzen tration des behandelten Gasauslasses 35 eingestellt, insbeson dere auf (2/3).v2 bis (1/5).v2, vorzugsweise (1/2).v2 bis (1/3).v2. In diesem Fall ist die Bewegungsgeschwindigkeit v3 der Aktivkohle relativ gering, wodurch verhindert wird, daß die Aktivkohle ein Pulver formt, was sonst aufgrund des Verschlei ßes geschehen würde und verhindert wird, daß das so geformte Pulver zerstäubt wird. Daher ist die Staubkonzentration an dem Auslaß 35 des behandelten Gases niedrig geblieben.

Eine Schichtdicke d3 der hinteren Kammer 66 wird durch Subtraktion der Summe der Schichtdicke d1 der vorderen Kammer 64 und der Schichtdicke d2 der mittleren Kammer 65 von der Ge samtdicke der sich bewegenden Schicht 60 erzielt.

Der zuvor erwähnte SV-Wert wird basierend auf der Desulfu rierungseffizienz und der Denitrierungseffizienz berechnet, die zum Behandeln eines Objektgases benötigt wird. Basierend auf dem so berechneten SV-Wert wird die Gesamtdicke der sich bewe genden Schicht 60 berechnet.

Eine gewünschte Desulfurierungseffizienz kann relativ ein fach durch eine geeignete Auswahl einer Raumgeschwindigkeit (der Flußrate eines Objektgases) in der sich bewegenden Schicht 60 und der Aufenthaltszeit der Aktivkohle (entsprechend einem mittleren Wert der Bewegungsgeschwindigkeiten v1, v2 und v3 der Aktivkohle in der vorderen Kammer 64, der mittleren Kammer 65 und der hinteren Kammer 66) erzielt werden. Ferner wird die De nitrierungseffizienz stark durch die SO₂-Konzentration, NO_x-Konzentration, die Objektgastemperatur oder dgl. an dem Objekt gaseinlaß 34 beeinflußt. Daher werden die Dimensionen des Turms 31 und die Aufenthaltszeit der Aktivkohle in Übereinstimmung mit der Denitrierungseffizienz eingestellt.

Wenn die Aktivkohle, die durch die Zuführöffnung 46 zuge führt wurde, in die sich bewegende Schicht 60 durch das Zuführ ventil 46a fällt, werden basierend auf dem Schüttwinkel der Körner, Grobkörner zur vorderen Kammer 64 und in einen Bereich der hinteren Kammer 66 nahe der perforierten Auslaßplatte 39 verteilt, während feine Körner in die mittlere Kammer 65 und in einen Bereich der hinteren Kammer 66 nahe der zweiten perfo rierten Platte 62 verteilt werden.

Selbst wenn ein Objektgas mit einer hohen Staubkonzentra tion in die vorderer Kammer 64 zugeführt wird, wird daher die Aktivkohle sich nicht mit Staub vollsetzen oder stagnieren, da die groben Körner der Aktivkohle in die vordere Kammer 64 be wegt werden. Da die groben Körner der Aktivkohle in den Bereich der hinteren Kammer 66 nahe der perforierten Auslaßplatte 39 bewegt werden, bildet die Aktivkohle kein zerstäubendes Pulver.

Da die feinen Körner der Aktivkohle sich durch die mitt lere Kammer 65 und den Bereich der hinteren Kammer 66 nahe der zweiten perforierten Platte 62 bewegen, wird das Objektgas in der mittleren Kammer 65 und dem Bereich der hinteren Kammer 66 nahe der zweiten perforierten Platte 62 desulfuriert und deni triert.

Als nächstes werden die Verteilungen der Bewegungsge schwindigkeiten v1, v2 und v3 der Aktivkohle in der entspre chenden vorderen Kammer 64, der mittleren Kammer 65 und der hinteren Kammer 66 beschrieben.

Fig. 4 ist ein Verteilungsdiagramm der Bewegungsgeschwin digkeiten der Aktivkohle in der ersten Ausführungsform. In Fig. 4 wird eine Position in der sich bewegenden Schicht 60 (Fig. 3) in Richtung der Schichtdicke entlang der Abszissenachse aufge tragen, während der Fallabstand pro Einheitszeit der Aktivkohle entlang der Ordinatenachse dargestellt ist.

In diesem Fall werden die Bewegungsgeschwindigkeiten v1, v2 und v3 der Aktivkohle in der entsprechenden vorderen Kammer 64, der mittleren Kammer 65 und der hinteren Kammer 66 wie folgt angenommen:

v1 : v2 : v3 = 4 : 2 : 1.

Wenn die Staubkonzentration an dem Objektgaseinlaß 34 zu nimmt, werden die entsprechenden Schichtdicken d1 und d2 der vorderen Kammer 64 und der mittleren Kammer 65 derart einge stellt, daß d1 und d2 zu einem größeren Teil der Gesamtdicke der sich bewegenden Schicht 60 beitragen und die Bewegungsge schwindigkeiten v1 und v2 werden erhöht.

Wenn eine höhere Staubsammeleffizienz benötigt wird, wird die Schichtdicke d2 der mittleren Kammer 65 erhöht und die Be wegungsgeschwindigkeit v2 wird ebenfalls erhöht.

Ferner, wenn die Staubkonzentration an dem Auslaß 35 des behandelten Gases erniedrigt werden soll, wird die Schichtdicke d3 der hinteren Kammer 66 erhöht und die Bewegungsgeschwindig keit v3 wird ebenfalls erhöht.

Als nächstes wird eine Druckverlustverteilung beschrieben werden.

Fig. 5 ist ein Verteilungsdiagramm der Druckverluste in der sich bewegenden Schicht der ersten Ausführungsform unter normalen Bedingungen. Fig. 6 ist ein Verteilungsdiagramm der Druckverluste in der sich bewegenden Schicht der ersten Ausfüh rungsform unter ungewöhnlichen Bedingungen. In den Fig. 5 und 6 ist ein Druckverlust entlang der Abszissenachse aufgetra gen, während eine vertikale Position in der sich bewegenden Schicht entlang der Ordinatenachse aufgetragen ist.

In den Fig. 5 und 6 bezeichnet ein Symbol L1 einen Druckverlust in der vorderen Kammer 64 (Fig. 3), L2 bezeichnet einen Druckverlust in der mittleren Kammer 65, und L3 bezeich net einen Druckverlust in der hinteren Kammer 66.

Wenn die sich bewegende Schicht 60 normal funktioniert, ist der Druckverlust in jeder der vorderen, mittleren und hin teren Kammern 64, 65 und 66 so, wie es in der Fig. 5 darge stellt ist.

Insbesondere erhöht sich der Druckverlust leicht an den oberen Abschnitten der vorderen und hinteren Kammern 64 und 66 und an dem unteren Abschnitt der mittleren Kammer 65. Wenn die Druckverlustverteilung sich kaum entlang einer vertikalen Rich tung ändert, wie dies in der Fig. 5 dargestellt ist, zeigt dies an, daß die Aktivkohle sich mit geeigneten Geschwindigkeiten v1, v2 und v3 bewegt und die Aktivkohle wird sich nicht mit Staub vollsetzen oder stagnieren. In diesem Fall bleibt die auftretende Dichte und die Dichteporosität der Aktivkohle ent lang einer vertikalen Richtung unverändert.

Da die Schichtdicke d2 der mittleren Kammer 65 geeignet eingestellt ist, und die Schichtdicke d3 der hinteren Kammer 66 relativ groß eingestellt ist, wird ein Druckverlust in der hin teren Kammer 66 größer als derjenige in der mittleren Kammer 65. Wenn ein proportionales Verhältnis zwischen einem Druckver lust und der Schichtdicken d1, d2 und d3 etabliert wird, zeigt dies daher an, daß die Aktivkohle sich mit geeigneten Geschwin digkeiten v1, v2 und v3 bewegt, und die Aktivkohle wird nicht mit Staub vollgesetzt oder stagniert.

Im Gegensatz dazu, wenn die sich bewegende Schicht 60 nicht richtig funktioniert, wird ein Druckverlust in jeder der vorderen, mittleren und hinteren Kammern 64, 65 und 66 wie bei spielsweise in der Fig. 6 dargestellt.

Wenn ein Druckverlust an dem unteren Abschnitt der mittle ren Kammer 65 exzessiv groß wird, fließt daher ein Objektgas gestört in Richtung des oberen Abschnitts des Turms 31. Daher zerstäubt Staub wieder in den oberen Abschnitten der hinteren Kammer 66 und die Aktivkohle wird sich mit Staub in dem unteren Abschnitt der mittleren Kammer 65 vollsetzen oder stagnieren.

Als nächstes werden die Schichtdicken d1, d2 und d3 der entsprechenden vorderen Kammer 64, der mittleren Kammer 65 und der hinteren Kammer 66 beschrieben werden.

Fig. 7 ist ein Diagramm, das eine Staubsammelcharakteri stik der Aktivkohle zeigt. In Fig. 7 ist die Schichtdicke der Aktivkohle entlang der Abszissenachse aufgetragen, und die Staubsammeleffizienz der Aktivkohle ist entlang der Ordina tenachse aufgetragen.

Wenn säulenartige Aktivkohle mit einem mittleren Durchmes ser von 7 bis 9 mm zur Filtration und Sammeln des feinen Staubs mit einer mittleren Korngröße von 30 µm verwendet wird, muß die Dicke der Aktivkohleschicht nicht erhöht werden, wie dies sein müßte, um die Effizienzen des Desulfurierens und Denitrierens zu erhöhen. In Abhängigkeit von der Temperatur eines Objektga ses genügen die Schichtdicken d_D, d_S und d_N, die entsprechend zur zunehmenden Staubsammeleffizienz, Desulfurierungseffizienz und Denitrierungseffizienz benötigt werden, der folgenden Glei chung:

d_N < d_S < d_D.

Es kann der Fig. 7 entnommen werden, daß eine Staubsam meleffizienz von 85% bis 90% durch den Gebrauch einer Schichtdicke von 30% der Gesamtdicke der Aktivkohleschicht er zielt werden kann.

Daher kann die Schichtdicke d2 der mittleren Kammer 65 entsprechend der Staubkonzentration, der Staubsammelschwierig keit usw. variiert werden.

Als nächstes wird die Bewegungsgeschwindigkeit v2 der Ak tivkohle in der mittleren Kammer 65 beschrieben werden.

Fig. 8 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit der Aktivkohle und einem Druckverlust in der mittleren Kammer in der ersten Ausführungsform dar stellt. In der Fig. 8 ist die Bewegungsgeschwindigkeit der Ak tivkohle in der mittleren Kammer 65 (Fig. 3) entlang der Abs zissenachse aufgetragen, während ein Druckverlust in der mitt leren Kammer 65 entlang der Ordinatenachse aufgetragen ist.

Wie im vorangegangenen erwähnt wurde, trägt eine Schicht dicke, wie sie für das Sammeln von Staub benötigt wird, nicht zu einem großen Teil der Gesamtdicke der sich bewegenden Schicht 60 bei, d. h. der meiste Staub kann durch die Verwendung eines relativ dünnen Abschnitts der sich bewegenden Schicht 60 gesammelt werden. Daher ist in einem derartigen Abschnitt der sich bewegenden Schicht 60 die Staublast pro Korn der Aktiv kohle relativ groß.

In der mittleren Kammer 65 erfüllt die Bewegungsgeschwin digkeit v2 der Aktivkohle und eines Druckverlusts die Glei chung, wie sie in der Fig. 8 dargestellt ist. In der vorliegen den Ausführungsform existiert ein Wendepunkt bei ungefähr 0,1 bis 0,15 m/h der Bewegungsgeschwindigkeit v2. Daher beträgt in der mittleren Kammer eine Grenze der Bewegungsgeschwindigkeit v2 vorzugsweise 0,15 bis 0,2 m/h aus Sicherheitsgründen.

Als nächstes wird die Staubkonzentration an dem Auslaß 35 des behandelten Gases beschrieben werden.

Fig. 9 ist eine Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Bewegungsgeschwindigkeit der Aktivkohle in der hinteren Kammer und der Staubkonzentration in der ersten Ausführungsform darstellt. In der Fig. 9 ist die Bewegungsgeschwindigkeit der Aktivkohle in der hinteren Kammer 66 (Fig. 3) entlang der Abs zissenachse dargestellt, während die Staubkonzentration an dem Auslaß 35 des behandelten Gases 35 entlang der Ordinatenachse aufgetragen ist.

Um die Staubkonzentration an dem Auslaß 35 des behandelten Gases 35 auf beispielsweise 10 bis 20 mg/Nm³ zu reduzieren, muß die Bewegungsgeschwindigkeit v3 der Aktivkohle in der hinteren Kammer 66 soweit wie möglich erniedrigt werden, um so zu ver hindern, daß die Aktivkohle ein zerstäubendes Pulver bildet.

Die Staubkonzentration an dem Auslaß 35 des behandelten Gases 35 hängt von der mittleren Korngröße des Staubs und der Flußrate eines Objektgases ab, kann aber reduziert werden, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit v3 der Aktivkohle in der hinteren Kammer 66 auf nicht größer als 0,15 m/h eingestellt wird, vor zugsweise nicht größer als 0,1 m/h.

Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorlie genden Erfindung beschrieben werden.

Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung zur Behandlung von Abgas gemäß der zweiten Ausführungsform der vor liegenden Erfindung. Die gleichen Merkmale wie diejenigen der ersten Ausführungsform werden durch gemeinsame Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird ausgelassen.

In der zweiten Ausführungsform ist ein konischer Kanal 342 zwischen einem Objektgaseinlaß 341 und einer Einlaßjalousie 37 ausgebildet, und ein konischer Kanal 352 ist zwischen einem Auslaß 351 des behandelten Gases 351 und einer perforierten Auslaßplatte 39 ausgebildet. Entsprechend hat ein in den koni schen Kanal 342 durch den Objektgaseinlaß 341 eingeführtes Ob jektgas eine Flußrate so niedrig wie 1/10 bis 1/20 derjenigen in einem nicht dargestellten Kanal, der an dem Auslaß 351 des behandelten Gases angeordnet ist, so daß ein nicht dargestell ter Staub sich in dem konischen Kanal 342 absetzt. Als Ergebnis breitet sich das von dem konischen Kanal 342 in eine vordere Kammer 64 zugeführte Objektgas weiter aus.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschrie benen Ausführungsformen begrenzt. Zahlreiche Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung sind im Rahmen der vor liegenden Erfindung möglich, und sie werden nicht von dem Rah men der vorliegenden Erfindung ausgeschlossen.

Claims

1. Vorrichtung zur Behandlung eines Abgases, die aufweist:

(a) ein Einlaßglied;
(b) ein Auslaßglied zur Definition einer sich bewegenden Schicht in Zusammenhang mit dem Einlaßglied;
(c) eine erste perforierte Platte, die zwischen dem Ein laßglied und dem Auslaßglied zur Definition einer vorderen Kam mer in Kombination mit dem Einlaßglied angeordnet ist;
(d) eine zweite perforierte Platte, die zwischen dem Ein laßglied und dem Auslaßglied zur Definition einer mittleren Kammer in Kombination mit der ersten perforierten Platte und zur Definition einer hinteren Kammer in Kombination mit dem Auslaßglied angeordnet ist; und
(e) Flußkontrollvorrichtungen, die an den Bodenenden der vorderen, mittleren und hinteren Kammern zum Einstellen der Be wegungsgeschwindigkeit des Katalysators in der vorderen, mitt leren und hinteren Kammer angeordnet sind, wobei
(f) die Flußkontrollvorrichtungen so eingestellt sind, daß die Bewegungsgeschwindigkeit des Katalysators in der vorderen Kammer höher ist als diejenige in der mittleren Kammer, und die Bewegungsgeschwindigkeit des Katalysators in der mittleren Kam mer höher ist als diejenige in der hinteren Kammer.

2. Vorrichtung zur Behandlung eines Abgases nach Anspruch 1, worin die Bewegungsgeschwindigkeit v2 des Katalysators in der mittleren Kammer auf (2/3).v1 bis (1/5).v1 eingestellt wird, wobei v1 die Bewegungsgeschwindigkeit des Katalysators in der vorderen Kammer ist, und die Bewegungsgeschwindigkeit v3 des Katalysators in der hinteren Kammer auf (2/3).v2 bis (1/5).v2 eingestellt wird, wobei v2 die Bewegungsgeschwindigkeit der Ak tivkohle in der mittleren Kammer ist.

3. Vorrichtung zur Behandlung eines Abgases nach Anspruch 1, worin die Schichtdicke der vorderen Kammer 10% bis 20% der Gesamtdicke der sich bewegenden Schicht beträgt, und die Schichtdicke der mittleren Kammer 20% bis 45% der Gesamtdicke der sich bewegenden Schicht beträgt.