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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rauchgasreinigung in Ziegelein
mittels eines zumindest teilweise mit einem Sorptionsmaterial gefüllten Sorptionsbehälters – ein Einbindungs-
und Vermischungsturm –,
der das Sorptionsmaterial von oben nach unten oder von unten nach
oben durchtritt, wobei es vom Rauchgas durchströmt wird und bei dem eine bestimmte
Menge des aus dem Sorptionsbehälter
abgezogenen und teilgesättigten
Sorptionsmaterial mit einem ungesättigten Sorptionsmaterial gemischt
und in den Sorptionsbehälter
rückgeführt wird.
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Die
EP-A-0293688 zeigt ein Verfahren mit den Merkmalen „a" und „b" des Anspruches 1,
wobei das Sorptionsmaterial abgekühlt wird. Analoges gilt für die EP-A-0463367. In den
Rauchgasstrom wird dabei Wasser eingesprüht.
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Das
in Rede stehende Verfahren ist zur Reinigung von Rauchgasen geeignet,
welche in Industriebetrieben, beispielsweise in Ziegeleien, anfallen. Die
Rauchgasreinigung ist notwendig, um die gasförmigen Verunreinigungen, beispielsweise
Fluor-Verunreinigungen,
zu absorbieren.
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Eine
nach dem Verfahren arbeitende Anlage ist so ausgelegt, dass ein
Teil des Sorptionsmaterials nach dem Abziehen aus dem Sorptionsbehälter entsorgt
wird und eine bestimmte Menge des zum Teil gesättigten Sorptionsmaterials,
welches noch reaktionsfähig
ist, mit ungesättigtem
Sorptionsmaterial, das heißt,
noch nicht benutztem Sorptionsmaterial, gemischt wird. Als Sorptionsmaterial
kommt normalerweise ein kalkhaltiges Material, beispielsweise Kalksplit
in Frage, welches noch mit Wasser angereichert wird. Das Mischen
des teilgesättigten
Sorptionsmaterials mit dem ungesättigten
Sorptionsmaterial ist problematisch, da die Temperatur des teilweise gesättigten
Sorptionsmaterials relativ hoch ist, beispielsweise bei ca. 200 °C liegt.
Die Reaktionsfähigkeit
des Sorptionsmaterials nimmt außerdem
bei höheren
Temperaturen ab.
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Die
US-A-4782772 zeigt die Merkmale „a" und „b" des Anspruches 1. Das Sorptionsmaterial wird
dabei abgekühlt
und einer Wasserbehandlung unterzogen, wobei eine Hydratisierung
in einem Reaktionsgefäß erfolgt.
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Aus
der
DE 27 55 314 A1 ist
ein Verfahren zur absorptiven Entfernung von Schwefeldioxid, Chlor
und Fluor aus Abgasen von Kesselanlagen bekannt. Es werden jedoch
trockene Sorbentien verwendet. Nach diesem Verfahren wird mit einem
körnigen,
jedoch nicht regenerierbaren Sorbens mit hoher Abriebsfestigkeit
gearbeitet. Für
die Sorption wird ein sog. Wanderbett-Reaktor verwendet. Bei diesem Verfahren
wird auf eine Regeneration verzichtet, um die Kosten für diesen
Verfahrensschritt einzusparen. Außerdem sollen die Kosten für eine Weiterverarbeitung
der ausgetriebenen Schadstoffe entfallen. Das beladene Sorbens kann
bei diesem Verfahren direkt weiterverwendet werden oder ggf. zusammen
mit einer Kesselachse einer geordneten Deponie zugeführt werden.
Bei diesem Verfahren wird also das beladene Sorbens nicht zur weiteren
Reinigung von Rauchgasen verwendet, sondern es findet eine anderweitige
Nutzung statt, wobei jedoch in der Praxis das benutzte Sorbens deponiert
wird. Da jedoch heutzutage die Menge von zu deponierendem Material
so klein wie möglich
sein sollte, ist dieses Verfahren nicht zeitgemäß.
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Aus
der
DE 39 20 146 A1 ist
ein Verfahren zum Veraschen und Entschwefeln von gasförmigen Abströmen bekannt,
die einen wesentlichen Anteil an schwefelhaltigen Verbindungen enthalten,
wie Schwefeldioxid, Schwefeltrioxid und Schwefelwasserstoffsäure. Die
gasförmigen
Abströme
werden bevorzugt bei der Regenerierung von Katalysatoren erzeugt,
aus denen Koks während
eines Vorgangs des katalytischen Krackens einer Kohlenwasserstoffcharge
abgeschieden wird. Die nach diesem Verfahren arbeitende Anlage enthält einen
sog. Riser, der unten mit Dampf und mit heißem Krackkatalysator und einer
Schwefel enthaltenden Kohlenwasserstoffcharge gespeist wird. Nach
dem sog. Kracken wird das Gemisch aus dem Katalysator und den Kohlenwasserstoffdämpfen des
Abstromes in einen Stripper geschickt, der mit Dampf gespeist wird.
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Die
von den Partikeln befreiten Kohlenwasserstoffdämpfe verlassen den Stripper über Leitungen
und werden zu einem Fraktionsierungsturm geführt. Das aus dem Stripper kommende
Material gibt den verbrauchten Katalysator, der Koks und eine schwefelhaltige
Verbindung enthält,
an die Basis eines ersten Regenerators weiter, wo in einer ersten Regeneration
eine Teilverbrennung der Bestandteile eingestellt wird, die aus
dem Katalysator abgeschieden sind, wobei noch Luft zugeführt wird.
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Der
teilweise regenerierte Katalysator geht dann in einen zweiten Regenerator über, der
ebenfalls mit Dampf gespeist wird, während die Abströme aus der
ersten Regeneration aufgefangen werden, um bei einer Temperatur
von etwa 700 °C
zu einer weiteren Vorrichtung geführt zu werden. Die Abströme aus der
ersten Regeneration stehen unter einem relativ hohen Druck, so daß zur Entspannung
eine Turbine verwendet werden kann, die zur Energierückgewinnung
genutzt wird. In der zweiten Regenerationsstufe werden die teilweise
regenerierten katalytischen Partikel weiter regeneriert, wozu auch
noch Sauerstoff verwendet wird. Die Abströme aus der zweiten Regenerationsstufe
werden mittels eines Zyklons entstaubt. Diese Abströme sind
besonders mit Schwefelsäureanhydrid,
Schwefeldioxid und Kohlendioxid angereichert, wobei sie außerdem noch
einen Sauerstoffüberschuß aufweisen.
Die Temperatur liegt bei ca. 800 °C.
Dieses Verfahren ist äußerst aufwendig
und insbesondere deshalb nachteilig, weil eine Temperatur von ca.
800 °C notwendig
ist.
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Schließlich ist
noch aus der DD-PS 215 244 ein Verfahren zur trockenen Entfernung
von Schwefeldioxid und anderen Schadstoffen aus Rauchgasen bekannt.
Bei diesem Verfahren werden die Sorptionsmittel entweder fein verteilt
in das Rauchgas geleitet oder sie werden dem Brennstoff, beispielsweise der
Kohle zugeschlagen, so daß die
Sorption der Schadstoffe während
deren Freisetzung durch die Verbrennung erfolgt. Dieses Verfahren
soll gemäß der Aufgabenstellung
noch verbessert werden, so daß durch
eine geringere Menge von Sorptionsmitteln der noch verbleibende
Rest der Schadstoffe reduziert wird. Dazu sollen die abgeschiedenen
Feststoffe ganz oder teilweise dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen
wieder beigegeben werden. Die abgeschiedenen Feststoffe können gemäß einem
weiteren Vorschlag dem feinkörnigen
Absorptionsmittel zugeschlagen werden. Sie können jedoch auch als Sorptionsmittel
dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen beigegeben werden. Die abgeschiedenen Feststoffe
können
gemäß einem
weiteren Vorschlag durch die Reaktion des Sorptionsmittels mit den Schadstoffen
entstanden sein. Gemäß diesem
Verfahren sollen die abgeschiedenen Feststoffe mit Wasser und/oder
Wasserdampf aufbereitet und danach dem Brennstoff und/oder den Rauchgasen
wieder beigegeben werden. Dieses Verfahren ist besonders aufwendig,
da die abgeschiedenen Feststoffe nach der Aufbereitung wieder dem
Brennstoff oder den Rauchgasen zugeschlagen werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
näher beschriebenen
Art so zu gestalten, dass die Reaktionsfähigkeit des Gemisches erhöht wird
und dass der Mischvorgang problemlos durchgeführt werden kann.
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Die
gestellte Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
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Durch
das Abkühlen
wird die Reaktionsfähigkeit
des Sorptionsmaterials wesentlich erhöht, so dass eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende
Anlage wirtschaftlicher betrieben werden kann. Es findet außerdem eine
Schockverdampfung der in dem Sorptionsmaterial enthaltenen Feuchtigkeit
im Einbindungs- und Vermischungsturm statt. Ein Kühlvorgang
lässt sich
mit einem relativ geringen Aufwand durchführen, so dass der konstruktive
Aufwand für
eine Anlage nur unwesentlich erhöht
werden muss. Ein weiterer Vorteil liegt noch darin, dass bereits
sich im Betrieb befindende Anlagen nachgerüstet werden können.
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Eine
einfachste Form der Kühlung
ergibt sich, wenn als Kühlmittel
eine Flüssigkeit,
insbesondere Wasser, verwendet wird. ES ist vorgesehen, dass das
teilgesättigte
Sorptionsmaterial auf ein Drittel bis ein Viertel der vorherigen
Temperatur abgekühlt
wird. Wenn die Temperatur des teilgesättigten Sorptionsmaterials
nach dem Abziehen aus dem Sorptionsbehälter beispielsweise ca. 200°C beträgt, tritt
es mit einer Temperatur von 50°C–60°C aus dem Kühlaggregat
aus. Da im Normalfall eine kleinere Menge von ungesättigtem
Sorptionsmaterial zugemischt wird, liegt die Temperatur bei der
Rückführung in
den Einbindungs- und Vermischungsturm bei 40°C–50°C.
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Da
durch die Schockverdampfung Feuchtigkeit entweicht, ist vorgesehen,
dass während
des Mischvorganges Feuchtigkeit zugeschlagen wird.
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Die
Erfindung wird anhand des beiliegenden Fließbildes noch näher erläutert.
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Es
zeigt:
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1 den
Aufbau einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitendenden
Anlage als Fließbild.
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Der
Rauchgaserzeuger ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Brennofen 10,
der in einer Ziegelei zum Brennen der Steine eingesetzt wird.
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Die
Rauchgase gelangen entweder in einen Einbindungs- und Vermischungsturm 11 oder
direkt in einen Kamin 12 oder einen Schornstein. Dieses kann
durch zwei gesteuerte Umschaltklappen 13, 14 geregelt
werden, wobei die Umschaltklappe 13 in der direkten Verbindung
zwischen dem Brennofen 10 und dem Einbindungs- und Vermischungsturm 11 montiert
ist und die andere Umschaltklappe 14 in der zum Kamin führenden
Leitung installiert ist.
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Die
Rauchgase werden unabhängig
von ihrem Strömungsverlauf
durch einen Rauchgasventilator 15 in den Kamin 12 geleitet.
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Nachfolgend
wird das Verfahren beschrieben, wenn die vom Brennofen 10 ausgestoßenen Rauchgase
in den Einbindungs- und Vermischungsturm 11 geleitet werden.
Dieser ist mit einem Sorptionsmaterial, beispielsweise Kalksplitt,
gefüllt, welches
den Einbindungs- und Vermischungsturm 11 von unten nach
oben durchtritt. In nicht näher
dargestellter Weise wird das Sorptionsmaterial von den Rauchgasen
durchströmt.
Dieser werden mit einer Temperatur von ca. 250°C vom Brennofen 10 ausgestoßen und
verlassen bei einer Temperatur von ca. 210°C den Einbindungs- und Vermischungsturm 11. Es
kann erforderlich werden, dass unmittelbar nach dem Austritt aus
dem Einbindungs- und Vermischungsturm 11 über einen
Stutzen 16 Wasser zugeschlagen wird.
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Über eine
Rauchgasleitung 17 gelangen die Rauchgase in eine nicht
näher erläuterte Filteranlage 18 und
von dort aus in den Kamin 12.
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Das
aus dem Einbindungs- und Vermischungsturm 11 über die
Filteranlage 18 abgezogene Sorptionsmaterial gelangt bei
einer Temperatur von ca. 200°C
in einem Sammelbehälter 19.
Dort erfolgt eine Abtrennung von Sorptionsmaterial, welches entsorgt
wird. Das nicht abgetrennte Sorptionsmaterial ist durch den Pfeil 20 und
das abgetrennte Sorptionsmaterial durch den Pfeil 21 symbolisch
dargestellt.
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Das
gesättigte
abgetrennte Sorptionsmaterial wird mittels Schneckenförderer 22 und 23 in
einen Behälter
oder einen Großsack 24 gefördert, um
es zu entsorgen. Die Temperatur des nicht abgetrennten Sorptionsmaterials
beträgt
nach der Trennung 200°C.
Es gelangt zunächst
in ein Kühlaggregat 25, welches
vorzugsweise mit einer Flüssigkeit,
insbesondere Wasser, betrieben wird.
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Das
Sorptionsmaterial wird auf eine Temperatur von 50°C–60°C abgekühlt und
gelangt dann in eine Befeuchtungs- und Mischtrommel 26.
Hier wird es mit noch nicht benutztem, ungesättigtem Sorptionsmaterial vermischt,
welches aus einem Silo 27 abgezogen und mittels einer nicht
näher erläuterten Dosiereinrichtung 28 in
die Befeuchtungs- und Mischtrommel 26 transportiert wird. Über eine
Rohr- oder Schlauchleitung 29 wird der Befeuchtungs- und Mischtrommel 26 Wasser
in definierte Menge zugeschlagen. Dazu ist in der Rohr- oder Schlauchleitung 29 ein
Ventil 30 montiert.
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Die
Erfindung ist nicht auf das zuvor beschriebene Verfahren beschränkt. Wesentlich
ist, dass das teilgesättigte
Sorptionsmaterial vor dem Mischen mit dem ungesättigten, noch nicht benutzten Sorptionsmaterial
beträchtlich
abgekühlt
wird. Das Bezugszeichen 31 zeigt die Rückführung in den Einbindungs- und
Vermischungsturm.