DE202011000826U1

DE202011000826U1 - Anlage zum Reinigen von industriellen Abgasen

Info

Publication number: DE202011000826U1
Application number: DE202011000826U
Authority: DE
Original assignee: Hellmich & Co KG GmbH
Current assignee: Hellmich & Co KG GmbH
Priority date: 2011-04-07
Filing date: 2011-04-07
Publication date: 2012-07-09
Anticipated expiration: 2021-04-08
Also published as: CN202219130U

Abstract

Anlage zum Reinigen von industriellen Abgasen mit einem Reaktor (1), in welchem ein Abgas (A) in ein sich von oben nach unten bewegendes trockenes Sorbens (13, 14) geleitet wird, wobei der das Sorbens (13, 14) aufnehmende Reaktor (1) mit jeweils sich seitlich gegenüberliegender angeordneter Abgaszuleitung (5) und Reingasableitung (6) versehen ist, zwischen denen sich ein Reaktionsraum (4) des Reaktors (1) befindet, welcher mit reihenweise übereinander versetzt angeordneten gewinkelten Kaskadenblechen (7) durchsetzt ist, die innerhalb des mit Sorbens (13, 14) gefüllten Reaktionsraumes (4) des Reaktors (1) im Zusammenspiel mit dem Sorbens (13, 14) Kanäle (15, 16) ausbilden, von denen eine Hälfte der Kanäle (15) mit der Abgaszuleitung und die andere Hälfte der Kanäle (16) mit der Reingasableitung in Verbindung stehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Reinigen von industriellen Abgasen, bei der die zu reinigenden Abgase durch ein sich langsam in einem Reaktor von oben nach unten bewegendes trockenes Sorbens geleitet werden.
Es sind Anlagen zum Reinigen von industriellen Abgasen als sogenannte Schüttschichtfilter bekannt, die über mehrere um einen Innenraum zylindrisch angeordnete Schüttschichtringe verfügen.
Dabei durchströmt das in die Anlage geleitete Abgas das Sorbens, um sich schließlich als Reingas in einer Kammer zu sammeln. Zum Abräumen des mit Schadstoffen angereicherten Sorbens aus den Schüttschichtringen dienen Abstreifer, Fangtaschen und Fallschächte, die an einer im Innenraum umlaufenden zentrischen Welle befestigt sind ( DE 26 16 250 ).
Ein Nachteil dieser bekannten Konstruktion sind die im Rohgasstrom umlaufenden und daher nur sehr schwierig zu wartenden Austragsvorrichtungen.
Zudem führen der von den Schüttschichtringen umschlossene Innenraum sowie die zum Sammeln des Reingases bestimmte Kammer zu einer recht großvolumigen Bauweise, die einen erheblichen Platzbedarf der Anlage zur Folge hat. weitere ungünstige Betriebsbedingungen ergeben sich dadurch, dass in der Anlage mechanische Teile verbaut sind, welche den schwankenden Temperatureinflüssen der Abgase unterliegen, sodass sowohl beim Abschalten als auch bei der Inbetriebnahme der Anlage längere Zeiträume für das Abkühlen oder Aufheizen benötigt werden.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anlage zum Reinigen von industriellen Abgasen zu schaffen, die eine kompaktere Bauweise aufweist ohne dass sich innerhalb des Reaktors bewegliche wartungsbedürftige Teile befinden.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Erfindungsgemäß weist eine Anlage zum Reinigen von industriellen Abgasen einen Reaktor auf, in welche ein Abgas in ein sich von oben nach unten bewegendes trockenes Sorbens geleitet wird, wobei der das Sorbens aufnehmende Reaktor mit jeweils sich seitlich gegenüberliegender angeordneter Abgaszuleitung und Reingasableitung versehen ist, zwischen denen sich ein Reaktionsraum des Reaktors befindet, welcher mit den reihenweise übereinander versetzt angeordneten gewinkelten Kaskadenblechen durchsetzt ist, die innerhalb des mit Sorbens gefüllten Reaktionsraumes des Reaktors im Zusammenspiel mit dem Sorbens Kanäle ausbilden, von denen eine Hälfte Kanäle mit der Abgaszuleitung und die andere Hälfte der Kanäle mit der Reingasableitung in Verbindung stehen.
Hierdurch werden die Fertigungs-, Montage- und Betriebskosten möglichst niedrig gehalten, womit sich die Anlage vor allem auch für kleinere Industriebetriebe eignet.
Die Anlage stellt daher eine sehr platzsparende, wenig aufwendige und leicht zu bedienende Alternative zum Stand der Technik dar. Im Abgasstrom befindliche mechanische Teile und damit verbundene schwierige Überwachungs- und Wartungsarbeiten können entfallen. Ebenso weist die Anlage im Bereich zwischen 100–5000 keinerlei Temperaturempfindlichkeit auf. Ferner bewirken die niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten der Abgase sowie die auf ein Mindestmass eingeschränkten Bewegungen des Sorbens im Reaktor einen sehr geringen Reststaubgehalt im Reingas. Zudem ergeben die kleineren Außenflächen eine Verringerung der Wärmeverluste, so dass man mit weniger starken Isolierungen auskommen kann.
Dabei hat es sich für die Ausbildung der gewinkelten Kaskadenbleche als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn deren Schenkel bzw. Blechflächen einen Winkel von 15–70°, vorzugsweise 30–60°, besonders bevorzugt 45° zwischen sich einschließen.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante soll der Reaktor einen rechteckigen Querschnitt besitzen und sich in seinem unteren Bereich zu einer Austragsrinne hin für das Sorbens verjüngen, wobei das so entstehende Trichtersegment einem weiteren sich in seiner Längsrichtung erstreckenden gewinkelten Kaskadenblech ausgestattet ist, welches die Austragsrinne überdeckt. In der Austragsrinne läuft eine sich in ihrer Förderrichtung im Durchmesser erweiternde Förderschnecke, die ihrerseits zumindest bereichsweise mit Leitblechen bedeckt ist, um. Als Folge davon wird ein gleichmäßiger Materialstrom innerhalb des Reaktors gewährleistet, was ein gutes Sorptionsergebnis ermöglicht.
Der Austragsrinne des Reaktors ist vorzugsweise eine umlaufende Förderschnecke eine Schältrommel nachgeschaltet, die das aus dem Reaktor ausgeführte Sorbens in seine gesättigten und die noch sorptionsfähigen Bestandteile trennt. Diese können vorzugesweise entweder in einem Auffanggefäß gesammelt werden oder in einen Steigförderer weitergegeben werden, der das noch sorptionsfähige Material über eine Einlassvorrichtung oberhalb des Vorratsraumes in den Reaktor überführt. Durch diese Rückgewinnung von Sorbens wird eine Materialersparnis an Sorbens von bis zu 40 Gew.-% erreicht, was sich wiederum günstig auf die Betriebskosten der Anlage auswirkt.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand mehrerer Zeichnungen näher beschrieben. Sie zeigen
1 die schematische Seitenansicht einer Anlage zur Reinigung eines industriellen Abgases,
2 eine geschnittene schematische Darstellung der Anlage aus 1 um 90° gedreht; und
3 einen vergrößerten Ausschnitt des Reaktionsraumes.
1 zeigt eine Anlage zum Reinigen von industriellen Abgasen. Dabei ruht ein rechteckiger Reaktor 1 auf Stützgestell 2 und ist in einen Vorratsraum 3 und einen Reaktionsraum 4 unterteilt. Der Reaktor ist mit jeweils eine seitlich gegenüberliegend angeordnete Abgaszuleitung 5 und Reingasableitung 6 versehen, zwischen denen sich ihn durchsetzende, reihenweise übereinander versetzt liegende gewinkelte Kaskadenbleche 7 erstrecken, wie sich insbesondere auch aus 2 entnehmen lässt. Die Schenkel bzw. Blechflächen dieser Kaskadenbleche 7 schließen einen Winkel α von 15–70°, vorzugsweise 30–60°, besonders bevorzugt 45°, zwischen sich ein.
Der Reaktor 1 weist Mittel zur Anzeige eines Maximalfüllstandes und eines Minimalfüllstandes 8 und 9 auf, wobei diese Mittel im vorliegenden Ausführungsbeispiel in den Vorratsraum 3 des Reaktors hineinragen. Die Mittel zur Anzeige eines Maximalfüllstandes und eines Minimalfüllstandes 8 und 9 im Bereich einer Einfüllöffnung 10, die oberhalb des Vorratsraumes 3 angeordnet ist, am Reaktor 1 festgelegt. Ebenfalls im Bereich der Einfüllöffnung 10 ist eine erste und eine zweite Zuführleitung 11 und 12 angeordnet, über die der Vorratsraum 3 mit dem in 3 bezeichneten Sorbens 13, 14, wie vornehmlich Kalksteinsplitt, befüllbar ist. Dabei wird über die Zuleitung 11 dem Vorratsraum 3 frisches Sorbens 13 zugeführt und über die Zuleitung 12 rückgeführtes noch sorptionsfähiges Sorbens 14, welches bereits schon einmal in dem Reaktor eingesetzt wurde. Unterhalb des gewinkelten Kaskadenblechs 7 bilden sich im Zusammenspiel mit dem Sorbens Kanäle 15 und 16 aus. Davon steht die eine Hälfte der Kanäle 15 mit dem Abgaseinlass 5 und die andere Hälfte der Kanäle mit dem Reingasaustritt 6 mittels im Bereich der Kaskadenbleche 7 angebrachter Wandöffnungen 17 in Verbindung. Auf diese Weise werden der Reaktor 1 sowie das von ihm aufgenommene Sorbens 13 und 14, gemäß den in den 1 und 3 wiedergegebenen Pfeile von den zu reinigenden Abgasen durchströmt und die darin enthaltenen Schadstoffe von dem Sorbens 13 oder 14 gebunden.
Der Reaktor 1 verjüngt sich dabei gemäß 1 in seinem unteren Bereich zu einer Austragsrinne 18, wodurch ein trichterförmiges Segment 19 entsteht. Mit Hilfe einer in der Austragssrinne 18 umlaufenden Förderschnecke 20 wird ein Materialstrom des Sorbens 13 und/oder 14 im Reaktor 1 langsam über die Kaskadenbleche 7 hinweg von oben nach unten bewegt, sodass im Bereich des Abgaszuleitung 5 und Reingasableitung 6 für die Abgasreinigung immer wieder unverbrauchtes Material zur Verfügung steht. Damit geht die Fliessbewegungen des Sorbens 13 oder 14 an allen Stellen des Reaktors 1 völlig gleichmäßig vor sich. Dabei ist es erforderlich, dass sich die Förderschnecke 20 entsprechend der Darstellung in 2 in ihrer Förderrichtung im Durchmesser erweitert, und dass im trichterförmigen Segment 19 ein weiteres sich in seiner Längsrichtung erstreckendes gewinkeltes Kaskadenblech 21 angeordnet ist. Dabei sollte dieses die Austragsrinne 19 überdeckende Kaskadenblech 21 vorzugsweise mit demselben Neigungswinkel wie das trichterförmige Segment 19 ausgestattet sein.
Den 1 und 2 zufolge ist der in der Austragsrinne 18 des Reaktors 1 umlaufenden Förderschnecke 20 eine Schältrommel 22 nachgeschaltet, die das aus dem Reaktor 1 abgezogene Sorbens 13 oder 14 in seine gesättigten Bestandteile 23 und die noch sorptionsfähigen Bestandteile 14 trennt. Letztere werden von der Schältrommel 22 entweder in ein nicht dargestelltes Auffangbehältnis 24 oder in einen hier schematisch angedeuteten Steigförderer 24 abgeworfen, der das noch sorptionsfähige Sorbens 14 oberhalb des Vorratsraumes 3 dem Reaktor 1 zuführt. Hierdurch wird für eine verbesserte Ausnutzung des Sorbens 13, 14 von bis zu 40 Gew.-% ermöglicht.
Das Sorbens sollte besonders vorteilhaft eine Korngröße von vorzugsweise zumindest 2,5 mm für den kleinsten Korngrößendurchmesser eines jeden Sorbensteilchens aufweisen, um eine Stauung des Abgasstromes und damit einen hohen Druckaufbau innerhalb eines Kanals 15 oder 16 zu vermeiden.
Dabei hat sich die Verwendung von Sorbens als günstig erwiesen, bei dem die Sorbensteilchen in einem Bereich der Korngröße von 2.5 bis 10 mm für den kleinsten Korngrößendurchmesser eines jeden Sorbensteilchens liegen. Dabei kann vorteilhaft eine besonders kontinuierliche Fließgeschwindigkeit des Sorbens ermöglicht werden.
Besonders bevorzugt sollte die Korngröße des Sorbens 3–8 mm für den kleinsten Korngrößendurchmesser eines jeden Sorbensteilchens betragen. In diesem Bereich wird besonders vorteilhaft eine vergleichsweise große Oberfläche zur Sorption von Schadstoffen in Abgasen bereitgestellt, ohne dass es jedoch zu einem übermäßigen Druckaufbau durch einen Abgasstau innerhalb eines Kanals 15 oder 16 kommt.
Da infolge des Materialtransportes und des damit verbundenen Abriebs sich die Sorbensteilchen verkleinern, empfiehlt es sich, im Bereich der Auslassrinne 18 oder der zweiten Zuführleitung 12 hier nicht näher dargestellte Mittel zur Größentrennung vorzusehen, welche Sorbenspartikel mit zu kleinem Durchmesser, welche die Abgasstrom durch das Sorbens im Reaktionsraum 4 zu stark behindern würden, vor dem Zuführen in den Vorratsraum 3 herausfiltern und aus dem Prozess entfernen.
Es wäre durchaus denkbar, dass die zur Beschreibung gelangte Anlage in der abgebildeten Form oder mit geringfügigen, ihre prinzipielle Arbeitsweise nicht beeinflussenden Änderungen auch anderen Verwendungszwecken dienen könnte.
Bezugszeichenliste

1: Reaktor
2: Stützgestell
3: Vorratsraum
4: Reaktionsraum
5: Abgaszuleitung
6: Reingasableitung
7: Kaskadenblech
8: Minimalfüllstand
9: Minimalfüllstand
10: Einfüllöffnung
11: Zuführleitung
12: Zuführleitung
13: Sorbens
14: sorptionsfähiges Bestandteil/Sorbens
15: Kanal
16: Kanal
17: Wandöffnungen
18: Auslassrinne
19: Segment
20: Förderschnecke
21: Kaskadenblech
22: Schältrommel
23: Bestandteil
24: Steigförderer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 2616250 [0003]

Claims

Anlage zum Reinigen von industriellen Abgasen mit einem Reaktor (1), in welchem ein Abgas (A) in ein sich von oben nach unten bewegendes trockenes Sorbens (13, 14) geleitet wird, wobei der das Sorbens (13, 14) aufnehmende Reaktor (1) mit jeweils sich seitlich gegenüberliegender angeordneter Abgaszuleitung (5) und Reingasableitung (6) versehen ist, zwischen denen sich ein Reaktionsraum (4) des Reaktors (1) befindet, welcher mit reihenweise übereinander versetzt angeordneten gewinkelten Kaskadenblechen (7) durchsetzt ist, die innerhalb des mit Sorbens (13, 14) gefüllten Reaktionsraumes (4) des Reaktors (1) im Zusammenspiel mit dem Sorbens (13, 14) Kanäle (15, 16) ausbilden, von denen eine Hälfte der Kanäle (15) mit der Abgaszuleitung und die andere Hälfte der Kanäle (16) mit der Reingasableitung in Verbindung stehen.
Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel der gewinkelten Kaskadenbleche (7) einen Winkel von 15–70° zwischen sich einschließen.
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel der gewinkelten Kaskadenbleche (7) einen Winkel von 30–60° zwischen sich einschließen.
Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel der gewinkelten Kaskadenbleche (7) einen Winkel von 45° zwischen sich einschließen.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb eines Vorratsraumes (3) des Reaktors (1) eine Einfüllöffnung (10) angeordnet ist, wobei im Bereich dieser Einfüllöffnung (10) eine Zuführleitung (12) angeordnet ist, zum Rückführen von noch sorptionsfähigen Sorbens (14).
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Korndurchmesser eines jeden Teilchens des Sorbens (13, 14) mindestens 2,5 mm beträgt.
Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Korndurchmesser eines jeden Teilchens des Sorbens (13, 14) zwischen 2,5–10 mm beträgt.
Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Korndurchmesser eines jeden Teilchens des Sorbens (13, 14) zwischen 3–8 mm beträgt.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage im Bereich einer Austragsrinne (18) oder der Zuführleitung (12) Mittel zur Trennung des rückzuführenden noch sorptionsfähigen Sorbens (14) nach Korndurchmesser aufweist.
Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (1) einen rechteckigen Querschnitt besitzt und sich in seinem unteren Bereich zu der Austragsrinne (18) für das Sorbens (13, 14) verjüngt, wobei das so entstehende trichterförmige Segment (19) mit maximal einem weiteren sich in seiner Längsrichtung erstreckenden gewinkelten Kaskadenblechen (21) ausgestattet ist, welches die Austragsrinne (18) überdeckt.
Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Austragsrinne (18) des Reaktors (1) eine sich in ihrer Förderrichtung im Durchmesser erweiternde Förderschnecke (20) umläuft.
Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der in der Austragsrinne (18) des Reaktors (1) umlaufenden Förderschnecke (20) eine Schältrommel (21) nachgeschaltet ist, die das aus dem Reaktor (1) abgezogene Sorbens (13 oder 14) in seine gesättigten Bestandteile (23) und die noch sorptionsfähigen Bestandteile (14) trennt und die noch sorptionsfähigen Bestandteile (14) entweder in ein Auffangbehältnis oder in einen Steigförderer (24) abwirft, der die noch sorptionsfähigen Bestandteile (14) des Sorbens zu der Einlassöffnung (10) oberhalb des Vorratsraumes (3) transportiert.