-
Die Erfindung betrifft einen Wäscher (auch Wäscherturm, Absorptionsturm, Gas-Flüssigkeits-Kontaktanlage, Wäscheranlage oder Waschturm genannt) einer Rauchgasreinigungsanlage, wie sie u. a. aus der
EP2851115B1 bekannt ist.
-
Die Erfindung betrifft in erster Linie einen Wäscher, der mit Meerwasser als Flüssigkeit (einschließlich einer entsprechenden Suspension, eines Aerosol oder eines Schaums) betrieben wird, um unerwünschte Bestandteile wie S- und N-Verbindungen aus dem Rauchgas zu absorbieren. Deshalb wird die Flüssigkeit (Flüssigkeit) auch als Absorbens oder Absorptionsmittel bezeichnet.
-
Die Erfindung ist in erster Linie für den Einsatz in Wäscheranlagen bestimmt, die im Offshore-Betrieb betrieben werden, und zwar auf schwimmenden Trägersystemen wie Transportschiffen, Kreuzfahrtschiffen oder Ölplattformen, obwohl auch industrielle Anwendungen wie in Kraftwerken möglich sind.
-
Im Vergleich zu bekannten industriellen Anwendungen unterliegen solche Offshore-Einsätze besonderen Bedingungen u. a. in Bezug auf Abmessungen, Druckverhältnisse, Rauchgasvolumen sowie Querströmung des flüssigen Absorbens bei einer Neigung des Schiffes.
-
Die
US 7.998.134 B2 offenbart eine Wäschervorrichtung einer Offshore-Rauchgasreinigungs-Einheit, wobei die Wäschervorrichtung eine Wäscherwand umfasst, die einen Wäscherraum peripher begrenzt und ferner die folgenden Merkmale umfasst:
- – mindestens einen Rauchgaseintritt an einem unteren Teil des Wäschers,
- – mindestens ein Rauchgasaustritt an einem oberen Teil des Wäschers,
- – die zusammen eine vertikale Hauptströmungsrichtung des Rauchgases durch den Wäscher zwischen dem Rauchgaseintritt und dem Rauchgasaustritt definieren,
- – eine Benetzungseinrichtung, um ein flüssiges Absorptionsmittel in den Wäscherraum einzubringen,
- – einen Siebboden (ein Tray, ein Lochblech), nachstehend Sieb genannt, das entlang einer Siebebene angeordnet ist, die sich im wesentlichen senkrecht zur Hauptströmungsrichtung des Rauchgases, über dem Rauchgaseintritt und in einem Abstand unter der Benetzungsvorrichtung erstreckt, wobei
- – das Sieb einen für das Rauchgas durchlässigen Boden aufweist, der in eine Vielzahl von Sieb-Segmenten unterteilt ist, und Zwischenwehre, die sich vom Boden nach oben erstrecken und diskrete Strömungskanäle bilden, wobei
- – der Wäscherraum oberhalb des Bodens einen Kontaktraum für das Rauchgas und das flüssige Absorbens bildet, während der Wäscherraum unterhalb des Bodens einen Rauchgasraum darstellt.
-
Die bekannte Einheit besteht aus mehreren Sieben (Trays), die in senkrechtem Abstand zueinander angeordnet sind. In gewohnter Weise wird das Rauchgas, das jedes Sieb nach oben durchströmt, mit dem flüssigen Absorbens in Kontakt gebracht, das als Flüssigkeitsbad auf jedem Sieb (tray) bereitgestellt wird. Die Flüssigkeit wird vom nächst höheren Sieb über einen Überlauf (downcomer) zu einem darunter liegenden Sieb geleitet, d. h. überschüssige Flüssigkeit verlässt das Sieb über den Überlauf zu einem weiter unter angeordneten Sieb oder wird aus der Einheit entnommen.
-
Wehre, die auf den Sieben angeordnet sind, reduzieren die Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Absorptionsmittels und/oder verzögern den Ablauf des flüssigen Absorptionsmittels von den Sieben, insbesondere bei einer Neigung der Einheit.
-
Ein weiteres Trennwehr dient dazu, die Fließrichtung der Flüssigkeit auf jedem Sieb/Tray um 90 bis 180 Grad zu ändern, bevor sie auf ein nachfolgendes Sieb überführt wird.
-
Bei Versuchen wurde festgestellt, dass der Gas-Flüssigkeitskontakt zur Bildung eines erheblichen Schaumvolumens führt. Dieses unerwünschte Schaumvolumen im Wäscherraum kann zu Druckverlusten im Wäscher führen, abhängig von der jeweiligen Menge an Rauchgas und flüssigem Absorbens, und damit zu Betriebsproblemen. Dieser Druckverlust kann sogar extrem werden und den Betrieb des Wäschers unterbrechen. Weitere mögliche Nachteile sind:
- – behinderte Führung und/oder Entnahme des Schaums aus der Vorrichtung,
- – Notwendigkeit der Installation zusätzlicher Kontakträume (einschließlich weiterer Benetzungungsmittel und weiterer Siebe), um die gewünschte Rauchgasreinigung zu erreichen, was aufgrund der begrenzten Platzverhältnisse in Offshore-Anwendungen problematisch ist.
-
Soweit im Folgenden auf die Flüssigkeit nach ihrem Kontakt mit dem Rauchgas Bezug genommen wird, inkludiert der Begriff Flüssigkeit immer ein schaumartiges Absorptionsmittel/Rauchgas-Gemisch, sofern nicht anders angegeben.
-
Insofern ist es eine Aufgabe der Erfindung, die bekannte Wäschereinheit in dieser Hinsicht zu verbessern und die genannten Nachteile bestmöglich zu vermeiden.
-
Angesichts der geplanten Offshore-Anwendungen war es eine erste Aufgabe, die Größe des neuen Wäschers zu begrenzen und einen Betrieb der Rauchgasreinigungsanlage unter verschiedenen Betriebsverfahren zu ermöglichen.
-
Eine weitere Herausforderung bestand darin, Unterbrechungen oder Funktionsstörungen durch den Schaum zu vermeiden, der sich im Kontaktraum bei der Wechselwirkung zwischen Absorbens und Rauchgas bildet.
-
Bei entsprechenden Versuchsreihen wurde festgestellt, dass sich beide Aufgaben durch die Kombination der folgenden Merkmale im wesentlichen synergistisch lösen lassen:
- – Reduzierung der Anzahl der Siebe/Trays, vorzugsweise bis auf ein einziges Sieb. Dadurch wird die Höhe des Wäschers charakteristisch reduziert.
- – Unterteilung des Siebs durch Zwischenwehre, wobei die Flüssigkeit, die sich auf dem Sieb befindet, durch Öffnungen in den Wehren von einem Siebbereich in einen angrenzenden Siebbereich fließen kann. Wenn diese Zwischenwehre zwischen benachbarten Sieb-Segmenten angeordnet sind (als diskrete Siebmodule, die zu einem Sieb konfektioniert sind), können die Wehre jedes Sieb randseitig begrenzen. Die Wehre bilden Begrenzungsplatten (Hindernisse), die verhindern, dass das auf dem Sieb befindliche Flüssigkeitsbad spontan und ohne Unterbrechung zu einem Ende des Siebs fließt, wenn sich das Schiff neigt, während die Öffnungen einen Flüssigkeitsaustausch zwischen benachbarten Siebbereichen/Sieb-Segmenten erlauben.
- – Bereitstellung von Ablaufmitteln um das Sieb herum. Diese Ablaufmittel dienen dazu, überschüssige Flüssigkeit und/oder Schaum direkt vom Sieb in nachgeordnete Einrichtungen abzuleiten. Ringförmige Ablaufmittel erlauben eine unmittelbare und vollständige Entfernung der Flüssigkeit/des Schaums im gesamten Randbereich des Siebs, das heißt es wird das nächstliegende und effektivste Mittel bereitgestellt, um die Flüssigkeit/den Schaum zu entfernen um die gewünschten Verfahrensbedingungen wieder herzustellen, die unter anderem von den Druckbedingungen im Kontaktraum und im Rauchgasraum abhängen.
-
In ihrer allgemeinsten Ausführungsform bezieht sich die Erfindung auf einen Wäscher einer Rauchgasreinigungsanlage, der folgenden Bestandteile aufweist:
- – eine Wäscherwand, die einen Wäscherraum peripher begrenzt,
- – mindestens einen Rauchgaseintritt an einem unteren Teil des Wäschers,
- – mindestens ein Rauchgasaustritt an einem oberen Teil des Wäschers,
- – die eine vertikale Hauptströmungsrichtung des Rauchgases durch den Wäscher zwischen dem Rauchgaseintritt und dem Rauchgasaustritt definieren,
- – eine Benetzungs-(Befeuchtungs)einrichtung, um ein flüssiges Absorptionsmittel in den Wäscherraum einzubringen,
- – ein Sieb (tray), das entlang einer Siebebene angeordnet ist, die sich im wesentlichen senkrecht zur Hauptströmungsrichtung des Rauchgases, über dem Rauchgaseintritt und in einem Abstand unter der Benetzungsvorrichtung, erstreckt,
- – Das Sieb weist eine Basis (einen Boden) auf, die zumindest für das Rauchgas durchlässig ist und in eine Vielzahl von Sieb-Segmente unterteilt ist, sowie Zwischenwehre, die sich nach oben von der Basis aus erstrecken, wobei die Zwischenwehre diskrete Strömungskanäle bereitstellen (um zu ermöglichen, dass das auf den Sieb-Segmenten gespeicherte flüssige Absorptionsmittel von einem Siebbereich in einen angrenzenden Siebbereich, der ein benachbartes Siebsegment sein könnte, fließen kann), wobei
- – der Wäscherraum oberhalb der Basis einen Kontaktraum zwischen dem Rauchgas und dem flüssigen Absorptionsmittel darstellt, während der Wäscherraum unterhalb der Basis einen Rauchgasraum darstellt,
und mindestens eines der folgenden Austragsmittel für das flüssige Absorptionsmittel: - g1) einen ringförmigen, zwischen dem Sieb und der Wäscherwand angeordneten Ablaufkanal, der zum Kontaktraum hin offen ist und einen Boden bildet, der sich zumindest teilweise unterhalb eines benachbarten oberen Rands des Siebs erstreckt,
- g2) einen ringförmigen, innerhalb der Wäscherwand angeordneten Ablaufkanal, der zum Kontaktraum hin offen und zum Rauchgasraum hin geschlossen ist,
- g3) eine Vielzahl von Ablaufrohren, die sich jeweils von einer entsprechenden Öffnung in der Wäscherwand nach außen erstrecken, wobei ein inneres Ende jedes Ablaufrohrs zum Kontaktraum hin offen und zum Rauchgasraum hin geschlossen ist,
- g4) mindestens ein Ablaufrohr, das sich unterhalb von mindestens einem Siebsegment nach unten erstreckt.
-
Alternative g1:
-
Der ringförmige Ablaufkanal umschließt das Sieb vorteilhaft wie oben beschrieben. Das Sieb/Tray erstreckt sich nicht über den gesamten horizontalen Querschnitt des Wäscherraums, sondern lässt einen ringförmigen Spalt zwischen seinem Außenumfang und der Innenfläche der peripheren Wäscherwand, wobei der Spalt zur Anordnung des Ringkanals genutzt wird.
-
Der Kanal ist vorzugsweise endlos, obwohl auch eine Form wie ein Sprengring (mit Unterbrechung) möglich ist.
-
Um ein definiertes Flüssigkeitsvolumen auf dem Sieb zu erreichen, empfiehlt es sich, das Sieb mit einem zusätzlichen peripheren Wehr (Prallplatte) auszustatten, das (wie die vom Sieb-Boden ausgehenden Zwischenwehre) diskrete Durchbrüche aufweisen kann, so dass die Flüssigkeit diese Öffnungen auf ihrem Weg in den angrenzenden Ablaufkanal passieren kann; oder es handelt sich um ein festes Wehr ohne Perforationen. In der letztgenannten Ausführungsform überläuft die Flüssigkeit den oberen Rand des peripheren Wehrs, bevor sie in den Ringkanal eintritt.
-
Der Kanal ist offen (strömungstechnisch verbunden) zum Kontaktraum (oberhalb des Bodens des Siebs) und gegen den Rauchgasraum geschlossen. Sein Boden erstreckt sich zumindest teilweise unter einem angrenzenden oberen Rand des Siebs/Trays. Im Falle eines festen peripheren Wehrs kann dieser obere Rand des Trays der obere Rand seines peripheren Wehrs sein; im Falle eines peripheren Wehrs mit ”Perforationen” (Zonen, durch die die Flüssigkeit beziehungsweise der Schaum hindurchfließen kann) oder im Falle eines Trays ohne peripheres Wehr wird der obere Rand des Trays durch den Trayboden (Boden des Siebs) definiert.
-
Der Kanalboden kann horizontal oder schräg angeordnet werden. Der Kanal kann auch in einer Ebene angeordnet oder spiralförmig geneigt sein.
-
Eine direkte fluidtechnische Verbindung zwischen dem Kanal und dem Rauchgasraum ist zu vermeiden.
-
Die Flüssigkeit im Kanal kann mit herkömmlichen Mitteln wie Fallrohren, Pumpen usw. aus dem Kanal entnommen werden.
-
Alternative g2:
-
Das Sieb erstreckt sich im Wesentlichen über den gesamten horizontalen Querschnitt des Wäscherraums. Entsprechend wird der umgebende Ablaufkanal (Abfluss) in die Wäscherwand gelegt.
-
Mit anderen Worten: Das Sieb erlaubt ein Flüssigkeitsbad über den gesamten horizontalen Querschnitt des Wäscherraums. Dementsprechend ist bei identischen horizontalen Innenquerschnitten der Wäscher nach g1 und g2 das Volumen der auf dem Sieb von g2 ruhenden Flüssigkeit größer als das von g1, und zwar bei identischen Badhöhen.
-
Das Sieb kann peripher begrenzt werden, entweder durch ein diskretes peripheres Wehr (analog zu g1) oder in situ durch einen entsprechenden Abschnitt der Wäscherwand.
-
Auch hier ist der ringförmige, vorzugsweise endlose Kanal zum Kontaktraum hin offen, damit die Flüssigkeit/Schaum in den Kanal einfließen kann. So kann z. B. der Kanal in einem bestimmten Abstand über dem Tray angeordnet werden, so dass der Kanalboden auch vertikal zur Tragebene versetzt ist. Alternativ dazu erstreckt sich der Kanalboden unterhalb dieser Tragebene, entweder unterhalb eines beliebigen oberen Randes eines Wehrs oder unterhalb des Bodens des Siebs (Trays).
-
Alternativen g1 und g2:
-
Die Größe und Form der ringförmigen Kanäle von g1 und g2 wird in Abhängigkeit von der Größe und Form des Wäscherraums sowie von den zu behandelnden Gas- und Flüssigkeits-/Schaumvolumina festgelegt.
-
Bei allen Ausführungen muss der Kanalboden gegen den Rauchgasraum geschlossen sein, um den Austausch von Flüssigkeit, Rauchgas und/oder Schaum zwischen dem Rauchgasraum und dem Kanalraum zu vermeiden. insoweit wird auf die beigefügte Zeichnung verwiesen.
-
Bei einem rechteckigen horizontalen Querschnitt des Wäscherraums hat der Kanal die Form eines rechteckigen Rahmens, wenn man ihn von oben betrachtet. Bei kreisförmigem Querschnitt des Wäscherraums weist der Kanal die Form eines Ringes auf. Ovale Formen sowie andere polygonale Formen sind ebenso möglich, obwohl ein Quadrat oder ein Kreis ein bevorzugter Innenquerschnitt des Wäschers ist.
-
Ein sich kontinuierlich erstreckender ringförmiger Kanal hat zahlreiche Vorteile, obwohl ein Kanal mit einer oder mehreren Unterbrechungen entlang seiner gesamten Ausdehnung im Rahmen dieser Ausführungsformen liegt. Mit anderen Worten: Der ringförmige Ablaufkanal kann in zwei oder mehr Abschnitte aufgeteilt werden, wobei jeder Abschnitt mit Extraktionsmitteln verbunden ist, um das flüssige Absorptionsmittel in nachfolgende Installationen zu leiten.
-
Der ringförmige Ablaufkanal kann senkrecht zur Hauptströmungsrichtung des Rauchgases durch den Wäscher hindurch angeordnet werden, d. h. der Kanal (insgesamt oder der Kanalboden) erstreckt sich mehr oder weniger horizontal. Dies erfordert eine gewisse vertikale Höhe des Kanals, um ein Überlaufen der Flüssigkeit innerhalb des Kanals bei einer Neigung der Vorrichtung zu vermeiden (z. B. verursacht durch einen Sturm auf See und eine entsprechende Neigung des Bootes).
-
In einer weiteren Ausführungsform ist der ringförmige Auslaufkanal schräg zur Horizontalen angeordnet. Dies ermöglicht es, jede Schrägstellung des Wäschers zu ”kompensieren” und die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung in solchen Situationen zu sichern.
-
Ein geeigneter Neigungswinkel zwischen der Horizontalen und dem Boden des ringförmigen Auslaufkanals liegt zwischen 5 und 30 Grad.
-
Die Wehre können gleiche oder unterschiedliche Höhen aufweisen. Die Anzahl und Form der Durchflussöffnungen innerhalb der Wehre werden so gewählt, dass der optimale Betriebszustand der Anlage gewährleistet ist.
-
Alternative g3:
-
Der ringförmige Kanal wird durch eine Reihe von Einzelrohren ersetzt, d. h. die Flüssigkeit/der Schaum wird über eine Vielzahl von Rohren abgezogen, die radial oder tangential zur Wäscherwand angeordnet werden können.
-
Das innere Ende eines solchen Rohres ist strömungstechnisch mit dem Kontaktraum verbunden, aber gegen den Rauchgasraum geschlossen. Das führt nicht zwangsläufig zu Anordnungen, bei denen sich solche inneren Rohrenden vollständig in den Kontaktraum öffnen, sondern schließt auch andere Ausführungsformen ein, wie z. B. solche, bei denen ein Teil des inneren Rohrquerschnitts durch ein peripheres Wehr (Wand, Prallwand) des Siebs abgedeckt ist.
-
Der begrenzte Querschnitt dieser Rohre im Vergleich zu einem ringförmigen Ablaufkanal gemäß g1 oder g2 führt zu einer verminderten Wirksamkeit, funktioniert aber. Die erhöhten Installationskosten sind ein Nachteil gegenüber einem einzigen ringförmigen Auslaufkanal.
-
Die Abflussrohre können in gleichen Winkeln um den Umfang des Wäscherraums angeordnet werden.
-
Sie können im Wesentlichen senkrecht zur Hauptströmungsrichtung des Rauchgases durch den Wäscherraum und innerhalb einer gemeinsamen horizontalen Ebene, aber auch in unterschiedlichen Abständen zum Boden des Trays (des Siebs) angeordnet werden, wobei die letztere Anordnung eine Art ”Flüssigkeitsauslasskompensation” im Falle einer Neigung der Anlage ermöglicht.
-
Alternative g4:
-
Die Austragsmittel werden in den Rauchgasraum verlegt, nämlich unterhalb des Siebs. Unterhalb des Siebs kann ein trichterförmiger Auslaufkasten installiert werden, z. B. unter einem mittleren Segment des Siebs, dem dann ein Rohr zur Entnahme der Flüssigkeit/Schaums aus dem System folgen kann.
-
Diese Alternative reduziert den Installationsaufwand gegenüber g3, reduziert aber das Volumen des Rauchgasraumes und damit die Rauchgaskapazität des Wäschers. Dies führt auch zu einem zusätzlichen Aufwand bei der Kontrolle der Druckdifferenz zwischen Kontaktraum und Rauchgasraum im Vergleich zu g1 bis g3.
-
Im Vergleich zu g1 und g2 muss die Flüssigkeit/Schaum, die aus dem System entnommen werden soll, die Tray-Installation nach unten durchlaufen.
-
Alternative g1 bis g4:
-
In einer bevorzugten Ausführungsform beinhalten die Austragsmittel Kontrollmittel, um die Menge des auf dem Sieb angestauten flüssigen Absorbens, aus dem Sieb ausgetragenen Absorbens oder beides zu kontrollieren. Diese Kontrollmittel sind wichtig, um den Prozess der Rauchgasreinigung zu optimieren, indem sie die Menge des verbrauchten flüssigen Absorptionsmittels, das auf dem Sieb gestaut ist, kontrollieren.
-
Die Kontrollmittel können folgendes umfassen: mindestens ein Ventil und/oder mindestens ein Differenzdruck-Messgerät zur Erfassung von Druckwerten auf beiden Seiten des Siebs (in Strömungsrichtung des Rauchgases). So kann z. B. der Druck innerhalb des Kontaktraumes und innerhalb des Rauchgasraumes als Bezugsgröße für die Ansteuerung der Kontrollmittel (Steuer-/Regelungs-Einrichtungen) erfasst werden.
-
Dies ermöglicht es, die erforderliche Flüssigkeitsmenge (Flüssigkeit/Schaum) vom Sieb über die Austragsvorrichtung in die nachfolgende Installation wie einen Sumpfbereich abzuleiten, um die gewünschten Drücke im Kontaktraum bzw. im Rauchgasraum wiederherzustellen, die zur Erzielung zuverlässiger Betriebsbedingungen notwendig sind.
-
Nach einer Ausführungsform besteht die Benetzungsvorrichtung aus einer Vielzahl von Düsen, die innerhalb einer Düsenebene angeordnet sind, die sich senkrecht zur Hauptströmungsrichtung des Rauchgases und zwischen dem Rauchgaseintritt und dem Rauchgasaustritt erstreckt, wobei die Düsen mit einer Zuleitung für ein flüssiges Absorptionsmittel verbunden sind.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und den übrigen Anmeldungsunterlagen. Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben, die Folgendes offenbart:
-
1: Varianten A–F einer geeigneten Wäscherausführung
-
2: eine Draufsicht auf ein Tray nach 1
-
3: eine Seitenansicht eines Zwischenwehrs eines Trays gemäß 1
-
4: eine Seitenansicht eines peripheren Wehres eines Trays gemäß 1
-
In den Figuren sind Teile, die eine identische oder äquivalente Funktion haben, durch die gleichen Ziffern referenziert.
-
1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch einen Wäscher einer Rauchgasreinigungsanlage, der in Verbindung mit einem auf einem Transportschiff eingesetzten 12-MW-Zweitaktmotor eingesetzt wird, und zwar in sechs Varianten (A–F), die typischerweise einzeln realisiert werden, aber auch in beliebiger Kombination eingesetzt werden können, wenn dies technisch sinnvoll ist.
-
Der Wäscher besteht aus einer Wäscherwand 10, die einen Wäscherraum SS der Wäschervorrichtung peripher begrenzt, mindestens einem Rauchgaseinlass (symbolisiert durch Pfeil IN) an einem unteren Teil LP des Wäschers, mindestens einem Rauchgasaustritt (symbolisiert durch Pfeil EX) an einem oberen Teil UP des Wäschers, die zusammen eine vertikale Hauptströmungsrichtung des Rauchgases durch den Wäscher (symbolisiert durch den Pfeil MD) zwischen Rauchgaseinlass IN und Rauchgasaustritt EX definieren, einer Befeuchtungseinrichtung (durch HE symbolisiert), um ein flüssiges Absorbens, nämlich Seewasser, in den Kontaktraum CS des Wäscherraums 55 einzuleiten, sowie ein Sieb (Tray) 20, das entlang einer Siebebene angeordnet ist (symbolisiert durch eine gestrichelte Linie TP), die sich im wesentlichen senkrecht zur Hauptströmungsrichtung MD des Rauchgases erstreckt, und zwar oberhalb des Rauchgaseinlasses IN und im Abstand unterhalb der Befeuchtungseinrichtung HE.
-
Das Sieb 20 besteht aus einer Basis (Boden) 22, die von einer Platte mit zahlreichen Löchern 22H gebildet wird und somit für Rauchgas und Flüssigkeit durchlässig ist und in eine Vielzahl von Sieb-Segmente 20S unterteilt ist, die fest miteinander verbunden sind.
-
Sechs planare Zwischenwehre 24 erstrecken sich von der Basis 22 nach oben zwischen den benachbarten Sieb-Segmenten 20S, und zwar in Dreiergruppen, zwischen gegenüberliegenden Außenrändern der Basis 22, was zu einem Mosaikbild von oben führt (2).
-
Diese Zwischenwehre 24 verfügen über diskrete Durchflussöffnungen 24F (3), so dass das auf den Sieb-Segmenten 20S befindliche flüssige Absorber-Rauchgas-Gemisch von einem Segment 20S in ein angrenzendes Segment 20S fließen kann.
-
Der Wäscherraum SS ist somit unterteilt in einen Kontaktraum CS für das Seewasser-Absorptionsmittel, das von der Benetzungsvorrichtung HE bereitgestellt wird, und das Rauchgas, das durch die Löcher des Siebs 20 fließt, wobei sich der Kontaktraum oberhalb der Basis 22 befindet, während der Teil des Wäscherraums SS unterhalb der Basis 22 überwiegend von dem noch nicht gereinigten Rauchgas durchströmt wird und daher als Rauchgasraum FS bezeichnet wird.
-
Der abgebildete Wäscher hat einen quadratischen Innenquerschnitt und dementsprechend haben alle Ausführungsvarianten (A–F) der Siebe 20, die im Folgenden beschrieben werden, einen quadratischen Boden (2).
-
Die Ausführungsform A zeigt ein Sieb 20, das aus sechzehn Segmenten 20S mit gleichen quadratischen Basen (Böden) zusammengesetzt ist, wobei diese sechzehn Basen zusammen die Basis 22 des Siebs 20 mit Zwischenwehren 24 definieren, die sich von der Basis 22 nach oben zwischen den Basis-Segmenten 22S erstrecken (2).
-
Ein festes peripheres Wehr 26, ohne Öffnungen, umschließt den Boden (die Basis) 22 peripher und dient somit als äußere Barriere für ein Flüssigkeitsbad, das auf dem Sieb 20 gestaut ist. Sein oberer Rand ist mit der Nummer 26R gekennzeichnet.
-
Die Gesamtfläche der Basis 22 ist kleiner als der Innenquerschnitt des Wäschers. Dies führt zu einem peripheren Spalt zwischen dem Sieb 20 und der Wäscherwand 10, wenn das Sieb 20 in einer horizontalen Ausrichtung angeordnet ist.
-
In dem ringförmigen Spalt ist ein ringförmiger Ablaufkanal 30 angeordnet. Sein Boden 30B ist unterhalb des oberen Randes 26R des Wehres 26 und in einer Ebene parallel zur Basis 22 des Siebs 20 angeordnet. Der Kanalboden vermeidet jeglichen direkten Kontakt zwischen der Flüssigkeit im Kanal und dem Rauchgasraum FS. Der Ablaufkanal 30 überbrückt die Lücke zwischen dem Tray 20 und der Wäscherwand 10 und ist mit einem weiteren Ablaufrohr verbunden, das nicht gezeigt ist, sondern durch Pfeile symbolisiert wird, wodurch auch weitere Optionen definiert werden, um jegliche(n) in dem Kanal 30 gesammelte(n) Flüssigkeit/Schaum aus dem System zu extrahieren.
-
Im Regelbetrieb strömt das ungereinigte Rauchgas nach oben durch den Rauchgasraum FS (unterhalb des Siebs 20) und durch die Löcher 22H des Sieb 20s in das auf dem Sieb 20 befindliche Flüssigkeitsbad, bevor das zumindest teilweise gereinigte Gas wieder aus dem Flüssigkeitsbad austritt und durch frische, absorbierende Flüssigkeit, die von der oberhalb des Siebs 20 angeordneten Benetzungsvorrichtung HE stammt, weiter kontaktiert wird, bevor es schließlich den Wäscher in einer anschließenden Aufwärtsströmung über den Rauchgasauslass verlässt.
-
Der Kontakt zwischen der absorbierenden Flüssigkeit und dem Rauchgas innerhalb des Flüssigkeitsbades und innerhalb des verbleibenden Kontaktraumes CS zwischen dem Flüssigkeitsbad und der Benetzungseinrichtung HE ist für den Rauchgasreinigungsprozess entscheidend. Insofern ist ein wichtiger Parameter die Höhe (Volumen) des Flüssigkeitsbades auf dem Sieb (Siebboden) 20, während ein Teil der Flüssigkeit durch das Sieb 20 nach unten abfließt.
-
Während eine unzureichende Menge an flüssigem Absorbens durch zusätzliche Flüssigkeitsdosierung kompensiert werden kann, kann überschüssige Flüssigkeit (und Schaum) aus dem Kontaktraum CS über den Austragskanal (Ablaufkanal) 30 und nachfolgende Austragsmittel abgezogen werden. Dazu kann die Flüssigkeit die peripheren Wehre 26 des Siebs 20 überlaufen und in den ringförmigen Kanal 30 einströmen.
-
Die Erfindung sieht die Möglichkeit vor, das Volumen (Höhe) des Flüssigkeitsbades auf dem Sieb (Tablett) 20 durch ein entsprechendes Differenzdruck-Messgerät zu regeln, das die Drücke im Rauchgasraum FS und im Kontaktraum CS ermittelt, diese Daten mit Referenzdaten vergleicht und die Menge der über den Ablaufkanal ausgetragenen Flüssigkeit (Schaum) durch mindestens ein entsprechendes Ventil V steuert, das z. B. in einem Ablaufrohr hinter dem ringförmigen Ablaufkanal angeordnet ist (1, Alternative A).
-
Die Ausführungsform B ähnelt A. Während das Sieb 20 baugleich ist, ist der ringförmige Ablaufkanal 30 etwas anders gestaltet. Ein Kanalboden 30B ist zur Wäscherwand 10 geneigt, wobei sein inneres Ende einem oberen Rand des peripheren Wehres 26 folgt, während sein äußeres, unteres Ende in die Wäscherwand 10 hineinragt, wodurch eine Art Nische N in der Wäscherwand 10 definiert wird. Während das untere Ende des Kanals 30 unterhalb der Siebebene (TP) angeordnet ist, wird eine direkte Verbindung zum Rauchgasraum FS vermieden, da der Kanalboden als Barriere zwischen diesen beiden Räumen wirkt.
-
Die Ausführungsformen C bis F unterscheiden sich von den Ausführungsformen A und B dadurch, dass sich das Sieb/Tray 20 über den gesamten horizontalen Innenquerschnitt des Wäscherraums SS erstreckt.
-
Das Sieb 20 gemäß Beispiel C hat keine peripheren Wehre, sondern wird – in gleicher Weise – durch einen entsprechenden Abschnitt 10s der Wäscherwand 10 peripher begrenzt (eingefasst).
-
Der ringförmige Ablaufkanal 30 ist vollständig in die Wäscherwand 10 integriert, wobei sein oberes Ende im Abstand zu den oberen Rändern der Wehre 24 und sein unteres Ende (Boden) unterhalb einer horizontalen Ebene (HP) angeordnet ist, die durch die oberen Ränder der Wehre 24 definiert ist.
-
Die Position des Ablaufkanals 30 innerhalb der Wäscherwand 10 kann je nach gewünschter Höhe des Flüssigkeitsbades auf dem Sieb 20 und je nach Verwendungszweck verändert werden.
-
Die Alternative D folgt diesem Aspekt durch eine geneigte (schräge) Anordnung des ringförmigen Ablaufkanals 30. Diese schräge Konstruktion erlaubt es, jede Flüssigkeit auch dann wegzuführen, wenn der Wäscher im Uhrzeigersinn gekippt ist (z. B. beim Einsatz auf einem Schiff), da die Flüssigkeit noch in den ”oberen” Teil des Auslaufkanals (rechts in 1D) fließen kann, während im ”unteren” Teil (links in 1D) kein direkter Flüssigkeitsüberlauf mehr erfolgt. Ein ähnlicher Effekt kann dadurch erreicht werden, indem der Abstand zwischen Kanalboden 30B und Sieb 20 (Boden des Siebs) erhöht wird.
-
Da der Austragskanal 30 ein kontinuierlicher (endloser) Kanal ist – wie alle in 1 dargestellten Kanäle –, kann die/der in diesen Kanal ausgetragene Flüssigkeit/Schaum durch ein beliebiges Extraktionsmittel, das diesem Kanal 30 folgt oder in diesen Kanal 30 integriert ist, weiter extrahiert werden.
-
Alternative D unterscheidet sich weiter von C dadurch, dass das Sieb 20 ein peripheres Wehr (Barriere) 26 aufweist (4), das den Raum für die auf dem Sieb befindlichen Flüssig-/Gasgemische radial begrenzt. Mit anderen Worten: Bei Zwischenwehren 24 und einem peripheren Wehr 26 mit gleicher vertikaler Höhe weist das Flüssigkeitsbad auf dem Sieb über die gesamte Siebfläche im Wesentlichen die gleiche Höhe auf.
-
Zur weiteren Kontrolle/Steuerung der Betriebsbedingungen der Reinigungsvorrichtung stellt die Erfindung optional ein Sieb zur Verfügung, das innerhalb des Wäscherraums SS verschiebbar ist. Dies kann z. B. durch vertikale Gleitschienen erreicht werden, die am Außenwehr 26 befestigt sind und in entsprechende Nuten innerhalb der Wäscherwand 10 gleiten (oder umgekehrt). Dadurch kann der vertikale Abstand zwischen Sieb 20 und Ablaufkanal 30 und damit das Flüssigkeitsvolumen auf dem Sieb bzw. das zu entfernende Flüssigkeitsvolumen angepasst werden.
-
Beispiel E verwendet das Sieb des Beispiels C, ersetzt aber den ringförmigen Ablaufkanal 30 durch eine Vielzahl von diskreten Ablaufrohren 30B, die radial zur Wäscherwand 10 verlaufen. Obwohl 1 diese Rohre 30B in horizontaler Ausrichtung zeigt, kann eine schräge Anordnung je nach Anwendungsfall vorteilhaft sein. Auch Rohre 30B in verschiedenen Höhen sind möglich.
-
Beispiel F verwendet wieder die Tray-Konstruktion nach den Beispielen C und E, während die Austragsmittel 30F unterhalb des Trays 20 verlegt sind. Dies erfordert ferner entsprechende Auslassöffnungen in einem Sieb-Segment 20S oberhalb der Austragsmittel 30F, die es ermöglichen, dass das erforderliche Flüssigkeits-/Schaumvolumen durch den Siebboden 22 in den trichterartigen oberen Teil der Austragsmittel 30F und weiter aus dem Wäscher (symbolisiert durch einen Pfeil) fließt.
-
Alle Ausführungsformen bieten Ablaufmöglichkeiten, die zum Kontaktraum CS hin offen, aber gegen den Rauchgasraum FS geschlossen sind.
-
„Offen zum Kontaktraum CS” bedeutet, dass jede Flüssigkeit und insbesondere auch jeder Schaum, der sich im Kontaktraum befindet, bei Erreichen eines entsprechenden Flüssigkeitsspiegels direkt in das Austragsmittel gelangen kann.
-
„Geschlossen in Richtung des Rauchgasraums FS” bedeutet, dass die Austragsseinrichtung keine direkte Verbindung zum Rauchgasraum FS haben sollte, um zu verhindern, dass ungereinigtes Rauchgas in die Austragseinrichtung gelangt.
-
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
-
- EP 2851115 B1 [0001]
- US 7998134 B2 [0005]
