DE2030677C2 - Vorrichtung zum Trennen eines Gasgemisches, insbesondere zum Entfernen von Schwefeloxiden aus Rauchgasen - Google Patents

Vorrichtung zum Trennen eines Gasgemisches, insbesondere zum Entfernen von Schwefeloxiden aus Rauchgasen

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Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Der Akzeptor nimmt einen oder mehrere Bestandteile des Gasgemischs an, vorzugsweise zu.m Zweck der Reimgung von Gasgemischen von umweltbelastenden Bestandteilen, z. B. Schwefeldioxid, Schwefeltrioxid, Stickstoffoxide, brennbare Bestandteile. Derartige Bestandteile treten z. B. In Abgasen von Verbrennungskraftmaschinen, Schwefel- und Stickstoffsäureanlagen und Röstofen für Erze auf.
Vorrichtungen gemäß dem Hauptpatent 16 19 923 und Vorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung haben den Vorteil, daß der Akzeptor nicht durch feste Bestandteile des Gasgemischs, wie Ruß und Flugasche, verstopft wird, so daß die Vorrichtungen auf lange Betriebszelten kommen.
Bei der Vorrichtung gemäß Hauptpatent 16 19 923 dienen die verschiedenen Bahnen aus gasdurchlässigem Material nur jeweils der Begrenzung eines Gaskanals und so stehen nicht unmittelbar miteinander In Verbindung infolgedessen ergibt .sich von der Zahl der Bahnen und von deren Anbringung Im Gehäuse her ein erheblicher Herstellungsaufwand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit besonders einfachem und herstellungsgünstigem Aufbau verfügbar zu machen.
Zur LOsung dieser Aufgabe Ist die Vorrichtung erflnüungsgemäß so aufgebaut, wie im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben.
Bei der erflndungsgemißen Vorrichtung begrenzen die Bereiche zwischen den einander befestigten Scheiteln benachbarter Bahnen jeweils einen Gaskanal, so daß die Bahnen jeweils an der Bildung mehrerer Gaskanäle beteiligt sind und sich ein einfacher und herstellungsgUnstiger Aufbau ergibt. Außerdem bringt die gewellte oder zlckzackförmlge Gestalt der Bahnen eine Versteifung mit sich.
Bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
D|e Erfindung wird im folgenden anhand von zwei schematisch dargestellten Ausführungsbelspielen noch näher erläutert.
Flg.! zeigt eine teilweise aufgeschnittene Ansicht von schräg ober, ünes ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung;
Fig. 2 zülgt eine perspektivische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist die Vorrichtung zwölf zueinander parallele, rohrförmlge, mit festen Teilchen gefüllte Aufnahmeräume (Behälter 1) auf. Die Behälter 1 haben gasdurchlässige Wände, die bei diesem Ausführungsbeispiel aus Gaze bestehen. Bei diesem Ausfahrungsbelspiel hat jeder Behälter 1 vier gasdurchlässige Wände 2. Die Wände 2 bilden gleichfalls die Abgrenzungen für Gaskanäle 3, durch die ein Gasgemisch strömen kann. Bestandteile dieses Gasgemischs können durch die Wände 2 diffundieren und anschließend mit den festen Teilchen in den Behältern 1 in Berührung gelangen. Beim gezeichneten Ausfühningsbelsplel 1st jeder Behälter 1 unmittelbar längs einer oder mehrerer seiner Rippen an den Ihn umgebenden Behältern 1 befestigt, so daß immer ein Behälter 1 mit einem Gaskanal 3 abwechselnd angeordnet Ist. Die Anordnung von Behältern 1 und Gaskanälen 3 Ist in einem Gehäuse 4 angebracht, das Wände 7 sowie einen Gaseinlaß 5 und einen Gasauslaß 6 aufweist. Die Behälter 1 sind an ihren oberen Enden offen, während sie an ihren unteren Enden mittels einer nicht gezeichneten Bodenplatte abgeschlossen sind.
Die Vorrichtung läßt sich in äußerst einfacher Welse dadurch herstellen, daß zickzackförmlges Flachmaterial aus Gaze zusammengeschweißt wird, wobei ein Abschnitt eines derartigen Flachmaterials durch die Zickzacklinie α und ein Abschnitt des nächsten Flachmaterials durch die Zickzacklinie b gekennzeichnet ist. Diese Flachmaterialien oder Bleche bzw. Folien sind bei c zusammengeschweißt, wie aus Flg. 2 deutlicher hervorgeht. Bei dem In Flg. 2 gezeigtήι Ausführungsbeisplel Ist der Querschnitt des rohrförmigen Behälters rechteckig.
Die Behälter sind rohrförmig, d. h., daß die Länge eines Behälters verhältnismäßig groß Ist, z. B. mehr als fünfmal, üblicherweise mehr als zehnmal so groß wie die größte Abmessung eines Schnitts senkrecht zur Längsachse des Behälters. Mögliche Ausbuchtungen der Wände der Behälter durch das Vorhandensein von festem Stoff in den Behältern können daher nur verhältnismäßig geringe Ausmaße annehmen. Infolgedessen führen solche Ausbuchtungen nicht dazu, daß die Gaskanäle abgeschlossen werden, sondern die Gaskanäle bleiben frei für das Hindurchströmen eines Gases, und alles vorhandene, feste Material kann In zufriedenstellender Welse mit dem Gasgemisch In Berührung kommen. *
Die Gaskanäle sind an beiden Enden offen. Die Akzeptorbehälter können oben offen bleiben, sind jedoch Im allgemeinen zumindest an einem Ende verschlossen, um einen Verlust an festen Teilchen zu vermelden. Die Tatsache, daß die Wände der rohrförmigen Behälter zumindest zum Teil für Gas durchlässig sind, besagt, daß sie öffnungen und/oder Poren haben müssen, die groß genug sind, um die Moleküle des Gasgemisches durch Diffusion durch die Wand hindurchzulassen und damit mit dem festen Stoff hinter den Wänden in Berührung zu gelangen. Um den Widerstand gegen die Strömung eines Gasge-
rr.ixcnes durch den Gaskanal so gering wie möglich zu halten, sind die rohrförmigen Behälter vorzugsweise parallel zueinander angeordnet, wobei jeder der auf diese Weise gebildeten Gaskanäle den Gaseinlaß mit dem gegenüberliegend vorgesehenen Gasauslaß des Gehäuses verbindet. Allerdings können dir rohrförmigen Behälter auch unter Winkeln zueinander angebracht sein.
Wie oben bereits erwähnt, s<nd die rohrförmigen Behälter vorzugsweise so im Gehäuse angebracht, daß sie gleichfalls die Abgrenzungen für Gaskanäle bilden. Zu diesem Zweck können die Behälter in beliebiger, zweckmäßiger Weise angebracht sein. Die Behälter können untereinander verbunden sein, während sie in gewissem Abstand voneinander stehen, wobei die Begrenzungen der Gaskanäle von den Wänden der Behälter und/oder von Abstandsstücken gebildet sind, oder die Behälter können auch direkt untereinander verbunden sein, wie hier beschrieben. Im letzteren Fall sind die Begrenzungen der Gaskanäle nur von den Behälterwänden gebildet. Natürlich können in beiden Fällen auch die Wände des Gehäuses Teil der Aogrenzungen der Gaskanäle bilden. Vorzugsweise sind die rohrförmigen Behälter unmittelbar untereinander verbunden, da dann das Gasgemisch an allen Punkten längs gasdurchlässiger Wände der B-hälter strömen kann, ohne durch irgendwelche Abstandsstücke behindert zu sein. Ferner entsteht bei einer Anordnung direkt untereinander verbundener, rohrförmiger Behälter ein robuster Aufbau, der verhältnismäßig wenig Raum einnimmt.
Um das Innere eines rohrförmigen Behälters für ein durch die Gaskanäle strömendes Gasgemisch ohne weiteres zugänglich zu machen, sind die rohrförmigen Behälter vorzugsweise so angeordnet, daß jeweils ein Behälter mit einem Gaskanal abwechselt. Die Behälter können auch so angeordnet sein, daß jeweils zwei Behälter mit einem Gaskanal abwechseln; aber natürlich ist bei dieser Anordnung der feste Stoff weniger leicht zugänglich für das Gasgemisch.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß die rohrförmigen Behälter und die Gaskanäle von einer Reihe gewellter oder zickzackfön iger, parallel zueinander liegender, gasdurchlässiger Flachmaterialien, d. h. Folien oder Blechen gebildet sind, die so angebracht sind, daß von zwei einander benachbarten Folien die oberen und unteren Scheitel der einen Folie an den unteren bzw. oberen Scheiteln der anderen Folie befestigt sind. Bei symmetrisch gewellten oder zickza^kförmlgen Folien bedeutet das, daß sie spiegelsymmetrisch angeordnet sind.
Eine Vorrichtung entsprechend diesem Ausführungsbeispiel kann in verhältnismäßig kurzer Zelt und aus verhältnismäßig wenig Material hergestellt werden. Die gewellten oder zickzackförmlgen Folien werden zunächst hergestellt und dann zu einer Anordnung kombiniert. Dabei können die Folien ganz leicht, beispielswels durch Punktschweißen, Verklammern oder Weichlöten untereinander verbunden werden.
Der Schnitt durch einen rohrförmigen Behälter senkrecht zur Längsachse des Behälters kann jede beliebige Gestalt haben, er kann z. B. dreieckig, viereckig, polygonal, kreisförmig oder oval sein. Dabei kann ein viereckiger Schnitt ein unregelmäßiges Viereck, ein Rechteck oder ein Quadrat sein. Jm aligemeinen sind die Ecken der Schnitte leicht gerundet oder nach außen gebogen, wie es bei den oben erwähnten gewellten Folien der Fall sein kann.
Die Länge der Gaskanäle ist üblicherweise ein Vielfaches des größten Abstands zwischen den Kanalwänden.
Zui Bestimmung dieser Länge dient hauptsachlich die Zusammensetzung tics Gssiiimisches am Gaseinlaß, die gewünschte Zusammensetzung des Gases am Gasauslaß, die lineare Geschwindigkeit des ChsgsTiV.sehr-K ir, dt;i GaäkfinSlen, der Querschnitt der Gaskanäis und die W!rk*anir:*il des Katalysators oder Akzeptors. Alle diese Daten werden für das jeweils zu verwendende Gasgemisch Individuell aneinander angepaßt.
Die Wände der rohrförmigen Behälter, die zumindest zum TeIi gasdurchlässig sein sollten, können aus einem beliebigen zweckmäßigen Werkstoff bestehen. Sie können z. B. aus Gaze oder perforierten Folien oder Blechen hergestellt sein und aus Metal! bestehen. Angesichts seiner Durchlässigkeit hat sich Drahtgeflecht als besonders gut geeignet erwiesen. Die Maschenweite des Drahtgeflechts ist an die Teilchengröße der in die rohrförmigen Behälter zu füllenden festen Substanz angepaßt. Ein Teil des festen Stoffe kann nach längerem Gebrauch zu kleineren Teilchen zerfallen, die jedoch durrh die größeren Teilchen ohne weiteres zurückgehalten werden, selbst wenn die Maschen der Gaze etwas größer sind als die durch den Zerfall gebildeten Teilchen. Folglich ist die Größe des Verlustes an Teilchen vernaculässigbar. Aus diesem Grund kann ein Drahtgeflecht verwendet werden, dessen Maschen etwa Im Bereich der Größe der Teilchen des festen Stoffes liegen. Die Maschenweite des Drahtgeflechts kann z. B. zwischen 1 und 10 mm betragen.
Die Gestalt der in den rohrförmigen Behältern vorhandenen oder in die rohrförmigen Behälter einzufüllenden Teilchen des Feststoffs kann entsprechend dem jeweiligen Verwendungszweck gewählt werden. Diese Teilchen können z. B. die Form von Zylindern, Kugeln. Blöcken, Würfeln oder Platten aufweisen. Der Feststoff kann auch in Form von langen Stangen oder Folien verwendet werden, die aufrecht in den rohrförmigen Behältern vorgesehen sind.
Die Vorrichtung hat sich a!s besonders zweckmäßig für das Entfernen von Schwefeloxiden aus Rauchgasen herausgestellt. Ein vorteilhaftes Verfahren zum Reinigen von Rauchgasen besteht darin, daß Schwefeloxide enthaltende Gase und Sauerstoff mit einem festen Akzeptor In Berührung gebracht werden. Der feste Akzeptor kann ein Mftall oder eine auf einem Trägermaterial abgestützte Metallverbindung umfassen. Verfahren dieser Art lassen sich bei Rauchgasabgabetemperaturen von etwa 200 bis 5000C ausführen. Während des Hindu.chströmens der Rauchgase durch die Gaskanäle werden die Schwefeloxide von den Akzeptorteilchen angenommen. Die gereinigten Gase sind praktisch frei von Schwefeloxlden und können ferner unmittelbar durch einen Schornstein abgegeben werden, ohne erst erhitzt werden zu müssen. Der durch die Aufnahme von Schwefeloxiden beladene Akzeptor kann anschließend mit Hilfe eines Reduktionsgases regeneriert werden, welches gleichfalls die Rauchgasabgabetemperatur hat, su daß ein Gas erhalten wird, welches erheblich viel reicher en Schwefeldioxid ist als das zu reinigende Rauchgas. Dieses mit Schwefeldioxid angereicherte Gas kann z. B. als Ausgangsstoff für die Herstellung von Schwefelsäure oder elementarem Schwefel verwendet werden.
Ein zweckmäßiger A ^zeptor umfaßt Kupfer oder auf γ-Aluminlumoxld als Träge: abgestütztes Kupferoxid. Ein anderer, gleichfalls zweckmäßiger Akzeptor umfaßt Alkallmetalloxid und Vanadlumoxld, abgenützt auf einem ähnlichen Trager.
Die Vorrichtung wh t'er hrflndung kann ferner für katalytisch Uniwandlui^sv erfahren, beispielsweise d^ Oxidieren von Schwefeldioxid 7ii Schwefeltrioxid
5 6
eines sauerstoffhaltlgen Gases wie LuTt In Gegenwart den. Als Katalysator kann ein V/K/SIOj-Kalalysator her-
elties zweckmäßigen festen Katalysators verwendet wer- angezogen werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Trennen eines Gasgemisches mittels eines Akzeptors, insbesondere zum Entfernen s von Schwefeioxiden aus Rauchgasen, mit einem Süßeren Gehäuse, das mehrere offene, rohrförmlge Gaskanäle und wenigstens einen Aufnahmeraum für den Akzeptor umschließt, wobei die Gaskanäle von mehreren, parallel rj dem äußeren Gehäuse verlaufenden Bahnen aus gasdurchlässigem Material und der Aufnahmeraum für den Akzeptor entweder durch die Bahnen benachbarter Gaskanäle oder durch das Gehäuse und diesem benachbarte Bahnen gebildet sind, nach Patent 16 19923, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnen (a, b) gewellt oder zickzackförmig und so angebracht sind, daß von zwei einander benachbarter. Bch^en die oberen Scheitel der einen Bahn an den unteren Schcüc.ri der anderen Bahn befestigt sind (c).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnen (a, b) untereinander verschweißt oder weichverlötet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnen (a, b) aus Drahtgeflecht bestehen.
DE2030677A 1969-06-23 1970-06-22 Vorrichtung zum Trennen eines Gasgemisches, insbesondere zum Entfernen von Schwefeloxiden aus Rauchgasen Expired DE2030677C2 (de)

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