DE2045798C3

DE2045798C3 - Verfahren zur Abtrennung gasförmiger Bestandteile aus Abgasen

Info

Publication number: DE2045798C3
Application number: DE19702045798
Authority: DE
Inventors: Sabro Tokio Tsuji
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Filing date: 1970-09-16
Publication date: 1976-04-01

Description

Aus der US-PS 34 73 297 ist ein Verfahren zur Abtrennung gasförmiger Bestandteile aus Abgasen mit Hilfe von Sorptionsmittelbetten bekannt Bei diesem Verfahren werden mehrere Sorptionsmittelbetten, in der Reihenfolge abwechselnd, einer Adsorptionsstufe, einer Regenerierungsstufe und einer Trocknungsstufe unterworfen. Die Fließraten des zu behandelnden Gasgemisches und der zugeführten Regenerierungsflüssigkeit werden jeweils mit Hilfe besonderer Regelvor- richtungen eingestellt. Bevor ein Sorptionsmittelbett der Regenerierungsstufe unterworfen wird, wird die Gaszuführung abgestellt.

In diesem Fall wird also das Abgas nur den Sorptionsmittelbetten zugeführt, die sich in der Adsorptionsstufe und der Trocknungsstufe befinden, jedoch nicht dem Bett, das sich in der Regenerationsstufe befindet.

Es ist ferner bekannt, in einer Sorptionsanlage mit mehreren Sorptionsmittelbetten den Sorptions-Regenerierungs-Zyklus dadurch zu steuern, daß in dem Gasstrom, der durch die Sorptionsmittelbetten geleitet wird, die Menge und Konzentration der abzutrennenden Gase gemessen wird (deutsche Patentanmeldung B 22 251/12e, bekanntgemacht am 29.7. 1954). Auch bei diesem bekannten Verfahren wird jedoch vor der Regenerierung eines Sorptionsmittelbetts mit Hilfe einer Regenerierflüssigkeit die Gaszuführung unterbrochen und sowohl für den zugeführten Gasstrom als auch für die Regenerierflüssigkeit sind gesonderte Regelventile vorgesehen.

Um die bei diesen Verfahren notwendigen Regelventile zu vermeiden und die Umschaltung der einzelnen Sorptionsmittelbetten aus der Sorptionsstufe zur Regenerierstufe und Trockungsstufe einfacher zu gestalten, wird beim Verfahren zur Abtrennung gasförmiger Bestandteile aus Abgasen mit Hilfe mehrerer Sorptionsmittelbetten, die, in der Reihenfolge abwechselnd, jeweils einer Sorptionsstufe, einer Regenerierungsstufe und-einer Trocknungsstufe unterwor- fen werden, und bei dem die Fließraten des zu behandelnden Gasgemisches und der zugeführten Regenerierflüssigkeit eingestellt werden, erfindungsgemäß in das in der Regenerierungsstufe befindliche Sorptionsmittelbett gleichzeitig von oben Regenerierflüssigkeit und von unten Abgas eingeführt und die Fließrate der Regenerierfiüssigkeit und die Fließrate des Abgases lediglich durch Regelung der Fließrate der

Regenerierfiüssigkeit eingestellt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der Steuerungsaufwand bei der Abtrennung gasförmiger Bestandteile aus Abgasen wesentlich vereinfacht, da die Absperrorgane in den Leitungen für die Gaszufuhr wegfallen. Außerdem erfordert die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einen geringeren Warumgsaufwand.

Die F i g -1 bis 3 dienen zur Erläuterung der Erfindung. In diesen Zeichnungen zeigt

F i g. 1 die Abtrennung von Chlorwasserstoff aus dem Abgas einer Müllverbrennungsanlage,

F i g. 2 ein Diagramm, welches den Zusammenhang zwischen der Fließgeschwindigkeit des Verbrennungsgases beim Passieren des mit Calciumcarbonat (Kalkstein) gefüllten Bettes und der Fließgeschwindigkeit der zum Regenerieren dienenden Waschflüssigkeit (Wasser), die nach unten durch das mit Füllkörpern versehene Bett fließt, in der Regenerierstufe des Sorptionsbetts der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform zeigt;

F1 g. 3 die Entfernung von Schwefeloxiden aus Verbrennungsabgasen.

In F i g. 1 wird ein Abgas aus einem Müllverbrennungsofen 1, das einen geringen Anteil Chlorwasserstoff enthält, durch eine Leitung 2 in einen Kompressor 4 geleitet und dort komprimiert. Das komprimierte Gas wird durch einen Gasdurchlaß 5 und entsprechende Gaseintrittskanäle 5a, 56 und 5c in eine Einrichtung 7 eingeführt, in welcher der Chlorwasserstoff abgetrennt wird, und danach durch entsprechende Gasaustrittskanäle 12a, 126 und 12c und einen Gasdurchlaß 12 über den Kamin 16 in die Atmosphäre abgeführt.

Die Einheit 7 zum Entfernen des Chlorwasserstoffs besteht aus drei Sorptionskammern 7a, 76 und 7c mit den Sorptionsbetten 8a, Sb bzw. 8c aus Kalkstein. Die Sorptionskammern 7a, Tb und 7c stehen in Verbindung mit den Gaseintrittskanälen 5a, 5Z> und 5c und den Gasaustrittskanälen 12a, 126 und 12c, wobei in keinem dieser Kanäle eine öffnungs- und Schließvorrichtung angeordnet ist.

Jede der Sorptionskammern ist mit Ventilen 9a. 96 oder 9c zum Regulieren der Fließrate der zum Waschen des Sorptionsmittels verwendeten Flüssigkeit mit Verteilungsvorrichtungen 17a, 176 bzw. 17c für die Waschflüssigkeit und mit Abflußventilen 10a. 106 bzw. 10c für die benutzte Waschflüssigkeit ausgestattet.

In der in Fig. 1 gezeigten Verfahrensstufe befindet sich der gefüllte Turm 7a in der Regenerierstufe, der gefüllte Turm 76 in der Trockenstufe und der gefüllte Turm 7c in der Sorptionsstufe.

In F i g. 1 wird das Abgas in im wesentlichen gleicher Rate durch die Sorptionskammer 7c, die sich in der Sorptionsstufe befindet und die Sorptionskammer 76, die sich in der Trocknungsstufe befindet, geleitet, während die Waschflüssigkeit der Sorptionskammer 7a über das Ventil 9a und den Verteiler 17a von oben her zugeführt wird. Im allgemeinen wird als Regenerierfiüssigkeit Wasser verwendet.

Die Waschflüssigkeit wird durch Abflußventile 10a und einen Abflußkanal 10 aus der Vorrichtung abgezogen.

Das Abgas wird in die Sorptionskammer Ta von unten her eingeführt; da gleichzeitig die Waschflüssigkeit herabfließt, ist die Fließrate des Abgases außerordentlich niedrig, im Vergleich mit der Fließrate des Abgases, welches die Sorptionskammer 7c in der Adsorptionsstufe und die Sorptionskammer 76 in der Trockenstufe

durchströmt.

Dies sol! unter Bezugnahme auf F i g. 2 erläutert werden. In der graphischen Darstellung der F i g. 2 ist auf der Abszisse die Fließgeschwindigkeit der Regenerierflüssigkeit (Wasser) und au. der Ordinate die Fließgeschwindigkeit des Gases aufgetragen. Die Kurve zeigt den Zusammenhang zwischen diesen beiden Geschwindigkeiten, wenn die Dicke der Kalkschicht 1000 mm und die durchschnittliche Korngröße des Kalksteins 4 bis 6 mm beträgt.

Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, fällt die Fließrate des strömenden Abgases scharf ab, wenn die Zuführung der Waschflüssigkeit (Wasser) beginnt, selbst wenn die Fließrate der Waschflüssigkeit (Wasser) nur geringfügig erhöht wird. Wenn beispielsweise die Fließrate der Waschflüssigkeit (Wasser) 0,1 - 10-²m/sec beträgt, so hat das Abgas eine Fließrate von 0,1 m/sec, d. h., etwa'/5 der Fließrate, die gegeben ist, wenn keine Waschflüssigkeit (Wasser) zugeführt wird. Wenn die Fließrate der Waschflüssigkeit (Wasser) 0,2 ■ 10"² m/sec oder mehr 20-beträgt, so ist die Fließrate des Abgases nur '/io oder weniger der Fließrate ohne Zuführung von Waschflüssigkeit.

Somit wird in der Regenerierstufe die Fließrate des Abgases durch die der Fließrate der Waschflüssigkeit geregelt. Es ist aus diesem Grund nicht erforderlich, in dem Gaseintritts- und Gasaustrittskanal der Sorptionskammern Öffnungs- und Schließvorrichtungen vorzusehen, um die Fließrate des Abgases zu regulieren.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Verfahren wird die Fließrate der Waschflüssigkeit auf einen Wert von etwa 0,1 · 10"² m/sec eingestellt, so daß die Fließrate des Abgases bei einem Wert von nicht mehr als 0,1 m/sec gehalten wird.

Aus diesem Grund enthält das Abgas, das die Sorptionskammer in der Regenerierstufe verläßt, kaum Chlorwasserstoff.

Das aus dem Kamin abströmende Abgas besieht aus den vereinigten Strömen, welche die einzelnen Sorptionskammern verlassen, wie aus F i g. 1 ersichtlich ist.

Daher ist der Temperaturabfall des Abgases gering.

Sollte es erforderlich sein, die Fließrate der Waschflüssigkeit zu erniedrigen, so würde dadurch die Fließrate des Abgases erhöht und es bestünde die Gefahr, daß die Waschflüssigkeit von dem Gas in den Kamin mitgerissen wird. Dies kann durch den Nebelabscheider 18 verhindert werden.

F i g. 3 zeigt eine Vorrichtung zum Entfernen von Schwefeloxiden aus Abgas nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, die mit Aktivkohle gefüllte Sorptionskammern enthält.

Gemäß Fig.3 wird das Schwefeloxid enthaltende Abgas mit einer Temperatur von etwa 130 bis 140° C, das aus einem Dampfkessel oder Industrieofen 1 austritt, durch eine Leitung 2 in einen Staubabscheider 3 eingeführt und nach Entfernen des Staubs mit Hilfe eines Kompressors 4 komprimiert und durch Gasdurchlaßkanäle 5a, 5£> bzw. 5cin die Sorptionskammern 7 a, Tb und 7c eingeleitet. Die Sorptionskammern 7a, Tb und 7c enthalten Aktivkohle 8a, Sb bzw. 8c als Sorptionsmittel. In der in F i g. 3 gezeigten Verfahrensstufe befindet sich die Sorptionskammer 7a in der Regenerierstufe, die Sorptionskammer Tb in der Trockenstufe und die Sorptionskammer 7cin der Adsorptionsstufe.

In der in Fig.3 dargestellten Verfahrensstufe wird das Abgas in im wesentlichen gleicher Fließrate in die Sorptionskammern 7c und Tb eingeleitet. In der Sorptionskammer Ta wird über die Leitung 9, das Ventil 9a und die Verteilungseinrichtung I7a auf die Aklivkohleschicht 8a Wasser aufgesprüht, um die in der Aklivkohleschicht haftende Schwefelsäure auszuwaschen und diese Schicht dadurch zu regenerieren. Das zum Regenerieren benutzte Wasser wird durch ein Abflußventil 10a und eine Abflußleitung 10 in eine Entwässerungsfalle 13 abgeführt. ·

Die Abgasströme, welche die entsprechenden Sorplionskammern verlassen, werden in der aus Fig.3 ersichtlichen Weise miteinander vereinigt. Das Abgas wird durch den Kamin 16 bei einer Temperatur von mindestens 100° C ausgeführt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Abtrennung gasförmiger Bestandteile aus Abgasen mit Hilfe mehrerer Sorptionsmit- telbetten, die. in der Reihenfolge abwechselnd, jeweils einer Sorptionsstufe, einer Regenerierungsstufe und einer Trocknungsstufe unterworfen werden, und bei dem die Fließraten des zu behandelnden Gasgemisches und der zugeführten Regenerierflüssigkeit eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in das in der Regenerierungsstufe befindliche Sorptionsmittelbett gleichzeitig von oben Regenerierflüssigkeit und von unten Abgas eingeführt wird und die Einstellung der Fließrate der Regenerierflüssigkeit und der Fließrate des Abgases lediglich durch Regelung der Fließrate der Regenerierflüssigkeit erfolgt.