DE2232258C3 - Verfahren zur Behandlung von schädliche Bestandteile enthaltenden Abgasen aus Industrieanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von schädliche Bestandteile enthaltenden Abgasen einer Industrieanlage, bei dem die Abgase durch eine Abgasbehandlungsvorrichtung, die die schädlichen Bestandteile entfernt, geleitet und während des Betriebs der Industrieanlage ein Teil der so behandelten Abgase nach dem Verlassen der Abgasbehandlungsvorrichtung über eine Nebenleitung wieder zu dem Abgasauslaß der Industrieanlage zurückgeführt wird, während der andere Teil der behandelten Abgase ausgelassen wird.

Bei üblichen bekannten Verfahren zur Behandlung von Abgasen aus Industrieanlagen, z. B. Verbrennungsöfen, wird das gebildete Abgas über eine Leitung einer Abgasbehandlungsvorrichtung zugeleitet, dort von den schädlichen Bestandteilen befreit und dann über eine Leitung in die Atmosphäre ausgeblasen. Wenn nun der Aufbereitungszyklus bei der Abgasbehandlungsvorrichtung durch einen Umschaltvorgang bewerkstelligt wird, wird die Industrieanlage, z.B. der Verbrennungsofen, durch Druck-, Strömungs- und sonstige Schwankungen so beeinflußt

Im Falle der Störung der Abgasbehandlungsvorrichtung muß das Abgas einen anderen Weg nehmen, jedoch diese Änderung verursacht ihrerseits heftige Druckschwankungen, was zu starken äußeren Störungen der Industrieanlage, wie etwa des Verbrennungsofens und der damit zusammenhängenden Anlagen, führt. Unter diesen Umständen bereitet es erhebliche Schwierigkeiten, einen stabilen Betrieb dieser Anlage zu gewährleisten. Um nun diesen Schwierigkeiten zu begegnen, wurden Strömungs- und/oder Druckregulatoren vorgeschlagen (DE-OS 16 19 881), um einen stabilen Betrieb der Anlage während des Betriebes und außer Betrieb zu gewährleisten. Wird beispielsweise ein Aggregat, in dem die Abgase chemisch aufbereitet werden, zunehmend verbraucht, dann muß die Abgasleitung von einem verbrauchten Aggregat auf ein neues umgeschaltet werden und die Rückwirkung solcher Schwankungen muß verhindert werden. Diese Maßnahme erhöht nicht nur die Entstehungskosten solcher Anlagen, sondern bildet darüberhinaus ein höchst drastisches Mittel, den im Hinblick auf einen stabilen Betrieb der Industrieanlage besonders unerwünschten äußeren Störungen entgegenzuwirken. In diesem Zusammenhang muß nicht eigens betont werden, daß auch zum Zeitpunkt der Wiederaufnahme des Betriebs einer Abgasbehandlungsvorrichtung für Abgase aus den verschiedensten Industriezweigen dieselben Druck- und Strömungsschwankungen, wie oben ausgeführt, auch in der das Abgas liefernden Industrieanlage auftreten.

Die oben aufgezeigten Mängel werden auch nicht durch das Verfahren behoben, das sich aus der DE-PS 5 49 190 ergibt Dieses Verfahren dient zum Verhüten von innerhalb eines Elektrofilters möglichen Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeit der zu reinigenden Gase, wobei ein Teil des Reingases im Kreislauf wieder dem Rohgas in dem Maße zugeführt wird, daß die Gasgeschwindigkeit zwischen den Elektroden konstant bleibt. Der Kreislauf wird dadurch erreicht, daß in einer von dem Reinigungskanal hinter einem dort in bekannter Weise angeordneten Ventilator eine Leitung abgezweigt und dem Rohgaskanal zugeführt wird. Dabei ist die Anordnung einer in ihrer Stellung gesteuerten Drosselklappe in der Nebenleitung zwingend erforderlich.

Das sHi aus der DE-OS 19 51 855 ergebende Verfahren bezweckt die Entfernung von Schwefeloxiden aus Abgasen durch Adsorption mittels einer vom Abgas quer zu ihrer Bewegungsrichtung durchströmten Wanderschicht aus körnigem, kohlenstoffhaltigem Material, welches nach seiner Beladung regeneriert wird, wobei bei gleichbleibender Gesamtrauchgasmenge eine größere Rauchgasmenge dem oberen Teil der Wanderschicht unter entsprechender Reduzierung der Rauchgasmenge im unteren Teil zugeführt wird.

Dabei wird ein Teil des gereinigten Abgases im Kreislauf in die Wanderschicht zurückgeführt, während man den anderen Teil abzieht und durch zu reinigendes Abgas ersetzt. Dieses Verfahren behebt nicht die aufgezeigten Probleme, was auch für das Verfahren gilt, das in der DE-PS 4 78 034 beschrieben wird. Hierbei handelt es sich um ein Verfahren zum Betrieb horizontaler elektrischer Gasreiniger zur Behandlung heißer Gase, wobei das sich in dem unteren Teil ansammelnde kältere Gas abgezogen wird. Dabei sol! in der Praxis offensichtlich so verfahren werden, daß der untere Teil des elektrischen Gasreinigers mit dem Zuleitungsrohr für das Rohgas verbunden wird, so daß dadurch eine Art Absorptionswirkung des Rohgases auftritt Das führt dazu, daß die Ansammlung von verunreinigtem kalten Gas im unteren Teil des Gasreinigers ausgeschaltet wird. Hieraus ergibt es sich ohne weiteres, daß verunreinigtes Gas nicht mit bereits gereinigtem Gas gemischt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren, bei dem Schwankungen der Strömungsmengen durch die Abgasbehandlungsvorrichtungen und ähnliche Störungen keine Rückwirkung auf den die Abgase erzeugenden industriellen Vorgang, z. B. auf die Arbeitsweise eines Abgas erzeugenden Brenners, haben, so zu verbessern, daß eine technisch weniger aufwendige Lösung erzielt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Nebenleitung als offene, kein Steuerorgan enthaltende Leitung ausgebildet wird und die gesamte von der Industrieanlage abgegebene Abgasmenge zusam-

men mit dem zurückgeführten Teil der behandelten Abgase durch die Abgasbehandlungsvorrichtung mit Hilfe einer gasfördernden Vorrichtung, die eine volumetrische Kapazität besitzt, die größer ist als das von der Industrieanlage erzeugte Abgasvolumsn, so daß das fehlende Volumen durch die Nebenleitung zugespeist wird, kontinuierlich gefördert wird.

Die Erfindung macht in einfacher Weise die bekannten, störungsanfälligen und kostspieligen Regulatoren dadurch überflüssig, daß ein Teil des bereits behandelten Abgases wieder zurückgeführt und noch einmal mit dem unbehandelten Abgas durch die Aufbereitungsvorrichtung geleitet wird. Da auf diese Weise der Abgasbehandlungsvorrichtung immer eine Gasmenge zugeführt wird, die größer ist als die Abgasmenge, die von der Industrieanlage abgegeben wird, wird unabhängig von dem Betriebszustand dieser Abgas erzeugenden Anlage und unabhängig von dem Betriebszustand der Abgasbehandlungsvorrichtung immer die gesamte erzeugte Abgasmenge durch die Behandlungsvorrchtung gelei- tet, und Schwankungen in dieser Behandlungsvorrichtung beeinflussen lediglich die Menge des zurückgeführten, bereits behandelten Abgases, so daß keine Rückwirkung auf die das Abgas erzeugende Industrieanlage eintritt.

Hierbei ist bei einer Abgasbehandlungsanlage eine direkt vom Auslaß für die Abgase der jeweiligen Industrieanlage zum Ausblassystem führende offene Nebenleitung und eine von der Nebenleitung abzweigende, mit einem Gebläse und einer Abgasbehandiungsvorrichtung ausgestattete Leitung vorgesehen, wobei das Gebläse derart arbeitet, daß mindestens die Gesamtmenge des in der Industrieanlage entstandenen Abgases durch die Abgasbehandlungsvorrichtung geleitet wird.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise noch näher erläutert; es zeigt:

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Anlage gemäß Stand der Technik und

F i g. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage.

Bei üblichen bekannten Verfahren zur Behandlung von Abgasen aus Industrieanlagen, z. B. Verbrennungsofen, wird das in einem mit Schweröl 30 und Luft 31 beschickten Verbrennungsofen 21 (Fig. 1) gebildete Abgas über eine Leitung 32 in eine Abgasbehandlungsvorrichtung 33 geleitet; das in der Abgasbehandlungsvorrichtung 33 von den schädlichen Bestandteilen befreite Gas wird dann über eine Leitung 34 aus einem Ausblassystem 35 in die Atmosphäre ausgeblasen. Wenn nun der Reaktions-, Regenerations- oder sonstige Zyklus bei der Abgasbehandlungsvorrichtung durch einen Umschaltvorgang bewerkstelligt wird, wird der Verbrennungsofen 21 durch Druck-, Strömungs- und sonstige Schwankungen beeinflußt. Im Falle, daß die Abgasbehandlungseinrichtung 33 nicht mehr richtig arbeitet, oder daß ihr Wirkungsgrad sinkt läßt sich der Weg des Abgases ändern, indem man Ventile 36 und 37 schließt, während man ein Ventil 39 in der Nebenleitung 38 öffnet, die von der Leitung 32 abzweigt und an der Leitung 34 angeschlossen ist. Die Änderung des Weges des Abgases führte jedoch zu heftigen Druckschwankungen, was zu starken äußeren Störungen des Verbrennungsofens und der damit zusammenhängenden Anlagen führt.

Nachfolgend wird anhand der F i g. 2 die Erfindung beispielsweise nähef beschrieben. Unter dem Begriff »Industrieanlege«, der in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, sind sämtliche Industrie-Verbrennungsöfen, wie Kessel oder Heizöfen gemeint, die schädliche Bestandteile enthaltendes Abgas aus der Verbrennung verschiedener Heizmaterialien emittiereii, wie z. B. Schweröl; dieses Gas hat, aus dem Blickpunkt der Umweltverschmutzung gesehen, unerwünschte Wirkungen, wenn es so in die Luft abgegeben wird, wie es ist Der Begriff »Industrieanlage« meint auch Produktionsanlagen, wie sie bei der Herstellung von Kunstharzen oder Kunstfasern bekannt sind. Der Begriff »schädliches Abgas« meint das Gas, das von Verbrennungsofen ausgestoßen wird, die Schweröl u.dgl. als Brennstoff verwenden, oder solche Abgase, die von Industrieanlagen, wie Reaktoren, Röstöfen, Trocknungsanlagen und Schmelzofen ausgestoßen werden. Als schädliche Bestandteile werden hierbei solche gasförmigen und suspendierten Verbindungen verstanden, die, wenn sie als solche in die Luft entlassen werden, einen schädlichen oder nachteiligen Einfluß auf die Umwelt, insbesondere Mensch und Tier, ausüben. Die schädlichen Bestandteile ändern sich mit der Art des Abgases: ein aus dem Blickpunkt der Umweltverschmutzung typkcher Bestandteil ist SO2, das, wenn es in die Luft abgegeben wird, unerwünschte Wirkungen zeigt. Weitere schädliche Bestandteile dieser verschiedenartigen Abgase sind beispielsweise H₂S, NO«, CS₂ sowie die verschiedensten gasförmigen Lösungsmittel, Staub, Nebentröpfchel und übelriechende Gase.

Im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung muß die Menge des mit Hilfe des Gebläses durch die Gasbehandlungsanlage geleiteten Abgases in der Regel etwas größer sein als die Menge des in der betreffenden Industrieanlage gebildeten Abgases. Zu diesem Zweck werden die Gesamtmenge an in der betreffenden Industrieanlage gebildetem Abgas und ein geringer Anteil an durch die direkt zum Ausblassystem führende offene Nebenleitung rückströmendem, nachbehandeltem Gas mit Hilfe des Gebläses gemeinsam der Abgasbehandlungsanlage zugeführt. Folglich wird das gesamte in der Industrieanlage gebildete Abgas gezwungen, durch die Abgasbehandlungsanlage zu strömen, wobei niemals unbehandeltes schädliches Abgas aus dem Ausblassystem direkt durch die zu dem Ausblassystem führende offene Nebenleitung in die Luft entlassen wird.

Unter dem Ausdruck »offene Nebenleitung« ist eine praktisch (vollständig) offene Leitung zu verstehen. Folglich wird auch eine mit einem Ventil oder einer Drossel versehene Leitung als offene Nebenleitung bezeichnet, solange sie als Leitung in offenem Zustand benutzt wird.

Das Ausblassystem muß mit einer Einrichtung zum Entlasisen der behandelten Abgase in die Luft, z. B. einem Kamin oder einer Esse, versehen sein. Es ist ratsam, eine Einrichtung zum Entfernen von weißem Rauch oder Dampf und/oder weitere zusätzliche Nachbehandlungseinrichtungen für das behandelte Abgas vorzusehen, deren Funktion jedoch im folgenden • nicht näher erläutert wird.

Als Gebläse können im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung übliche bekannte Gebläse, Ventilatoren und zusätzlich Kompressoren verwendet werden. Das jeweilige Gebläse kann entweder stromauf- oder stromabwärts zur Behandlungsvorrichtung innerhalb der Zweigleitung aus der offenen Nebenleitung angeordnet sein. Bei der Abgasbehandlungsvorrichtung kann es sich um eine trocken oder naß

arbeitende Vorrichtung zur Entfernung von-SC>2, um einen Staubfänger, eine adsorptiv arbeitende Lösungsmittelrückgewinnungsanlage oder eine Desodorierungsanlage handeln. Die Wahl der jeweiligen Abgasbehandlungsanlage hängt selbstverständlich von den in dem jeweiligen Abgas enthaltenen schädlichen Bestandteilen ab.

Im folgenden wird das Verfahren gemäß der Erfindung anhand einer speziellen Ausführungsform zur Behandlung von Abgas aus einem schwerölbefeuerten Kessel erläutert.

F i g. 2 der Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung geeigneten Abgasbehandlungsanlage, bei welcher der Kessel mit einer trocken arbeitenden Heizgasentschwefeiungseinrichtung ausgestattet ist Letztere erfordert als Abgasbehandlungsvorrichtung eine Umschaltung.

Durch einen Einlaß 1 wird über einen Vorerhitzer 3 und eine Leitung 4 mittels eines Luftgebläses 2 Luft in einen Kessel 5 eingeblasen. Gleichzeitig wird der Kessel 5 über einen Einlaß 6 mit Schweröl beschickt. Das bei der Verbrennung des Schweröls entstehende und vornehmlich SO₂ als schädlichen Bestandteil enthaltende Abgas wird über eine Abgasauslaßleitung 7 abgelassen. Die Abgasauslaßleitung 7 spaltet sich in eine direkt zu einem das Ausblassystem bildenden Kamin 20 führende offene Nebenleitung 8 und eine über Abgasentschwefelungsvorrichtungen 12 und 13 zum Ausblassystem führende Leitung 9 auf. In der Leitung 9 ist ein Gebläse 10 vorgesehen, welches derart ausgelegt ist, daß es etwas mehr Abgas zu den Abgasentschwefelungsvorrichtung schickt als im Normalbetrieb durch die Abgasauslaßleitung 7 abgelassen wird. Folglich wird das gesamte Abgas durch die Leitungen 9 und 11 zu den Entschwefelungsvorrichtungen 12 und 13 geleitet.

Die Entschwefelungsanlage besteht aus umschaltbaren Doppelsäulen, so daß die Entschwefelungseinheiten abwechselnd betrieben werden können. Wenn beispielsweise die Abgasbehandlung in der mit Umschaltventilen 14 und 15 ausgestatteten Entschwefelungsvorrichtung 12 vorgenommen wird, erfolgt die Regenerationsbehandlung in der mit Umschaltventilen 16 und 17 ausgestatteten Entschwefelungsvorrichtung 13 und umgekehrt. Der Hauptteil des nach der Behandlung von schädlichen Bestandteilen, z. B. SO₂ u. dgL befreiten Abgases wird nach dem Wärmeaustausch im Luftvorheizer 3 über Leitungen 18 und 19 durch den Kamin 20 in die Luft entlassen. Ein geringer Teil des behandelten Abgases tritt jedoch in die offene Nebenleitung 8 ein, vereinigt sich mit dem durch die Leitung 7 strömenden nicht-behandehen Abgas und triü bthücßüch erneut :n die Entschwefelungsvorrichtung ein. Diese Anordnung zur Zuspeisung einer größeren Abgasmenge (zur Entschwefelungsvorrichtung) als aus der Abgasauslaßleitung 7 abgelassen wird, dient vorzugsweise dazu, daß nicht ein Teil des nicht-entschwefelten Abgases durch die offene Nebenleitung 8 in die Atmosphäre austreten kann. Hierbei wird die Menge und Richtung des Gas-Stroms durch die offene Nebenleitung 8 automatisch durch die Wechselbeziehung der mit Hilfe des Luftgebläses 2 zugeführten Luftmenge und der mit Hilfe des Gebläses 10 zugespeisten Abgasmenge bestimmt.
Das vorhergehende Beispiel zeigt, daß der Verbrennungsofen bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung durch eine Änderung der Arbeitsweise der Abgasbehandlungsvorrichtung überhaupt nicht beeinflußt wird. Auf diese Weise läßt sich ein stabiler Betrieb des Verbrennungsofen gewährleisten, und zwar unabhängig vom Betriebszustand der Behandlungsvorrichtung. Hierdurch läßt sich die Wirtschaftlichkeit und der Wirkungsgrad einer solchen Anlage erhöhen. Darüber hinaus läßt sich selbst bei einer Änderung des Betriebszustandes eines Teils des Verbrennungsofens ein kontinuierlicher und stabiler Betrieb des entsprechenden Teils der Abgasbehandlungsvorrichtung gewährleisten. Selbstverständlich lassen sich die Merkmale des Verfahrens gemäß der Erfindung — wie sie anhand eines Verbrennungsofens näher erläutert wurden — auch auf andere Industrieanlagen übertragen. Das Verfahren kann bevorzugt Abgase behandeln, die einem Verbrennungsofen, einem Reaktor, einer Trocknungsanlage oder einem Schmelzofen entstammen, wobei die Abgasbehandlungsanlage aus einer naß arbeitenden SO2-Entfernungsvorrichtung, einem Staubfänger, einer adsorptiv arbeitenden Lösungsmittelrückgewinnungsanlage oder einer Desodorierungsvorrichtung bestehen kann. Dem Ausblassystem kann noch bevorzugt ein Nachbrenner, eine Einrichtung zum Entfernen von weißem Rauch oder Dampf oder eine andere Nachbehandlungseinrichtung nachgeschaltet sein.

Während bei üblichen bekannten Verfahren, die ohne offene Nebenleitung durchgeführt werden, die Verwendung einer eine Umschaltung erfordernden Abgasbehandlungsvorrichtung infolge der notwendigen Umschaltung zu äußeren Störungen des Verbrennungsofens und anderer damit verbundener Vorrichtungen führt, treten bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung keinerlei derartige Schwierigkeiten auf. Im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung kann man auf Ventile, Druck- und Strömungsregulatoren u. dgl, wie sie bisher als unabdingbar erachtet wurden, verzichten, wodurch sich die Gesteso hungskosten der Anlage als Ganzes senken lassen. Ferner können im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung eine neue Abgasbehandlungsvorrichtung oder mehrere in Reihe geschaltete Abgasbehandlungseinheiten zugeschaltet werden, ohne daß ein Ventil in die Nebenleitung eingebaut werden muß.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

S-

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Behandlung von schädliche Bestandteile enthaltenden Abgasen einer Industrieanlage, bei dem die Abgase durch eine Abgasbehandlungsvorrichtung, die die schädlichen Bestandteile entfernt, geleitet und während des Betriebs der Industrieanlage ein Teil der so behandelten Abgase nach dem Verlassen der Abgasbehandlungsvorrichtung über eine Nebenleitung wieder zu dem Abgasauslaß der Industrieanlage zurückgefühi t wird, während der andere Teil der behandelten Abgase ausgelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenleitung als offene, kein Steuerorgan enthaltende Leitung ausgebildet wird und die gesamte von der Industrieanlage abgegebene Abgasmenge zusammen mit dem zurückgeführten Teil der behandelten Abgase durch die Abgasbehandlungsvorrichtung mit Hilfe einer gasfördernden Vorrichtung, die eine volumetrische Kapazität besitzt, die größer ist als das von der Industrieanlage erzeugte Abgasvolumen, so daß das fehlende Volumen durch die Nebenleitung zugespeist wird, kontinuierlich gefördert wird.