DE2321976A1

DE2321976A1 - Purifying waste gas esp from trash combustion - in long vessel contg. successive sets of washing sprays

Info

Publication number: DE2321976A1
Application number: DE19732321976
Authority: DE
Inventors: Johann Renneberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-05-02
Filing date: 1973-05-02
Publication date: 1974-11-21

Abstract

Hot waste gas, esp. from trash combustion, is purified by washing as follows; in a first region a fine cloud of water is sprayed in contraflow, producing a planar mist curtain; the gas leaves this region at a max. speed of 4 m/sec and enters one or more further spraying regions. In the first region, the temp. pref. drops to a level above the dewpoint, in a third region to below the dewpoint.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von heißen Abgasen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen von heißen Abgasen, insbesondere von Feingas, durch Einsprühen von Wasser in den Gasstrom. Method and apparatus for cleaning hot exhaust gases The invention relates to a method and a device for cleaning hot exhaust gases, especially fine gas, by spraying water into the gas flow.

Es besteht zur Zeit ein großes Bedürfnis nach Verfahren und Vorrichtungen zum Reinigen von Abgasen, wie sie beispielsweise bei der Mali- oder Abfallverbrennung entstehen, um auf diese Weise die Umweltverschmutzung zu verringern. There is currently a great need for methods and devices for cleaning exhaust gases, such as those from mali or waste incineration arise in order to reduce pollution in this way.

So ist bereits ein Verfahren bekannt, bei dem der Abgasstrom mit einer Geschwindigkeit von etwa 20 m/sek durch einen Venturi--bereich geleitet wird, in den senkrecht zur Strömungsrichtung Wasser eingesprüht wird, das sich mit dem Abgasstrom vermischt und die Abgase teilweise löst und dabei Schadstoffe aufnimmt und aus dem Gasstrom entfernt. Auf diese Weise lassen sich aus den Abgasen jedoch nur etwa 40 % der Schadstoffe entfernen. So a method is already known in which the exhaust gas flow with is passed through a venturi area at a speed of approx. 20 m / sec, in which water is sprayed perpendicular to the direction of flow, which is mixed with the Mixing the exhaust gas stream and partially dissolving the exhaust gases and absorbing pollutants in the process and removed from the gas stream. In this way you can get out of the exhaust gases remove only about 40% of the pollutants.

Bei einem anderen bekannten Verfahren werden Abgase von unten durch einen mehrstufigen Waschturm geleitet, der aus den einzelnen Stufen Wasser nach unten versprüht. Auf diese Weise werden jedoch im wesentlichen nur Feststoffe aus den Abgasen entfernt und die Abgasreinigung ist sehr unvollkommen.In another known method, exhaust gases are passed through from below a multi-stage washing tower, which is followed by water from the individual stages sprayed below. In this way, however, only solids are essentially made up removes the exhaust gases and the exhaust gas purification is very imperfect.

Es ist demgegenüber Aufgabe der Erfindung, ein einfaches Verfahren zu schaffen, das eine weitestgehende Reinigung der Abgase von Schadstoffen ermöglicht und insbesondere auch eine sehr gute Reinigung der bei der Kunststoffverbrennung entstehenden Abgase ermöglicht.In contrast, the object of the invention is to provide a simple method to create that allows the exhaust gases to be cleaned of pollutants as far as possible and especially very good cleaning of the plastic incineration resulting exhaust gases.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß in einem ersten Sprühbereich Wasser nebelförmig entgegen der Gasströmungsrichtung eingesprüht und eine im wesentlichen in einer Ebene liegende Wassernebelwand erzeugt wird, daß die Strömungsgeschwindigkeit der auftreffenden Gase maximal 4 m/sek beträgt und daß das entstehende gasförmige Gemisch aus Gas und Wasser mindestens einem weiteren Sprühbereich zugeführt wird. Vorzugsweise wird dabei das Gemisch im zweiten Sprühbereich auf den oberen Taupunkt, also bis zum Entstehen von Wasserdampf, und in einem dritten Sprühbereich auf den unteren Taupunkt, also bis zur Kondensation, abgekühlt.This task is accomplished with a method of the type mentioned at the beginning solved in that in a first spray area water mist-shaped against the Injected gas flow direction and one lying essentially in one plane Water mist wall is created that the flow velocity of the impinging Gases is a maximum of 4 m / sec and that the resulting gaseous mixture of gas and water is supplied to at least one further spray area. Preferably will the mixture in the second spray area to the upper dew point, i.e. up to Creation of water vapor, and in a third spray area on the lower dew point, so until condensation, cooled.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also die verhältnismäßig langsam strömenden, heißen Abgase zunächst mit einem Wassernebel vermischt, so daß ein vollständig gesättigtes Gemisch aus Wasser und Abgas entsteht, wobei die heißen Abgase außerdem abgekühlt werden.In the method according to the invention, the relative slowly flowing, hot exhaust gases initially with a Water mist mixed so that a completely saturated mixture of water and exhaust gas is produced, the hot exhaust gases are also cooled.

Danach erfolgt die Abkühlung des Gemisches in dem oder den nachfolgenden Sprühbereichen, so daß der Dampf vollständig kondensiert und die in den Abgasen befindlichen Schadstoffe im Wasser abführt.The mixture is then cooled in the subsequent one or more Spray areas so that the vapor condenses completely and those in the exhaust gases removes pollutants in the water.

Dem zumindest im zweiten Sprühbereich einzusprühenden Wasser können Chemikalien, vorzugsweise alkalische Stoffe, zugesetzt werden, so daß auch eine Entfernung der schädlichen Chemikalien aus den Abgasen möglich wird.The water to be sprayed at least in the second spray area Chemicals, preferably alkaline substances, are added, so that one too Removal of the harmful chemicals from the exhaust gases becomes possible.

Die Abgase werden dem ersten Sprühbereich mit einer Temperatur unter 400°C zugeführt, und die Abkühlung auf diese Temperatur erfolgt vorzugsweise mittels den Abgasen zugesetzter Luft.The exhaust gases are the first spray area with a temperature below 400 ° C supplied, and the cooling to this temperature is preferably carried out by means of air added to the exhaust gases.

Zur Durchführung des Verfahrens kann eine Vorrichtung dienen, bei der in einem länglichen, im wesentlichen geschlossenen und einen Abzug aufweisenden Strömungsraum für die Abgase mindestens zwei, in axialer Richtung hintereinander liegende Düsenanordnungen vorgesehen sind, deren Düsenöffnungen entgegen der Strömungsrichtung der Abgase gerichtet sind.A device can be used to carry out the method the one in an elongated, substantially closed and having a trigger Flow space for the exhaust gases at least two, one behind the other in the axial direction Horizontal nozzle arrangements are provided, the nozzle openings of which are opposite to the direction of flow the exhaust gases are directed.

Diese Düsenanordnungen erzeugen eine praktisch geschlossene Wassernebelwand, auf die der Abgasstrom trifft und die er durchdringen muß, so daß eine vollständige Vermischung erfolgt.These nozzle arrangements create a practically closed water mist wall, which the exhaust gas stream meets and which it must penetrate, so that a complete Mixing takes place.

Die Düsenanordnungen können an eine gemeinsame Pumpe angeschlossen sein, und es können drei hintereinander und in Strömungsrichtung vor dem Abzug liegende Düsenanordnungen verwendet werden.The nozzle arrangements can be connected to a common pump be, and there can be three in a row and in the direction of flow in front of the fume cupboard Nozzle arrangements are used.

Zur Zufuhr von Kühlluft kann ein in Strömungsrichtung vor der ersten Düsenanordnung liegender Luftzufuhrkanal vorhanden sein.For the supply of cooling air, a can in the direction of flow in front of the first Nozzle arrangement lying air supply channel be available.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematisch und vereinfacht ein Ausführungsbeispiel zeigenden Figur näher erläutert.The invention is schematically and simplified below with reference to FIG an embodiment showing the figure explained in more detail.

Der dargestellte Verbrennungsofen 12, in dem beispielsweise Müll und Abfall bei hoher Temperatur, vorzugsweise 1.500°C bis 1.6000C verbrannt wird, um auch Kunststoffe und Chemikalien voll zu zersetzen, ist mit einem länglichen Strömungsraum 1 verbunden, der am dem Ofen gegenüberliegenden Ende einen Abzug 5 aufweist, an den ein Gebläse 6 angeschlossen ist.The illustrated incinerator 12, in which, for example, garbage and Waste at high temperature, preferably 1,500 ° C to 1,6000C is burned to Also to fully decompose plastics and chemicals is with an elongated flow space 1 connected, which has a trigger 5 at the end opposite the furnace a fan 6 is connected.

Im Strömungsraum 1 befinden sich hintereinander die Düsenanordnungen 2, 3 und 4, die über eine gemeinsame Leitung 8 an eine Pumpe 7 angeschlossen sind. Die Düsenöffnungen der einzelnen Düsen dieser Düsenanordnungen sind entgegen der Strömungsrichtung der Abgase, also zum Ofen 12 hin gerichtet und erzeugen im Strömungsraum 1 jeweils eine geschlossene Wassernebelwand, auf die die Abgase auftreffen, die verhältnismäßig langsam strömen, d.h. mit einer maximalen Geschwindigkeit von 4 m/sek.The nozzle arrangements are located one behind the other in the flow space 1 2, 3 and 4, which are connected to a pump 7 via a common line 8. The nozzle openings of the individual nozzles of these nozzle arrangements are opposite to Direction of flow of the exhaust gases, ie directed towards the furnace 12 and generate in the flow space 1 each has a closed water mist wall on which the exhaust gases impinge, the flow relatively slowly, i.e. at a maximum speed of 4 m / sec.

Der Sumpf des Strömungsraums 1 ist mit einem Abfluß 10 verbunden, der in einen Abflußbehälter 9 führt. Dieser Abflußbehält er 9 nimmt das die Schadstoffe enthaltende Wasser aus dem Strömungsraum 1 auf und reinigt es gegebenenfalls wieder, und er liefert außerdem, wie angedeutet, das Wasser zur Pumpe 7.The sump of the flow space 1 is connected to a drain 10, which leads into a drain 9. This waste container he 9 takes the pollutants containing water from the flow space 1 and purifies it again if necessary, and, as indicated, it also supplies the water to the pump 7.

Zur Kühlung der Abgase ist ein Luftzufuhrkanal 11 vorgesehen, der zwischen Ofen 12 und erster Düsenanordnung 1 in den Strömungsraum hineingeführt und mit einem nicht näher beschriebenen Gebläse verbunden ist.An air supply duct 11 is provided for cooling the exhaust gases guided into the flow space between furnace 12 and first nozzle arrangement 1 and is connected to a fan not described in detail.

Die aus dem Ofen 12 austretenden heißen Abgase werden durch Zusatz von Luft aus dem Luftzuführkanal 11 abgekühlt und auf eine Temperatur unterhalb von 4000C gebracht, worauf sie dann auf die von der Düsenanordnung 2 gebildete Wassernebelwand treffen. Die Abgase bringen das Wasser zum Verdampfen und kühlen sich dabei ab. Es entsteht ein gesättigtes Gemisch aus Wasserdampf und Abgasen. Dieses Gemisch wird durch die Wassernebelwand der Düsenanordnung 3 bis auf den oberen Taupunkt und durch die Wassernebelwand der Düsenanordnung 4 auf den unteren Taupunkt abgekühlt, so daß der Wasserdampf kondensiert.The hot exhaust gases emerging from the furnace 12 are added cooled by air from the air supply duct 11 and to a temperature below brought from 4000C, whereupon they then on the water mist wall formed by the nozzle arrangement 2 meet. The exhaust gases cause the water to evaporate and cool from doing so. A saturated mixture of water vapor and exhaust gases is created. This mixture is through the water mist wall of the nozzle arrangement 3 except for the upper one Dew point and through the water mist wall of the nozzle arrangement 4 to the lower dew point cooled so that the water vapor condenses.

Bei dieser Kondensation werden praktisch alle Schadstoffe zusammen mit dem Wasser aus dem Gemisch entfernt. Das Wasser strömt durch den Abfluß 10 und wird im Behälter 9 einer Reinigung unterzogen.With this condensation practically all pollutants are brought together removed from the mixture with the water. The water flows through the drain 10 and is subjected to cleaning in the container 9.

Das gereinigte Gas wird aus dem Abzug 5 herausgeblasen.The cleaned gas is blown out of the hood 5.

Da die Abgase sehr häufig Chemikalien enthalten, können dem den Düsenanordnungen zuzuführenden Wasser entsprechende Chemikalien zugesetzt werden, um die Chemikalien aus dem Abgasen zu lösen oder zu neutralisieren. Häufig werden dem Wasser Alkalien zugesetzt, da auf diese Weise die bei der Kunststoffverbrennung entstehenden besonders schädlichen Bestandteile entfernt werden können. Die dabei dem Wasser zugesetzten Alkalimengen sind gering und gelangen nur in einem völlig unschädlichen Anteil über den Abzug in die umgebende Luft.Since the exhaust gases very often contain chemicals, the nozzle arrangements can Appropriate chemicals are added to the water to be supplied to the chemicals to dissolve or neutralize from the exhaust gases. Alkalis are often used in the water added, as in this way the resulting from the plastic incineration in particular harmful components can be removed. The added to the water Alkali quantities are small and only pass over in a completely harmless proportion the exhaust into the surrounding air.

Nachfolgend sei anhand der Verbrennung von Polytrifluorchloräthylen (20,6 % C> 30>5 % Cl, 48,9 % F), das praktisch den höchsten Schadstoffgehalt aller Kunststoffe hat, die vorteilhafte und überraschende Wirksamkeit der Erfindung beschrieben.The following is based on the combustion of polytrifluorochloroethylene (20.6% C> 30> 5% Cl, 48.9% F), which is practically the highest pollutant content of all plastics has the advantageous and surprising effectiveness of the invention described.

Der bei Temperaturen von 1.500° C bis 1.600°C vollständig zersetzte Kunststoff, dessen Dämpfe sich mit dem Abgas homogen verbinden, kann gegebenenfalls noch einer Nachverbrennung bei 1.400°C unterworfen werden, um das Gasgemisch zu verfeinern.Which decomposed completely at temperatures of 1,500 ° C to 1,600 ° C Plastic, the vapors of which combine homogeneously with the exhaust gas, can optionally be subjected to an afterburning at 1,400 ° C in order to add the gas mixture refine.

Danach wird dieses abgekühlt und der ersten Düsenanordnung zugeführt.This is then cooled and fed to the first nozzle arrangement.

Es ergibt sich dann folgender Gaszustand: 1) Temperatur 3460C 2) Gasvolumen, gesamt 3.535 Nm3/h 3) Gasvolumen, gesamt 8.030 m3/h 4) Gasvolumen, Kunststoff 847 Nm3Xh 5) Zusammensetzung: Gasvolumen, Kunststoff a) 20,6 % C = 174,5 Nm3/h b) 30,5 % Cl = 258,4 Nm3/h c) 48,9 % F = 414,1 Nm3/h Kunststoffanteil in % im Gasgemischvolumen 1,233 % C 7,310 % Cl 11,714 % F 23,96 % Schadstoffe Den Düsenanordnungen wird eine alkalische Lösung mit 1,11 bis 1,65 Vol.% Alkalien zugeführt, wobei die alkalischen Anteile kontinuierlich an die Konzentration des Gasgemisches angepaßt werden. Diese Lösung wird mit einem Druck von etwa 10 bis 15 atü aus den Düsen ausgepreßt und dadurch eine Nebelwand erzeugt In der zweiten und dritten Düsenanordnung erfolgt eine Abkühlung bis zum unteren Taupunkt von etwa 550C bis 650C, und dem zum Abzug gelangenden gesättigten Gas wird erwärmte Luft zugeführt, wodurch die Auftriebswirkung des Gases verbessert wird.The following gas state then results: 1) temperature 3460C 2) gas volume, total 3,535 Nm3 / h 3) gas volume, total 8,030 m3 / h 4) gas volume, plastic 847 Nm3Xh 5) Composition: gas volume, plastic a) 20.6% C = 174.5 Nm3 / h b) 30.5 % Cl = 258.4 Nm3 / h c) 48.9% F = 414.1 Nm3 / h plastic content in% in the gas mixture volume 1.233% C 7.310% Cl 11.714% F 23.96% pollutants alkaline solution with 1.11 to 1.65% by volume of alkalis supplied, with the alkaline Shares continuously adapted to the concentration of the gas mixture will. This solution is pressed out of the nozzles at a pressure of about 10 to 15 atmospheres and thereby a smoke screen is generated in the second and third nozzle arrangements a cooling down to the lower dew point of about 550C to 650C, and that to the deduction Any saturated gas is supplied with heated air, which creates the buoyancy effect of the gas is improved.

Die Austrittstemperatur beträgt etwa 1500C.The outlet temperature is around 1500C.

Der Schadstoffgehalt wurde durch die Behandlung wie folgt verändert: Eingangszustand = 1,233 % C Ausgangszustand = 1,233 % C Eingangszustand = 7,310 % Cl Ausgangszustand = 0,1462 % Cl Eingangszustand = 11,714 % F Ausgangszustand = 0,23428 % F Somit wird mittels der Erfindung eine Abgasreinigung erreicht, die bisher mit vernünftigem wirtschaftlichen Aufwand nicht möglich erschien und die erheblich unterhalb derjenigen Grenze liegt, die von Gesetzgeber gefordert ist.The treatment changed the pollutant content as follows: Input state = 1.233% C output state = 1.233% C input state = 7.310 % Cl initial state = 0.1462% Cl initial state = 11.714% F initial state = 0.23428% F Thus, by means of the invention, exhaust gas cleaning is achieved which previously not seemed possible with reasonable economic effort and the is significantly below the limit required by law.

Im übrigen läßt sich der CO-Gehalt durch entsprechende Nachverbrennung der Abgase senken.In addition, the CO content can be determined by appropriate post-combustion lower the exhaust fumes.

Claims

Expectations

(»Process for cleaning hot exhaust gases, especially fine gas, by spraying water into the gas stream, characterized in that in one first spray area water sprayed in mist form against the direction of gas flow and a water mist wall lying substantially in one plane is generated in that the flow velocity of the impacting gases is a maximum of 4 m / sec and that the resulting gaseous mixture of gas and water at least one more Spray area is supplied.

2. The method according to claim 1, characterized in that the mixture in the second spray area to the upper dew point and in a third spray area is cooled to the lower dew point.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that chemicals, preferably at least the water to be sprayed in the second spray area alkaline substances are added.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the exhaust gases are brought to a temperature below 4000C before being fed to the first spray area be cooled down.

5. The method according to claim 4, characterized in that for cooling the exhaust gas is added to this air.

6. Device for performing the method according to one of the claims 1 to 5, characterized in that in an elongated, substantially closed and a vent (5) having flow space (1) for the exhaust gases at least two, Nozzle arrangements (2, 3> 11) lying one behind the other in the axial direction are provided are whose nozzle openings are directed against the flow direction of the exhaust gases.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the nozzle assemblies (2, 3, 4) are connected to a common pump (7).

8. Apparatus according to claim 6 or 7, characterized by three in a row and nozzle arrangements (2, 3, 4) located upstream of the take-off (5) in the direction of flow.

9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized by an air supply channel located in front of the first nozzle arrangement (2) in the direction of flow (11).

L e r s e i t e