DE2342814C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Naßwaschen von Schornsteinabgasen mit einer im wesentlichen in horizontaler Richtung langgestreckten Kammer, an deren einem Ende die Eintrittsöffnung und an deren anderem Ende die Austrittsöffnung für die Abgase angeordnet ist und die in mehreren, über ihre Länge verteilt angeordneten Ebenen ihres gleichmäßigen Querschnitts mit Sprühdüsen, die zur Abgabe eines flüssigen Reagenzmittels über den ganzen Querschnitt der Kammer senkrecht zu deren Längsachse dienen, und am Kammerboden mit Auslässen für das mit Fremdstoff beladene Reagenzmittel versehen ist.

Schornsteinabgase erzeugen verschiedene feste und gasförmige Stoffe, die zur Luftverunreinigung beitragen. Von besonderer Bedeutung sind dabei die hohen Konzentrationen von Schwefeldioxid, die in Schornsteinabgasen von Fabrik- und Generatorstationen gefunden werden, in denen fossile Brennstoffe verbrannt werden. Der Gebrauch von Brennstoffen mit geringem Schwefelanteil würde den Schwefeldioxidausstoß wesentlich verringern. Der Vorrat an solchen Brennstoffen ist jedoch begrenzt. Darüber hinaus enthalten diese Schornsteinabgase auch andere in Betracht zu ziehende Verunreinigungen, wie Stickstoffoxide, Staub und Spuren anderer Stoffe, beispielsweise Vanadium und Quecksilber. Es besteht daher ein momentaner Bedarf nach Anlagen, mit denen die Schwefeldioxid-Emission stark verringert und mit denen die anderen Verunreinigungen gesteuert werden können.

Es sind bereits Vorrichtungen zum Naßwaschen von Schornsteinabgasen mit einer sich im wesentlichen in horizontaler Richtung erstreckenden Kammer bekannt. Bei einer von diesen (DE-AS 21 40 130) sind halbkreisförmige Filtereinsätze zwischen den Sprühdüsen in die Kammer eingebaut, die den Ruß abfangen sollen, aber den freien Durchgang der Abgase verhindern. Die Zufuhr des Reaganzmittels erfolgt in Form von Wasserstrahlen radialer Sprühdüsen im Innen- umfang kreisförmiger Sprührohre. Die Sprühflüssigkeit wird auf die Achse der Kammer konzentriert und die Abgase werden durch die als Ablenkplatten wirkenden Filtereinsätze bevorzugt zu solchen Teilen der Kammerwandung geleitet, an denen sich keine Sprühdüsen befinden, so daß die Abgasströmung zu einem großen Teil von der Flüssigkeit unberührt bleibt.

Bei einer anderen, ähnlichen Vorrichtung (US-PS 29 98 097) sind Querwände und Ablenkplatten als Prallflächen in der horizontalen Kammer vorgesehen, welche Turbulenzen in der Gasströmung hervorrufen und die freie Strömung des Gases behindern.

Eine weitere bereits bekannte Vorrichtung ähnlicher Art (DE-OS 16 71 393, Fig. 3), deren Kammer auf ihrer ganzen Länge einen unverengten Querschnitt besitzt, weist Flachstrahldüsen auf, welche filmartig den Durchströmquerschnitt der Kammer ganz oder zum größten Teil ausfüllende Wasserschleier erzeugen, die quer zur Strömungsrichtung der Abgase liegen. Auch hier wird also das Reagenzmittel in Form von massiven die Kammer durchquerenden Flüssigkeitsstrahlen abgegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine der eingangs genannten Gattung entsprechende Vorrichtung zum Naßwaschen von Schornsteinabgasen zu schaffen, deren Sprühkammer einen möglichst geringen Strömungswiderstand aufweist, so daß der Druckabfall längs des Strömungsweges besonders klein ist, und mit der auch bei großer Strömungsmenge der Abgase ein hoher Reinigungswirkungsgrad erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Sprühdüsen solche vorgesehen sind, welche das Reagenzmittel tröpfchenförmig versprühen.

Bei der Verwendung derartiger Düsen ergibt sich der Vorteil, daß die Strömungsgeschwindigkeit der Waschflüssigkeit und der Druckabfall der Abgasströmung klein gehalten werden können. Es wird nämlich die Ausbildung eines vollständigen Vorhanges bzw. einer vollständigen Schicht von Flüssigkeitstropfen erreicht, so daß durch den entstehenden vollständigen, aus Flüssigkeitstropfen bestehenden Schleier eine optimale Waschung der Abgase erfolgt, ohne daß massive Flüssigkeitsstrahlen erzeugt bzw. überwunden werden müssen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen, sich horizontal erstreckenden Naßwaschkammer mit mehreren Stufen,

Fig. 2 einen teilweisen Schnitt nach Linie 2-2 in Fig. 1 mit einer bevorzugten Anordnung der Waschflüssigkeits- Sprühdüsen in der horizontalen Kammer,

Fig. 3 einen teilweisen Schnitt wie in Fig. 2, jedoch mit einer anderen Anordnung der Sprühdüsen.

Fig. 1 zeigt die Naßwaschvorrichtung 10 mit den verschiedenen Stufen des erfindungsgemäßen Naßwaschverfahrens. Die Waschvorrichtung besitzt eine horizontal angeordnete und vorzugsweise zylindrische Kammer 12 mit einem Schornsteingas-Einlaß 14 am einen Ende und einem Auslaß 16 am anderen Ende. Wie aus den Figuren ersichtlich, stellt die zylindrische Kammer 12 über ihre Länge einen Gasströmungsweg mit gleichmäßigem unbeschränktem Querschnitt dar. Die Bedeutung dieses Vorteiles wird aus dem Folgenden ersichtlich:

Die Schornsteinabgase strömen geleitet durch die innere zylindrische Wandfläche 18 der Kammer in Richtung des Pfeiles 20. Sie gelangen vorzugsweise senkrecht zu dieser Strömungsrichtung bei 14 in die Kammer hinein. Hierdurch wird ein Richtungswechsel der Schornsteinabgase beim Eintritt in die Kammer 12 erzielt, wodurch eine Trägheitsabscheidung fester, im Gas enthaltener Teilchen am Einlaß 14 erzielt wird. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist die Mittelachse des Einlasses gegen die Mittelachse der Kammer 12 versetzt, so daß wenigstens ein Teil des in Richtung des Pfeiles 22 einströmenden Gases tangential zur zylindrischen Wandfläche 18 einströmt. Hierdurch wird eine Wirbelbewegung des Gases beim Durchströmen der horizontalen Kammer 12 erreicht, womit eine weitere Trägheitstrennung fester Stoffe und Tröpfchen aus den Schornsteinabgasen in der Kammer 12 sich ergibt. Nachdem die Abgase die Länge der Kammer 12 durchströmt haben, verlassen sie die Kammer durch den Auslaß 16, der ebenfalls vorzugsweise senkrecht zur Strömungsrichtung des Gases in der Kammer angeordnet ist. Hierdurch wird noch einmal eine Richtungsänderung der Schornsteinabgase und damit eine zusätzliche Trägheitsabscheidung fester Stoffe aus dem Abgas beim Verlassen der Kammer 12 erreicht.

Eine Sprühvorrichtung, die im ganzen mit 30 bezeichnet ist, umfaßt eine Vielzahl von Sprühelementen 31, die Waschflüssigkeit in die Kammer 12 sprühen. Hierdurch werden Flüssigkeitströpfchen erzeugt, die an mehreren über die Länge der Kammer verteilten Stellen im wesentlichen den ganzen Querschnitt der Schornsteinabgasströmung überstreichen. Wie in Fig. 1 dargestellt, besitzt jedes Sprühelement 31 eine oder mehrere Sprühdüsen 32 an verschiedenen Stellen entlang der Kammer 12. Vier solcher Stellen bzw. Stufen sind dargestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine bestimmte Anzahl von Stufen beschränkt. Der Gebrauch von mehr als einer Sprühstufe reduziert die Durchflußrate von Waschflüssigkeit durch den Wascher, die zur Erzielung einer bestimmten Säuberungsrate benötigt wird. Außerdem ist eine Vielzahl von Sprühstufen dann besonders wünschenswert, wenn die Schornsteinabgase die Waschkammer mit einer verhältnismäßig hohen Temperatur erreichen.

Vorzugsweise ist, wie in Fig. 2 dargestellt, ein Paar Düsen 32 in jeder Stufe an der Oberseite der zylindrischen Wandfläche 18 vorgesehen, wobei jede dieser Düsen um 45 Grad gegen die lotrechte Mittellinie der Kammer 12 verschoben ist. Es hat sich herausgestellt, daß diese besondere Position der Düsen 32 in jeder Stufe einen im wesentlichen vollständigen Vorhang bzw. eine vollständige Schicht von Flüssigkeitstropfen über den Querschnitt der Schornsteingasströmung in der Kammer erzeugt. Jedoch können in besonderen Fällen mehr oder weniger Düsen in jeder Stufe oder in einer besonderen Stufe in der Kammer 12 angeordnet sein.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit nur einer einzigen Düse 32 in einer bzw. mehreren Stufen. Wo eine einzige Düse 32 benutzt wird, ist es normalerweise wünschenswert, diese Düse am obersten Punkt der zylindrischen Wandfläche 18 in der vertikalen Mittellinie der Kammer anzuordnen. Es sollte beachtet werden, daß auf jeden Fall die Düsen 32 eine verhältnismäßig enge Sprühschicht im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung der Schornsteinabgase in der Kammer versprühen, wie die Linien 34 andeuten. Während normalerweise eine quer zur Gasströmung gerichtete Sprührichtung vorzuziehen ist, da dadurch die Vermischung mit dem Sprühstrahl anderer Stufen vermieden wird, kann es in bestimmten Fällen vorteilhaft sein, den Sprühstrahl in anderen Richtungen auszurichten. Beispielsweise ist es bei der Durchströmung mit sehr großen Gasvolumina wünschenswert, den Sprühstrahl teilweise in Gegenstromrichtung auszurichten, damit das Problem der sogenannten "Nebelübertragung", bei dem Sprühtröpfchen durch die Schornsteinabgase aus der Waschkammer herausgetragen werden, vermieden wird. Dieses ist ein Problem, das häufig bei Venturi-Waschern auftritt, bei denen der Sprühstrahl in Richtung des Gasstromes gerichtet ist.

Einen wesentlichen Vorteil der vorliegenden Erfindung stellt der selbstwaschende Effekt dar. Ein verhältnismäßig großes Volumen von Waschflüssigkeit wird durch die Düse oder die Düsen jeder Stufe gesprüht, wobei die Flüssigkeitströpfchen sich quer durch die Kammer 12 bewegen und auf der Wandfläche 18 aufprallen. Wenn die Füssigkeitströpfchen sich quer zur Kammer 12 bewegen, bewirken sie den Waschvorgang der Schornsteinabgase, die diese Tröpfchen passieren, durch Absorption von Verunreinigungen. Die Verbindung von verunreinigenden Stoffen und flüssigen Waschreagens erzeugt einen flüssigen Schlamm, der, da die Wandfläche 18 zylindrisch ist, und, unter dem Einfluß der Schwerkraft, abwärts strömt zum Boden der Wandfläche. Der ganze Schlamm, der sonst auf der Wandfläche sitzenbleiben würde, wird von dieser sowohl unter dem Einfluß der Schwerkraft als auch durch den Wascheffekt der nachfolgenden, auf der Wand auftretenden Flüssigkeitströpfchen beseitigt.

Eine Abflußvorrichtung 40 erstreckt sich von der horizontalen Kammer 12 nach unten. Sie entfernt aus der Kammer den flüssigen Schlamm, der zum Boden der Kammer geflossen oder gewaschen worden ist. Vorzugsweise besitzt die Abflußvorrichtung ein Auslaufrohr 42 an jeder Stufe der Kammer, welches in der Längsachse der Kammer gegenüber dem Sprühelement 31 angeordnet ist. Jedes Auslaufrohr bringt den Flüssigkeitsschlamm von der Kammer 12 durch ein unteres offenes Ende 44 in einen offenen Schlammbehälter 46. Die Auslaufrohre sind nicht notwendig, sie sind aber wünschenswert, da sie das Spritzen verhindern. Wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, sind am Boden der Kammer 12 vertikal erstreckte Trennwände 47 zur Trennung der Stufen vorgesehen. Diese Trennwände sind nicht notwendig und können in bestimmten Fällen eingespart werden. Sie steuern die Strömung der Flüssigkeit in die Kammer. Wenn eine Vielzahl von Stufen vorgesehen ist, wie dies Fig. 1 darstellt, werden vorzugsweise getrennte Schlammbehälter 46 für jedes Auslaufrohr 42 vorgesehen. Eine Überlaufleitung 49 verbindet vorzugsweise die verschiedenen Schlammbehälter, wodurch eine komplizierte Steuerung der erforderlichen Pumpen vermieden wird, was im folgenden näher erläutert wird. Zusätzlich ist noch ein Auslaufrohr 49 a vorgesehen, das Material vom Auslaßende 16 der Kammer 12 zu einem Schlammbehälter 46 fördert.

Es ist eine Vielzahl von Stufen dargestellt. Hierbei muß jedoch bemerkt werden, daß in der dargestellten Ausführungsform der Erfindung alle diese Stufen Teil eines geschlossenen Kreislaufs für ein einziges Reagensmittel sind. Im folgenden wird dieser Kreislauf beschrieben, es wird daran anschließend aber gezeigt werden, daß die Erfindung auch in einer einzigen Anlage mit mehreren verschiedenen Reagens- Kreisläufen verwirklicht werden kann. Zurückkommend auf den bestimmten Reagens-Kreislauf gemäß Fig. 1 muß bemerkt werden, daß in diesem besonderen Fall Kalk in den Kreislauf 50 in einem Mischbehälter 52 eingebracht wird. In diesem wird der Kalk in Lösung gebracht bzw. in einen Schlamm verwandelt, der die Waschflüssigkeit 54 bildet. Diese Waschflüssigkeit 54 enthält normalerweise Kalziumhydroxid oder hydratisierten Kalk. Jede Waschflüssigkeit 54 wird durch eine Rohrleitung 56 und ein Ventil 58 einer Pumpe 60 zugeführt. Die Pumpe 60 befördert die Waschflüssigkeit durch eine Rohrleitung 62 zu dem Sprühelement 31 bzw. in diesem Falle zu dem Düsenpaar 32 in der Stufe 4 der Waschkammer 12. Die Stufe 4 befindet sich normalerweise direkt neben dem Auslaßende 16 der Kammer. Die Waschflüssigkeit wird in Stufe 4 durch die Düsen 32 in einem Sprühvorhang quer zur Kammer 12 und somit quer zum Weg der Schornsteinabgase ausgesprüht. Wenn die Sprühtröpfchen mit Kalziumhydroxid den die Stufe 4 der Kammer durchströmenden Gasstrom durchsetzen, bewirken sie den sogenannten Waschvorgang, bei dem sie feste, im Abgas enthaltene Teilchen absorbieren und außerdem verunreinigende Gase durch chemische Reaktion mit diesen aufnehmen.

In diesem besonderen Falle reagiert die Kalziumhydroxid enthaltende Waschflüssigkeit sehr bereitwillig mit dem Schwefeldioxid der Schornsteinabgase unter Produktion von Kalziumsulfit/Bisulfit, welches anschließend zu Kalziumsulfat oxydiert wird, das als Gips bzw. Pariser Gips bezeichnet wird. Dieses Reaktionsprodukt von kalkhaltiger Waschflüssigkeit und Schwefeldioxid bildet zusammen mit festen Stoffen, wie beispielsweise Flugasche, und gesammelten Sprühtropfen den Flüssigkeitsschlamm. Dieser Schlamm bildet, wenn man ihn sich absetzen läßt, eine betonähnliche Substanz, die die Naßwascher vom Bett-Typ verstopft. Bei dem erfindungsgemäßen Naßwascher wird der Schlamm jedoch von der zylindrischen Wandfläche 18 der Kammer durch die nachfolgend auftreffenden Tröpfchen abgewaschen und fließt an der Wandfläche 18 zum Boden der Kammer herab, wo er durch das Auslaufrohr 42 der Stufe 4 der Kammer abgeführt wird.

Das Auslaufrohr 42 befördert den Schlamm in den Schlammbehälter 46. Der Schlamm von Stufe 4 gelangt aus dem Schlammbehälter durch eine Leitung 64 und ein Ventil 66 zu einer Pumpe 68. Dieser Flüssigkeitsschlamm, der noch immer eine beträchtliche Menge unverbrauchten Kalziumhydroxids enthält, wird durch die Pumpe 68 unter Druck über eine Rohrleitung 70 den Düsen 32 der Stufe 3 zugeführt. Diese Düsen 32 versprühen den Schlamm durch die Stufe 3 der Kammer und durch die dort hindurchströmenden Gase zur Aufnahme weiterer fester und gasförmiger Verunreinigungen. Der resultierende Schlamm wird aus Stufe 3 der Kammer durch ein Auslaufrohr 42 in derselben Weise wie bei Stufe 4 abgeführt.

Nach Auslaufen in den Schlammtank 46 gelangt der Schlamm durch eine Leitung 72 und ein Ventil 74 zu einer Pumpe 76. Danach transportiert die Pumpe 76 den Schlamm unter Druck durch eine Rohrleitung 78 zu den Düsen 32 von Stufe 2, in der sich die Wasch- und Entleerungsvorgänge wiederholen. Der Schlamm von Stufe 2 gelangt in einen Schlammbehälter 46 und wird von dort durch eine Rohrleitung 80 und ein Ventil 82 einer Pumpe 84 zugeführt. Die Pumpe 84 befördert den Schlamm von Stufe 2 unter Druck durch eine Rohrleitung 86 zu den Düsen 32 der vordersten Stufe 1, die normalerweise an das Einlaßende 14 der Waschkammer grenzt. Hier wird der Schlamm wiederum quer zur Kammer versprüht und ein Waschvorgang des Abgases, das durch diese Kammer strömt, erzielt. Ebenfalls wird der Schlamm aus der Kammer herausgewaschen und in einen Schlammbehälter 46 transportiert. Der Schlamm von Stufe 1 wird aus dem Schlammbehälter 46 durch eine Leitung 88 und ein Ventil 90 einer Pumpe 92 zugeführt. Danach wird der Schlamm durch eine Rückflußleitung 94 gepumpt. In der Rückflußleitung 94 ist bei 96 ein konventioneller Abscheider zum Abscheiden von festen Stoffen aus dem Schlamm vorgesehen, beispielsweise eine Zentrifuge, ein Filter oder ein Klärwerk. Die abgeschiedenen festen Stoffe werden durch eine Leitung 98 einem Absetzbehälter 100 zugeführt, wo diese gesammelt werden, während die Flüssigkeit durch die Rückflußleitung weiterströmt in den Mischtank 52, von wo sie wiederum zum Versprühen in den verschiedenen Stufen der Waschkammer 12 verwendbar ist.

Steuerungsvorrichtungen (nicht dargestellt) sind im Kreislauf 50 vorgesehen, vorzugsweise in Verbindung mit dem Schlammauslaß in Stufe 1, zur Regelung des pHs der Kalkwaschflüssigkeit, damit ein vorbestimmtes stöchiometrisches Verhältnis bei der Kalziumhydroxid- Schwefeldioxidreaktion eingehalten wird. Es hat sich herausgestellt, daß eine stöchiometrische Kalklösung im Bereich zwischen 1,0 und 2,0 und vorzugsweise bei 1,5 für eine Flüssigkeitsdurchflußrate in jeder Stufe von 38 bis 190 l/min und eine Gasdurchflußrate von etwa 30 m³/min, wobei die Kalkwaschflüssigkeit von der stromaufwärts liegenden Stufe leicht sauer ist (pH zwischen 6,0 und 7,0 und vorzugsweise bei 6,5), besonders wirkungsvoll zum Entfernen von Schwefeldioxid aus Schornsteinabgasen ist.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die Schornsteinabgase, wenn sie die Waschkammer 12 nach Einlaß in diese in horizontaler Richtung passieren, eine Wirbelbewegung in Richtung auf den Auslaß 16 hin vollführen. In den vier Stufen der Kammer wird eine Kalziumhydroxid enthaltende Waschflüssigkeit in Nebelschirmen versprüht, welche quer zur Richtung der Schornsteinabgase gerichtet sind und dadurch das Waschen der Gase von festen und gasförmigen Verunreinigungen bewirken. Wie bereits erläutert, absorbieren die Flüssigkeitströpfchen der Waschflüssigkeit Verunreinigungen und reagieren mit verunreinigenden Gasen. Prinzipiell besteht diese Reaktion in einer Reaktion des Kalziumhydroxids mit dem Schwefeldioxid, das in den Schornsteinabgasen enthalten ist. Dabei wird Kalziumsulfit/Bisulfit erzeugt. Es wird jedoch wahrscheinlich auch eine zumindest teilweise Reaktion unter Einbeziehung von Stickoxiden herbeigeführt, welche ebenfalls in den Schornsteinabgasen enthalten sind. Die Verbindung der Waschflüssigkeit mit den Verunreinigungen ergibt einen flüssigen Schlamm, der durch die Sprühstrahlen von der zylindrischen Wandfläche 18 der Kammer zu deren Boden heruntergewaschen wird. Der Schlamm wird aus der Kammer 12 in einen Schlammbehälter entfernt und von dort zu Versprühen der nächsten Stufe zugeführt, bis er den Schlammtank der Stufe 1 am Eingang der Waschkammer erreicht. Von diesem Schlammbehälter 46 gelangt der flüssige Schlamm in einer Rückleitung zurück zum Mischbehälter 52, nachdem feste Stoffe in einen Absetzbehälter ausgeschieden worden sind. Während dieses Vorganges wird das stöchiometrische Verhältnis auf einem bestimmten Wert gehalten, um die Kaltwaschflüssigkeit bei maximaler Wirsamkeit zu halten.

Wie schon erwähnt, wird Kalk als Reagens für das Naßwaschen von Schornsteinabgasen mit hoher Konzentration von Schwefeldioxid normalerweise vorgezogen. Jedoch ist die Anwendung der Vorrichtung nicht beschränkt auf dieses spezielle Reagens oder irgendein spezielles Reagens zur Absorption von Verunreinigung in zu waschenden Gasen, zu welchen Reagenzien Brackwasser und Kalksteinschlamm gehören, die ebenfalls in dem oben beschriebenen Kreislauf 50 benutzt werden können.

Wie schon erwähnt, ist die Anwendung der Vorrichtung nicht auf ein bestimmtes Reagens oder auf einen einzigen Reaktionskreislauf beschränkt. Mit geringen Änderungen der Vorrichtung kann die Waschkammer so erweitert werden, daß sie auch eine oder mehrere Stufen mit einem anderen Reagens umfaßt. Diese Reagenzien würden durch einen getrennten Kreislauf, ähnlich dem beschriebenen Kalk-Kreislauf, zugeführt. Dies bedeutet, der Kreislauf umfaßt einen getrennten Mischtank und einen oder mehrere Schlammbehälter entsprechend der vorgesehenen Anzahl von Stufen. Wie bei dem beschriebenen Kreislauf wird das Reagens von dem Mischtank oder einem Schlammtank zu der Düse oder den Düsen einer Stufe gepumpt und quer zur Kammer versprüht, demzufolge auch quer zur Strömungsrichtung der Schornsteinabgase. Hierdurch wird bei der betreffenden Stufe das Waschen und das Entfernen des Schlammes aus dieser Stufe in derselben Weise erreicht wie bei dem beschriebenen Kreislauf. Vorzugsweise wird der flüssige Schlamm von der ersten Stufe zum Mischtank zurückgeführt, nachdem Feststoffe ausgeschieden sind. Hierbei muß bemerkt werden, daß der horizontale Gegenstromwascher besonders für ein solches Verfahren mit mehreren Reagenzien geeignet ist, da bei diesem Wascher die Sprühstrahlen der einzelnen Stufen sich nicht vermischen, wie dies bei vertikalen Turmwaschern auftritt. Da Verstopfungen vermieden werden, können viele verschiedene Reagenzien benutzt werden.

Ein solches Verfahren mit mehreren Reagenzien und eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens könnten sehr nützlich bei der Beseitigung sowohl von SO₂ als auch von NO aus Schornsteinabgasen sein. In diesem Fall würde in einem Kreislauf eine Kalklösung als Reagens benutzt werden zum Entfernen von SO₂, und in einem weiteren Kreislauf würde als Reagens H₂O₂ oder KMnO₄ als Reagens zur Entfernung von NO _x benutzt werden. Dieses Verfahren beruht auf der Oxydation von NO zu NO₂ mit Chemikalien wie beispielsweise H₂O₂ oder KMnO₄ mit nachfolgender Absorption von NO₂ durch Wasser.

Mit einem vielstufigen Kreislauf mit mehreren getrennten Reagenzien im horizontalen Gegenstromwascher der Vorrichtung ist es möglich, eine bestimmte Substanz in einer früheren Stufe zu entfernen, sodann in den nächsten Stufen SO₂ zu entfernen und in späteren Stufen die Oxide des Stickstoffes zu entfernen. Es ist auch möglich, durch Waschen mit einer basischen Lösung und nachfolgendes Waschen mit einer sauren Lösung Spuren von Elementen zu beseitigen, die sonst mit den Schornsteinabgasen emittiert würden.

Von besonderer Bedeutung ist bei der Vorrichtung die Kammer mit freiem Durchgang für die Schornsteinabgase. Dies bedeutet, daß die Abgase ohne Widerstand durch die Kammer hindurchströmen, wenn man von den Sprühstrahlen absieht. Dies ermöglicht eine sehr gute Reinigung der Schornsteinabgase von Verunreinigungen, wobei der Druckabfall während des Waschens aufgrund des unbehinderten Durchflusses durch die Waschkammer sehr niedrig ist. Weiterhin wird der Reinigungseffekt beibehalten oder sogar vergrößert, wenn das durchgesetzte Gasvolumen vergrößert wird. Hierbei erhöht sich der Druckabfall nicht. Der Reinigungswirkungsgrad der Anlage kann als logarithmisches Verhältnis von Eingangskonzentration zu Ausgangskonzentration von Verunreinigungssubstanz wie folgt angegeben werden.

Hierbei bedeuten:

C _i = Einlaßkonzentration C _o = Auslaßkonzentration K = eine numerische Konstante als Umrechnungsfaktor der Einheiten L/G = Verhältnis des Durchflusses von Flüssigkeit zu Gas E/r = Tröpfchenwirkungsgrad dividiert durch den Radius des Tröpfchens D = Durchmesser der Waschkammer bzw. -röhre.

Zum Vergrößern des Reinigungswirkungsgrades muß also der Durchmesser der Waschkammer vergrößert werden, wenn alle anderen Faktoren gleichbleiben. Auf jeden Fall wird aber durch eine Vergrößerung des Durchmessers der Waschkammer der Druckabfall der Schornsteinabgase verringert, so daß derselbe Reinigungswirkungsgrad bei einem entsprechend ausgebildeten Naßwascher mit einem niedrigeren Druckabfall erzielt werden kann. Dies steht in direktem Gegensatz zu den bekannten Naßwaschern, bei denen ein Ansteigen des Reinigungswirkungsgrades mit einem Ansteigen des Druckabfalles verbunden ist.

Von ähnlicher Bedeutung ist der erzielbare Selbstreinigungseffekt der Vorrichtung. Dies ist besonders bedeutungsvoll, wenn ein Kalkreagens zum Entfernen von Schwefeldioxid aus Schornsteinabgasen benutzt wird, da das erhaltene Produkt, wenn es sich absetzen kann, eine betonähnliche Substanz bildet, die den Wascher verstopft und zusetzt. Da der Schlamm aus der Waschkammer herausgeschlämmt wird, hat er nicht genug Zeit zum Absetzen und zum Verstopfen. Außerdem verhindert die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkeit in einem Kreislauf durch die Anlage gepumpt wird, das vorzeitige Absetzen in den Schlammbehälter.

Weitere Vorteile ergeben sich aus dem Gebrauch von Kalziumhydroxid als Waschflüssigkeit, da die Entfernung des Schwefeldioxids, außer dem Fehlen von Verstopfungen, eine wirkungsvolle Kontrolle durch Einhalten eines bestimmten stöchiometrischen Verhältnisses ergibt, wobei die Gefährdung der Anlage durch den Gebrauch einer stark abschleifenden Flüssigkeit vermieden wird. Es wird hierbei das Luftverschmutzungsproblem ohne die Schaffung eines Wasserverschmutzungsproblemes gelöst. Dieser letztere Vorteil wird dadurch erhalten, daß das Abfallmaterial aus der Reaktion des Kalziumhydroxids mit dem Schwefeldioxid in fester Form anfällt. Dies steht im Gegensatz zu den Abfallprodukten, die entstehen, wenn Natriumverbindungen benutzt werden.

Der horizontale Gegenstromwascher erlaubt außerdem die Benutzung verschiedener Reagenzien in einer einzigen Anlage. Zusätzlich sorgt die horizontale Anordnung für niedrige Konstruktionskosten, da das Eigengewicht der Anlage nicht wie bei einer vertikalen Anordnung gehalten werden muß. Auch vom ästhetischen Standpunkt her ist eine horizontale Anlage vorteilhaft.

Claims (1)

1. Vorrichtung zum Naßwaschen von Schornsteinabgasen mit einer im wesentlichen in horizontaler Richtung langgestreckten Kammer, an deren einem Ende die Eintrittsöffnung und an deren anderem Ende die Austrittsöffnung für die Abgase angeordnet ist und die in mehreren, über ihre Länge verteilt angeordneten Ebenen ihres gleichmäßigen Querschnitts mit Sprühdosen, die zur Abgabe eines flüssigen Reagenzmittels über den ganzen Querschnitt der Kammer senkrecht zu deren Längsachse dienen, und am Kammerboden mit Auslässen für das mit Fremdstoff beladene Reagenzmittel versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Sprühdüsen solche vorgesehen sind, welche das Reagenzmittel tröpfchenförmig versprühen.