DE2345694A1

DE2345694A1 - Vorrichtung zum reinigen von rauchgasen durch nasswaschen

Info

Publication number: DE2345694A1
Application number: DE19732345694
Authority: DE
Inventors: Edward P Darlinger; William Downs; Jack F Stewart
Original assignee: Babcock and Wilcox Co
Current assignee: Babcock and Wilcox Co
Priority date: 1972-09-13
Filing date: 1973-09-11
Publication date: 1974-03-28
Also published as: GB1425406A; JPS5141096B2; CA989725A; US3834129A; JPS4965987A; IT988976B

Description

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10. Sept. 1973 Anw.-Akte: 27.45

PATENTANMELDUNG

Ammelder: The Babcock & Wilcox Company, 161 East 42nd Street, New York, N.Y. 10017-USA<

Titel: Vorrichtung zum Reinigen von Rauchgasen durch Naßwaschen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Rauchgasen, insbesondere eine Vorrichtung für die Entfernung von mitgeführtem Staub aus den Rauchgasen und für die Beseitigung von Schwefeloxidgasen aus dem gereinigten Rauchgas durch Absorption in einer Flüssigkeit.

Das Problem der Reinigung von Rauchgasen vor Abführung ins Freie wird immer wichtiger, um eine öffentliche Belästigung auszuschalten. Die Gase aus der Verbrennung von festen oder flüssigen Brennstoffen enthalten mitgeführten Staub oder Teilchen aus dem Nichtbrennbaren oder der Asche in dem Brennstoff sowie Schwefeloxide, die durch

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Verbrennung des Schwefels in dem Brennstoff erzeugt werden. Der Staub kann durch Trockenverfahren, wie z. B. Elektrofilter oder mechanische Filter (Schlauchfilter oder dergleichen) , oder durch Naßverfahren beseitigt werden, die praktisch in einem Yiaschen der Gase mit Sprühflüssigkeit bestehen. Die Wahl der Naß- oder Trockenverfahren richtet sich in erster Linie nach wirtschaftlichen Gesichtspunkten.

Die Beseitigung von Schwefeloxiden wird gewöhnlich durch Naßverfahren vorgenommen, die wäßrige Absorptionsmittel verwenden, die die gasförmigen Schwefeloxide in einem Feststoff oder eine Flüssigkeit umwandeln, die in den NaßabsQrptionsstoffen enthalten ist. Einige Absorptionsstoffe kommen auf den Abfall nach Absorption der gasförmigen Schwefeloxide aus dem Rauchgas, während andere der Absorptionsstoffe behandelt werden können, um den absorbierten Schwefel in einer brauchbaren Form zu entfernen und den Stoff zu regenerieren, damit er wieder in dem Rauchgasreinigungsverfahren eingesetzt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ilaßwäscher zur Reinigung von Rauchgasen und Beseitigung von Schwefeloxiden aus diesen zu schaffen, der wenig Raum beansprucht, wirksam im Einsatz und leicht zu warten ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rauchgase nach unten durch eine Einschnürung geleitet

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werden, wo sie mit eingesprühter Waschflüssigkeit in enge Berührung treten. Dabei wird das benetzte G-as danach verminderten Strömungsgeschwindigkeiten und Richtungsänderungen ausgesetzt, um die benetzten Teilchen durch Schwer- und Zentrifugalkräfte zu entfernen. Um bei der weiteren Beseitigung von mitgeführten Teilchen behilflich zu sein, werden die G-ase nach oben durch eine Tröpfchenbeseitigungsvorrichtung geleitet, die die Form eines V-Abscheiders haben kann. Die Flüssigkeit und die entfernten Teilchen werden in dem unteren Teil des Yi äs eher s gesammelt, um danach abgezogen zu werden.

Die gereinigten Gase, die den Abscheider verlassen, strömen nach oben durch einen Turm, der einen wäßrigen Absorptionsstoff enthält und in dem die gasförmigen Schwefeloxide aus dem Gas beseitigt werden, bevor das Bauchgas ins Freie abgeführt wird. Der Absorptionsstoff, der den aus den Rauchgasen absorbierten Schwefel enthält, wird gesammelt und aus dem Absorptionsturm getrennt von der Teilchen enthaltenden Flüssigkeit abgezogen, so daß er mit einem Minimum an Teilchenverschmutzung verarbeitet werden kann, um Schwefel in einer brauchbaren Form zu gewinnen und um regenerierten Absorptionsstoff in den Absorptionsturm zurückzuführen. '

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Fig.^x 1 eine schematische Darstellung einer Gasreinigungsvorrichtung,

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Fig. 2 und 3 vergrößerte Ansichten, teilweise im Schnitt, mit Stirn- und Seitenaufrissen nach Fig. 1

und

Fig. 4 eine weitere perspektivische Darstellung eines Teils der in Fig. 2 und 3 gezeigten Vorrichtung,,

In der dargestellten Ausführungsform des Erfindungsgedankens zeigt das Schema der .Fig. 1 eine Quelle staubhaltiger Rauchgase. Diese Quelle kann z. B. ein Industrie- oder Kraftwerkskessel 5 sein, der durch einen festen Brennstoff, wie z. B. Kohlenstaub, oder durch Brennöl befeuert wird. Bei dem einen und anderen Brennstoff enthalten die Rauchgase, die den Kessel 5 verlassen und durch den Kanal 6 strömen, mitgerissene Feststoffe, wie z. B. nichtbrennbare Asche, sowie Schwefeloxide und andere gasförmige Schmutzstoffe. Die Menge der mitgerissenen Feststoffe und der SOp Gase in dem Rauchgas hängt natürlich von dem Brennstoff ab, der im Kessel 5 zur Verbrennung kommt.

Die durch den Kanal 6 strömenden Gase treten in einen Näßwäscher T ein, um in Kontakt mit einer Waschflüssigkeit gewaschen zu werden, strömen durch eine Absetzkammer 8 zur Beseitigung von Feststoffen und Flüssigkeiten aus den Gasen und strömen dann nach oben durch einen Absorptionsturm 9 zur Beseitigung von gasförmigen Schwefeloxiden, bevor sie ins Freie abgeführt werden. In vorteilhafter Weise werden der Wäscher, die Absetzkammer und die Absorptionskammer als ein Block 10 gebaut.

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Der Wäscher 7 und die Absetzkammer 8 sind betriebsmäßig kombiniert, um Teilchen aus den Rauchgasen zu entfernen, wobei die abgetrennten Feststoffe und Flüssigkeiten aus dem Block zu einem äußeren Behälter A abgeführt werden, damit die Flüssigkeit zum Wäscher 7 zurückgeführt und die abgeschiedene Asche zur Halde abgeführt werden kann. Zusatz flüssigkeit und Chemikalien können im erforderlichen Umfang dem Behälter A zugeführt werden.

Der Turm 9 wird so gestaltet, daß er Absorptionselemente vieler bekannter Bauarten aufnehmen kann, so kann er z.B. die Ausführung haben, wie sie im US-Patent 3 350 075 dargestellt ist, oder er kann ein Raschigringe verwendender Füllkörperturm oder dergleichen sein. Nachstehend wird jedoch eine einfache loehplatten-Absorptionsturmbauart erläutert. Bei Gegenstromkontakt zwischen Gas und flüssigem Absorptionsmittel werden oben offene Tröge vorgesehen, um das verbrauchte Absorptionsmittel zur getrennten Abführung in einem Behälter B zu sammeln. Von diesem Behälter kann das flüssige Absorptionsmittel geteilt werden zwecks Rückführung zu den Absorptionstürmelernenten und Weiterleitung zu einer Weiterverarbeitungseinrichtung oder zum Abfall, Zusatzflüssigkeit und Chemikalien können dem Behälter B im erforderlichen Umfang zugeführt werden. Der Turm 9 kann auch mit Gaswasch- und Flüssigtröpfchenabscheidevorrichtungen ausgestattet werden, wie nachstehend beschrieben wird und wie sie"schematisch in Fig, 1 dargestellt sind.

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Wie es besonders in den Figuren 2 und 3 gezeigt ist, tritt Rauchgas in den Wäscher 7 durch ein Düsenstück 14 aus dem Kanal 6 ein, wo eingesprühter Schlamm, der oberhalb der Einschnürung 11 eingeführt wird, die Teilchen in dem Rauchgas benetzt und durch Schwerkrafttaufprall zusammenbackt. Der eingesprühte Schlamm kann Flugasche, Kalkstein oder eine andere geeignete Base, Reaktionsprodukte und Wasser enthalten; er wird in die .Einschnürung 11 durch eine Reihe τοη Sprühdüsen eingeführt, die an gegenüberliegenden Wänden des Wäschers 7 angeordnet sind. Der Umfang der in das Venturisystem eingeführten Base (wie z. B. Kalkstein, Sodaasche oder MgO) ist größer als die stöchiometrische SCL-ßienge" im Rauchgas. Sie wird zugefügt, um den pH-Wert des Schlamms zu niedrig werden.zu lassen, wodurch die Einrichtung korrodiert. Schlamm wird auch als Wandwaschmittel in dem konvergierenden Abschnitt verwendet, um den einströmenden heißen Rauchgasen eine benetzte Wand anzubieten.

Der Ablauf tritt aus der Einschnürung 11 über einen divergierenden Abschnitt 1,6 (Fig. 2) in eine Absetzkammer 8, wo der zusammengebackene Schlamm und die Teilchen von dem Rauchgas getrennt werden. Der Boden des Sumpfs ist abgeschrägt, damit der Schlamm mit seiner mitgerissenen Asche durch eine zum Behälter A führende Abzugsöffnung 18 (Fig. 1) abgeleitet werden kann.

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Zwischen dem Absorptionsturm 9 und dem Wäscher 7 ist ein lotrechter Abweiser 17 angeordnet, der mit einer Anzahl übereinander liegender horizontaler Schaufeln versehen ist, die nach unten in Sichtung der Gasströmung geneigt sind. Der Abweiser erstreckt sich durch die Absetzkammer 8 am Austritt eines Klammerte ils. 13 und ist nahe bei der Vorderseite der Abzugsöffnung 18 in dem Sumpf gemäß der Darstellung angeordnet. Der Abweiser 17 hilft zusätzlich bei der Beseitigung der Schwebstoffe und gelösten Feststoffe, die in den flüssigen Tröpfchen enthalten sind, welche in dem Gas mitgerissen werden, das von der Einschnürung 11 durch den divergierenden Abschnitt 16 und den Kammerteil 13 strömt.

Ein Abscheider 21 in einer an sich bekannten verschachtelten V-förmigen Ausführung liegt im unteren Teil des Absorptionsturms. Der Abscheider ist im Schnittpunkt zwischen dem Turm 9 und der Absetzkammer 8 schräg nach unten geneigt, um bei der Beseitigung von Tröpfchen behilflich zu sein, die von den Bauchgasen mitgeführt werden. Jeder Abschnitt des Abscheiders 21 wird diskontinuierlich durch ein Sprühdüsen-Waschsystem 19 gewaschen, um jeden Feststoffaufbau vom Abscheider 21 entfernen zu können. Der Schlamm, der. durch das Waschen des Abscheiders 21 anfällt, verbindet sich mit dem zuvor aus dem Gas abgeschiedenen Schlamm und verläßt den Sumpf durch die Bodenöffnung 18.

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Das im wesentlichen staubfreie Rauchgas strömt durch den Abscheider 21 und nach oben durch eine Heine γοη quer auf Abstand liegenden Trögen 32, danach durch eine nach oben auf Abstand liegende zweite Reihe von Trögen 25. Danach strömen die Rauchgase nach oben durch ein Paar mit vertikalem Abstand angeordnete Lochplatten 35. Je nach den Umständen kann eine größere oder kleinere Anzahl von Platten 35 verwendet werden.

Viii θ es besonders aus Fig. 3 zu erkennen ist, haben die Tröge 32 einen trapezförmigen Querschnitt und sind oben offen, während die Tröge 25 im allgemeinen einen ii-förmigen Querschnitt haben und ebenfalls oben offen sind. Die Reihen von Trögen 25 und 32 sind versetzt überlappt angeordnet und horizontal geneigt, so daß die offenen oberen Enden der Tröge die Absorptionsflüssigkeit auffangen, welche durch Schwerkraft aus der untersten Lochplatte 35 austreten, und die gesammelte Flüssigkeit zu der Abzugsöffnung 28 weiterleiten.

Bei den dargestellten Anordnungen wird etwas Absorptionsflüssigkeit, die nach unten aus den Absorptionsmitteldüsen 23 gesprüht wird, in dem Sekundärtrog 25 gesammelt, während der Rest der Flüssigkeit in dem Primärtrog 32 gesammelt wird. Da die .Flüssigkeit durch Schwerkraft zu der Öffnung gefördert wird, erfolgt die Sammlung von Absorptionsflüssig-

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keit getrennt von dem durch Öffnung 18 abgezogenen Schlamm.

Jede der Lochplatten 35 ist horizontal angeordnet und hat eine Fläche, die mit Öffnungen versehen ist, welche den Schlamm stauen und eine ausreichende Verweilzeit ermöglichen, um im wesentlichen die Absorption der gewünschten gasförmigen Bestandteile abzuschließen. Durch die Verwendung derartiger Lochplatten wird der Einsatz von Füllkörpern unnötig.

Wie in den Zeichnungen und insbesondere in Fig. 4 dargestellt, ist jede der Platten 35 mit stehenden Trennwänden in Form von Eierkistenabteilwänden ausgestattet, die eine Anzahl Abteile von im allgemeinen gleicher Fläche ergeben. Die Platten 35 sind von einer Anzahl Öffnungen in jedem Abteil durchbohrt, so daß die Gesamtöffnungsfläche etwa 30 bis 40 i» der Gesamtplattenflache ist. Gewöhnlich umfaßt die Fläche der den Boden eines jeden Abteils bildenden Platte mehrere Quadratfuß, wobei die Abteile im allgemeinen eine gleiche Fläche aufweisen. Die Abteile arbeiten mit Düsen 23 zusammen, um einen gleichmäßigen Flüssigkeitsstand auf der Fläche der Lochplatten 35 zu erhalten.

Das Gas, das nach oben durch das Absorptionsmittel-Spnihdüsensystem 23 strömt, fließt weiter durch Reihen horizontal geneigter Tröge 31 und Tröge 26, die quer durch den Turm 9 in überlappender Anordnung auf Abstand zueinander liegen, und zwar ähnlich der Anordnung, die in Verbindung

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mit den Trögen 25 und 32 beschrieben wurde. Die in den Trögen 26 und 31 gesammelte Flüssigkeit wird von dem Austritt 20 abgezogen, wobei sie teilweise zu den Sprühdüsen 27 zurückgeleitet und teilweise z. B. zum Behälter B abgeführt wird, der in Fig. 1 dargestellt ist.

Die Gase, die nach oben durch die Tragreihen 26 und 31 strömen, begegnen nach unten fließenden Waschwasserströmen und kommen dann zu einem V-Abscheider 24, der diskontinuierlich oder kontinuierlich durch Flüssigkeit gewaschen wird, die durch die Düsen 27 über den Abscheider 24 geleitet wird.

Oben ist der Turm 9 mit einem Paar Öffnungen 15 ausgestattet, die mit abgeschieberten, nicht dargestellten Rauchgaskanälen verbunden sind, welche das G-as zum Schornstein transportieren. Stutzen 33 in der Seite des Turms 9 erlauben es, die Trennwandtröge 31 und 32 zu waschen, wenn es erforderlich ist.

Bei der beschriebenen Anordnung nimmt der aus Wäscher, Absetzkammer und Absorptionsturm bestehende Block eine Bodenfläche von etwa 9 mal 7,5 m ein und hatte eine maximale Höhe von 15 m. Bei dieser Anordnung hatte die Kehle einen Strömungsquerschnitt von 0,6 χ 5,5 m, während der Querschnitt des Absorptionsturms (was den Gasstrom angeht) 4,8 χ 7,3 m betrug. Ein solcher Block ist in der Lage, 9 000 bis 12 000m⁵ pro Minute bei etwa 180° C durchzu-

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setzen, um einen Großteil des mitgeführten Staubs oder der mitgeführten Teilchen zu beseitigen und um das in den Rauchgasen Yerhandene. gasförmige SCU zu entfernen. Im allgemeinen ist der Block in der Lage, das Abgas aus einem Leistungskessel von etwa 100 MI bei Heizöl- oder Kohlenstaubfeuerung durchzusetzen.

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Claims

P A T E N T A M S P E Ü C H E .:

■ 1 J Vorrichtung zur Naßentstaubung τοη Bauchgasen mit fasser und anschließender Schwefeldioxid-Auswaschung, bestehend aus einem stehenden Naßwäscher mit Zufuhr einer ersten Flüssigkeit der über eine horizonale Kammer mit einem stehenden SOp -Absorptionsturm verbunden ist, gekennzeichnet durch einen divergierenden Abschnitt (16) der in eine Absetzkammer (8) übergeht, die von einem lotrechten Abweiser (17) begrenzt ist, an deren unterem Ende eine Abzugsöffnung (18) in einem Sumpf angeordnet ist und daß sich an den Abweiser (17) der SOp-Absorptionsturm (9) anschließt, in dem Düsen für die Zufuhr einer weiteren Flüssigkeit vorgesehen sind, die nach abwärts in die Gase sprüht und daß Sammler (31, 32) vorgesehen sind, um die zweite Flüssigkeit aufzunehmen, die teilweise zu den Sprühdüsen (23, 27) oder/und teilweise zum Behälter (B) geführt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Boden der Kammer (8) horizontal abwärts zu einer niedrigen Stelle geneigt ist, die in der Mitte der Horizontalen liegt, und Vorrichtungen einen Austritt an der niedrigen Stelle festlegen, mit

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der Maßgabe, Staut abzuziehen, der mit der genannten ersten aus den Rauchgasen abgeschiedenen Flüssigkeit zusammengebacken ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Abscheider (21) unterhalb der Sammelvorrichtung der zweiten Flüssigkeit angeordnet ist, der der Maßgabe, Reststaub und mitgeführte Flüssigkeit aus den Rauchgasen zu entfernen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Sammelvorrichtung unterhalb des Absorptionsturms eine erste Reihe horizontal auf Abstand angeordneter Flüssigkeitssammelkanäle umfaßt, die quer im G-asströmungsweg liegen, wobei die genannten Kanäle geneigt sind, um die Flüssigkeit an einem Ende abzuziehen;eine zweite Reihe horizontal auf Abstand angeordneter Flüssigkeitssammelkanäle liegt quer im G-asströmungsweg oberhalb der genannten ersten Reihe und in versetzter Anordnung dazu.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Absorptionsturm eine Reihe von vertikal auf Abstand angeordneten G-as-Flüssigkeits-Kontaktzonen umfaßt.

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L e e r s e i t e