DE2739509A1 - Verfahren und vorrichtung zur absorptiven bindung von schadgasen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur absorptiven bindung von schadgasen

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    • B01D—SEPARATION
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Description

Krefeld, den 31. August 1977 PAT - SCHI/wey - K 77/07
BABCOCK-BSH AKTIENGESELLSCHAFT
vormals Büttner-Schilde-Haas AG,
4150 Krefeld-üerdingen
Verfahren und Vorrichtung zur absorptiven Bindung von Schadgasen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur absorptiven Bindung von Schadgasen, bei dem in den Strömungsweg des in einen Absorber eingeführten Abgasstromes ein Neutralisationsmittel mit Wasser eingedüst und die eingedüste flüssigkeit unter Abkühlung der Gase vollkommen verdampft und eine Absorption der Schadgaskomponenten durch Reaktion mit dem Neutralisationsmittel zu trockenen SalzenderζieIt wird, wobei unter Berücksichtigung der Temperatur des Abgases das Volumen des einzudüsenden Wassers fsstgelegt und die Konzentration des Neutralisationsmittels in dem Wasser so bestimmt wird, daß das Neutralisationsmittel mindestens die stöchiometrische äquivalente Menge für die zu bindende Schadgasmenge ergibt sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zur absorptiven Bindung von Schadgasen sind Verfahren mit trockenen und mit nassen Rückständen bekannt.
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Bei den Verfahren mit nassen Rückständen sind zusätzliche Reinigungsverfahren erforderlich, da die entstehenden Abwässer im allgemeinen nicht dem Vorfluter zugeführt werden können. Die Aufwendungen hierfür sind erheblich.
Bei den Verfahren mit trockenen Rückständen werden entweder feingemahlene Absorptionsmittel mit dem Abgas trocken in Kontakt gebracht oder Neutralisationsmittel mit Wasser in den Abgasstrom eingedüst oder anderweitig in Kontakt gebracht .
So ist es aus der DT-OS 25 18 079 bekannt, in den Abgasstrom ein Neutralisationsmittel mit Wasser einzudüsen und den Abgasstrom dadurch unter Bildung eines trockenen Salzes abzuschrecken. Auf der Grundlage dar Durchflußrate und der Temperatur des Abgases wird das Volumen des einzudüsenden Wassers festgelegt, welches von dem Gasstrom aufgeheizt und verdampft werden kann. Die Konzentration des Neutralisationsmittels in dem Wasser wird so bestimmt, daß das Neutralisationsmittel mindestens die stöchiometrische äquivalente Menge für die Umsetzung der Gesamtmenge an Schadgasen ergibt.
Bei schwankenden Betriebszuständen sind ständig neue Anpas sungen erforderlich, um die vorstehend aufgezeigten Bedingungen einhalten zu können. Diese Arbeiten sind aufwendig
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und werden erst mit gewissem Phasenverzug wirksam. Eine wirtschaftlich optimale und jederzeit zufriedenstellende Schadgasbindung ist nicht gewährleistet.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Zuführung des Wassers und des Neutralisationsmittels kontinuierlich ohne Phasenverzug den jeweiligen Verhältnissen anzupassen und dadurch einen gleichbleibenden Reingasaustritt bei Minimierung des Bedarfs an Neutralisationsmitteln zu erreichen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Temperatur des Abgasstromes nach dem Austritt aus dem Absorber gemessen und durch eine temperaturabhängige Regelung der Rücklaufvassermenge konstant gehalten wird und die Mengendosierung des einzudüsenden Neutralisationsmittels in Abhängigkeit von der anfallenden Schadgasmenge über kontinuierlich messende Schadgasmeßgeräte automatisch geregelt wird.
Der Gehalt an Schadgasen kann an mehreren ausgezeichneten Stellen im Abgasstrom, vorzugsweise vor und nach dem Absorber sowie nach dem nachgeordneten Filter, gemessen werden.
Die gebildeten trockenen Salze können mit dem Abgasstrom dem
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nachgeordneten Filter zugeführt und darin abgeschieden werden. Die chemische Reaktion setzt sich nach Austritt des Ab gasstromes aus dem Absorber in dem Verbindungskanal zum Fil ter und im Filter selbst fort.
Um eine einwandfreie Flüssigkeitszerstäubung bei allen Betriebszuständen sicherzustellen, wird vorteilhafterweise die zugepumpte Wassermenge nicht gedrosselt. Das Rücklaufwasser kann direkt in die Wasservorlaufleitung eingeführt werden.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß im Abgaszuführungskanal, im Verbindungskanal nach dem Absorber und im Reir.gasaustrittskanai nach
dem Filter jeweils ein Schadgasmeßgerät angeordnet ist, die an einem gemeinsamen Zentralregler angeschlossen sind.
In der Zuführleitung für die Neutralisationsmittel von den zur Bereitstellung der Mittel dienenden Behältern zum Absorber kann eine Dosiereinrichtung angeordnet sein, die mit dem Zentralregler verbunden ist. Im Verbindungskanal nach
dem Absorber ist vorteilhafterweise eine Temperaturregelanlage angeordnet, die mit einem Ventil"in der Wasserrücklaufleitung verbunden ist. Der Verbindungskanal zwischen Absorber und Filter kann als Absorptionskanal ausgebildet sein.
Die Zuführung der Neutralisationsmittel und des Wassers zu
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ORiGlNAL INSPCCTEO
dem Absorber erfolgt zweckmäßigerweise in gesonderten Zuleitungen .
Die Düsen zum Verdüsen des Wassers können im Absorber im Bereich des Abgaszuführungskanals über den Umfang verteilt angeordnet und über eine Ringleitung miteinander verbunden sein, wobei es zweckmäßig ist, die Düsen so über den Umfang verteilt anzuordnen, daß die Verteilung des eingedüsten Wassers dem Geschwindigkeitsprofil des einströmenden Abgasstromes entspricht. Die Düsen sind vorteilhafterweise als Rücklaufdüsen ausgebildet.
Eir Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Flußdiagramm für das Verfahren unter Verwendung von Natronlauge;
Fig*. 2 ein teilweises Flußdiagramm für die Verwendung von Kalkmilch.
In den Absorber 1 wird über den Zuführungskanal 12 das Abgas eingeführt. Oberhalb dieses Zuführungskanals 12 sind über den Umfang des Absorbers 1 verteilt Rücklaufdüsen 2 angeordnet, die über eine Ringleitung 7 miteinander verbunden sind. Ringförmig um jede Düse 2 eingeführte Luftschleier verhindern in diesem Bereich Betriebsstörungen durch Anbackungen
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oder Ubertemperaturen. Statt der Rücklaufbahn 2 ist auch der Einsatz von Zweistoffdüsen möglich, in denen die Flüssigkeitszerstäubung mit Hilfe von Preßluft vorgenommen wird.
Der Gehalt an Schadgasen wird durch Schadgasmeßgeräte 4 gemessen, die im AbgasZuführungskanal 12, im Verbindungskanal 9 nach dem Absorber 1 und im Reingasaustrittskanal 14 nach dem E-Filter 3 angeordnet und an einen gemeinsamen Zentralregler 8 angeschlossen sind.
Als Neutralisationsmittel kann Natronlauge oder Kalkmilch verwendet werden. Die Natronlauge wird im Behälter 6 gelagerv.. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der gebrannte Kalk im Silo 17 lagert und über geeignete Austrag- und Transportvorrichtungen 18 einem Rührbehälter 19 zugeführt wird, wo unter Zusatz von Wasser Kalkmilch angerührt wird.
Die Natronlauge bzw. die Kalkmilch gelangt durch die Zuführleitung 13 von den Behältern 6 bzw. 19 über eine Dosierpumpe 5 zum Absorber 1, wo die Eindüsung erfolgt. Die Mengendosierung erfolgt über diese Dosierpumpe 5 in Abhängigkeit von den Meßwerten der Schadgasmeßgeräte 4, die vom Zentralregler 8 ausgewertet werden.
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Im Verbindungskanal 9 ist nach dem Absorber 1 eine Temperaturregelanlage 15 angeordnet, die mit einem Ventil 16 in der Wasserrücklaufleitung 11 verbunden ist. Für die Zuführung der Natronlauge und des Wassers zu dem Absorber 1 sind jeweils gesonderte Zuführleitungen 13 bzw. Vorlaufleitungen 10 vorhanden. Die Frischwasserzuleitung ist mit 20 und der Wasserbehälter mit 21 bezeichnet. In der Wasservorlaufleitung 10 vom Behälter 21 zum Absorber 1 ist eine Pumpe 22
angeordnet. Diese Pumpe 22 fördert stetig eine konstante Menge Flüssigkeit aus dem Behälter 21. Die Regulierung des Volumens des einzudüsenden Wassers erfolgt ausschließlich über die Wasserrückführleitung 11 mit dem von der Temperaturregelanlage 15 gesteuerten Ventil 16. Das Rücklaufwasser kann direkt in die Wasservorlaufleitung 10 oder in den Behälter 21 eingeführt werden. "
Im vertikal durchströmten Absorber 1 reagieren die Schadgaskomponenten mit der Natronlauge bzw. der Kalkmilch zu Salzen, die trocken mit dem Abgas über den Verbindungskanal 9 in den nachgeschalteten E-Filter 3 geführt und dort ausgeschieden werden. Die chemischen Reaktionen laufen nach Austritt des Abgasstromes aus dem Absorber 1 in dem Verbindungskanal 9 zum E-Filter 3 und im E-Filter 3 selbst weiter.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eine schnelle automatische Anpassung
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an die jeweiligen Betriebszustände, d.h. an den jeweiligen Schadgasanfall möglich, wodurch sichergestellt ist, daß bei Spitzenbelastungen gewünschte Werte eingehalten werden können. Außerdem ist eine Minimierung des Bedarfs der zur Verwendung vorgesehenen Natronlauge und der Kalkmilch bei optimaler Absorption der Schadgase möglich. Die Anwendung bzw. Verwendung anderer Neutralisationsmittel ist bekannterweise möglich. Zusätzlich wird eine Konditionierung und damit eine verbesserte Staubabscheidung im E-Filter erreicht.
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Claims (15)

Krefcld, den 31. August 1977 PAT - SCHI/wey - K 77/07 BABCOCK-BSH AKTIENGESELLSCHAFT vormals Büttner-Schilde-Haas AG, Krefeld-Uerdingen Patentansprüche:
1. Verfahren zur absorptiven Bindung von Schadgasen, bei dem in den Strömungsweg des in einen Absorber eingeführten Abgasstromes ein Neutralisationsmittel mit Wasser eingedüst und die eingedüste Flüssigkeit unter Abkühlung der Gase vollkommen verdampft und eine Absorption der Schadgaskomponenten durch Reaktion mit dem Neutralisationsmittel zu trockenen Salzen erzielt wird, wobei unter Berücksichtigung der Temperatur des Abgases das Volumen das einz"düsenden Wassers festgelegt und die Konzentration des Neutralisationsmittels in dem Wasser so bestimmt wird, daß das Neutralisationsmittel mindestens die stöchiometrische äquivalente Menge für die zu bindende Schadgasmenge ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Abgasstromes nach dem Austritt aus dem Absorber (1) gemessen und durch eine temperaturabhängige Regelung (15) der Rücklaufwassermenge konstant gehalten wird und die Mengendosierung des einzudüsenden Neutralisationsmittels in Abhängigkeit von der anfallenden Schadgasmenge über kontinuierlich messende Schadgasmeßgeräte (4) automatisch geregelt wird.
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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an Schadgasen an mehreren ausgezeichneten Stellen im Abgasstrom gemessen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet/ daß der Gehalt an Schadgasen vor und nach dem Absorber (1) sowie nach dem nachgeordneten Filter (3) gemessen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gebildeten trockenen Salze mit dem Abgasstrom dem nachgeordneten Filter (3) zugeführt und darin abgeschieden werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die chemischen Reaktionen nach Austritt des Abgasstromes aus dem Absorber (1) in dem Verbindungskanal (9) zum Filter (3) und im Filter (3) selbst weiterlaufen.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zugepumpte Wassermenge nicht gedrosselt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Rücklaufwasser direkt in die Wasservorlauflei-
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tung (10) eingeführt wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Abgaszuführungskanal (12), im Verbindungskanal (9) nach dem Absorber (1) und im Reingasaustrittskanal (14) nach dem Filter (3) jeweils ein Schadgasmeßgerät (4) angeordnet ist, die an einem gemeinsamen Zentralregler (8) angeschlossen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zuführleitung (13) für die Neutralisationsmittel von den zur Bereitstellung der Mittel__dienenden behältern (6; 19) zum Absorber (1) eine Dosiereinrichtung (5) angeordnet ist, die mit dem Zentralregler (8) verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbindungskanal (9) nach dem Absorber (1) . eine Temperaturregelanlage (15) angeordnet ist, die mit einem Ventil (16) in der Wasser*rücklauf leitung (11) verbunden ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungskanal (9) zwischen Absorber (1) und Filter (3) als Absorptionskanal ausgebildet ist.
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ORIGINAL INSPECTED
12. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß für die Zuführung der Neutralisationsmittel und des Wassers zu dem Absorber (1) jeweils gesonderte Zuleitungen (13; 10) angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Abgaszuführungskanals (12) im Absorber (1) über den Umfang verteilte Düsen (2) angeordnet sind, die über eine Ringleitung (7) miteinander verbunden sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (2) derart über den Umfang verteilt angeordnet sind, daß die Verteilung des eingedüsten Wassers dem Geschwindigkeitsprofil des einströmenden Abgasstromes entspricht.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (2) als Rücklaufdüsen ausgebildet sind.
Patentbeschreibung;
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DE2739509A 1977-09-02 1977-09-02 Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung eines Abgasstromes Expired DE2739509C2 (de)

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