DE3142775A1 - Process and apparatus for reducing the content of noxious gases in flue gases by means of atomising absorption - Google Patents
Process and apparatus for reducing the content of noxious gases in flue gases by means of atomising absorptionInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Apparat zur Herabsetzung des Gehalts anMethod and apparatus for reducing the content of
schädlichen Gasen in Rauchgasen mit :Hilfe einer Zerstäubungsabsorption.harmful gases in flue gases with: the help of atomic absorption.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herabsetzung des Gehalts an schädlichen Gasen in Rauchgasen mit Hilfe einer Zerstäubungsabsorption, wobei ein Rauchgas in einer Reaktionskammer, die einen Rauchgaszugang, einen zentral in der Kammer angebrachten Rauchgasverteiler, und einen Rauchgasabgang aufweist, mittels Zerstäubung eines Reaktionsmittels in wässriger Lösung oder Suspension behandelt wird, wobei die Lösung oder Suspension vorzugsweise im oberen, zentralen Teil der Kammer zerstäubt wird.The present invention relates to a method of degradation the content of harmful gases in flue gases with the help of atomic absorption, a flue gas in a reaction chamber, which has a flue gas access, a central one has a flue gas distributor installed in the chamber and a flue gas outlet, treated by atomizing a reagent in aqueous solution or suspension is, the solution or suspension preferably in the upper, central part of the Chamber is atomized.
Bei der Verbrennung von fossilem Brennstoff und von Abfall werden eine Anzahl aggressiver und umweltschädlicher Gase wie beispielsweise Schwefeldioxyd, Schwefeltrioxyd, Hydrogenchlorid etc. gebildet.When fossil fuel and waste are burned a number of aggressive and environmentally harmful gases such as sulfur dioxide, Sulfur trioxide, hydrogen chloride etc. are formed.
Aus Gründen des Umweltschutzes ist es wünschenswert den Gehalt dieser Gase in Rauchgasen völlig zu entfernen oder jedenfalls doch herabzusetzen, bevor die Rauchgase in die Atmosphäre entlassen werden, und es sind bereits mehrere Verfahren bekannt, bei denen der Gehalt der Rauchgase an sauren Bestandteilen zur Reaktion mit einem alkalischen Reaktionsmittel in wässriger Lösung oder Suspension gebracht wird. Insbesondere haben zwei Verfahren, ein sogenanntes "Nassverfahren" und ein sogenanntes Trockenverfahren verbreitet Anwendung gefunden.For reasons of environmental protection, it is desirable to reduce the content of these To remove gases in flue gases completely or at least to reduce them before the smoke gases are released into the atmosphere, and there are already several procedures known, in which the content of the flue gases of acidic components to the reaction brought into aqueous solution or suspension with an alkaline reactant will. In particular, have two processes, a so-called "wet process" and a so-called dry process found widespread use.
Beim Nassverfahren werden die Rauchgase in einem sogenannten Nasswascher dadurch in Berührung mit dem alkalischen Mittel gebracht, dass dieses in wässriger Lösung oder Suspension in den Wascher in so grossen und oftmals zirkulierenden Mengen eingespritzt wird, dass die Rauchgase ihren Taupunkt erreichen. Das Innere des Nasswaschers ist damit konstant befeuchtet, und die Reaktionsprodukte, nicht verbrauchtes Reaktionsmittel sowie feste Bestandteile der Rauchgase werden dem Nasswascher in Gestalt einer schlammähnlichen Suspension entnommen. Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt in seinem hohen Wirkungsgrad, während ein Nachteil in der Korrosion derjenigen Anlagenteile besteht, die mit den zirkulierenden Flüssigkeiten in Berührung sind, vergl. beispielsweise die USA-Patentschrift Nr. 3.932.587.In the wet process, the flue gases are in a so-called wet scrubber brought into contact with the alkaline agent by making it watery Solution or suspension in the washer in such large and often circulating amounts is injected so that the smoke gases reach their dew point. The inside of the wet washer is thus constantly moistened, and the reaction products, not consumed reagent as well as solid components of the flue gases are the wet scrubber in the form of a sludge-like Suspension taken. One advantage of this process is its high level of efficiency, while a disadvantage consists in the corrosion of those parts of the system, that are in contact with the circulating fluids, see. For example U.S. Patent No. 3,932,587.
Beim Trockenverfahren wird die von der Zerstäubungstrocknung bekannte Technik ausgenutzt, indem ein alkalisches Reaktionsmittel in einer passenden wässrigen Lösung oder Suspension in feine Tropfen mittels eines in der Regel zentral in einer Reaktionskammer angebrachten gexstßubers zerstäubt wird. Die bei der Zerstäubung zugeführte Wassermenge wird derart abgepasst, dass die Temperatur der Rauchgase nach der Behandlung um so viel höher als die Taupunkttemperatur ist, dass das durch die Trocknung und Reaktion gebildete Produkt die Reaktionskammer als ein trockenes, freiströmendes Pulver verlassen kann, vergl. beispielsweise die USA-Patentschrift Nr. 3.966.418.The drying process is the one known from spray drying Technique exploited by placing an alkaline reactant in a suitable aqueous one Solution or suspension in fine droplets by means of a usually central in a Reaction chamber attached spray is atomized. The one in the atomization The amount of water supplied is adjusted in such a way that the temperature of the flue gases after the treatment is so much higher than the dew point temperature that it is through the drying and reaction formed product the reaction chamber as a dry, can leave free flowing powder, see. For example, the USA patent No. 3,966,418.
Das betreffende Pulver kann in der Regel zum Teil direkt vom Boden der Reaktionskammer entnommen werden, während ein anderer Teil von dem behandelten Rauchgas mitgeführt wird und in einem Filter, beispielsweise einem Taschenfilter oder einem elektrostatischen Filter ausgeschieden werden kann.The powder in question can usually partly directly from the ground removed from the reaction chamber while another part of the treated Flue gas is entrained and in a filter, for example a pocket filter or an electrostatic filter.
Der Vorteil des Trockenverfahrens liegt u D at darin, dass man auf Grund der Tatsache, dass der gesamte Prozess sich über der Taupunkttemperatur der Rauchgase :vollzieht, es vermeidet die verschiedenen Teile der Anlage dem Einfluss korrodierender Flüssigkeiten auszusetzen, weshalb in der Regel für die Anlage billige, nicht legierte Konstruktionsmaterialien angewendet werden können, wie auch die Handhabung und Deponierung der Reaktionsprodukte dadurch vereinfacht wird, dass diese in einem trockenen, fliessfähigen Zustand vorliegen.The advantage of the dry process is u D at that you can Reason for the fact that the whole process is above the dew point of the Flue gases: takes place, it avoids the different parts of the installation the influence exposure to corrosive liquids, which is why the system is usually cheap, non-alloy construction materials can be used, as can the handling and depositing the reaction products is simplified by the fact that they are in one dry, flowable state.
Ein wesentlicher Nachteil des Trockenverfahrens besteht indessen darin, dass der Verbauch an Reaktionsmitteln 50-75% grösser als beim Nassverfahren ist. Die Ursache hierfür ist teils in der sehr kurzen Zeit zu sehen, die für die Reaktion zur Verfügung steht, und teils darin, dass die Reaktionsneigung vermindert wird, weil die Reaktion bei einer Temperatur erfolgt, die höher als die Taupunkttemperatur ist, d.h. in einer ungesättigten Atmosphäre.A major disadvantage of the drying process, however, is that that the consumption of reactants is 50-75% higher than with the wet process. The reason for this can partly be seen in the very short time it takes for the reaction is available, and partly in that the tendency to react reduced because the reaction occurs at a temperature higher than the dew point temperature i.e. in an unsaturated atmosphere.
Es sind bereits verschiedene Wege vorgeschlagen worden, um den Verbrauch an Reaktionsmittel herabzusetzen. Beispielsweise wird in den dänischen Patentanmeldungen Nr. 2051/79 und 3959/79 vorgeschlagen das getrocknete Reaktionsprodukt nach Auflösung/Suspension bezw. in getrocknetem Zustand durch die Reaktionskammer zu rezirkulieren.Various ways of reducing consumption have already been suggested to reduce reactants. For example, in the Danish patent applications Nos. 2051/79 and 3959/79 suggested the dried reaction product after dissolution / suspension respectively to be recirculated through the reaction chamber in the dried state.
Selbst wenn durch Versuche erkannt wurde, dass der Ausnutzungsgrad des Reaktionsmittels bei einer Herabsetzung des Temperaturunterschieds in der Kammer zwischen der praktisch vorkommenden Temperatur und der Taupunkttemperatur kräftig erhöht wird, ist eine untere Grenze für die Temperatur in der Kammer dadurch gegeben, dass eine darunter liegende Betriebstemperatur zu kräftigen Ablagerungen von teilweise ausgetrocknetem Reaktionsprodukt auf den Innenflächen der Reaktionskammer und auf den nachfolgenden Flächen, die mit den Rauchgasen in Berührungen kommen;führt, mit sich-hieraus ergebenen Problemen hinsichtlich der Entnahme des Produkts vom Boden der Kammer, und der Ausscheidung in dem angeschlossenen Filter.Even if it was recognized through tests that the degree of utilization of the reactant with a decrease in the temperature difference in the chamber between the practically occurring temperature and the dew point temperature strongly is increased, a lower limit for the temperature in the chamber is given by that an operating temperature below this leads to heavy deposits of partial dried out reaction product on the inner surfaces of the reaction chamber and on the following surfaces that come into contact with the flue gases; leads with Problems arising from this with regard to the removal of the product from the floor the chamber, and the excretion in the attached filter.
Zweck der Erfindung ist es ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe verbesserte Reaktionsbedingungen in der Reaktionskammer, und damit eine bessere Ausnutzung des Reaktionsmittels als bei den bekannten Zerstäubungsabsorptionsverfahren erreichbar ist, ohne dass die erwähnten Nachteile infolge Ablagerung teilweise ausgetrockneter Reaktionsprodukte auf den Innenflächen der Reaktionskammer auftreten. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass ein Teil des Rauchgases vom Rauchgaszugang um den Rauchgasverteiler herum geführt und in die Kammer gegen die, oder entlang der#Innenseite der Wände derselben eingeblasen wird Dies hat zur Folge, dass entlang den inneren Wandflächen in der Reaktionskammer eine aus sehr warmen Rauchgasen bestehende Schichp einer verhältnismässig niedrigen Taupunkttemperatur zuwegegebracht wird, die eE ermöglicht, dass in den im zentralen Teil der Kammer befikidlichen Rauchgasen eine derartige Menge Lösung oder Suspension zerstäubt werden kann, dass die Temperatur der Rauchgase in diesem zentralen Teil der Kammer sich deren Taupunkttemperatur nähert, womit die Reaktionsbedingungen in diesem Bereich nachhaltig verbessert werdengleichzeitig damit,; dass auf Grund der warmen und trockenen Gas schicht an den Wandflächen die Gefahr einer Ablagerung teilweise getrockneten Materials auf den Innenwänden der Kammer vermieden wird.The purpose of the invention is to provide a method with the help of which improved reaction conditions in the reaction chamber, and thus better Utilization of the reactant than in the known atomization absorption methods can be achieved without the disadvantages mentioned as a result of partially dried-out deposits Reaction products occur on the inner surfaces of the reaction chamber. this will achieved according to the invention that part of the flue gas from the flue gas inlet passed around the flue gas distributor and into the chamber against, or along the # inside of the walls of the same is blown This has to Consequence that along the inner wall surfaces in the reaction chamber one of very warm flue gases existing layers of a relatively low dew point temperature is brought to the eE that allows in the in the central part of the chamber befikidlichen smoke gases such an amount of solution or suspension are atomized that the temperature of the flue gases in this central part of the chamber can increase whose dew point temperature approaches, bringing the reaction conditions in this range be sustainably improved at the same time; that due to the warm and dry Gas layer on the wall surfaces runs the risk of a partially dried deposit Material on the inner walls of the chamber is avoided.
Durch eine derartige Umleitung eines Teils der Rauchgase, und einer Einführung derselben in denjenigen Bereich der Kammer, in dem sie nur geringfügig mit der zerstäubten Lösung oder Suspension reagieren können, war zu vermuten, dass lediglich ein kleiner Teil der in diesem Teil der Rauchgase enthaltenen schädlichen Gase entfernt werden würde.By diverting part of the flue gases in this way, and one Introduction of the same in that area of the chamber in which it is only slightly react with the atomized solution or suspension, it was suspected that only a small part of the harmful contained in this part of the smoke gases Gases would be removed.
Uberraschenderweise hat es sich indessen gezeigt, dass der negative Einfluss dieser Teilmenge auf die Effektivität der Rauchgasreinigung innerhalb weiter Grenzen für die Teilmengengrösse durch die wirkungsvollere Behandlung der restlichen Rauchgasmenge mehr als aufgewogen wird, sodass für die gesamte Rauchgasmenge, die die Reaktionskammer verlässt, eine wirkungsvollere Rauchgasreinigung als durch die konventionellen Zerstäubungsverfahren bei einem geringeren Verbrauch von Reaktionsmitteln erreicht wird.Surprisingly, however, it has been shown that the negative Influence of this subset on the effectiveness of the flue gas cleaning within next Limits to the size of the subsets due to the more effective treatment of the rest The amount of flue gas is more than weighed, so that for the total amount of flue gas that leaves the reaction chamber, a more effective flue gas cleaning than by the conventional atomization processes with a lower consumption of reactants is achieved.
Der um den Rauchgasverteiler herum geführte Teil der Rauchgase wird vorzugsweise tangential in die Kammer in einer, oder in mehreren Höhenlagen, und durch eine oder mehrere Einblasöffnungen in jeder Höhenlage eingeführt.The part of the flue gases that is routed around the flue gas distributor is preferably tangentially into the chamber at one or more heights, and introduced through one or more injection openings at each altitude.
Ebenfalls ist es möglich gleichzeitig Rauchgas durch eine oder mehrere, an der Kammerdecke vorgesehene Offnungen einzublasen.It is also possible to simultaneously pass flue gas through one or more, to blow in openings provided on the chamber ceiling.
Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Apparat zur Durchführung des Verfahrens, wobei der Apparat eine Reaktionskammer mit einer Zufuhrleitung für Rauchgas, einen mit der Zufuhrleitung verbundenen und zentral in der Kammer angebrachten Rauchgasverteiler, und ein~ Abgangsleitung für Rauchgase aus der Kammer sowie eine:# vorzugsweise zentral im oberen Teil der Kammer angebrach:en Zerstäuber zur Zerstäubung einer wässrigen Lösung odez Suspension eines Reaktionsmittels aufweist, wobei der apparat .erfindungsgemäss dadurch eigentümlich ist, dass eine Leitung vorgesehen ist, die von der Zufuhrleitung zu mindestens einer Einblasöffnung in der Kammer führt, wobei die Offnung bezw.The invention also relates to an apparatus for performing the Method, wherein the apparatus has a reaction chamber with a supply line for flue gas, a smoke gas distributor connected to the supply line and mounted centrally in the chamber, and a ~ outlet line for flue gases from the chamber as well as a: # preferably central in the upper part of the chamber: an atomizer for atomizing an aqueous one Has solution or suspension of a reactant, the apparatus .invention is peculiar in that a line is provided from the supply line leads to at least one injection opening in the chamber, the opening BEZW.
die Öffnungen gegen die, bezw. entlang der Innenseite der Wand der Kammer gerichtet ist bezw. sind.the openings against, respectively. along the inside of the wall of the Chamber is directed respectively. are.
Vor2ugswreame ist die oeffnung, bezw. sind die Öffnungen tangentiell zur Innenseite der Kammerwand ausgerichtet, wobei Einblasöffnungen in verschiedenen Höhenlagen in der Kammer vorgesehen sein können.Vor2ugswreame is the opening, respectively. the openings are tangential aligned to the inside of the chamber wall, with injection openings in different Elevations in the chamber can be provided.
Bei einem Ausführungsbeispiel für den erfindungsgemässen Apparat ist an der Kammerdecke mindestens eine entlang der Innenseite derselben ausgerichtete Einblasöffnung vorgesehen.In one embodiment for the apparatus according to the invention is on the chamber ceiling at least one aligned along the inside thereof Injection opening provided.
Die Erfindung sei im Folgenden näher unter Hinweis auf die Zeichnung erläutert.The invention is described in more detail below with reference to the drawing explained.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel für den erfindungsgemässen Apparat, Fig. 2 in grösserem Masstab und im Schnittbild entlang der Linie II-II in Fig. 1 eine Einblasöffnung für Rauchgase, und Fig. 3 veranschaulicht auf gleiche Weise wie# Fig. 1 die Betriebsverhältnisse im Apparat.Fig. 1 shows schematically a longitudinal section through an embodiment for the apparatus according to the invention, FIG. 2 on a larger scale and in a sectional view along the line II-II in FIG. 1 an injection opening for flue gases, and FIG. 3 illustrates in the same way as # Fig. 1 the operating conditions in the apparatus.
Fig. 1 zeigt eine Reaktionskammer, die allgemein mit 1 bezeichnet ist. Zentral über der Kammer 1 ist ein Rauchgasverteiler 3 angebracht, der mit einer Zufuhrleitung 2 für zu reinigende Rauchgase verbunden ist.1 shows a reaction chamber, which is designated generally by 1 is. Centrally above the chamber 1, a flue gas distributor 3 is attached, which with a Supply line 2 is connected for flue gases to be cleaned.
Zentral im oberen Teil der Kammer 1 ist ein Zerstäuberrad 5 für die Zerstäubung einer Lösung oder einer Suspension eines Reaktionsmittels, das durch eine Leitung 10 zugeführt wird, angebracht. Im unteren Teil der Kammer 1 befindet sich eine Abgangsleitung 4 für Rauchgase aus der Kammer 1, wobei der untere Teil auf bekannte Weise konisch ausgebildet und mit einer nicht gezeigten Schleuse zur Entnahm-des trockenen: pulverförmigen R#aktionsproduktes in Richtung eines Pfeiles 11 versehen ist.Central in the upper part of the chamber 1 is an atomizer 5 for the Atomization of a solution or suspension of a reactant produced by a line 10 is supplied, attached. In the lower part of the chamber 1 is located an outlet line 4 for flue gases from the chamber 1, the lower part conical in a known manner and with a lock, not shown Removal of the dry: powdery R # action product in the direction of an arrow 11 is provided.
Eine-Abzweigleitung 6 ist mit der Rauchgaszufuhrleitung 2, und mit Hilfe von Zweigleitungen 8 mit ringförmigen Verteilerkanälen 9 verbunden, die sich in drei verschiedenen Höhenlagen a, b und c entlang dem äusseren Umkreis der Kammer 1 erstrecken. Die Zweigleitungen 8 können vorteilhafterweise tangential in die Kanäle 9 eingeführt sein. Jeder der Kanäle 9 ist mit einer Anzahl Einblasöffnungen ~7 versehen, die mit gleich grossem Abstand entlang dem Umfang der Kammer 1 angebracht sind.A branch line 6 is with the flue gas supply line 2, and with Using branch lines 8 connected to annular distribution channels 9, which at three different heights a, b and c along the outer perimeter of the chamber 1 extend. The branch lines 8 can advantageously enter the channels tangentially 9 be introduced. Each of the channels 9 is provided with a number of injection openings ~ 7, which are attached at the same distance along the circumference of the chamber 1.
Eine der Einblasöffnungen 7 ist in grösserem Masstab in Fig. 2 gezeigt, die die Wand 12 in der Kammer 1, von dem ringförmigen Verteilerkanal 9 umgeben veranschaulicht.One of the injection openings 7 is shown on a larger scale in Fig. 2, which illustrates the wall 12 in the chamber 1, surrounded by the annular distribution channel 9.
Die Öffnung 7 ist in der Wand 12 ausgestanzgg wobei die Wand 12 in die Kammer hinein über ein Stück hinter der Offnung 7 abgebogen ist. Die Öffnung 7 ist derart ausgerichtet, dass Rauchgase von dem Kanal 9 aus der Öffnung im Wesentlichen tangential zur Wand 12 ausströmen, d.h. dass die Rauchgase von der Öffnung 7 in Umfangsrichtung entlang der Innenseite der Wand 12 strömen.The opening 7 is punched out in the wall 12, the wall 12 in FIG the chamber is bent in over a piece behind the opening 7. The opening 7 is oriented such that smoke gases from the channel 9 from the opening substantially flow out tangentially to the wall 12, i.e. that the smoke gases from the opening 7 in Flow circumferentially along the inside of the wall 12.
Während des Betriebes entstehen in der Reaktionskammer 1 des Apparats folgende Betriebsverhältnisse, die schematisch in Fig. 3 veranschaulicht sind: Im zentralen Teil der Kammer bildet sich eine Zone A, die in der Zeichnung schraffiert angedeutet ist, und wo die Rauchgase eine verhältnismässig niedrige Temperatur und einen grossen Feuchtigkeitsgehalt haben, d.h. wo ein geringer Unterschied zwischen der faktischen Temperatur der Rauchgase und deren Taupunkttcmpcraur vorliegt, und wo deshalb ideale Bedingungen für eine Reaktion zwischen der zerstäubten Reaktionsmittellösung oder Reaktionsmittelsuspension mit dem von den Rauchgasen mittels Absorption zu entfernenden Gasen herrschen. Die zentrale Zone A ist von einer Zone B umgeben, die sich bis zu der Wand der Reaktionskammer erstreckt, und die aus warmen und trockenen Rauchgasen besteht, die eine Ablagerung teilweise ausgetrockneter Partikel aus der Zone A auf der Kammerwand und damit einen Belag auf derselben verhinderr, indem solche Partikel völlig auf ihrem Weg durch die Zone B getrocknet werden und teils als ein trockenes und schüttfähiges Pulver vom Boden der Reaktionskammer entnommen werden können, teils von den Rauchgasen durch die Abgangsleitung mit Hinblick auf eine Ausscheidung in einem nicht gezeigten, nachgeschlossen Filter mitgeführt werden.During operation, arise in the reaction chamber 1 of the apparatus the following operating conditions, which are illustrated schematically in Fig. 3: Im central part of the chamber forms a zone A, which is hatched in the drawing is indicated, and where the flue gases have a relatively low temperature and have a large moisture content, i.e. where there is little difference between the actual temperature of the Smoke gases and their dew point cmpcraur exists, and where therefore ideal conditions for a reaction between the atomized Reagent solution or reactant suspension with that of the flue gases prevail by means of absorption to be removed gases. The central zone A is from a zone B which extends up to the wall of the reaction chamber, and which consists of warm and dry flue gases, which are a deposit of partially dried out Prevent particles from zone A on the chamber wall and thus a deposit on the same, by completely drying such particles on their way through zone B and partly taken as a dry and pourable powder from the bottom of the reaction chamber can be, partly with a view to the flue gases through the outlet pipe an excretion can be carried along in a post-closed filter (not shown).
Innerhalb des Rahmens der Erfindung sind verschiedene Abänderungen des gezeigten und beschriebenen Apparats möalich.Various modifications are within the scope of the invention of the apparatus shown and described possible.
Beispielsweise kann man, statt die Rauchgase oben in die Kammer 1 durch einen über die Kammer angebrachten Rauchgasverteiler 3 einzuleiten, die Rauchgase von unten zentral gegen den Zerstäuber gerichtet einblasen, wie es beispielsweise in der dänischen Auslegeschrift Nr. 129.602 angegeben ist. Der Zerstäuber, der als Zentrifugalzerstäuber gezeigt ist, kann insbesondere dann, wenn, die Rede von Reaktionsmittellösungen ist, ein Düsenzerstäuber sein.For example, instead of the flue gases at the top of chamber 1 through a flue gas distributor 3 attached above the chamber to introduce the flue gases Blow in from below, directed centrally towards the atomizer, as is the case, for example in the Danish interpretative document No. 129.602. The atomizer known as Centrifugal atomizer is shown, in particular, when speaking of reactant solutions is to be a nozzle atomizer.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1981
- 1981-10-28 DE DE19813142775 patent/DE3142775A1/en not_active Withdrawn
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