DE3317505C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oxidationsbehandlung einer aus einer nassen Rauchgasentschwefelung stammenden Absorptionsmittel-Lösung oder Absorptionsmittel-Suspension, die sich in einem Behälter beliebiger Querschnittsform befindet, mit mindestens einem in die Absorptionsmittel-Lösung oder Absorptionsmittel-Suspension eintauchenden Hohlkörper und einer an diesen Hohlkörper angeschlossenen Oxidationsmittelzuführungsleitung.

Die bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen entstehenden Rauchgase enthalten u. a. das in hohem Maße umweltbelastende Schwefeldioxid. Feuerungsanlagen werden daher mit Rauchgasentschwefelungsanlagen ausgerüstet, die entweder nach einem sogenannten nassen oder trockenen Verfahren arbeiten. Bei der überwiegend angewandten nassen Rauchgasentschwefelung wird das Schwefeldioxid in einem Wäscher chemisch an ein Absorptionsmittel gebunden. Als Absorptionsmittel werden vorwiegend Suspensionen oder Lösungen aus Verbindungen von Alkali- oder Erdalkalimetallen benutzt.

Besondere Bedeutung hat dabei die Verwendung von Calciumsalzen gewonnen. Bei Absorption von Schwefeldioxid enthält die Suspension oder Lösung Calciumsulfit als Reaktionsprodukt. Durch Einleitung von Luft als Oxidationsmittel wird das Calciumsulfit zu Calciumsulfat oxidiert, das eine technische und wirtschaftliche Weiterverarbeitung zu Gipsbaustoffen erlaubt oder umweltfreundlich deponiert werden kann. Dabei erfolgt die Oxidation in der Rauchgasentschwefelungsanlage innerhalb des Absorberkreislaufes, beispielsweise im Wäschersumpf, oder außerhalb des Waschkreislaufes in separat angeordneten Oxidationsbehältern.

Bei bekannten Oxidationseinrichtungen wird das Oxidationsmittel in die Suspension oder Lösung vorwiegend durch eine Begasungsvorrichtung eingebracht.

Eine derartige Begasungsvorrichtung ist beispielsweise aus der US-PS 41 12 054 bekannt. Diese besteht im wesentlichen aus einer mit einem Ventil absperrbaren Oxidationsmittelzuführungsleitung, die in eine in einem druckfesten Reaktionsbehälter der Oxidationseinrichtung befindliche Absorptionsmittel-Lösung eintaucht und an deren Eintauchende sich zur Gasverteilung ein Hohlkörper in der Art eines gesinterten Rohres bzw. einer Rohr-Fritte befindet.

Zur Anpassung an den jeweiligen Energiebedarf wird ein mit fossilem Brennstoff betriebenes Kraftwerk regelmäßig über Nacht und üblicherweise auch am Wochenende außer Betrieb genommen, wobei aus Gründen der Betriebsmittelersparnis dabei ebenfalls die zugehörige Rauchgasentschwefelungsanlage ausgesetzt wird. Dabei sind für die Funktionssicherheit der Begasungsvorrichtung umfangreiche Vorsorgemaßnahmen notwendig, da bei Absperrung der Oxidationsmittelzuführung Suspension oder Lösung in das Rohrbegasungssystem über deren Austrittsöffnungen eindringt und zu inneren Feststoffablagerungen oder Verkrustungen führt. Diese Ablagerungen bewirken in der Folge eine teilweise oder vollständige Verstopfung der Begasungsvorrichtung. Zu deren Vermeidung müssen daher aufwendige Maßnahmen sowohl verfahrenstechnischer wie nach konstruktiver Art getroffen werden. So wird bei Betriebsstillstand die gesamte Begasungsvorrichtung mit einer Spülflüssigkeit aufgefüllt, oder es werden während des Betriebes intervallmäßig automatisierte Bespülungen vorgenommen, die zusätzlich einen erhöhten Steuer- und Regelaufwand bedingen. Trotz dieser Maßnahmen läßt sich nicht ganz vermeiden, daß in der Begasungsvorrichtung, insbesondere im Bereich von Austrittsöffnungen für gasförmige Oxidationsmittel, durch Ablagerungen, Verstopfungen und/oder Verkrustungen Störungen oder Ausfälle auftreten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Oxidationsbehandlung einer aus einer nassen Rauchgasentschwefelung stammenden Absorptionsmittel-Lösung oder Absorptionsmittel-Suspension derart zu gestalten, daß die konstante Zuführung von gasförmigem Oxidationsmittel auch nach vorübergehendem Betriebsstillstand der Rauchgasreinigungsanlage durch Ablagerungen in der Vorrichtung nicht behindert oder ganz unterbunden wird.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Vorrichtung durch einen glockenförmigen Körper mit einer am unteren Mantelsaum angebrachten Lochschürze mit umfangseitigen Ausnehmungen und senkrecht zum Behälterboden stehender Schürzenfläche gekennzeichnet ist. Es können ein oder mehrere glockenförmige Körper eingesetzt werden.

Als Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat sich gezeigt, daß auf die Vorsorgemaßnahmen, die bei den bekannten Begasungsvorrichtungen hinsichtlich der Funktionssicherheit erforderlich waren, verzichtet werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß im Gegensatz zu den bekannten Oxidationseinrichtungen keine parallel zur Oberfläche der Suspension oder Lösung stehenden Flächen der Oxidationsmittelzuführungselemente notwendig sind. Daher brauchen bei Betriebsstillständen keine Maßnahmen zur Aufrechterhaltung der Betriebssicherheit vorgenommen werden. Weiterhin kann auf Absperrarmaturen sowie ein Zwischenventil in der Rohrleitung zwischen Verdichter und Begasungsglocke bzw. -körper verzichtet werden. Auch ist ein Absinken des Begasungsdruckes und das zwangsläufig damit verbundene Fluten der Begasungsvorrichtung für die Betriebssicherheit ohne Belang. Die Befestigung und Einjustierung der Begasungsvorrichtung ist einfach durchzuführen. Im Gegensatz zu den bekannten Begasungsvorrichtungen wirken bei den glockenförmigen Körpern keine strömungsstörenden Effekte auf die Produktrotation. Die verfahrensbedingte Zuführung des Oxidationsmittels und die daraus resultierende Zirkulationsströmung wirken sich unterstützend auf eine Rührwerkfunktion aus. Darüber hinaus kann bei Verwendung von mehreren der glockenförmigen Körper durch separat einstellbare Fördermengen eine selbsttätige Homogenisierung von Oxidationsmittel und Suspension oder Lösung erzielt werden, so daß zusätzliche Rührwerkeinrichtungen entfallen können. Es hat sich auch gezeigt, daß bei dem vorgeschlagenen System aufgrund des geringeren Druckverlustes konstengünstigere Oxidationsverdichter eingesetzt werden können.

Des weiteren wird vorgeschlagen, daß der glockenförmige Körper eine Bodenbefestigung mittels eines oder mehrerer Zuganker im Bereich des Glockenrandes oder der Lochschürze und einer oder mehrerer Abspannungen gegen die Behälterwand im Bereich der Oxidationsmittelzuführung und/oder des glockenförmigen Körpers und mindestens einer im Inneren des glockenförmigen Körpers angebrachten bodenseitigen Abstützung aufweist.

Zumindest im Bereich der Ausnehmung erfolgt der Einsatz von starrem und/oder flexiblem Material.

In der Zeichnung Fig. 1 ist eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Oxidationsbehandlung dargestellt, die im folgenden näher beschrieben ist.

Die Vorrichtung weist einen eine Absorptionsmittel-Lösung oder eine Absorptionsmittel-Suspension aufnehmenden Reaktionsbehälter und eine darin angeordnete Begasungseinrichtung auf. Diese Begasungseinrichtung wiederum besteht aus mindestens einem in die Lösung oder Suspension eintauchenden glockenförmigen Körper 1, der bodenseitig großflächig offen ist und an dem am unteren Mantelsaum als Seitenbegrenzung eine Lochschürze 2 mit umfangsseitigen Ausnehmungen und mit senkrecht zum Behälterboden stehender Schürzenfläche angebracht ist. Der glockenförmige Körper 1 selbst wird von mindestens einer im Inneren des Körpers angebrachten bodenseitigen Abstützung 3 getragen und ist mittels eines oder mehrerer Zuganker 4 im Bereich des Glockenrandes oder der Lochschürze 2 am Behälterboden befestigt. Eine zusätzliche Befestigung erfolgt durch eine oder mehrere Abspannungen 5 gegen die Behälterwand im Bereich der Oxidationsmittelzuführung.

Bei Betrieb der Begasungsvorrichtung wird das Oxidationsmittel zunächst extern verdichtet, über eine Rohrleitung 6 dem glockenförmigen Körper 1 zugeführt und durch die Lochschürze 2 in die Suspension oder Lösung ausgetragen. Dabei ist das Niveau der Suspension innerhalb des glockenförmigen Körpers 1 durch das Gleichgewicht von Verdichterförderdruck und hydrostatischem Druck an der betreffenden Stelle festgelegt. Durch Änderung des Verdichterförderdruckes kann die Höhe des Suspensions- oder Lösungsspiegels innerhalb des glockenförmigen Körpers 1 und damit die zur Verfügung stehende freie Ausnehmungsfläche variiert werden. Der sich in der Umgebung des glockenförmigen Körpers 1 aufbauende Überschuß an Oxidationsmittel wird durch die Zirkulationsströmung abgebaut, und eine gleichmäßige Vermischung von Oxidationsmittel und Suspension im Reaktionsbehälter erreicht. Hilfsweise können zur besseren und schnelleren Vermischung ein oder mehrere Rührwerke im Reaktionsbehälter vorgesehen werden, die zusätzlich mögliche Feststoffablagerungen auf dem Behälterboden verhindern.

Bei Absperrung der Oxidationsmittelführung und Fluten des glockenförmigen Körpers 1 sind keine weiteren Maßnahmen zur Aufrechterhaltung der Betriebssicherheit erforderlich. Beim Wiederanfahren der Begasungsvorrichtung wird der Lösungs- oder Suspensionsspiegel innerhalb des glockenförmigen Körpers 1 durch den vom Verdichter erzeugten Gegendruck nach unten abgesenkt und damit die für die Eindüsung des Oxidationsmittels vorgesehene Lochschürze 2 freigegeben.

Bei Lösungen oder Suspensionen mit hohen Absorptionsmittel-Konzentrationen wird zur Vermeidung von Verkrustungen an der Lochschürze 2 diese so hoch bemessen, daß bei Einfahren der Anlage zunächst nur ein Zehntel der Höhe für die Eindüsung des Oxidationsmittels benötigt wird. Bei fortschreitender Verkrustung kann dann in der Folge durch Erhöhung des Förderdruckes der Flüssigkeitsspiegel im Bereich der Ausnehmungen immer weiter abgesenkt werden, so daß bei genügender Lochschürzenhöhe keine Störungen der Begasungsvorrichtung innerhalb des üblichen Revisionszeitraumes für die gesamte Rauchgasentschwefelungsanlage auftreten.

In alle Fällen kann die Lochschürze 2 starr oder aus flexiblem Material hergestellt werden. Durch die ondulierende Bewegung der flexiblen Lochschürze 2 als Folge des mit Überdruck eingebrachten Oxidationsmittels und der außenseitig des glockenförmigen Körpers 1 auftretenden natürlichen Zirkulationsströmung, wird dann ein selbstreinigender Effekt erzielt.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Oxidationsbehandlung einer aus einer nassen Rauchgasentschwefelung stammenden Absorptionsmittel-Lösung oder Absorptionsmittel- Suspension, die sich in einem Behälter beliebiger Querschnittsform befindet, mit mindestens einem in die Absorptionsmittel-Lösung oder Absorptionsmittel- Suspension eintauchenden Hohlkörper und einer an diesen Hohlkörper angeschlossenen Oxidationsmittel- Zuführungsleitung, gekennzeichnet durch einen glockenförmigen Körper (1) mit einer am unteren Mantelsaum angebrachten Lochschürze (2) mit umfangsseitigen Ausnehmungen und senkrecht zum Behälterboden stehender Schürzenfläche.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Bodenbefestigung mittels eines oder mehrerer Zuganker (4) im Bereich des Glockenrandes oder der Lochschürze (2) und einer oder mehrerer Abspannungen (5) gegen die Behälterwand im Bereich der Oxidationsmittelzuführung und/oder des glockenförmigen Körpers und mindestens einer im Inneren des glockenförmigen Körpers angebrachten bodenseitigen Abstützung (3).

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch den Einsatz von starrem oder/und flexiblem Material zumindest im Bereich der Ausnehmungen.