-
Verfahren und Anlage zum Behandeln von Gasen
-
und Dämpfen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von
Gasen und Dämpfen, beispielsweise zur Gasreinigung in wenigstens einer Absorptionskammer
für jene Strömungsmittel sowie eine Anlage dafür.
-
Eine Absorption findet beispielsweise bei Aufnahme von Gasen durch
Flüssigkeit unter Bildung einer Lösung als Bestandteil von Trennverfahren bei der
Gasreinigung durch Waschprozesse statt. Zur Zeit bekannte Absorptions-Ver fahren
-- wie das von Ciba-Geigy; Saarberg-Hölter; Bischoff; Chemicon; Wellmann-Lord und
das Kugelbett-Verfahren -- haben alle gemeinsam, daß die Absorption mittels Turmwäscher
vorgenommen wird. Diese Verfahren sind in der Hauptsache auf die Absorption von
einer Schadstoffkomponente wie etwa S02 ausgerichtet. In Anwesenheit mehrerer Schadstoffe
wie als02, HCl, HF, NOx und P205", muß die Absorption in mindestens zwei Turmwäschern
erfolgen.
-
Bei Verbrennungsgasen mit hohen Schad-stoffgehalten wie zum Beispiel
10 g S02, 25 g HCl, 0,2 g HF und 0,3 g NO sowie 20 mg CdO, 80 mg PbO und 60 mg Cr203
je Nm3-Gas, wie sie bei der Verbrennung von Säureteeren im Gemisch mit hochchlorierten
Lösungsmittel entstehen, sind die vorbenannten Verfahren nich in der Lage, die Gase
soweit zu reinigen, daß der Restschadstoffgehalt im Reingas in den zulässigen Grenzen
der TA - Luft verbleibt.
-
Diese Einschränkung der bekannten Verfahren macht es für die chetnische
Industrie zwingend, solch hochkonzentrierten Abfallstoffe mittels Verbrennungsschiffen
auf See verbrennen zu lassen, da der Stand der Technik eine Verbrennung in Landanlagen
zur Zeit nicht zuläßt.
-
Ausgehend von einem beispielsweisen Abfallprodukt einer Zusammensetzung
wie 10 Gew. % C12H6 Cl4 Tetrachloridphenyl 6 6 C6 H5 Cl Chlorbenzol 6 " C6 H4 Cl
OH Chlorphenol 7 " C Cl3 CH3 Trichloräthan 6,5 " C C13 CH Trichloräthylen 7 , C
2C14 Tetrachloräthylen 10 " CH4 C12 0 SO, Schwefelsäurechlorid 6 t F C2 C13 Fluortrichloräthulen
41,5 " C7H14 Methvlzvklohexan 100,0 Gew. )b4 Sonderabfall - Brennstoff entsteht
ein Abgasvolumen von 7,686 Nm3/Kg-Brennstoff mit einem Heizwert von 5 813 Kcal/K
oder 24 337 Kj/Kg.
-
Die Luftüberschußrate betr. 1,15-fach
Diese geringe
Luftrate ist erforderlich, um Feuerraumtemperaturen von etwa 1 300 - 1 3500C zu
erreichen, die wiederum notwendig ist, um langkettige Molekülreihen zu brechen und
die hohen Cl-Anteile voll in HCl umzusetzen.
-
Bei der Verbrennung eines solchen Abfallproduktes ist die Stoffzusammensetzung
im Verbrennungsgas etwa wie folgt: 02 - 2,6 Vol % = 37,411 g/Nm3 HC1 = 45,421 g/Nm3
N2 - 75,5 Vol % = 949,383 G/Nm3 S02 = 4,651 g/Nm3 CO2 - 13,1 VOL < = 258,699
g/Nm3 HF = 1,319 g/Nm3 H90 - 8,76 Vol Z = 70,405 g/w.irs3 NO = 0,180 g/Nm3 x 99,96
Vol rS ; spez.-Gew.-Rohgas = 1,367 Kg/Nm3 Bei den erwähnten Turmwäschern wird das
Waschwasser mit einem Düsendruck von etwa 1 bis 1,5 bar von oben nach unten gesprüht.
Hier ist die Tropfenanfangsge-Schwindigkeit maximal 20 m/s, und die Waschwasserumsatzrate
beträgt etwa 1,5 bis 2,5 ltr/Nm3. Die Tropfengröße liegt bei diesen Turmwäschern
aufgrund der Düsenanordnung, des Düsenvordruckes und der Durchsatzrate je Düse im
Mittel bei 80 bis 200 pm.
-
Die Tropfengeschwindigkeit wird durch Gegenströmung der Gase soweit
gebremst, bis die Tropfen aufgrund ihrer Masse und der daraus resultierenden Fallgeschwindigkeit
den Widerstand des Gasgegendruckes aufhebt.
-
Durch die Fallbeschleunigung der Tropfen verändert sich aber die Tropfengröße
bis auf annähernd 500-600 pm, wodurch die Tropfenoberfläche extrem verringert und
somit auch die Stoffaustauschfläche wesentlich kleiner wird. Die Gasgeschwindigkeit
bei Turmwäschern beträgt 1-1,5 m/s, die mittlere Tropfengeschwindigkeit etwa 5-6
m/s. Durch diese vorgegebenen kinetischen Bedingungen ist die Aufprallenergie der
Stoffpartikel sehr gering.
-
Alle bisher bekannten Verfahren sind derzeit nicht in der Lage, diese
Verbrennungsgase mit solch hohen Abscheideraten zu reinigen, daß die zulässigen
Emissionsraten der einzelnen Stoffarten im Reingas unterschritten werden. Dies gilt
insbesondere für Abgase aus der Altöl- und der Schwerölverbrennung.
-
Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt,
ein Verfahren sowie eine Anlage der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit
denen eine Behandlung von Verbrennungsgasen aus der Altöl- und der Schwerölverbrennung
bei möglichst niedrigem Abwasserarifäll möglich wird. Insbesondere beabsichtigt
der Erfinder eine Verbesserung der Abscheidung sowohl von Schwermetallverbindungen
wie Blei od. dgl. in Form von dampfförmigen wie auch festen Stoffen als auch von
karzinogenen Stoffen und Aerosolen. Zudem sollen gasförmige Schadstoffe als Feinstaub
mit einer Körnung 1 1 pm einfacher absorbiert werden können.
-
Die Lösung dieser Aufgabe wird in einem Verfahren gesehen, während
dessen Durchführung das Strömungsmittel in Form eines aus einer Altöl- oder Schwerölverbrennung
od. dgl. kommenden Verbrennungsgases durch eine Strömungsbahn mit wechselndem Querschnitt
geführt
sowie darin snäanderartig umgelenkt wird, wobei das Strömungsmittel Sprühnebel aus
im Bereich von bevorzugt 6 bis 7 pH gehaltenem Waschwasser durchquert und als Reaktionsstoff
Ca (OH)2 eingesetzt wird.
-
Dazu hat es sich als günstig erwiesen, das Strömungsmittel vor dem
Absorptionsvorgang durch Verdampfung und Wärmetausch auf maximal 150° Cherabzukühlen,
insbesondere beim Durchgang des Strömungsmittels durch eine Dünnschicht-Verdampferzone
während des Verdampfungsvorgangs etwa 80 % des H20-Anteils einer Ca+-Lösung zu verdampfen,
die durch den Absorptionsvorgang entsteht.
-
Dieses Verfahren führt zu einer außergewöhnlich günstigen Reinigung
des Altöl- oder Schweröl-Verbrennungsgases ohne jeglichen Anfall von Abwasser; in
der Verdampfungszone und/oder der Hydrierzone entstehender Dampf wird vor dieser/diesen
Zone/n in das Strömungsmedium eingeleitet, bevorzugt bei Unterdruck.
-
Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
das Strömungsmittel vor dem Verdampfungsvorgang hydriert, wobei es von einer Temperatur
von 240 bis 350so entsprechend der H20 - und Kristallwasserverdampfung herabgekühlt
wird. Dank der n,achfolgenQen Weiterkühlung im Verdampfer tritt das Verbrennungsgas
mit etwa 1400 bis 1500C in die Absorptionseinrichtung ein.
-
In der Dünnschicht-Verdampferzone wird Gipsbrei od.dgl.
-
erzeugt und gegen die Strömungsrichtung des Strömungsmittels in dessen
Hydrierzone überführt, in welcher der freie H20-Anteil des Gipsbreis verdampft wird.
-
Eine für das Verfahren geeignete Anlage zeichnet sich dadurch aus,
daß in dem Gehäuse mehrere Absorptionskammern nebeneinander vorgesehen und jeweils
zwei an ihren benachbarten Enden miteinander zu einer in Draufsicht etwa U-förmigen
Strömungsbahn verbunden sind sowie zumindest eine Absorptionskammer einen sich in
Strömungsrichtung verjüngenden oder verengenden Querschnitt und die nachfolgende
Absorptionskammer einen sich in Strömungsrichtung verengenden oder verjüngenden
-- also sich gegenläufig verändernden -- Querschnitt aufweist, wobei im Querschnitt
der Absorptionskammer zumindest ein Düsenstock mit Sprühnebel erzeugenden Sprühdüsen
vorgesehen ist. Dabei hat es sich als besonders günstig erwiesen, daß die erste
Absorptionskammer in Strömungsrichtung von der Eingangsleitung ab einen zunehmenden
Querschnitt aufweist und die nachfolgende mit in Strömungsrichtung abnehmendem Querschnitt
versehen ist.
-
Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, daß die den Ausgangsstutzen
aufweisende Absorptionskammer sich bei einer Vorrichtung mit ungerader Kammerzahl
zum Ausgangsstutzen hin querschnittlich erweitert oder daß bei einer geraden Kammerzahl
jene letzte der Absorptionskammern sich zu dem Ausgangsstutzen hin querschnittlich
verjüngt und ihr eine Absorptionskammer mit in Strömungsrichtung zunehmendem Querschnitt
vorgeschaltet ist.
-
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Boden der Absorptionskammer
zu einer Lösungsmittelleitung unter Veränderung des Strömungsquerschnittes geneigt;
bevorzugt ist allen Absorptionskammern der Gehäuseboden gemeinsam. Als günstig hat
es sich erwiesen, letzteren vom Eingangsstutzen ab abwärts zu neigen.
-
Mit dem geneigten Boden entsteht die gewünschte Querschnittsveränderung
und zudem in allen Absorptionskammern ein gleichgerichtetes Gefälle; die überschüssige
Absorptionslösung wird den genannten Lösungsmittelleitungen zugeführt und durch
diese abgezogen.
-
Von besonderer Bedeutung ist die Zuordnung eines Reaktionsbeckens
zur Absorptionskammer. In dieses Reaktionsbecken wird durch ein Zuführorgan, z.
B. einen Luftverteiler, Preßluft, dreiatomiger Sauerstoff od. dgl.
-
Oxidationsmittel eingebracht, um eine Aufoxidation des Beckeninhalts
zu ermöglichen.
-
Aus dem Reaktionsbecken wird jede Absorptionsstufe über eine eigene
Pumpenleitung mit Sprühwasser versorgt, welches durch die Düsenstöcke in den Absorptionskammern
gegen die Strömungsrichtung versprüht wird.
-
Als günstig hat es sich erwiesen, den Düsenstock einer Absorptionskammer
aus dem Reaktionsbecken der nachfolgenden Absorptionskammer zu versorgen, wobei
die letzte dieser Absorptionskammern an ein Frischwasserbecken angeschlossen sein
kann. Dies hat zur Folge, daß sich im Reaktionsbecken der ersten der Absorptionskammern
eine aufkonzentrierte Säurelösung einstellt.
-
Dem Ausgangsstutzen ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung
ein Tropfenabscheider nachgeschaltet, der seinerseits über eine Abscheiderleitung
mit dem Reaktionsbecken verbunden ist, welches -- nacb einem weiteren Merkmal der
Erfindung -- durch eine Flutwand von einem Eingangsbecken getrennt sein kann; in
dieses führen die Lösungsleitungen der Absorptionskammern.
-
Die als Seiten 9 bis 18 hier anschließenden Abscheidediagramme Nr.
I bis X sind empirisch, durch Meßreihen und Gutachten an zwei Versuchsanlagen ermittelt
und könne jederzeit durch Messungen nachgewiesen werden.
-
Abscheidediagramm Y = % SO2 bei 12-13 pH ip NaOH-Lösung. Stoff = Na2SO2/4
% Abscheidediagramm HCl bei 12-13 pH im NaOH-Lösung, Stoff = NaCl
% Abscheidediagramm
Abscheidediagramm y = % NO bei 12=13 pH in NaOH-Lösung, Stoff
- NaNO3 100.0
Abscheidedidiagram
Abacheidadiagramm % P2O5 bei 12-13 pH in NaOH-Lösung, Stoof =
Na3PO4 100
% Abscheidung von Pb - Verbindungen
% Abscheidung von Cd - Verbindungen
Gaw. % Abscheidediagram - pH - Abhängig Stoffkonzentration - 25
% im Waschwasser
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand
der Zeichnung; diese zeigt in: Fig. 1: die schematisierte Wiedergabe einer erfindungsgemäßen
Anlage; Fig. 2: die gegenüber Fig. 1 vergrößerte Draufsicht auf ein teilweise gebrochen
dargestelltes Detail; Fig. 3: den Längsschnitt durch Fig, 2 nach deren Linie III
- III; Fig. 4: die Draufsicht auf ein anderes Ausführungsbeispiel des in Fig. 2,
3 gezeigten Details; Fig. 5: den Längsschnitt durch Fig. 4 nach deren Linie V -Aus
dem Fuchs 10 od. dgl. einer nicht dargestellten Verbrennungsanlage in Pfeilrichtung
x anströmendes Gas einer Temperatur von 240 bis 3500 C wird über einen Gasstutzen
11 mit Stellklappe 12 und einen Verbindungskanal 13 in den Doppelmantel einer übersichtlichkeitshalber
im einzelnen nicht dargestellten Gips-Hydrierungsschnecke 14 eingeleitet.
-
Dort findet ein Wärmeaustausch statt, dank dessen das Gas -- entsprechend
der H20 - und Kristallwasserverdampfung -- heruntergekühlt wird und dann über einen
Verbindungsstutzen 15 in den Doppelmantel einer H20-Dünnschicht-Verdampferschnecke
16 gelangt. Dort wird erneut durch einen Tauschvorgang Wärme entzogen, das Gas tritt
mit nunmehr maximal 150° C über eine Verbindungsleitung 17 in die erste Absorptionsstufe
eines bei 20 angedeuteten Absorbers ein.
-
Dieser Absorber 20 weist gemäß Fig. 2,3 ein Gehäuse 21 aus Boden 22,
Seitenwänden 23, Stirnwänden 24 und einem Deckel 25 auf. Innerhalb dieses Gehäuses
21 verlaufen parallel zu jenen Seitenwänden 23 sowie in Abstand a zu ihnen Trennwände
26. Jede Trennwand 26 ist einerseits an einer der Stirnwände 24 festgelegt und endet
anderseits an einer mit der gegenüberliegenden Stirnwand 24 einen Spalt 27 der Länge
b bildenden Kante 28.
-
Die in Fig. 2 untenliegende Stirnwand 24 begrenzt mit der ihr gegenüberstehenden
Trennwand 26 eine erste Absorptionskammer 31, in welche das Gas oder Strömungsmedium
aus einem Stutzen 19 der Verbindungsleitung 15 eintritt und die es -- nach Umlenkung
an der Kante 28 -- durch den Spalt 27 verläßt, um in eine parallele zweite Absorptionskammer
32 zu gelangen. Diese wird beidseits von Trennwänden 26 begrenzt, von den jede an
eine andere Stirnwände 24 angefügt ist; die von den beiden Trennwänden 26 gebildeten
Spalte 27 sind somit in Draufsicht der Fig. 2 seitlich versetzt, und das aus der
ersten Absorptionskammer 31 austretende Strömungsmedium muß die zweite Absorptionskammer
32 durchziehen; an deren anderen Ende wird das Strömungsmedium -- um
die
Kante 28 der dort befindlichen Trennwand 26 -- in eine dritte Absorptionskammer
33 geführt. Diese ist an ihrem spaltfernen Ende mit einem Ausgangsstutzen 35 für
das Strömungsmedium versehen.
-
In Fig. 2 ist der in Draufsicht mäanderartig geführte zwangsläufige
Weg des Strömungsmediums durch einen Pfeil S angedeutet.
-
In die drei Absorptionskammern 31, 32, 33 sind jeweils zwei Düsenstöcke
40 so eingesetzt, daß die Sprühkegel 41 ihrer Sprühdüsen 42 gegen die Strömungsrichtung
des Strömungsmediums S gerichtet sind. Im Bedarfsfall können auch beispielsweise
drei Düsenstöcke 40 je Absorptionskammer 31,32,33 eingefügt werden.
-
Der Boden 22 des Gehäuses 21 ist in Strömungsrichtung y der ersten
und dritten Absorptionskammer 31,33 abwärts geneigt. Der Bodenwinkel w des Bodens
22 bestimmt ein Gefälle in den drei Absorptionskammern 31,32,33; in einer gemeinsamen
Richtung kann überschüssige Absorptionslösung über Lösungsleitungen 36 aus jeder
der Absorptionskammern 31,32,33 ohne weiteres abfließen.
-
Mit einem Absorber 20a gemäß Fig. 4,5 ist es möglich, mit bis zu vier
Absorptionslösungen zu fahren. Hier ist beispielsweise die Voraussetzung geschaffen,
HCl oder H2S03/4 als Säurekomponente aus dem Strömungsmedium zurückzugewinnen;in
den Spalten 27 zwischen den Kammertrennwänden 26 und der -- hier gemeinsamen-Stirnwand
24 ist eine Flutschwelle 30 angeordnet.
-
Der 2 bis 4/Komponenten-Absorber 20a der Fig. 4,5 ist i.w. so aufgebaut
wie der beschriebene Absorber 20, weist aber -- dank einer weiteren Trennwand 29
-- noch eine vierte Absorptionskammer 34 auf. Die vier Absorptionskammern 31 bis
34 führen das Strömungsmedium S gemäß Draufsicht der Fig. 4 ebenfalls mäanderartig
bis zum Ausgangsstutzen 35, wozu die beiden den Seitenwänden 23 benachbarten Trennwände
26,29 jeweils mit einer gemeinsamen (in Fig. 4: der rechten) Stirnwand 24 jenen
Spalt 27 bilden, wohingegen die mittlere Trennwand 26a an der letztgenannten Stirnwand
24 festliegt, wie dies auch Fig. 5 verdeutlicht.
-
Für jede der Absorptionskammern 31 bis 34 ist ein Reaktionsbecken
45,46,47,48 mit in ihm mündender Druckluftleitung 50 vorgesehen; entsprechende Reaktionsbecken
45 bis 47 sind im Ausführungsbeispiel der Fig. 2,3 aus Gründen der Übersichtlichkeit
vernachlässigt. Die dem Reaktionsbecken 45,46,47,48 zugeführte Preßluft dient zur
Aufoxidation der in das Reaktionsbecken 45,46,47,48 eingebrachten Substanz.
-
Jede der durch die Absorptionskammern 31 bis 34 erzeugten Absorptionsstufen
A,B,C,D wird über eine eigene Pumpenleitung versorgt; die Düsenstöcke 40 der ersten
Absorptionskammer 31 werden über eine Pumpenleitung aus dem Reaktionsbecken 46 der
zweiten Absorptionskammer 32, deren Düsenstöcke 40 über eine Pumpenleitung aus dem
Reaktionsbecken 47 der nachfolgenden Absorptionskammer 32 und die Düsenstöcke 40
der dritten Absorptionskammer 33 mit Frischwasser aus einem Wasserbecken 49 versorgt.
Damit ist erreicht, daß sich im Reaktionsbecken 45 der ersten Absorptionsstufe A
eine aufkonzentrierte Säurelösung einstellt.
-
Die Sprühdüsen 42 der Düsenstöcke 40 sind an diesen rasterartig angeordnet,
wobei das Rastermaß in der Höhe zwischen 105 bis 315 mm, die horizontalen Abstände
zwischen den Sprühdüsen 42 etwa 35 bis 105 mm betragen. Die Breite des Düsenstockes
40 ist so gewählt, daß er den Querschnitt der Absorptionskammer 31 bis 34 etwa ausfüllt.
-
In der ersten -- von der Absorptionskammer 31 gebildeten -- Absorptionsstufe
A muß das Strömungsmittel S eine durch die Düsenstöcke 40 aufgebaute Wand aus Waschwasserfeinstnebel
durchströmen. Hierbei setzen aufgrund der H20-Verdampfungsphase bis zur Sättigung
auf 100 % rel.-Feuchte die Verdampfungsreaktionen der Stoffkomponenten im Rohgas
ein. Durch die Sättigung der Gase auf 100 % rel.-Feuchte kühlt sich das Gas adiabatisch
bis auf die Taupunkttemperatur bei etwa 55-65°C ab, wobei sich gleichzeitig das
Gasvolumen im Betriebszustand (Bm3) um etwa 10-20 % verringert, Durch die Volumenreduzierung
der Gase und die lineare Vergrößerung des Strömungsquerschnittes fällt die Gasgeschwindigkeit
im Strömungsraum ab.
-
Nach Durchströmen der ersten Absorptionsstufe A muß das Strömungsmittel
S umkehren und tritt in die zweite Absorptionskammer 32 bzw. in Absorptionsstufe
B ein, worin es wieder eine durch die Düsenstöcke 40 aufgebaute Flüssigkeitfeinstnebelwand
durchströmen muß. Hier laufen die Absorptionsreaktionen voll durch, wobei sich die
Gasgeschwindigkeit durch die lineare Verkleinerung des Strömungsquerschnitts dank
des Bodenwinkels w entsprechend erhöht.
-
Am Ende der zweiten Absorptionsstufe B muß das Strömungsmedium S wiederum
umkehren und gelangt in die dritte Absorptionskammer 33 bzw. die dritte Absorptionsstufe
C. Durch die lineare Vergrößerung des Strömungsquerschnittes -- entsprechend jener
in Absorptionsstufe A -- fällt die Geschwindigkeit des durch den Flüssigkeitsfeinstnebel
getriebenen Strömungsmediums S ab.
-
Nach Durchgang durch die dritte Absorptionsstufe C werden die Gase
durch einen in Fig. 1 erkennbaren Absaug-Ventilator 51 über Ausgangsstutzen 35 in
einen Tropfenabscheider 52 angesaugt. Hier werden die vom Gasstrom mitgerissenen
Wassertropfen abgeschieden und über eine Leitung 53 in ein Reaktionsbecken 61 abgelassen,
während die Gase durch jenen Absaug-Ventilator 51 über einen Kanal 55, eine Stellklappe
56, einen Verbindungsstutzen 51 in einen weiteren Kanal 58 mit Kanalstutzen 58a
und dann in einen Kaminzuführkanal 59 gedrückt werden. Von hier gelangt das Gas
über einen Kamin 60 in die Atmosphäre.
-
Das für den Absorptionsprozeß nach Fig. 1 erforderliche Waschwasser
wird mit einer Pumpe 62 aus dem Reaktionsbecken 61 über Filter angesaugt. Eine im
Bypass angesetzte Filter- und Membranventilgruppe wird über ein Kontaktdruckmanometer
in einer Pumpendruckleitung 63 gesteuert, in welcher der Pumpendruck bei Verstopfen
des Betriebsfilters zwangsläufig soweit abfällt, bis der eingestellte Mindestdruck
erreicht ist. Dann wird ein Magnet-Vorsteuerventil einer Preßluftsteuerleitung geöffnet
und dadurch jenes Membranventil geschlossen.
-
Parallel dazu wird das Magnet-Vorsteuerventil der Preßluftsteuerleitung
der Bypass-Filtergruppe geschlossen und dadurch das Membranventil der Bypassleitung
geöffnet. Nun saugt die Pumpe 62 über die Bypass-Filter gruppe, so daß der verschmutzte
Filter gereinigt werden kann.
-
Die Pumpe 62 drückt mit vorgegebenem Pumpendruck die Waschwasserlösung
über eine Düsenstockversorgungsleitung 39 in die Düsenstöcke 40 der einzelnen Absorptionsstufen
A,B,C.
-
Aufgrund des Düsenvordruckes, der Düsenraster der einzelnen Düsenstöcke
40 und der eingesetzten Spezialdüsen 42 wird in jeder Absorptionsstufe A,B,C eine
kompakte Feinsttrop-fenwand von etwa 2/3 der Kammerlänge eaufge baut, Dadurch entsteht
in der Wirklänge des Tropfenspektrums -- und auf den Kammerquerschnitt ausgelegteine
optimale Tropfendichte, wodurch eine bis zu 99,95%ige Abscheidung aller gasförmigen
Stoffkomponenten im Gas erreicht wird.
-
Die im Gasstrom befindlichen Feststoffpartikel, mit Korngrößen von
0,01- 3 Fm, werden bis zu 99 % durch die hohe Aufprallenergie im Tropfenkern eingebunden
und ausgeschlämmt. Über die Anströmgeschwindigkeiten der Gase, mit im Mittel 4 m/s
und der Tropfen mit 40 bis 50 m/s, ist die Aufprallenergie so stark, daß die feinkörnigen
Feststoffpartikel in den Tropfenkern eindringen und -- durch die Oberflächenspannung
der Tropfenhülle gekapselt -- mit dem Tropfen ausgetragen werden.
-
Die Feststoffpartikel größer als 3 pm schlagen aufgrund ihrer Masse
durch den Tropfen durch und werden nur zum Teil mit maximal 70 % durch die Umlagerung
mehrerer Tropfen abgeschieden.
-
Da das aus an H20-Menge durch Verdampfung bis zur Sättigung auf 100
% rel.-Feuchte weniger aufnimmt als die Waschwasserumwälzmenge in Kg/Nm3-Gas ausmacht,
fließt überschüssiges Waschwasser über Rücklaufleitungen 64 in ein Eingangsbecken
65 am Reaktionsbecken 61 zurück.
-
Als Reaktionsstoff für die Absorption wird Ca(OH)2 eingesetzt und
es entstehen Ca+-Lösungen. Die Waschwasserlösung wird im Bereich von 6 bis 7 pH
gehalten.
-
Die Verdampfungsreaktionsphasen im Absorber laufen wie folgt ab:
Bei Rohgasen mit Schwermetallgehalt neben gasförmigen Stoffen wie HCl ergeben sich
beispielsweise die nachstehenden Absorptionsreaktionen in Abhängigkeit vom vorherrschenden
gasförmigen Stoff. Mit lit. a sind Reaktionen auf Schwefelbasis, mit lit. b solche
auf Salzsäurebasis bezeichnet.
-
Kadmium:
Blei:
Zink:
Die Ca(OH)2-Lösung fließt bei geöffnetem Membran-Ventil 67 über eine Falleitung
68 in das Reaktionsbecken 61.
-
Durch die im Absorber 20 abgelaufenen Reaktionen ist der Ca-Ionenüberschuss
der Waschwasserlösung verbraucht, so daß der pH-Wert der ins Eingangsbecken 65 rückfließenden
Ca+ -Lösung absinkt. Diese flutet nach Füllung des Eingangs beckens 65 über eine
Flutwand 66 in das Reaktionsbecken 61. Hiermit ist erreicht, daß im Eingangsbecken
65 nur eine Ca+-Lösung mit geringstem Ca-Ionenüberschuß für die Waschwasser-Aufbereitung
vorhanden ist.
-
Die zur Waschwasser-Aufbereitungsanlage abzupuspende Ca+-Lösungsmenge
ist so ausgelegt, daß deren Stoffmengen gleich sind den Stoffmengen, die durch die
Reaktion im Absorber 20 mit der rückfließenden Waschwasserlösung ins Eingangsbecken
65 eingebracht werden.
-
Dadurch ist ein Stoffgleichgewicht, i. e. eine relativ konstante Stoffkonzentration,
im Waschwasser erreicht.
-
Um die Waschwassermenge konstant zu halten, wird über einen als Schwimmer
ausgebildeten Kontaktgeber 69 bei absinkendem Niveau auf die untere Niveaugrenze
das Magnet-Vorsteuerventil der Preßluftsteuerleitung für ein weiteres Membranventil
70 geschlossen, so daß dieses durch den Druckabfall der Preßluftsteuerleitung geöffnet
wird. Nun fließt soviel Frischwasser aus einer Wasserleitung 71 über die Ventilgruppe
72 in das Reaktionsbecken 61,bis die obere Niveaustellung des Schwimmers oder Kontaktgebers
69 erreicht ist.
-
Nun wird das Magnet-Vorsteuerventil geöffnet, so daß das Membranventil
70 durch den Druck der Preßluftsteuerleitung geschlossen wird.
-
Um den pH-Wert im Reaktionsbecken 61 auf einem bestimmten Niveau zu
halten, wird über einen pH-Meter 74 das Magnet-Vorsteuerventil der Preßluftsteuerleitung
für das Membran-Ventil 67 geschlossen und dieses dadurch geöffnet. Parallel dazu
wird eine Pumpe eingeschaltet. Nun wird soviel Ca(OH)2-Lauge aus einem Silo 75 über
Leitung 68 ins Reaktionsbecken 61 gepumpt, bis der pH-Wert auf den gewünschten Wert
angestiegen ist. Dann wird das Magnet-Vorsteuerventil
der Preßluftsteuerleitung
zum Membranventil 67 geöffnet und dadurch dieses geschlossen. Parallel dazu wird
jene Pumpe ausgeschaltet.
-
Die im Eingangsbecken 65 befindliche Ca+ -Lösung fließt kontinuierlich
je nach Verdampfungsrate der Dünnschicht-Verdampferschnecke 16 in deren Schneckengang.
In diesem ist das Niveau der Ca+-Lösung aufgrund seiner Schrägstellung identisch
mit der Höhe der Flutwand 66 des Eingangsbeckens 65 zum Reaktionsbecken 61 hin.
-
Da das Niveau im Eingangsbecken 65 immer konstant ist, bleibt auch
das Niveau der Ca -Lösung in der Dünnschicht-Verdampferschnecke 16 stets konstant.
-
Falls das Niveau im Reaktionsbecken 61 über das obere Niveau bis in
Höhe der Flutwand ansteigt wird das Magnet-Vorsteuerventil der Preßluftsteuerleitung
eines Membranventils 77 durch die Sicherheitsschaltung des Schwimmer-Kontaktgebers
69 geöffnet und damit jenes Membranventil 77 geschlossen. Erst bei Absinken des
Niveaus bis auf das obere Niveau wird das Magnet-Vorsteuerventil geschlossen und
dadurch das Membranventil 77 geöffnet. Dadurch ist eine Überflutung der Dünnschicht-Schneckenverdampferschnecke
16 verhindert und die Anhydrierung der Gipsmasse gewährleistet.
-
In dieser Dünnschicht-Verdampferschnecke 16 werden etwa 80 % des H20-Anteiles
der Ca+-Lösung verdampft, so daß ein zäher Gipsbrei durch den Schneckenvorschub
über einen Austragsschacht 80 in die Hydrierungsschnecke 14 eingebracht wird. In
dieser verdampft sowohl der freie H20-Anteil der Gipsmasse, wie auch 3/4 der gebundenen
Kristallwasser. über den Schneckenvorschub der
Hydrierungsschnecke
wird der anhydrierte Gips in den Austragsschacht 80 gefördert und mit einer Drehschleuse
81 ausgetragen.
-
Dieser so anhydrierte Gips kann auf jeder normalen Hausmülldeponie
abgelagert werden; eine besondere Gipsflächendeponie ist nicht erforderlich.
-
Der in der Dünnschicht-Verdampferschnecke 16 und in der Hydrierungsschnecke
14 anfallende Dampf wird mit Kurzschlußleitungen in den Verbindungskanal 13 abgeführt.
Durch den in diesem vom Absaug-Ventilator 51 vorgegebene Unterdruck wird der Dampf
abgesaugt, so daß kein Überdruck in den beiden Verdampferstufen entstehen kann.
-
Was die Bypass-Leitung anlangt, so ist durch einen Kanalschott 86
als Vollabsperrung des Rohgaskanals 10 bei Defekt der Absorptionsanlage der Gasstrom
aus der Verbrennungsanlage direkt über Bypass in den Kamin 60 ab zuführen.
-
Bei Notausschaltung der Absorptionsanlage wird parallel dazu die Feuerungsanlage
auf Verbrennung mit Heizöl-EL oder Erdgas umgeschaltet. Gleichzeitig werden Stellklappen
12, 56 geschlossen und eine Stellkappe 87 geöffnet.
-
Nun wird das Verbrennungsgas über Ansaugstutzen 88, Stellklappe 87,
Bypassleitung 89 und Verbindungsstutzen 57 mit dem Absaug-Ventilator 51 in den Kanal
58, den Kanalstutzen 58a und über den Kaminzuführkanal 59 in den Kamin 60 gefördert.
-
- Leerseite -