DE3410110A1

DE3410110A1 - Waschturm fuer eine anlage zur entschwefelung von rauchgas

Info

Publication number: DE3410110A1
Application number: DE19843410110
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. 4270 Dorsten Stehning
Original assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Current assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Priority date: 1984-03-20
Filing date: 1984-03-20
Publication date: 1985-10-03
Also published as: IT8519831A0; IT1200597B; US4626264A; CA1234538A; DE3410110C2

Description

Andrejewski, Honke & Partner, Patentanwälte in Essen

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Das Hauptpatent geht aus von einem Waschturm mit im wesentlichen zylindrischem Waschturmmantel für eine Anlage zur Entschwefelung von Rauchgas hinter einer Kesselfeuerung, insbesondere hinter einer Kraftwerkskesselfeuerung, - mit

Rauchgaseintritt im Bereich des Waschturmunterteils, Rauchgasabzug im Bereich des Waschturmkopfes, Einrichtung für die Einführung einer Waschflüssigkeit und Waschf lüssigkeitssumpf»

wobei aus dem Waschflüssigkeitssumpf eine Suspension aus Kalziumsulfit und/oder Kalziumsulfat abziehbar und im Waschturmkopf ein Wasserabscheider angeordnet ist, an dessen Mantel der Rauchgasabzug im wesentlichen radial angeschlossen ist. Dieser bekannte Waschturm arbeitet mit einem Wasserabscheider, der im Waschturmkopf angeordnet, jedoch als Drallabscheider ausgeführt ist. Bei höheren Strömungsgeschwindigkeiten treten jedoch sehr hohe Druckverluste auf. Diesen Nachteil vermeidet die Erfindung nach dem Hauptpatent dadurch, daß der Wasserabscheider einen Kranz von Wasserabscheiderregistern aus jeweils einer Mehrzahl von mit Abstand hintereinander angeordneten Prallflächenabscheidern aufweist, die um ein freies Rauchgaseintrittszentrum in Sektoren angeordnet und in radialer Richtung von dem Rauchgas durchströmbar sind, wobei an die Wasserabscheiderregister ein ringförmiger Abströmkanal für das Rauchgas angeschlossen ist, dessen Strömungsquerschnitt von dem dem Rauchgasabzug gegenüberliegenden Bereich zum Rauchgasabzug hin größer werdend ausgelegt ist, und zwar nach Maßgabe

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der Gasmenge, die abzuführen ist. Das hat sich bewährt und führt zu einer allen Ansprüchen genügenden Wasserabscheidung, wenn die Strömungsgeschwindigkeiten ausreichend groß sind, nämlich so groß sind, wie es der Auslegung der Prallflächenabscheider entspricht. Insoweit erfolgt die Auslegung nach dem Normalbetrieb. Allerdings kommt es bei Kesselfeuerungen und insbesondere Kraftwerkskesselfeuerungen vor, daß nur ein Teillastbetrieb gefahren wird.

Der Erfindung liegt in weiterer Ausbildung und Verbesserung des Gegenstandes nach dem Hauptpatent die Aufgabe zugrunde, den Waschturm nach dem Hauptpatent so weiter auszubilden, daß auch bei Teillastbetrieb eine allen Ansprüchen genügende Wasserabscheidung durchgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der ringförmige Abströmkanal über seinen Umfang verteilt zumindest zwei an Stelltriebe angeschlossene Absperrorgane aufweist, durch die der Strömungsquerschnitt verschließbar ist, und daß durch die Absperrorgane Teile des Abströmkanals bei Teillastbetrieb abschaltbar sind. Die Absperrorgane können als Klappen ausgeführt sein, deren Klappen um vertikale Achsen schwenken. Die Absperrorgane können aber beispielsweise auch als Schieber ausgeführt sein. Die Absperrorgane können auch mit Flügelkappen, Jalousieklappen oder od. dergl. ausgerüstet sein.

Arbeitet man nach der Lehre der Erfindung, so definieren zumindest zwei Absperrorgane Bereiche des ringförmigen Abströmkanals, über die eine Abströmung nicht erfolgen kann. Insoweit erfolgt gleichsam eine Abschottung und damit insgesamt eine Reduzierung des Strömungsquerschnittes, der zum Gasaustritt hin zur Verfügung steht, so daß durch geeignete Anordnung und Betätigung der Absperrorgane auf Teillastbetrieb umgeschaltet werden kann, und zwar derart, daß die

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Prallflächenabscheider mit der Geschwindigkeit durchströmt werden, für die sie ausgelegt sind. Die Anzahl der Absperrorgane und ihre Anordnung richtet sich insoweit nach dem Verhältnis der Rauchgasmengen zwischen Vollastbetrieb einerseits, Teillastbetrieb andererseits. Bewährt hat sich insoweit eine Ausführungsform, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der ringförmige Abströmkanal auf der dem Rauchgasabzug gegenüberliegenden Seite durch eine Trennwand in zwei halbringförmige Kanaiabschnitte geteilt ist und daß jeweils ein Absperrorgan etwa im Bereich der Grundrißmitte dieser halbringförmigen Abströmkanäle angeordnet ist. Das ermöglicht ohne Schwierigkeiten eine 50 %-ige Abschottung oder auch nur eine 25 %-ige Abschottung mit Hilfe von zwei Absperrorganen. Je nach den Verhältnissen können aber auch mehr als zwei Absperrorgane vorgesehen sein. Es empfiehlt sich, zumindest im Bereich der Absperrorgane die Prallflächenabscheider durch Schottenkammern zu ersetzen, so daß bei Absperrorganbetätigung eindeutige Strömungsverhältnisse in den Prallflächenabscheidern aufrechterhalten werden können, über die auch bei Abschottung die Abströmung erfolgt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Waschturm,

Fig. 2 in wesentlich vergrößertem Maßstab und mit weiteren konstruktiven Details den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegenstand nach Fig.l.

Der in den Figuren dargestellte Waschturm 1 besitzt einen im wesentlichen zylindrischen Waschturmmantel 2 und ist für eine Anlage zur

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Entschwefelung von Rauchgas hinter einer Kesselfeuerung, insbesondere hinter einer Kraftwerkskesselfeuerung bestimmt. Der Waschturm 1 besitzt einen Rauchgaseintritt 3 im Bereich des Waschturmunterteils la, einen Rauchgasabzug 4 im Bereich des Waschturmkopfes Ib, eine Einrichtung 5 für die Einführung einer Waschflüssigkeit und einen Waschflüssigkeitssumpf 6. Aus dem Waschflüssigkeitssumpf 6 ist eine Suspension aus Kalziumsulfit und/oder Kalziumsulfat abziehbar. Im Waschturmkopf Ib ist ein Wasserabscheider 7 angeordnet, an dessen Mantel 8 der Rauchgasabzug 4 im wesentlichen radial angeschlossen ist. Man erkennt in der Fig. 1 auch Einrichtungen für die Zuführung von Luftsauerstoff bzw. von Additiven in den Waschflüssigkeitssumpf 6. Der Waschturmbereich oberhalb des Waschflüssigkeitssumpf es 6 arbeitet als Adsorptionsbereich. Aus dem Waschflüssigkeitssumpf 6 ist eine Suspension aus Kalziumsulfit und/oder Kalziumsulfat abziehbar. Der Waschflüssigkeitssumpf 6 besitzt einen horizontalen Rost 9 von Luftsauerstoff Zuführungsleitungen 10, der eine Oxidationszone O oberhalb des Rostes 9 und eine Reaktionszone R unterhalb des Rostes 9 trennt. Unterhalb des Rostes 9 sind auch die Einrichtungen 11 für die Zugabe von Additiven angeordnet. Die Luftsauerstoff Zuführungsleitungen des Rostes 9 bestehen aus einer Mehrzahl von parallelen, nach unten offenen Hauben 10. Diese weisen nach oben offene Luftsauerstoffaustrittsbohrungen auf. Der Abstand zwischen den Hauben ist unter Berücksichtigung der einer Waschflüssigkeitsrückführung zuströmenden Waschflüssigkeit so gewählt, daß eine Rückströmung von der Reaktionszone R zur Oxidationszone O hin nicht stattfindet. In den Rinnen 10 befindet sich ein Luftsauerstoffpolster 12, so daß Waschflüssigkeit aus der Oxidationszone O in die Reaktionszone R nicht "hineinregnen" kann.

In dem Waschturm 1 wird, wie üblich in der Adsorptionszone aus dem Schwefeldioxid bzw. Schwefeltrioxid der Rauchgase unter Zugabe der erwähnten Additive in Abhängigkeit vom pH-Wert der Waschflüssig-

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keit und in Abhängigkeit vom Restsauerstoff gehalt der Rauchgase primär Sulfit gebildet. Dieses Sulfit wird in der Oxidationszone O in Sulfit überführt. Das geschieht in der definierten Oxidationszone O im Waschflüssigkeitssumpf 6 des Waschturmes 1. Eine Veränderung des pH-Wertes durch Zugabe von Schwefelsäure ist nicht erforderlich. Zweckmäßigerweise erfolgt die Oxidation des Sulfits bei einem pH-Wert unterhalb von 7, vorzugsweise zwischen 4 bis 6,5. Diese Oxidation geschieht in der Oxidationszone O durch den zugeführten Sauerstoff und führt zu Kalziumsulfat. In der Reaktionszone R erfolgt dann eine Ausfällung von Gips durch Erhöhung des pH-Wertes infolge Additivzugabe, so daß aus dem WascMlüssigkeitssumpf 6 ein Gemisch mit sehr hohem Gehalt an Kalziumsulfat abgezogen werden kann, welches ohne weiteres als Gips eingesetzt oder weiterverarbeitet werden kann.

Insbesondere aus der Fig. 2 und 3 entnimmt man, wie der Wasserabscheider 7 im einzelnen ausgebildet ist. Man erkennt, daß der Wasserabscheider 7 einen Kranz von Wasserabscheiderregistern 13 aus jeweils einer Mehrzahl von mit Abstand hintereinander angeordneten Prallflächenabscheidern 14 aufweist, die um ein freies Rauchgaseintrittszentrum 15 in Sektoren angeordnet und in radialer Richtung von dem Rauchgas durchströmbar sind. An die Wasserabscheiderregister 13 ist ein ringförmiger Abströmkanal 16 für das Rauchgas angeschlossen, dessen Strömungsquerschnitt von dem dem Rauchgasabzug 4 gegenüberliegenden Bereich zum Rauchgasabzug 4 hin größer werdend ausgelegt ist. Das ist in Fig. 3 übertrieben dargestellt worden.

Aus einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 1 und 2 entnimmt man, daß die Prallflächenabscheider 14 in vertikalen Ebenen angeordnet sind und abgeschiedenes Wasser nach unten abführen. Über den Umfang verteilt sind im Ausführungsbeispiel Sektoren 17 zwischen

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Sektorentrenneinbauten 18 und folglich acht Wasserabscheiderregister 13 angeordnet, die alle für gleichen Druckverlust ausgelegt sind. Die Sektorentrenneinbauten 18 funktionieren zugleich als Rauchgasleiteinbauten.

Im Ausführungsbeispiel befinden sich vor und/oder hinter den Prallflächenabscheidern 14 Sprühdüsen 19, mit denen Waschflüssigkeit auf die zick-zack-förmig verlaufenden Prallflächen aufsprühbar ist. Insoweit wird insbesondere auf die Fig. 2 verwiesen.

Aus der Fig. 3 entnimmt man, daß der ringförmige Abströmkanal 16 über seinen Umfang verteilt im Ausführungsbeispiel zwei an Stelltriebe angeschlossene Absperrorgane 20 aufweist, durch die der Strömungsquerschnitt verstellbar ist. Durch die Absperrorgane 20 sind offenbar Teile des Abströmkanals 16 bei Teillastbetrieb abschaltbar. Die Absperrorgane 20 sind im Ausführungsbeispiel als Klappen ausgeführt, die um vertikale Achsen 21 schwenkbar sind. Der ringförmige Abströmkanal 16 ist fernerhin im Ausführungsbeispiel auf der dem Rauchgasabzug 4 gegenüberliegenden Seite durch eine Trennwand 22 in zwei halbringförmige Kanäle 16a, 16b geteilt. Im Bereich der Grundrißmitte dieser halbringförmigeh Kanäle 16a, 16b befinden sich die genannten Absperrorgane 20. Im Bereich dieser Absperrorgane 20 sind die Prallflächenabscheider 14 durch Schottenkammern 23 ersetzt, die sich im Ausführungsbeispiel auch an anderen Stellen des ringförmigen Abströmkanals 16 befinden und an die sich die Sektorentrenneinbauten 18 anschließen.

Bei dem erfindungsgemäßen Waschturm 1 ist der ringförmige Abströmkanal 16 zunächst durch die schon erwähnte Trennwand 22 und zwei halbringförmige Kanalabschnitte 16a, 16b geteilt. Sind nunmehr die in Fig. 3 gezeichneten Absperrorgane 20 beide geschlossen, so ist der halbe Abströmkanal 16 außer Funktion genommen. Folglich arbei-

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! ten hier auch die Prallflächenabscheider 14 nicht mehr, man hat eine ^: rund 50 %-ige Abschottung erreicht und kann folglich einen Teillastbetrieb verwirklichen, bei dem nur etwa 50 % der Rauchgasmenge anfallen. Wird nur eines der Absperrorgane 20 geschlossen, so erreicht man entsprechend eine etwa 25 %-ige Abschottung.

Claims

Andrejewski, Honke & Partner Patentanwälte Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski 1 Π1 1 Π Diplom-Ingenieur ' U ' Dr.-Ing. Manfred Honke Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch Anwaltsakte: 4300 Essen 1, Theaterplatz 3, Postf. 10 02 61 435/En-/MB- 24. Februar 1984 Patentanmeldung Gottfried Bischoff Bau kompl. Gasreinigungs- und Wasserrückkühlanlagen GmbH 8 Co. Kommanditgesellschaft Gärtnerstraße 44 4300 Essen 1 "Waschturm für eine Entschwefelung von Rauchgas" (Zusatz zu Patent ... (Patentanmeldung P 33 01 688.7-43) P atentansprüche:

1. Waschturm mit im wesentlichen zylindrischem Waschturmmantel für eine Anlage zur Entschwefelung von Rauchgas hinter einer Kesselfeuerung, insbesondere hinter einer Kraftwerkskesselfeuerung, mit

Rauchgaseintritt im Bereich des Waschturmunterteils, Rauchgasabzug im Bereich des Waschturmkopf es.

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Einrichtung zur Einführung einer Waschflüssigkeit und Waschflüssigkeitssumpf.,

wobei aus dem Waschflüssigkeitssumpf eine Suspension aus Kalziumsulfit und/oder Kalziumsulfat abziehbar und im Waschturmkopf ein Wasserabscheider angeordnet ist, an dessen Mantel der Rauchgasabzug im wesentlichen radial angeschlossen ist, wobei nach dem Hauptpatent der Wasserabscheider einen Kranz von Wasserabscheideregistern aus jeweils einer Mehrzähl von mit Abstand hintereinander angeordneten Prallflächenabscheidern aufweist, die um ein freies Rauchgaseintrittszentrum in Sektoren angeordnet sind und in radialer Richtung von dem Rauchgas durchströmbar sind, wobei ferner an die Wasserabscheiderregister ein ringförmiger Abströmkanal für das Rauchgas angeschlossen ist, dessen Strömungsquerschnitt von dem dem Rauchgasabzug gegenüberliegenden Bereich zum Rauchgasabzug hin größer werdend ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Abströmkanal (16) über seinen Umfang verteilt zumindest zwei an Stelltriebe angeschlossene Absperrorgane (20) aufweist, durch die der Strömungsquerschnitt verschließbar ist, und daß durch die Absperrventile (20) Teile des Abströmkanals (16) bei Teillastbetrieb abschaltbar sind.

2. Waschturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrorgane (20) als Klappen ausgeführt sind, deren Klappen um vertikale Achsen (21) schwenkbar sind.

3. Waschturm nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrorgane (20) als Schieber ausgeführt sind.

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4. Waschturm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige Abströmkanal (16) auf der dem Rauchgasabzug (4) gegenüberliegenden Seite durch eine Trennwand (22) in zwei halbringförmige Kanalabschnitte (16a, 16b) geteilt ist und daß jeweils ein Absperrorgan (20) etwa im Bereich der Grundrißmitte dieser halbringförmigen Kanalabschnitte (16a, 16b) angeordnet ist.

5. Waschturm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest im Bereich der Absperrorgane (20) die Prallflächenabscheider (14) durch Schottenkammern (23) ersetzt sind.