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Die Erfindung bezieht sich auf einen Umwälzbehälter für die
Verwendung in einer Vorrichtung zur nassen
Abgasentschwefelung, und insbesondere auf einen Umwälzbehälter, der ein
verbessertes Aufrühren von und eine verbesserte Luftzuführung
zu einem Absorptionsschlamm zum Absorbieren und Beseitigen
von Schwefeloxiden (nachfolgend als SOX bezeichnet) aus
Abgas vorsieht.
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Die in der Vergangenheit praktisch angewendete Vorrichtung
zur nassen Abgasentschwefelung ist in der Hauptsache eine
Vorrichtung, in der ein Kalziumabsorptionsmittel zum
Absorbieren von schwefelhaltigen Bestandteilen im Abgas verwendet
und Gips als Nebenprodukt wiedergewonnen wird. Sie betrifft
nämlich eine Vorrichtung, bei der das sogenannte "Kalkstein-
Gipsverfahren" (oder Kalk-Gips-Verfahren) angewendet wird,
wobei Kalkstein, ungelöschter oder gelöschter Kalk als
Absorptionsmittel verwendet wird. Figur 11 zeigt eine bekannte
Vorrichtung zur Abgasentschwefelung, in welcher Kalkstein als
Absorptionsmittel verwendet und Gips als Nebenprodukt
wiedergewonnen wird. Abgas 1 von einem Kessel oder dergl. wird zu
einem Staubentfernungsturm 2 geleitet, wo es abgekühlt, Staub
aus dem Gas entfernt und das Gas teilweise entschwefelt wird.
Das erhaltene Gas wird sodann zum Absorptionsturm 3 geleitet,
wo es mit einem umgewälzten Schlamm in Berührung gebracht,
von einem Entnebler 4 entnebelt und aus dem Absorptionsturm
ausgestoßen wird. Ein Kalksteinschlamm 20 zur Verwendung als
ein Absorptionsmittel wird von der Kalksteinschlammpumpe 21
zum Umwälzbehälter 5 im Absorptionsturm geführt, aus welchem
er sodann durch eine Umwälzpumpe 7 zu einer Sprühdüse 22
geleitet wird, die innerhalb des Absorptionsturmes vorgesehen
ist. Der Kalksteinschlamm wird innerhalb des Turms aus der
Sprühdüse 22 versprüht und kontaktiert das Abgas. Der
Kalksteinschlamm absorbiert und entfernt im Abgas enthaltenes
SOX und wird zum Umwälzbehälter zurückgeleitet, aus
welchem er mittels der oben beschriebenen Umwälzung
wiederverwendet wird. Der Schlamm wird nach der Absorption durch
eine Entnahmepumpe 8 aus dem Absorptionsturm zu einem
Umwälzbehälter 6 geleitet, der mit dem Staubentfernungsturm 3
verbunden ist. Schlamm wird aus dem Umwälzbehälter 6 durch
eine Pumpe 9 in eine Sprühdüse 22 im Staubentfernungsturm 2
gepumpt. Der versprühte Schlamm kontaktiert das Abgas
innerhalb des Staubentfernungsturms, wodurch im Abgas enthaltenes
SOX entfernt und dadurch die Menge von nicht zur
Reaktion gekommenem Kalkstein im Schlamm verringert wird. Der
erhaltene Schlamm wird zu einer
Nebenprodukt-Wiedergewinnungsanlage, d.h. zu einem Zuführbehälter 10 für den
Oxidationsturm 12, geleitet, in welchem nicht zur Reaktion
gekommener Kalkstein durch zufügung von Schwefelsäure zu demselben
in ein Kalziumsulfit umgewandelt wird, und ferner wird der
Schlamm auf einen für die Oxidation geeigneten pH-Wert
eingestellt. Der Schlamm mit eingestelltem pH-wert wird durch eine
Zuführpumpe 11 in einen Oxidationsturm 12 geleitet, in
welchem Kalziumsulfit mit Luft zu Gips oxidiert, und sodann über
die Leitung 13 zum Eindicker 14 , wo er konzentriert wird.
Der erhaltene Gipsschlamm wird durch einen
zentrifugalseparator 17 entwässert, um pulverförmigen Gips 18
wiederzugewinnen. Das gefilterte Wasser aus dem Eindicker 14 und dem
zentrifugalseparator 17 wird umgewälzt und wiederverwendet.
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Gemäß diesem Stand der Technik sind jedoch der
Absorptionsturm und der Staubentfernungsturm getrennt vorgesehen, und
eine Vorrichtung zum Neutralisieren von nicht zur Reaktion
gekommenem Kalkstein, der im aus der Absorptionsanlage
(Behälter, Pumpe usw. für Schwefelsäure) abgezogenen Schlamm
enthalten ist, sowie eine Vorrichtung zum Oxidieren von
Kalziumsulfit sind erforderlich. Diese Nachteile haben daher
mit sich gebracht, daß der Platzbedarf steigt und die
Einrichtungen kompliziert werden. Außerdem sind Einrichtungen
für den nicht zur Reaktion gekommenen Kalkstein
(überschüssiger Kalkstein) und zuzufügende Schwefelsäure erforderlich.
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Aus den obigen Gründen besteht der Wunsch nach einer
kompakten Entschwefelungsvorrichtung, die solche Einrichtungen für
die genannten chemischen Mittel verringert, die Anlagen
vereinfacht und einen geringen Platzbedarf besitzt.
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Die in Figur 11 gezeigte bekannte Vorrichtung zur nassen
Abgasentschwefelung wirft auch das Problem auf daß die
Oxidation von Schwefelverbindungen in dem Schlamm im
Umwälzbehälter geringe Gleichförmigkeit und geringen Wirkungsgrad
zeigt.
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Die Erfindung sucht dieses Problem des Standes der Technik
zu lösen.
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Demgemäß schafft die Erfindung einen Umwälzbehälter für die
Verwendung in einer Vorrichtung zur nassen
Abgasentschwefelung und zur Aufnahme eines absorbierenden Schlammes, in
welchem im Abgas enthaltenes Schwefeloxid bzw. enthaltene
Schwefeloxide außerhalb des Behälters absorbiert wird bzw.
werden, wodurch Kalziumsulfit gebildet wird, wobei der
Behälter eine Rühreinrichtung zum Aufrühren des Schlammes, eine
Rohrleitung zum Zuführen von Absorptionsflüssigkeit zum
Behälter und eine Einrichtung zum Abziehen des erhaltenen
Schlammes aus dem Behälter aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rühreinrichtung eine untere Rühreinrichtung und eine
obere Rühreinrichtung, die oberhalb der unteren
Rühreinrichtung angeordnet und an den Seiten des Behälters angebracht
ist, sowie eine Luftzuführeinrichtung umfaßt, die nur in der
Umgebung der oberen Rühreinrichtung angeordnet ist.
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Vorzugsweise weist der Umwälzbehälter eine Anzahl der oberen
Rühreinrichtungen auf, die in vorbestimmten Umfangsabständen
voneinander angeordnet sind, und die untere Rühreinrichtung
ist auf der einer Umwälzpumpe gegenüberliegenden Seite
vorgesehen.
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Noch mehr wird bevorzugt, daß die obere Rühreinrichtung und
die untere Rühreinrichtung Propellerrührer sind.
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Besonders bevorzugt wird, daß die Luftzuführeinrichtung an
und längs eines Schaftes und hinter einem rotierenden Flügel
der Rührer der oberen Rühreinrichtung befestigt ist.
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Kurz gesagt, kann der Umwälzbehälter gemäß der Erfindung in
einer Vorrichtung verwendet werden, in die ein
Staubentfernungsteil in einem üblichen Absorptionsturm eingebaut ist,
und ferner wird auch dieser Staubentfernungsteil so
ausgebildet, daß demselben eine Funktion der Neutralisierung von
nicht zur Reaktion gekommenem Kalkstein sowie eine Funktion
der Oxidation erteilt wird. Der erfindungsgemäße
Umwälzbehälter kann nämlich in einer Vorrichtung zur nassen
Abgasentschwefelung verwendet werden, in welcher in einem Abgas
enthaltenes SOX mit einem Kalzium-Absorptionsmittel
entfernt und Gips als Nebenprodukt wiedergewonnen wird, wobei
die Vorrichtung die jeweilige Einrichtung zur Gaskühlung,
Staubentfernung, Absorption und Beseitigung von SOX sowie
Beseitigung von mitgeführtem Nebel innerhalb der gleichen
Vorrichtung vorsieht.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nun lediglich
beispielhaft mit Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es
zeigen:
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Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur
nassen Abgasentschwefelung;
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Figur 2 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung
zwischen dem pH-Wert des Schlamms im Umwälzbehälter für den
Staubentfernungsteil der Vorrichtung gemäß Fig.1 und dem
prozentualen Überschuß von Kalkstein darstellt;
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Figur 3 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung
zwischen dem pH-Wert des Schlamms in den Umwälzbehältern für
den Staubentfernungsteil und für den Absorptionsteil der
Vorrichtung gemäß Fig.1 und der Oxidationsrate darstellt;
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Figur 4 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung
zwischen der Luftmenge und der Oxidationsrate darstellt;
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Figuren 5,6,7 und 8 jeweils schematische Darstellungen einer
Vorrichtung für die nasse Abgasentschwefelung;
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Figur 9 eine Seitenansicht, welche eine Anordnung des Rührers
innerhalb des Schlammumwälzbehälters für den
Staubentfernungsteil und für den Absorptionsteil und eines
Luftzuführrohrs in der Vorrichtung der Fig.1 und der Figuren 5 - 8
gemäß der Erfindung darstellt;
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Figur 10 einen Schnitt durch die in Fig.9 gezeigte Anordnung;
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Figur 11 eine schematische Darstellung einer weiteren
bekannten Vorrichtung zur nassen Abgasentschwefelung. Es wird
bemerkt, daß die Figuren 1 und 5 - 8 keine Ausführungsformen
der Erfindung darstellen, ausgenommen wenn sie in Verbindung
mit den Figuren 9 und 10 betrachtet werden.
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Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren
ausführlicher
beschrieben.
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Figur 1 zeigt zusammen mit den Figuren 9 und 10, wie oben
beschrieben, ein Beispiel einer Vorrichtung für die nasse
Abgasentschwefelung als Ausführungsforn der Erfindung. In
dieser Figur ist die Vorrichtung durch einen vertikal
angeordneten zylindrischen Turmkörper 50 gebildet, wobei ein
Staubentfernungsteil 34 und ein Absorptionsteil 35 im unteren
bzw. oberen Teil innerhalb des Turmkörpers 50 vorgesehen ist.
Ein Umwälzbehälter 36 für den Staubentfernungsteil ist im
unteren Teil des Turmkörpers vorgesehen und ein Rührer 32 ist
innerhalb des Umwälzbehälters 36 vorgesehen. Ein
Luftzuführrohr 30 mit einer Anzahl von Durchbrüchen ist zur Zuführung
von Luft gegen die Flüssigkeitsoberfläche im Umwälzbehälter
36 für den Staubentfernungsteil angeordnet. Ein Sieb 31 zur
Oxidation ist oberhalb des Luftzuführrohrs 30 vorgesehen.
Eine Pumpe 37 und ein Sprühkopf 22 sind zum Zuführen und
Versprühen der Absorptionsflüssigkeit vorgesehen, die
innerhalb des Umwälzbehälters 36 im Staubentfernungsteil 34
vorhanden ist. Eine Öffnung 45 zur Zuführung von Abgas 1 in den
Turmkörper 50 ist am Staubentfernungsteil 34 vorgesehen. Ein
Rohr 39A ist zur Zuführung eines Teils einer
Absorptionsflüssigkeit, die sich in einem zweiten Umwälzbehälter 38 für die
Absorptionsflüssigkeit befindet, zum Umwälzbehälter 36 im
Staubentfernungsteil vorgesehen. Ein Sprühkopf 22 für die
Absorptionsflüssigkeit ist am Absorptionsteil 35 vorgesehen,
und ein Sammler 33 für die Absorptionsflüssigkeit ist
unterhalb des Sprühkopfes 22 vorgesehen, wobei die
Absorptionsflüssigkeit am Sammler 33 gesammelt und durch ein Fallrohr
zum Umwälzbehälter 38 geleitet wird. Eine Pumpe 39 fördert
die Absorptionsflüssigkeit innerhalb des Behälters 38 zum
Sprühkopf 22 am Absorptionsteil 35. Ein Rührer 43 ist
innerhalb des Umwälzbehälters 38 vorgesehen. Es ist ferner eine
Einrichtung zum Zuführen eines Absorptionsmaterials (wie
CaCO&sub3;) in den Umwälzbehälter 38 vorgesehen. Ein Auslaß 46
für das Abgas ist am oberen Ende des Turmkorpers und ein
Entnebler 4 ist zwischen dem Sprühkopf 22 im Absorptionsteil
und dem Auslaß 46 für das Abgas vorgesehen. Eine Leitung
13 ist zum Abziehen einer Gips enthaltenden Flüssigkeit aus
dem Umwälzbehälter 36 vorgesehen, wobei die Flüssigkeit aus
dem Umwälzbehälter 36 durch eine Pumpe 37 gepumpt wird.
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Bei Betrieb wird Abgas 1 aus einem Kessel oder dergl. zum
Staubentfernungsteil 34 über die Öffnung 45 im unteren Teil
des Absorptionsturms geleitet, wo Staub aus dem Abgas
entfernt und das Gas gekühlt und teilweise entschwefelt wird.
Das erhaltene Gas steigt am Sammler für die
Absorptionsflüssigkeit 33 und einer Diffusionsplatte 49 nach oben und wird
zum Absorptionsteil 35 im Absorptionsturm geleitet, wo im
Abgas enthaltenes SO&sub2; durch einen ein
Kalzium-Absorptionsmittel (CaCO&sub3;, Ca(OH)&sub2;,CaO) enthaltenden Schlamm
absorbiert und entfernt wird. Das erhaltene Abgas führt einen
Nebel mit, der durch den Entnebler 4 entfernt wird, und wird
sodann aus dem Auslaß im oberen Teil des Absorptionsturms
ausgestoßen. Der Absorptionsmittelschlamm (CaCO&sub3; usw.)
wird zum Behälter 38 geleitet, in welchem der Schlamm durch
den Rührer 43 gerührt wird und sodann durch die Umwälzpumpe
39 zum Absorptionsteil 35 geleitet wird, um im Abgas
enthaltenes SOX zu absorbieren. Der Schlamm wird durch die
Sprühköpfe 22 versprüht und wird sodann vom Sammler 33
gesammelt, zum Umwälzbehälter 38 zurückgeleitet und in dem oben
beschriebenen Kreislauf wieder verwendet. Eine
Ausführungsform eines geeigneten Sammlers weist Aufnehmer mit U-förmigem
(trogförmigem oder halb-rundrohrförmigem) Querschnitt auf,
die in mehreren Stufen zickzack-artig angeordnet sind, wie in
der Japanischen Patentanmeldung Nr. Sho 58126363/1983 der
Anmelderin (US.Serial NO. 51065, eingereicht am 16.Januar
1984) beschrieben. Der Sammler kann aus einer Anzahl von
trichterartigen wassersammeleinrichtungen bestehen. Ein Teil
des oben erwähnten Schlammes wird über die Leitung 39A zum
Umwälzbehälter 36 für den Staubentfernungsteil abgezogen,
wobei die Menge desselben derjenigen des zugeführten
Absorptionsmittelschlammes (CaCO&sub3;) entspricht. Der Schlamm, der
zum Umwälzbehälter 36 für den Staubentfernungsteil zugeführt
wird, wo er durch den Rührer 32 aufgerührt wird, wird durch
die Pumpe 37 zum Staubentfernungsteil 34 umgewälzt, wo er
durch die Sprühköpfe 22 versprüht wird, und der erhaltene
Sprühnebel wird mit dem Abgas kontaktiert, wodurch im Schlamm
enthaltener, nicht zur Reaktion gekommener Kalkstein
verbraucht wird. Ferner führt das Luftzuführrohr 30, das
oberhalb des Umwälzbehälters 36 angeordnet ist, Luft gegen die
Flüssigkeitsoberfläche im Behälter 36, und ferner ist
oberhalb des Luftzuführrohrs 30 ein Sieb 31 zum Oxidieren
vorgesehen, wo die umgewälzte Flüssigkeit für den
Staubentfernungsteil (d.h. eine umgewälzte Flüssigkeit mit absorbiertem
SO&sub2; im Turm sowie mit verringertem pH-Wert) wirksam mit
Luft kontaktiert wird, wodurch im Zeitpunkt des Absorbierens
von SO&sub2;-Gas gebildetes Kalziumsulfit zu Gips oxidiert
wird. Der Gips enthaltende, sich ergebende Schlamm wird durch
die Umwälzpumpe 37 zu einem Eindicker und zu einem
Zentrifugalseparator abgezogen, worin Gips konzentriert und separiert
wird, und zuletzt wird Gips in Form von 10% oder weniger
Wasser enthaltendem Pulver wiedergewonnen. Als Oxidationssieb
31 kann jede Art verwendet werden, die den
Kontaktwirkungsgrad des fallenden Kalziumsulfits (Schlamms) mit Luft
verbessert, wie solche, die aus Metallgewebe, Füllmaterial oder
dergl. zusammengesetzt sind. Solche Metallgewebe, Füllstoffe
oder dergl. können aus einem Metall bestehen oder mit einem
solchen beschichtet sein, das als Oxidationskatalysator
wirkt.
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Um Gips mit guter Qualität wiederzugewinnen, ist es
notwendig, die Konzentration von nicht zur Reaktion gekommenem
Kalkstein zu verringern, der in dem vom Umwälzbehälter 36 zum
Eindicker abgezogenen Schlamm enthalten ist, sowie die
vollständige
Oxidation von Kalziumsulfit innerhalb des
Umwälzbehälters 36 zu bewirken. Es hat sich herausgestellt, daß es
zur Erfüllung dieser Bedingungen notwendig ist, den pH-Wert
des Schlamms im Umwälzbehälter 36, das Fassungsvermögen des
Behälters und die Menge der für die Oxidation zugeführten
Luft geeignet zu wählen.
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Figur 2 zeigt die Beziehung zwischen dem pH-Wert des
Schlammes im Umwälzbehälter 36 und dem prozentualen Überschuß an
Kalkstein. In dieser Figur bezieht sich A auf einen Fall, in
welchem die Verweilzeit des Schlamms in dem Schlammbehälter
für den Staubentfernungsteil verhältnismäßig kurz ist, und B
auf einen Fall, in welchem diese Zeit verhältnismäßig lang
ist. Ferner wurde der prozentuale Überschuß an Kalkstein aus
dem Verhältnis der Konzentration des Kalksteins (Mol/l) zu
demjenigen des gesamten Kalziums (Mol/l) durch Analyse des
Schlamms bestimmt. Es ist aus Fig.2 ersichtlich, daß bei
Verringerung des pH-Wertes der prozentuale Überschuß an
Kalkstein verringert werden kann, und auch im Fall eines
Behälters mit größerem Fassungsvermögen (d.h. die Verweilzeit
ist verhältnismäßig lang) der prozentuale Überschuß
verringert werden kann.
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Figur 3 zeigt die Beziehung zwischen dem pH-Wert des Schlamms
im Umwälzbehälter 36, erhalten durch Anwendung der
Vorrichtung gemäß Fig.1, und seiner Oxidationsrate. In diesem Fall
wurde die Oxidationsluft in einer dem Zweifachen ihrer
theoretischen Menge entsprechenden Menge verwendet, und es wurde
ein einstufiges Sieb 31 für die Oxidation angewendet. Aus
Fig.3 ist ersichtlich, daß bei Verringerung des pH-Werts des
Schlamms eine höhere Oxidtionsrate erhalten wird, aber es
erfolgt eine geringe Änderung der Oxidationsrate bei
pH-Werten unterhalb 5.
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Figur 4 zeigt die Beziehung zwischen der Menge der
Oxidationsluft
und der Oxidationsrate, erhalten durch Anwendung
der Vorrichtung der Fig.1 (der pH-Wert des Schlamms im
Umwälzbehälter 38 betrug 5,5). Es ist ersichtlich, daß die
Oxidationsrate mit einer Vergrößerung der Luftmenge ansteigt,
und was die Menge der Oxidationsluft betrifft, zeigt sich
eine bemerkenswerte Wirksamkeit bis zum Zweifachen ihrer
theoretischen Menge.
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Im Hinblick auf diese Tatsachen ist es durch Verringerung des
pH-Werts des Schlamms im Umwälzbehälter 36 (d.h. durch Halten
des pH-Werts auf einem niedrigeren Wert) möglich, den
prozentualen Überschuß an Kalkstein zu verringern und auch die
Oxidationsrate zu erhthen. Wenn jedoch der pH-Wert des im
Staubentfernungsteil 34 verwendeten Schlammes zu stark
verringert wird, wird die Entschwefelungswirkung im
Staubentfernungsteil 34 schlechter, was die Größe der im Absorptionsteil
erforderlichen Entschwefelung erhöht und daher eine
Erhöhung der Menge der umgewälzten Flüssigkeit im Absorptionsteil
erfordert. Wenn ferner Kalziumsulfit oxidiert wird, wird
oftmals freies Kalziumsulfit gebildet. So wird die Änderung
des pH-Werts des Schlamms im Umwälzbehälter 36 größer und
daher besteht die Befürchtung, daß Abschuppungen (scale)
gebildet werden. Wenn andererseits im Hinblick auf den
prozentualen Überschuß an Kalkstein der pH-Wert des Schlamms im
Umwälzbehälter 36 mehr als 5,5 gemacht wird, so wird der Grad
der Entschwefelung verringert, und wenn ferner im Hinblick
auf die Oxidationsrate der pH-Wert des Schlamms kleiner
gemacht wird als 4,0, so wird ebenfalls der Grad der
Entschwefelung verringert. So wird bevorzugt, daß der pH-Wert
des Schlamms im Staubentfernungsteil 34 im Bereich von 5,5
bis 4,0 liegt. Was ferner die Menge der Oxidationsluft
betrifft, wird zur Erzielung einer praktischen Oxidationsrate
bevorzugt, die Luft mit etwa dem Zweifachen oder mehr ihrer
theoretischen Menge zuzuführen.
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Andererseits wird in dem Fall, daß die Menge des Abgases
sinkt und/oder die Konzentration an SO&sub2; sinkt, wenn die
Menge der Zirkulationsflüssigkeit im Absorptionsteil noch
unter einer vorbestimmten Bedingung steht, die
Entschwefelungswirkung zu hoch wird (d.h. ihren eingestellten Wert
übersteigt). Wenn ferner die Menge des Abgases sinkt und die
Konzentration an SO&sub2; sinkt, so sinkt die absolute Menge
des entfernten SO&sub2; und infolgedessen die Menge der für
die Oxidation erforderlichen Luft. Unter diesen Bedingungen
wird die zum Betrieb der Umwälzpumpen und zur Lieferung der
Oxidationsluft benötigte Energie verschwendet. Wenn die
Mengen der umgewälzten Flüssigkeiten im Absorptionsteil 35
und/oder im Staubentfernungsteil 34 in Abhängigkeit von der
Menge des Abgases und der Konzentration von SO&sub2; (d.h. in
Abhängigkeit von der Belastung der Anlage) und auch die Menge
der Oxidationsluft verringert werden, ist es möglich, die
Menge der von der Vorrichtung verbrauchten Energie zu
reduzieren. Die Verringerung der Mengen der umgewälzten
Flüssigkeiten kann durch Anhalten bestimmter Pumpen oder Veränderung
der Drehgeschwindigkeit der Pumpenmotoren erreicht werden.
Ferner kann eine ähnliche Methode zur Verringerung der Menge
der Oxidationsluft angewendet werden. In der in Fig.1
gezeigten Vorrichtung ermöglicht das Zuführrohr 30 für
Oxidationsluft ein Blasen der Luft gegen die Flüssigkeitsoberfläche im
Umwälzbehälter 36, wobei Abschuppung berücksichtigt wird,
aber, wie in Fig.5 gezeigt, kann das Luftzuführrohr 30 in die
im Behälter 36 enthaltene Flüssigkeit eingetaucht sein. Da
gemäß dieser Anordnung die umgewälzte Flüssigkeit mit Luft im
Behälter 36 kontaktiert wird, steigt die Oxidationsrate
derart, daß es möglich wird, die Menge an für die Oxidation
erforderlicher Luft zu verringern. Wie ferner in Fig.6
dargestellt, können das Luftzuführrohr 30 und das Oxidationssieb
31 beide in die Flüssigkeit im Umwälzbehälter 36 eingetaucht
werden. Bei einer solchen Konstruktion hindert das
Oxidationssieb 31 die Luft, die in die Flüssigkeit eingeleitet
wird, am Aufsteigen, so daß es möglich wird, die
Berührungszeit der Luft mit der umgewälzten Flüssigkeit auf einem
ausreichenden Wert zu halten. Wenn ferner in diesem Fall das
Oxidationssieb 31 in einer Anzahl von Stufen vorgesehen ist,
kann seine Wirkung verbessert werden.
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Wie oben erwähnt, befaßt sich die Erfindung mit
Verbesserungen beim Rühren von Absorptionsmittelschlamm und dem Zuführen
von Luft zum Absorptionsmittelschlamm, was die Oxidation der
Schwefeloxidverbindungen im Schlamm verbessern kann.
Erfindungsgemäß werden als Luftzuführeinrichtungen, die im
Umwälzbehälter 36 vorgesehen sind, außer dem Rohr 30, das wahlweise
eine Anzahl von Perforationen besitzt, wie in Fig.1 gezeigt,
solche verwendet, wie sie in Fig.9 oder Fig.10 gezeigt sind,
bei welchen Luftzuführdüsen 30A bis 30G in den Umwälzbehälter
36 gerichtet und jeweils in der Umgebung von Rührern 32A bis
32D angeordnet sind, wobei die Rührer 32A bis 32D auf den
Seiten des Behälters 36 angebracht sind. Es wird bevorzugt,
daß die Düsen 30A bis 30G so angeordnet sind, daß sie gegen
die Flügel der Rührer 32A bis 32D derart gerichtet sind, daß
durch die jeweiligen Düsen 30A bis 30G zugeführte Luft gegen
die Flügel derart prallen kann, daß die Luftstrahlen
aufgebrochen und in der Flüssigkeit fein verteilt werden. Wenn
eine solche Einrichtung verwendet wird, wird eine
Schlammaufrührung und das Aufbrechen und Dispergieren der zugeführten
Luft gleichzeitig erzielt, wodurch es möglich wird, eine
gleichförmige Kalziumsulfitoxidation mit hohem Wirkungsgrad
zu erreichen. In Fig.9 verhindert der unterhalb der
Luftzuführdüse 30G vorgesehene Rührer 32E, daß die Pumpe 37 eine
Luftkavitation bewirkt.
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Die Rührer 32A bis 32D, die außer denen vorhanden sind, die
in der radialen Richtung des Umwälzbehälters 36 (d.h. in
einer gegen seine Mitte gerichteten Weise) angeordnet sind,
wie in diesen Figuren gezeigt, können in schräger Weise
vorgesehen sein, so daß die durch das Aufrühren gebildete
Strömung eine Wirbelströmung bilden kann. Wenn ferner ein
Luftzuführrohr an und längs des Schaftes der Rührer befestigt
ist und Luft längs des Schaftes von der Rückseite des
Drehflügels der Rührer zugeführt wird, wird die
Gas-Flüssigkeits-Kontaktwirkung weiter verbessert. Bezüglich der
Drehflügel hat sich herausgestellt, daß solche mit Propellerart
zweckmäßiger sind als solche mit Paddelart.
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Die in den Figuren 1,5 und 6 zusammen mit den Figuren 9 und
dargestellten Ausführungsformen sind auf eine Vorrichtung
gerichtet, bei welcher der Umwälzbehälter 38 getrennt
außerhalb des Absorptionsturms vorgesehen ist. Wie jedoch in Fig.7
dargestellt, wenn der untere Teil des Turms mittels einer
Trennwand 42 zweigeteilt ist, können der Umwälzbehälter 36
für den Staubentfernungsteil und der Umwälzbehälter 38 für
den Absorptionsteil im gleichen Turm enthalten und dadurch in
der Lage sein, die Vorrichtung kompakt zu machen, zusätzlich
zu der oben erwähnten Wirksamkeit. In der Figur betrifft das
Bezugszeichen 41 ein Fallrohr für den Schlamm.
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Die obige Vorrichtung, in welcher im Abgas enthaltener Staub
nur mittels des ein Absorptionsmittel enthaltenden Schlammes
entfernt wird, wird als ein Staub-Mischsystem bezeichnet,
aber ein Staub-Trennsystem, wie in Fig.8 gezeigt, kann
ebenfalls angewendet werden.
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Die in Fig.8 dargestellte Vorrichtung weist auf: einen
vertikal angeordneten zylindrischen Turmkörper 50; einen
Staubentfernungsteil 34 und einen Absorptionsteil 35, die jeweils im
unteren Raum bzw. im oberen Raum innerhalb des Turmkörpers
ausgebildet sind; einen Umwälzbehälter 36 für den
Staubentfernungsteil, der im unteren Teil des Turmkörpers 50
ausgebildet ist; ein Rohr 51 zum Zuführen von Wasser zum
Umwälzbehälter 36; eine Pumpe 37 und einen Sprühkopf 22 zum Zuführen
und Versprühen von Wasser, der innerhalb des Umwälzbehälters
36 im Staubentfernungsteil 34 vorhanden ist; eine Öffnung 45
zum Zuführen von Abgas in den Staubentfernungsteil 34; einen
Sprühkopf 22 zum Sprühen eines flüssigen Absorptionsmittels,
welcher im Absorptionsteil 35 vorgesehen ist; einen Sammler
33 für die Absorptionsmittelflüssigkeit, der unterhalb des
Sprühkopfes 22 vorgesehen ist; einen Entnebler 4A, der
unterhalb des Sammlers 33 vorgesehen ist; einen Umwälzbehälter 38
für das flüssige Absorptionsmittel zur Aufnahme des vom
Sammler 33 gesammelten flussigen Absorptionsmittels; eine
Pumpe 39 zum Zuführen des flüssigen Absorptionsmittels im
Umwälzbehälter 38 zum Sprühkopf 22 im Absorptionsteil 35;
einen Rührer 32, der innerhalb des Umwälzbehälters 38
vorgesehen ist; eine Einrichtung zum Zuführen von Luft zur
Oberfläche der oder in die Flüssigkeit im Umwälzbehälter 38; ein
Rohr 52 zum Zuführen eines Absorptionsmittelschlammes in den
Umwälzbehälter 38; einen Auslaß 46 für das Abgas, der im
oberen Teil des Turmkörpers 50 vorgesehen ist; sowie eine
Einrichtung zum Abziehen eines Gips enthaltenden Schlammes
aus dem Umwälzbehälter 38.
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Wie in Fig.8 gezeigt, sind die Flüssigkeits-Umwälzanlage für
den Staubentfernungsteil 34 und den Absorptionsteil 35 durch
eine Trennwand 42 getrennt. Wasser wird zum
Staubentfernungsteil 34 zur Entfernung von Staub aus dem Abgas und zum Kühlen
des Abgases umgewälzt, während der Absorptionsmittelschlamm
zum Absorptionsteil 35 geleitet wird, und gleichzeitig wird
Luft in den oberen Teil des Umwälzbehälters 38 eingeleitet.
Im Abgas enthaltener Nebel ( oder Staub) wird vom Entnebler
4A aufgefangen.
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In der Vorrichtung gemäß Fig.8 kann die Trennwand 42 durch
ein horizontales Sieb ersetzt werden, durch das ein Behälter
in einen oberen Teil und einen unteren Teil geteilt wird. Der
obere Teil ist mit einem Luftzuführrohr und einem Rohr zum
Abziehen von Gips enthaltender Flüssigkeit versehen, wodurch
der pH-Wert im oberen Teil gesenkt wird, während der untere
Teil mit einem Rohr zum Zuführen eines
Absorptionsmittelschlammes und einem Rohr zum Umwälzen des
Absorptionsmittelschlammes zum Absorptionsteil versehen ist, wodurch der
pH-Wert im unteren Teil erhöht wird. Bei der obigen
Ausführungsform wird ein hoher Wirkungsgrad in der Absorption von
SOX und der Oxidation von Kalziumsulfit erreicht.
Beispiel
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Ein Beispiel von Abgasbehandlung wurde mit Verwendung der
Vorrichtung zur nassen Entschwefelung gemäß Fig.1
durchgeführt.
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Die Versuchsbedingungen sind die folgenden:
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Gasmenge: 3000 Nm³/h;
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SO&sub2;-Konzentration: 1000 ppm;
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Prozentsatz Entschwefelung: 90% oder darüber
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Staubkonzentration am Einlaß: 200 mg/Nm³
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Staubkonzentration am Auslaß: 15 mg/Nm³ oder
darunter.
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Die Versuchsergebnisse waren die folgenden:
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Gasmenge: 3000 Nm²/h;
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SO&sub2;-Konzentration: 1000 ppm;
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Prozentsatz Entschwefelung: 98%;
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Staubkonzentration am Einlaß: 200 mg/Nm³;
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Staubkonzentration am Auslaß: 7mg/Nm³
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Prozentualer Überschuß an
Kalkstein 0,01%
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Menge der verwendeten
Schwefelsäure: Okg/h;
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Reinheit des als Nebenprodukt
erzeugten Gipses: 96,3%.
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Bei der in Fig.1 gezeigten Vorrichtung besteht keine
Notwendigkeit, einen Behälter zum Zuführen eines flüssigen
Absorptionsmittels zum Oxidationsturm sowie Einrichtungen rings um
den Oxidationsturm vorzusehen, wodurch die Vorrichtung
kompakt gemacht wird. Da ferner Einrichtungen für Kalkstein und
Schwefelsäure nicht erforderlich sind und auch ein
Luftkompressor zum Zuführen von Luft zum Oxidationsturm nicht
erforderlich ist, jedoch ein Luftgebläse statt dessen verwendet
werden kann, ist es möglich, den elektrischen
Energieverbrauch der Vorrichtung zu reduzieren. Da ferner der
Staubentfernungsteil, der Absorptionsteil und der Umwälzbehälter für
den Staubentfernungsteil in einem einzigen Turm vorgesehen
sind, können Gasverluste infolge von Zugerscheinungen
zwischen einem Turm und einem anderen durch die Rohrleitungen
verringert werden. Da das Abgas zum Absorptionsteil zugeführt
und durch den Sammler und die Diffusionsplatte nach dem
Abkühlen im Staubentfernungsteil geleitet wird, muß das
Material zur Ausbildung des Sammlers und der Diffusionsplatte
nicht hitzebeständig sein und kann daher verhältnismäßig
billig sein.