DE3811746A1 - Abscheider fuer partikel aus rauchgasen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einem Abscheider für Partikelabtren­ nung aus Rauchgasen aus (DE-PS 27 38 118, DE-GM 87 15 425), denen Additive z.B. Calziumhydroxid zur Sorbierung von Schad­ gasen zugesetzt werden und die eine in Drehbewegung bzw. in eine hin- und herdrehende Bewegung versetzbare, eine Kugel­ schicht enthaltene Siebtrommel durchströmen. Dabei ist es häufig vorteilhaft, die im Abscheider aus dem Rauchgas abge­ trennten Partikel, die als Folge von Schadgassorption nur zu einem Teil z.B. aus Kalziumsulfat- (Gips-), Kalziumsulfid- oder Kalziumchlorid-Molekülen bestehen, dem Rauchgas teil­ weise wieder zuzuführen.

Bei den bekannten Siebtrommeln besteht hierbei der Zwang, sie bei Anordnung innerhalb eines waagerechten Zuführungskanals nahezu bis zu 100% und bei Anordnung in lotrechten Zuführka­ nälen mindestens bis zu ca. 60% ihres Volumens mit schweren Kugeln anzufüllen, um sicherzustellen, daß nicht ungewollt ein Teil des Rauchgases die Siebtrommel ohne Kontakt mit den Ku­ geln passieren kann. Hierdurch ergeben sich im Hinblick auf die Lösung der gestellten Aufgabe im wesentlichen vier Nach­ teile.

Der vom Rauchgas beim Durchströmen des Siebtrommelbereiches zu überwindende Strömungswiderstand liegt bei ausgeführten Anla­ gen im allgemeinen in der Größenordnung von 50-100 daPa, was zu einem unerwünscht hohem Energiebedarf führt.

Außer den Schadgasmolekülen, die mit Hilfe der zugegebenen Addi­ tive durch Sorption gebunden an Partikel vom Abscheider aus dem Rauchgas weitgehend abgetrennt werden sollen, enthält das Rauch­ gas nahezu in allen in Betracht kommenden Anwendungsfällen auch Wassermoleküle in Form überhitzten Dampfes. Diese Wassermolekü­ le nehmen zum Teil an der angestrebten Schadgassorption teil, was einerseits den Wirkungsgrad einer Anlage hinsichtlich Schad­ gassorption begünstigt andererseits aber die Gefahr von stark anhaftenden Verschmutzungsschichten bzw. festen Ankrustungen, häufig bestehend aus Gips-, Kalziumsulfid- oder Kalziumchlorid- Molekülen entstehen läßt. Solche Verstopfungstendenzen sind auch im Bereich einer mit schweren Kugeln angefüllten Siebtrommel vor­ handen. Hierbei wird der Vorteil, den eine mit schweren Kugeln angefüllte Siebtrommel bei der Chemiesorption von Schadgasen durch Begünstigung der Kontakte zwischen Schadgasmolekülen und Additivpartikeln dadurch erheblich abgeschwächt, daß die Kugeln in Folge ihrer relativ geringen Bewegungsmöglichkeiten ver­ stopfende Partikel-Einlagerungen, -Anhaftungen und -Ankrustungen nicht völlig unterbinden können. Der an sich schon hohe Energie­ bedarf für die Rauchgasdurchströmung des Siebtrommelbereiches erhöht sich dadurch zusätzlich. Entsprechend erhöht sich nochmals der Energiebedarf und unerwünschte Störungen im Dauerbetrieb bis zum Zwang manueller Reinigungen sind nicht auszuschließen. Der generell hohe Durchströmungswiderstand einer weitgehend mit Kugeln angefüllten Siebtrommel verhin­ dert darüber hinaus die hilfreiche Inanspruchnahme einer Bypass-Umströmung einer Teil-Rauchgasmenge beidseitig der Siebtrommel. Mit Hilfe einer solchen Teil-Bypass-Umströmung ist es möglich, unerwünschte Partikel-Ankrustungen und -An­ haftungen im Kanalwandbereich dicht neben, ober- und unterhalb der Siebtrommel zu erschweren. Hat die Siebtrommel jedoch aus den oben dargelegten Gründen den einen hohen Durchströmungs­ widerstand ist es kaum möglich, das Verhältnis zwischen der Rauchgas-Teilmenge, die durch die Siebtrommel zwischen den Kugeln hindurchströmt und der Rauchgasmenge, die beidseitig die Siebtrommel umströmt, kontrolliert zu beherrschen. Wächst nämlich der Durchströmungswiderstand der weitgehend mit Kugeln angefüllten Siebtrommel durch nicht ausreichend unterdrückbare Partikeleinlagerungen im Bereich der Kugelfüllung ungewünscht an, so verringert sich die die Siebtrommel durchströmende Teil- Rauchgasmenge weiter und die angestrebte Sorptionsbegünstigung zwischen Additivpartikeln und Schadgasmolekülen wird zunehmend abgeschwächt, so daß die Siebtrommel mit großer Kugelfüllung ihren Zweck nicht mehr erfüllen kann.

Ein weiterer Nachteil ergibt sich dadurch, daß die mit vielen Kugeln angefüllte Siebtrommel konstruktiv aufwendig und stark­ wandig ausgebildet sein muß. Um Ermüdungsbrüche als Folge des relativ gegenüber der Trommelwandung umlaufenden großen Ge­ wichtes der Kugeln vermeiden zu können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem filternden oder elektrostatischen Abscheider hohe Durchströmungswiderstän­ de für die Rauchgase im Siebtrommelbereich, mangelnde Selbst­ reinigung der Kugeln als Folge zu geringer relativer Kugel­ rollbewegungen und damit Anhaftungen und Ankrustungen von sich durch Additivdurchsatz ergebenden Stoffen, wie z.B. Gips und Kalziumchlorid oder dergleichen sowie eine kon­ struktiv aufwendige Siebtrommelausführung als Folge des großen Gewichtes einer Kugelfüllung zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Es wird das Gesamtgewicht der Siebtrommel-Kugelfüllung und da­ durch der Durchströmungswiderstand bei erheblicher Energieein­ sparung wesentlich herabgesetzt und es wird erreicht, daß durch Transport der Kugeln im Ringraum der doppelwandigen Siebtrommel bis zu deren oberen Scheitel und als Folge der Freiräume zwischen den Kugeln, diese durch ihr Eigengewicht sich be­ schleunigend freirollend mit großer Energie auf die jeweils schon unterhalb befindlichen Kugeln auftreffen, so daß an den Kugeln gebildete Partikel-Anhaftungen bzw. -Ankrustungen wie z.B. Gips oder dergleichen von den Kugeloberflächen entfernt werden. Voraussetzung hierbei ist, daß die Umfangsgeschwindig­ keit des Ringraumes der in Umdrehung versetzten Siebtrommel kleiner ist als die Rollbewegung der Kugeln im Ringraum nach Passieren des oberen Scheitels der Trommel.

Aufgrund des geringeren Durchströmungswiderstandes und der sicher eintretenden Selbstreinigung der Kugeln einer doppel­ wandigen Siebtrommel ist es bei Bedarf möglich, die doppel­ wandige Siebtrommel so im Rauchgaskanal zu lagern, daß zwischen der Siebtrommel-Außenwandung und der Kanalwandung beidseitig ein größerer Zwischenraum entsteht, wodurch Bypass-Umströmun­ gen der Siebtrommel möglich werden. Insbesondere bei Vorhan­ densein eines höheren Wasserdampfgehaltes in den Rauchgasen oder bei zusätzlicher Zugabe von Wasser in das Rauchgas z.B. direkt oberhalb der Siebtrommel können Partikel-Anhaftungen bzw. -Ankrustungen im Kanalwandbereich beidseitig ober- und unterhalb der Siebtrommel vermieden werden, ohne daß die Rauchgas-Durchströmung der Siebtrommel unkontrolliert und un­ gewünscht sich zu sehr verringert. Zur Absicherung vorstehen­ den vorteilhaften Effektes ist es möglich, auf dem Umfang der Siebtrommel mindestens einen z.B. in Achsrichtung verlaufen­ den Abstreifer anzuordnen, um bleibende Partikel-Anhaftungen und -Ankrustungen an der Kanalwandung unmittelbar beidseitig der doppelwandigen Siebtrommel völlig unterbinden zu können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine doppelwandige Siebtrommel in einem senkrechten Zuführungskanal zu einem filternden oder elektrostatischen Abscheider,

Fig. 2 einen zu Fig. 1 gleichen Schnitt mit Abänderungen.

In einem senkrechten Zufuhrkanal 1 für Rauchgas zu einem fil­ ternden oder statischen Abscheider ist nach Fig. 1 eine den Kanalquerschnitt ausfüllende, ständig oder periodisch in Drehung versetzbare Siebtrommel 2 quer gelagert, die doppel­ wandig ausgebildet ist. Der aus der äußeren Siebtrommelwand 3 und der inneren Siebtrommelwand 4 gebildete Ringraum ist unter Beibehaltung von Freiräumen 5 mit schweren Kugeln 6 in einer einlagigen Schicht ausgefüllt. Der Kugeldurchmesser ist etwas kleiner als der radiale Abstand der Trommelwände 3 und 4, so daß die Kugeln 6 relative Bewegungen zueinander und gegenüber den Wandungen 3 und 4 ausführen, aber nicht übereinanderrollen können.

Im ringförmigen Doppelwandraum ist weiter ein Mitnehmer 7 an­ geordnet, durch den die Kugeln 6 bei der Umdrehung der Sieb­ trommel 2 mitgenommen werden, bis sie jeweils den oberen Schei­ tel der Trommel erreichen, so daß sie dann durch ihr Eigenge­ wicht im Ringraum zwischen den Wänden 3 und 4 fallend nach unten rollen, und danach mit großer Bewegungsenergie auf die be­ reits unterhalb vorhandenen Kugeln auftreffen, um dadurch etwaige Partikel-Anhaftungen bzw. -Ankrustungen wie z.B. Gips, Kalziumchlorid und dergleichen von den Oberflächen der Kugeln 6 zu lösen.

Nach dem Beispiel entsprechend Fig. 2 ist der äußere Durch­ messer der doppelwandigen Siebtrommel 2 so gewählt, daß an zwei sich im Kanal gegenüberliegenden Stellen je ein Frei­ raum 8 zwischen den Kanalwänden und der Siebtrommel 2 vor­ handen ist, dessen Querschnittsfläche so bemessen ist, daß der wesentliche Teil des Rauchgases durch die nur geringen Strö­ mungswiderstand aufweisende Siebtrommel 2 strömt. Dabei ist eine Beherrschung des Verhältnisses der beiden Rauchgasmen­ gen, die durch die Siebtrommel bzw. durch die beiden Bypass­ flächen strömen, möglich. Die sich an den inneren Kanalwänden unmittelbar beidseitig der Siebtrommel 2 etwaig bildenden Partikel-Anhaftungen bzw. -Ankrustungen werden dadurch entfernt, daß die Siebtrommel 2 über ihre Längs­ erstreckung mit einem auf dem Umfang außen angeordneten Abstrei­ fer 9 versehen ist, der bei Drehung der Siebtrommel an den Ka­ nalwandungen entlangschabt und Anhaftungen bzw. Ankrustungen abstreift. Es können auch mehrere Abstreifer 9 vorgesehen sein, die so angeordnet und ausgebildet sind, daß die Bypass-Durch­ gänge 8 kurzzeitig eine Rauchgasumströmung völlig unterbinden.

Die Abstreifer 9 können alternativ auch so ausgebildet und so an der Siebtrommel 2 befestigt sein, daß sie einen freien Ab­ stand gegenüber der äußeren Siebtrommelwandung aufweisen, so daß die Schabewirkung im Bereich der Kanalwandungen verfügbar ist, ohne daß die beidseitige Rauchgas-Bypass-Umströmung der Siebtrommel 2 zeitweilig unterbrochen wird.

Die turbulente Rauchgasdurchströmung der doppelwandigen Sieb­ trommel kann noch dadurch verbessert werden, daß im Innenraum der Siebtrommel 2 eine einlagige Schicht aus Kugeln 10 einge­ füllt ist, die etwa ein Drittel der Innenwand 4 im unteren Trommelbereich abdeckt. Die zusätzlich eingefüllten Kugeln 10 sichern die Erzeugung einer über den Siebtrommelbereich annähernd homogen verteilten Rauchgas-Turbulenz zusätzlich ab, da sie die im Ringraumbereich zwischen den Siebtrommel­ wandungen 3 und 4 notwendigerweise verbleibenden Freiräume im Bereich der Rauchgaszuströmung zur Siebtrommel zusätzlich überdecken.

Claims (5)

1. Filternder oder elektrostatischer Abscheider für das Abtren­ nen von Partikeln aus durch einen Kanal zugeführten Rauchga­ sen, denen Schadgase sorbierende Additive zugesetzt sind und die eine Schicht aus Kugeln in einer in Umlauf versetzbaren Siebtrommel durchströmen, dadurch gekennzeichnet, daß die in Rauchgasströmungsrichtung hinter einer Additivzugabe an­ geordnete, den Querschnitt des Zufuhrkanals (1) ausfüllende Siebtrommel (2) mit einer Doppelsiebwandung (3, 4) versehen ist, in deren Ringraum unter Beibehaltung von Freiräumen (5) Kugeln (6) eingefüllt sind, deren Durchmesser etwas kleiner ist als der radiale Abstand der Doppelwandungen (3, 4) von­ einander, zwischen denen ein Mitnehmer (7) für die Kegeln (6) vorgesehen ist.

2. Abscheider nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit im Ringraum der Doppelwandung (3, 4) kleiner ist als die rollende Fallgeschwindigkeit der Kugeln (6) im Ringraum der Doppelwandung (3, 4).

3. Abscheider nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den sich gegenüberliegenden Kanalwandungen (1) und den zugekehrten Wandungsteilen der Siebtrommel (2) in etwa gleiche Abstände (8) vorhanden sind.

4. Abscheider nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der Siebtrommel (2) mit mindestens einem Abstreifer (9) versehen ist, der bzw. die bei Drehung der Siebtrommel (2) die Innenwand des Zufuhrkanals (1) berührt bzw. berühren.

5. Abscheider nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in den Innenraum der Siebtrommel (2) eine einlagige Kugelschicht (10) eingefüllt ist, die et­ wa ein Drittel der Innenwandung (4) im unteren Trommelbe­ reich abdeckt.