DE4040246A1 - Wanderbettreaktor, insbesondere zur behandlung von rauchgasen - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft einen Wanderbettreaktor zur Behandlung von Fluiden, insbesondere von Rauchgasen aus Kraftwerksbetrieben o. dgl. nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wie in der DE 37 32 567 A1 angegeben, werden Wanderbettreaktoren für die Behandlung von Fluiden, z. B. Rauchgasen, an mehr oder minder feinkörnigen Schüttgütern verwendet. Das Schüttgut bildet ein von oben nach unten durch den Reaktor wanderndes Schüttgutbett und wird in den Reaktor oben eingetragen und unten kontinuierlich, quasi kontinuierlich oder chargenweise ausgetragen. Im Bereich des Schüttgutaustrages aus der Behandlungszone ist ein sogenannter Anströmboden vorgesehen, der einerseits Austrittsöffnungen für das Schüttgut und andererseits Eintrittsöffnungen für das zu behandelnde Fluid aufweist. Dabei ist es wesentlich, daß das zu behandelnde Fluid möglichst gleichmäßig im gesamten Wanderbettreaktor verteilt wird, damit das wandernde Schüttgut insgesamt als Adsorptionsfilter wirkt, d. h. die Schadstoffe werden an der Oberfläche des Schüttguts gebunden. Die Technik dieser Adsorptionsfilteranlagen ist hinreichend bekannt und beispielsweise auch in der WO 87/00 768 mit weiteren Literaturnachweisen, z. B. DE-PS 32 28 984, beschrieben. Das Problem bei derartigen Wanderbettreaktoren liegt u. a. darin, eine möglichst gleichmäßige Verteilung des zu behandelnden Gases innerhalb des von oben nach unten wandernden Schüttgutes zu erzielen, wobei eine Optimierung der notwendigen Schüttgutmenge erforderlich ist. Beim genannten Stand der Technik erfolgt die Durchströmung der Schüttgutschicht durch das zu behandelnde Gas im sogenannten Gegenstromverfahren, d. h. das im Reaktor nach unten strömende Schüttgut wird im Gegenstrom durch das nach oben sich bewegende Gas durchströmt.

Weiterhin gibt es sogenannte Querstromanlagen, bei welchen das von einem zylindrischen oder prismatischen Gehäuse von oben nach unten strömende Schüttgut quer mit dem zu behandelnden Rauchgas durchsetzt wird. Das Gas wird dabei über die gesamte Schüttguthöhe dem Zylindergehäuse mittels jalousienartigen Schlitzen in der Gehäusewandung zugeführt. Die Querstromanlagen haben zwar den Vorteil, daß im Inneren des Reaktors im allgemeinen keine zusätzlichen Anströmböden erforderlich sind, wie dies in den eingangs genannten Druckschriften der Fall ist. Derartige, zur Erzeugung einer gleichmäßigen Verteilung des Gases dienenden Anströmböden innerhalb des Reaktors haben nämlich den Nachteil, daß die gleichmäßige Strömung des Schüttgutes von oben nach unten negativ beeinflußt werden kann. Damit das gesamte, im Reaktor befindliche Schüttgut an der Reaktion teilnehmen kann, muß unbedingt sogenannter Massenfluß im gesamten Reaktor vorliegen. Zur Definition des Massenflusses wird auf folgende Literaturstelle verwiesen: A. W. Jenike, Storage and Flow of Solids, Bulletin 123 of the UTAH Engineering Experiment Station University of UTAH, USA. Im Gegensatz hierzu würde bei sogenanntem Kernfluß das Schüttgut nur durch eine von toten Zonen umgebene Fließröhre abfließen. Da in den toten Zonen aber kein Feststoffaustausch erfolgt, findet dort auch nach kurzer Zeit keine Reaktion mit einem vorbeistreichendem Gas mehr statt.

Das bekannte Querstromverfahren hat jedoch den Nachteil, daß aufgrund des notwendigen Massenflusses sehr steile und entsprechend hohe Auslauftrichter notwendig sind, deren Inhalt nicht seitlich durchströmt wird und die daher an der Reaktion unbeteiligt bleiben. Ein weiterer Nachteil des Querstromverfahrens liegt darin, daß zwei gegenüberliegende Zylinderwände des Reaktors gasdurchlässig sein müssen. Gleichzeitig muß insbesondere auf der stromabwärtsliegenden Zylinderwand ein Ausrieseln und Ausblasen von Feststoff vermieden werden. Dies ist bei der bekannten Ausbildung der gasdurchlässigen Wände in Form von jalousienartigen Schlitzen bzw. sich überlappenden Lamellen nur ungenügend der Fall. Verwendet man anstelle der Lamellen Siebe, so neigen auch diese sehr leicht zur Verstopfung. Um deshalb eine genügende Gasdurchlässigkeit der Schüttung im Querstromverfahren zu erreichen, ist der Einsatz von Querstromreaktoren auf relativ grobe Schüttgüter mit einer Korngröße von mehr als 2 mm beschränkt. Weiterhin muß bei kontinuierlichem Abrieb der nicht ganz zu vermeidende staubförmige Abrieb vor dem erneuten Einsatz des Schüttguts entfernt werden, da der Staub die zwischen den größeren Partikeln befindlichen Strömungskanäle verstopft und damit einen ständigen Anstieg des Strömungswiderstandes bewirkt. Querstromreaktoren sind deshalb wesentlich empfindlicher gegen Abrieb, der deshalb beim Regenerieren entfernt wird und dabei erhebliche Kosten verursacht.

Nachteilig beim Querstromverfahren ist es weiterhin, daß die Verweildauer des Gases kürzer ist, als dies bei einem längsdurchströmten Behälter der Fall wäre. Sowohl der Gegenstromreaktor als auch der Querstromreaktor weisen demnach beim Stand der Technik beträchtliche Nachteile auf.

Sofern in der eingangs genannten WO 87/00 768 ein Schüttgutbehälter verwendet wird, der in seinem unteren Bereich keinen sich verjüngenden Auslauftrichter aufweist, so ist auch mit diesem Behälter ein Massenfluß aufgrund der zahlreichen Einbauten als Anströmböden nicht möglich, d. h. es stellt sich ein Kernfluß ein, der zu einem ungleichmäßigen Durchströmen des Behälters mit Schüttgut führt.

Gleiches dürfte für die genannte DE 37 32 567 gelten, die zwar trichterförmige Schüttgutausläufe aufweist. In diesem Schüttgutauslauf sind jedoch umfangreiche Einbauten in Form von Anströmböden eingesetzt, die eine gleichmäßige Durchströmung des gesamten Behälters, d. h. Massenfluß verhindern.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Wanderbettreaktor hat demgegenüber den Vorteil, daß aufgrund einer speziellen Ausbildung des trichterförmigen Auslaufes des Schüttgutbehälters innerhalb des Reaktors sich Massenfluß einstellt, d. h. das Schüttgut sinkt völlig gleichmäßig über den gesamten Querschnitt nach unten hin ab und bildet keine separaten Fließröhren mit diese umgebenden toten Zonen. Weiterhin wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung des trichterförmigen Auslaufes eine sehr gleichmäßige Durchströmung des insgesamt gleichmäßig herabströmenden Schüttgutes erreicht. Das in den Reaktor einzubringende Gas wird über den jalousienartig aufgebauten Auslauftrichter mit sich überlappenden Lamellen nahezu über den gesamten Querschnitt, d. h. bis auf die Größe des untersten Auslaufquerschnittes, über den gesamten Behälterquerschnitt des Reaktors verteilt. Insbesondere sind hierdurch keinerlei innere Aufbauten zur Erzeugung eines Anströmbodens zur gleichmäßigen Beaufschlagung des Schüttguts mit zu behandelndem Gas erforderlich. Erst dies schafft aber die Voraussetzung, daß sich innerhalb des Behälters stets Massenfluß einstellt, der es erst ermöglicht, daß das Schüttgut in seinem gesamten Querschnitt und in seiner gesamten Höhe gleichmäßig mit Gas durchströmt wird. Erst hierdurch wird eine optimale Wirkungsweise des Gegenstromverfahrens erzielt. Dabei geht die Erfindung von dem prinzipiellen Gedanken aus, daß eine gleichmäßige Beaufschlagung des Behälterinnenraums über möglichst den gesamten Querschnitt ohne im Inneren des Behälters angeordnete Anströmböden erfolgen muß. Dies geschieht durch einen jalousienartig aufgebauten Massenstrom-Auslauftrichter des Schüttgutbehälters, dessen seitliche, sich überlappende, lamellenartige Schlitze als Gaszuführöffnungen über einen weiten Querschnittsbereich des Behälters dienen. Zwar benützt die WO 87/00 768 ebenfalls mehrere dachförmig aufgebaute Anströmböden, die jalousienartig oder lamellenförmig aufgebaut sind. Diese dachförmigen Einbauten stehen jedoch innerhalb des Behälters und beeinflussen ganz entscheidend den Strömungsverlauf des abwärts strömenden Schüttguts, so daß sich hier nur Kernfluß einstellen kann.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Wanderbettreaktors möglich.

Besonders vorteilhaft ist die Anordnung der jalousienartigen Einlaßöffnungen am Auslauftrichter des Behälters derart, daß aufgrund unterschiedlicher Durchströmquerschnitte unterschiedliche Einströmwiderstände erzeugt werden. Hierdurch kann eine gleichmäßige Gasverteilung über die gesamte Trichterhöhe in Abhängigkeit des Gaseintritts in diesem Behälterbereich erzielt werden. Dieser, den jalousienartigen Auslauftrichter für das Schüttgut umgebende Behälterbereich kann durch einen weiteren trichterförmigen Behälterbereich oder aber einem zylindrischen Behälterbereich gebildet werden.

Insbesondere zur Behandlung von Rauchgasen aus Kraftwerksbetrieben ist gemäß vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung eine besondere Zusammenschaltung der Wanderbettreaktoren möglich. Dabei kann innerhalb eines oder mehreren Reaktoren zusätzliche Anströmböden vorhanden sein, die als Eintrittsöffnungen für zusätzliche Behandlungsgase dienen.

Zweckmäßigerweise werden derartige Wanderbettreaktoren übereinander angeordnet, da aufgrund der Schwerkraft das Schüttgut von einem Reaktor zum anderen in Hintereinanderschaltung wandern kann. Sofern man diese Reaktoren in einer Parallelschaltung jeweils mit Rauchgas beaufschlagen will, kann dies ebenfalls durch übereinander angeordnete Reaktoren geschehen, wobei das Schüttgut den gesamten Reaktorquerschnitt jeweils nur einmal durchströmt und im übrigen durch Einzelrohrleitungen innerhalb oder außerhalb des jeweiligen Reaktors geführt ist.

Zeichnung

Vorteilhafte und zweckmäßige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer erfindungswesentlicher Merkmale und Vorteile näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen einzelnen Wanderbettreaktor mit herabströmendem Schüttgut und aufsteigendem Rauchgas,

Fig. 2 einen Reaktor nach Fig. 1 mit innerhalb des Reaktors zusätzlich vorgesehenem weiterem Anströmboden,

Fig. 3a, 3b jeweils zwei übereinander angeordnete Wanderbettreaktoren in Reihenschaltung,

Fig. 4 zwei übereinander angeordnete Wanderbettreaktoren in Parallelschaltung und

Fig. 5 mehrere übereinander angeordnete und parallel betriebene Wanderbettreaktoren.

Beschreibung der Erfindung

In der Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel für einen Wanderbettreaktor 1 zur Behandlung von Fluiden 2, insbesondere von Rauchgasen 2 aus Kraftwerksbetrieben mittels eines Schüttguts 3, dargestellt. Das Schüttgut 3 besteht z. B. aus Aktivkoks mit einer Korngröße von z. B. 2 mm. An diesem Aktivkoks findet eine Adsorption der Schadstoffe im Rauchgas statt. Dieser Vorgang ist in der einschlägigen Literatur ausführlichst beschrieben.

Der Wanderbettreaktor 1 besteht aus einem zylindrischen oder prismatischen Behälter 4, der mittels einer oberen, zentralen Einfüllöffnung 5 im allgemeinen kontinuierlich mit Schüttgut 3 beschickt wird (Pfeil 6).

Das Schüttgut 3 wandert im Behälter 4 von oben nach unten, während das im unteren Bereich des Behälters 4 eingebrachte Rauchgas 2 von unten nach oben strömt, so daß sich ein Gegenstrom ergibt.

Der Behälter 4 weist in seinem unteren Bereich einen sich nach unten hin verjüngenden Trichter 7 auf, der das Schüttgut 3 zu einem unteren Schüttgutauslauf 8 führt. Das aus dem Behälter 4 ausgetragene Schüttgut (Pfeil 9) kann beispielsweise auf einem Förderband 10 aufgebracht (Schüttgut 3′) und zur Weiterverarbeitung ausgetragen werden (Pfeil 11).

In der Fig. 1 ist im unteren Bereich des Behälters 4 ein Zuführrohr 12 für das Rauchgas 2 und im oberen Bereich ein Abführrohr 13 für das behandelte und gereinigte Rauchgas 2′′ dargestellt.

Der in der Fig. 1 dargestellte Wanderbettreaktor 1 hat eine Gesamthöhe von h₁, eine Schüttgutgesamthöhe von h₂ und eine wirksame Trichterhöhe von h₃. Hieraus ergibt sich die restliche Schüttguthöhe h₄ = h₂-h₃ im Behälter 4, der einen Durchmesser D aufweist. Der Öffnungswinkel α des Trichters 7 ist derart in Abhängigkeit des Fließverhaltens des Schüttguts bestimmt, daß sich im gesamten Wanderbettreaktor, d. h. sowohl im oberen Teil des Behälters 4 als auch im Trichterbereich 7 Massenfluß einstellt, d. h. das Schüttgut wandert gleichmäßig in jedem Querschnittsbereich nach unten und bildet keine einzelnen Fließröhren mit darumliegenden Todzonen.

Erfindungsgemäß ist nun der sich nach unten verjüngende Trichter 7 jalousienartig mit sich überlappenden, lamellenförmigen Wandabschnitten 14 ausgebildet, die mit ihren jeweiligen Flächenmittelpunkten 15 auf einer gemeinsamen Verbindungslinie 16 liegen. Die Verbindungslinien 16 bilden die Winkelschenkel des Winkels α. Die einzelnen Wandabschnitte 14 weisen eine Länge s auf, wobei sich diese Wandabschnitte um ca. 1/3 bis zur Hälfte ihrer Länge s überlappen. Der Abstand zwischen jeweils zwei sich überlappenden Wandabschnitten 14 ist mit "t" bezeichnet. Dieser Abstand bildet den wirksamen Querschnitt für den Durchtritt des Rauchgases 2.

Der jalousienartige Trichter 7 bildet deshalb zwischen jeweils zwei benachbarten Wandabschnitten 14 einen Durchlaßquerschnitt 17 mit der Breite t für den Durchtritt des von außen an den Trichter 7 heranströmenden Rauchgases 2. Um das Rauchgas an den Trichter 7 heranzuführen, wird dieses durch das Zuführrohr 12 in einen, den jalousienartigen Trichter 7 umgebenden weiteren Außentrichter 18 geführt (Pfeil 19), so daß das Rauchgas durch sämtliche übereinander angeordnete Durchlaßquerschnitte 17 durch den jalousienartigen Trichter 7 in den inneren Bereich des Trichters eintreten kann. Dieser Rauchgaseintritt ist mit den Pfeilen 20 symbolisch gekennzeichnet. Bereits aus der Fig. 1 wird hierbei ersichtlich, daß die Eintrittspfeile 20 für das in den jalousienartigen Trichter 7 eintretende Rauchgas über den gesamten Querschnitt des Behälters 4 verteilt ist. Dies ist durch die Verlängerung der Pfeile 20 in Form der zusammengefaßten Pfeile 21 dargestellt. Mittels des jalousienartigen Trichters 7 kann deshalb das in den Wanderbettreaktor eintretende Rauchgas 2 über den gesamten Querschnitt verteilt werden, ohne daß es zusätzliche Anströmböden innerhalb des Reaktors bedarf. Als Anströmboden und damit Verteilungsboden dient somit der jalousienartige Trichter 7 selbst.

Anstelle des Außentrichters 18, der den eigentlichen jalousienartigen Massenflußtrichter 7 umgibt, kann auch ein Zylindermantel 18′ den Trichter 7 umgeben. Dies ist in der Fig. 1 gestrichelt angedeutet. Zwischen Außentrichter 18, 18′ und Innentrichter 7 befindet sich im unteren Auslaufbereich 8 ein Ringspalt 64, durch den eventuell beim Füllvorgang des Reaktors in diesen Zwischenraum gelangendes Schüttgut nach unten hin austreten bzw. ablaufen kann.

Das Rauchgas 2 muß dem jalousienartigen Trichter 7 derart zugeführt werden, daß aus jedem Durchlaßquerschnitt 17 etwa die gleiche Rauchgasmenge in das Innere des Schüttgutreaktors eintritt. Hierfür kann sich die Querschnittsbreite t des Durchlaßquerschnitts 17 über die Höhe h₃ des Trichters 7 ändern, d. h. der Strömungsquerschnitt wird so gewählt, daß sich die gewünschte Strömung im Schüttgutreaktor einstellt. Führt man das Rauchgas 2 mit dem Zuführrohr 12 im oberen Bereich des Trichters 7 dem Behälter 4 zu, so muß das Rauchgas nach unten zu den unteren Wandungsabschnitten des Trichters 7 unter gewissem Druckverlust wandern. Demzufolge wären die unteren Durchlaßquerschnitte 17 größer auszuführen als die oberen Durchlaßquerschnitte am jalousienartigen Trichter 7. In der Fig. 1 ist deshalb der untere Durchlaßquerschnitt 17′ mit einer Breite t₁ größer als der obere Durchlaßquerschnitt 17′′ mit einem kleineren Durchlaßquerschnitt t₂.

Das im unteren Bereich des jalousienartigen Trichters in den Schüttgutreaktor eintretende Rauchgas muß auch eine größere Steighöhe innerhalb des Schüttgutreaktors durch das Schüttgut selbst durchwandern, was ebenfalls zu einem zusätzlichen Druckverlust führt. Auch von daher gesehen muß sich der Durchlaßquerschnitt 17 zwischen den Wandabschnitten 14 nach unten hin vergrößern, um den Strömungswiderstand zu verkleinern.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich prinzipiell nicht von dem nach Fig. 1. Zusätzlich zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist innerhalb des Schüttgutreaktors, d. h. innerhalb des Behälters 4, ein zusätzlicher Anströmboden 22 vorhanden, der in seiner Ausgestaltung prinzipiell den Anströmböden in der DE 37 32 576 A1 entspricht. Das diesem zusätzlichen Anströmboden zugeführte Gas 23 strömt in einzelne, dachförmige Verteilerelemente 24 und von dort aus, möglichst gleichmäßig verteilt, in den Reaktorraum (Pfeil 25). Dabei muß der Winkel β so festgelegt werden, daß sich zwischen den dachförmigen Einbauten wiederum ein ungestörter Massenfluß einstellt. Der untere jalousienartige Trichter 7 ist gleich ausgebildet wie zu Fig. 1 beschrieben, d. h. das diesem Trichter zugeführte Rauchgas 2 strömt gleichmäßig entsprechend den Pfeilen 20 im Schüttgutreaktor nach oben.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und Fig. 2 strömt das im Schüttgut 3 behandelte Rauchgas im oberen Bereich des Behälters 4 aus der Oberfläche 26 des Schüttguts heraus (Pfeil 27) und gelangt durch das Abführrohr 13 als behandeltes Rauchgas 2′ nach außen. In Fig. 2 ist zusätzlich eine Staubabscheidervorrichtung 28 nachgeschaltet, die weitere Staubpartikel vom Rauchgas trennt. Das so gereinigte Rauchgas 2′′ gelangt über den Ausgang 29 ins Freie oder in eine weitere Behandlungsstufe. Im unteren Bereich kann eine Rückführeinrichtung 30 oder Entsorgungseinrichtung 30 für die abgeschiedenen Staubpartikel vorgesehen sein.

Gemäß der Darstellung in Fig. 3a sowie 3b können die erfindungsgemäßen Wanderbettreaktoren 1 zu einer kombinierten Anlage zusammengeschaltet sein, wobei der untere Reaktor 32 die erste Reaktionsstufe und der obere Reaktor 33 die zweite Reaktionsstufe in einer Hintereinanderschaltung bildet. So kann das Rauchgas 2 dem unteren jalousienartigen Trichter 7 zugeführt werden und die erste Reaktionsstufe des Wanderbettreaktors 32 durchströmen und an seiner Oberfläche gemäß Pfeil 27 austreten. In Fig. 3a strömt dieses austretende, in der ersten Reaktionsstufe 32 bereits gereinigte Rauchgas 27 direkt nach oben und gelangt zum oberen jalousienartigen Trichter 7′ der zweiten Reaktionsstufe 33. Im Ausführungsbeispiel Fig. 3b ist zwischen der unteren Reaktionsstufe 32 und der oberen Reaktionsstufe 33 eine Trennwand 34 vorhanden, so daß das aus der unteren Reaktionsstufe 32 ausströmende Gas 27 über eine Bypass- Leitung 35 der darüberliegenden Stufe zugeführt werden kann. Der oberen Reaktionsstufe kann dann sowohl im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3a als auch Fig. 3b ein zweites Gas 36 zugeführt werden, welches dann lediglich in der oberen zweiten Reaktionsstufe 33 wirkt. Das Gas 36 muß dann ebenso wie das in der ersten Reaktionsstufe bereits gereinigte Rauchgas 27 den oberen jalousienartigen Trichter 7′ passieren und gelangt in den oberen Schüttgutreaktor der oberen Reaktionsstufe 33. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 3b kann das der oberen Reaktionsstufe 33 zusätzlich zugeführte Gas 36 aufgrund der Trennwand 34 nicht in Kontakt kommen mit der unteren Reaktionsstufe 32.

Beim Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 4 handelt es sich wiederum um zwei übereinander angeordnete jedoch prinzipiell gleich aufgebaute Wanderbettreaktoren 1 die eine Gesamtanlage 37 bilden. Im Gegensatz zur Hintereinanderschaltung der beiden Reaktionsstufen 32, 33 in Fig. 3a, 3b handelt es sich jedoch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 um eine Parallelschaltung dieser übereinander angeordneten Schüttgutreaktoren. Sowohl dem oberen Reaktor 38 als auch dem unteren Reaktor 39 wird über den oberen Einfülltrichter 5 Schüttgut 3 zugeführt, wobei der untere Reaktor 39 dieses Schüttgut über ein Zentralrohr 40 erhält, welches den gesamten oberen Reaktor 38 mittig durchläuft und in den unteren Reaktor 39 mündet. Der obere Reaktor 38 wird durch den das Zentralrohr 40 umgebenden Ringspalt 41 mit Schüttgut 3 versorgt. Sowohl im oberen als auch im unteren Reaktor 38, 39 herrscht Massenfluß für das Schüttgut 3. Das im unteren Bereich des oberen Reaktors 38 ausgetragene Schüttgut 3 gelangt nach Durchlaufen des jalousienartigen Trichters 7 in einen zylinderförmigen Abzugsraum 42, der in ein weiteres Zentralrohr 43 mündet, welches den unteren Reaktor 39 mittig durchsetzt. Das Schüttgut des oberen Reaktors 38 durchströmt deshalb lediglich diesen Reaktor und anschließend das Zentralrohr 43, während das Schüttgut des unteren Reaktors 39 ebenfalls lediglich diesen Reaktor durchströmt, da es durch das Zentralrohr 40 diesem zugeführt wird.

Um im zylinderförmigen Abzugsraum 42 mit einem trichterförmigen unteren Ansatz 44 ebenfalls Massenfluß des Schüttguts 3 beim Ausfluß aus dem oberen Reaktor 38 zu gewährleisten, wird dieser Ausfluß symmetrisch nach unten in das Zentralrohr 43 geführt. Hierführ weist das den oberen Reaktor 38 an sich symmetrisch durchsetzende Zentralrohr 40 in diesem Bereich einen Knick 45 auf, der in einen Ringspalt 46 mündet. Im unteren Bereich des unteren Reaktors 39 tritt das Schüttgut des oberen Reaktors 38 durch das Zentralrohr 43 aus (Pfeil 47), während das Schüttgut aus dem unteren Reaktor 39 über den das Zentralrohr 43 umgebenden Ringspalt 48 austritt (Pfeil 49). Das Schüttgut wird deshalb getrennt im oberen und im unteren Reaktor 38, 39 geführt. In beiden Reaktoren herrscht Massenfluß.

Das der Anlage 37 zuströmende Rauchgas 2 wird in eine Abzweigung 50 in einen Teilstrom 51 sowie einen Teilstrom 52 aufgeteilt und über einstellbare Drosselklappen 53 sowohl dem unteren Reaktor 39 als auch dem oberen Reaktor 38 zugeführt. Die Zuführung geschieht dabei wiederum nach Art der in Fig. 1 beschriebenen Anlage, d. h. über einen jalousienartigen Trichter 7. Die übereinander angeordneten Reaktoren werden demnach parallel betrieben, wobei das im Reaktor 38, 39 jeweils behandelte Rauchgas 2′ im oberen Bereich jeweils einem Abführrohr 13 zugeführt wird. Dieses gereinigte Rauchgas wird dann einer gemeinsamen Abführleitung 53 zugeführt.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 sind die in Fig. 4 übereinander angeordneten, jedoch parallel betriebenen Reaktoren in einer Vielzahl nebeneinander geschaltet um eine Gesamtanlage 54 zu bilden. Dabei sind jeweils zwei übereinander angeordnete Reaktoren derart geschaltet, wie dies zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 beschrieben ist. Demzufolge wird jedem oberen Reaktor 38 mittels einer für jeden oberen 38 und unteren 39 Reaktor gemeinsamen Zuführleitung 55 Schüttgut aus einem gemeinsamen Schüttgutbehälter 56 zugeführt, welches jeweils nur einen der beiden Reaktoren 38, 39 durchläuft und gemeinsam an der unteren Austragsöffnung 57 auf einem Förderband 58 abgezogen wird. Wie zu Fig. 4 beschrieben, wird das zu behandelnde Rauchgas 2 an einer Abzweigung 50 in einen unteren Teilstrom 51 und einen oberen Teilstrom 52 aufgetrennt, der gemäß Anlage nach Fig. 5 wiederum in einer unteren Abzweigung 59 sowie einer oberen Abzweigung 60 in weitere Teilströme 61, 62 aufgeteilt wird. Diese Teilströme 61, 62 gelangen dann zu den jeweiligen jalousienartigen Trichtern 7 jedes einzelnen Wanderbettreaktors. Das zu reinigende Gas durchströmt demnach nur einen einzigen Wanderbettreaktor und gelangt am jeweiligen oberen Ende in das Abführrohr 13 und von dort aus über eine Ableitung 63 zu einer gemeinsamen Abführleitung 53.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 handelt es sich deshalb um parallelgeschaltete sowohl übereinander als auch nebeneinander angeordnete Wanderbettreaktoren.

Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt auch vielmehr alle fachmännischen Weiterbildungen ohne eigenen erfinderischen Gehalt.

Claims (9)

1. Wanderbettreaktor zur Behandlung von Fluiden, insbesondere von Rauchgasen aus Kraftwerksbetrieben oder dgl., mittels eines Schüttguts im Gegenstromverfahren, wobei das Schüttgut von oben nach unten wandert und das Fluid, insbesondere Rauchgas kontinuierlich von unten nach oben strömt, mit einem zylindrischen oder prismatischen Behälter für das Schüttgut, der in seinem unteren Bereich einen sich nach unten verjüngenden Trichter aufweist, wobei das Schüttgut im Behälter sowie im Trichter in jedem Querschnitt gleichmäßig nach unten sinkt (Massenfluß) und mit einem im unteren Bereich des Behälters angeordneten Anströmboden zur gleichmäßigen Verteilung des Fluids bzw. Rauchgases über den Behälterquerschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß der sich verjüngende Trichter (7) aus jalousienartig sich überlappenden Wandabschnitten (14) besteht, die einen Durchlaßquerschnitt (17) bzw. Durchlaßöffnungen (17) für das Fluid bzw. Rauchgas bilden, wobei der Neigungswinkel (α) des jalousienartigen Trichters (7) derart ausgebildet ist, daß sich Massenfluß des Schüttguts (3) innerhalb des gesamten Wanderbettreaktors einstellt und daß die Durchlaßquerschnitte (17) zwischen den Wandabschnitten (14) des jalousienartigen Trichters (7) derart ausgebildet sind, daß das von außen radial an den jalousienartigen Trichter (7) herangeführte Fluid/Rauchgas über den Behälterquerschnitt gleichmäßig den Wanderbettreaktor (1) durchsetzt.

2. Reaktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzbreite (t) des Durchlaßquerschnitts (17) des jalousienartigen Trichters (7) über die Höhe (h₃) des Trichters variabel und je nach Anströmung des Fluids bzw. Rauchgases derart ausgebildet ist, daß sich eine über den Trichterquerschnitt gleichmäßige Fluidverteilung ergibt.

3. Reaktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der jalousienartige Trichter (7) von einem weiteren geschlossenen Behältertrichter (18) umgeben ist, der einen größeren Öffnungswinkel und eine geringere axiale Höhe (h₅) aufweist, als der jalousienartige Trichter (7), wobei vorzugsweise zwischen Außentrichter (18) und Innentrichter (7) ein Ringspalt (64) im unteren Auslaufbereich (8) vorgesehen ist.

4. Reaktor nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fluidzuführrohr (12) im oberen Bereich des jalousienartigen Trichters (7) in den Behälter (4) einmündet, wobei der Durchlaßquerschnitt (17) zwischen den Wandabschnitten (14) des jalousienartigen Trichters (7) von oben nach unten hin zunimmt (t₁ < t₂).

5. Wanderbettreaktor insbesondere zur Behandlung von Rauchgasen aus Kraftwerksbetrieben oder dgl. nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der jalousienartige Trichter (7) den ersten Anströmboden für das Rauchgas (2) bildet und daß oberhalb des jalousienartigen Trichters (7) ein weiterer Anströmboden (22) zur Zuführung eines weiteren Gases (23), z. B. Ammoniak, vorgesehen ist.

6. Wanderbettreaktor insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Wanderbettreaktoren (1) mit jeweiligem Jalousientrichter (7) übereinander angeordnet sind, wobei der Schüttgutstrom des Schüttguts (3) in Reihenschaltung (Fig. 3) oder in Parallelschaltung (Fig. 4, 5) durch die Behälter geleitet ist.

7. Reaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Reihenschaltung des Schüttgutstromes (3) die Rauchgasbehandlung zweistufig erfolgt, wobei das Rauchgas (2) zunächst einer unteren ersten Reaktionsstufe (32) über den unteren ersten jalousienartigen Trichter (7) des ersten Behälters und danach einer oberen zweiten Reaktionsstufe (33) über einen oberen jalousienartigen, trichterförmigen Anströmboden (7′) des oberen zweiten Behälters zuführbar ist und wobei dem oberen zweiten Reaktionsbehälter (33) über den zweiten oberen jalousienartigen Trichter (7′) ein weiteres Gas (36) zuführbar ist.

8. Reaktor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Parallelschaltung übereinander angeordneter Wanderbettreaktoren (38, 39) das Schüttgut (3) dem unteren Reaktor (39) über ein Zentralrohr (40) im oberen Reaktor (38) zuführbar ist und daß das aus dem oberen Reaktor (38) abgezogene Schüttgut über ein Zentralrohr (43) durch den unteren Reaktor (39) gemeinsam mit dem Schüttgut aus dem unteren Reaktor (39) an dessen unterem Bereich abführbar ist.

9. Wanderbettreaktor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von übereinander angeordneten, parallelgeschalteten Wanderbettreaktoren (38, 39) nebeneinander angeordnet sind und gemeinsam in einer Parallelschaltung mit Schüttgut beaufschlagbar (Leitungen 55) und vom Schüttgut entsorgbar (Austrag 57) sind, wobei der obere und der untere Behälter (38, 39) jeweils mit gleichem Rauchgas in einer Parallelschaltung beaufschlagbar ist.