DE4115354C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Adsorption bzw. Chemiesorption von gasförmigen Bestandteilen aus einem Gasstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Adsorption oder Chemiesorption von gasförmigen Stoffen aus ei­ nem Rohgasstrom durch Zugabe von trockenen Adsorbentien oder von Adsorbentien gegebenenfalls mit Eigenschaften, die eine chemische Reaktion mit den adsorbierten Gaskomponenten bewir­ ken, wobei das Rohgas und das frische Adsorbens einer Abschei­ deanlage mit einem oder mehreren als Schlauchfilter ausgebilde­ ten Gewebefilterkammern zugeführt wird, in denen eine Staubrück­ führung mit einer Rezirkulation des 20- bis 80fachen des einge­ setzten Frischadsorbens erfolgt und im Schlauchfilter ein Teil des Gases mit einer Düse in Zirkulation gehalten wird und da­ bei abgeschiedener Staub nach seiner Abreinigung an der Re­ zirkulation teilnimmt.

Mit einem derartigen Verfahren soll mit möglichst geringem In­ vestitionsaufwand und unter Vermeidung komplizierter und auf­ wendiger Einrichtungen für die Staubrückführung der Ausnutzungs­ grad für das Adsorbens bei Trockenverfahren erhöht werden. Die­ ses Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens sind beschrieben in der DE-PS 38 01 913 und der DE-OS 38 06 882. Sie dienen der Adsorption bzw. Chemiesorption von gasförmigen Stoffen aus einem Gasstrom. Ein wesentliches Ver­ fahrensmerkmal ist die Staubrückführung innerhalb eines Gewebe­ filters, die dadurch erreicht wird, daß im Unterteil des Ge­ webefilters eine Kombination bestehend aus Düse und Staubfüh­ rungsblechen angeordnet ist, wodurch sowohl eine veränderbare Gasrückführung als auch eine in weiten Grenzen veränderbare Staubrückführung bewirkt wird.

Die Nachteile, sowohl des Verfahrens als auch der Vorrichtung, sind in einem zu geringen Neigungswinkel der Staubschurren oder bei Vermeidung dieses Nachteils in zu großer Bauhöhe der Ge­ samtanlage zu sehen.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wurde bereits vorgeschlagen (P 40 29 395.5-43), zur Austragung der Reaktionsprodukte mehrere Gewebefilterkammern vorzusehen und abwechselnd eine dieser Kam­ mern im Off-Line-Betrieb abzureinigen und gleichzeitig mindes­ tens eine Gewebefilterkammer im On-Line-Betrieb zu fahren.

Die Vermeidung der vorerwähnten Nachteile gelang jedoch nur unter Inkaufnahme der Notwendigkeit, das Verfahren intermittierend be­ treiben zu müssen. Diese Fahrweise führt nicht nur zu einer zu­ sätzlichen Filterkammer, sondern auch zu dem Zwang, die Abreini­ gungsfrequenz auf ein Vielfaches zu steigern, wobei zur Schonung der Schläuche und zur Minimierung des Preßluftverbrauchs in Ver­ suchen die optimale Intensität des Abreinigungsstoßes ermittelt werden muß. Dies wiederum beeinflußt die Schichtdicke auf den Schläuchen und damit die Austauschoberfläche des an den Schläu­ chen angelagerten Staubes im Hinblick auf die Adsorptionsfähig­ keit des Systems. Auch der zur Steuerung des Abreinigungsvor­ ganges benutzte Druckverlustanstieg wird dadurch beeinflußt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Investitionsaufwand zu verringern und unter Vermeidung komplizierter und aufwendi­ ger Einrichtungen für die Staubrückführung den Ausnutzungs­ grad für das Adsorbens bei Trockenverfahren in kontinuierlichem Betrieb und bei geringer Bauhöhe der Gesamtanlage deutlich zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die herabfallenden Re­ aktionsprodukte zuerst einem oberhalb der Düse angeordneten Staubaustragsorgan teilweise oder insgesamt zugeführt werden, und daß der Überlauf des Staubaustragsorganes zur Düse gelangt und von dem aus der Düse austretenden Gasstrahl erfaßt und in den Gasstrom zurückgeführt werden. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens wird darin gesehen, daß am unteren Ende des Staubsammelbunkers eine oder mehrere Fangtaschen vorgesehen sind, die jeweils in einem parallel zu einer Schlitzdüse verlaufenden Trog mit Schnecke enden, die mit einem drehzahlgeregelten Antrieb versehen und die Drehrichtung der Schnecke derart gewählt ist, daß sie auf der Oberseite der Schnecke zur Düse hin erfolgt.

Mit dieser Maßnahme wird der herabfallende Staub, soweit er drehzahlbedingt nicht ausgetragen wird, im Überlauf der gefüllten Schnecke zur Düse hin gefördert und von dem austretenden Gasstrahl erfaßt und zurückgeführt. Dadurch entsteht im Unterteil des Bun­ kers ein quasi horizontales Flächenelement, auf welchem der Staub nicht liegen bleibt, sondern durch die Drehung der Schnecke zur Düse hin gefördert wird.

Die Bewegung der Schnecke bewirkt sowohl die Auflockerung der Schicht als auch deren Transport. Damit ist ein kontinuierlicher Betrieb sichergestellt. Auch wird die durch den Off-Line-Betrieb erforderliche zusätzliche Kammer entbehrlich, wodurch Investitions­ aufwand und Platzbedarf verringert werden und gleichzeitig häufige Schaltvorgänge der Gasklappen entfallen.

Die Schneckendrehzahl wird in Abhängigkeit eines Betriebspara­ meters geregelt. Auch können mehrere Betriebsparameter gleich­ zeitig in Kombination zur Regelung eingesetzt werden. Als Be­ triebsparameter kann der Druckverlust in einer oder der Volumen­ strom zu einer Filterkammer verwendet werden. Auch kann der Roh­ gasstaubgehalt als Betriebsparamenter zusätzlich genutzt werden, wobei der Staubgehalt vor Eintritt des Rohgases in die Filterein­ richtung gemessen wird. Die Regelung der Schneckendrehzahl erfolgt über eine im System vorhandene speicherprogrammierbare Steuerung.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Filterein­ richtung;

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie A-B in Fig. 1.

Mit 1 ist ein als Schlauchfilter dargestelltes Gewebefilter be­ zeichnet. Das Schlauchfilter besteht aus einem rechteckigen Ge­ häuse 2 mit einem oberen Boden 3, in den die Filterschläuche 8 eingehängt sind. Innerhalb einer Gesamtfilteranlage werden die Gehäuse 2 auch als Kammern bezeichnet. Oberhalb des Bodens 3 ist eine Reingaskammer 4 mit einem Reingaskanal 5 mit Klappe 14 vorgesehen, aus dem das Reingas austritt. Am unteren Ende ist ein Staubsammelbunker 6 vorgesehen. Die Filterschläuche 8 sind um einen zentralen Freiraum 9 angeordnet, in dem sich ein rechteckiger Fangschacht 7 befindet. Dieser ist mit seinem obe­ ren Ende 10 mit einem bestimmten Abstand zum oberen Filterboden 3 angeordnet. Am unteren Ende des Staubsammelbunkers 6 ist eine Düse 11 vorgesehen. Das Rohgas mit dem darin befindlichen Ad­ sorbens gelangt über die Düse 11 und den Fangschacht 7 in den oberen Bereich der Filterschläuche 8. Das zu reinigende Gas wird durch die Filterschläuche 8 hindurchgeführt und so vom Staub weitgehend befreit. Dabei bildet sich auf der Oberfläche der Schläuche 8 eine Staubschicht wachsender Dicke, die nach den bekannten Methoden in bestimmten Zeitabständen abgereinigt wird. Das von Staub und Schadstoffen weitgehend befreite Rein­ gas verläßt das Filter 1 über die Reingaskammer 4 und den Rein­ gaskanal 5. Die für den Prozeß erforderliche Menge an fri­ schem Adsorbens wird unmittelbar vor Eintritt in die Filterkam­ mer durch geeignete Vorrichtungen, z. B. Leitung 16, dem Rohgas­ strom zugemischt. Es ist denkbar, das Adsorbens an anderer ge­ eigneter Stelle dem System zuzuführen, z. B. hinter der Düse 11. Aus dem mit Klappe 15 versehenen Rohgaskanal 12, der sich in Strömungsrichtung verjüngen kann, tritt das staubbeladene Rohgas nach oben in die Düse 11. Der bei der Abreinigung der Schläuche 8 nach unten fallende Staub wird zu einem Teil vom rückgeführten Gasstrom mitgenommen.

Damit der an der Wand des Staubsammelbunkers 6 abfließende Staub von der Düse 11 erfaßt und zurückgeführt werden kann, ist diese mit dem Staubsammelbunker 6 fest verbunden. Der mit der Düse 11 fest verbundene Rohgaskanal 12 ist am unteren Ende mit einem Aus­ tragsorgan 13 (z. B. Zellenradschleuse) versehen, um bei einem eventuellen Störfall genutzt zu werden. In diesem Falle muß der Gasstrom zu der Kammer durch die Klappe 15 unterbrochen werden, so daß die Filterschläuche 8 komplett abgereinigt werden müssen.

Zum besseren Austrag des Staubes können die Enden des Staubsam­ melbunkers 6 mit Belüftungswänden (nicht dargestellt) oder Klopf- bzw. Vibrationsvorrichtungen 17 ausgerüstet sein. Eine weitere Einrichtung zum besseren Staubaustrag wird in einer Belüftungs­ leitung 18 mit Ventil 19 gesehen, womit der Staub im unteren Teil der Leitung 12 aufgelockert und damit fließfähiger gemacht werden kann. Die Rohgasklappe 15 kann als Einzel- oder als Doppel­ klappe ohne oder mit Sperrluftzufuhr 20 ausgebildet sein.

Erfindungsgemäß ist das untere Ende des Staubsammelbunkers 6 mit einer Fangtasche 21 versehen, die in einen parallel zu der Schlitzdüse 11 verlaufenden Trog 22 mit Schnecke 23 endet. Am austrittsseitigen Ende ist der Trog 22 mit einem Austragsorgan 24 versehen, das für einen luftdichten Abschluß als Zellenrad­ schleuse ausgebildet sein kann. Am anderen Ende des Troges 22 ist der regelbare Schneckenantrieb 25 vorgesehen.

Im Ausführungsbeispiel ist nur ein Trog 22 mit Schnecke 23 dargestellt. Es gehört zum Wesen der Erfindung, gegebenenfalls auf der gegenüberliegenden Seite der Düse 11 einen zweiten Trog mit Schnecke anzuordnen.

Claims (6)

1. Verfahren zur Adsorption oder Chemiesorption von gasförmigen Stoffen aus einem Rohgasstrom durch Zugabe von trockenen Ad­ sorbentien oder von Adsorbentien gegebenenfalls mit Eigen­ schaften, die eine chemische Reaktion mit den adsorbierten Gaskomponenten bewirken, wobei das Rohgas und das frische Adsorbens über eine Düse in den unteren Bereich einer Abscheideranlage mit einem oder mehreren als Schlauchfilter ausgebildeten Gewebefilterkammern zuge­ führt wird, in denen eine Staubrückführung mit einer Re­ zirkulation des 20- bis 80fachen des eingesetzten Frischad­ sorbens erfolgt und im Schlauchfilter ein Teil des Gases mittels einer Düse in Zirkulation gehalten wird und dabei abgeschiedener Staub nach seiner Abreinigung an der Rezirku­ lation teilnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die herabfallen­ den Reaktionsprodukte zuerst einem oberhalb der Düse ange­ ordneten Staubaustragsorgan teilweise oder insgesamt zuge­ führt werden und daß der Überlauf des Staubaustragsorgan zur Düse gelangt und von dem aus der Düse austretenden Gasstrahl erfaßt und in den Gasstrom zurückgeführt werden.

2. Abscheideranlage mit einem oder mehreren als Schlauchfilter ausgebildeten Gewebefilterklammern zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, enthaltend ein rechteckiges Gehäuse (2) mit einem oberen Boden (3), in den die um einen zentralen, einen rechteckigen Fangschacht (7) enthaltenden Freiraum (9) angeordneten Filterschläuche (8) eingehängt sind, eine Reingaskammer (4) mit einem Reingaskanal (5) oberhalb des Bodens, einen unteren Staubsammelbunker (6), der über eine Schlitzdüse (11) an seinem unteren Ende mit dem Rohgaskanal (12) verbunden ist, in dem ein Austragsorgan (13) und eine Additivzuleitung (16) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Staubsammel­ bunkers (6) eine Fangtasche (21) vorgesehen ist, die in ei­ nen parallel zu einer Schlitzdüse (11) verlaufenden Trog (22) mit Schnecke (23) endet, die mit einem drehzahlregelbaren An­ trieb (25) versehen und die Drehrichtung der Schnecke (23) derart gewählt ist, daß sie auf der Oberseite der Schnecke (23) zur Düse (11) hin erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beid­ seitig zur Schlitzdüse (11) jeweils ein Trog (22) mit Schnecke (23) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schnecke (23) mit ihrem oberen Durchmesserbereich in Höhe des oberen Endes der Schlitzdüse (11) verläuft.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß der Trog (22) für die Schnecke (23) gasdicht ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, durch einen betriebsinternen Rechner, über den die Schneckendrehzahl in Abhängigkeit eines Betriebs­ parameters oder mehrerer Betriebsparameter in Kombination regelbar ist.