DE4342162C1

DE4342162C1 - Waschturm für Rauchgasentschwefelungsanlagen und Verfahren zur Rauchgaswäsche

Info

Publication number: DE4342162C1
Application number: DE19934342162
Authority: DE
Inventors: Theo Dipl Phys Risse; Karl-Rudolf Dipl Ing Hegemann
Original assignee: Gottfried Bischoff Bau Kompl Gasreinigungs und Wasserrueckkehlanlagen GmbH and Co KG
Current assignee: Lentjes Bischoff GmbH
Priority date: 1993-12-10
Filing date: 1993-12-10
Publication date: 1995-03-30
Anticipated expiration: 2013-12-11
Also published as: DE4342162C2

Description

Die Erfindung betrifft einen Waschturm für Rauchgasentschwe felungsanlagen, mit Waschlfüssigkeitssumpf, Absorptionszone mit unterem Rauchgaseintritt und oberem Rauchgasaustritt, einer Mehrzahl von Sprühdüsen für die Zuführung von Wasch flüssigkeit und Tropfenabscheider vor dem Rauchgasaustritt, wobei die Sprühdüsen im oberen Bereich der Absorptionszone angeordnet sind.

Ein solcher Waschturm ist beispielsweise aus DE 32 18 470 A1 bekannt. Der von unten nach oben den Waschturm durch strömende Rauchgasstrom wird im Gegenstrom mit Waschflüssig keit beaufschlagt. Die Sprühdüsen für die Zerstäubung der Waschflüssigkeit sind unterhalb des Tropfenabschneiders in zumeist mehreren Düsenebenen angeordnet und sprühen gegen die Strömungsrichtung des Rauchgases nach unten. Einerseits wird eine möglichst große Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases im Waschturm angestrebt, denn generell gilt, daß mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases der Materialaufwand für den Waschturm abnimmt. Andererseits nimmt mit zunehmender Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgas stromes der Druckverlust bei der Durchströmung der Absorp tionszone beachtlich zu. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen werden Waschtürme für Rauchgasentschwefelungsanlagen mit einer Rauchgasgeschwindigkeit von weniger als 3, 5 m/sec betrieben.

Aus DE 36 03 366 C2 ist ein Waschturm mit oberem Rauchgas eintritt und unterem Rauchgasaustritt bekannt, wobei im oberen Bereich der Absorptionszone im Gegenstrom nach oben sprühende Sprühdüsen angeordnet sind. Der Strömungsdruckver lust ist auch hier groß.

Es ist ferner bekannt, die Waschflüssigkeit im Gleichstrom mit dem Rauchgas in dieses einzudüsen. Dabei ist der Rauch gaseintritt stets im oberen Bereich des Waschturms vorge sehen und der Rauchgasaustritt im unteren Bereich ange ordnet (US 4 618 482). Der Waschturm arbeitet hier als Gleichstromwäscher.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Druckverlust des Rauchgases bei der Durchströmung eines Waschturmes der eingangs beschriebenen Art zu reduzieren. Im Ergebnis soll auch erreicht werden, daß der Waschturm mit höherer Gasströ mungsgeschwindigkeit betrieben werden kann und aufgrund eines guten Stoffaustausches in der Absorptionszone weiter hin eine wirksame Schadstoffauswaschung ermöglicht.

Die Aufgabe wird bei einem Waschturm mit den eingangs be schriebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sprühdüsen nach oben sprühend derart angeordnet sind, daß die aus den in Strömungsrichtung des Rauchgases gerich teten Sprühstrahlen erzeugten Flüssigkeitstropfen vor Erreichen des Tropfenabscheiders ihre Bewegungsrichtung um kehren. - Die Bewegungsenergie der mit hoher Geschwindigkeit aus den Sprühdüsen austretenden Sprühstrahlen überträgt sich auf das Rauchgas, welches infolge einer Schleppwirkung durch innere Reibung mitgerissen wird. Die Sprühstrahlen tragen als Treibmittel zur Förderung des Rauchgases bei, wodurch der zwischen Rauchgaseintritt und Rauchgasaustritt gemessene Druckverlust reduziert wird. Gleichzeitig nimmt die Verweil zeit der Flüssigkeitstropfen in der Absorptionszone zu, da die Flüssigkeitstropfen zunächst in Richtung auf den Rauchgasaustritt bewegt werden, bevor sie aufgrund innerer Reibung im Rauchgas abgebremst werden, ihre Bewegungsrich tung umkehren und mit stationärer Sinkgeschwindigkeit im Gegenstrom die Absorptionszone durchwandern.

Die beschriebene Wirkung der Sprühstrahlen als Treibmittel ist besonders ausgeprägt, wenn die Sprühdüsen gleichmäßig über den Waschturmquerschnitt verteilt angeordnet sind. Nach bevorzugter Ausführung der Erfindung sind die Sprühdüsen oberseitig an einem den Waschturmquerschnitt durchsetzenden horizontalen Rost aus waschflüssigkeitsführenden Rohren an geordnet. Eine weitere Verbesserung ist dadurch erreichbar, daß die Sprühdüsen in mehreren Düsenebenen angeordnet sind.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Rauch gaswäsche in einem Waschturm, der einen Waschflüssigkeits sumpf, eine Absorptionszone mit unterem Rauchgaseintritt und oberem Rauchgasaustritt, eine Mehrzahl von Sprühdüsen für die Zuführung von Waschflüssigkeit im oberen Bereich der Absorptionszone und Tropfenabscheider vor dem Rauchgasaus tritt aufweist, wobei das Rauchgas die Absorptionszone mit einer Strömungsgeschwindigkeit von mehr als 4 m/sec von unten nach oben durchströmt und wobei die Waschflüssigkeit in Strömungsrichtung des Rauchgases in den Rauchgasstrom derart eingesprüht wird, daß die Flüssigkeitstropfen im Rauchgasstrom abgebremst werden, vor Erreichung des Tropfen abscheiders ihre Bewegungsrichtung umkehren und im Gegen strom zu dem Rauchgas durch die Absorptionszone in den Waschflüssigkeitssumpf gelangen. Durch die hohe Gasströ mungsgeschwindigkeit resultiert in der Absorptionszone ein guter Stoffaustausch, und zwar bei großer Verweilzeit der Flüssigkeitstropfen, die zunächst in Strömungsrichtung des Rauchgasstromes und anschließend im Gegenstrom dazu durch die Absorptionszone bewegt werden. Die bereits erläuterte Treibmittelwirkung der Sprühstrahlen wirkt sich druckverlust mindernd aus. Im Ergebnis schafft das erfindungsgemäße Ver fahren die strömungstechnischen Voraussetzungen für eine sehr wirksame Schadstoffauswaschung aus dem Rauchgas.

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

Fig. 1 den Längsschnitt durch einen Waschturm für eine Rauchgasentschwefelungsanlage,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Waschturm entlang der Schnittebene A-B in Fig. 1,

Fig. 3 den Längsschnitt C-D in Fig. 2.

Der in den Figuren dargestellte Waschturm ist für Rauchgas entschwefelungsanlagen bestimmt und weist in an sich be kannter Weise einen Waschflüssigkeitssumpf 1, eine Ab sorptionszone 2 mit unterem Rauchgaseintritt 3 und oberem Rauchgasaustritt 4, eine Mehrzahl von Sprühdüsen 5 für die Zuführung von Waschflüssigkeit und Tropfenabscheider 6 vor dem Rauchgasaustritt 4 auf. Eine Rückführleitung 7 mit Umwälzpumpe 8 verbindet den Waschflüssigkeitssumpf 1 mit den in mehreren Düsenebenen angeordneten Sprühdüsen 5. Der Waschflüssigkeitssumpf 1 wird in an sich bekannter Weise mit Luft/Sauerstoff begast, wobei die Sauerstoffzuführeinrich tungen 8 eine obere Oxidationszone 10 und eine untere Reaktionszone 11 trennen. Der Reaktionszone 11 werden Reaktionsmittel, z. B. in Form von Kalkmilch, zugeführt. Aus der Reaktionszone wird ferner ein Teilstrom abgezogen und eingedickt.

Die Sprühdüsen 5 sind im oberen Bereich der Absorptionszone 2 angeordnet. Alle Spühdüsen sprühen ausschließlich nach oben und erzeugen in Strömungsrichtung des Rauchgases gerichtete Sprühstrahlen 12 aus Flüssigkeitstropfen (Fig. 1 und 3). Die mit hoher Strömungsgeschwindigkeit aus den Sprühdüsen 5 austretenden Flüssigkeitstropfen werden im Rauchgasstrom abgebremst und kehren vor Erreichen des Tropfenabscheiders ihre Bewegungsrichtung um. Im Gegenstrom zu dem Rauchgas wandern die Flüssigkeitstropfen durch die Absorptionszone 2 und gelangen in den Waschflüssigkeits sumpf 1.

Einer vergleichenden Betrachtung der Fig. 2 und 3 entnimmt man, daß die Sprühdüsen 5 oberseitig an einem den Waschturm querschnitt durchsetzenden horizontalen Rost 13 aus wasch flüssigkeitsführenden Rohren 14 angeordnet sind. Die Rohre 14 mit ihren zugeordneten Sprühdüsen 5 bilden mehrere Düsen ebenen.

Das Rauchgas durchströmt die Absorptionszone 2 von unten nach oben mit einer Strömungsgeschwindigkeit von mindestens 4 m/sec. Vorzugsweise wird mit einer Strömungsgeschwindig keit von mehr als 4,5 m/sec gearbeitet.

Claims

1. Waschturm für Rauchgasentschwefelungsanlagen, mit
Waschflüssigkeitssumpf,
Absorptionszone mit unterem Rauchgaseintritt und oberem Rauchgasaustritt,
einer Mehrzahl von Sprühdüsen für die Zuführung von Waschflüssigkeit und
Tropfenabscheider vor dem Rauchgasaustritt,
wobei die Sprühdüsen im oberen Bereich der Absorptionszone angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen (5) nach oben sprühend derart angeordnet sind, daß die aus den in Strömungsrichtung des Rauchgases gerichteten Sprüh strahlen (12) erzeugten Flüssigkeitstropfen vor Er reichen des Tropfenabscheiders (6) ihre Bewegungsrichtung umkehren.

2. Waschturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen (5) oberseitig an einem den Waschturmquer schnitt durchsetzenden horizontalen Rost (13) aus wasch flüssigkeitsführenden Rohren (14) angeordnet sind.

3. Waschturm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen (5) in mehreren Düsenebenen angeordnet sind.

4. Verfahren zur Rauchgaswäsche in einem Waschturm, der einen Waschflüssigkeitssumpf (1), eine Absorptionszone (2) mit unterem Rauchgaseintritt (3) und oberem Rauchgasaustritt (4), eine Mehrzahl von Sprühdüsen (5) für die Zuführung von Waschflüssigkeit im oberen Bereich der Absorptionszone (2) und Tropfenabscheider (6) vor dem Rauchgasaustritt (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Rauchgas die Absorptionszone mit einer Strömungs geschwindigkeit von mehr als 4 m/sec von unten nach oben durchströmt und daß die Waschflüssigkeit in Strömungs richtung des Rauchgases in den Rauchgasstrom derart eingesprüht wird, daß die Flüssigkeitstropfen im Rauchgasstrom abge bremst werden, vor Erreichen des Tropfenabscheiders ihre Bewegungsrichtung umkehren und im Gegenstrom zu dem Rauchgas durch die Absorptionszone in den Waschflüssigkeitssumpf gelangen.