DE60020938T2 - Abgaskühlungssystem - Google Patents

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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Description

  • Diese Erfindung bezieht sich auf ein Abgas-Kühlsystem. Das Abgas, das von der Verbrennung in einem in einer Energieerzeugungsinstallation wie z.B. einem Wärmekraftwerk enthaltenen Heizkessel ausgestoßen wird, enthält eine große Menge an Kohlendioxid. Dieses Kohlendioxid führt bekannterweise zu einem Treibhauseffekt, der ein globales Erwärmungsphänomen bewirkt, und folglich sind Forschungsarbeiten hinsichtlich Gegenmaßnahmen gegen die Erzeugung von Kohlendioxid ein zurzeit dringliches internationales Problem im Hinblick auf die Bewahrung der globalen Umwelt. Unter diesen Umständen wird ein Verfahren intensiv untersucht, Kohlendioxid aus Abgas durch Kontaktnahme des Abgases mit einem Absorbiermittel, wie z.B. einer wässrigen Lösung von Alkanolanin, zu entfernen und zurückzugewinnen, sowie ein Verfahren zum Reservieren des so zurückgewonnenen Kohlendioxids, ohne ein Ablassen des Kohlendioxids in die (umgebende) Luftatmosphäre zu gestatten.
  • Da jedoch das aus der Verbrennung in einem Heizkessel erzeugte Abgas eine hohe Temperatur aufweist (beispielsweise etwa 190°C), ist es unmöglich, das Abgas in direktem Kontakt mit der vorgenannten wässrigen Lösung von Alkanolanin zu bringen. Daher wird bei der Absorption und der Rückgewinnung des Abgases dieses nun auf etwa 40°C vorgekühlt, bevor das Abgas in die wässrige Lösung von Alkanolanin eingeleitet wird.
  • Bisher ist ein in 3 dargestellter Apparat als Kühlsystem zum Kühlen des Abgases bekannt. Gemäß diesem Kühlsystem von Abgas hat ein Abgas-Behandlungsturm 103 eine Abgaseinlassöffnung 101 an seinem unteren Abschnitt und eine Abgasauslassleitung 102 an seinem oberen Abschnitt. Ein Sprühelement 104 zum Sprühen von gekühltem Wasser ist an einem oberen Abschnitt des Innenraums des Behandlungsturms 103 vorgesehen. Ein Zirkulationsdurchgang 105 ist derart vorgesehen, dass ein Ende desselben mit einer unteren Seitenwand des Behandlungsturms 103 verbunden ist, während sein anderes Ende mit dem Sprühelement 104 verbunden ist. Eine erste Pumpe 106 ist auf halbem Weg des Zirkulationsdurchgangs 105 vorgesehen, der in der Umgebung einer Abgas-Behandlungswasser-Austragsöffnung des Behandlungsturms 103 gelegen ist. Ein Wärmetauscher 107 zum Kühlen des Abgas-Behandlungswassers ist auf halbem Weg des Zirkulationsdurchgangs 105 vorgesehen.
  • Ein Kühlturm 109, der an einem oberen Abschnitt desselben mit einem Gebläse 108 zum Erzeugen des Kühlwassers durch Nutzung der Verdampfungswärme von Wasser versehen ist, ist nahe dem Abgas-Behandlungsturm 103 angeordnet. Ein Sprühelement 110 zum Sprühen gekühlten Wassers ist an einem oberen Abschnitt des Innenraums des Kühlturms 109 vorgesehen. Ein Kühlwasser-Zirkulationsdurchgang 111 ist derart vorgesehen, dass ein Ende desselben mit einer unteren Seitenwand des Kühlturms 109 verbunden ist, während sein anderes Ende über den Wärmetauscher 107 mit dem Kühlwasser-Sprühelement 110 verbunden ist. Der Kühlwasser-Zirkulationsdurchgang 111 ist so gestaltet, dass er Kühlwasser von einer unteren Seitenwand des Kühlturms 109 über den Wärmetauscher 107 zu dem Kühlwasser-Sprühelement 110 hin zirkulieren lässt.
  • Eine zweite Pumpe 112 ist auf halbem Weg des Kühlwasser-Zirkulationsdurchgangs 111 vorgesehen, der sich in der Nachbarschaft des Kühlturms 109 befindet. Ein Zuführdurchgang 113 ist mit einer unteren Seitenwand des Kühlturms 109 verbunden, so dass er Wasser von außerhalb des Systems zum Bodenabschnitt des Kühlturms 109 liefert. Ein Ablassdurchgang 114 ist mit dem Boden des Kühlturms 109 verbunden, wodurch Wasser kontinuierlich oder periodisch vom Bodenabschnitt des Kühlturms 109 ausgetragen werden kann.
  • Gemäß diesem herkömmlichen Abgas-Kühlsystem wird ein Wasser enthaltendes Abgas, beispielsweise ein durch die Verbrennung von Kohlenwasserstoff erzeugtes Abgas, von der Einlassöffnung 101 in den Abgas-Behandlungsturm 103 eingeleitet. Die erste Pumpe 106 wird so betätigt, dass ein Abgas-Behandlungswasser vom Bodenabschnitt des Abgas-Behandlungsturms 103 über den Zirkulationsdurchgang 105 dem Wärmetauscher 107 zugeführt wird. Hierbei wird bei Betätigung der zweiten Pumpe 112 das Kühlwasser vom Boden des Kühlturms 109 über den Kühlwasser-Zirkulationsdurchgang 111 dem Wärmetauscher 107 zugeführt.
  • Infolgedessen wird das Abgas-Behandlungswasser herabgekühlt, und das resultierende kühle Wasser wird über den Zirkulationsdurchgang 105 dem Sprühelement 104 zugeführt. Das gekühlte Wasser wird dann vom Sprühelement 104 in den Raum innerhalb des Abgas-Behandlungsturms 103 ausgestoßen, um so das Abgas, das in den Abgas-Behandlungsturm 103 eingeleitet wurde, zu kühlen. Das so gekühlte Abgas wird dann über die Abgas-Auslassleitung 102 beispielsweise zu dem Absorptionsturm für Kohlendioxid transportiert. Andererseits wird das Kühlwasser, dessen Temperatur am Wärmetauscher 107 durch dessen Wärmeaustausch mit dem Abgas-Behandlungswasser angehoben wurde, über den Kühlwasser-Zirkulationsdurchgang 111 dem Kühlwasser-Sprühelement 110 des Kühlturms 109 zugeführt.
  • Das so erwärmte Kühlwasser wird dann von dem Sprühelement 110 in den Raum innerhalb des Kühlturms 109 ausgestoßen, und durch die Betätigung des Gebläses 108 infolge der Verdampfungswärme, die durch die Verdampfung von am Boden des Kühlturms 109 angesammeltem Wasser erzeugt wird, gekühlt. Dieses Kühlwasser wird dann am Bodenabschnitt des Kühlturms 109 angesammelt. Das Wasser im Kühlturm 109 wird durch seine Verdampfung aufgebraucht. Um diesen Wasserverbrauch auszugleichen, wird Wasser (Zuführ- bzw. Aufbereitungswasser/make-up water) von außerhalb des Systems dem Kühlturm 109 über den Zuführdurchgang 113 zugeführt.
  • Wenn aber gemäß dem vorgenannten Abgas-Kühlsystem ein Feuchtigkeit enthaltendes Abgas (beispielsweise ein aus der Verbrennung von Kohlenwasserstoff erzeugtes Abgas) in den Abgas-Behandlungsturm 103 eingeleitet wird und dann gekühltes Wasser durch das an einem oberen Abschnitt des Abgas- Behandlungsturms 103 angeordnete Sprühelement 104 ausgestoßen wird, wird das im Abgas enthaltene Wasser zum Kondensieren gebracht und setzt sich als Kondensat am Bodenabschnitt des Abgas-Behandlungsturms 103 ab. Da das Volumen des Abgas-Behandlungswassers infolge der Erzeugung dieses Kondensatwassers wesentlich zunimmt, ist es erforderlich, dass ein Teil des Abgas-Behandlungswassers aus dem System vom Boden des Abgas-Behandlungsturms 103 über einen Austragungsdurchgang 115 ausgestoßen wird. Infolgedessen wird die Last für das Behandlungsabwasser erhöht und es entsteht dadurch ein Problem.
  • Da ferner das durch den Kühlwasser-Zirkulationsdurchgang 111 zirkulierende Wasser durch Nutzung der Verdampfung von Wasser bei dem Wasser innerhalb des Kühlturms 109 gekühlt wird, ist es erforderlich, dem Kühlturm 109 Wasser von außerhalb des Systems durch den Zuführdurchgang 113 zu liefern. Da dieses externe Wasser Salze wie z.B. Calcium etc. enthält, konzentrieren sich auch die Salze in dem Zirkulationsprozess in dem Kühlwasser-Zirkulationsdurchgang 111. Infolgedessen ist es erforderlich, dass das eine Konzentration von Salzen enthaltende Wasser häufig aus dem System vom Boden des Kühlturms 109 über den Ablassdurchgang 114 ausgetragen wird.
  • Die EP 0 328 990 A offenbart ein System zum Reinigen granulatartiger oder pastöser Stoffe, insbesondere von Bodenstoffen, das mit einem kombinierten Aufbau aus Abgas-Reinigungsgerät und Kondensator versehen ist. Der Kondensator umfasst einen Behandlungsturm, der ein Wasserbad enthält, in das mehrere Einspritzdüsen eingetaucht sind. Das Abgas wird durch die eingetauchten Einspritzdüsen eingespritzt, so dass der Dampf, Quecksilber und feste Komponenten in dem Wasserbad kondensieren kann. Ein Teil des Wassers wird aus dem Behandlungsturm abgeführt und in einer Wasserbehandlungsvorrichtung behandelt und zu den Sprühdüsen in einem Raum des Behandlungsturms über dem Wasserbad zurück zirkuliert. Zum Ableiten von Wärme aus der kombinierten Struktur ist in dem Wasserbad eine Rohrschlange vorgesehen, die in einem Kühlwasserkreislauf mit einer Pumpe und einem Kühlturm enthalten ist und die Verdampfungswärme des Wassers nutzt. Um Wasser in dem Kühlwasserkreislauf zu ersetzen, wird der Kreislauf mit einer Frischwasserzufuhr verbunden.
  • Eine Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Abgas-Kühlsystem bereitzustellen, bei dem es möglich ist, die Last für das Behandlungsabwasser zu minimieren, die dem Kühlturm zuzuführende Wassermenge zu vermindern und die Häufigkeit des Ablassens vom Kühlturm zu minimieren.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung ein Abgas-Kühlsystem bereit, wie es in Anspruch 1 definiert ist. Die bevorzugten Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Die Erfindung ist aus der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich, in denen zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht zur Darstellung des Abgas-Kühlsystems gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung,
  • 2 eine schematische Ansicht zur Darstellung des Abgas-Kühlsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung, und
  • 3 eine schematische Ansicht zur Darstellung des Abgas-Kühlsystems gemäß dem Stand der Technik.
  • Als nächstes wird das Abgas-Kühlsystem gemäß dieser Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
  • (Erste Ausführungsform)
  • 1 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung des Abgas-Kühlsystems gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung.
  • Gemäß diesem Abgas-Kühlsystem hat ein Abgas-Behandlungsturm 103 eine Abgas-Einlassöffnung 1 an einem unteren Abschnitt und eine Abgas-Auslassleitung 2 an einem oberen Abschnitt. Diese Abgas-Auslassleitung 2 ist mit einem Absorptionsturm (nicht dargestellt) für Kohlendioxid verbunden. Ein Sprühelement 4 zum Sprühen gekühlten Wassers ist an einem oberen Abschnitt des Innenraums des Abgas-Behandlungsturms 3 vorgesehen. Ein Zirkulationsdurchgang 5 ist derart vorgesehen, dass ein Ende desselben mit einer unteren Seitenwand der Behandlungsturms 3 verbunden ist, während sein anderes Ende mit dem Sprühelement 4 verbunden ist. Eine erste Pumpe 6 ist auf halbem Weg des Zirkulationsdurchgangs 5 vorgesehen, der sich in der Umgebung einer Abgas-Behandlungswasser-Austragsöffnung des Behandlungsturms 3 befindet. Ein Wärmetauscher 7 zum Kühlen des Abgas-Behandlungswassers ist auf halbem Weg des Zirkulationsdurchgangs 5 vorgesehen.
  • Ein Kühlturm 9, der an seinem oberen Abschnitt mit einem Gebläse 8 zum Erzeugen des Kühlwassers durch Nutzung der Verdampfungswärme von Wasser versehen ist, ist nahe am Abgas-Behandlungsturm 3 angeordnet. Ein Sprühelement 10 zum Sprühen gekühlten Wassers ist am oberen Abschnitt des Innenraum des Kühlturms 9 vorgesehen. Ein Kühlwasser-Zirkulationsdurchgang 11 ist derart vorgesehen, dass ein Ende desselben mit einer unteren Seitenwand des Kühlturms 9 verbunden ist, während sein anderes Ende über den Wärmetauscher 7 mit dem Kühlwasser-Sprühelement 10 verbunden ist. Der Kühlwasser-Zirkulationsdurchgang 11 ist so gestaltet, dass er Kühlwasser von einer unteren Seitenwand des Kühlturms 9 über den Wärmetauscher zu dem Kühlwasser-Sprühelement 10 zirkulieren lässt. Eine zweite Pumpe 12 ist auf halbem Weg des Kühlwasser-Zirkulationsdurchgangs 11 vorgesehen, der sich in der Nähe des Kühlturms 9 befindet.
  • Ein Wasserzuführdurchgang ist an einem Abschnitt des Zirkulationsdurchgangs 5 verzweigt, der sich zwischen der ersten Pumpe und dem Wärmetauscher 7 befindet, wobei das distale Ende des verzweigten Durchgangs mit einer unteren Seitenwand des Kühlturms 9 verbunden ist. Dieser Wasserzuführdurchgang 13 funktioniert so, dass er das durch den Zirkulationsdurchgang 5 zum Kühlturm 9 strömende Abgas-Behandlungswasser als Teil des Zuführ- bzw. Aufbereitungs wassers (make-up water) zuführt. Ein Zuführ- bzw. Aufbereitungswasserdurchgang 17 ist mit einer unteren Seitenwand des Kühlturms 9 verbunden, wodurch dem Bodenabschnitt des Kühlturms 9 von außerhalb des Systems Wasser zugeführt werden kann. Ein Ablassdurchgang 15 ist mit dem Boden des Kühlturms 9 verbunden, wodurch Wasser periodisch vom Bodenabschnitt des Kühlturms 9 ausgetragen werden kann.
  • Beim Betrieb dieses Abgas-Kühlsystems gemäß 1 wird ein Feuchtigkeit enthaltendes Abgas (beispielsweise ein durch die Verbrennung von Kohlenwasserstoff erzeugtes Abgas) von der Einlassöffnung 1 in den Abgas-Behandlungsturm 3 eingeleitet. Die erste Pumpe 6 wird so betätigt, dass sie ein Abgas-Behandlungswasser vom Bodenabschnitt des Abgas-Behandlungsturms 3 über den Zirkulationsdurchgang 5 dem Wärmetauscher 7 zuführt. Hierbei wird bei Betätigung der zweiten Pumpe 12 das Kühlwasser vom Boden des Kühlturms 9 über den Kühlwasser-Zirkulationsdurchgang 11 dem Wärmetauscher 7 zugeführt.
  • Infolgedessen wird das Abgas-Behandlungswasser herabgekühlt und das resultierende Kühlwasser wird über den Zirkulationsdurchgang 5 dem Sprühelement 4 zugeführt. Das gekühlte Wasser wird dann vom Sprühelement 4 in den Raum innerhalb des Abgas-Behandlungsturms 3 ausgestoßen, so dass es das Abgas, das in den Abgas-Behandlungsturm 3 eingeleitet worden ist, kühlt.
  • Das so gekühlte Abgas wird dann über die Abgas-Auslassleitung zu dem Absorptionsturm für Kohlendioxid transportiert, so dass das Abgas enthaltende Kohlendioxid absorbiert und entwärmt wird.
  • Während dieses Kühlvorgangs des Abgases kondensiert die Feuchtigkeit in dem Abgas und wird als Kondenswasser, das kein Salz enthält, am Bodenabschnitt des Abgas-Behandlungsturms 3 abgelagert.
  • Andererseits wird das Kühlwasser, dessen Temperatur am Wärmetauscher 7 durch dessen Wärmeaustausch mit dem Abgas-Behandlungswasser gestiegen ist, über den Kühlwasser- Zirkulationsdurchgang 11 dem Kühlwasser-Sprühelement 10 des Kühlturms 9 zugeführt.
  • Das so erwärmte Kühlwasser wird dann von dem Sprühelement 10 in den Raum innerhalb des Kühlturms 9 ausgestoßen, und durch die Betätigung des Gebläses 8 wird es infolge der Verdampfungswärme, die durch die Verdampfung von am Boden des Kühlturms 9 angesammeltem Wasser erzeugt wird, gekühlt. Dieses Kühlwasser wird dann am Bodenabschnitt des Kühlturms 9 angesammelt.
  • Das Wasser im Kühlturm 9 wird durch dessen Verdampfung aufgebraucht. Um diesen Wasserverbrauch durch seine Verdampfung auszugleichen, wird Wasser (Zuführwasser bzw. Aufbereitungswasser) von außerhalb des Systems durch den Zuführ- bzw. Aufbereitungsdurchgang 14 dem Kühlturm 9 zugeführt. Das Abgas-Behandlungswasser, das mit dem vorgenannten Kondenswasser gemischt ist, wird an einem Abschnitt des Zirkulationsdurchgangs 5, der sich zwischen der ersten Pumpe 6 und dem Wärmetauscher 7 befindet, getrennt und als Teil des Aufbereitungswassers über einen Wasserzuführdurchgang 13 dem Kühlturm 9 zugeführt.
  • Gemäß der oben genannten ersten Ausführungsform wird bei Kühlung des Abgases im Abgas-Behandlungsturm 3 das Kondenswasser durch die Kondensation von Feuchtigkeit in einem Abgas erhalten. Das Kondenswasser wird zusammen mit dem Abgas-Behandlungswasser gemischt, und das resultierende Wasser wird durch den Betrieb der ersten Pumpe 6 über den Wasserzuführdurchgang 13 dem Kühlturm 9 zugeführt, um als Teil des Aufbereitungswassers verwendet zu werden. Infolgedessen ist es nun möglich, ein Abgas-Kühlsystem zu erzielen, das in der Lage ist, die Last von der Abwasserbehandlung im Vergleich zum herkömmlichen System zu reduzieren, bei dem das Abgas-Behandlungswasser von dem Abgas-Behandlungsturm ausgetragen wird.
  • Da ferner die Menge an Aufbereitungswasser, die dem Kühlturm 9 zuzuführen ist, reduziert werden kann, ist dieses System vom wirtschaftlichen Standpunkt her von großem Vorteil, insbesondere in einer Region, in der Wasser sehr wertvoll ist wie im Mittleren Osten, wo Wasser durch die Entsalzung von Meerwasser erzeugt wird.
  • Da außerdem das Kondenswasser, das durch die Kondensation von Feuchtigkeit in dem Abgas am Abgas-Behandlungsturm 3 erhalten wird, frei von Salzen wie z.B. Calcium ist, kann es als Teil des dem Kühlturm 9 zuzuführenden Aufbereitungswassers verwendet werden, ohne eine wesentliche Zunahme in der Konzentration von Salzen im Kühlwasser, das durch den Kühlwasser-Zirkulationsdurchgang 11 für Kühlwasser in dem Kühlturm 9 zirkuliert, im Vergleich zu dem herkömmlichen System, bei dem nur das Salze enthaltende Aufbereitungswasser dem Kühlturm 9 zugeführt wird, hervorzurufen. Infolgedessen kann die Häufigkeit des Ablassens von eine hohe Konzentration von Salzen enthaltendem Wasser aus dem Kühlturm 9 über den Ablassdurchgang 15 minimiert werden.
  • Die Tabelle 1 zeigt die Temperatur von Abgas nach dem Kühlen, die Menge an Aufbereitungswasser am Kühlturm und die Menge an abgelassenem Wasser etc., von denen die Gesamtheit erhalten wird, wenn das Abgas-Kühlsystem gemäß der ersten Ausführungsform, das gemäß 1 aufgebaut ist, unter Verwendung von Wasser enthaltendem Abgas mit den Temperaturen und Komponenten gemäß Tabelle 1 unter den in Tabelle 1 gezeigten Bedingungen betrieben wird.
  • Der Punkt (A) in Tabelle 1 stellt ein über die Gas-Einlassöffnung 1 des Abgas-Behandlungsturms 3 einzuleitendes Abgas dar, der Punkt (B) stellt ein Abgas des Abgas-Auslassrohrs 2 dar, der Punkt (C) stellt ein Abgas-Behandlungswasser dar, das von der ersten Pumpe 6 einzuleiten ist, der Punkt (D) stellt ein gekühltes Wasser dar, das über den Wärmetauscher 7 dem Sprühelement 4 zuzuführen ist, der Punkt (E) stellt ein Abgas-Behandlungswasser dar, das von dem Wasserzuführdurchgang 13 dem Kühlturm 9 zuzuführen ist, der Punkt (F) stellt ein Kühlwasser an einem mittleren Abschnitt des Kühlwasser-Zirkulationsdurchgangs 11 dar, der sich zwischen der zweiten Pumpe 12 und dem Wärmetauscher 7 befindet, der Punkt (G) stellt ein Kühlwasser in einem mittleren Abschnitt des Kühlwasser-Zirkulationsdurchgangs 11 dar, der sich zwischen dem Wärmetauscher 7 und dem Kühlwasser-Sprühelement 10 befindet, der Punkt (H) stellt das Aufbereitungswasser dar, das von dem Aufbereitungswasserdurchgang 14 zuzuführen ist, und der Punkt (I) stellt das von dem Ablassdurchgang 15 auszutragende Wasser dar. Diese Punkte (A) bis (I) sind auch in 1 gezeigt.
  • Tabelle 2 zeigt die Temperatur des Abgases nach der Kühlung, die Menge an Aufbereitungswasser am Kühlturm und die Menge an abgelassenem Wasser etc., von denen die Gesamtheit erhalten wird, wenn das herkömmliche Abgas-Kühlsystem, wie es in 5 gezeigt ist, mit Wasser enthaltendem Gas mit den Temperaturen und Komponenten gemäß Tabelle 2 unter den in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen betrieben wurde.
  • Der Punkt (A) in Tabelle 2 stellt ein über die Gas-Einlassöffnung 101 des Abgas-Behandlungsturms 103 einzuleitendes Abgas dar, der Punkt (B) stellt ein Abgas der Abgas-Auslassleitung 102 dar, der Punkt (C) stellt ein Abgas-Behandlungswasser dar, das von der ersten Pumpe 106 einzuleiten ist, der Punkt (D) stellt bgas-Behandlungswasser des Austragungsdurchgangs 115 dar, der Punkt (E) stellt gekühltes Wasser dar, das über den Wärmetauscher 107 dem Sprühelement 104 zuzuführen ist, der Punkt (F) stellt Kühlwasser auf halbem Weg des Kühlwasser-Zirkulationsdurchgangs 111 dar, der sich zwischen der zweiten Pumpe 112 und dem Wärmetauscher 107 befindet, der Punkt (G) stellt Kühlwasser im mittleren Abschnitt des Kühlwasser-Zirkulationsdurchgangs 111 dar, der sich zwischen dem Wärmetauscher 107 und dem Kühlwasser-Sprühelement 110 befindet, der Punkt (H) stellt das Zuführ- bzw. Aufbereitungswasser dar, das von dem Aufbereitungswasserdurchgang 113 zuzuführen ist, und der Punkt (I) stellt das von dem Ablassdurchgang 114 auszutragende Wasser dar. Diese Punkte (A) bis (I) sind ebenfalls in 5 dargestellt.
  • Figure 00110001
  • Figure 00120001
  • Wie in den Tabellen 1 und 2 gezeigt ist, ist es gemäß dem Abgas-Kühlsystem der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform möglich, das Abgas ausreichend auf eine niedrige Temperatur (46°C) abzukühlen wie im Fall des in 5 gezeigten herkömmlichen Abgas-Kühlsystems. Ferner kann die Menge an Aufbereitungswasser zum Kühlturm sowie die Menge an abgelassenem Wasser vom Kühlturm im Vergleich zu dem herkömmlichen Abgas-Kühlsystem gemäß 5 weiter realisiert werden.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • 2 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung des Abgas-Kühlsystems gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung. Übrigens werden die gleichen Elemente oder Komponenten wie die in 1 gezeigten mit den gleichen Bezugsziffern versehen, wodurch deren Erläuterung entfällt.
  • Dieses Abgas-Kühlsystem ist dadurch gekennzeichnet, dass ein mit einem Gebläse 16 versehener Luftkühler 17 zwischen die erste Pumpe 6 und den Wärmetauscher 7 eingefügt ist.
  • Gemäß diesem Abgas-Kühlsystem kann ein Zuführen des Abgas-Behandlungswassers vom Bodenabschnitt des Abgas-Behandlungsturms 3 über den Zirkulationsdurchgangsweg 5 zu dem Wärmetauscher 7 mittels der ersten Pumpe 6 das Abgas-Behandlungswasser im Voraus durch den Luftkühler 17 gekühlt werden, der auf halbem Weg des Zirkulationsdurchgangs 5 vorgesehen ist. Infolgedessen ist es möglich, fast die gleichen Wirkungen zu erzielen wie bei der vorgenannten ersten Ausführungsform. Ferner ist es auch möglich, den Kühlturm 9, der zum Zuführen eines Kühlwassers zu dem Wärmetauscher 7 über den Kühlwasser-Zirkulationsdurchgang 11 geschaltet ist, zu miniaturisieren und auch dessen Kühlkapazität zu reduzieren.
  • Tabelle 3 zeigt die Temperatur von Abgas nach der Kühlung, die Menge an Aufbereitungswasser am Kühlturm und die Menge an Ablasswasser etc., die insgesamt erhalten wurden, wenn das Abgas-Kühlsystem gemäß der zweiten Ausführungsform und dem in 2 gezeigten Aufbau unter Verwendung eines Wasser enthaltenden Abgases mit den in Tabelle 3 gezeigten Temperaturen und Komponenten unter den in Tabelle 3 gezeigten Bedingungen betrieben wurde.
  • Der Punkt (A) in Tabelle 3 stellt ein über die Gaseinlassöffnung 1 des Abgas-Behandlungsturms 3 einzuleitendes Abgas dar, der Punkt (B) stellt eine Abgas-Auslassleitung 2 dar, (C) stellt Abgas-Behandlungswasser dar, das von der ersten Pumpe 6 dem Luftkühler 17 zuzuführen ist, der Punkt (D) stellt Abgas-Behandlungswasser dar, das von dem Luftkühler 17 dem Wärmetauscher 7 zuzuführen ist, der Punkt (E) stellt gekühltes Wasser dar, das über den Wärmetauscher 7 dem Sprühelement 4 zuzuführen ist, der Punkt (F) stellt Abgas-Behandlungswasser dar, das von dem Wasserzuführdurchgang 13 dem Kühlturm 9 zuzuführen ist, der Punkt (G) stellt Kühlwasser an einem mittleren Abschnitt des Kühlwasser-Zirkulationsdurchgangs 11 dar, der sich zwischen der zweiten Pumpe 12 und dem Wärmetauscher 7 befindet, der Punkt (H) stellt Kühlwasser in einem mittleren Abschnitt des Kühlwasser-Zirkulationsdurchgangs 11 dar, der sich zwischen dem Wärmetauscher 7 und dem Kühlwasser-Sprühelement 10 befindet, der Punkt (I) stellt das Zuführ- bzw. Aufbereitungswasser dar, das von dem Aufbereitungswasserdurchgang 14 zuzuführen ist, und der Punkt (J) stellt das von dem Ablassdurchgang 15 auszutragende Wasser dar. Diese Punkte (A) bis (J) sind auch in 2 gezeigt.
  • Figure 00150001
  • Wie aus Tabelle 3 hervorgeht, ist es gemäß dem Abgas-Kühlsystem der in 2 gezeigten zweiten Ausführungsform möglich, das Abgas ausreichend auf eine niedrige Temperatur (46°C) abzukühlen, wie im Fall des Abgas-Kühlsystems der ersten Ausführungsform gemäß 1. Ferner kann die Menge des Aufbereitungswassers zum Kühlturm sowie die Menge von Ablasswasser vom Kühlturm im Vergleich mit dem Abgas-Kühlsystem der ersten Ausführungsform gemäß 1 weiter reduziert werden. Diese Ergebnisse sind der Tatsache zuzuschreiben, dass in dem Fall des Abgas-Kühlsystems der zweiten Ausführungsform der Luftkühler 17 an einem Abschnitt des Zirkulationsdurchgangs 5 vorgesehen ist, der sich an der stromaufwärtigen Seite des Wärmetauschers 17 befindet, womit es möglich wird, den Kühlturm 9 zu miniaturisieren und auch dessen Kühlkapazität zu reduzieren. Übrigens ist bei den obigen Abgas-Kühlsystemen gemäß den ersten und zweiten Ausführungsformen das zu behandelnde Abgas auf ein Kohlendioxid enthaltendes gerichtet, so dass dessen Temperatur so weit abgesenkt wird, dass sie für die Absorption und Beseitigung von Kohlendioxid in diesen Ausführungsformen geeignet sind. Dieses Kühlsystem kann jedoch auch auf andere Arten von Abgas angewandt werden.
  • Wie oben erläutert wurde, wird gemäß dieser Erfindung ein Teil des Abgas-Behandlungswassers, in dem das Kondenswasser enthalten ist, welches von der Kondensation von Feuchtigkeit im Abgas am Abgas-Behandlungsturm abgeleitet wurde, als Aufbereitungswasser in den Kühlturm eingeleitet, wodurch es möglich wird, die Last für das Behandlungsabwasser zu minimieren, die Menge des dem Kühlturm zuzuführenden Wassers zu verringern und die Häufigkeit des Ablassens (von Wasser) vom Kühlturm zu minimieren. Daher ist das Abgas-Kühlsystem, das von dieser Erfindung vorgeschlagen wird, geeignet zur Verwendung beim Senken der Temperatur von Abgas bis zu einem Grad, der für die Absorption und Beseitigung von in dem Abgas enthaltenem Kohlendioxid geeignet ist.

Claims (3)

  1. Abgas-Kühlsystem mit: einem Abgas-Behandlungsturm (3) zum Kühlen eines Abgases, wobei der Abgas-Behandlungsturm (3) an einem unteren Abschnitt mit einer Einlassöffnung (1) für das Feuchtigkeit enthaltende Abgas und ferner an einem oberen Innenraum mit einem Sprühelement (4) versehen ist, einem ersten Zirkulations-Durchgangsweg (5) zum Zirkulieren eines Abgas-Behandlungswassers von einem unteren Abschnitt des Abgas-Behandlungsturms (3) durch einen Wärmetauscher (7) zu dem Sprühelement (4), einem zweiten Zirkulations-Durchgangsweg (11) zum Zirkulieren eines Kühlwassers von einem Kühlturm (9) zum Erzeugen des Kühlwassers unter Nutzung der Verdampfungswärme von Wasser durch den Wärmetauscher (7) und zurück zum Kühlturm (9), wobei das Gas-Behandlungswasser in dem Wärmetauscher (7) gekühlt wird, wobei das Abgas-Kühlsystem dadurch gekennzeichnet ist, dass es ferner umfasst: einen Wasserzufuhr-Durchgangsweg (13) zum Zuführen des durch den ersten Zirkulations-Durchgangsweg (5) zum Kühlturm (9) strömenden Abgas-Behandlungswassers als Teil von Aufbereitungswasser.
  2. Abgas-Kühlsystem nach Anspruch 1, wobei der Abgas-Behandlungsturm (3) so aufgebaut ist, dass er mit einem Abgas-Auslassrohr (2) versehen ist, welches mit einem Kohlendioxid-Absorptionsturm verbunden ist.
  3. Abgas-Kühlsystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einem Luftkühler (17), der an einem Abschnitt des ersten Zirkulations-Durchgangswegs (5) zwischen einer Abgas- Behandlungswasser-Auslassöffnung des Abgas-Behandlungsturms (3) und dem Wärmetauscher (7) vorgesehen ist.
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