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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die
Erfindung ist aus der folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang
mit den beigefügten Zeichnungen
besser verständlich,
in denen zeigen:
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1 eine
schematische Ansicht zur Darstellung des Abgas-Kühlsystems gemäß einer
ersten Ausführungsform
dieser Erfindung,
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2 eine
schematische Ansicht zur Darstellung des Abgas-Kühlsystems gemäß einer
zweiten Ausführungsform
dieser Erfindung, und
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3 eine
schematische Ansicht zur Darstellung des Abgas-Kühlsystems gemäß dem Stand
der Technik.
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Als
nächstes
wird das Abgas-Kühlsystem
gemäß dieser
Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
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(Erste Ausführungsform)
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1 ist
eine schematische Ansicht zur Darstellung des Abgas-Kühlsystems
gemäß einer
ersten Ausführungsform
dieser Erfindung.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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(Zweite Ausführungsform)
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
