DE69814646T2

DE69814646T2 - Gerät zum mischen von teilchenförmigem material und flüssigkeit

Info

Publication number: DE69814646T2
Application number: DE69814646T
Authority: DE
Inventors: Nils Bringfors
Original assignee: Alstom Sweden AB
Current assignee: Alstom Sweden AB
Priority date: 1997-03-17
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2018-03-14
Also published as: CN1089268C; EP1009523A1; AU6429898A; JP3667350B2; WO1998043729A1; ATE240153T1; HU222136B1; SE9700953L; ES2199427T3; SE508868C2; DK1009523T3; HUP0000763A2; DE69814646D1; CN1250393A; EP1009523B1; US6213629B1; HUP0000763A3; SE9700953D0; SK126299A3; JP2001509080A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Mischen von Feststoffmaterial und Flüssigkeit und insbesondere zum Mischen von Wasser und absorbierendem Material, das mit gasförmigen Verunreinigungen in Abgasen reagiert und das während des Reinigens der Abgase in befeuchtetem Zustand in diese Gase eingeleitet werden soll, um die gasförmigen Verunreinigungen in abscheidbaren Staub umzuwandeln, wobei die Vorrichtung einen länglichen Behälter, der zwei Längsseitenwände aufweist und im Wesentlichen horizontal in seiner Längsausdehnung angeordnet ist, einen Einlass zum Einleiten von Feststoffmaterial in den Behälter, eine Flüssigkeitssprüheinrichtung zum Sprühen von Flüssigkeit auf das Feststoffmaterial in dem Behälter, eine Rühreinrichtung in dem Behälter, wobei die Rühreinrichtung aus wenigstens einer Drehwelle besteht, die sich in der Längsrichtung des Behälters erstreckt und auf der in einem Winkel eine Vielzahl axial beabstandeter Scheiben angebracht sind, durch deren Mittelpunkte hindurch sich die Welle erstreckt, einen Auslass zum Ablassen von mit Flüssigkeit vermischtem Material aus dem Behälter und eine Fluidisiereinrichtung umfasst, die so eingerichtet ist, dass sie das Feststoffmaterial in dem Behälter während des Mischvorgangs aufwirbelt.
Wenn gasförmige Verunreinigungen wie Schwefeldioxid von Abgasen getrennt werden sollen, werden die Gase durch einen Kontaktreaktor geleitet, in dem absorbierendes Feststoffmaterial, das mit den gasförmigen Verunreinigungen reagiert, in einem befeuchteten Zustand in die Abgase eingeleitet wird, um die gasförmigen Verunreinigungen in abscheidbaren Staub umzuwandeln. Die Abgase werden dann durch einen Staubabscheider geleitet, in dem Staub von den Abgasen getrennt wird und von dem die so gereinigten Abgase abgezogen werden. Ein Teil des im Staubabscheider abgeschiedenen Staubs wird zu einem Mischer geleitet, wo er gemischt und mit Wasser befeuchtet wird, worauf er als absorbierendes Material weiterverwendet wird, indem er zusammen mit einer Zugabe von frischen Absorbern in die Abgase eingeleitet wird. Gewöhnlich wird gelöschter Kalk (Kalziumhydroxid) als frischer Absorber benutzt.
Eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik der Art, wie sie in der Einleitung bestimmt ist, wird in WO 96/16 727 gezeigt. Der Behälter der Vorrichtung nach dem Stand der Technik hat ein hinteres Ende, in dem der Einlass untergebracht ist, und ein vorderes Ende, in dem der Auslass angeordnet ist. Wenn die Vorrichtung nach dem Stand der Technik als eine Mischvorrichtung verwendet wird, in der das oben beschriebene Mischen von Absorbiermaterial und Wasser durchgeführt wird, wird das vordere Ende des Behälters in einen Abgaskanal eingeführt, durch den die gasförmige Verunreinigungen enthaltenden Abgase geleitet werden. Der Auslass, der somit auch in dem Abgaskanal angeordnet ist, ist eine Überlaufeinrichtung, die durch die Längsseitenwände in dem Teil des in den Kanal eingeführten Behälters ausgebildet wird, die niedriger sind, als in dem außerhalb des Kanals angeordneten Behälterteil.
In der obigen Anmeldung ist die Vorrichtung nach dem Stand der Technik unvorteilhaft, weil der Behälter in den Abgaskanal vorsteht, was dort Störungen des Gasstroms verursachen kann und es schwierig macht, eine gleichmäßige Verteilung des befeuchteten Materials über den Kanalquerschnitt zu erhalten, insbesondere im Fall von breiten Querschnittsbereichen.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es also, eine Vorrichtung zu liefern, die insbesondere zum Einsatz eingerichtet ist, Absorbiermaterial und Wasser in dem oben beschriebenen Betrieb zur Abgasreinigung zu mischen und in dem die obigen Nachteile beseitigt oder zumindest beträchtlich verringert sind.
Dieses Ziel wird im Einklang mit der Erfindung mittels einer Vorrichtung der Art erreicht, wie sie in der Einleitung definiert ist und die dadurch charakterisiert ist, dass der Einlass an einer Längsseitenwand des Behälters angeordnet ist und sich entlang dieser Wand erstreckt, und dass der Auslass, der eine im Wesentlichen horizontale Überlaufeinrichtung ist, in der anderen Längsseitenwand des Behälters angeordnet ist und sich entlang dieser anderen Wand erstreckt.
Bei bestimmten Anwendungen ist es vorteilhaft, den Behälter in einem solchen Winkel zu seiner Längsachse anzuordnen, dass er sich abwärts zum Auslass neigt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind eine Vielzahl von sich schräg nach unten erstreckenden Verteilerplatten, die mit zwei Seitenkanten ausgebildet sind, die nach unten in Richtung der Neigung zusammenlaufen, an dem Auslass angeordnet, um das mit Flüssigkeit gemischte Material auf ihren oberen Flächen aufzunehmen.
Bevorzugter Weise besitzt der Behälter einen unteren und einen oberen Boden, wobei der untere und obere Boden zwischen sich eine Kammer festlegen, und der obere der Böden luftdurchlässig ist, eine Luftzuführeinrichtung angeordnet ist, um der Kammer zum Zweck der Aufwirbelung des Feststoffmaterials in dem Behälter Luft zuzuführen.
Die Scheiben haben bevorzugt eine elliptische Form und sind gegenüber der Welle um ihre Nebenachsen so geneigt, dass sie eine kreisförmige axiale Projektion aufweisen. Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. Dabei gilt:
1 ist eine Seitenansicht, die eine Vorrichtung nach der Erfindung schematisch darstellt, in der jedoch bestimmte Teile heraus gebrochen worden sind;
2 ist eine Draufsicht der Vorrichtung in 1; und
3 ist ein Querschnitt entlang der Linie III–III in 2:
Die in den Zeichnungen dargestellte Mischvorrichtung umfasst einen Behälter 1, der im Wesentlichen die Gestalt eines länglichen, quaderförmigen Kastens aufweist. Der Behälter 1 besitzt zwei vertikale Längsseitenwände 2 und 3, zwei Endwände 4 und 5, einen horizontalen oberen Boden 6, einen horizontalen unteren Boden 7 und einen horizontalen Deckel 8.
An einer seiner Längsseitenwände hat der Behälter 1 einen Einlass 9, durch den Feststoffmaterial von oben (Pfeil P1 in 1) in den Behälter zugeführt wird, und an seiner anderen Längsseitenwand hat der Behälter einen Auslass 10, durch den eine homogene Mischung aus Feststoffmaterial und Wasser (Pfeile P2 in 2 und 3) abgelassen wird. Der Einlass 9 und der Auslass 10 erstrecken sich entlang der ganzen Länge des Behälters 1. Nach der gezeigten Ausführungsform ist der Einlass 9 eine im Deckel 8 gebildete längliche Öffnung, wobei diese Öffnung bevorzugt mit einer Umfangseinfassung (nicht gezeigt) umgeben ist. Nach der gezeigten Ausführungsform ist der Auslass 10 eine Überlaufeinrichtung, die durch Anordnen der Längsseitenwand 2 in einer geringeren Höhe als die anderen Wände 3, 4, und 5 ausgebildet ist.
Der in den Zeichnungen dargestellte Behälter 1 ist angrenzend an einen vertikalen Abgaskanal 11 angeordnet, durch den gasförmige Verunreinigungen enthaltende Gase wie Schwefeldioxid nach oben geleitet werden (Pfeile P3 in 1 und 3), um auf bekannte Weise gereinigt zu werden. In der gezeigten Ausführungsform weist der Abgaskanal 11 eine rechtwinklige Querschnittsform auf. Die Längsseitenwand 2 des Behälters 1, dessen Wand eine Länge hat, die im Wesentlichen gleich der Breite der Seitenwände 11a, 11b des Kanals 11 ist, lehnt sich an eine 11a der Seitenwände an. Der Deckel 8 des Behälters 1 erstreckt sich, wie aus 2 und 3 hervorgeht, vom Einlass 9 bis zum Auslass 10, d. h. bis zur Seitenwand 11a des Abgaskanals 11. Die Seitenwand 11a ist mit einer rechteckigen Öffnung 11c ausgebildet, deren Gestalt und Abmessungen im Wesentlichen denen des Auslassschlitzes gleichen, der durch den Deckel 8 und die obere Kante der Längsseitenwand 2 bestimmt wird, und die in einer gegenüberliegenden Beziehung zu dem Schlitz angebracht ist.
Die beiden Böden 6 und 7 bilden zwischen sich eine Kammer 12, die in seitlicher Richtung durch die beiden Längsseitenwände 2 und 3 und in Längsrichtung durch die beiden Endwände 4 und 5 begrenzt wird. Die Decke der Kammer 12, d. h. der obere Boden 6, besteht aus einem luftdurchlässigen Fluidisierungstextil aus Polyester, das in gespanntem Zustand in den Behälter 1 eingebaut ist. Eine Luftzuführeinrichtung, die nach der gezeigten Ausführungsform aus zwei Lufteinlässen 13 und 14 besteht, ist zur Luftversorgung der Kammer 12 so angeordnet (Pfeile P4 in 1 und 3), dass das Feststoffmaterial im Behälter 1 aufgewirbelt wird.
Eine Wasserzuführleitung 15, die über dem Behälter 1 angeordnet ist, ist mit einer Vielzahl von Düsen 16 verbunden, die im oberen Teil des Behälters 1 angeordnet sind, um Wasser in fein verteilter Form über das Feststoffmaterial im Behälter zu sprühen. Die Düsen 16, von denen nur einige in den Zeichnungen gezeigt werden, sind in einer Reihe angeordnet, die sich entlang des Behälters 1 angrenzend an den Einlass 9 erstreckt.
Drei nebeneinander positionierte horizontale Wellen 17, 17', 17" erstrecken sich entlang der gesamten Länge des Behälters 1 und sind jeweils mittels der Lager 18, 18', 18'' und 19, 19', 19'' in den zwei Endwänden 4 und 5 drehbar befestigt. Ein Motor 20 ist angeordnet, um die Wellen 17, 17', 17'' über eine Übertragungseinheit 21 zu drehen.
Jede Welle 17, 17', 17'' trägt ein Vielzahl von elliptischen Scheiben 22, 22', 22'', die jeweils in einer axial mit Abstand versehenen Beziehung auf den Wellen 17, 17', 17'' so befestigt sind, dass sie um ihre Nebenachsen geneigt sind. Die Wellen 17, 17', 17'' erstrecken sich durch die Mittelpunkte der jeweiligen Scheiben 22, 22', 22''. In dem gezeigten Beispiel ist jede Scheibe 22, 22', 22'' so im Verhältnis zu der Welle 17, 17', 17" geneigt, dass der Winkel α zwischen der Hauptachse der Scheibe und der Welle 17, 17', 17'' etwa 60° beträgt (siehe 1). Dieser Winkel α kann zwischen 45° und 80° variieren. Die Scheiben 22, 22', 22'' sind im Verhältnis zu den jeweiligen Wellen 17, 17', 17'' so geneigt und haben eine derartige elliptische Gestalt, dass sie wie in 3 dargestellt eine kreisförmige axiale Projektion aufweisen. Die Scheiben 22, 22', 22'' sind an den jeweiligen Wellen 17, 17', 17'' so positioniert, dass die Scheiben auf einer Welle in die Zwischenräume zwischen den Scheiben der benachbarten Welle oder Wellen vorstehen.
Da sich die Wellen 17, 17', 17'' drehen, führt jede in der oben angegebenen Weise angeordnete und entworfene Scheibe 22, 22', 22'' eine Schleuderbewegung aus, die zu einer sorgfältigen Mischung des Feststoffmaterials führt.
Um das Ablassen der Feststoffmaterialmischung zu erleichtern, kann der Behälter 1 in einem solchen Winkel zu seiner Längsachse angeordnet werden, dass er in die Richtung zum Auslass 10 abfällt.
Der in der Zeichnung dargestellte Abgaskanal 11 bildet einen Teil eines Systems zum Reinigen von gasförmige Verunreinigungen enthaltender Abgase wie Schwefeldioxid. Die Abgase (P3) werden durch den Abgaskanal 11 geleitet, in welchem absorbierendes Feststoffmaterial, das mit den gasförmigen Verunreinigungen reagiert, in einem befeuchteten Zustand in die Abgase eingeleitet wird, um die gasförmigen Verunreinigungen in abscheidbaren Staub zu verwandeln. Die Abgase werden dann durch einen Staubabscheider (nicht gezeigt) geleitet, in dem der Staub von den Abgasen getrennt wird und von dem die so gereinigten Abgase in die umgebende Atmosphäre freigesetzt werden. Ein Teil des im Staubabscheider abgeschiedenen Staubs wird zusammen mit einer Zugabe von frischem Absorber, z. B. in Gestalt von Partikeln aus gelöschtem Kalk, als Feststoffmaterial P1 dem Einlass 9 des Behälters 1 so zugeführt, dass er in dem Behälter mit Wasser vermischt wird, das durch die Düsen 16 im Behälter über das Feststoffmaterial gesprüht wird. Das Feststoffmaterial in Behälter 1 wird mittels Luft (P4) in einem aufgewirbelten Zustand gehalten, die über die Lufteinlässe 13 und 14, die Kammer 12 und das Fluidisierungstextil 6 in den Behälter eingeleitet wird. Als ein Ergebnis dieser Aufwirbelung wie auch der Drehung der Wellen 17, 17', 17'' erhält man eine gleichmäßig befeuchtete, homogene Mischung von Feststoffmaterial, wobei diese Mischung dem Abgaskanal 11 als absorbierendes Material (P2) über die Überlaufeinrichtung 10 zugeführt wird.
Um die Verteilung der gleichmäßig befeuchteten, homogenen Mischung, die über den Auslass 10 abgelassen wird, über den gesamten Querschnittsbereich des Abgaskanals 11 zu verbessern, ist der Behälter 1 mit einer Vielzahl von flachen Verteilungsplatten 23 ausgestattet, von denen jede als gleichschenkliges Dreieck ausgebildet ist. Die Platten 23 sind mit ihren Basiskanten der Längsseitenwand 2 des Behälters 1, an der oberen Kante dieser Wand, d. h. am Überlauf, angefügt und erstrecken sich über die Öffnung 11c, die in der Kanalwand 11a ausgebildet ist, schräg nach unten in den Abgaskanal 11, so dass sie die abgelassene Mischung auf ihren Oberseiten aufnehmen und sie über den Querschnittsbereich des Kanals verteilen.

Claims

Vorrichtung zum Mischen von Feststoffmaterial und Flüssigkeit und insbesondere zum Mischen von Wasser und absorbierendem Material, das mit gasförmigen Verunreinigungen in Abgasen (P3) reagiert und das während des Reinigens der Abgase in befeuchtetem Zustand in diese Gase eingeleitet werden soll, um die gasförmigen Verunreinigungen in abscheidbaren Staub umzuwandeln, wobei die Vorrichtung einen länglichen Behälter, der zwei Längsseitenwände (2, 3) aufweist und im Wesentlichen horizontal in seiner Längsausdehnung angeordnet ist, einen Einlass (9) zum Einleiten von Feststoffmaterial (P1) in den Behälter (1 ), eine Flüssigkeitssprüheinrichtung (15, 16) zum Sprühen von Flüssigkeit auf das Teilchenmaterial in dem Behälter, eine Rühreinrichtung (17, 17', 17'', 22, 22', 22'') in dem Behälter (1), wobei die Rühreinrichtung aus wenigstens einer Drehwelle (17, 17', 17'') besteht, die sich in der Längsrichtung des Behälters (1) erstreckt und auf der in einem Winkel eine Vielzahl axial beabstandeter Scheiben (22, 22', 22'') angebracht sind, durch deren Mittelpunkte hindurch sich die Welle (17, 17', 17'') erstreckt, einen Auslass (10) zum Ablassen von mit Flüssigkeit vermischtem Material (P2) aus dem Behälter (1) und eine Fluidisiereinrichtung (6, 12, 13, 14) umfasst, die so eingerichtet ist, dass sie das Feststoffmaterial in dem Behälter (1) während des Mischvorgangs fluidisiert, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlass (9) an einer Längsseitenwand (3) des Behälters (1) angeordnet ist und sich an der Wand entlang erstreckt, und dass der Auslass (10), der eine im Wesentlichen horizontale Überlaufeinrichtung ist, in der anderen Längsseitenwand (2) des Behälters (1) angeordnet ist und sich an der anderen Wand entlang erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) in solch einem Winkel zu seiner Längsachse ist, dass er nach unten auf den Auslass (10) zu geneigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Vielzahl sich schräg nach unten erstreckender Verteilungsplatten (23), die mit zwei Seitenkanten versehen sind, die in der Richtung der Neigung nach unten zusammenlaufen, an dem Auslass (10) befinden, um mit Flüssigkeit vermischtes Material auf ihren Oberseiten aufzunehmen.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (1) einen oberen Boden (6) und einen unteren Boden (7) aufweist, wobei zwischen dem oberen und dem unteren Boden eine Kammer (12) ausgebildet ist und der obere (6) der Böden luftdurchlässig ist, wobei eine Luftzuführeinrichtung (13, 14) so eingerichtet ist, dass sie der Kammer (12) Luft zuführt, um das Feststoffmaterial in dem Behälter (1) zu fluidisieren.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben (22, 22', 22'') eine elliptische Form haben und in Bezug auf die Wellen (17, 17', 17'') so um ihre Nebenachsen geneigt sind, dass sie eine kreisförmige Axialprojektion haben.