NL9000740A - Reactor voor het verwijderen van gasvormige schadelijke stoffen en stofdeeltjes. - Google Patents

Description

REACTOR VOOR HET VERWIJDEREN VAN GASVORMIGE SCHADELIJKE STOFFEN EN STOFDEELTJES

De uitvinding heeft betrekking op een reactor voor het verwijderen van schadelijke gasvormige stoffen en stofdeeltjes uit rook- respectievelijk uitlaatgassen, met een wervellaagreactor, een onder de een sorbens bevattende wervellaag uitmondende rookgastoevoer en een na de wervellaag gelegen afscheider.

Het gelijktijdig droog afscheiden van vaste en gasvormige stoffen uit rookgassen is bekend. Daarvoor worden ook wer-vellaagreactoren gebruikt, waarvan de wervellaag een of meerdere sorbenten bevat, zoals kalk of kalkproducten. De sorbenten reageren met de door het rookgas meegevoerde gasvormige schadelijke stoffen, zoals zwavel, fluor, chloor en dergelijke. De door het rookgas uit de wervellaag meegenomen, uit stukjes bestaande of stofvormige reactieproducten worden aansluitend afgescheiden.

Bij het droog afscheiden respectievelijk de droge absorptie kan een vergaande afkoeling respectievelijk voorkoeling van de rookgassen in het bijzonder achterwege worden gelaten, indien de na de wervellaag gelegen afscheider filterelementen bezit die uit keramische vezels en/of geperforeerde metaalfolies zijn opgebouwd. Bekende inrichtingen van het hierboven beschreven soort hebben echter een verhoudingsgewijs grote ruimtebehoefte.

Bovendien lukt het niet altijd of slechts tegen aanvullende kosten om het reactievermogen van de sorbenten volledig te benutten.

De uitvinding beoogt een reactor van het hierboven beschreven soort ter beschikking te stellen die uitmunt door compacte opbouw en een hoog rendement van de sorbenten.

Volgens de uitvinding is dit bereikt, doordat de wervellaag in het onderste deel van de reactor is aangebracht, doordat de afscheider in het bovengedeelte van de reactor is aangebracht, en doordat het reactoroppervlak van de wervelbedreactor naar de afscheider toe is verbreed. Volgens de uitvinding is daar- door de afscheider een integraal deel van de wervellaagreactor, waarbij de zich van het wervelbed naar de reactorafscheider verbredende ruimte de voortzetting van de reacties van de sorbenten uit de wervellaag en de schadelijke stoffen van dé rookgassen mogelijk maakt, echter bij afnemende stromingssnelheid. De reacties worden nog verbeterd respectievelijk ondersteund, doordat in de zich verbredende ruimte door wervelvorming gelijktijdig ook een intensieve menging plaats vindt.

In detail kan de uitvinding als volgt doelmatig zijn uitgevoerd.

Doordat de wervellaagreactor in zijn dwarsdoorsnede rond is, vormt zich een gelijkvormig, voor de wervellaag gunstig stromingsprofiel.

Een goede aanpassing aan ongelijkmatige rookgasvo-lumestromen van het wervelbed kan worden bereikt, doordat de wervellaagreactor naar boven conisch verbreed is. Men kan de wervellaagreactor ook cilindrisch uitvoeren.

De verbreding van de reactor vanaf de wervellaagreactor naar de afscheider toe dient om redenen van gunstige stro-mingsvoorwaarden continu te zijn uitgevoerd, in het bijzonder conisch.

Het in de wervellaagreactor en in het verbrede deel van de reactor in belangrijke mate van schadelijkè stoffen gereinigde rookgas passeert dan de afscheider, die bij voorkeur in een reactorgedeelte met constante dwarsdoorsneden is ondergebracht. Daar worden de door het rookgas meegevoerde reactieproducten afgescheiden.

Volgens een de voorkeur hebbende uitvoering van de uitvinding dient de afscheider filterslangen te bezitten, die hangend aan een filterbodem zijn aangebracht, waarbij zich boven de filterbodem een schone gasruimte bevindt, die met de binnenruimten van de filterslangen in verbinding staat. Dan worden de door het rookgas meegevoerde reactieproducten en stofdeeltjes aan de buitenzijden van de filterslangen afgescheiden.

Zij vormen daar een filterkoek, die op grond van de daarin opgenomen nog gedeeltelijk actieve sorbenten beschikt over een restactiviteit. Bij het doorstromen van de rookgassen door filterkoeken en filterslangen vindt op deze wijze een verdere reductie van de concentratie aan schadelijke stoffen en een verhoging van de totale werkingsgraad voor het afscheiden plaats.

Opdat de filterkoek niet onbegrensd aangroeit, is een inrichting voor het groepsgewijze reinigen van de filterslangen aangebracht, die elk slechts een deel van de aanwezige filterslan-gen tijdens het bedrijf reinigt. Het kan daarbij om een inrichting gaan, die met drukluchtimpulsen werkt. De van de filterslangen losgemaakte filterkoek valt dan weer terug in de wervellaag. Restac-tieve sorbenten, reactieproducten en afgescheiden stofdeeltjes komen op deze wijze weer terug in de wervellaagkringloop, en de activiteit van de sorbenten kan tot aan de volledige uitputting worden benut.

Doordat het reactorgedeelte voor de afscheider wat de doorsnede betreft rechthoekig is, is het ruimterendement ten opzichte van de slangfilters optimaal. Bovendien kunnen meerdere reactoren ruimtebesparend op de wijze van een module worden samengevat .

Een ronde uitvoering van de dwarsdoorsnede van het reactorgedeelte voor de afscheider is vooral voor kleine reactor-grootten op grond van de eenvoudige bouwwijze doelmatig en ook bij hogere rookgasdrukken zonder wezenlijke verstijvingsmaatregelen strijdbaar.

Om de belasting van de wervellaag en de nageschakelde afscheider met door de rookgassen meegevoerde vaste stoffen of stofdeeltjes te reduceren, kan de rookgastoevoer in een grove afscheider tussen een wervelbodem en een stofafvoer uitmonden. Ook deze grove afscheider is integraal bestanddeel van de wervelbed-reactor, hij bestaat uit een dienovereenkomstig uitgevoerde ruimte onder het wervelbed. Bovendien kan de rookgastoevoer een inrichting voor het koelen en/of conditioneren van het rookgas bezitten, om bijvoorbeeld bepaalde vochtigheidsgehalten in het rookgas in te stellen.

Bijzonder gunstige resultaten worden bereikt, indien de wervellaag een mengsel van een fijnkorrelig sorbentmate-riaal en een grofkorrelig vastmateriaal bezit. De grove, vaste deeltjes van de wervellaag veroorzaken een permanente slijtage van de inactief geworden oppervlakken van de sorbentkorrels, zodat telkens een voor de reactie met de schadelijke stoffen noodzakelijk groot, actief, sorbent oppervlak wordt geleverd.

Een continu bedrijf kan worden uitgevoerd, indien de reactor een continu doserende vaste stof toevoerinrichting en een in de wervellaag van onderen uitmondende overloopbuis met luchtafsluitorgaan bezit. De toevoerinrichting kan daarbij pneumatisch of ook mechanisch werken. De dosering kan doelmatig volgens de zuiverheidsgraad van het uit de reactor komende gas worden geregeld.

De hoogte van het wervelbed en daardoor de verblijftijd van het sorbentmateriaal kunnen worden bestuurd, doordat de bovenrand van de overloopbuis in hoogte instelbaar is uitge-voerd.

Een watertoevoerinrichting naar het wervelbed maakt de instelling mogelijk van optimale vochtigheidswaarden in het wervelbed zonder het gevaar van het toevoegen van openingen in de wer-velbodem.

Het gedoseerde toevoeren van het water wordt door een regelbare klep in de watertoevoerinrichting mogelijk gemaakt*

Bij een bijzonder doelmatige werkwijze voor de rookgasreiniging, waarbij het rookgas in een wervellaag met sorben-tén van gasvormige schadelijke stoffen en dan in een afscheider van stofdeeltjes wordt gereinigd en dan als schoon gas wordt afgevoerd, worden de sorbenten door het toevoeren van water in de wervellaag op een zodanige hoeveelheid, dat het dauwpunt van het water in het afgevoerde schone gas niet wordt bereikt, vochtig gemaakt. De zich op het oppervlak van de afzonderlijke korreltjes van de sorbenten afzettende dunne waterlaag bevordert het reactievermogen. Doordat de bevochtiging slechts zo groot is dat het dauwpunt in het af gevoerde schone gas niet wordt bereikt, worden problemen door het dichtslibben van de afscheider door een water/stofmengsel en een te sterke bevochtiging van het wervelbed vermeden. Doordat anderzijds het dauwpunt slechts in de wervellaag in de onmiddellijke nabijheid van de sorbenten wordt bereikt, wordt de maximaal zonder bedrijfsstoringen mogelijke, de reactiesnelheid bevorderende bevochtiging van de sorbenten bereikt.

De uitvinding wordt hieronder nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin bij wijze van voorbeeld een schematische weergave is opgenomen van een reactor voor het verwijderen van gasvormige schadelijke stoffen en stofdeeltjes uit rook- respectievelijk uitlaatgassen.

De in de tekening weergegeven reactor bezit een huis 1 met in hoofdzaak cirkelvormige dwarsdoorsneden. In het huis 1 bevindt zich boven een doorlaatbare wervelbodem 2 in een naar boven enigszins conisch verbrede wervellaagreactor 3 de wervellaag 4. Op de wervellaagreactor 3 sluit een conisch verbreed gedeelte 5 aan, dat aan zijn boveneinde in een weer cilindrisch gedeelte 6 overgaat, waarin een afscheider 7 is ondergebracht.

Een rookgastoevoer 8 mondt onder de wervelbodem 2 in een als grove afscheider 9 uitgevoerd gedeelte van het huis 1 uit, en op deze grove afscheider 9 sluit naar onderen een slang-trechter 10 aan, die tot een met een cellenradsluis of dergelijke beveiligde stofafvoer 11 behoort. De stofafvoer 11 kan een worm- of een trogkettingtransporteur hebben.

De wervellaag 4 bevat een mengsel van zand en een fijnkorrelig sorbent op calciumbasis, bij voorkeur kalkhydraat. De door het rookgas meegevoerde schadelijke stoffen worden in de wervellaag 4 en in het in stromingsrichting aansluitende conische gedeelte 3 en 5 in intensief contact met de oppervlakken van de sorbenten gebracht en door chemische reacties aan deze sorbenten gebonden. De zandkorrels van de wervellaag 4 veroorzaken een permanente verwijdering van de inactief geworden korreloppervlakken van de sorbenten, zodat altijd een groot reactie-oppervlak aanwezig is.

De rookgassen met de stofvormige reactieproducten, verdere stofdeeltjes, die in de grove afscheider niet zijn af ge- scheiden, alsmede met schadelijke stofresten, komen dan in het gebied van de afscheider 7, waartoe filterslangen 12 behoren, die hangend aan een filterbodem 13 zijn aangebracht. De binnenruimten van de filterslangen 12 staan in verbinding met een boven de filterbodem 13 aangebrachte schone gasruimte 14 met schone gasafvoer 15. Bij het gaan van de gassen door de filterslangen 12 scheiden de meegevoerde stofdeeltjes zich aan de buitenzijden van de filterslangen 12 af en vormen daar een filterkoek. De filterkoeken beschikken op grond van de daarin ingebedde en rtog gedeeltelijk actieve sorbentdeeltjes nog over een Testactiviteit, die tot een verdere vermindering van de concentratie aan schadelijke stoffen in het gas leidt.

In de schone gasruimte 14 is boven de filterbodem 13 een inrichting 16 aangebracht voor het groepsgewijze reinigen van de filterslangen 12. Deze inrichting 16 is slechts schematisch weergegeven. Zij werkt bij de weergegeven uitvoering met druklucht-impulsen, die tijdens het bedrijf telkens groepen of reeksen van filterslangen 12 belasten, zodat de aldaar gevormde filterkoeken losraken en in de wervellaag 4 terugvallen. Daardoor komen restac-tieve sorbenten, reactieproducten en afgescheiden stofdeeltjes weer in de wervellaagkringloop terug.

De continue, gedoseerde toevoer van de sorbenten in de wervellaag 4 wordt door een transportschroef 17 en aandrijving 18 mogelijk gemaakt, en de afvoer door een in hoogte instelbare overloopsbuis 19 die met een cellenradsluis 20 ten opzichte van de omgeving is af gesloten. Een watertoevoerinrichting 21 die als een in het bovendeel van de wervellaagreactor 3 ingevoerd, kegelvormig mondstuk is uitgevoerd en een regelbare klep 22 bezit, maakt een geregelde watertoevoer naar de wervellaag mogelijk, waarbij de druppelgrootte in het regelgebied nagenoeg constant blijft.

Claims (18)

1. Reactor voor het verwijderen van gasvormige schadelijke stoffen en stofdeeltjes uit rook- respectievelijk uitlaatgassen met een wervellaagreactor, een onder de een sorbent bevattende wervellaag uitmondende rookgastoevoer en een na de wervellaag geschakelde afscheider, set het kenmerk, dat de wervellaag (4) in het ondergedeelte van de reactor is aangebracht, dat de afscheider (7) in het bovengedeelte (6) van de reactor is aangebracht, en dat de reactordwarsdoorsnede van de wervellaagreactor (3) naar de afscheider (7) toe verbreed is.

2. Reactor volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de dwarsdoorsnede van de wervellaagreactor (3) rond is.

3. Reactor volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de wervellaagreactor (3) naar boven conisch verbreed is.

4. Reactor volgens een der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de reactordwarsdoorsnede in de richting naar de afscheider (7) toe voortdurend breder wordt.

5. Reactor volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de reactordwarsdoorsnede zich in de richting naar de afscheider (7) toe conisch verbreedt.

6. Reactor volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de afscheider (7) in het reactorgedeelte (6) met constante dwarsdoorsnede is ondergebracht.

7. Reactor volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de afscheider (7) filterslangen (12) bezit, die hangend aan een filterbodem (13) zijn aangebracht, en dat zich boven de filterbodem (13) een schone gasruimte (14) bevindt, die met de binnenruimten van de filterslangen (12) in verbinding staat·

8. Reactor volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een inrichting (16) voor het groepsgewijze reinigen van de filterslangen (12) is aangebracht.

9. Reactor volgens een der voorgaande conclusies/ met het kenmerk/ dat de dwarsdoorsnede van het reactorgedeelte van de afscheider (7) rechthoekig is.

10. Reactor volgens een der conclusies 1-8, met het kenmerk, dat de reactordoorsnede voor de afscheider (7) in dwarsdoorsnede rond is.

11. Reactor volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de rook gas toevoer (8) in een grove afscheider (9) tussen een wervelbodem (2) en een stofafvoer {11) uitmondt.

12. Reactor volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de rookgas toevoer (8) een inrichting voor het koelen en/of conditioneren van het rookgas bezit.

13. Reactor volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de wervellaag (4) een mengsel van fijnkorrelig sorbent materiaal en een grofkorrelig vast materiaal bevat.

14. Reactor volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de wervellaagreactor (3) een continu doserende vaste stoftoevoerinrichting (17, 18) en een in de wervellaag (4) van onderen uitstekende overloopbuis (19) met een luchtafsluit-orgaan (20) bezit.

15. Reactor volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de overloopbuis (19) ten aanzien van de hoogte van zijn bovenrand instelbaar is uitgevoerd.

16. Reactor volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de wervellaagreactor (3) een watertoevoer-inrichting (21) voor het wervelbed (4) bezit·

17. Reactor volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de watertoevoerinrichting (21) een regelbare klep (22) bezit.

18. Werkwijze voor het reinigen van rookgas, waarbij hét rookgas in een wervellaag met sorbenten van gasvormige schadelijke stoffen en dan in een stofdeeltjesafscheider wordt gereinigd en vervolgens als schoon gas wordt afgevoerd, met het kenmerk, dat de sorbenten door het toedienen van water in de wervellaag in een zodanige hoeveelheid worden bevochtigd dat het dauwpunt van het water in het afgevoerde schone gas niet wordt bereikt.