WO1986001739A1 - System for separating liquid droplets from the gas flow inside a vertical pipe - Google Patents

System for separating liquid droplets from the gas flow inside a vertical pipe Download PDF

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WO1986001739A1
WO1986001739A1 PCT/EP1985/000451 EP8500451W WO8601739A1 WO 1986001739 A1 WO1986001739 A1 WO 1986001739A1 EP 8500451 W EP8500451 W EP 8500451W WO 8601739 A1 WO8601739 A1 WO 8601739A1
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Siegfried Bulang
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Gesellschaft Für Verfahrenstechnik Mbh & Co. Kg
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D45/00—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces
    • B01D45/04—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia
    • B01D45/08—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by impingement against baffle separators
    • B01D45/10—Separating dispersed particles from gases or vapours by gravity, inertia, or centrifugal forces by utilising inertia by impingement against baffle separators which are wetted
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor

Definitions

  • the invention relates to a device for separating liquid drops from the gas stream of a vertical flow pipe, in particular a gas scrubber of flue gas desulfurization systems, consisting of separator lamellae which are grouped together and which are attached to a frame between two carrier plates in parallel and at a distance from one another obliquely in the flow pipe and the assemblies are arranged in several parallel rows and are equipped with flushing pipes.
  • a gas scrubber of flue gas desulfurization systems consisting of separator lamellae which are grouped together and which are attached to a frame between two carrier plates in parallel and at a distance from one another obliquely in the flow pipe and the assemblies are arranged in several parallel rows and are equipped with flushing pipes.
  • separator plates built into a flow tube are used, which are designed differently depending on the direction of flow.
  • corrugated separator plates are used which are arranged at a distance from one another in the flow tube above a sieve plate or the like and which form a multiplicity of curved flow channels and which are suitable for a improved droplet separation can also be provided with catch noses, gutters or the like (DE-PS 257 368, 31 03 524); the separated liquid drops flow downwards. If the separator plates are designed accordingly, this version is suitable for a wide range of drops.
  • angled separator plates are used, which, however, tend to tear off the liquid film and are only suitable for a relatively narrow drop spectrum (DE-PS 22 46 475).
  • the invention has for its object to form a device of the generic type in such a way that the separation performance is improved and is also retained during the rinsing process.
  • This object is achieved according to the invention in that a slightly inclined collecting trough is provided in addition to the lower ends of the corrugated separator fins.
  • corrugated separator lamellae initially has the advantage that even with a vertical gas flow a broad spectrum of drops is detected, as is the case with the correspondingly corrugated separator lamellae provided with catch noses and gutters in horizontally flowed pipes or the like.
  • the collecting troughs located next to the separator fins serve to collect the * rinsing water droplets entrained during the rinsing process, which are thrown out of the separator fins obliquely upwards to a certain extent and fall into the collecting troughs in an arc by gravity and counter to the gas flow. Due to the slight inclination, which can be approximately 2 to 5 °, the water that collects flows out of the collecting channels.
  • the flow pipe can be equipped in one or more cross-sectional planes with a separator, each separator consisting of a plurality of assemblies provided with separator fins.
  • the inclination The direction of the separator elements depends on the design and arrangement of the collecting troughs. All separator fins on one assembly level are expediently inclined in the same direction.
  • the collector channels can be delimited by the carrier plates of rows of separator fins lying next to one another, as a result of which a particularly simple and space-saving construction is achieved.
  • each module is expediently provided with coupling pipes and flush pipes that can be coupled together.
  • the separator fins of two adjacent rows can also be arranged in the form of a gable roof.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a gas scrubber equipped with droplet separators
  • FIG. 2 shows a section of one of the droplet separators contained in FIG. 1 on a larger scale
  • Fig. "3 is a plan view of a mist eliminator of Fig. 1 in a larger scale
  • FIG. 7 shows two assemblies of a droplet separator in a side view
  • FIG. 8 shows an assembly from FIG. 7 in a front view
  • FIG 9 shows a further exemplary embodiment with a separator lamella arranged in the manner of a saddle roof.
  • a gas scrubber 1 forms a vertical flow tube in which a gas, e.g. B. dust-containing flue gas from the flue gas desulfurization system of a power plant, a washing zone 2 equipped with a spray device 3 and then from below upwards two droplet separators 4 arranged one above the other and a gas preheater serving heat exchanger 19.
  • a gas e.g. B. dust-containing flue gas from the flue gas desulfurization system of a power plant
  • a washing zone 2 equipped with a spray device 3 and then from below upwards two droplet separators 4 arranged one above the other and a gas preheater serving heat exchanger 19.
  • Each droplet-fenabscheider 4 is composed of module-like Milton ⁇ Decisions Abscheiderlamellen 6.
  • Figs. 2 and 3 zei ⁇ gene that each assembly 5 a plurality deposition * derlamellen from '6 is that with and spaced apart a same inclination with their Ends are fastened to
  • the angle of inclination o ⁇ is, for example, 45 ° and the carrier plates 8, 9 protrude to just above the upper edge of the separator fins 6, so that a low carrier plate 8 and a high carrier plate 9 surround the separator fins 6.
  • Coupling tubes 12 with a square cross section are attached to the carrier plates 8, 9, which allow the assembly of the assemblies 5 to form a droplet separator 4 in connection with a supporting frame or a transverse wall 10.
  • This transverse wall 10 is provided with cutouts into which the assemblies 5 can be inserted, whereby they rest with the lateral coupling tubes 12 on the lateral edges of the cutouts.
  • each droplet separator 4 consists of several rows of separator fins 6, each of which is inclined in the same direction. In addition, each row is provided above and below the separator fins 6 with a flushing pipe 7.
  • the separator lamellae 6 can be corrugated depending on the acting drop spectrum and the flow rate. 4 shows an embodiment with a simple corrugation. In the embodiment according to FIG. 5, in addition to the more bulged central shaft 14, two smaller shafts 15 bulging in the opposite direction are provided. In the embodiment according to FIG. 6, a catch nose 16 pointing downward is formed on the shaft.
  • each module 5 can be assigned a short coupling tube 12 which can be plugged together with the coupling tube 12 of the subsequent module 5.
  • short rinsing pipes 7 can be fastened to a support bracket 17 or the support plate 9, which can likewise be coupled to one another.
  • separator lamellae 6 of two adjacent rows each are arranged in the form of a saddle roof, or each row is built up from assemblies 5 designed in the manner of a saddle roof, in which the separator lamellae 6 in the ridge on a support plate 18 are attached.

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Description

Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus dem Gasstrom eines lotrechten Strömungsrohres
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zürn Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus dem Gasstrom eines lotrech¬ ten Strömungsrohres, insbesondere eines Gaswäschers von Rauchgasentschwefelungsanlagen, bestehend aus bau- gruppenärtig zusammengefaßten Abscheiderlamellen- die an einem Rahmen zwischen zwei Trägerplatten parallel und mit Abstand voneinander schräg im Strömungsrohr angebracht sind und wobei die Baugruppen in mehreren parallelen Reihen angeordnet und mit Spülrohren ver- sehen sind.
Zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus strömenden Gasen finden in ein Strömungsrohr eingebaute Abschei¬ derplatten Verwendung, die in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung verschieden ausgebildet sind. Bei einer horizontalen Anordnung des Strömungsrohres fin¬ den gewellte Abscheiderplatten Anwendung, die im Strö¬ mungsrohr über einem Siebboden o. dgl. mit Abstand von¬ einander stehend angeordnet sind und eine Vielzahl ge- krümmter Strömungskanäle bilden und die für eine ver- besserte Tropfenabscheidung auch mit Fangnasen, Fang¬ rinnen o. dgl. versehen sein können (DE-PS 257 368, 31 03 524); die abgeschiedenen Flüssigkeitstropfen fließen nach unten. Bei einer entsprechenden Ausbildung der Abscheiderplatten ist diese Ausführung für ein weites Tropfenspektrum geeignet. Hingegen finden zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus vertikalen Gas¬ strömen winkelartig ausgebildete Abscheiderplatten Ver¬ wendung, die jedoch leicht zum Abriß des Flüssigkeits- fil s neigen und nur für ein relativ schmales Tropfen¬ spektrum geeignet sind (DE-PS 22 46 475).
Weiterhin sind aus Power, March 1984, 35-37 für den Einbau in Gaswäscher von Rauchgasentschwefelungsan- lagen flache Abscheiderlamellen bekannt, die gegen¬ über der Horizontalebene geneigt angeordnet sind, wo¬ bei jeweils zwei benachbarte Reihen satteldachförmig liegen. Bei dieser Ausführung ist das erfaßbare Trop¬ fenspektrum besonders schmal und läßt sich auch durch eine kostspielige mehretagige Anordnung von Abscheidern nicht wesentlich verbessern. Ein weiterer Nachteil be¬ steht darin, daß die durch eine Entschwefelungsanlage geleiteten Rauchgase erhöhte Mengen an Staub enthalten, die sich ständig an den Abscheiderplatten bzw. -lamel- len festsetzen und schon nach kurzer Zeit zu einer er¬ heblichen Verringerung des Strömungsquerschnitts sowie zu einer Beeinträchtigung der Abscheideleistung führen. Deshalb ist während des Betriebes ein häufiges Abspülen der Abscheiderlamellen mit Spülwasser erforderlich. Das periodisch eingespritzte Spülwasser schmälert jedoch die Tropfenabscheidung während des Spülvorgangs ganz erheblich.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art derart auszu¬ bilden, daß die Abscheideleistung verbessert wird und auch während des Spülvorgangs erhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß neben den unteren Enden der gewellt ausgebildeten Ab- scheiderlamellen je eine leicht geneigte Sammelrinne vorgesehen ist.
Die Verwendung gewellter Abscheiderlamellen hat zunächst den Vorteil, daß auch bei einer vertikalen Gasströmung ein breites Tropfenspektrum erfaßt wird, wie es mit den entsprechend gewellten und mit Fangnasen und Fang¬ rinnen versehenen Abscheiderlamellen in horizontal durchströmten Rohren o. dgl. der Fall ist. Die neben den Abscheiderlamellen befindlichen Sammelrinnen die- nen dem Auffangen der während des Spülvorganges mit¬ gerissenen* Spülwassertropfen, die gewissermaßen schräg nach oben aus .den Abscheiderlamellen herausgeschleudert werden und durch Schwerkraft sowie entgegen der Gasströ¬ mung bogenförmig in die Sammelrinnen herabfallen. Durch die leichte Neigung, die etwa 2 bis 5° betragen kann, fließt das sich ansammelnde Wasser aus den Sammelrin¬ nen ab.
Besonders gute Ergebnisse werden erzielt, wenn die Ab- scheiderlamellen um etwa 40° bis 50° geneigt sind und die Breite jeder Sammelrinne etwa 1/2 bis 1/3 der Breite einer Baugruppe entspricht. Durch diese Maßnahmen wird eine besonders gute Abscheidung während des normalen Betriebes erreicht, und in Verbindung mit der Breite der Sammelrinnen weist die Schleuderbahn für die Tropfen in die jeweils benachbarte Sammelrinne.
Das Strömungsrohr kann in einer oder in mehreren Quer¬ schnittsebenen mit einem Abscheider ausgerüstet sein, wobei jeder Abscheider aus einer Vielzahl mit Abschei¬ derlamellen versehenen Baugruppen besteht. Die Neigungs- richtung der Abscheiderelemente richtet sich nach der Ausbildung und Anordnung der Sammelrinnen. Zweckmäßig sind alle Abscheiderlamellen einer Baugruppenebene in die gleiche Richtung geneigt. Dabei können die Sa mel- rinnen von den Trägerplatten nebeneinanderliegender Reihen Abscheiderlamellen begrenzt sein, wodurch ein besonders einfacher und platzsparender Aufbau erzielt wird. Für eine einfache Montage der Baugruppen ist jede Baugruppe zweckmäßig mit Kupplungsrohren und aneinanderkuppelbaren Spülrohren versehen. Dabei kann im Strömungsrohr eine zur Horizontalebene leicht geneigte Querwand mit Ausschnitten zum Einsetzen der Baugruppen vorgesehen sein; diese Ausführung ermöglicht eine einfache Vormontage der Abscheider, die dann ledig- lieh noch mit der vorgesehenen leichten Neigung in das Strömungsrohr eingebaut zu werden brauchen. Alternativ können die Abscheiderlamellen von jeweils zwei benach¬ barten Reihen auch satteldachförmig angeordnet sein.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausfüh¬ rungen dargestellt; es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen mit Tropfen¬ abscheidern ausgerüsteten Gaswäscher,
Fig. 2 einen Abschnitt eines der in Fig. 1 enthal¬ tenen Tropfenabscheiders in einem größeren Maßstab,
Fig. "3 eine Draufsicht auf einen Tropfenabscheider der Fig. 1 in einem größeren Maßstab,
Fig. 4 verschiedene Querschnittsformen von Abschei- bis 6 d,er,lame,l,len,
Fig. 7 zwei Baugruppen eines Tropfenabscheiders in einer Seitenansicht, Fig. 8 eine Baugruppe aus Fig. 7 in einer Stirn¬ ansicht und
Fig. 9 ein weiteres Ausführungsbeispiel mit sattel- dachförmig angeordneten Abscheiderlamellen.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführung bildet ein Gas¬ wäscher 1 ein lotrechtes Strömungsrohr, bei dem ein Gas, z. B. staubhaltiges Rauchgas der Rauchgasent- schwefelungsanlage eines Kraftwerkes, eine mit einer Sprüheinrichtung 3 ausgerüstete Waschzone 2 und dann von unten nach oben zwei übereinander angeordnete Tropfenabscheider 4 sowie einen der Gasvorwär ung dienenden Wärmetauscher 19 durchströmt. Jeder Trop- fenabscheider 4 besteht aus baugruppenartig zusammen¬ gefaßten Abscheiderlamellen 6. Die Fig. 2 und 3 zei¬ gen, daß jede Baugruppe 5 aus 'einer Vielzahl Abschei-* derlamellen 6 besteht, die mit Abstand zueinander und mit einer gleichen Neigung mit ihren Enden an zwei Trägerplatten 8,9 befestigt sind. Der Neigungswinkel o^ beträgt beispielsweise 45° und die Trägerplatten 8,9 ragen bis knapp über die Oberkante der Abscheider¬ lamellen 6, so daß eine niedrige Trägerplatte 8 und eine hohe Trägerplatte 9 die Abscheiderlamellen 6 ein- faßt. An den Trägerplatten 8,9 sind im Querschnitt quadratische Kupplungsrohre 12 angebracht, welche die Zusammenstellung der Baugruppen 5 zu einem Tropfen¬ abscheider 4 in Verbindung mit einem Traggerüst oder einer Querwand 10 erlaubt. Diese Querwand 10 ist mit Ausschnitten versehen, in welche die Baugruppen 5 ein¬ setzbar sind, wobei sie mit den seitlichen Kupplungs¬ rohren 12 auf den seitlichen Rändern der Ausschnitte aufliegen. Die zwischen den Ausschnitten vorhandenen Stege bilden in Verbindung mit den zugehörigen Träger- platten 8,9 eine Sammelrinne 11. Um einen Ablauf zu ermöglichen, ist die Querwand 10 in Längsrichtung der Sammelrinnen 11 um etwa 2 bis 3° geneigt; bedarfs¬ weise können auch Abiaufbohrungen 13 im Boden vorge¬ sehen sein. Im zusammengesetzten Zustand besteht je¬ der Tropfenabscheider 4 aus mehreren Reihen Abschei- derlamellen 6, die jeweils in die gleiche Richtung ge¬ neigt sind. Außerdem ist jede Reihe über und unter den Abscheiderlamellen 6 mit je einem Spülrohr 7 versehen.
Die Abscheiderlamellen 6 können in Abhängigkeit von dem einwirkenden Tropfenspektrum und der Strömungs¬ geschwindigkeit gewellt sein. Fig. 4 zeigt eine Aus¬ führung mit einer einfachen Wellung. Bei der Ausfüh¬ rung nach Fig. 5 sind neben der stärker ausgewölbten mittleren Welle 14 zwei in die Gegenrichtung ausge- wölbte kleinere Wellen 15 vorgesehen. Bei der Ausfüh¬ rung nach Fig. 6 ist auf der Welle eine nach unten weisende Fangnase 16 angeformt.
Für eine baugruppenartige Verbindung kann jeder Bau- gruppe 5 ein kurzes Kupplungsrohr 12 zugeordnet sein, das mit dem Kupplungsrohr 12 der anschließenden Bau¬ gruppe 5 zusammensteckbar ist. Ebenfalls können, wie die Fig. 7 und 8 zeigen, kurze Spülrohre 7 an einem Trägerbügel 17 bzw. der Trägerplatte 9 befestigt sein, die desgleichen aneinanderkuppelbar sind.
Während des Normalbetriebes scheiden sich die vom Gas¬ strom mitgerissenen Tröpfchen an den gewellten Abschei¬ derlamellen 6 ab. Die abgeschiedene Flüssigkeit strömt auf den Abscheiderlamellen 6 schräg nach unten und tropft dort an der niedrigeren Trägerplatte 8 nach unten in die Waschzone 2. Um etwa auf- den Abscheider¬ lamellen 6 abgesetzte Staubteilchen, z. B. Kalkstaub einer vorgeschalteten Rauchgasentschwefelungsanlage, zu entfernen, wird in geeigneten Zeitabständen perio¬ disch durch die Spülrohre 7 Spülwasser gegen die Ab- _ ^ _
scheiderlamellen 6 gespritzt, wobei jedoch die normale Gasströmung aufrechterhalten bleibt. Dabei wird Spül-' flüssigkeit mitgerissen und hochgeschleudert, jedoch durch die Neigung der Abscheiderlamellen 6 schräg in Richtung zur zugehörigen Sammelrinne 11, in welche die Tropfen fallen (vgl. Pfeile in Fig. 2). Die große Trä¬ gerplatte 9 verhindert einen Übertritt der Tropfen zur benachbarten Reihe.
Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführung sind Abschei¬ derlamellen 6 von jeweils zwei benachbarten Reihen sat¬ teldachförmig angeordnet, bzw. jede Reihe wird aus sat¬ teldachförmig ausgebildeten Baugruppen 5 aufgebaut, bei denen die Abscheiderlamellen 6 im First an einer Träger- platte 18 befestigt sind.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Abscheiden von Flüssigkeitstropfen aus dem Gasstrom eines lotrechten Strömungsrohres, insbesondere eines Gaswäschers von Rauchgasent- schwefelungsanlagen, bestehend aus baugruppenartig zusammengefaßten Abscheiderlamellen, die an einem
Rahmen zwischen zwei Trägerplatten parallel und mit Abstand voneinander schräg im Strömungsrohr ange¬ bracht sind und wobei die Baugruppen in mehreren parallelen Reihen angeordnet und mit Spülrohren versehen sind, dadurch gekennzeichent, daß neben den unteren Enden der gewellt ausgebildeten Ab¬ scheiderlamellen (6) je eine leicht geneigte Sam¬ melrinne (11) vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Abscheiderlamellen (6) um etwa 40° bis 50° geneigt sind und die Breite jeder Sammel- rinne (11) etwa 1/2 bis 1/3 der Breite einer Bau¬ gruppe (5) entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß alle Abscheiderlamellen (6) einer Baugruppenebene in die gleiche Richtung ge¬ neigt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Sammelrinnen (11) von den Trägerplat- ten (8,9) nebeneinanderliegender Reihen Abscheider¬ lamellen (6) begrenzt werden.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Baugruppe (5) mit Kupplungsrohren (12) und aneinanderkuppel- baren Spülrohren (7) versehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Strömungsrohr eine zur Horizontalebene leicht geneigte Quer¬ wand (10) mit Ausschnitten zum Einsetzen der Baugruppen (5) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Abscheiderlamellen (6) von jeweils zwei benachbarten Reihen satteldachförmig, angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheiderla¬ mellen (6) mit Fangnasen (16) oder Fangrinnen versehen sind.
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