WO2011009902A1 - Rauchgasreinigung mittels mehrstufiger co2-strahlwäsche - Google Patents

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Torsten Buddenberg
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    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Definitions

  • the invention is directed to a method for purifying a flue gas or exhaust stream, in particular a large-scale plant, by means of at least three
  • Venturi scrubber is carried out with it in cocurrent to the scrubbing liquid out flue gas or exhaust gas stream.
  • the invention is directed to a gas scrubber, in particular a large-scale plant, with at least three scrubbers for cleaning a flue gas or exhaust stream, with a first gas scrubber stage as one with a NaOH-containing or a Ca (OH) 2 ⁇ containing solution carried out as a washing liquid Spray wash and a second scrubber stage in the form of a first CO 2 ⁇ scrubbing is provided as a jet scrubber or Venturi scrubber with flue gas or waste gas flow guided therein in direct current to the scrubbing liquid.
  • a gas scrubber in particular a large-scale plant, with at least three scrubbers for cleaning a flue gas or exhaust stream
  • a first gas scrubber stage as one with a NaOH-containing or a Ca (OH) 2 ⁇ containing solution carried out as a washing liquid Spray wash
  • a second scrubber stage in the form of a first CO 2 ⁇ scrubbing is provided as a jet scrubber or Venturi scrubber with flue gas or waste gas flow guided therein
  • WO 2009/021658 discloses a method for separating pollutants from a flue gas stream resulting from the combustion of a fossil fuel in a combustion chamber of a power plant in several process stages, wherein in a first process stage the flue gas stream is subjected to gas scrubbing with a NaOH-containing absorbent , In a preceding stage of the process, a flue gas desulphurisation treatment with a calcium-containing chemical absorbent takes place. The first stage of the process is followed by a process stage in the form of CO 2 scrubbing by means of a jet scrubber. The cleaning of the smoke or exhaust gas is possible in this method, however, only with a limited separation efficiency.
  • the invention is therefore based on the object to provide a solution which makes it possible to further improve the purification of a smoke or exhaust gas of gaseous carbon dioxide on a large scale in a structurally advantageous manner.
  • this object is achieved in that in a third scrubber a second CO 2 scrubbing is performed by means of an absorber or built-in column with it in countercurrent to the scrubbing liquid out flue gas or exhaust gas stream.
  • a third scrubber stage in the form of a second C0 2 scrubbing as an absorber or built-in column is provided with guided in countercurrent to the washing liquid flue gas or exhaust stream.
  • the separation efficiency of gaseous carbon dioxide is significantly improved over the previously known methods.
  • the first CO 2 scrubbing can take place before the second CO 2 scrubbing. But it is also possible that the second CO 2 - wash before the first CO 2 scrubbing takes place.
  • Jet scrubbers and venturi scrubbers have the advantage that as much kinetic energy is introduced by the jet of scrubbing liquid entering the gas scrubber and such a pressure is built up that the flue gas or flue gas to be scrubbed is transported in co-current with the scrubbing liquid without further auxiliary units such as blowers can and will be.
  • Such jet scrubber or Venturi scrubber can then be with a second gas scrubber stage, which may be upstream or downstream to those from one or more in principle arbitrarily executed scrubber components, as well as a jet scrubber, but also an absorber or built-in column, or an open spray absorber or a venturi scrubber, expand and combine as desired.
  • a second gas scrubber stage which may be upstream or downstream to those from one or more in principle arbitrarily executed scrubber components, as well as a jet scrubber, but also an absorber or built-in column, or an open spray absorber or a venturi scrubber, expand and combine as desired.
  • a second gas scrubber stage which may be upstream or downstream to those from one or more in principle arbitrarily executed scrubber components, as well as a jet scrubber, but also an absorber or built-in column, or an open spray absorber or a venturi scrubber, expand and combine as desired.
  • gas scrubber components in which washing liquid and flue gas to be cleaned or flue gas flow in countercurrent to each other, the flue gas or exhaust gas through the respective scrubber component flows from bottom to top to provide subsequent empty shafts to the flue gas or to lead exhaust gas back down so that it then flows into the next, designed as a counter-current scrubber gas scrubber component.
  • gas scrubber components which are equipped with a fan, and by means of which the promotion of the flue gas or exhaust gas flow in and through the Gas scrubber component is maintained.
  • Such gas scrubber components have, for example, overhead or ceiling fan or fan wheels suspended, which constructively brings a significant effort with it to ensure a statically secured suspension of such a fan and thus a statically secure training of Gas dvss ⁇ herkomponente. Namely, such fans induce a significant vibration in the respective scrubber component and / or provided for their suspension or storage construction elements.
  • These constructive measures all account for a jet scrubber or Venturi scrubber, so that it by the integration of one or more jet scrubber or Venturi scrubber in an at least two-stage gas scrubbing is possible, this gas scrubbing and thus the gas scrubbers consisting of these gas scrubbers per se blower-free, ie without forming a necessary for the promotion of the flue gas or flue gas blower.
  • the absorber or installation column can be provided with packings, wherein the packings can be structured or poured.
  • gas scrubber components are combined, wherein in a gas scrubber component, a gas scrubbing takes place in the co-current of washing liquid and flue gas or exhaust gas flow and in the other, the laundry is carried out in countercurrent.
  • a countercurrent scrubber ie a scrubber with countercurrently guided flue gas / flue gas and scrubbing liquid provided is.
  • the jet scrubber or Venturi scrubber can be arranged at any position of a gas scrubber, if desired.
  • the first gas scrubber stage can be carried out as a prewash, for example by means of a jet scrubber or venturi scrubber, which is particularly suitable if acidic and / or sulfur-containing gas components are still to be removed after desulfurization.
  • a prewashing expediently a NaOH-containing or a Ca (OH) 2 -containing solution is sprayed as a washing liquid.
  • a fourth gas scrubber stage designed as a after-wash can be carried out, the after-scrubbing preferably being carried out with water as scrubbing liquid.
  • the water may optionally be accompanied by additives to support the absorption effect.
  • the fourth gas scrubber stage can be carried out by means of a spray scrubber or by means of a jet scrubber or Venturi scrubber or by means of an absorber or built-in column.
  • a first CO 2 scrubbing and a second CO 2 scrubbing all known CO 2 scrubbing liquids can be used.
  • the first CO 2 scrubbing and / or the second CO 2 scrubbing are preferably carried out with a CC> 2 absorbent as the scrubbing liquid, particularly preferably with an amine-containing CO 2 absorbent as scrubbing liquid.
  • Carrying out a CO 2 gas scrubbing is designed at least one scrubber stage as C ⁇ 2 ⁇ scrubber designed be.
  • This gas scrubber stage may be a conventional, cocurrent or countercurrent gas scrubber component, but also a CO 2 jet scrubber or venturi scrubber. It is also possible to combine two C0 2 scrubbers connected in series, one of which is a CO 2 jet scrubber or Venturi scrubber. It can therefore be provided that the jet scrubber or Venturi scrubber upstream or downstream of a gas scrubber designed as CO 2 scrubbing and that the gas scrubbing by means of at least one jet scrubber or Venturi scrubber in the flue gas or exhaust gas flow direction immediately before or after a scrubber stage forming a CO2 scrubbing is carried out.
  • a jet scrubber or venturi scrubber or scrubber components can be used, which have a ceiling-mounted suspended radial fan and apply the necessary kinetic energy to promote the flue gas or exhaust gas flow through this respective scrubber component.
  • the entire gas scrubber is then no longer free of blower, but it can be realized, in particular in combination with a jet scrubber or a Venturi scrubber optionally advantageous combinations of several scrubber stages.
  • the invention therefore provides in a further development of the invention, a gas scrubber, in which at least one gas scrubber stage in the form of a scrubber with, in particular on the ceiling side of the associated gas scrubber component arranged, vertically acting fan, preferably radial blower is formed.
  • Gas scrubber is formed, and in which still at least one, possibly all, gas scrubber stages is equipped with the aforementioned, on the ceiling side of one or more gas scrubber components arranged blower / are. Since the absorbent used in a respective scrubber stage or in a respective scrubber component or the scrubbing liquid used therein during the contact with the flowing in cocurrent or countercurrent flue gas stream but exhaust gas stream, it is appropriate that the absorbent or the scrubbing liquid after flowing through a respective or optionally also two consecutive washing stages a cooling is supplied. The invention therefore finally provides in a further embodiment of the method according to the invention also that the circulating washing liquid is cooled.
  • Fig. 1 in a schematic representation of a plan view
  • Fig. 5 a plurality of adjacent arranged
  • the gas scrubber generally designated 1 in FIG. 1, comprises four gas scrubbers I, II, III and IV, which each consist of one or more gas scrubber components 2 to 11 arranged adjacently and adjacently to one another.
  • the gas scrubber 1 is provided in particular for the purification of a smoke or exhaust gas of a large-scale plant, preferably a carbon-fired device or furnace.
  • the scrubber 1 is in particular for the purification of the resulting smoke or exhaust gas with a downstream fuel-fired device with associated steam generator, the fired device may be in particular a steam generator or combustion chamber of a power plant, a furnace for metal production, especially iron production, or a furnace for cement clinker production.
  • the gas scrubber components 2 to 11 are hollow body-shaped, wherein the gas scrubber stages I and III is formed by a respective gas scrubber component 2, 7, whereas the gas scrubber stages II and IV of four gas scrubber components 3, 4, 5, 6 and 8, 9, 10, 11 are formed.
  • the scrubbers I, II, III and IV are connected in series, so that the flue gas or flue gas to be cleaned first the scrubber I, then the scrubber II, then the scrubber III and finally the scrubber stage IV flows through.
  • the gas scrubber components 2, followed by the gas scrubber components 3, 4, 5, 6, followed by the scrubber component 7 and these followed by the gas scrubber components 8, 9, 10 and 11 are also connected in series with respect to the flue gas or flue gas stream to be scrubbed.
  • the respective scrubber components 3 to 6 and 8 to 11 with respect to the flue gas or exhaust gas flow are arranged parallel to each other, so that in each of them to be cleaned flue gas or exhaust gas is fed to the adjacent gas scrubber components.
  • the gas flow-through flow cross section or structural cross section of each gas scrubber component 2 to 11 is substantially rectangular.
  • the gas scrubber 1 has at least two gas scrubber components, one of which is designed as a jet scrubber 33, 34.
  • the gas scrubber components 2 to 11 are arranged and aligned such that each of the gas scrubber components 2 to 11 of a respective scrubber stage I to IV each have at least one common boundary wall or boundary wall or at least one common boundary wall or boundary wall area with an adjacent gas scrubber component of an adjacent scrubber stage and / or the respective gas scrubber stage forms.
  • the scrubber component 2 has common boundary wall areas with the scrubber components 3, 4, 5 and 6, wherein in turn the scrubber components 3 and 4, 4 and 5 and 5 and 6 each form a common boundary wall with each other.
  • gas scrubber components 3 to 6 with the gas scrubber component 7 form the common boundary wall 14.
  • each form the gas scrubber components. 8 and 9, 9 and 10 as well as 10 and 11 also each have a common boundary wall.
  • the gas scrubber components 2 to 11 forming the scrubber stages I to IV are combined overall to form a so-called scrubber scrubber line.
  • At least one gas scrubber stage is designed as a jet scrubber with flue gas or waste gas flow guided therein in direct current to the scrubbing liquid and that the gas scrubber has at least two scrubber stages, wherein at least one scrubber scrubber stage is designed as CO 2 scrubbing.
  • at least one scrubber scrubber stage is designed as CO 2 scrubbing.
  • the gas scrubber components 2 to 11 forming the gas scrubber stages I to IV are combined overall to form a so-called scrubber scrubber line.
  • the arrangement according to FIG. 1 can also be divided into two gas scrubber lines 16, 17 arranged parallel to one another.
  • the gas scrubber components 2 and 7 in gas scrubber components 2 ', 2 "and 7' and 7" divided and the gas scrubber components 5 and 6 and 10 and 11 on the one hand and 3 and 4 and 8 and 9 on the other hand each associated with a gas scrubber.
  • FIG. 1 the arrangement according to FIG. 1 can also be divided into two gas scrubber lines 16, 17 arranged parallel to one another.
  • the gas scrubber components 2 and 7 in gas scrubber components 2 ', 2 "and 7' and 7" divided and the gas scrubber components 5 and 6 and 10 and 11 on the one hand and 3 and 4 and 8 and 9 on the other hand each associated with a gas scrubber.
  • the scrubber stages I to IV are thus constructed from the two gas scrubber lines 16 and 17 arranged parallel to one another, wherein the gas scrubber line 16 the gas scrubber components 2 ", 5, 6, 7 connected in series with respect to the flue gas flow direction ', 10 and 11 and the gas scrubber 17 is formed from the arranged in parallel to the flue gas flow direction and gas scrubber components 2'', 3, 4, 1'', 8 and 9 is formed.
  • the two gas scrubber lines 16 and 17 arranged parallel to one another also have the common boundary wall or common boundary wall 18.
  • the respective cross sections or gas flowed through flow cross sections of the gas scrubber components 2 to 11 are substantially angular, in particular rectangular, formed, wherein the term "substantially” does not exclude that Eckkanten Schemee rounded or bevelled, as for each two adjacent gas scrubber components B or C the
  • at the end of the respective common wall or common wall 19, 20 there are respectively areas in which the steel and / or supporting structures 31 supporting or stabilizing the adjoining gas scrubber components B or C can be arranged.
  • the dimensioning of the rounding or beveling of the respective corner edge regions is chosen so that nevertheless the correspondingly shaped gas scrubber components B or C can be arranged with any of its side surfaces to form a common boundary wall or a common boundary wall to an adjacent, likewise formed gas scrubber component, as shown in Fig. 5 for four adjacent scrubber components B, of which two each with a common boundary wall or make boundary wall.
  • FIG. 4a The simplest case of cross-sectionally rectangular, in this case, square, two gas scrubber components is shown in FIG. 4a.
  • a gas scrubber 1 in the form of a more or less uniform or integral gas scrubber block is formed by the arrangement of the gas scrubber components 2 to 11 which adjoins each other at walls or wall regions, it being possible in particular for the individual scrubbers Gas scrubbers I to IV are combined in a common gas scrubber housing, which of course there may be height differences, as can be seen from the schematic longitudinal sectional view of FIG.
  • the gas scrubber 1 a gas scrubbing of the flue gas or exhaust gas is carried out by means of chemical absorption.
  • the gas scrubber stage I is formed as a prewash with an NaOH-containing scrubbing solution as the absorbent, followed by a scrubbing stage II to IV comprising the actual CO 2 scrubbing.
  • the gas scrubber 1 must comprise two scrubber stages, of which at least one is designed as CO 2 scrubbing and at least one in the form of a jet scrubber. As indicated by arrows in FIGS.
  • the flue gas or exhaust gas to be treated flows through the feed line 21 into the scrubber component 2 forming the scrubber stage I, then flows into one of the scrubber components 3 to 6 in the form of jet scrubbers 33 forming the scrubber stage II one, leaves the respective gas scrubber components 3 to 6 by flowing into the gas scrubber stage III forming gas scrubber component 7 and then flows into each one of the gas scrubber stage IV forming gas scrubber components 8 to 11 in the form of jet scrubbers 34 before the exhaust gas then after leaving the respective Gas scrubber component 8 to 11 leaves the gas scrubber 1 through the discharge line 22.
  • corresponding openings or the individual gas scrubber components connecting pipes are provided in the boundary walls or scrubber walls of the gas scrubber components combined in a gas scrubber line 16, 17.
  • a gas scrubber line 16, 17 In the case of a plurality of gas scrubber lines 16, 17 arranged in parallel, it is also possible to equip the boundary wall 18, which separates the first gas scrubber stage, forming gas scrubber components 2 'and 2 ", in this area likewise with perforations. But it is also possible to keep the two parallel gas scrubber lines 16, 17 separated and to provide a separate supply line 21 to both the gas scrubber component 2 'and to the gas scrubber component 2''.
  • a prewashing or pre-cleaning of the exhaust gas to be treated for scrubbing SO 2 , SO 3 , HCl, HF, Hg and dust takes place in the scrubber component 2 .
  • the circulated washing liquid can be cooled in order to simultaneously achieve cooling of the exhaust gas to the desired CO 2 separation temperature in the scrubber component 2 .
  • the absorbent of this stage is a NaOH solution, but it may well be a Ca (OH) 2 solution.
  • this first scrubber stage I may be the main treatment stage. However, it is also possible to carry out a subsequent desulfurization in this gas scrubber stage I subsequent post-purification.
  • the scrubber component 2 is an open spray absorber. This NaOH pre-wash then follows in the scrubber stages II and III the actual CO 2 separation.
  • the gas scrubber components 3 to 6 are designed as jet scrubbers 33, but can also be designed as Venturi scrubber or open Gleichstromsprühabsorber when another gas scrubber stage, one of the gas scrubber stages I, II or IV, in the form of at least one jet scrubber is formed.
  • the gas scrubber component 2 flows through the exhaust gas from below through the supply line 21 entering the top and then flows in the upper region of the scrubber component 2 by
  • the exhaust gas or flue gas then flows in cocurrent with the sprayed CO 2 -
  • Washing liquid can act, for example, amines
  • Amino acid salts, MEA, DEA, NH 4 OH contains K 2 CO 2 or Na 2 CO 3 .
  • the flue gas or exhaust gas After flowing through the scrubber stage II from top to bottom, the flue gas or exhaust gas enters the bottom Gas scrubber component 7 of the scrubber III and flows through them from bottom to top in countercurrent to the there sprayed by spray nozzles 26 washing liquid or the sprayed C0 2 -Absorbens.
  • the gas scrubber component 7 is formed in the embodiment as a built-up with packs 32 built-in column, the packs or internals may be structured or poured formed. But it is also possible to form the scrubber component 7 as an open spray absorber or as a tray absorber.
  • the sumps 27, 28 of the gas scrubber components 3 to 6 on the one hand and the gas scrubber component 7 on the other hand are designed so that the scrubbing liquid sprayed in the gas scrubber component 7 is kept separate from the scrubbing liquid sprayed in the gas scrubber components 3 to 6.
  • the flue gas or exhaust gas then flows in the upper region of the gas scrubber component 7 through an opening or opening in a respective adjacent gas scrubber components 8-11 of the scrubber stage IV, which are each designed as a jet scrubber 34.
  • the gas scrubber stage IV is bounded by the walls 15 and 23.
  • the gas scrubber components 8-11 are designed as jet scrubbers, but can also be designed as venturi scrubbers or open direct-current spray absorbers if another scrubber stage has jet scrubbers.
  • water 29 is sprayed as a washing liquid, so that there is a post-cleaning or after-washing.
  • the flue gas or exhaust gas flows through the respective scrubber component 8-11 in cocurrent with the respective water jet and then flows in the lower region of the respective scrubber component 8-11 of the scrubber stage IV through the outlet line or discharge line 22 from the scrubber 1.
  • the flue gas or waste gas is freed from entrained liquid or gaseous components of the scrubbing liquid which is sprayed in scrubbers I-III, in particular scrubbers II and III, in order to limit emissions in the flue gas to the prescribed limits.
  • the water sprayed here as washing liquid may contain the cleaning or post-washing supporting additives.
  • Gas scrubber stage II also in this, are above the respective spray nozzles 24, 26, optionally in several Layers arranged one above the other, arranged drop separator 30. If these and any water washing step arranged and optionally additionally arranged in the head, for example, of the scrubber stage III, are sufficient for the necessary subsequent purification of the flue gas or waste gas, gas scrubber stage IV can be dispensed with.
  • the combination of the embodiment of the gas scrubber stage I in the form of an open spray absorber 2, the scrubber scrubber stage II in the form of several scrubbers 33, scrubber scrubber stage III in the form of a built-in column 7 and scrubber scrubber stage IV in the form of scrubbers 34 has the advantage that in the built-up of the jet scrubbers gas scrubber II and IV these simultaneously generate the pressure in the flue gases and thus make the use of fans for the flue gas or exhaust gas through the scrubber 1 unnecessary, which enter unwanted heat in the gas scrubber 1 and complicate the proposed cooling measures as well as static and suspension problems.
  • the gas scrubber 1 is also a fan-free gas scrubber.
  • the gas scrubbers I and II can be used for desulfurization of a gas scrubbing, then in the scrubber I lime stone scrubbing and in the scrubber II a NaOH wash is performed. This is then followed in the scrubber stages III and IV C ⁇ 2 washes on.
  • the swamps and liquid circuits between the scrubber I / II on the one hand and III / IV on the other hand are separated.
  • the gas scrubbers I-IV may also be followed by a fifth scrubber V in a manner not shown, in which then preferably in countercurrent, the flue gas or flue gas still a water wash with in the fifth Gas scrubber stage is provided further droplet deposition devices is subjected.
  • each of the gas scrubber stages can be equipped with a cooling of the circulating washing liquid.
  • the cooling can take place by means of devices or devices built into the respective gas scrubber component, which is expedient, for example, when this scrubber scrubber stage is a NaOH scrubber.
  • an intermediate cooling between two scrubber stages is possible and expedient if the scrubber stages are two CO 2 scrubbers adjacent to one another in the flow direction of the flue gas.
  • This intermediate cooling can then be carried out regardless of the flow direction of the washing liquid from a scrubber to the other scrubber stage and also regardless of whether the scrubbing liquid or the absorbent is passed in countercurrent or in cocurrent to the flue gas or exhaust gas to be cleaned in the respective scrubber stage.
  • Venturi scrubbers can also be used instead of these jet scrubbers.
  • at least one scrubber stage may have a Venturi scrubber and at least one scrubber stage a jet scrubber.
  • the provided and trained in the gas scrubbers II and III swamps 27 and 28 may be separated depending on the procedure, so that there is no connection between the swamps 27 of the scrubber stage II and the sump 28 of the scrubber stage III.
  • the sumps 27 of the individual scrubber components 3-6 of the scrubber stage II may also be separated from each other, so that each gas scrubber component 3-6 has its own return flow or connection to the spray nozzles 26 of the scrubber stage III.
  • the gas scrubber components 3-6 of the scrubber stage II form a common sump 27.
  • the two sumps 27 and 28 or the majority of the sumps 27 and the sump 28 are formed as a common sump for both scrubbers II and III.
  • the individual gas scrubber components 2-11 of the scrubber 1 are in the embodiment in particular such dimensioned that when flowing through a flue gas amount of 2100,000 NmVh through the gas scrubber 1 of this flue gas volume flow at a speed of about 16 m / s enters the supply line 21 or feed and then at a speed of about 4 m / s, the scrubber component 2 from below flows through the top.
  • the subsequent gas scrubber components 3-6 are then flowed through from top to bottom at a speed of about 11 m / s.
  • the flue gas entering below into the gas scrubber component 7 then flows through it from the bottom to the top at a speed of approximately 2 m / s, before then in the gas scrubber stage IV from top to bottom through the local scrubber components 8-11 at a speed of approximately 9 m / s is streaming.
  • adjacent CO 2 - gas scrubber components each forming a single absorber or gas scrubber, with respect to their construction cross-section and / or gas flow cross-section square, in particular rectangular, formed, in which case a common wall or wall or at least a common wall area or wall area is present and formed.
  • This has the advantage that a wall or wall can be used at least jointly by two adjacent gas scrubber components as an integral part of both gas scrubber components.
  • supporting walls and / or load-bearing wall or wall areas and / or structural steel components of adjoining, adjacent absorbers or gas scrubber components can be shared.
  • One at otherwise usually spaced apart installed gas scrubber components necessary double execution of adjacent gas scrubber components walls deleted.
  • this structural design and measure a modular multi-stage gas scrubber modular gas scrubber components of different function build and assemble and then summarize advantageously in one, especially compact, gas scrubber block and / or a common gas scrubber housing.
  • individual gas scrubber components can have side lengths of up to 20 m, which are then combined with gas scrubber components with optionally smaller side length than adjacent gas scrubber component.
  • the common walls or wall areas are preferably designed as self-supporting walls. As a result, the individual walls or wall areas become heavier than gas scrubbers or absorbers, which are usually circular and have a cross-section in a substantially circular shape, because a larger wall thickness is necessary.
  • Gas washer components can be arranged to save space adjacent to each other and thus compared to previous Constructions can be realized on a given Stell- or construction area a larger gas scrubber capacity and in particular the combination of different, in their succession coordinated gas scrubber stages.
  • the gas scrubber has two or more juxtaposed gas scrubber components, which are connected in series with respect to the flue gas or exhaust stream to be cleaned .
  • the gas scrubber components which are connected to one another via a common boundary wall or a common boundary wall or a common boundary wall area or a common boundary wall area, are each assigned to different gas scrubber stages.
  • at least one gas scrubber stage has a plurality of gas scrubber components arranged parallel to one another with respect to the smoke or exhaust gas flow.
  • at least two gas scrubber components connected to one another via a common boundary wall or a common boundary wall or a common boundary wall area or a common boundary wall area are arranged in the same gas scrubber stage.
  • each gas scrubber component of a respective scrubber stage each having at least one common boundary wall or boundary wall or at least one common boundary wall or Begrenzungswandungs Scheme with a adjacent gas scrubber component of an adjacent scrubber and / or this respective scrubber stage forms.
  • the scrubber may comprise a plurality of gas scrubber components, one of which, for example, both a common boundary wall to a gas scrubber component in an adjacent scrubber stage and a common boundary wall to a gas scrubber component in the same gas scrubber stage.
  • the structural cross-section in particular of the gas flow-through flow cross-section of the individual gas scrubber components in a modular manner to the respective Asked flue gas or
  • the aforementioned common “wall” or “wall” comprises both single-layer and multi-layered formations.
  • the inner-side flow cross-section adjoins or bears against only one of the adjacent gas scrubber components.
  • angular also includes polygonal, for example hexagonal or octagonal shapes, but in particular rectangular or square formations of a gas flow cross-section or constructive cross-section.
  • gas scrubber stages each with at least one gas scrubber component arranged therein, are provided in succession in the gas flow direction in series, the entirety of these scrubber scrubbers forms a scrubber scrubber line that a plurality of gas scrubber components and / or scrubber stages connected in series with respect to the flue gas or exhaust gas flow form a gas scrubber line.
  • gas scrubber lines parallel to each other, which in turn are connected by a common wall and / or a common wall (part) area.
  • the gas scrubber then has a plurality of gas scrubber lines arranged parallel to one another with respect to the flue gas or waste gas stream, with adjacent scrubber lines preferably having at least one common boundary wall or boundary wall or at least one common boundary wall area or boundary wall area.
  • all gas scrubber components are arranged as an integral part thereof in a, in particular compact, scrubber block and / or in a common scrubber housing.
  • the individual gas scrubber components in particular those of the different scrubber stages, differ, for example, in height or in width, so that, if appropriate, the gas flow connection from one gas scrubber stage to the next adjacent scrubber scrubber does not pass through openings or openings in the respective common scrubber stage Boundary wall or boundary wall, but by means of the respective gas scrubber components connecting pipes is realized.
  • the gas scrubber is in particular one in which gas scrubbing takes place by means of chemical absorption. It may be provided that the actual CO 2 - laundry is assigned as a first stage a prewash or pre-scrubber, in which with a NaOH-containing or Ca (OH) 2-containing solution acidic gas components from the treated smoke or flue gas , in particular SO 2 , SO 3 , HCl, HF, Hg, but also dust and optionally CO 2 is removed by absorption to the absorbent or the washing liquid.
  • the gas scrubber has a scrubber stage, in particular the first gas scrubber stage in flue gas or exhaust gas flow, in which a solution containing NaOH or Ca (OH) 2 -containing solution is sprayed as an absorbent.
  • the gas scrubber has at least one scrubber stage in which a CO 2 absorbent is sprayed as scrubbing liquid.
  • a further advantage of the gas scrubber is that it is possible because of the spatially closely adjacent arrangement of the various scrubbers and gas scrubber components to replace each sprayed in the individual scrubbers C ⁇ 2 -Absorbens or each sprayed therein scrubbing liquid between the individual scrubbers. It is possible that between individual scrubber stages an exchange of the sprayed therein each CO 2 ⁇ Absorbens takes place.
  • gas scrubbers and gas scrubber components which is particularly suitable for flue gas cleaning in fossil-fueled power plants can be achieved in that the gas scrubber comprises four gas scrubbers, of which the first in the form of at least one open spray absorber, the second in the form of at least one Jet scrubber, the third in the form of at least one built-in column and the fourth is formed in the form of at least one jet scrubber.
  • the gas scrubber is to be used in particular for use in connection with large-scale installations of power generation, steelmaking or cement production, it is also envisaged that the gas scrubber for cleaning the resulting smoke or exhaust gas downstream of a device fueled with carbonaceous fuel with associated steam generation wherein the fired device is in particular a steam generator or combustion chamber of a power plant, a furnace for metal production, in particular iron production, or a furnace for cement clinker production, for example a rotary kiln,
  • carbonaceous fuel in particular coal, but also organic biomass.
  • each or at least one of the scrubber I - V also in the form of a scrubber with particular ceiling on the associated gas scrubber component suspended or arranged, vertically acting fan, in particular radial fan, be formed.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Reinigung eines Rauch- oder Abgasstromes, insbesondere einer großtechnischen Anlage, mittels mindestens dreier Gaswäscherstufen (I, II, III, IV), wobei in einer ersten Gaswäscherstufe (I) eine Sprühwäsche mit einer NaOH-haltigen oder einer Ca(OH)2 -haltigen Lösung und in einer zweiten Gaswäscherstufe (II) eine erste CO2- Wäsche mittels mindestens eines Strahlwäschers (33, 34) oder Venturiwäschers mit darin im Gleichstrom zur Waschflüssigkeit geführten Rauchgas- oder Abgasstrom durchgeführt wird, soll eine Lösung geschaffen werden, die es ermöglicht, großtechnisch in konstruktiv vorteilhafter Weise die Reinigung eines Rauch- oder Abgases von gasförmigen Kohlendioxid weiter zu verbessern. Dies wird dadurch erreicht, dass in einer dritten Gaswäscherstufe (III) eine zweite CO2-Wäsche mittels einer Absorber- oder Einbautenkolonne (7) mit darin im Gegenstrom zur Waschflüssigkeit geführten Rauchgas- oder Abgasstrom durchgeführt wird.

Description

RAUCHGASREINIGUNG MITTELS MEHRSTUFIGER C02 -STRAHLWÄSCHE
Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Reinigung eines Rauchgas- oder Abgasstromes,, insbesondere einer großtechnischen Anlage, mittels mindestens dreier
Gaswäscherstufen, wobei in einer ersten Gaswäscherstufe eine
Sprühwäsche mit einer NaOH-haltigen oder einer Ca(OH)2- haltigen Lösung und in einer zweiten Gaswäscherstufe eine erste CO2-Wäsche mittels mindestens eines Strahlwäschers oder
Venturiwäschers mit darin im Gleichstrom zur Waschflüssigkeit geführten Rauchgas- oder Abgasstrom durchgeführt wird.
Weiterhin richtet sich die Erfindung auf einen Gaswäscher, insbesondere einer großtechnischen Anlage, mit mindestens drei Gaswäscherstufen zur Reinigung eines Rauchgas- oder Abgasstroms, wobei eine erste Gaswäscherstufe als eine mit einer NaOH-haltigen oder einer Ca (OH) 2~haltigen Lösung als Waschflüssigkeit durchgeführte Sprühwäsche und eine zweite Gaswäscherstufe in Form einer ersten Cθ2~Wäsche als Strahlwäscher oder Venturiwäscher mit darin im Gleichstrom zur Waschflüssigkeit geführten Rauchgas- oder Abgasstrom vorgesehen ist. Im Zusammenhang mit der Klimadiskussion wird weltweit die Cθ2~Problematik erörtert. In diesem Zusammenhang werden auch Lösungen gesucht, um aus dem Rauchgas oder Abgas großtechnischer Anlagen, wie kohlenstoffbefeuerten Kraftwerken, Metallerzeugungsanlagen, beispielsweise Hochöfen, oder Zementherstellungsanlagen, gasförmiges Kohlendioxid möglichst wirkungsvoll entfernen zu können. Hierfür bietet sich eine so genannte Cθ2-Wäsche mittels eines Absorbens zur chemischen Absorption des Kohlendioxids an. Hierfür müssen Anlagenkonzepte und Gasreinigungs- bzw. Gaswäschekonzepte entwickelt werden, die großtechnisch einsetzbar sind.
Aus der WO 2009/021658 ist ein Verfahren zur Abtrennung von Schadstoffen aus einem bei der Verfeuerung eines fossilen Brennstoffs in einer Brennkammer eines Kraftwerkes entstehenden Rauchgasstromes in mehreren Verfahrensstufen bekannt, wobei in einer ersten Verfahrensstufe der Rauchgasström einer Gaswäsche mit einem NaOH-haltigen Absorptionsmittel unterworfen wird. In einer der ersten Verfahrensstufe vorhergehenden Verfahrensstufe findet eine Rauchgasentschwefelungsbehandlung mit einem kalziumhaltigen chemischen Absorptionsmittel statt. Der ersten Verfahrensstufe ist eine Verfahrensstufe in Form einer CO2- Wäsche mittels eines Strahlwäschers nachgeschaltet. Die Reinigung des Rauch- oder Abgases ist bei diesem Verfahren jedoch nur mit einer begrenzten Abscheideleistung möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu schaffen, die es ermöglicht, großtechnisch in konstruktiv vorteilhafter Weise die Reinigung eines Rauch- oder Abgases von gasförmigen Kohlendioxid weiter zu verbessern.
Bei einem Verfahren der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in einer dritten Gaswäscherstufe eine zweite CO2-Wäsche mittels einer Absorber- oder Einbautenkolonne mit darin im Gegenstrom zur Waschflüssigkeit geführten Rauchgas- oder Abgasstrom durchgeführt wird.
Ebenso wird die vorstehende Aufgabe bei einem Gaswäscher der eingangs näher bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine dritte Gaswäscherstufe in Form einer zweiten C02-Wäsche als eine Absorber- oder Einbautenkolonne mit darin im Gegenstrom zur Waschflüssigkeit geführten Rauchgas- oder Abgasstrom vorgesehen ist.
Durch das Vorsehen einer ersten CO2-Wäsche und einer zweiten CO2-Wäsche, wobei der Rauchgas- oder Abgasstrom in jeweils unterschiedlichen Richtungen durch die CO2-Wäsche geführt wird, kann eine möglichst wirkungsvolle Reinigung des Rauchgas- oder Abgasstroms erreicht werden, wobei die Abscheideleistung von gasförmigen Kohlendioxid deutlich gegenüber den bisher bekannten Verfahren verbessert ist. Die erste CO2-Wäsche kann dabei vor der zweiten CO2- Wäsche erfolgen. Es ist aber auch möglich, dass die zweite CO2- Wäsche vor der ersten CO2-Wäsche erfolgt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung mindestens einer Gaswäscherstufe als Strahlwäscher oder Venturiwäscher, so dass in dieser Gaswäscherstufe eine Gaswäsche mittels eines Strahlwäschers oder Venturiwäschers durchgeführt wird, lässt sich in konstruktiv vorteilhafter Weise eine mehrstufige, mindestens zweistufige Gaswäsche zur CO2-Wäsche ausbilden. Strahlwäscher und Venturiwäscher haben den Vorteil, dass durch den in den Gaswäscher eintretenden Strahl aus Waschflüssigkeit so viel kinetische Energie eingebracht und ein solcher Druck aufgebaut wird, dass darin das zu waschende Rauchgas oder Abgas im Gleichstrom mit der Waschflüssigkeit ohne weitere Hilfsaggregate wie beispielsweise Gebläse, transportiert werden kann und wird. Ein solcher Strahlwäscher oder Venturiwäscher lässt sich dann mit einer zweiten Gaswäscherstufe, die vor oder nachgeschaltet sein kann, um die aus einer oder mehreren im Prinzip beliebig ausgeführten Wäscherkomponenten, wie ebenfalls einem Strahlwäscher, aber auch einer Absorber- oder Einbautenkolonne, oder einem offenen Sprühabsorber oder einem Venturiwäscher, erweitern und beliebig kombinieren. Da der zu reinigende Rauchgas- oder Abgasstrom von der der Gaswäsche vorgeschalteten Feuerungsvorrichtung mit dieser gegebenenfalls nachgeschalteter und der Gaswäsche ebenfalls vorgeschalteter Vorreinigung des Rauchgas- oder Abgasstromes mit einem gewissen Förderdruck zu der Gaswäsche gefördert wird, reicht die Ausbildung von Strahlwäschern oder Venturiwäschern dann aus, um den zu reinigenden bzw. zu waschenden Rauchgas- oder Abgasstrom durch den Gaswäscher und seine Gaswäscherstufen hindurch zu fördern. Insbesondere ist es aufgrund der Erfindung nicht mehr notwendig, an Gaswäscherkomponenten, in denen Waschflüssigkeit und zu reinigendes Rauchgas oder Abgas im Gegenstrom zueinander strömen, wobei das Rauchgas oder Abgas die jeweilige Gaswäscherkomponente von unten nach oben durchströmt, daran anschließende Leerschächte vorzusehen, um den Rauchgas- oder Abgasstrom wieder nach unten zu führen, so dass er dann in die nächste, als Gegenstrornwäscher ausgebildete Gaswäscherkomponente einströmt. Ebenso ist es nun nicht mehr notwendig, alternativ zu solchen Leerschächten Gaswäscherkomponenten vorzusehen, die, beispielsweise alternativ zu den vorstehend beschriebenen Leerschächten, Gaswäscherkomponenten aufweisen, die mit einem Gebläse ausgestattet sind, und mittels welcher die Förderung des Rauchgas- oder Abgasstromes in der und durch die Gaswäscherkomponente aufrechterhalten wird. Solche Gaswäscherkomponenten weisen beispielsweise köpf- oder deckenseitig aufgehängte Ventilator- oder Gebläseräder auf, was konstruktiv einen deutlichen Aufwand mit sich bringt, um eine statisch gesicherte Aufhängung eines solchen Gebläses und damit eine statisch gesicherte Ausbildung der Gaswäsσherkomponente sicherzustellen. Solche Gebläse induzieren nämlich eine deutliche Vibration in die jeweilige Gaswäscherkomponente und/oder die für ihre Aufhängung oder Lagerung vorgesehenen Konstruktionselemente. Diese konstruktiven Maßnahmen entfallen alle bei einem Strahlwäscher oder Venturiwäscher, so dass es durch die Integration eines oder mehrerer Strahlwäscher oder Venturiwäscher in eine mindestens zweistufige Gaswäsche möglich ist, diese Gaswäsche und damit den aus diesen Gaswäscherstufen bestehenden Gaswäscher an sich gebläsefrei, d. h. ohne ein für die Förderung des Rauchgas- oder Abgasstroms notwendiges Gebläse auszubilden. Ist ein Strahlwäscher oder Venturiwäscher einer ersten CO2-Wäsche einer als zweite CO2-Wäsche ausgebildeten dritten Gaswäscherstufe vor- oder nachgeschaltet ist, ist es besonders zweckmäßig, wenn diese, die Gaswäscherstufe ausbildende zweite CO2-Wäsche in Form einer Absorber- oder Einbautenkolonne ausgebildet ist, was die Erfindung ebenfalls vorsieht. Die Absorber- oder Einbautenkolonne kann mit Packungen versehen sein, wobei die Packungen strukturiert oder geschüttet ausgebildet sein können. In vorteilhafter Weise sind dann Gaswäscherkomponenten miteinander kombiniert, wobei in einer Gaswäscherkomponente eine Gaswäsche im Gleichstrom von Waschflüssigkeit und Rauchgas- oder Abgasstrom erfolgt und in der anderen die Wäsche im Gegenstrom erfolgt. Der Gaswäscher kann eine Vorwäsche und/oder eine Cθ2~Wäsche und/oder eine Nachwäsche in Form eines Strahlwäschers oder Venturiwäschers und/oder einer mindestens einen Strahlwäscher oder Venturiwäscher umfassenden Gaswäscherstufe aufweisen. Ebenso kann es vorgesehen sein, dass in dem mindestens einen oder mehreren Ξtrahlwäscher (n) oder Venturiwäscher (n) eine Vorwäsche und/oder eine CO2 - Wäsche und/oder eine Nachwäsche durchgeführt wird/werden. Erfindungsgemäß ist es also möglich, bei einem mehrstufigen, mindestens aber zweistufigen, Gaswäscher jede Gaswäscherstufe als Strahlwäscher oder Venturiwäscher auszubilden. Hierbei ist es allerdings zweckmäßig, dass zwischen zwei als Strahlwäscher oder Venturiwäscher ausgebildeten Gaswäscherkomponenten in Strömungsrichtung des Rauchgasstromes oder Abgasstromes ein Gegenstromwäscher, also ein Gaswäscher mit im Gegenstrom geführtem Rauchgas/Abgas und Waschflüssigkeit, vorgesehen ist. Im Übrigen aber kann der Strahlwäscher oder Venturiwäscher an jeder beliebigen Position eines Gaswäschers angeordnet sein, sofern dies gewünscht wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des erfindungsgemäßen Gaswäschers sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Die erste Gaswäscherstufe kann als eine Vorwäsche, beispielsweise mittels eines Strahlwäschers oder Venturiwäschers, durchgeführt werden, die sich insbesondere dann anbietet, wenn nach einer Entschwefelung noch saure und/oder schwefelhaltige Gaskomponenten zu entfernen sind. In diesem Falle wird in der Vorwäsche zweckmäßigerweise eine NaOH-haltige oder eine Ca (OH) 2-haltige Lösung als Waschflüssigkeit versprüht. Ferner kann eine als Nachwäsche ausgebildete vierte Gaswäscherstufe durchgeführt werden, wobei die Nachwäsche vorzugsweise mit Wasser als Waschflüssigkeit ausgeführt wird. Hierbei können dem Wasser gegebenenfalls Zusätze zur Unterstützung der Absorptionswirkung beigefügt sein. Die vierte Gaswäscherstufe kann mittels eines Sprühwäschers oder mittels eines Strahlwäschers oder Venturiwäschers oder mittels einer Absorber- oder Einbautenkolonne durchgeführt werden. Im Rahmen einer ersten Cθ2-Wäsche und einer zweiten CO2-Wäsche können alle bekannten CO2-Waschflüssigkeiten Verwendung finden. Die erste Cθ2-Wäsche und/oder die zweite CO2-Wäsche werden vorzugsweise mit einem CC>2-Absorbens als Waschflüssigkeit, insbesondere bevorzugt mit einem Amine enthaltenden Cθ2-Absorbens als Waschflüssigkeit, durchgeführt .
Da der Gaswäscher verfahrenstechnisch und konstruktiv für die
Durchführung einer Cθ2-Gaswäsche ausgelegt ist, muss zumindest eine Gaswäscherstufe als Cθ2~Wäscher ausgestaltet sein. Diese Gaswäscherstufe kann eine übliche, im Gleichstrom oder im Gegenstrom betriebene Gaswäscherkomponente, aber auch ein CO2-Strahlwäscher oder Venturiwäscher sein. Auch die Kombination zweier unmittelbar hintereinander geschalteter C02-Wäscher, von welchen einer ein CO2-Strahlwäscher oder -Venturiwäscher ist, ist möglich. Es kann daher vorgesehen sein, dass der Strahlwäscher oder Venturiwäscher einer als Cθ2-Wäsche ausgebildeten Gaswäscherstufe vor- oder nachgeschaltet ist sowie, dass die Gaswäsche mittels mindestens eines Strahlwäschers oder Venturiwäschers in Rauchgas- oder Abgasströmungsrichtung unmittelbar vor oder nach einer eine CO2 - Wäsche ausbildenden Gaswäscherstufe durchgeführt wird. Alternativ zu einem Strahlwäscher oder Venturiwäscher können auch Wäscher oder Gaswäscherkomponenten Verwendung finden, die ein deckenseitig aufgehängtes Radialgebläse aufweisen und die notwendige kinetische Energie aufbringen, um den Rauchgas- oder Abgasstrom durch diese jeweilige Wäscherkomponente zu fördern. In diesem Falle ist der gesamte Gaswäscher dann nicht mehr gebläsefrei, es lassen sich aber insbesondere in Kombination mit einem Strahlwäscher oder einem Venturiwäscher gegebenenfalls vorteilhafte Kombinationen mehrerer Gaswäscherstufen realisieren. Die Erfindung sieht daher in Weiterbildung der Erfindung einen Gaswäscher vor, bei welchem mindestens eine Gaswäscherstufe in Form eines Wäschers mit, insbesondere deckenseitig an der zugeordneten Gaswäscherkomponente angeordnetem, vertikal wirkendem Gebläse, vorzugsweise Radialgebläse, ausgebildet ist.
Natürlich ist es auch möglich, Gaswäscher zu konstruieren, bei welchen keine Gaswäscherstufe als Venturiwäscher oder
Gaswäscher ausgebildet ist, und bei welchen dennoch mindestens eine, gegebenenfalls auch alle, Gaswäscherstufen mit dem vorstehend genannten, deckenseitig an einer oder mehreren Gaswäscherkomponenten angeordneten Gebläse ausgestattet ist/sind. Da das in einer jeweiligen Gaswäscherstufe oder in einer jeweiligen Gaswäscherkomponente verwendete Absorbens oder die darin verwendete Waschflüssigkeit sich während des Kontaktes mit dem im Gleichstrom oder im Gegenstrom fließenden Rauchgasstrom aber Abgasstrom erwärmt, ist es zweckmäßig, dass das Absorbens oder die Waschflüssigkeit nach Durchströmen einer jeweiligen oder gegebenenfalls auch zweier aufeinander folgender Waschstufen einer Kühlung zugeführt wird. Die Erfindung sieht daher schließlich in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch vor, dass die umlaufende Waschflüssigkeit gekühlt wird. Hierbei ist es beispielsweise bei zwei aufeinanderfolgend angeordneten und als CO2-Wäsche ausgebildeten Gaswäscherstufen möglich, das Absorbens oder die Waschflüssigkeit nach Verlassen der ersten Gaswäscherstufe und vor dem Wiedereintritt in die zweite Gaswäscherstufe einer Kühlung, insbesondere einer Zwischenkühlung, zu unterwerfen. Ebenso ist es möglich, beispielsweise eine vorgeschaltete NaOH-Wäsche mit einer Kühlung der Waschflüssigkeit vorzusehen. Hierbei kann innerhalb der Gaswäscherkomponente dieser Gaswäscherstufe ein Kühler angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, extern außerhalb der eigentlichen Gaswäscherkomponente einen Kühler für die umlaufende oder rückgeführte Waschflüssigkeit vorzusehen. Diese Kühlungen können unabhängig davon vorgesehen sein, ob die Waschflüssigkeit oder das Absorbens in der jeweiligen Gerätewäscherstufe im Gleichstrom oder im Gegenstrom mit dem zu reinigenden Rauchgas oder Abgas geführt wird.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind. Der Rahmen der Erfindung ist nur durch die Ansprüche definiert. Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf
Strömungsquerschnitte eines mehrstufigen CO2- Gaswäschers,
Fig. 2 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt durch den Cθ2-Rauchgaswäscher nach Fig. 1, Fig. 3 einen mehrstufigen Gaswäscher mit zwei parallel angeordneten Gaswäscherstraßen,
Fig. 4a -
4c verschiedene Strömungsquerschnittsformen von Gaswäscherkomponenten und in
Fig. 5 mehrere aneinandergrenzend angeordnete
Gaswäscherkomponenten mit einem
Strömungsquerschnitt gemäß Ausführungsform nach Fig. 4b.
Der in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Gaswäscher umfasst vier Gaswäscherstufen I, II, III und IV, die jeweils aus einer oder mehreren benachbart und aneinander angrenzend angeordneten Gaswäscherkomponenten 2 bis 11 bestehen. Der Gaswäscher 1 ist insbesondere zur Reinigung eines Rauch- oder Abgases einer großtechnischen Anlage, vorzugsweise einer kohlenstoffbefeuerten Vorrichtung oder Feuerungsanlage vorgesehen. Der Gaswäscher 1 ist insbesondere zur Reinigung des entstehenden Rauch- oder Abgases einer mit kohlenstoffhaltigem Brennstoff befeuerten Vorrichtung mit zugeordnetem Dampferzeuger nachgeschaltet, wobei die befeuerte Vorrichtung insbesondere ein Dampferzeuger oder Brennraum eines Kraftwerks, ein Ofen zur Metallerzeugung, insbesondere Eisenerzeugung, oder ein Ofen zur Zementklinkerherstellung sein kann. Im Ausführungsbeispiel sind die Gaswäscherkomponenten 2 bis 11 hohlkörperförmig ausgebildet, wobei die Gaswäscherstufen I und III von jeweils einer Gaswäscherkomponente 2, 7 gebildet wird, wohingegen die Gaswäscherstufen II und IV von jeweils vier Gaswäscherkomponenten 3, 4, 5, 6 bzw. 8, 9, 10, 11 gebildet werden. Bezüglich der Strömungsrichtung des zu reinigenden Rauchgas- oder Abgasstromes sind die Gaswäscherstufen I, II, III und IV in Reihe geschaltet, so dass das zu reinigende Rauchgas oder Abgas zunächst die Gaswäscherstufe I, dann die Gaswäscherstufe II, danach die Gaswäscherstufe III und abschließend die Gaswäscherstufe IV durchströmt. Entsprechend sind die Gaswäscherkomponenten 2, gefolgt von den Gaswäscherkomponenten 3, 4, 5, 6, gefolgt von der Gaswäscherkomponente 7 und diese gefolgt von den Gaswäscherkomponenten 8, 9, 10 und 11 ebenfalls bezüglich des zu reinigenden Rauchgas- oder Abgasstromes in Reihe geschaltet. Innerhalb der Gaswäscherstufen II und IV sind die jeweiligen Gaswäscherkomponenten 3 bis 6 und 8 bis 11 bezüglich des Rauchgas- oder Abgasstromes parallel zueinander angeordnet, so dass in ihnen das jeweils zu reinigende Rauchgas oder Abgas getrennt zu dem in den benachbarten Gaswäscherkomponenten geführt wird. Der gasdurchströmte Strömungsquerschnitt oder konstruktive Querschnitt einer jeden Gaswäscherkomponente 2 bis 11 ist im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. Weiterhin sind die Gaswäscherkomponenten 2 bis 11 jeweils so zueinander und aneinander angrenzend angeordnet, dass benachbarte Gaswäscherkomponenten jeweils zumindest einen gemeinsamen Begrenzungswandbereich oder Begrenzungswandungsbereich oder eine geraeinsame Begrenzungswand oder eine gemeinsame Begrenzungswandung der die jeweiligen Gaswäscherstufen I, II, III und IV begrenzenden Gaswäscherwände oder Wandungen 12, 13, 14 und 15 aufweisen, soweit man die benachbarte und angrenzende Anordnung der Gaswäscherkomponenten 2 bis 11 in Richtung der Gaswäscherstufen I bis IV von jeweils einer Gaswäscherstufe zur nächsten Gaswäscherstufe betrachtet. Darüber hinaus weisen die innerhalb der Gaswäscherstufen II und IV jeweils benachbart zueinander angeordneten Gaswäscherkomponenten der jeweiligen Gaswäscherkomponenten 3 bis 6 und 8 bis 11 ebenfalls eine gemeinsame, den gasdurchströmten Strömungsquerschnitt begrenzende Begrenzungswand oder Begrenzungswandung auf. Der Gaswäscher 1 weist mindestens zwei Gaswäscherkomponenten auf, wovon eine als Strahlwäscher 33, 34 ausgebildet ist. Die Gaswäscherkomponenten 2 bis 11 sind so angeordnet und ausgerichtet, dass jede der Gaswäscherkomponenten 2 bis 11 einer jeweiligen Gaswäscherstufe I bis IV jeweils mindestens eine gemeinsame Begrenzungswand oder Begrenzungswandung oder mindestens einen gemeinsamen Begrenzungswand- oder Begrenzungswandungsbereich mit einer jeweils angrenzenden Gaswäscherkomponente einer benachbarten Gaswäscherstufe und/oder der jeweiligen Gaswäscherstufe ausbildet. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 2 weist die Gaswäscherkomponente 2 gemeinsame Begrenzungswandbereiche mit den Gaswäscherkomponenten 3, 4, 5 und 6 auf, wobei wiederum die Gaswäscherkomponenten 3 und 4, 4 und 5 sowie 5 und 6 jeweils eine gemeinsame Begrenzungswand miteinander ausbilden. Des Weiteren bilden die Gaswäscherkomponenten 3 bis 6 mit der Gaswäscherkomponente 7 die gemeinsame Begrenzungswand 14 aus. Die Gaswäscherkomponenten 8 bis 11 wiederum bilden mit der Gaswäscherkomponente 7 jeweils Teilbereiche der gemeinsamen Gaswäscherwand 15 miteinander aus. Hier bilden wiederum jeweils die Gaswäscherkomponenten 8 und 9, 9 und 10 sowie 10 und 11 darüber hinaus untereinander jeweils eine geraeinsame Begrenzungswand aus.
Von den vorstehend erwähnten Gaswäscherkomponenten sind die Gaswäscherkomponenten 3 bis 6 der Gaswäscherstufe II und die
Gaswäscherkomponenten 8 bis 11 der Gaswäscherstufe IV als
Strahlwäscher 33 und 34 ausgebildet. Hierbei ist es natürlich auch möglich, dass die Gaswäscherkomponenten 3 bis 6 sowie 8 bis 11 mit Abstand zu den angrenzenden Gaswäscherstufen in Form von - wie aus dem Stand der Technik bekannt beabstandet zueinander aufgestellten Gaswäschern mit rundem Strömungsquerschnitt ausgebildet sind.
Die die Gaswäscherstufen I bis IV ausbildenden Gaswäscherkomponenten 2 bis 11 sind insgesamt zu einer so genannten Gaswäscherstraße zusammengefasst .
Auch ist es natürlich möglich, andere Reihenfolgen und Kombinationen von Gaswäscherstufen als die im Ausführungsbeispiel erläuterte Kombination, vorzusehen. Erfindungsgemäß wichtig ist lediglich, dass mindestens eine Gaswäscherstufe als Strahlwäscher mit darin in Gleichstrom zur Waschflüssigkeit geführtem Rauchgas- oder Abgasstrom ausgebildet ist und dass der Gaswäscher insgesamt mindestens zwei Gaswäscherstufen aufweist, wobei zumindest eine Gaswäscherstufe als Cθ2~Wäsche ausgebildet ist. Im Rahmen dieser Mindestvoraussetzungen sind dann alle für den jeweiligen Einsatzfall zweckmäßigen und verfahrenstechnisch vorteilhaften Kombinationen auch mit anderen, ergänzenden Gaswäscherstufen möglich.
Im Ausführungsbeispiel sind die die Gaswäscherstufen I bis IV ausbildenden Gaswäscherkomponenten 2 bis 11 insgesamt zu einer so genannten Gaswäscherstraße zusammengefasst . Wie aus der Fig. 3 ersichtlich ist, kann die Anordnung gemäß Fig. 1 aber auch in zwei parallel zueinander angeordnete Gaswäscherstraßen 16, 17 aufgeteilt sein. In diesem Falle sind die Gaswäscherkomponenten 2 und 7 in Gaswäscherkomponenten 2', 2" und 7' und 7" aufteilt und sind die Gaswäscherkomponenten 5 und 6 sowie 10 und 11 einerseits und 3 und 4 und 8 und 9 andererseits jeweils einer Gaswäscherstraße zugeordnet. In dem Ausführungsbeispiel nach der Fig. 3 sind somit die Gaswäscherstufe I bis IV aus den beiden parallel zueinander angeordneten Gaswäscherstraßen 16 und 17 aufgebaut, wobei die Gaswäscherstraße 16 die in Bezug auf die Rauchgasströmungsrichtung in Reihe geschalteten Gaswäscherkomponenten 2' ' , 5, 6, 7', 10 und 11 umfasst sowie die Gaswäscherstraße 17 aus den in Rauchgasströmungsrichtung parallel angeordneten und geschalteten Gaswäscherkomponenten 2' ' , 3, 4, 1' ' , 8 und 9 gebildet ist. Hierbei weisen die beiden parallel zueinander angeordneten Gaswäscherstraßen 16 und 17 ebenfalls die gemeinsame Begrenzungswand oder gemeinsame Begrenzungswandung 18 auf.
Die jeweiligen Querschnitte oder gasdurchströmten Strömungsquerschnitte der Gaswäscherkomponenten 2 bis 11 sind im Wesentlichen eckige, insbesondere rechteckförmig, ausgebildet, wobei der Begriff „im Wesentlichen" nicht ausschließt, dass Eckkantenbereiche gerundet oder abgeschrägt ausgebildet sind, wie dies für jeweils zwei benachbarte Gaswäscherkomponenten B oder C den Figuren 4b und 4c zu entnehmen ist. Durch diese Ausführungsformen ergeben sich am Ende der jeweiligen gemeinsamen Wand oder gemeinsamen Wandung 19, 20 jeweils Bereiche, in welchen die aneinandergrenzenden Gaswäscherkomponenten B oder C tragende oder stabilisierende Stahl- und/oder Tragstrukturen 31 angeordnet sein können. Hierbei ist die Dimensionierung der Abrundung oder Abschrägung der jeweiligen Eckkantenbereiche so gewählt, dass dennoch die entsprechend ausgeformten Gaswäscherkomponenten B oder C beliebig mit jeder ihrer Seitenflächen zur Ausbildung einer geraeinsamen Begrenzungswand oder einer gemeinsamen Begrenzungswandung an eine benachbarte, ebenso ausgeformte Gaswäscherkomponente angeordnet sein können, wie dies in der Fig. 5 für vier benachbarte Gaswäscherkomponenten B dargestellt ist, von welchen jeweils zwei miteinander eine gemeinsame Begrenzungswand oder Begrenzungswandung ausbilden. Den einfachsten Fall von querschnittlich rechteckig, in diesem Fall quadratisch, ausgebildeten zwei Gaswäscherkomponenten ist in der Fig. 4a dargestellt.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, wird durch die jeweils aneinander grenzende Wände oder Wandbereiche aufweisende Anordnung der Gaswäscherkomponenten 2 bis 11 insgesamt ein Gaswäscher 1 in Form eines mehr oder weniger einheitlichen oder ganzheitlichen Gaswäscherblockes ausgebildet, wobei insbesondere vorgesehen sein kann, dass die einzelnen Gaswäscherstufen I bis IV in einem gemeinsamen Gaswäschergehäuse zusammengefasst sind, wobei es natürlich Höhenunterschiede geben kann, wie dies aus der schematischen Längsschnittansicht der Fig. 2 ersichtlich ist.
In dem Gaswäscher 1 wird eine Gaswäsche des Rauchgases oder Abgases mittels chemischer Absorption durchgeführt. Bei dem Ausführungsbeispiel ist die Gaswäscherstufe I als Vorwäsche mit einer NaOH-haltigen Waschlösung als Absorbens, gefolgt von einer die Gaswäscherstufen II bis IV umfassenden, eigentlichen Cθ2-Wäsche, ausgebildet. Es kann aber auch möglich sein, alle vier Gaswäscherstufen I bis IV als CO2- Wäsche auszubilden. Als Mindestausstattung muss der Gaswäscher 1 zwei Gaswäscherstufen, wovon mindestens eine als Cθ2-Wäsche und mindestens eine in Form eines Strahlwäschers ausgebildet ist, umfassen. Wie in den Figuren 1 und 2 durch Pfeile angedeutet, strömt das zu behandelnde Rauchgas oder Abgas durch die Zuführungsleitung 21 in die die Gaswäscherstufe I ausbildende Gaswäscherkomponente 2 ein, strömt dann in eine der die Gaswäscherstufe II ausbildenden Gaswäscherkomponenten 3 bis 6 in Form von Strahlwäschern 33 ein, verlässt die jeweilige Gaswäscherkomponente 3 bis 6 durch Einströmen in die die Gaswäscherstufe III ausbildende Gaswäscherkomponente 7 und strömt dann in jeweils eine der die Gaswäscherstufe IV ausbildenden Gaswäscherkomponenten 8 bis 11 in Form von Strahlwäschern 34 ein, bevor das Abgas dann nach Austritt aus der jeweiligen Gaswäscherkomponente 8 bis 11 durch die Ableitung 22 den Gaswäscher 1 verlässt. Um den Übertritt von jeweils einer Gaswäscherstufe in die nächste zu ermöglichen, sind in den Begrenzungswänden oder Gaswäscherwänden der jeweils in einer Gaswäscherstraße 16, 17 zusammengefassten Gaswäscherkomponenten entsprechende Durchbrechungen oder aber die einzelnen Gaswäscherkomponenten verbindende Rohrleitungen vorgesehen. Bei mehreren parallel angeordneten Gaswäscherstraßen 16, 17 kann vorgesehen sein, die die erste Gaswäscherstufe ausbildenden Gaswäscherkomponenten 2' und 2'' trennende Begrenzungswand 18 in diesem Bereich ebenfalls mit Durchbrechungen auszustatten. Es ist aber auch möglich, die beiden parallelen Gaswäscherstraßen 16, 17 getrennt zu halten und jeweils eine separate Zuführungsleitung 21 sowohl zu der Gaswäscherkomponente 2' als auch zu der Gaswäscherkomponente 2' ' vorzusehen.
In der Gaswäscherstufe I findet in der Gaswäscherkomponente 2 eine Vorwäsche oder Vorreinigung des zu behandelnden Abgases zum Auswaschen von SO2, SO3, HCl, HF, Hg und Staub statt.
Hierbei wird das Absorbens oder die Waschflüssigkeit im
Umlauf geführt, d. h. aus dem Sumpf der Gaswäscherkomponente
2 zu Sprühdüsen oder Sprühbalken 24 gepumpt, mittels welcher das zu reinigende Abgas im Gegenstrom mit dem Absorbens/der Waschflüssigkeit besprüht wird. Die umgewälzte Waschflüssigkeit kann dabei gekühlt werden, um in der Gaswäscherkomponente 2 gleichzeitig auch eine Kühlung des Abgases auf die gewünschte CO2-Abscheidetemperatur zu erzielen. Bei dem Absorbens dieser Stufe handelt es sich um eine NaOH-Lösung, wobei es sich aber durchaus auch um eine Ca (OH) 2-Lösung handeln kann. In Bezug auf die vorstehend genannten Gasinhaltsstoffe kann diese erste Gaswäscherstufe I die Hauptbehandlungsstufe sein. Es ist aber auch möglich, in dieser Gaswäscherstufe I eine einer vorhergehenden Entschwefelung folgende Nachreinigung durchzuführen. Bei der Gaswäscherkomponente 2 handelt es sich um einen offenen Sprühabsorber . Dieser NaOH-Vorwäsche folgt dann in den Gaswäscherstufen II und III die eigentliche CO2-Abscheidung. Die Gaswäscherkomponenten 3 bis 6 sind als Strahlwäscher 33 ausgeführt, können aber auch als Venturiwäscher oder offener Gleichstromsprühabsorber ausgeführt sein, wenn eine andere Gaswäscherstufe, im Ausführungsbeispiel eine der Gaswäscherstufen I, II oder IV, in Form von mindestens einem Strahlwäscher ausgebildet ist.
Die Gaswäscherkomponente 2 durchströmt das Abgas von unten durch die Zuführleitung 21 eintretend nach oben und strömt dann im oberen Bereich der Gaswäscherkomponente 2 durch
Durchbrechungen in die einer oder mehreren Durchbrechungen jeweils benachbarte Strahlwäscher-Gaswäscherkomponente 3, 4,
5 oder 6 der Gaswäscherstufe II. Hier strömt das Abgas oder Rauchgas dann im Gleichstrom mit dem versprühten CO2-
Absorbens 25, wobei es sich um eine hierfür bekannte
Waschflüssigkeit handeln kann, die beispielsweise Amine,
Aminosäuresalze, MEA, DEA, NH4OH K2CO2 oder Na2CO3 enthält.
Nach Durchströmen der Gaswäscherstufe II von oben nach unten tritt das Rauchgas oder Abgas unten in die Gaswäscherkomponente 7 der Gaswäscherstufe III ein und durchströmt diese von unten nach oben im Gegenstrom zu der dort durch Sprühdüsen 26 versprühten Waschflüssigkeit oder dem versprühten C02-Absorbens . Die Gaswäscherkomponente 7 ist im Ausführungsbeispiel als mit Packungen 32 versehene Einbautenkolonne ausgebildet, wobei die Packungen oder Einbauten strukturiert oder geschüttet ausgebildet sein können. Es ist aber auch möglich, die Gaswäscherkomponente 7 als offenen Sprühabsorber oder als Trayabsorber auszubilden.
Die Sümpfe 27, 28 der Gaswäscherkomponenten 3 bis 6 einerseits und der Gaswäscherkomponente 7 andererseits sind so ausgebildet, dass die in der Gaswäscherkomponente 7 versprühte Waschflüssigkeit von der in den Gaswäscherkomponenten 3 bis 6 versprühten Waschflüssigkeit getrennt gehalten wird. Je nach gewünschter Verfahrensführung kann es nun möglich sein, das Cθ2~Absorbens oder die Waschflüssigkeit 25 in der Gaswäscherstufe II zu versprühen und dort im Sumpf 27 aufzufangen, vom Sumpf 27 den Sprühdüsen 26 zuzuführen, um die Waschflüssigkeit dann im Sumpf 28 der Gaswäscherkomponente 7 wieder aufzufangen und von dort einem Desorber zur Regenerierung zuzuführen, bevor sie dann wieder als Waschflüssigkeit 25 der Gaswäscherstufe II zugeführt wird. Es ist aber auch möglich, zunächst frische Waschflüssigkeit durch die Sprühdüsen 26 zu versprühen und vom Sumpf 28 dann der Gaswäscherstufe II als Waschflüssigkeit 25 zuzuführen und zu versprühen und dann vom Sumpf 27 aus einem Absorber zur Regeneration und Wiederrückführung zu den Sprühdüsen 26 zuzuleiten. Hierbei können Umläufe oder Rückläufe der jeweiligen Waschflüssigkeit oder des jeweiligen C02-Absorbens gekühlt sein. Natürlich ist es auch möglich, die Gaswäscherstufen II und III bezüglich der dort versprühten Waschflüssigkeit getrennt zu halten und diese aus dem jeweiligen Sumpf 27 oder 28 ausschließlich innerhalb der jeweiligen Gaswäscherstufe II oder III rückzuführen bzw. umlaufen zu lassen.
Nach Durchströmen der Gaswäscherkomponente 7 strömt das Rauchgas oder Abgas dann im oberen Bereich der Gaswäscherkomponente 7 durch jeweils eine Durchbrechung oder Öffnung in eine jeweils benachbarte der Gaswäscherkomponenten 8-11 der Gaswäscherstufe IV ein, die jeweils als Strahlwäscher 34 ausgebildet sind. Die Gaswäscherstufe IV wird von den Wänden 15 und 23 begrenzt. Die Gaswäscherkomponenten 8-11 sind als Strahlwäscher ausgebildet, können aber auch als Venturiwäscher oder offener Gleichstromsprühabsorber ausgebildet sein, wenn eine andere Gaswäscherstufe Strahlwäscher aufweist. In der Gaswäscherstufe IV wird Wasser 29 als Waschflüssigkeit versprüht, so dass hier eine Nachreinigung oder Nachwäsche erfolgt. Das Rauchgas oder Abgas durchströmt die jeweilige Gaswäscherkomponente 8-11 im Gleichstrom mit dem jeweiligen Wasserstrahl und strömt dann im unteren Bereich der jeweiligen Gaswäscherkomponente 8-11 der Gaswäscherstufe IV durch die Austrittsleitung oder Ableitung 22 aus dem Gaswäscher 1 aus. In dieser Nachwäsche wird das Rauchgas oder Abgas von mitgerissenen flüssigen oder gasförmigen Bestandteilen der Waschflüssigkeit, die in den Gaswäscherstufen I-III, insbesondere den Gaswäscherstufen II und III, versprüht wird, befreit, um die Emissionen im Rauchgas auf die vorgeschriebenen Grenzwerte zu beschränken. Das hier als Waschflüssigkeit versprühte Wasser kann die Reinigung bzw. die Nachwäsche unterstützende Zusätze enthalten.
In den Gaswäscherkomponenten der Gaswäscherstufen I und III sowie je nach Ausführungsform der Gaswäscherkomponenten der
Gaswäscherstufe II auch in dieser, sind oberhalb der jeweiligen Sprühdüsen 24, 26, gegebenenfalls in mehreren Lagen übereinander angeordnet, Tropfenabscheider 30 angeordnet. Reichen diese und eine gegebenenfalls zusätzlich im Kopf beispielsweise der Gaswäscherstufe III angeordnete und ausgebildete Wasserwaschstufe für die notwendige Nachreinigung des Rauchgases oder Abgases aus, so kann auf die Gaswäscherstufe IV verzichtet werden.
Die in der Ausführungsform vorgesehene Kombination der Ausbildung der Gaswäscherstufe I in Form eines offenen Sprühabsorbers 2, der Gaswäscherstufe II in Form von mehreren Strahlwäschern 33, der Gaswäscherstufe III in Form einer Einbautenkolonne 7 sowie der Gaswäscherstufe IV in Form von Strahlwäschern 34 hat den Vorteil, dass in den aus den Strahlwäschern aufgebauten Gaswäscherstufe II und IV diese gleichzeitig die Pressung in den Rauchgasen erzeugen und so den Einsatz von Gebläsen für den Rauchgas- oder Abgastransport durch den Gaswäscher 1 unnötig machen, welche unerwünschte Wärme in den Gaswäscher 1 eintragen und die vorgesehenen Kühlmaßnahmen erschweren sowie statische und aufhängungstechnische Probleme mit sich bringen würden. Insofern handelt es sich bei dem Gaswäscher 1 auch um einen gebläsefreien Gaswäscher.
In einer alternativen Ausführungsform, die insbesondere dann notwendig ist, wenn ein hochschwefelhaltiges Rauch- oder Abgas in dem Gaswäscher behandelt werden soll, können die Gaswäscherstufen I und II zur Entschwefelung einer Gaswäsche genutzt werden, wobei dann in der Gaswäscherstufe I eine Kalksteinwäsche und in der Gaswäscherstufe II eine NaOH- Wäsche durchgeführt wird. Daran schließen sich dann in den Gaswäscherstufen III und IV Cθ2-Wäschen an. Hierbei sind die Sümpfe und Flüssigkeitsumläufe zwischen den Gaswäscherstufe I/II einerseits und III/IV andererseits getrennt. Falls es für die Nachreinigung zur Minderung der Waschmittelemissionen notwendig sein sollte, kann sich an die Gaswäscherstufen I-IV auch noch eine fünfte Gaswäscherstufe V in nicht dargestellter Weise anschließen, in welcher dann vorzugsweise im Gegenstrom das Rauchgas oder Abgas noch einer Wasserwäsche mit in der fünften Gaswäscherstufe vorgesehenen weiteren Tropfenabscheideeinrichtungen unterworfen wird.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass jede einzelne der Gaswäscherstufen, unabhängig vom vorstehenden Ausführungsbeispiel, mit einer Kühlung der umlaufenden Waschflüssigkeit ausgestattet sein kann. Hierbei kann die Kühlung mittels in die jeweilige Gaswäscherkomponente eingebauter Einrichtungen oder Vorrichtungen erfolgen, was beispielsweise dann zweckmäßig ist, wenn es sich bei dieser Gaswäscherstufe um eine NaOH-Wäsche handelt. Es ist aber auch möglich, Kühleinrichtungen außerhalb der jeweiligen Gaswäscherkomponente vorzusehen, welche von dem jeweiligen Absorbens oder der jeweiligen Waschflüssigkeit durchströmt wird. Insbesondere ist eine Zwischenkühlung zwischen zwei Gaswäscherstufen dann möglich und zweckmäßig, wenn es sich bei den Gaswäscherstufen um zwei in Strömungsrichtung des Rauchgases benachbarte Cθ2-Wäschen handelt. Diese Zwischenkühlung kann dann unabhängig von der Strömungsrichtung der Waschflüssigkeit von einer Gaswäscherstufe zur anderen Gaswäscherstufe und auch unabhängig davon erfolgen, ob in der jeweiligen Gaswäscherstufe die Waschflüssigkeit oder das Absorbens im Gegenstrom oder im Gleichstrom zum zu reinigenden Rauchgas oder Abgas geführt wird. Insgesamt kann es somit vorgesehen sein,
dass gemeinsam oder alternativ eine Kühlung der umlaufenden Waschflüssigkeit in der Gaswäscherstufe I, einer NaOH- oder Ca (OH}2-Vorwäsche, und damit eine Rauchgas (vor) kühlung durchgeführt wird, und/oder dass - gegebenenfalls auch für einen Teilstrom der
Waschflüssigkeit - eine Waschmittelzwischenkühlung auf
Zwischenebenen des Absorbers der Gaswäscherstufe III durchgeführt wird, und/oder
dass zwischen den Gaswäscherstufen II und III oder den
Gaswäscherstufen III und II - je nach Strömungsrichtung der Waschflüssigkeit zwischen diesen beiden Gaswäscherstufen - eine Waschflüssigkeitzwischenkühlung durchgeführt wird. Auch wenn im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ausschließlich Strahlwäscher 33, 34 beschrieben sind, so können anstelle dieser Strahlwäscher aber auch Venturiwäscher Verwendung finden. Hierbei sind jegliche Kombinationen möglich, beispielsweise kann mindestens eine Gaswäscherstufe einen Venturiwäscher und mindestens eine Gaswäscherstufe einen Strahlwäscher aufweisen.
Die in den Gaswäscherstufen II und III vorgesehenen und ausgebildeten Sümpfe 27 und 28 können je nach Verfahrensführung getrennt sein, so dass zwischen den Sümpfen 27 der Gaswäscherstufe II und dem Sumpf 28 der Gaswäscherstufe III keine Verbindung besteht. Hierbei können dann die Sümpfe 27 der einzelnen Gaswäscherkomponenten 3-6 der Gaswäscherstufe II ebenfalls voneinander getrennt sein, so dass jede Gaswäscherkomponente 3-6 ihre eigene Rücklaufführung oder Verbindung zu den Sprühdüsen 26 der Gaswäscherstufe III aufweist. Es ist aber auch möglich, dass die Gaswäscherkomponenten 3-6 der Gaswäscherstufe II einen gemeinsamen Sumpf 27 ausbilden. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass die beiden Sümpfe 27 und 28 bzw. die Mehrzahl der Sümpfe 27 und der Sumpf 28 als ein gemeinsamer Sumpf für beide Gaswäscherstufen II und III ausgebildet sind.
Die einzelnen Gaswäscherkomponenten 2-11 des Gaswäschers 1 sind beim Ausführungsbeispiel insbesondere derart dimensioniert, dass beim Durchströmen einer Rauchgasmenge von 2.100.000 NmVh durch den Gaswäscher 1 dieser Rauchgasvolumenstrom mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 16 m/s in die Zuführleitung 21 oder Zuführöffnung eintritt und dann mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 4 m/s die Gaswäscherkomponente 2 von unten nach oben durchströmt. Die nachfolgenden Gaswäscherkomponenten 3-6 werden dann von oben bis unten mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 11 m/s durchströmt. Das unten in die Gaswäscherkomponente 7 eintretende Rauchgas durchströmt dieses dann von unten nach oben mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 2 m/s, bevor es dann in der Gaswäscherstufe IV von oben nach unten durch die dortigen Gaswäscherkomponenten 8-11 mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 9 m/s strömt.
Hierbei kann es natürlich auch vorgesehen sein, dass aus jedem der einzelnen Sümpfe oder einem gemeinsamen Sumpf 27 und/oder dem Sumpf 28 die darin aufgefangene Waschflüssigkeit jeweils einem Desorber zur Regenerierung zugeführt wird.
Bei dem mehrstufigen CO2-Wäscher aneinandergrenzende CO2- Gaswäscherkomponenten, die jeweils einen einzelnen Absorber oder Gaswäscher ausbilden, sind bezüglich ihres Konstruktionsquerschnittes und/oder gasdurchströmten Strömungsquerschnittes eckig, insbesondere rechteckig, ausgebildet, wobei dann eine gemeinsame Wand oder Wandung oder zumindest ein gemeinsamer Wandungsbereich oder Wandbereich vorhanden und ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass eine Wand oder Wandung zumindest gemeinsam von zwei benachbarten Gaswäscherkomponenten als integraler Bestandteil beider jeweiligen Gaswäscherkomponenten nutzbar ist. Hierdurch können tragende Wände und/oder tragende Wandoder Wandungsbereiche und/oder tragende Stahlbauelemente von aneinandergrenzenden, benachbarten Absorbern oder Gaswäscherkomponenten gemeinsam genutzt werden. Eine bei ansonsten üblicherweise beabstandet zueinander aufgestellten Gaswäscherkomponenten notwendige Doppelausführung benachbarter Gaswäscherkomponentenwände entfällt. Dadurch wird der Bauaufwand, insbesondere der konstruktive Bauaufwand, vermindert. Weiterhin lässt sich durch diese konstruktive Ausgestaltung und Maßnahme ein mehrstufiger Gaswäscher modular aus Gaswäscherkomponenten unterschiedlicher Funktion aufbauen und zusammenstellen sowie dann vorteilhafterweise in einem, insbesondere kompakten, Gaswäscherblock und/oder einem gemeinsamen Gaswäschergehäuse zusammenfassen. Hierbei können einzelne Gaswäscherkomponenten Seitenlängen von bis zu 20 m aufweisen, die dann mit Gaswäscherkomponenten mit gegebenenfalls geringerer Seitenlänge als angrenzende Gaswäscherkomponente kombiniert werden. Hierbei werden die gemeinsamen Wände oder Wandbereiche vorzugsweise als selbsttragende Wände ausgelegt. Dadurch werden die einzelnen Wände oder Wandbereiche gegenüber üblicherweise rund und querschnittlich im Wesentlichen kreisförmig ausgebildeten Gaswäschern oder Absorbern schwerer, weil eine größere Wandstärke notwendig ist. Andererseits werden dafür aber fertigungstechnische Einsparungen erzielt, da keine gewölbten Seitenwandbereiche oder gebogenen Seitenwandbereiche hergestellt und miteinander verbunden werden müssen, sondern gerade durchgehende, insbesondere sowohl in Höhen- als auch in Breiten- oder Längsrichtung, hergestellt und miteinander verbunden werden. Dadurch lässt sich die Ausführung eines Gaswäschers konstruktiv einfacher und auch kostengünstiger - verglichen mit bekannten Bauformen von großtechnisch einsetzbaren Gaswäschern - realisieren.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass durch diese konstruktive Ausgestaltung sich die verschiedenen
Gaswäscherkomponenten platzsparend aneinander angrenzend anordnen lassen und damit im Vergleich zu bisherigen Konstruktionen sich auf einer gegebenen Stell- oder Baufläche eine größere Gaswäscherkapazität und insbesondere die Kombination verschiedener, in ihrer Abfolge aufeinander abgestimmter Gaswäscherstufen realisieren lässt.
Zur Ausbildung eines mehrstufigen, insbesondere mindestens zwei Gaswäscherstufen zur Reinigung von Rauch- oder Abgas umfassenden Gaswäschers ist es von Vorteil und besonders zweckmäßig, wenn der Gaswäscher zwei oder mehr aneinander gereihte Gaswäscherkomponenten aufweist, die bezüglich des zu reinigenden Rauchgas- oder Abgasstromes in Reihe geschaltet sind. Bei dieser Ausführungsform sind dann die über eine gemeinsame Begrenzungswand oder eine gemeinsame Begrenzungswandung oder einen gemeinsamen Begrenzungswandbereich oder einen gemeinsamen Begrenzungswandungsbereich miteinander verbundenen Gaswäscherkomponenten jeweils unterschiedlichen Gaswäscherstufen zugeordnet. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass zumindest eine Gaswäscherstufe mehrere bezüglich des Rauch- oder Abgasstroms parallel zueinander angeordnete Gaswäscherkomponenten aufweist. In diesem Falle sind mindestens zwei über eine gemeinsame Begrenzungswand oder eine gemeinsame Begrenzungswandung oder einen gemeinsamen Begrenzungswandbereich oder einen gemeinsamen Begrenzungswandungsbereich miteinander verbundene Gaswäscherkomponenten in derselben Gaswäscherstufe angeordnet.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung besteht daher auch darin, dass jede Gaswäscherkomponente einer jeweiligen Gaswäscherstufe jeweils mindestens eine gemeinsame Begrenzungswand oder Begrenzungswandung oder mindestens einen gemeinsamen Begrenzungswand- oder Begrenzungswandungsbereich mit einer angrenzenden Gaswäscherkomponente einer benachbarten Gaswäscherstufe und/oder dieser jeweiligen Gaswäscherstufe ausbildet. Wie anhand des Ausführungsbeispieles dargelegt, kann der Gaswäscher mehrere Gaswäscherkomponenten aufweisen, von denen beispielsweise eine sowohl eine gemeinsame Begrenzungswand zu einer Gaswäscherkomponente in einer benachbarten Gaswäscherstufe als auch eine gemeinsame Begrenzungswand zu einer Gaswäscherkomponente in derselben Gaswäscherstufe aufweist. Insgesamt lässt sich durch die Ausgestaltung und Ausformung des konstruktiven Querschnittes, insbesondere des gasdurchströmten Strömungsquerschnittes der einzelnen Gaswäscherkomponenten in flexibler Weise modular ein an die jeweils gestellten Rauchgas- oder
Abgasbehandlungsanforderungen angepasster Gaswäscher kombinatorisch zusammenstellen.
Die vorstehend erwähnte gemeinsame „Wand" oder gemeinsame „Wandung" umfasst sowohl einlagige als auch mehrlagige Ausbildungen. Hierbei ist es natürlich so, dass an die gegenüberliegenden Außen- oder Oberflächen der jeweiligen Wand oder jeweiligen Wandung der innenseitige Strömungsquerschnitt nur einer der benachbarten Gaswäscherkomponenten angrenzt oder anliegt. Der Begriff „eckig" umfasst auch mehreckige, beispielsweise sechs- oder achteckige Formen, insbesondere aber rechteckige oder quadratische Ausbildungen eines gasdurchströmten Strömungsquerschnitts oder konstruktiven Querschnitts.
Wenn nun in Gasströmungsrichtung in Reihe hintereinander geschaltet aufeinanderfolgend mehrere Gaswäscherstufen mit jeweils mindestens einer darin angeordneten Gaswäscherkomponente vorgesehen sind, so bildet die Gesamtheit dieser Gaswäscherstufen eine Gaswäscherstraße, so dass mehrere bezüglich des Rauchgas- oder Abgasstromes zueinander in Reihe geschaltete Gaswäscherkomponenten und/oder Gaswäscherstufen eine Gaswäscherstraße ausbilden. Im Sinne eines modularen und an die jeweils zu erfüllenden Anforderungen angepassten Aufbaus eines Gaswäschers ist es dann auch möglich, mehrere Gaswäscherstraßen parallel zueinander anzuordnen, wobei diese wiederum durch eine gemeinsame Wand und/oder einen gemeinsamen Wand (teil) bereich miteinander verbunden sind. Der Gaswäscher weist dann mehrere bezüglich des Rauchgas- oder Abgasstromes parallel zueinander angeordnete Gaswäscherstraßen auf, wobei benachbarte Gaswäscherstraßen vorzugsweise mittels mindestens eine gemeinsame Begrenzungswand oder Begrenzungswandung oder mindestens einen gemeinsamen Begrenzungswandbereich oder Begrenzungswandungsbereich aufweisen .
Da es insbesondere vorteilhaft ist, auf einer gegebenen Baufläche oder Stellfläche möglichst viel an Gaswäscherkapazität zur Verfügung zu stellen, ist vorgesehen, dass alle Gaswäscherkomponenten als dessen integraler Bestandteil in einem, insbesondere kompakten, Gaswäscherblock und/oder in einem gemeinsamen Gaswäschergehäuse zusammengefasst angeordnet sind. Hierbei bleibt es dann natürlich möglich, dass sich die einzelnen Gaswäscherkomponenten, insbesondere diejenigen der unterschiedlichen Gaswäscherstufen, in beispielsweise der Höhe oder hinsichtlich der Breite unterscheiden, so dass gegebenenfalls die Gasströmungsverbindung von einer Gaswäscherstufe zur nächst benachbarten Gaswäscherstufe nicht durch Öffnungen oder Durchbrechungen in der jeweiligen gemeinsamen Begrenzungswand oder Begrenzungswandung, sondern mittels die jeweiligen Gaswäscherkomponenten verbindender Rohrleitungen realisiert ist. Bei dem Gaswäscher handelt es sich insbesondere um einen solchen, in welchem die Gaswäsche mittels chemischer Absorption erfolgt. Dabei kann es vorgesehen sein, dass der eigentlichen CO2- Wäsche als erste Stufe eine Vorwäsche oder ein Vorwäscher zugeordnet ist, in welchem mit einer NaOH-haltigen oder Ca (OH) 2-haltigen Lösung saure Gaskomponenten aus dem zu behandelnden Rauch- oder Abgas, insbesondere SO2, SO3, HCl, HF, Hg, aber auch Staub und gegebenenfalls CO2 durch Absorption an das Absorptionsmittel oder die Waschflüssigkeit entfernt wird. Der Gaswäscher weist eine Gaswäscherstufe, insbesondere die in Rauchgas- oder Abgasströmung erste Gaswäscherstufe, auf, in der eine NaOH-haltige oder Ca(OH)2- haltige Lösung als Absorbens versprüht wird.
Weiterhin ist aber auch vorgesehen, dass der Gaswäscher mindestens eine Gaswäscherstufe aufweist, in der ein CO2- Absorbens als Waschflüssigkeit versprüht wird. In diesem Fall besteht ein weiterer Vorteil des Gaswäschers darin, dass es aufgrund der räumlich eng benachbarten Anordnung der verschiedenen Gaswäscherstufen und Gaswäscherkomponenten möglich ist, das in den einzelnen Gaswäscherstufen jeweils versprühte Cθ2-Absorbens oder die darin jeweils versprühte Waschflüssigkeit zwischen den einzelnen Gaswäscherstufen auszutauschen. Es ist möglich, dass zwischen einzelnen Gaswäscherstufen ein Austausch des darin jeweils versprühten Cθ2~Absorbens erfolgt. Eine insbesondere für die Rauchgasreinigung in fossil befeuerten Kraftwerksanlagen zweckmäßige Kombination von Gaswäscherstufen und Gaswäscherkomponenten lässt sich dadurch erzielen, dass der Gaswäscher vier Gaswäscherstufen umfasst, wovon die erste in Form mindestens eines offenen Sprühabsorbers, die zweite in Form mindestens eines Strahlwäschers, die dritte in Form mindestens einer Einbaukolonne und die vierte in Form mindestens eines Strahlwäschers ausgebildet ist. Da der Gaswäscher insbesondere für die Verwendung im Zusammenhang mit großtechnischen Anlagen der Energieerzeugung, der Stahlherstellung oder der Zementherstellung Verwendung finden soll, ist auch vorgesehen, dass der Gaswäscher zur Reinigung des entstehenden Rauch- oder Abgases einer mit kohlenstoffhaltigem Brennstoff befeuerten Vorrichtung mit zugeordneter Dampferzeugung nachgeschaltet ist, wobei die befeuerte Vorrichtung insbesondere ein Dampferzeuger oder Brennraum eines Kraftwerks, ein Ofen zur Metallerzeugung, insbesondere Eisenerzeugung, oder ein Ofen zur Zementklinkerherstellung, beispielsweise ein Drehrohrofen, ist•
Unter kohlenstoffhaltigem Brennstoff wird hier insbesondere Kohle, aber auch organische Biomasse verstanden.
In nicht dargestellter Weise kann jede oder mindestens eine der Gaswäscherstufen I - V auch in Form eines Wäschers mit insbesondere deckenseitig an der zugeordneten Gaswäscherkomponente aufgehängtem oder angeordnetem, vertikal wirkendem Gebläse, insbesondere Radialgebläse, ausgebildet sein.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Reinigung eines Rauch- oder Abgasstromes, insbesondere einer großtechnischen Anlage, mittels mindestens dreier Gaswäscherstufen (I, II, III, IV) , wobei in einer ersten Gaswäscherstufe (I) eine Sprühwäsche mit einer NaOH-haltigen oder einer Ca(OH)2- haltigen Lösung und in einer zweiten Gaswäscherstufe (II) eine erste CO2-Wäsche mittels mindestens eines Strahlwäschers (33, 34) oder Venturiwäschers mit darin im Gleichstrom zur Waschflüssigkeit geführten Rauchgasoder Abgasstrom durchgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einer dritten Gaswäscherstufe (III) eine zweite CO2-Wäsche mittels einer Absorber- oder Einbautenkolonne (7) mit darin im Gegenstrom zur Waschflüssigkeit geführten Rauchgas- oder Abgasstrom durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gaswäscherstufe (I) als Vorwäsche durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste CO2 - Wäsche und/oder die zweite Cθ2~Wäsche mit einem CO≥ - Absorbens als Waschflüssigkeit durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste CO2-Wäsche und/oder die zweite CO2-Wäsche mit einem Amine enthaltenden C02-Absorbens als Waschflüssigkeit durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Nachwäsche ausgebildete vierte Gaswäscherstufe (IV) durchgeführt wird, wobei die vierte Gaswäscherstufe (IV) mit, gewünschtenfalls Zusätze enthaltendem, Wasser durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Gaswäscherstufe (IV) mittels eines Sprühwäschers (24) oder mittels eines Strahlwäschers (33, 34) oder Venturiwäschers oder mittels einer Absorber- oder Einbautenkolonne (7) durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer Gaswäscherstufe (I, II, III, IV) umlaufende Waschflüssigkeit gekühlt wird.
8. Gaswäscher (1), insbesondere einer großtechnischen Anlage, mit mindestens drei Gaswäscherstufen (I, II, III, IV) zur Reinigung eines Rauchgas- oder Abgasstroms, wobei eine erste Gaswäscherstufe (I) als eine mit einer NaOH-haltigen oder einer Ca (OH) 2-haltigen Lösung als Waschflüssigkeit durchgeführte Sprühwäsche und eine zweite Gaswäscherstufe (II) in Form einer ersten CO2- Wäsche als Strahlwäscher (33, 34) oder Venturiwäscher mit darin im Gleichstrom zur Waschflüssigkeit geführten Rauchgas- oder Abgasstrom vorgesehen ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine dritte Gaswäscherstufe (III) in Form einer zweiten CO2-Wäsche (III) als eine Absorber- oder Einbautenkolonne (7) mit darin im Gegenstrom zur Waschflüssigkeit geführten Rauchgas- oder Abgasstrom vorgesehen ist.
9. Gaswäscher (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Absorber- oder Einbautenkolonne mit Packungen (32) versehen ist, wobei die Packungen (32} strukturiert oder geschüttet ausgebildet sind.
10. Gaswäscher (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Gaswäscherstufe (I) als
Vorwäsche ausgebildet ist.
11. Gaswäscher (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Nachwäsche ausgebildete vierte Gaswäscherstufe (IV) vorgesehen ist, wobei die vierte Gaswäscherstufe (IV) mit, gewünschtenfalls Zusätze enthaltendem, Wasser durchführbar ist.
12. Gaswäscher (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Gaswäscherstufe (IV) als Sprühwäscher (24) oder als Strahlwäscher {33, 34) oder Venturiwäscher oder als Absorber- oder Einbautenkolonne (7) ausgebildet ist.
13. Gaswäscher (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Gaswäscherstufe (II, IV) in Form eines Wäschers mit, insbesondere deckenseitig an der zugeordneten Gaswäscherkomponente angeordnetem, vertikal wirkendem Gebläse, vorzugsweise Radialgebläse, ausgebildet ist.
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