DE2626939A1 - Verfahren und vorrichtung zum abtrennen von unerwuenschten gasfoermigen bestandteilen aus einem abgas - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum abtrennen von unerwuenschten gasfoermigen bestandteilen aus einem abgas

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Description

Cpat/1752/Mü
PATENTANMELDUNG
Anmelder; Deutsche Babcock Aktiengesellschaft, 42oo Oberhausen, Bergwerksverband GmbH, 43oo Essen
Titel: Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von unerwünschten gasförmigen Bestandteilen aus einem Abgas
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine dazugehörende Vorrichtung zum Abtrennen von unerwünschten, gasförmigen Bestandteilen aus einem Abgas, insbesondere von Schwefeldioxid und Stickoxiden aus Rauchgas von Kraftwerksanlagen durch Adsorption an einem körnigen, aus Aktivkoks oder Aktivkohle bestehenden Adsorbens, bei dem das Adsorbens einen Adsorber von oben nach unten durchwandert und von dem zu reinigenden Abgas quer durchströmt wird.
Bei einer derartigen Vorrichtung kommt das verunreinigte Abgas im oberen Teil des Adsorbers mit frischem Adsorbens in Berührung, während ihm im unteren Teil ein zunehmend höher beladenes Adsorbens entgegensteht. Ein teilbeladenes Adsorbens bewirkt aber nur eine ungenügende Reinigung. Bei dem Reinigungsverfahren kann daher nur entweder eine weitgehende Ausnutzung des Adsorbens oder eine vollständige Reinigung des Abgases erreicht werden.
Es ist in diesem Zusammenhang bekannt, zwei Adsorber hintereinander anzuordnen und die Gesamtmenge des zu reinigenden Abgases dem ersten der beiden Adsorber zuzuführen. Der Anteil des Abgases, der den oberen Teil des ersten Adsorbers durchströmt
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wird direkt abgeführt, während der Teil, der den unteren Teil des ersten Adsorbers durchströmt, noch dem zweiten Adsorber zugeführt wird. Die Anordnung eines zweiten Adsorbers vergrößert den Bauaufwand der Adsorberanlage und vermehrt die Menge des Adsorptionsmaterials.
Weiterhin ist es bei einem Verfahren zum Reinigen von Abgasen durch Adsorption bekannt, das Abgas auf der Anströmseite in der Weise ungleichmäßig zu verteilen, daß bei gleichbleibender Gesamtabgasmenge dem oberen Teil der Wanderschicht eine größere Abgasmenge zugeführt wird. Diese ungleichmäßige Beaufschlagung ist mit einer Erhöhung der Durchströmgeschwindigkeit verbunden, die Druckverluste und eine Verschlechterung der Abscheidewirkung zur Folge hat. Bei diesem Verfahren ist es weiterhin bekannt, die Wandergeschwindigkeit des Adsorptionsmaterials in der Wanderschicht an der Anströmseite des Abgases zu erhöhen. Auf diese Weise soll der auf der Gasanströmseite von dem Adsorbens festgehaltene Staub schneller abgeführt werden, um so einer Erhöhung des Druckverlustes entgegenzuwirken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art einen bestmöglichen Kompromiß zwischen den einander widerstrebenden Forderungen nach einer vollständigen Beladung des Adsorbens einerseits und einer vollständigen Reinigung des Abgases andererseits zu finden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Abgas innerhalb des Adsorbers durch zwei parallel zueinander wandernde Schichten geführt wird und daß das Adsorbens in der Schicht auf der Abströmseite des Abgases niedriger beladen wird als in der Schicht auf der Anströmseite. Auf diese Weise steht dem abströmenden Abgas immer noch ein Adsorbens zur Verfügung, das einen hohen Anteil an unbeladenen Körnern hat und somit noch fähig ist, das Abgas vollständig zu reinigen.
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Die geringere Beladung kann dadurch herbeigeführt werden, daß das Adsorbens in der Schicht auf der Abströmseite mit einer höheren Wandergeschwindigkeit bewegt wird. Die Bewegung auf der Abströmseite läßt sich soweit steigern, daß auch in den dem Austrag benachbarten Bereichen noch frisches Adsorbens in genügender Menge dargeboten wird. Das auf der Anströmseite abgezogene Adsorbens enthält keine Reste von unbeladenen Körnern, ist also viel besser ausgenutzt.
Das aus der Wanderschicht an der Abströmseite abgezogene Absorbens wird rückgeführt und zusammen mit frischem, d.h. regeneriertem Adsorbens in den Adsorber wieder eingeführt. Auf diese Weise wird vermieden, daß frisches oder nur teilweise beladenes Adsorbens unnötigerweise einer Desorptionsbehandlung unterworfen wird. Außerdem wird ein bereits teilbeladenes Adsorbens angeboten, das noch eine genügende Vorreinigung bewirkt, sich jedoch wegen der langsamer ablaufenden Adsorption nicht unzulässig erwärmt, was beim Zusammentreffen von frischem Adsorbens mit unbehandeltem Abgas eintreten kann.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert: Es zeigen
Figur 1 schematisch einen Adsorber gemäß der Erfindung, Figur 2 den Schnitt II-II nach Figur 1 und Figur 3 bis 6 andere Ausführungsformen des Adsorbers.
Der Adsorber besteht aus einem Gehäuse 1 von zylindrischer Form, in dessen Innerem zwei ringförmige, gasdurchlässige Wände 2+3 konzentrisch angeordnet sind. Die gasdurchlässigen Wände 2, 3 sind aus Jalousien aufgebaut. Der von ihnen umgrenzte Raum ist mit einem aus Aktivkoks oder Aktivkohle bestehenden Adsorbens gefüllt. Das Adsorbens wird durch eine Einfüllöffnung 4 im Kopf
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des Adsorbergehäuses 1 zugeführt. Es durchwandert den durch die gasdurchlässigen Wände 2, 3 begrenzten Raum und wird durch die Austragsöffnungen 5 und 6 abgezogen. In den Austragsöffnungen 5 und 6 angeordnete Abzugsorgane 7 und 8, wie Vibrorinnen oder Zellenradschleusen, regeln die Mengen des ausgetragenen Adsorbens.
Das zu reinigende Abgas, z.B. das Rauchgas aus einer Kraftwerksanlage, wird durch das Bohr 9 in das Innere des Adsorbergehäuses 1 eingeführt. Es durchströmt die wandernde Adsorbenschicht in radialer Richtung von innen nach außen und wird dabei von den Schadstoffen befreit.
Anschließend gelangt es in einen die äußere gasdurchlässige Wand 3 umgebenden Sammelkanal 1o und wird von dort durch den Auslaßstutzen 11 einem Kamin zugeführt.
Das durch die Berührung mit dem Abgas beladene Adsorbens wird anschließend einer Regeneration, z.B. auf thermischem Wege, unterworfen. Zur vollständigen Ausnutzung des Adsorbens wurde bisher seine Durchsatzgeschwindigkeit so eingestellt, daß es weitgehend beladen ist, wenn es die Abzugsöffnung 5 erreicht hat. Da das auf diese Weise weitgehend beladene Adsorbens auch noch mit ungereinigtem Rauchgas in Kontakt kommt, ist seine Reinigungskraft in diesem Bereich gering.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, ohne gleichzeitig den Bauaufwand wesentlich zu erhöhen, wird die wandernde Adsorbensschicht in zwei Schichten aufgeteilt, und zwar in eine auf der Anströmseite der Abgase, also der gasdurchlässigen Wand 2 benachbart, und in eine an der Abströmseite, also der gasdurchlässigen Wand 3 benachbart. Die Durchsatzgeschwindigkeit des Adsorbens wird dabei so eingestellt, daß es in der Schicht auf der Anströmseite voll beladen und in der Schicht auf der ^bströmseite nur teilbeladen
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wird. Um das angestrebte Ziel zu erreichen, sind nach der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform auf der Anströmseite und auf der Abströmseite getrennte Austragsöffnungen 5, 6 für das die jeweiligen Schichten durchwandernde Adsorbens vorgesehen. Dabei wird das Abzugsorgan 8 in der Austragsöffnung 6 so eingestellt, daß die auf der Abströmseite liegende Wanderschicht mit größerer Geschwindigkeit wandert als die Schicht auf der Anströmseite. Um ein Vermischen der beiden Schichten zu vermeiden, sind Trennelemente vorgesehen, die aus ringförmigen Blechen bestehen, die in Wanderrichtung des Adsorbens verlaufen. Das nur teilbeladene Adsorbens aus der Schicht auf der Abströmseite wird, wie durch die Linien 13 angedeutet, rückgeführt und zusammen mit dem regenerierten Adsorbens in den Kopf des Adsorbers durch die Einfüllöffnung 4 eingegeben.
Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform ist für die Schicht auf der Abströmseite eine eigene Zuführöffnung 14 für das Adsorbens vorgesehen. Durch diese Zuführöffnung 14 wird ausschließlich unbeladenes Adsorbens eingespeist, während durch die Einfüllöffnung 4 regeneriertes zusammen mit teilbeladenem Adsorbens zugeführt wird. In diesem Fall kann auch mit einer gleich großen Abzugsgeschwindigkeit für beide Schichten gearbeitet werden.
Bei der in der linken Seite in Figur 3 dargestellten Ausführungsform sind zwischen den beiden Schichten keine Trennelemente vorgesehen. Durch die getrennte Zuführung des Adsorbens durch die öffnung 14 und die getrennte Abführung durch die Abzugsöffnung 6 wird eine in vielen Fällen ausreichende Trennung der beiden Schichten gegeneinander bewirkt.
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Auch hier lassen sich eindeutigere Verhältnisse schaffen, wenn Trennelemente vorgesehen werden. Ein Beispiel dafür ist in dem rechten Teil der Figur 3 dargestellt. Hiernach sind die Trennelemente durch zwei gasdurchlässige, aus Jalousien aufgebaute Wände gebildet, die zwischen sich einen nach außen abgeschlossenen Gasraum einschließen.
Nach Figur 4 ist die Wanderschicht durch einen vergrößerten radialen Abstand zwischen den gasdurchlässigen Wänden 2 und 3 im unteren Teil des Adsorbers verdickt. Nur innerhalb des verdickten Teiles werden zwei Wanderschichten aufrecht erhalten. Das wird nach Figur 4 dadurch erreicht, daß durch ein Zuführungsrohr 16 frisches Adsorbens in der Nähe der gasdurchlässigen Wand 3 eingefüllt wird. Figur 5 zeigt, wie die schon vorher erwähnte Trennung der Schichten durch Jalousiewände 15 im verdickten Teil erreicht wird. Nach Figur 6 sind Trennbleche 12 in diesem Teil vorgesehen.
Auf dem verdickten Teil ist die Wanderschicht von einem eigenen Abgasteilkanal 17 umgeben, der von dem Abgassammeikanal 1o getrennt ist. Zum Ausgleich des Druckunterschiedes ist in dem Auslaßstutzen 18 des Abgasteilkanals 17 ein Gebläse 19 angeordnet.
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Claims (11)

•vT- PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Abtrennen von unerwünschten gasförmigen Bestandteilen aus einem Abgas, insbesondere von Schwefeldioxid und Stickoxiden aus Rauchgas von Kraftwerksanlagen durch Adsorption an einem körnigen, aus Aktivkohle oder Aktivkoks bestehenden Adsorbens, bei dem das Adsorbens einen Adsorber von oben nach unten durchströmt und von dem zu reinigenden Abgas quer durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas innerhalb des Adsorbers durch zwei parallel zueinander wandernde Schichten geführt wird und daß das Adsorbens in der Schicht auf der Abströmseite des Abgases niedriger beladen wird als in der Schicht auf der Anströmseite.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Adsorbens in der Schicht auf der Abströmseite mit einer höheren Wandergeschwindigkeit bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Wanderschicht auf der Abströmseite abgezogene Adsorbens rückgeführt und zusammen mit frischem Adsorbens in die Wanderschicht auf der Anströmseite des Abgases eingeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Wanderschicht auf der Abströmseite frisches Adsorbens eingespeist wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Wanderschichten gebildet und durch Trennelemente voneinander getrennt sind.
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ORIGINAL INSPECTED
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennelemente durch zwei gasdurchlässige Wände (15) gebildet sind, die zwischen sich einen schmalen Zwischenraum einschließen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennelemente aus Blechen (12) bestehen, die in Bewegungsrichtung des Adsorbens verlaufen.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Wanderschichten mit einer eigenen Abzugseinrichtung (5, 6, 7, 8) versehen ist.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Abströmseite des Abgases vorgesehene Wanderschicht die Wanderschicht auf der Anströmseite nur auf deren der Abzugseinrichtung (5, 6, 7, 8) zugewandten Teil unter Verdichtung der Wanderschicht insgesamt umgibt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der verdickte Teil der Wanderschicht von einem eigenen Abgasteilkanal (17) umgeben ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zum verdickten Teil gehörenden Abgasteilkanal (17) ein Gebläse (19) angeordnet ist.
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