DE2626939C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine dazugehörige Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen, wobei das darin enthal­ tene Schwefeldioxid und die Stickoxide an einem körnigen, aus Aktivkoks oder Aktivkohle bestehenden Adsorbens abgetrennt werden, dabei das Adsorbens zwei parallel angeordnete Adsorp­ tionsschichten von oben nach unten durchwandert und vom zu reinigenden Abgas quer durchströmt wird sowie beladenes Adsor­ bens regeneriert und in die Adsorptionsschichten zurückgeführt wird.

Ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 21 41 075 bekanntgewor­ den.

Aus "Erste Betriebserfahrungen mit dem BF-Verfahren zur Rauchgas­ entschwefelung" in Kraftwerk und Umfeld, 1975, ist weiterhin eine Vorrichtung bekanntgeworden, bei der das verunreinigte Abgas im oberen Teil des Adsorbens mit frischem Adsorbens in Berührung kommt, 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.

Weiterhin ist es bei einem in der DE-PS 19 51 855 beschriebenen 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 Wanderge­ schwindigkeit 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, ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art, die Aufgabe zugrunde, eine vollständige Beladung des Adsorbens auch aus der abströmseitigen Adsorptionsschicht des gattungsgemäßen Verfahrens zu erreichen, um die Regene­ rationsstufe besser auszulasten sowie gleichzeitig die Brand­ gefahr im Adsorptionsbehälter zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das niedriger beladene Adsorbens aus der Adsorptionsschicht auf der Abströmseite abgezogen wird und unregeneriert zusammen mit frischem Adsorbens wieder in den Adsorber eingeführt wird und erst nach Durchwandern der anströmseitigen Adsorptionsschicht regeneriert wird. Gemäß einer Weiterbildung lassen sich besonders gute Ergebnisse erreichen, wenn die Adsorptionsschicht auf der Abströmseite mit dem regenerierten Adsorbens aus der Adsorp­ tionsschicht auf der Anströmseite beschickt wird. Während im ersteren Fall noch ein geringer Teil des niedriger beladenen Adsorbens auch in der Adsorptionsschicht auf der Abströmseite enthalten ist, ist im letzteren Fall sichergestellt, daß das niedriger beladene Adsorbens allein der Adsorptionsschicht auf der Anströmseite zugeführt wird.

Gegenüber dem bisher bekanntgewordenen Stand der Technik er­ möglicht das erfindungsgemäße Verfahren durch die unmittelbare Rückführung des niedriger beladenen Adsorbens eine Entlastung der Regenerationsstufe, die im wesentlichen nur noch stärker beladenes Adsorbens zugeführt erhält und kleiner ausgelegt werden kann.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, daß in der Anströmstufe wegen der langsamer ablaufenden Adsorption an teilbeladenem Adsorbens eine zu starke Erwärmung vermieden wird, was beim Durchströmen einer Adsorptionsschicht, die nur frisches Adsor­ bens enthält, mit unbehandeltem Abgas leicht eintreten kann. In der Praxis mußte dem bisher durch zusätzliche Kühleinrich­ tungen begegnet werden. Die Erfindung weist somit einen wirksamen Weg zur Brandvorbeugung, indem entweder (abströmseitig) vorge­ reinigtes Abgas mit frischem Adsorbens bzw. (anströmseitig) unbehandeltes Abgas mit im wesentlichen nur teilbeladenem Adsor­ bens zu Reaktion gelangt.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die sich durch apparative Einfachheit auszeichnet. Sie besteht aus nur einem ringförmigen Adsorptions­ schacht, in dem durch apparative Maßnahmen zwei Adsorptions­ schichten, eine anströmseitige und eine abströmseitige, ver­ wirklicht sind. Dies wird durch eine entsprechende Anordnung von Zu- und Abführungseinrichtungen für das Adsorbens und durch vergleichsweise einfache gasdurchlässige Trennelemente bewirkt (Anspruch 3 und 4).

Die Ansprüche 5 und 6 sind zweckmäßige Weiterbildungen der Vorrichtung.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch einen Adsorber gemäß der Erfindung,

Fig. 2 den Schnitt II-II nach Fig. 1 und

Fig. 3 bis 5 andere Ausführungsformen des Adsorbers.

Der Adsorber besteht aus einem Gehäuse 1 von zylindrischer Form, in dessen Innerem zwei ringförmige, gasdurchlässige Wände 2 und 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 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 Kraftwerks­ anlage, wird durch das Rohr 9 in das Innere des Adsorbergehäu­ ses 1 eingeführt. Es durchströmt die wandernde Adsorberschicht 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 10 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, unter­ worfen. 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 un­ gereinigtem 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 Abströmseite nur teilbeladen wird. Um das angestrebte Ziel zu erreichen, sind nach der in Fig. 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 einge­ stellt, daß die auf der Abströmseite liegende Wanderschicht mit größerer Geschwindigkeit wandert als die Schicht auf der An­ strömseite. Um ein Vermischen der beiden Schichten zu vermeiden, sind Trennelemente vorgesehen, die aus ringförmigen Blechen 12 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 Ad­ sorbers durch die Einfüllöffnung 4 eingegeben.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist für die Schicht auf der Abströmseite eine eigene Zuführöffnung 14 für das Adsorbens vorgesehen. Durch diese Zuführöffnung 14 wird aus­ schließlich unbeladenes Adsorbens eingespeist, während durch die Einfüllöffnung 4 regeneriertes zusammen mit teilbeladenem Ad­ sorbens zugeführt wird. In diesem Fall kann auch mit einer gleich großen Abzugsgeschwindigkeit für beide Schichten gear­ beitet werden.

Bei der in der linken Seite in Fig. 3 dargestellten Ausführungs­ form sind zwischen den beiden Schichten keine Trennelemente vor­ gesehen. 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.

Auch hier lassen sich eindeutigere Verhältnisse schaffen, wenn Trennelemente vorgesehen werden. Ein Beispiel dafür ist in dem rechten Teil der Fig. 3 dargestellt. Hiernach sind die Trennelemente durch zwei gasdurchlässige, aus Jalousien aufge­ baute Wände gebildet, die zwischen sich einen nach außen abge­ schlossenen Gasraum einschließen. In diesem Gasraum tritt ein Ausgleich des Konzentrationsgefälles des aus der ersten Wander­ schicht austretenden Gases auf. Das in die zweite Wanderschicht eintretende Gas weist somit an allen Stellen annähernd die gleiche Schadstoffkonzentration auf.

Fig. 4 zeigt, wie die schon vorher erwähnte Trennung der Schich­ ten durch Jalousiewände 15 im verdickten Teil erreicht wird. Nach Fig. 5 sind Trennbleche 12 in diesem Teil vorgesehen.

Auf dem verdickten Teil ist die Wanderschicht von einem eigenen Abgasteilkanal 17 umgeben, der von dem Abgassammelkanal 10 getrennt ist. Zum Ausgleich des Druckunterschiedes ist in dem Auslaßstutzen 18 des Abgasteilkanals 17 ein Gebläse angeord­ net.

Claims (6)

1. Verfahren zur Reinigung von Abgasen, insbesondere Rauch­ gasen, wobei das darin enthaltene Schwefeldioxid und die Stickoxide an einem körnigen, aus Aktivkohle oder Aktivkoks bestehenden Adsorbens abgetrennt werden, dabei das Adsorbens zwei parallel angeordnete Adsorptionsschichten von oben nach unten durchwandert und vom zu reinigenden Abgas quer durch­ strömt wird sowie beladenes Adsorbens regeneriert und in die Adsorptionsschichten zurückgeführt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das niedriger beladene Adsorbens aus der Ad­ sorptionsschicht auf der Abströmseite abgezogen wird und unregeneriert zusammen mit frischem Adsorbens wieder in den Adsorber eingeführt wird und erst nach Durchwandern der anströmseitigen Adsorptionsschicht regeneriert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorptionsschicht auf der Abströmseite mit dem regene­ rierten Adsorbens aus der Adsorptionsschicht auf der Anström­ seite beschickt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Adsorptionsmittel­ behälter (1) mit einem ringförmigen Adsorptionsschacht, der durch gasdurchlässige Wände (2, 3) begrenzt wird und getrennte Abführungseinrichtungen (5, 6, 7, 8) für die an­ strömseitige und abströmseitige Adsorptionsschicht aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Adsorptionsschacht durch gasdurchlässige Trennelemen­ te (12, 15) in zwei ringförmige Adsorptionsteilschächte unterteilt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennelemente (12, 15) durch zwei parallele gasdurch­ lässige Wände gebildet werden, die durch einen schmalen Zwischenraum getrennt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, 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 Ver­ dickung der Wanderschicht insgesamt umgibt, der verdickte Teil der Wanderschicht von einem eigenen Abgasteilkanal (17) umgeben ist, und in dem zum verdickten Teil gehören­ den Abgasteilkanal (17) ein Gebläse angeordnet ist.