DE2246806A1

DE2246806A1 - Reinigungsverfahren fuer abgase

Info

Publication number: DE2246806A1
Application number: DE19722246806
Authority: DE
Inventors: Helmut Boss; Dietrich Dipl-Ing Radke; Ulrich Dr-Ing Scheffler
Original assignee: Fried Krupp AG
Current assignee: Fried Krupp AG
Priority date: 1972-09-23
Filing date: 1972-09-23
Publication date: 1974-03-28
Also published as: NL179456C; DE2246806C2; GB1441293A; IT995413B; NL7312519A; LU68460A1; BE804974A; SE401461B; NL179456B; FR2200042B1; ES418893A1; CH577337A5; FR2200042A1

Description

FRIED* KRUPP GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG in Essen

Reinigungsverfahren für Abgase

Die Erfindung "betrifft ein Reinigungsverfahren für Abgase, "bei dem in dem Abgas enthaltene gasförmige Schadstoffe durch Reaktion mit einem körnigen Absorptionsmittel innerhalb einer Wirbelschicht abgetrennt werden.

Bekannt ist beispielsweise aus dem Gebiet der Aluminiumherstellung, gasförmige Schadstoffe, wie zum Beispiel Fluor, aus Abgasen zu ent fernen _t- bei dem die fluorhaltigen Abgase durch eine horizontale gasdurchlässige Ebene dringen, über die ein Strom von Aluminiumhydroxid von geringer Korngröße eine Wirbelschicht bildend geleitet wird. Dieses Verfahren hat speziell bei der Aluminiumherstellung den großen Vorteil, daß in diesem Falle das Fluor sich an Aluminium abbindet und wieder im Kreislauf der Elektrolyse zugeführt werden kann. Ein bei der Aluminiumherstellung verwendetes Verfahren ist in der USA-Patentschrift 3 503 184 beschriebene

Bei der Reinigung von Abgasen_$ die nicht gerade bei der Aluminiumherstellung anfallen, liegt der Fall jedoch meist so, daß das in Form von feinen Körnern verwendete Absorptionsmittel nach Aufnahme der abzutrennenden gasförmigen Schadstoffe für einen weiteren nutzbringenden Einsatz nicht mehr verwendbar ist und verworfen werden muß. In 'diesen Fällen ist auch das für die Entfernung von Fluor in der Aluminiumindustrie entwickelte Verfahren aus Kostengründen wirtschaftlich

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nicht mehr anwendbar»

Die Erfindung schlägt nun ein universell anwendbares Reinigungsverfahren vor, das gasförmige Schadstoffe enthaltende Abgase unter Zugabe eines körnigen reaktionsfähigen Absorptionsmittels durch hintereinander geschaltete konisch ausgebildete Trenngefäße, deren Zonusspitze jeweils nach unten gerichtet ist, unter jeweiligem Aufbau einer Wirbelschicht innerhalb dieser Trenngefäße hindurchzuführen, und von dem die Erenngefäße verlassenden Abgas das Absorptionsmittel abzutrennen, auf seine noch vorhandene Aktionsfähigkeit mit den abzutrennenden gasförmigen Schadstoffen zu untersuchen und sodann je nach dem, ob es noch eine zur Erzielung der gewünschten Reinigungswirkung ausreichende Reaktionsfähigkeit aufweist oder nicht, entweder im Kreislauf in die konischen Trenngefäße rückzuführen oder als verbraucht zu verwerfen.

Dieses Verfahren kann auch in den Fällen, in denen das Absorptionsmaterial als unbrauchbar verworfen werden muß, äußerst kostengünstig und wirtschaftlich eingesetzt werden. Weiterhin ist bei dem vorgeschlagenen Verfahren eine Anpassung an unterschiedliche Abgasmengenströme, wie sie in der Praxis häufig auftauchen, leicht möglich. Durch die nach der Erfindung vorgesehene Rückführung von noch nicht verbrauchtem und daher noch reaktionsfäMgem Absorptionsmittel wird einmal der Ausnutzungsgrad in bezug auf das verwendete Absorptionsmittel erhöht, während diese Rückführung andererseits wesentlich dazu beiträgt, die Betriebssicherheit des Reinigungsverfahrens zu erhöhen. Denn

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es ist bei dieser Verfahrensführung dann z.B. unerheblich, -wenn durch außergewöhnliche Betriebszustände der das Abgas erzeugenden Anlage eine kurzzeitige überhöhung des Abgasmengenstromes den Wirbelschichtaufbau vorübergehend zerstört und zu einem überhöhten Austrag des Absorptionsmittels aus den Trenngefäßen führte Durch die vorgeschlagene automatisch erfolgende Rückführung und Neueinspeisung des noch reaktionsfähigen Äbsorptionsmittels in die Trenngefäße werden in diesen die zerstörten Wirbelschichten sofort wieder in ihren Normalzustand gebracht.

Das erfindungsgemäße Hindurchführen des mit Absorptionsmittel vermischten Abgases durch konisch ausgebildete Trenngefäße bietet im Hinblick auf die in den Trenngefäßen erzeugte Turbulenzströmung den Vorteil, daß auch im 'Abgasstrom etwa enthaltene Staubteilchen bei der Entfernung der gasförmigen Schadstoffe durch Absorption in erheblichem Maße mitwirken können. Durch die in den Trenngefäßen erfolgte turbulente Strömung des Abgas-Absorptionsmittels-G-emisches wird insbesondere 'auch die Abscheidung von Feinststäubeken dadurch begünstigt, daß diese sich im Aerosolzustand befindlichen Teilchen sieh an gröberen Staubteilchen anlagern.

Die Anzahl der in Reihe zu schaltenden Trenngefäße bestimmt sich jeweils nach den im Einzelfall herrschenden Betriebsbedingungen. Prinzipiell ist die Durchführung des vorgeschlägernen Verfahrens auch mit nur einem konischen Trenngefäß möglich.

Bei einer Hintereinanderschaltung mehrerer konischer Trenngefäße läßt sich der Wirkungsgrad des erfindungs-

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gemäßen Verfahrens dadurch wesentlich erhöhen, daß die in Strömungsrichtung angeordneten konischen Trenngefässe jeweils gegenüber dem vorhergehenden Gefäß größere Querschnittsflächen aufweisen.

Durch dieses Hintereinanderschalten von Trenngefäßen mit jeweils größeren Querschnittsflächen läßt sich eine Aufteilung der Absorptionsmittelteilchen nach deren Teilchengröße auf die einzelnen Trenngefäße erreichen. Die Absorptionsmittelteilchen mit den kleineren Korngrößen werden jeweils zuerst aus einem Trenngefäß ausgetragen, so daß sich in dem ersten Trenngefäß eine Wirbelschicht mit den jeweils größten Absorptionsmittelteilchen und in dem letzten Trenngefäß eine Wirbelschicht aus den relativ kleinsten Absorptionsmittelteilchen bildet. Bei den Absorptionsmittelteilchen mit den relativ kleinsten Korngrößen handelt es sich nicht nur um ursprünglich in dieser Größe dem Abgas beigemischte Absorptionsmittelteilchen sondern außerdem insbesondere auch noch um solche, die durch Abrieb oder Reaktion mit Feuchtigkeit Heefe oder mit dem abzutrennenden gasförmigen Schadstoff zerfallen sind. In den konischen Trenngefäßen mit größeren Querschnittsflächen werden sich auch bevorzugt etwa im Abgas befindliche Staubteilchen anlagern. Die Wirbelschichten in den aufeinanderfolgenden Trenngefäßen werden somit jeweils von Absorptionsmittelteilchen mit jeweils geringerer Korngröße gebildet. Dies hat den Vorteil, daß die Abgase nacheinander Wirbelschichten mit jeweils kleinerem Korn,Vgrößerer spezifischer Oberfläche, durchströmen und zwar ELt der Folge, daß das an gasförmigen Schadstoffen jeweils ärmere Abgas Wirbelschichten mit zunehmend gßßerer spezifischer Oberfläche erreicht. Dadurch können die gasförmigen Schadstoffe in besonders

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hohem Maße abgeschieden werdai bei gleichzeitiger optimaler Ausnutzung des Absorptionsmittels. Der Wirkungsgrad des Verfahrens wird insbesondere auch noch dadurch günstig beeinflußt, daß durch den Abrieb und Kornzerfall in den Wirbelschichten immer neue Absorptionsoberflächen für die Reaktion mit den gasförmigen Schadstoffen geschaffen werden und die mit dem jeweils kleineren Korndurchmesser ausgetragenen Ab'sorptionsmittelteilchen einen höheren Anteil an Schadstoffen enthalten als die in der Wirbelschicht zurückverbliebenen.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, die von dem Abgas durchströmten hintereinander geschalteten Trenngefäße achsgleich übereinander anzuordnen.

Eine Verbesserung der Reinigungswirkung läßt sich auch dadurch noch erzielen, daß die Absorption bei einem konditionieren Feuchtegehalt des Abgases durchgeführt wird. Zu diesem Zweck wird dem zu reinigenden Abgas Wasser oder Wasserdampf in einer solchen Menge zugeführt,· daß bei dem aus dem letzten Trenngefäß austretenden Abgas gerade noch keine Nebelbildung auftritt, und das Absorptionsmittel keine fühlbare Feuchtigkeit enthält die zum Backen der Absorptionsmittelteilchen führen könnte, d*h. der dem Abgas zugesetzte Wasserdampf darf nicht, die chemische Bindungsmöglichkeit des Absorptionsmittels für HoO'überschreiten bzw. sollte mit einem Sicherheitsabstand darunter bleiben. Das Wasser oder der Wasserdampf werden·vorteilhafterweise dem Abgasstrom vor der Bei-

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mischung des Absorptionsmittels zugegeben.

Zur Ausbildung und Aufrechterhaltung gleichmäßiger Wirbelschichten in den Trenngefäßen ist eine geregelte Zufuhr neuen Absorptionsmittels erforderlich. Eine solche geregelte Zufuhr läßt sich am besten dadurch erreichen, daß als Regelgröße für den Mengenstrom des dem Abgas zuzuführenden Absorptionsmittels der Druckabfall innerhalb eines oder mehrerer Trenngefäße genommen wird.

Die Zufuhr des Absorptionsmittels kann dabei nach einer Kennlinie durch eine einfache Rechenschaltung in Abhängigkeit von dem Abgasmengenstrom in den Trenngefäßen gesteuert werden. Die Kennlinie gibt dabei die jeweils optimale Verfahrensführung an.

Unter bestimmten Umständen kommt es teilweise zu Störungen in dem Aufbau der Wirbelschichten in den Trenn-, gefäßen, z.B. wenn sich größere Mengen gröberen Abeorptionsmittels in einem der Trenngefäße ansammeln, die nicht zerfallen und nicht ausgetragen werden. Dies macht sich durch einen laufend zunehmenden Druckabfall in den Trenngefäßen bemerkbar. In einem aolchen Fall wird bei Überschreiten eines bestimmten vorgegebenen Wertes für den Druckabfall innerhalb eines der hintereinander geschalteten Trenngefäße automatisch eine weitere paralßl geschaltete Reihe von Trenngefäasen zugeschaltet. In der abgeschalteten Reihe von Trenngefäßen kann dann die Störung durch Entleeren der Gefäße beseitigt werdeBo

Eine automatische Zuschaltung parallel geschalteter Trenngefäße erfolgt auch für den Fall, daß die das

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Abgas erzeugende Anlage zu bestimmten Zeiten mit erhöhtem Abgasausstoß arbeitet} um dadurch eine gleichmäßige Belastung der Wirbelschichten mit Abgas zu gewährleisten.

Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat es sich als besonders zweclanäßig erwiesen, Trenngefäße zu verwenden, die an ihrem oberen Ende mit einem mittig eingesetzten und längs der Gefäßachse verschiebbaren Rohrstück versehen sind, durch die das Abgas-Absorptionsmittel-Gemisch ausgetragen wird. Durch mehr oder weniger weites Einschieben des Rohrstückes in das zugehörige Trenngefäß läßt sich das Volumen bzw. der größte Querschnitt der Wirbelschicht in der Absaugehöhe in diesem Trenngefäß verändern, und zwar nimmt es mit zunehmend in das Trenngefäß hineinragendem Rohrstück entsprechend ab. Erfindungsgemäß soll diese Ausbildung der Trenngefäße insbesondere dazu dienen, bei Abweichungen des Abgasmengenstromes von einem vorgegebenen Wert oder bei veränderter Körnung des aufgegebenen Absorptionsmittels eine Wirbelschicht mit konstanter Menge an körnigem Absorptionsmittel aufrechtzuerhalten. Mit Rücksicht auf die sich ändernde Wirbelschichtporosität ist dies nur dadurch möglich, daß man den größten Querschnitt der Wirbelschicht in der -■Absaugehöhe durch Verschieben des Rohrstückes vergrössert oder verkleinert·. Auf diese Weise wird vermieden, daß durch unterschiedliche Verweilzeiten des Abgases mit dem Absorptionsmittel sich nachteilige Folgen für den in der Wirbelschicht durchzuführenden physikalischen und/oder chemischen Prozess ergeben.

So kann eine aus verfahrenstechnischen Gründen opti-

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male Verweilzeit bzw» ein für optimal befundenes Verhältnis von körnigem Absorptionsmittel in der Wirbelschicht zu dem Abgasmengenstrom unter wechselnden Betriebsbedingungen konstant gehalten werden. Eine Erhöhung des Abgasmengenstromes, die bei konstanten Abmessungen eines konischen Trenngefässes zwangsläufig zu einer höheren Absorptionsmittelaustragsgeschwindigkeit und damit bei konstantem Abscrptionsmitteldurchsatz zu einer verringerten Verweil- oder Kontaktzeit führen würde, könnte dann ζ.Β» durch Höherschieben des Absaugerohres kompensiert werden»

Entsprechende Eingriffsmöglichkeiten sind bei einer Veränderung der Korngröße oder der Kornform des Absorptionsmittels gegeben. Eine Korngrößenverringerung würde ähnlich wie eine Erhöhung des Abgasmengenstromes einen erhöhten Absorptionsmittelaustrag und damit bei gleichem Absorptionsmittelmengenstrom eine Verringerung des Absorptionsmittels im Wirbeltrichter bewirken. Wenn eine derartige Veränderung mit Rücksicht auf den in der Wirbelschicht durchzuführenden physikalischen und/oder chemischen Prozess unerwünscht ist, wird das Austragerohr um ein bestimm tes Maß nach oben gefahren und so die Abgasgeschwindigkeit im Absaugequerschnitt des Trenngefäßes der veränderten Körnung des Absorptionsmittels angepaßt. Denn durch das Hochfahren des Absaugerohres wird das Absorptionsmittel an einer größeren Querschnittsfläche des Trenngefäßes abgeführt«

Bei mehreren hintereinander geschalteten jeweils mit einem verschiebbaren Absaugrohr versehenen konischen

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Trenngefäßes kann der Absorptionsmittelinhalt jedes einzelnen Trenngefäßes individuell geregelt und an wechselnde Betriebsbedingungen, angepaßt werden. Hierdurch läßt sich auch auf besonders einfache Art eine Verfahrensoptimierung erreichen»

Die Bestimmung der dem aus dem letzten Trenngefäß austretenden Absorptionsmittel noch verbliebenen Reaktionsfähigkeit erfolgt nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung dadurch, daß im Absorptionsmittelstrom kontinuierlich eine geringe Probemenge entnommen und über eine Dosiervorrichtung in ein Meßrohr eingeführt, und, dort mit einer !Flüssigkeit irermiacht wird, wobei die "Temperatur und die Leitfähigkeit der Flüssigkeit jeweils vor der Vermischung beim Eintritt in das Meßrohr und nach der Vermischung beim Austritt aus dem Meßrohr gemessen und.daraus auf die Zusammensetzung und Eigenschaft des Absorptionsmittels geschlossen wird.

Diese Bestimmungsmethode geht von der Erkenntnis aus, daß die Löslichkeit verschiedener Stoffe in einer Flüssigkeit, wie z.B. Wasser, sehr unterschiedlich ist, wie z.B. insbesondere diejenige von Ca(OH)₂, die wesentlich größer ist als die anderer Verbindungen von Kalk wie beispielsweise diejenige von CaF₂ und/oder diejenige von verschiedenen anderen Verbindungen des Kalkes mit Kieselsäure und/oder anderen Komponenten. Diese unterschiedliche Lösungsverhalten bewirkt, daß bei Vermischung eines AbsorptiQnsmittels, das beispielsweise unterschiedliche Anteile an Oa(OH)₂' und/oder OaO oder anderen Kalkverbindungen enthält, mit Wasser, dessen Leitfähigkeit beeinflußt wM- So stellt, sich bei stei-

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genden Anteilen von Ga(OH)- und/oder CaO im Absorptionsmittel nach Vermischung des zur Probe entnommenen Absorptionsmittels mit Wasser in diesem eine höhere Leitfähigkeit ein, da dann der Anteil gelöster Ionen entsprechend steigt. Es ist daher möglich, eine .Beziehung aufzustellen, zwischen dem Anteil an reaktionsfähigem Absorptionsmittel, wie beispielsweise von CaO und/oder Ca(OH)_? in bezug auf das als Schadstoff abzutrennende Fluor, und der Leitfähigkeit des Wassers, das mit Absorptionsmittelprobe durchmischt wurde. Im Vergleich zu den bisher bekannten Möglichkeiten, aus kontinuierlich genommenen Proben kontinuierlich die Zusammensetzung zu erfassen, bietet die beschriebene Bestimmungsmethode den Vorteil, daß das hierzu erforderliche Verfahren sehr einfach und billig ist und sich zugleich durch eine große Störunanfälligkeit auszeichnet.

Eine andere Möglichkeit zur kontinuierlichen Bestimmung der Reaktionsfähigkeit des Absorptionsmittels besteht darin, anstelle der oben beschriebenen Messung der Leitfähigkeit einer mit dem Absorptionsmittel vermischten Flüssigkeit jeweils die Aktivität des in der Flüssigkeit gelösten Absorptionsmittels zu bestimmen mit Hilfe einer dafür geeigneten Sonde.

Weiterhin kann die Heaktionsfähigkeit des Absorptionsmittels kontinuierlich auch' noch dadurch bestimmt v/erden, daß die bei der Vermischung der Absorptionsmittelprobe in der Testflüssigkeit auftretende positive oder negative Wärmetönung, die sich aus einer

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Lösungswärme, einer Reaktionswärme wie z.B. einer Hydratationswärme oder Dissoziationswärme oder einer Ab sorptionswärme zusammensetzen kann, gemessen wird:.

Das erfindungsgemäße Reinigungsverfahren eignet sich besonders gut zur Abtrennung von Fluor, Schwefeldioxyd oder Kohlenwasserstoff aus Abgasen.

Zur Entfernung von Fluor wird als Absorptionsmittel, vorzugsweise gebrannter Weichkalk in feinkörnigem Zustand mit möglichst hohem CaO-Anteil verwendet. Dieses Absorptionsmittel, zeichnet, sich durch die folgenden Eigenschaften aus: große, zerklüftete Oberfläche und relativ geringer Widerstand gegen Abrieb.

Zur Entfernung von Chlorwasserstoff aus Abgasen eignet sich das gleiche Absorptionsmittel in feinkörnigem Zustand , jedoch mit einem Zusatz von sehr feinkörnigem Staub, wie er z.B_o bei der Stahlerzeugung im Sauerstoffblaskonverter -..anfällt, der einen hohen Eisenoxidanteil enthält. Die besonderen Eigenschaften dieses Absorptionsmittels bestehen neben den bereits ■genannten Eigenschaften"des Weichbranntkalkes darin, daß die Eisenoxide im Konverterstaub katalytisch die Abscheidung von Chlorwasserstoff begünstigen.

Die Entfernung von Schwefeldioxyd aus Abgasen gelingt gleichfalls besonders gut mit gebranntem Weichkalk in feinkörnigem Zustand. Der Abscheidungsgrad kann da bei verbessert werden, wenn z.B. bei gesteuerter·Zugabe, von Wasserdampf innerhalb bereits erwähnter G-ren z'en für den Feuchtigkeitsanteil am Eingang der Trenngefäße ein Lichtbogen ausgebildet wird. Voraussetzung ist ein Mindest-Sauerstoffantell im Abgas. Die Ab-

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scheidung kann durch gleichzeitigen Einsatz von Katalysatoren zur Oxydation von SOp zu SO,. Auaxuhrungsbeispiele zu dem erfindungsgemäßen Verfahren sind in der Zeichnung dargestellt und zwar zeigen* verstärkt werden.

Fig. 1 ein Fließschema des Reinigungsverfahren,

Fig. 2 ein konisch ausgebildetes Trenngefäß mit höhenverschiebbarem Austragerohr,

Fig. 3 ein Fließschema zur Bestimmung der Reaktionsfähigkeit des Absorptionsmittels,

Das gasförmige Schadstoffe wie beispielsweise Fluor oder gasförmige Fluorverbindungen enthaltende Abgas wird z.B. durch ein Gebläse 1 in eine Leitung 2 gedrückt. Ee entspricht aber auch dem Verfahren, wenn das Gebläse als Saugzuggebläse ausgebildet, z„B. hinter dem Filter 22 angeordnet, die Abgase durch die Anlagen saugt. Durch einen Zuteiler 3 wird aus einem Vorratsbunker 4 Absorptionsmittel in die Leitung 2 eingespeist. Das verwendete Absorptionsmittel entspricht im wesentlichen demjenigen nach Anspruch 16. In einem konischen Trenngefäß 5 wird entsprechend dem Abgasmengenstrom und der Größe der Absorptionsmittelteilchen eine Wirbelschicht aufgebaute In einem darüber angeordneten Trenngefäß 6 mit gegenüber dem Trenngefäß 5 vergrößerten Querschnittsflächen bildet sich eine weitere Wirbelschicht aus, die sich im wesentlichen aus kleineren Absorptionsmittelteilchen zusammensetzt als die Wirbelschicht in dem Trenngefäß 5· Aus dem Trenngefäß 6 wird das Abgas zusammen mit Anteilen des Absorptionsmittels in einen Zyklon 7 ausgetragen. Mit Hilfe eines automatisch und kontinuierlich arbeitenden Schnellbestimmungsverfahrens wird die dem Absorptionsmittel noch verbliebene Reaktionsfähigkeit überprüft. In Abhängigkeit von diesem PrUf-A 0 98 1 3/0694

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ergebnis wird das im Zyklon 7 gesammelte Absorptionsmittel entweder über einen Austrag 9 in den Vorratsbunker 4 zurückbefördert oder über einen weiteren Austrag 10 ausgeschiedene Nicht in dem Zyklon 7 abscheidbare Staubanteile werden in .einem Filter 22 abgeschieden« Bei stark schwankendem Abgasmengenstrom, der an einer Meßstrecke 11 überwacht wird, kann es notwendig sein, zusätzlich zu. den in -Reihe angeordneten Trenngefäßen 5 und 6 parallel dazu eine weitere aus Trenngefäßen 12 und 13 bestehende Reihe parallel zuzuschalten. Dieses parallele Zuschalten erfolgt durch ein Ventil 14» Zur Erhöhung des Wasser-Feuchtegehaltes in dem Abgas kann bei Bedarf an den Stellen 15 je nach der Temperatur des Abgases entweder Dampf oder Wasser eingedüst werden« Der Feuchtegehalt des Abgases wird an Meßstellen 16 überwacht« Eine weitere Meßstelle zur Kontrolle des Feuchtegehaltes ist bei 23 vorgesehen« An dieser Stelle darf nämlich das Abgas nicht mit Wasser übersättigt sein, da durch ausfallende Feuchtigkeit die Funktion des Filters 22 schädlich beeinflußt werden kann« An Meßstellen 17, 18 und 19 kann der Druck im Abgasstrom'gemessen werden. In Abhängigkeit der Druckdifferenzen zwischen den Meßstellen 17 und 18 oder 18 und 19 bzw. 17 und wird durch den Zuteiler 3 neues Absorptionsmittel aus dem Yorratsbunker 4 'zugeführt. Ein Entleeren der Trenngefäße kann jeweils an den Stellen 20 und 21 erfolgen, wobei dann das Ventil 14 jeweils so eingestellt ist, daß die zu entleerenden Trenngefäße gerade nicht von dem Abgasstrom beaufschlagt werden«

B_ei dem in Fig. 2 dargestellten Trenngefäß ist für den Austrag an körnigem Absorptionsmittel aus der Wirbelschicht die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich

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des Absaugequergchnitts des verschiebbaren Rohres 24 maßgebend. Ist diese Geschwindigkeit größer als die Endfallgeschwindigkeit der Absorptionsmittelteilchen im Trenngefäß, so werden Absorptionsmittelteilchen vom Abgasstrom mitgerissen und nach oben ausgetragen.

Im umgekelrten Fall, wenn die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich des Absaugequerschnitts kleiner ist als die Endfallgeschwindigkeit der Absorptionamittelteilchen im Trenngefäß, wird das körnige Absorptionsmittel in der Wirbdschicht zurückgehalten· Durch einfaches Absenken oder Höherfahren des Austragerohres 24 im konischen Bereich des Trenngefäßes 5 ergibt sich die Möglichkeit, die Abgasgeschwindigkeit im Absaugequerschnitt des Rohres 24 zu verändern. Dadurch

wird gleichzeitig die Beladung des austretenden Abgasstromes mit körnigem Absorptionsmittel beeinflußt. Bei gleichbleibender Absorptionsmittelaufgabe kann so die im Trenngefäß vorhandene Feststoffmenge und damit die Verweilzeit erhöht oder erniedrigt werden.

Das Fließschema in Fig. 3 zeigt eine Probeentnahmestelle 25 für das Absorptionsmittel, das in einer Zerkleinerungsvorrichtung 26 auf eine vorbestimmte Korngröße gemahlen wird« Aus der Zerkleinerungsvorrichtung wird das Absorptionsmittel in einen Zuteiler 27 befördert, der für eine gleichmäßige Zufuhr . aufbereitetes pulverförmiges Probematerial des Absorptionsmittels in das Meßrohr 28 saugt. In dem Meßrohr 28 sind Schikanen 29 vorgesehen. Die Flüssigkeit, mit der das Absorptionsmittel in dem Meßrohr 28 vermischt wird, tritt an der Stelle 3o in das Meßrohr ein» Die Leitfähigkeit der einströmenden Flüssigkeit,

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bevor diese mit dem Absorptionsmittel vermischt wird, wird an der Stelle 31 gemessen, die entsprechende Messung nach Vermischung mit dem Absorptionsmittel erfolgt dann an der Stelle 32„ Aus den gemessenen Werten wird nach Berücksichtigung der Temperaturen, die an den Stellen 33 ^und 34 bestimmt werden, die Differenz der Leitfähigkeit über eine Meßbrücke 25 kontinuierlich ermittelt. Der Wert ist proportional den in der Meßstrecke in lösung gegangenen Ionen. Der Meßwert kann für ein Absorptionsmittel, das ZcB. CaO- und/oder Ca(OH)_? -Anteile „in bestimmten Konzentrationsbereichen neben anderen Verbindungen mit wesentlich geringerer Löslichkeit enthält, mit Hilfe von Analysen nach herkömmlichen Methoden auf den für die Reaktionsfähigkeit des Absorptionsmittels, wie im vorliegenden Fall beispielsweise den CaO-Anteil, geeicht werden. Die gemessenen Leitfähigkeitswerte lassen dann Rückschlüsse auf die Anteile der Komponenten mit höherer Löslichkeit wie hier z.B. CaO und/oder Ca(OH) ρ zu. Anstelle der Leitfähigkeit der Lösung kann an den Meßstellen auch mit Hi-Ife spezifischer Elektroden, wie beispielsweise Ca-spezifischer Elektroden, der Oa-Ionenanteil in der Lösung gemessen werden.

Patentanspruches

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Claims

Patentansprüche :

Reinigungsverfahren für Abgase, bei dem in dem Abgas enthaltene gasförmige Schadstoffe durch Reaktion mit einem körnigen Absorptionsmittel innerhalb einer Wirbelschicht abgetrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas unter Zugabe des körnigen reaktionsfähigen Absorptionsmittel durch hintereinander geschalt tete konisch ausgebildete Trenngefäße, deren Konusspitze jeweils nach unten gerichtet ist, unter geweiligem Aufbau einer Wirbelschicht innerhalb dieser Trenngefäße hindurchgeführt wird und,daß von dem die Trenngefäße verlassenden Abgas das Absorptionsmittel abgetrennt, auf eine noch vorhandene Reaktionsfähigkeit gegenüber den abzutrennenden gasförmigen Schadstoffen untersucht und sodann je nachdem, ob es noch eine zur Erzielung der gewünschten Reinigungswirkung

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ausreichende Reaktionsfähi^aufweist oder nicht, entweder im Kreislauf in die konischen Trenngefäße rückgeführt oder als verbraucht verworfen wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas lediglich durch ein einziges konisches Trenngefäß hindurchgeführt wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

he daß das zu reinigende mit Absorptionsmittel Auf schlagte Abgas eine Reihe von hintereinander geschalteten konischen Trenngefäßen mit jeweils gegenüber demfvorhergehenden Gefäß größeren Querschnittsflächen durchströmt.

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Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Abgas durchströmten hintereinander geschalteten Trenngefäße ■übereinander angeordnet sind.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Wasserfeucht'egehaltep in dem zu reinigenden Abgas diesem Wasser oder Wasserdampf in einer solchen Menge zugeführt wird, daß bei dem aus dem letzten Trenngefäß austretenden Abgas noch keine Nebelbildung auftritt und die chemischen Bindungsmöglichkeiten des Absorptionsmittels für HpO noch nicht überschritten werdeo«,

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasser- oder Dampfzufuhr in den Abgasstrom ' vor der Beimischung des Absorptionsmittels erfolgt»

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Regelgröße für den Mengenstrom des dem Abgas zuzuführenden Absorptions: mittels der Druckabfall innerhalb eines oder mehrer Trenngefäßge genommen wird.

8. Terfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Überschreiten eines.vorgegebenen Wertes für den Druckabfall innerhalb eines der hintereinander

■ geschalteten Trenngefäße automatisch eine weitere parallel, geschaltete Reihe von Trenngefäßen zuge-

■ schaltet wirdο . ■

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Trenngefäß zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es für den Austrag des Abgas-Absorptionsmittel-Gemisches an seinem oberen Ende mit einem mittig eingesetzten und längs der Gefäßachse verschiebbaren Rohrstück (24) versehen iab.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Untersuchung der noch verbleibenden Reaktionsfähigkeit des vom Abgas nach Durch lauf der Trenngefäße abgetrennten körnigen Absorptionsmittels kontinuierlich eine geringe Probemenge entnommen, über eine Dosiervorrichtung in ein Meßrohr eingeführt und dort mit einer Flüssigkeit vermischt, wird, wobei die Temperatur und Leitfähigkeit der Flüssigkeit jeweils vor der Vermischung beim Eintritt in das Meßrohr und nach der Vermischung beim Austritt aus dem Meßrohr gemessen und daraus auf die Zusammensetzung und Eigenschaft des Absorptionsmittel^ geschlossen wird.

ο Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Untersuchung der noch verbleibenden Reaktionsfähigkeit des vor. Abgas nach Durchlauf der Trenngefäße abgetrennten körnigen Absorptionsmittels kontinuierlich eine geringe Probemenge entnommen, über eine Dosiervorrichtung in ein Keßrohr eingeführt 'und dort mit einer Flüssigkeit vermischt wird, wobei die Aktivität des in der Flüssigkeit gelösten Absorptionsmittels jeweils vor der Vermischung beim Eintritt in das ließrohr und nach

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der Vermischung beim Austritt aus dem Meßrohr gemessen und daraus auf die Zusammensetzung und Eigen- ' schalten des Abgorptionsmittels geschlossen wirdo

12«. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Untersuchung der noch verbleibenden Reaktionsfähigkeit des vom Abgas nach Durchlauf der Trenngefäße abgetrennten körnigen Absorptionsmittels kontinuierlich eine geringe Probemenge entnommen, über eine Dosiervorrichtung in einem bestimmten vorgegebenen Mengenstrom in ein Meßrohr eingeführt und dort mit einem bestimmten vor- ■ gegebenen Mengenstrom an Flüssigkeit vermischt wird, wobei durch Messung der Temperatur der Flüssigkeit jeweils vor der Vermischung beim Eintritt in das Meßrohr und nach der Vermischung beim Austritt aus dem Meßrohr auf die Zusammensetzung und Eigenschaft des Absorptionsmittels geschlossen wird.

13» Verfahren nach einem der Ansprüche io bis 12, da- · durch gekennzeichnet, daß Wasser als Flüssigkeit in das Meßrohr eingeführt wird»

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr mit Schikanen zur Erzeugung einer Verwirbelung versehen isto

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß als gasförmige

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Schadstoffe Fluor, Schwefeldioxyd oder Chlorwasserstoff aus dem Abgas entfernt werden.

Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entfernung von Fluor und/oder Schwefeldioxyd als gasförmigen Schadstoff als Absorptionsmittel Weichbranntkalk in feinkörnigem Zustand und mit möglichst hohem CaO-Anteil verwendet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet» daß zur Entfernung von Chlorwasserstoff als gasförmigen Schadstoff als Absorptionsmittel Weichbranntkalk in feinkörnigem Zustand mit einem möglichst hohem CaO-Anteil verwendet wird und daß zusitzlich noch feinkörniger Staub, wie er beispielsweise bei der Erzeugung von Stahl im Sauerstoffblaskonverter anfällt und einen hohen Eisenoxidgehalt besitzt, zugemischt wird.

18. Verfahren nach Anspruch <l5» dadurch gekennzeichnet, daß bei der Entfernung von Schwefeldioxyd am Eingang der Trenngefäße ein Lichtbogen ausgebildet it ir d.

19« Verfahren nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß für eine bessere Entfernung von Schwefeldioxyd ein Katalysator eingesetzt wird.

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