DE2453488A1 - PROCESS AND SYSTEM FOR DRAINING EXHAUST GASES WITH LOW POLLUTANT CONTENT INTO THE ATMOSPHERE - Google Patents
PROCESS AND SYSTEM FOR DRAINING EXHAUST GASES WITH LOW POLLUTANT CONTENT INTO THE ATMOSPHEREInfo
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Description
"Verfahren und Anlage zum Ableiten von Abgasen mit geringem Schadstoffgehalt in die Atmosphäre""Process and system for discharging exhaust gases with low pollutant content into the atmosphere"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ableiten von Abgasen mit geringem Schadstoffgehalt, insbesondere von durch Nassreinigung gereinigten Abgasen in die Atmosphäre sowie eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for discharging exhaust gases with a low pollutant content, in particular by wet cleaning cleaned exhaust gases into the atmosphere and a system for carrying out the process.
Bei industriellen Feuerungen und vielen anderen unter hoher Temperatur verlaufenden Prozessen entstehen Abgase, die mit Schmutz- oder Giftstoffen belastet sind, vorwiegend Staub, Ruß, Schwefeldioxid, Schwefeltrioxid und Chlorverbindungen. Die Ableitung solcher Schadstoffe in die Atmosphäre unterliegt einer gesetzlich geregelten Genehmigungspflicht und Überwachung. DieIn industrial furnaces and many other processes that take place at high temperatures, exhaust gases are produced that are associated with Contaminated with dirt or toxins, mainly dust, soot, sulfur dioxide, sulfur trioxide and chlorine compounds. The derivation Such pollutants in the atmosphere are subject to a legally regulated licensing requirement and monitoring. the
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hiermit verbundenen Auflagen erfordern immer höhere Investitionen und Betriebskosten für die dem Umweltschutz dienenden Betriebseinrichtungen 0 wie Zyklone j Elektrofilter, Schornsteine und die zugehörigen Mess- und Regeleinrichtungen, Trotzdem reichen die bisher überwiegend angewandten Verfahren der Abgasreinigung durch Entstaubung oberhalb des Taupunktes und das Einleiten der Gase in die Atmosphäre in grossen Schornsteinhöhen häufig nicht mehr aus 9 um den Erfordernissen gerecht zu werden. Vor allem können diese Reinigungsverfahren die Emission flüssiger und gasförmiger Schadstoffe nicht verhindern»The requirements associated with this require ever higher investments and operating costs for the operating equipment serving environmental protection 0 such as cyclones j electrostatic precipitators, chimneys and the associated measuring and control equipment, nevertheless the methods of exhaust gas purification by dust removal above the dew point and the introduction of the gases into are sufficient the atmosphere in large chimney heights is often no longer 9 in order to meet the requirements. Above all, these cleaning processes cannot prevent the emission of liquid and gaseous pollutants »
Die Nassreinigung hat demgegenüber den Vorteil, eine fast vollständige Reinigung der Abgase von allen Schadstoffen, gleich 9 ob fest, flüssig oder gasförmig, zu ermöglichen",, Mess- und Kontrollvorrichtungen für Emission und Immission können entfallen» Selbst Laständerungen des Prozessbetriebs, insbesondere Anfahren und Abfahren, Rußblasen u„ dgl„ führen zu keinen die behördlichen Auflagen überschreitenden Emissionen. Schliesslich kann die Temperatur des kalten Endes des der Nassreinigung vorausgehenden Prozesses auch unter dem Taupunkt von Wasser, Säure o. dgl. liegen, womit hier an Energie gespart wird«, Der Anwendung der Nassreinigung steht jedoch entgegen, dass die nassgereinigten Abgase stark abgekühlt und wasserdampfhaltig sind und infolgedessen nur noch einen ungenügenden thermischen Auftrieb haben und frühzeitig nach ihrer Ableitung in die Atmosphäre kondensieren und ausregnen, wenn nicht der Nassreinigung eine nochmalige Aufheizung der Abgase durch Zusatzfeuerungen oder grosse Wärmetauscher nachgeschaltet ist.The wet cleaning has the advantage over a nearly complete cleaning of exhaust gases from all pollutants, equal to 9 whether fixed to allow liquid or gaseous, ",, measuring and control devices for emission and immission can be eliminated" Even load changes of process operations, in particular start-up and Shutting down, blowing soot and the like "do not lead to emissions that exceed the official requirements. Finally, the temperature of the cold end of the process preceding wet cleaning can also be below the dew point of water, acid or the like, which saves energy", However, the use of wet cleaning is opposed by the fact that the wet-cleaned exhaust gases are strongly cooled and contain water vapor and as a result only have insufficient thermal lift and condense and rain out early after they are discharged into the atmosphere, if the wet cleaning does not require renewed heating of the exhaust gases by additional firing or size Downstream heat exchanger.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nassgereinigte Abgase wie auch andere Abgase mit geringem Schadstoffgehalt mit geringem Aufwand einwandfrei in die Atmosphäre abzuleiten.The invention is based on the object, wet-cleaned exhaust gases as well as other exhaust gases with a low pollutant content with low Effort to properly discharge into the atmosphere.
Gemäss der Erfindung wird dies erreicht, indem die Abgase in den Kühlluftstrom eines Kühlbauwerkes eingeführt werden.According to the invention, this is achieved by the exhaust gases in the cooling air flow of a cooling structure can be introduced.
Kühlbauwerke, meist Kühltürme genannt, sind häufig im Zusammen-Cooling structures, usually called cooling towers, are often
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hang mit industriellen Feuerungen oder Hochtemperaturprozessen zur Abkühlung von Kühlwasser, das vor stärkerer Erhitzung zu schützende Bauteile durchströmt, erforderlich und bilden einen Schacht für einen das Wasser abkühlenden und sich dabei selbst erwärmenden Luftstrom, der ohne Schwierigkeit einen Anteil Abgase mitnehmen kann. Der dafür notwendige Aufwand ist denkbar gering, zumal die Luftströme der Kühlbauwerke häufig um ein vielfaches grosser als die Abgasströme sein werden; in einem Kraftwerk macht beispielsweise das Abgas rund 3 % der Kühlluft aus. Es müssen lediglich Vorkehrungen zum Einleiten der Abgase in die Kühlluft getroffen werden, und unter Umständen ist eine geringfügig grössere Auslegung des Kühlbauwerks notwendig. Gesonderte Erhitzungsvorrichtungen und Schornsteine für die Abgase entfallen.It is necessary to use industrial furnaces or high-temperature processes to cool the cooling water, which flows through components to be protected from excessive heating, and form a shaft for an air flow that cools the water and heats itself, which can easily take a portion of the exhaust gas with it. The effort required for this is extremely low, especially since the air flows of the cooling structures will often be many times greater than the exhaust gas flows; In a power plant, for example, the exhaust gas makes up around 3 % of the cooling air. It is only necessary to take precautions for introducing the exhaust gases into the cooling air, and under certain circumstances a slightly larger design of the cooling structure is necessary. Separate heating devices and chimneys for the exhaust gases are not required.
Gelangen die Abgase beim Austritt aus Kühltürmen durchschnittlich in geringerer Höhe als derjenigen von Schornsteinen in die Atmosphäre, so liegt darin insofern kein Nachteil, als die verhältnismässig grosse Sauberkeit der nassgereinigten Gase keine Ableitung in grösserer Höhe verlangt. Im übrigen werden heute auch Kühltürme mit mehr als 100 m Höhe gebaut.If the exhaust gases escape from cooling towers, on average, they reach a lower height than that of chimneys in the atmosphere, there is no disadvantage in this, other than the comparatively high level of cleanliness of the wet-cleaned gases no derivation required at a greater level. Incidentally, cooling towers with a height of more than 100 m are also being built today.
Auch das Problem der Kondensierung und Ausregnung der wasserdampfreichen Abgase ist mit der Erfindung gelöst. In Trockenkühltürmen kommen die Abgase mit einer vielfach grösseren Menge einer Luft zusammen, die durch ihre Erwärmung bei der Abkühlung des Wassers eine verhältnismässig geringe relative Luftfeuchtigkeit erhalten hat, so dass sie auch nach dem Einmischen der Abgase noch weit vom Taupunkt entfernt ist. Nasskühltürme andererseits sind ohnehin mit Schwadenfängen für ein möglichst weitgehendes Abregnen innerhalb des Kühlturms und mit einer Höhe, in der die Kondensation der austretenden Gase für die Umgebung tragbar ist, auf einen hohen Wasserdampfgehalt eingerichtet. Also the problem of condensation and rain out of those rich in water vapor Exhaust gas is solved with the invention. In dry cooling towers, the exhaust gases come in much larger quantities an air that, due to its warming when the water cools, has a relatively low relative humidity so that it is still far from the dew point even after the exhaust gases have been mixed in. Wet cooling towers on the other hand are anyway with steam traps for as extensive as possible rain down inside the cooling tower and with a Height at which the condensation of the escaping gases is acceptable for the environment, set up for a high water vapor content.
Eine erfindungsgemässe Anlage zum Ableiten von durch Nassreini-A system according to the invention for the derivation of wet cleaning
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gung gereinigten Abgasen in die Atmosphäre weist dementsprechend die Baumerkmale auf, dass von einer Nassreinigungsanlage Abgasleitungen zu einem Kühlbauwerk führen und in diesem ausmünden. The flow of purified exhaust gases into the atmosphere accordingly has the structural characteristics that exhaust pipes from a wet cleaning system lead to a cooling structure and open into this.
Um die Kühlwirkung der Luft auf das Wasser nicht zu beeinträchtigen, münden die Abgasleitungen, in Strömungsrichtung der Kühlluft gesehen, hinter dem Bereich des Wärmetauschs zwischen der Kühlluft und dem zu kühlenden Kühlkreislaufwasser in dem Kühlbauwerk aus, d.h. in einem Trockenkühlbauwerk in der Regel oberhalb der Kühlelemente und in einem Nassküh!bauwerk oberhalb der Verteilerrinnen für das Kühlkreislaufwasser. Im letzteren Falle wird damit auch verhindert, dass sich Reste der Schadstoffe im Kühlkreislaufwasser lösen und dieses damit korosiv machen. Da man andererseits die Thermik des Kühlluftstroms möglichst weitgehend ausschöpfen, eine möglichst weitgehende Durchmischung der Abgase mit der Kühlluft herbeiführen und in Nasskühlbauwerken die Abgase möglichst weitgehend ausregftoen lassen und zu diesen Zwecken die Höhe des Kühlbauwerks möglichst voll ausnutzen will, wird man in der Regel die Einleitung der Abgase ziemlich unmittelbar über dem Bereich des Wärmeaustausch^ vornehmen. Sollte aus besonderen Gründen ein Einleiten von Abgasen in ein Nasskühlbauwerk erst oberhalb der Schwadenfänge für die Kühlluft geeigneter sein, so kann man darüber noch einmal gesonderte Schwadenfänge für die Abgase anordnen.In order not to impair the cooling effect of the air on the water, the exhaust pipes open in the direction of flow of the cooling air seen, behind the area of heat exchange between the cooling air and the cooling circuit water to be cooled in the cooling structure off, i.e. in a dry cooling structure usually above the cooling elements and in a wet cooling structure above the distribution channels for the cooling circuit water. In the latter case, this also prevents residues of the pollutants from building up dissolve in the cooling circuit water and thus make it corosive. On the other hand, the thermals of the cooling air flow Utilize as much as possible, mix the exhaust gases with the cooling air as much as possible and use Wet cooling structures exhaust the exhaust gases as much as possible and want to use the height of the cooling structure as fully as possible for these purposes, one will usually initiate the Make exhaust gases almost immediately above the area of heat exchange ^. Should initiate for special reasons of exhaust gases in a wet cooling structure should only be more suitable for the cooling air above the steam traps, then one can still do this Arrange separate steam traps for the exhaust gases.
Zur Einleitung der Gase in das Kühlbauwerk dürfte sich ein als tragendes Element in die Schachtwandung des Kühlbauwerks eingebauter Ringkanal empfehlen, der mindestens eine Zuführung für das Abgas und eine Mehrzahl von in den Schachtquerschnitt führenden Ausmtindungen aufweist. Dieser Ringkanal könnte die Stelle des bei zahlreichen Kühltürmen vorhandenen unteren Tragringes einnehmen.In order to introduce the gases into the cooling structure, a load-bearing element built into the shaft wall of the cooling structure should be installed Recommend ring channel, the at least one feed for the exhaust gas and a plurality of leading into the shaft cross-section Has openings. This ring channel could take the place of the lower support ring present in numerous cooling towers take in.
Besonders bei Kühltürmen grosser Querschnitte kommt auch in Betracht, dass Stützen des Kühlbauwerks, insbesondere Stützen fürParticularly in the case of cooling towers with large cross-sections, it is also possible to that supports of the cooling structure, in particular supports for
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ein Rieselwerk oder für Kühlelemente, als Hohlstützen mit einer Zuführung für das Abgas und mindestens einer in den Schachtquerschnitt des Kühlbauwerks führenden Ausmündung ausgebildet sind. Die Abgase können den Stützen beispielsweise durch unterirdische Kanäle zugeführt werden, die zugleich als Fundamentteile des Kühlbauwerks ausgebildet sein können, so dass sie keinen nennenswert grösseren Bauaufwand verlangen.a trickle system or for cooling elements, as hollow supports with a feed for the exhaust gas and at least one in the shaft cross-section of the cooling structure leading mouth are formed. The exhaust gases can reach the supports, for example through underground Channels are fed, which can also be designed as foundation parts of the cooling structure, so that they do not require any noticeably larger construction costs.
Kühlbauwerke mit Naturzug sind wegen ihrer grösseren Höhe für die Zwecke der Erfindung besonders geeignet. Das erfindungsgemässe Verfahren kann jedoch auch bei zwangsbelüfteten Nassoder Trockenkühlern angewendet werden.Cooling structures with natural drafts are particularly suitable for the purposes of the invention because of their greater height. The inventive However, the method can also be used with forced-ventilated wet or dry coolers.
Für Abgase, die aufgrund ihres geringen Schadstoffgehaltes einer Nassreinigung nicht bedürfen, z.B. Abgase aus Erdgasfeuerungen, Laugeverbrennungen bei der Zelluloseherstellung u.a., kann das erfindungsgemässe Verfahren ebenfalls angewendet werden.For exhaust gases that do not require wet cleaning due to their low pollutant content, e.g. exhaust gases from natural gas firing, Lye incineration in cellulose production, among other things, can also be used by the method according to the invention will.
Im folgenden sei die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert.In the following, the invention will be explained further using an exemplary embodiment.
Die Zeichnungen stellen dar:The drawings show:
Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt durch einen Kühlturm, Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 in grösserem Maßstab.1 shows a vertical cross section through a cooling tower, FIG. 2 shows a detail from FIG. 1 on a larger scale.
Einem Nasskühlturm 1 mit einer Auffangwanne 2, einem Rieselwerk 3, einer Verteilerrinne 4 für das Kühlkreislaufwasser und einem Schwadenfang 5 werden in einer Nassreinigung 6 gereinigte Abgase einer industriellen Feuerung mittels einer Abgasleitung zugeführt. Die Abgasleitung 7 mündet in einen als Hohlkörper ausgebildeten, von Stützen 9 getragenen unteren Tragring 8 des Kühlturmschachtes 10. Das Abgas wird von dem als Verteilerring ausgeführten Tragring 8 durch gleichzeitig zur Versteifung des Kühlturmschachtes 10 dienende, auf den Umfang gleichmässig verteilte Hohlrippen 11 nach oben und oberhalb des Schwadenfanges 5 in den durch einen Pfeil 12 angedeuteten Kühlluftstrom einge-A wet cooling tower 1 with a collecting pan 2, a trickle plant 3, a distribution channel 4 for the cooling circuit water and a steam trap 5 are cleaned exhaust gases in a wet cleaning 6 fed to an industrial furnace by means of an exhaust pipe. The exhaust pipe 7 opens into a hollow body formed, supported by supports 9 lower support ring 8 of the cooling tower shaft 10. The exhaust gas is used as a distributor ring executed support ring 8 by simultaneously serving to stiffen the cooling tower shaft 10, evenly distributed over the circumference Hollow ribs 11 upwards and above the steam trap 5 in the cooling air flow indicated by an arrow 12.
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führt. Zur besseren Durchmischung des Abgases mit dem Kühlluftstrom weisen, wie Figo 2 im Detail zeigt, die Hohlrippen 11 mit Richtung auf die Kühlturmmittellinie angeordnete Austrittsöffnungen 13 auf.leads. For better mixing of the exhaust gas with the cooling air flow have, as Figo 2 shows in detail, the hollow ribs 11 with the direction of the cooling tower center line arranged outlet openings 13 on.
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