DE3227187C1 - Waschturm fuer eine Anlage zur Entschwefelung von Rauchgas - Google Patents

Description

aus dem ein Gemisch aus Kalziumsulfit und Kalziumsulfat abziehbar ist, wobei der Waschflüssigkeitssumpf mit einer Umwälzeinrichtung ausgerüstet ist, die das Absetzen von Gipsschlamm verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzeinrichtung als Rückspüleinrichtung (U) mit zumindest einer im oberen Teil des Waschflüssigkeitssumpfes (5) angeschlossenen Absaugleitung (16), Pumpe (15) und zumindest einer in den unteren Teil des Waschflüssigkeitssumpfes (5) eingeführten Rückspülleitung (17) ausgeführt ist.

2. Waschturm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugleitung (16) an die Oxidationszone (O) angeschlossen ist.

3. Waschturm nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückspülleitung (17) in die Kegelbodenspitze (19) und zumindest eine weitere Rückspülleitung (20) tangential im Bereich des Kegelbodenrandes (21) eingeführt sind.

4. Waschturm nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pumpe (15) mit Hilfe von Anschlußleitungen und Ventilen (22,23,24, 25) zugleich als Pumpe für die Rückspüleinrichtung ^schaltbar ist

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf einen Waschturm für eine Anlage zur Entschwefelung von Rauchgas hinter einer Kesselfeuerung mit

Rauchgaseintritt,
Rauchgasaustritt,

Einrichtung für die Zuführung einer Waschflüssigkeit,

Waschflüssigkeitssumpf und
Einrichtungen für die Zuführung von Sauerstoff und Additiven in den Waschflüssigkeitssumpf,

aus dem ein Gemisch aus Kalziumsulfit und Kalziumsulfat abziehbar ist, wobei der Waschflüssigkeitssumpf mit einer Umwälzeinrichtung ausgerüstet ist, die das Absetzen von Gipsschlamm verhindert.

Bei den (aus der Praxis) bekannten Anlagen zur Entschwefelung von Rauchgas hinter einer Kesselfeuerung, der der gattungsgemäße Waschturm angehört, wird das im Rauchgas befindliche Schwefeldioxid bzw. Schwefeltrioxid durch Additivzugabe zum Waschwasser (z. B. Kalk, Kalkstein oder auch andere Additive) zu dem Kalziumsulfit und/oder Kalziumsulfat umgesetzt Um Ablagerungen von Gips an den Wascherwänden und Einbauten zu vermeiden, arbeitet man mit einer Waschflüssigkeit, die hoch mit Feststoffen in Form von Gips beladen ist z. B. 20 bis 150 Gramm pro Liter Gips aufweist. Dieser hohe Gipsgehalt bewirkt, daß sich Gipsschlamm im Waschflüssigkeitssumpf absetzt, und zwar während des Betriebs und insbesondere bei Stillstandzeiten. Der bekannte gattungsgemäße Waschturm ist daher mit einer Vielzahl von mechanischen Rührwerken ausgerüstet, die das Absetzen von Feststoffen verhindern. Das ist jedoch nicht frei von Nachteilen. Einerseits verlangen die Rührwerke einen hohen Wartungsaufwand. Andererseits sind schwierige WeI-ο lendurchführungen durch die Waschturmwand erforderlich und es entstehen Abdichtungsprobleme. Die Rührwerke selbst dürfen nicht ausfallen, da sich anders der sich absetzende Gipsschlamm stark verdichtet und die Rührwerke danach nicht mehr angefahren werden können. Folglich sind auch Notstromaggregate erforderlich. Andererseits stört es außerordentlich, wenn bei Außerbetriebnahme einer solchen Anlage die Waschflüssigkeit mit ihrem hohen Gipsgehalt entfernt werden muß, damit die beschriebenen Mängel nicht auftreten.

Es wird angestrebt, daß die Waschflüssigkeit mit ihrem Feststoffgehalt in der Anlage bleibt, damit der Gips beim Anfahren in der erforderlichen Feststoffkonzentration sofort zur Verfügung steht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Waschturm so weiter auszubilden, daß für die Verhinderung des Absetzens von Gipsschlamm mechanische Rührwerke nicht mehr erforderlich sind und daß bei Außerbetriebnahme die Waschflüssigkeit mit ihrem Feststoffgehalt in der Anlage bleiben kann, die Anlage jedoch nichtsdestoweniger ohne weiteres wieder anfahrbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Umwälzeinrichtung als Rückspüleinrichtung mit zumindest einer im oberen Teil des Waschflüssigkeitssumpfes angeschlossenen Absaugleitung, Pumpe und zumindest einer in den unteren Teil des Waschflüssigkeitssumpfes eingeführten Rückspülleitung ausgeführt ist. — Bei dem erfindungsgemäßen Waschturm kann die Absaugleitung an die Oxidationszone angeschlossen sein. Das ist insbesondere dann vorteilhaft wenn der Waschturm oberhalb des Waschflüssigkeitssumpfes als Absorptionsbereich arbeitet und der Waschflüssigkeitssumpf einen horizontalen Rost von Sauerstoffzuführungsleitungen aufweist der eine Oxidationszone oberhalb des Rostes und eine Reaktionszone unterhalb des Rostes trennt, wobei unterhalb des Rostes die Einrichtung für die Zugabe von Additiven angeordnet ist. Hier kann die erfindungsgemäße Rückspüleinrichtung besonders wirksam arbeiten, da die in den unteren Teil des Waschflüssigkeitssumpfes eingeführte Rückspülleitung zugleich eine intensive Durchmischung der zugegebenen Additive mit der Waschflüssigkeit bewirkt. Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung sind die Rückspülleitung in die Kegelbodenspitze und zumindest eine weitere Rückspülleitung tangential im Bereich des Kegelbodenrandes eingeführt. Eine Pumpe kann mit Hilfe von Anschlußleitungen und Ventilen zugleich als Pumpe für die Rückspüleinrichtung schaltbar sein.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei einem erfindungsgemäßen Waschturm eine mit Rührwerken ausgerüstete mechanische Umwälzeinrichtung nicht mehr erforderlich ist Überraschenderweise kann durch Rückspülen das Absetzen von Gipsschlamm bei einem gattungsgemäßen Waschturm verhindert werden und kann durch Rückspülung auch erreicht werden, daß in Betriebspausen abgesetzter Gipsschlamm wieder aufgespült wird. Folglich ist es bei einem erfindungsge-

mäßen Wasehturm nicht erforderlich, in Betriebspausen die Waschflüssigkeit mit ihrem Feststoffgehalt aus dem Waschturm zu entfernen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemäßen Waschturm,

Fig.2 den vergrößerten Ausschnitt A aus dem Gegenstand nach F i g. 1,

Fig.3 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 2,

Fig.4 einen Schnitt in Richtung B-B durch den Gegenstand nach F i g. 3 und

Fig.5 einen Schnitt in Richtung C-C durch den Gegenstand nach F i g. 3.

Der in den Figuren dargestellte Waschturm 1 ist für eine Anlage zur Entschwefelung von Rauchgas hinter einer Kesselfeuerung bestimmt. Er besitzt

einen Rauchgaseintritt 2,
einen Rauchgasaustritt 3,

eine Einrichtung 4 für die Zuführung einer Waschflüssigkeit, einen Waschflüssigkeitssumpf 5 mit angeschlossener Waschflüssigkeitsrückführung 6 und
Einrichtungen 7 bzw. 8 für die Zuführung von Sauerstoff bzw. von Additiven in den Waschflüssigkeitssumpf 5.

Der Waschturmbereich oberhalb des Waschflüssigkeitssumpfes 5 arbeitet als Absorptionsbereich. Aus dem Waschflüssigkeitssumpf 5 ist ein Gemisch aus Kalziumsulfit und Kalziumsulfat abziehbar.

Man erkennt, daß der Waschflüssigkeitssumpf 5 mit einer Umwälzeinrichtung U ausgerüstet ist. Diese verhindert das Absetzen von Gips im Waschflüssigkeitssumpf 5.

Aus einer vergleichenden Betrachtung insbesondere der F i g. 2 und 4 entnimmt man, daß der Waschflüssigkeitssumpf 5 im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung einen horizontalen Rost 9 von Sauerstoffzuführungsleitungen 10 aufweist, der eine Oxidationszone O oberhalb des Rostes 9 und eine Reaktionszone R unterhalb des Rostes 9 trennt. Unterhalb des Rostes 9 sind auch die Einrichtungen 8 für die Zugabe der Additive angeordnet. Im Ausführungsbeispiel bestehen die Sauerstoffzuführungsleitungen des Rostes 9 aus einer Mehrzahl von parallelen, nach unten offenen Hauben 10. Diese weisen nach oben offene Sauerstoffaustrittsbohrungen 11 auf. Der Abstand zwischen den Rinnen 10 ist unter Berücksichtigung der der Waschflüssigkeitsrückführung 6 zuströmenden Waschflüssigkeit so gewählt, daß eine Rückströmung von der Reaktionszone R zur Oxidationszone O hin nicht stattfindet. In den Rinnen 10 befindet sich ein Sauerstoffpolster 12, so daß Waschflüssigkeit aus der Oxidationszone O in die Reaktionszone R nicht »hineinregnen« kann. Die Einrichtung für die Zugabe der Additive besteht aus Rohren 8, die nach unten gerichtete Austrittsbohrungen 13 aufweisen.

Bei dem Waschturm 1 wird, wie üblich, in der Absorptionszone aus dem Schwefeldioxid bzw. Schwefeltrioxid der Rauchgase unter Zugabe der erwähnten Additive in Abhängigkeit vom pH-Wert der Waschflüssigkeit und in Abhängigkeit vom Restsauerstoffgehalt der Rauchgase primär Sulfit gebildet. Dieses Sulfit wird in der Oxidationszone O in Sulfat überführt. Das geschieht in der definierten Oxidationszone O im Waschflüssigkeitssumpf 5 des Waschturmes 1. Eine Veränderung des pH-Wertes durch Zugabe von Schwefelsäure ist nicht erforderlich. Zweckmäßigerweise erfolgt die Oxidation des Sulfits bei einem pH-Wert unterhalb von 7, vorzugsweise zwischen 4 bis 6,5. Diese Oxidation geschieht in der Oxidationszone O durch den zugeführten Sauerstoff und führt zu Kalziumsulfat. In der Reaktionszone R erfolgt dann eine Ausfüllung von Gips durch Erhöhung des pH-Wertes infolge Additivzugabe, so daß aus dem Waschflüssigkeitssumpf 5 ein Gemisch mit sehr hohem Gehalt an Kalziumsulfat abgezogen werden kann, welches ohne weiteres als Gips eingesetzt oder weiterverarbeitet werden kann.

Bei dem Waschturm 1 ist der Rost 9 so ausgebildet, daß er die Oxidätionszone O von der Reaktionszone R trennt. Auf den Querschnitt im Bereich des Rostes 9 bezogen müssen die Einbauten groß sein im Verhältnis zu den verbleibenden freien Querschnitten. Die abwärtsströmende Waschflüssigkeit strömt folglich mit erhöhter Geschwindigkeit an den Einbauten vorbei, wodurch jede Rückströmung vermieden wird. Der aus den Sauerstoffaustrittsbohrungen 11 austretende Sauerstoff perlt durch die Oxidationszone O und besorgt dabei die Oxidation des Sulfits zu Sulfat. Außerdem bewirken diese Sauerstoffblasen eine kräftige Durchmischung der Waschflüssigkeit in der Oxidationszone O und dadurch eine definierte Oxidation. Da die Hauben nach unten offen sind, kann sich in diesen kein Schlamm ablagern. Die Luftversorgung erfolgt im Ausführungsbeispiel (vgl. F i g. 3) über einen zentralen Sauerstoffzuführungskanal 14. In der Praxis sind die Hauben als Rinnen 10 ausgebildet und beispielsweise 1 m breit, während die Abstände zwischen den Rinnen in der Größenordnung von 0,5 m oder kleiner liegen. Im allgemeinen wird man die Additive mit Kreislaufwasser verdünnen.

Die schon erwähnte Umwälzeinrichtung U ist als Rückspüleinrichtung gestaltet und arbeitet im Ausführungsbeispiel mit zwei Pumpen 15, deren Absaugleitung

16 an den oberen Teil des Waschflüssigkeitssumpfes 5 angeschlossen ist und von denen eine Rückspülleitung

17 in den unteren Teil des Waschflüssigkeitssumpfes 5 führt. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Absaugleitung der Rückspüleinrichtung i/für beide Pumpen 15 an die Oxidationszone O angeschlossen. Der Waschflüssigkeitssumpf 5 besitzt im Ausführungsbeispiel einen Kegelboden 18, der nach unten spitz zuläuft. Eine Rückspülleitung 17 ist an die Kegelbodenspitze 19 angeschlossen und dort in den Waschflüssigkeitssumpf 5 eingeführt. Eine weitere 20 mündet im Bereich des Kegelbodenrandes 21 tangential ein. Im Ausführungsbeispiel sind die Pumpen 15 der Rückspüleinrichtung U zugleich die Pumpen 15 für eine übliche Waschflüssigkeitsrückführung.

Die Umwälzeinrichtung t/ist so geschaltet, daß eine Rückspülung der Absaugleitung 16 und des Waschflüssigkeitssumpfes 5 erfolgen kann. Selbst nach längeren Stillständen und Gipsablagerungen von mehreren Metern Höhe funktioniert die Freispülung des Waschflüssigkeitssumpfes 5 einwandfrei.

Die Waschtürme 1 werden je nach Größe ausgerüstet mit einer, zwei oder mehreren Pumpen 15a, 156, 15c, 15c/. Bei zwei oder mehreren Pumpen 15 können bei Minderlast Pumpen 15 abgeschaltet werden. Beim Anfahren der Anlage oder von vorher abgestellten

Pumpen 15 wird folgendermaßen verfahren: Zum Beispiel Pumpe 156 Ventil 22 auf, Ventil 23 zu, Ventil 24 zu, Pumpe 156 anfahren, Ventil 25 auf. Es erfolgt mit dieser Schaltung eine Rückspülung mit Klarphase oder Waschlauge mit geringer Feststoffbeladung rückwärts in die Absaugleitung 16 und in den Waschflüssigkeitssumpf 5. Die Rohrleitungen und der Waschflüssigkeitssumpf 5 werden freigespült (z. B. 1 —5 Min.). Danach erfolgt die Umschaltung auf den Normalbetrieb, d.h. Ventil 23 auf, Ventil 22 zu, Ventil 24 auf, Ventil 25 zu. Analog kann der Anfahrbetrieb der Pumpe 15a erfolgen. Der Waschflüssigkeitssumpf 5 wird bevorzugt konisch (z. B. 60°) ausgeführt. Während des Betriebes kann sich dann kein Gips ablagern. Die Absaugstelle liegt bei Einpumpenbetrieb in der Kegelbodenspitze 19, bei Zweipumpenbetrieb in der Kegelbodenspitze 19 und tangential im Bereich des Kegelbodenrandes 21, bei Dreipumpenbetrieb zweimal in der Kegelbodenspitze 19 und einmal am Kegelboden 18 oder auch umgekehrt.

Die Absaugstelle an der Kegelbodenspitze 19 sorgt

für eine einwandfreie Abführung des Gipsschlammes.

Die Absaugstelle am Kegelboden 18 sorgt für eine Kreiselbewegung der Waschflüssigkeit und verhindert Ablagerungen an den Wandungen.

Bei Rückspülungen erfolgt die Freispülung der Kegelbodenspitze 19 durch die Pumpe 15Z> und die Freispülung der Wandungen bei großem Waschturmdurchmesser durch die Pumpe 15a, die die Waschflüssigkeit in Rotationsbewegung versetzt. Durch die Rotationsbewegung auch während des Betriebes erfolgt eine gute Vermischung der Additive mit der Waschflüssigkeit.

Bei einem derartig aufgebauten Waschturm 1 können auf diese Art und Weise Gipsablagerungen durch Stillstand der Anlage selbst nach einer Woche auch noch wieder aufgewirbelt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Waschturm für eine Anlage zur Entschwefelung von Rauchgas hinter einer Kesselfeuerung mit

Rauchgaseintritt,
Rauchgasaustritt,

Einrichtung für die Zuführung einer Waschflüssigkeit,

Waschflüssigkeitssumpf und
Einrichtungen für die Zuführung von Sauerstoff und Additiven in den Waschflüssigkeitssumpf,