DE3820398C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft das Reinigen von Industrieabgasen und bezieht sich insbesondere auf das Abfangen von ver­ schmutzenden Stauben und Gasen, wie SO_x, NO_x, Cl₂, F^- und dergleichen.

Zu den bekannten Verfahren und Einrichtungen für diesen Zweck sei auf die gemäß den italienischen Patentschriften 9 61 166 und 10 45 466 hingewiesen. In diesen Patentschrif­ ten werden Verfahren und Einrichtungen beschrieben, um Ab­ gase zu reinigen, die mindestens teilweise brennbar sind und Staub, im wesentlichen Metalloxide führen, hauptsäch­ lich die bei der Stahlerzeugung entstehenden Abgase.

Die genannten Verfahren weisen eine Nachverbrennungsstufe der brennbaren Gase und eine Staubsammelstufe auf, in der in zwei Stufen mit Wasser oder sonstigen Flüssigkeiten ge­ waschen wird. In der ersten Stufe erfolgt ein Vorwaschen in einer Sättigungsvorrichtung, und in der zweiten Stufe wird ein endgültiges Waschen in einem Venturi-Wäscher vorgenom­ men.

Im Rahmen der in den vorstehend genannten Patentschriften beschriebenen Verfahren und Einrichtungen wird ein Wasch­ turm benutzt, der durch eine Leitplatte in zwei getrennte Teile unterteilt ist und folgende Merkmale aufweist:

• - ein tangentiales Bauteil für den Eintritt der im oberen Teil des Waschturms, der als Sättigungsvorrichtung wirkt, zu reinigenden Abgase;
• - ein Kopfstück mit Düsen, aus denen Wasser im Querstrom zu den in einem Spiralströmungsmuster aufsteigenden Abgasen eingesprüht wird, wie in einem Zyklonabscheider;
• - einen Venturi-Wäscher außerhalb des Turms, der mit diesem über zwei mit Krümmern versehene Leitungen verbunden ist, von denen die obere zwischen dem Austritt aus der Sätti­ gungsvorrichtung und dem konvergierenden Teil des Ven­ turi-Rohrs angeordnet ist, während sich die untere zwi­ schen dem divergierenden Teil des Venturi-Rohrs und dem tangentialen Eintritt in den unteren Teil des Waschturms befindet;
• - einen tangentialen Eintritt für die gereinigten Abgase in den unteren Bereich des Turms, um die feinsten Tröpfchen zu sammeln.

Soweit die Industrieabgase, insbesondere die Gicht- und Rauchgase aus der Verbrennung von Kohle und/oder Brenn­ stofföl, beispielsweise bei der Erzeugung von Dampf und/oder elektrischem Strom Staub enthalten, und zwar über­ wiegend Metalloxide sowie saure Gase, liegt die industri­ elle und soziale Bedeutung einer Verbesserung des Reini­ gungsgrades auf der Hand.

Wenn gemäß der vorliegenden Erfindung dem in den genannten italienischen Patentschriften offenbarten Verfahren und der entsprechenden Einrichtung eine dritte Waschstufe hinzuge­ fügt wird, nämlich eine zyklonartige Waschstufe stromab­ wärts vom Venturi-Wäscher, werden bei minimalen zusätzli­ chen Betriebskosten und ohne Zunahme des Waschwasserver­ brauchs weitere Verbesserungen des Reinigungsgrades er­ reicht.

Im folgenden ist die Erfindung mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten anhand eines schematisch dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert.

Aus der Zeichnung geht ein Waschturm 1 hervor, der durch eine geneigte Leitplatte 2 in einen oberen Waschbereich 1A und einen unteren Waschbereich 1B unterteilt ist.

Die Leitplatte 2 ist so geneigt, daß sie das auf sie herab­ fallende Wasser zu einem Ablauf 3 führt. Die zu reinigenden Abgase werden durch einen Eintritt 4 eingeleitet und ver­ lassen den oberen Waschbereich 1A nach der darin erfolgten Behandlung durch einen Austritt 5. Das Waschen der Abgase erfolgt mit Hilfe eines Einspritzrohres 6, durch welches Wasserstrahlen eingedüst werden, wobei das Wasser mittels einer Pumpe 7 durch eine Rohrleitung 8 zugeführt wird.

Aus dem Austritt 5 strömen die Abgase durch einen Rohrkrüm­ mer 5A in einen Venturi-Wäscher 9, der einen stromaufwärts liegenden konvergierenden Verengungsbereich 9A, einen engen Halsbereich 9B, dem Waschwasser durch eine Rohrleitung 10 mittels einer Pumpe 11 zugeleitet wird, und einen stromab­ wärts liegenden, divergierenden Erweiterungsbereich 9C auf­ weist.

Aus dem dem Venturi-Wäscher zugeordneten Rohrkrümmer 13A wird das durch Zentrifugalkraft abgeschiedene Wasser gesam­ melt und in einen Tank 12 abgegeben, aus dem die Pumpe 7 Wasser entzieht.

Die aus dem Austritt 13 des Venturi-Wäschers 9 ausströmen­ den Dünste oder Abgase gelangen in den unteren Waschbereich 1B des Waschturms 1, wo in ähnlicher Weise wie im oberen Waschbereich 1A ein Waschverfahren durchgeführt wird. Hierzu ist ein Einspritzrohr 14 vorgesehen, dem Druckwasser durch eine Rohrleitung 15 mittels einer Pumpe 16 zugeleitet wird.

Das sich auf dem geneigten Boden 17 des Waschbereichs 1B ansammelnde Wasser versorgt die Pumpe 11, während die gereinigten Abgase durch eine Leitung 20 von einem Gebläse 18 angesaugt und durch einen Schornstein 19 an die Atmo­ sphäre abgegeben werden.

Das aus der ersten Waschstufe mit der zyklonartigen Behand­ lung im oberen Waschbereich 1A austretende Waschwasser ge­ langt in einen Tank 21, in welchem es vorzugsweise mit einem alkalischen Reagens, zum Beispiel Kalk neutralisiert wird. Von hier wird das Waschwasser einem Absetz- und Waschtank 22 zugeleitet, dessen Wasser die Pumpe 16 über einen Vorratsbehälter 23 versorgt. Der sich bildende Schlamm wird in bekannter Weise beseitigt.

Schließlich kann das Waschwasser noch durch ein Rohr 24 er­ gänzt werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung gehen zwei wichtige Merk­ male der Erfindung deutlich hervor:

• a) Eine Verbesserung des Ausmaßes der Reinigung der Abgase, die hinsichtlich des Staubs 99 bis 99,5% und hinsicht­ lich der verunreinigenden Gase und Dämpfe 92 bis 98% erreicht. Beim Stand der Technik war lediglich ein Rei­ nigungsausmaß von 98 bis 99% für Staub und 60 bis 92% für Gase und Dämpfe zu erreichen.
• b) Eine beträchtliche Einsparung an Wasser, da das Wasch­ wasser von der einen zur anderen Waschstufe zurückgelei­ tet wird, während sauberes Wasser in der endgültigen, hochgradigen Reinigungsstufe Verwendung findet.

In diesem Zusammenhang sei jedoch darauf hingewiesen, daß das in die verschiedenen Stufen zurückgeleitete Wasser auch besonderen Reinigungsbehandlungen unterworfen werden kann.

Was die Betriebs- und Verfahrensbedingungen betrifft, kann wiederum auf die genannten italienischen Patente verwiesen werden, da die dritte Stufe des Zyklon-Waschens auf ähnli­ che Weise wie die erste Waschstufe durchgeführt wird.

Zur weiteren Erläuterung der Merkmale und Vorteile der Er­ findung werden nachfolgend zwei praktisch durchgeführte Ausführungsbeispiele des entsprechenden Verfahrens näher erläutert.

Beispiel 1

Die Vorrichtung und das Verfahren gemäß der Erfindung wird zur Reinigung von Abgasen angewandt, die aus einem Kohle­ kraftwerk stammen. Diese Abgase enthalten normalerweise eine Konzentration an Staub bzw. Asche in der Größenordnung von 20 000 Milligramm (mg) pro Normalkubikmeter (Nm³). Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung und dem entsprechenden Verfahren sinkt die endgültige Staubkonzentration in den Abgasen drastisch auf nicht mehr als 40 mg/Nm³ ab.

Im Vergleich zu den bekannten Einrichtungen und Verfahren, einschließlich der vorstehend genannten, enthalten dort die von Staub befreiten Abgase immer noch 100 mg/Nm³ an Staub. Das bedeutet, daß die Reinigungsleistung bei dem Verfahren und mit der Einrichtung gemäß der Erfindung mehr als dop­ pelt so hoch ist wie beim Stand der Technik. Anders ausge­ drückt, das Ausmaß der Staubbeseitigung beträgt 99,8% bei dem Verfahren und der Einrichtung gemäß der Erfindung im Vergleich zu 99,5%, dem Wert, der mit bekannten Verfahren und Einrichtungen erzielbar ist.

Was die Beseitigung von Schwefeldioxid betrifft, so er­ reichte man beim Stand der Technik, ausgehend von einem an­ fänglichen SO₂-Gehalt in den Abgasen von 4000 mg/Nm³ le­ diglich ein Ausmaß, welches einer endgültigen SO₂-Konzen­ tration von 800 bis 1000 mg/Nm³ entsprach, nämlich eine Beseitigung von 80 bzw. 70%. Mit dem Verfahren und der Einrichtung gemäß der Erfindung können endgültige Konzen­ trationen an Schwefeldioxid von nicht mehr als 400 mg/Nm³ erzielt werden, was einer Beseitigung von 90% entspricht.

Auch in diesem Fall zeigt sich also, daß die Reinigungslei­ stung des Verfahrens und der Einrichtung gemäß der Erfin­ dung mindestens doppelt so groß ist wie gemäß der bekannten Lehren.

Beispiel 2

Die aus Reinigungsanlagen für Fe-Si-Legierungen austreten­ den Abgase enthalten normalerweise 15 000 mg/Nm³ an Staub. Diese Mengen können mit dem Verfahren und der Einrichtung gemäß der Erfindung auf nicht mehr als 30 mg/Nm³ herabge­ setzt werden, was einem Reinigungsausmaß des hohen Wertes von 99,8% entspricht. Im Vergleich dazu ist dieser Wert beim Stand der Technik 99%, das heißt 150 mg/Nm³.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Beseitigung von Staub um so schwieriger ist, je kleiner die Staubpartikel sind.

Hinsichtlich des gasförmigen SiF₄ ermöglicht die Erfindung, ausgehend von einem Anfangsgehalt von 500 mg/Nm³, auf einen Wert von nicht mehr als 5 mg/Nm³ zu kommen. Damit läßt sich sagen, daß der Wirkungsgrad der Schadstoffbeseitigung min­ destens 99,0% beträgt. Das steht im Vergleich zu einer Entfernung von 95% beim Stand der Technik, nämlich 25 mg/Nm³ an Rest-SiF₄.

Abwandlungen können am Verfahren und der Einrichtung gemäß der Erfindung, wenn nötig oder gewünscht, vorgenommen wer­ den. So ist es beispielsweise absolut möglich, nicht nur dem Tank 21 sondern auch dem Vorratsbehälter 23 und dem Tank 12 alkalische Reagentien zuzuführen.

Claims (2)

1. Verfahren zum Reinigen von Industrieabgasen von Staub und Gasen, wie SO_x, NO_x, Cl₂, und F^-, bei dem die Abgase einer ersten Wäsche in einem als Sättigungsvorrichtung wirkenden Zyklon-Wäscher, einer zweiten Wäsche in einem Venturi-Wäscher und dann einer weiteren Wäsche in einem zweiten zyklonartigen Wäscher unterworfen werden, wobei das Abwasser aus der ersten Zyklon-Waschstufe mittels alkalischer Reagentien neutralisiert und in einen Absetztank geleitet wird, aus dem die dritte Zyklon-Waschstufe versorgt wird, das Abwasser aus der dritten Zyklon-Waschstufe dem Venturi-Wäscher zugeleitet wird und das Abwasser aus dem Venturi-Wäscher die erste Zyklon-Waschstufe versorgt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 mit einem ersten zyklonartigen Wäscher (1A), dem ein Venturi- Wäscher (9) und diesem ein weiterer zyklonartiger Wäscher (1B) nachgeschaltet ist, wobei der erste und zweite zyklonartige Wäscher zwei einander axial überlagerte Waschbereiche (1A, 1B) bilden, daß jeder Waschbereich (1A, 1B) einen geneigten Boden (2, 17) für das Sammeln und den Ablauf von Waschwasser aufweist, daß jedem Waschbereich (1A, 1B) ein Einspritzrohr (6, 14) zugeordnet ist, die beide axial so angeordnet sind, daß sie radiale Wasserstrahlen abgeben, und daß Eintrittsbauteile für die Abgase so angeordnet sind, daß sie eine schraubenlinienförmige Aufwärtsbewegung der eintretenden Abgase in dem entsprechenden Waschbereich (1A, 1B) verursachen.