DE69103747T2

DE69103747T2 - Methode und vorrichtung zur reinigung von abgasen.

Info

Publication number: DE69103747T2
Application number: DE69103747T
Authority: DE
Inventors: Reijo Kuivalainen
Original assignee: Ahlstrom Corp
Current assignee: Amec Foster Wheeler Energia Oy
Priority date: 1990-02-23
Filing date: 1991-02-19
Publication date: 1995-03-02
Anticipated expiration: 2011-02-20
Also published as: JPH05504720A; HU9202644D0; AU645528B2; NO923284L; PL166298B1; DE69103747D1; US5380498A; FI84435B; WO1991012876A1; US5310528A; JPH0722673B2; AU7256591A; FI84435C; ATE110584T1; BR9106058A; KR930700199A; KR950012525B1; FI900915A0; HUT64249A; DK0515474T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Abgasen, die z.B. in Verbrennungs-, Vergasungs- oder chemischen oder metallurgischen Prozessen erzeugt werden. Schwefeldioxide, Ammoniak-, Chlor- und Fluorverbindungen und kondensierende Kohlenwasserstoffverbindungen sind typische in diesen Gasen enthaltene Schadstoffe. Im besonderen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren, wobei mit den in den Gasen enthaltenen Schadstoffen reagierendes Reagens oder Absorbens aktiviert wird, indem die Gase in einen Benetzungsreaktor geleitet werden. Das Reagens oder Absorbens wird dem Prozeß selbst oder den aus dem Prozeß abgezogenen Gasen zugesetzt. Die Reagens- oder Absorbenspartikeln, die entweder vollständig oder teilweise reagiert haben, werden aus den Gasen abgeschieden. Als Reagens oder Absorbens werden Karbonate, Oxide oder Hydroxide von z.B. Alkalimetallen oder alkalischen Erdmetallen verwendet.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen. Insbesondere bezieht sie sich auf einen Benetzungsreaktor, der mit einem Einlaß für Abgase und Reagens und/oder Absorbens, Sprühorganen für Wasser oder Dampf, welche Sprühorgane eine Benetzungszone zur Aktivierung des Absorbens bilden, einem oberhalb der Benetzungszone im oberen Abschnitt des Benetzungsreaktors angeordneten Filter zur Abscheidung von Feststoffpartikeln aus den Gasen, und einem mit dem Filter verbundenen Gasauslaß, und mit einen im unteren Abschnitt des Benetzungsreaktors angeordneten Auslaß oder Auslaßkanal für aus den Gasen abgeschiedene Partikeln versehen ist.
Bekanntlich entstehen bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen Rauchgase, die Schwefeldioxid enthalten und Versäuerung der Umgebung hervorrufen. Der Schwefelgehalt der Rauchgase variiert je nach dem Schwefelgehalt des Brennstoffes. Man hat versucht, Mittel zur Anwendung von Brennstoffen zu finden, die immer mehr Schwefel enthalten, obwohl die Beschränkungen für Schwefelemissionen immer schärfer werden. Abfallverbrennungsanlagen, deren Anzahl ständig ansteigt, erzeugen auch schwefelhaltige Rauchgase, die zur Einhaltung der vorgegebenen Grenzwerte gereinigt werden sollen. Die in Abfallverbrennungsanlagen, z.B. bei der Verbrennung von Kunstoffverbindungen erzeugten Rauchgase enthalten neben SO&sub2;- und SO&sub3;-Emissionen auch Chlor- und Fluorwasserstoffsäuren und andere schädliche gasförmige und feste Bestandteile.
Die in verschiedenen Vergasungsprozessen erzeugten Prozeßgase können auch schädliche Mengen an Schwefel- oder anderen Verbindungen enthalten, die aus den Gasen vor deren weiterer Behandlung abgetrennt werden sollen.
Man hat mehrere Verfahren zur Herabsetzung der Schwefelemissionen von Vergasungsanlagen entwickelt. Das bisher am meisten benutzte Verfahren ist die Naßwäsche, bei welchem Verfahren die Gase mit einer Wassersuspension eines Reagens wie etwa Kalk gewaschen werden, das z.B. mit Schwefeldioxiden reagiert. Die Wassersuspension wird in einem nach einer Feuerung angeordneten Wäscher in eine Gasströmung versprüht, wobei Schwefel in die Wassersuspension absorbiert wird und das Schwefeldioxid unter Bildung von Kalziumsulfat oder Kalziumsulfit mit Kalk reagiert
CaO + SO&sub2; + 1/20&sub2; T CaSO&sub4; oder
CaO + SO&sub2; T CaSO&sub3;.
Wassersuspension wird in solcher Menge versprüht, daß die dadurch gebildeten Schwefelverbindungen keine Zeit zum Trocknen haben, sondern als Schlamm vom unteren Abschnitt des Wäschers ausgetragen werden. Der Naßwäscheprozeß ist kompliziert, weil er Mittel zur Aufbereitung der Wassersuspension und Mittel zur Nachbehandlung derselben erfordert. Außerdem erfordert das Verfahren in der Regel zusätzliche Energie zur Trockung des erzeugten Schlammes in einer Schlamm-Nachbehandlungsanlage. Deshalb wird die Wassersuspension dem System gewöhnlich möglichst trocken zugeführt, um den Energieverbrauch zu minimieren. Infolge der erheblichen benötigten Menge an Wassersuspension kann das Gas im Wäscher auf eine niedrige Temperatur abgekühlt werden, und folglich kann das aus dem Wäscher abgezogene Gas Korrosion und Verstopfung von Filtern hervorrufen. Desweiteren wird Energie zur Wiedererwärmung der Rauchgase verbraucht, bevor sie aus dem System herausgeleitet werden. Beim Naßwäschesystem liegt der Abscheidegrad z.B. bei SO&sub2; bei zirca 95 %.
Während der letzten Jahre sind halbtrockene Waschverfahren entwickelt worden, bei denen eine feine Alkalisuspension. z.B. Kalziumhydroxidsuspension durch Düsen in einen heißen Rauchgasstrom in einem Kontaktreaktor gesprüht wird, wo sich Schwefeloxide in Wasser lösen und an die Kalkverbindung gebunden werden, wenn die Suspension trocknet. Im Kontaktreaktor verdunstet Wasser, wodurch fester Abfall entsteht, wobei Reaktionsprodukte von z.B. Schwefel und Kalk mittels eines Filters leicht aus den Gasen abgeschieden werden können. Man versucht, die Konsistenz der Kalziumhydroxidsuspension auf solch einem Niveau zu halten, daß der Wärmeinhalt der Rauchgase zur Verdunstung von Wasser daraus ausreicht. Die dicke Kalksuspension setzt sich jedoch leicht an den Reaktorwänden und insbesondere rings um die Sprühdüsen ab, und kann schließlich die Düsen vollständig zusetzen. Zur Minimierung der durch die Ablagerungen verursachten Nachteile sollen die Reaktoren verhältnismäßig groß bemessen werden. Weil zur Erzeugung von Kalksuspension eine getrennte Anlage benötigt wird, wird ferner auch beim halbtrockenen Waschverfahren eine beachtlich Ausstattung benötigt, und die Gasreinigung ist recht teuer. Ein weiterer Nachteil besteht in der Abnutzung der Düsen durch die Kalksuspension.
Das halbtrockene Waschverfahren ist für den Prozeß vorteilhaft, weil die in den Gasen enthaltenen Schadstoffe als trockener Abfall entfernt werden können. Der Prozeß hat die Nachteile, daß es sich schwerlich steuern läßt und eine Schwefelabsorption von unter 90 % ergibt, was weniger als bei der Naßwäsche ist. Ein noch weiterer Nachteil besteht darin, daß billiger Kalk beim halbtrockenen Verfahren nicht verwendet werden kann, weil er mit Schwefel sehr langsam reagiert. Es sollen stattdessen Kalziumoxid oder Kalziumhydroxid verwendet werden, die viel teuerer sind. In großen Vergasungsanlagen sind die Kosten für das Absorbens erheblich.
Die Zugabe von Kalk bereits in die jeweilige Verbrennungs- oder Vergasungsstufe ist auch vorgeschlagen worden. Als Ergebnis solcher Zugabe wird Kalk nach der folgenden Reaktion zu Kalziumoxid kalziniert
CaCO&sub3; T CaO + CO&sub2;.
Kalziumoxid kann dann bereits in der Feuerung mit den darin gebildeten Schwefeloxiden reagieren. Die Reaktion läuft auf folgende Weise ab:
CaO + SO&sub2; + 1/2 O&sub2; -> CaSO&sub4;.
Beim Fortschreiten der Reaktion bedecken jedoch Kalziumsulfat- oder Kalziumsulfitschichten die Oberfläche der Kalziumoxidpartikeln und verhindern das Eindringen von Schwefel in die Partikeln, wobei die Reaktionen zwischen Schwefel und Kalk verlangsamt und schließlich verhindert werden. Somit reagiert Kalk nicht vollständig und wird daher nicht optimal ausgenutzt. Auch viele andere Parameter, wie das Ca/S-Molenverhältnis, die Temperatur und die Verweilzeit beeinflussen die Schwefelabsorption.
Je näher am Taupunkt die Reaktionen ablaufen, desto größer wird die Reaktivität der alkalischen Verbindungen. Bessere Reaktivität wird durch die Tatsache hervorgerufen, daß in benetzen Partikeln die Reaktionen in einer Wasserphase als schnelle Ionenreaktionen stattfinden. Nah am Taupunkt bleiben die Partikeln benetzt, und auch die Reaktivität bleibt für eine längere Zeit auf einem erwünschten Niveau. Die Feuchtigkeit der Partikeln wird bevorzugt auf solch einem hohen Niveau gehalten, daß Wasser die Partikeln umgibt und sie auch durchdringt. Wenn das Wasser die Kalkpartikeln durchdringt, werden die daran abgelagerte Sulfat- oder Sulfitschicht aufgebrochen, wobei neuer reaktiver Kalkbereich freigelegt wird. In den Gasen enthaltenes Schwefeldioxid löst sich in dem die Partikeln umgebenden Wasser auf und reagiert mit Kalziumverbindungen in der Flüssigphase.
Die finnische Patentveröffentlichung FI-B-78401 stellt ein Verfahren dar, wobei das Schwefeldioxid von Rauchgasen veranlaßt wird, in einer Reaktionszone zu reagieren und dabei in aus den Rauchgasen abscheidbare feste Sulfate und Sulfite umgesetzt zu werden. Die Rauchgase werden in den unteren Abschnitt eines vertikalen langgezogenen Kontaktreaktors geleitet. Zusätzlich werden pulverisierter Kalk und Wasser getrennt an mehreren Stellen in den Reaktor eingebracht, damit der Schwefel von Kalk absorbiert wird. Rauchgassuspensionen werden aus dem oberen Teil des Durchlaufreaktors abgeleitet und ferner einer Staubabscheiderstufe zugeführt. Durch Eingabe von pulverisiertem Kalk und Wasser getrennt in den Reaktor werden Produktion, Behandlung und Versprühung von Wassersuspension vermieden. Der Veröffentlichung zufolge ergibt dieses Verfahren, wenn es bei der Schwefel-absorption mit Kalziumoxid benutzt wird, eine SO&sub2;-Reduktion von rund 80 % mit einem Molenverhältnis Ca/S = 1,56 und eine SO&sub2;-Reduktion von rund 90 % mit einem Molenverhältnis Ca/S = 2,22. Die 98prozentige SO&sub2;-Reduktion wird nicht erreicht, bevor das Molenverhältnis Ca/S = 4 ist. Bei diesem Verfahren darf auch die Temperatur des Rauchgasstroms nicht optimal nah an den Taupunkt sinken, weil sich dann die in den Rauchgasen enthaltenen Feststoffe dann an den Wänden von Rohren und anderer Ausrüstung ablagern und somit Probleme bei der Staubabscheidung verursachen würden.
Die europäische Patentveröffentlichung EP-A-0 104 335 stellt ein anderes zweistufiges halbtrockenes Rauchgasreinigungssystem dar. Bei diesem Verfahren wird in die Rauchgase trockenes Reagens in einem Kontaktreaktor in einer ersten Stufe und Wasser oder wäßrige Lösung, dem/der gelöstes Reagens zugesetzt ist, in einer zweiten Stufe eingeführt. In der ersten Stufe wird auf den Reagenspartikeln eine inaktive Oberflächenschicht gebildet. Die Schicht verlangsamt oder verhindert Reaktionen zwischen Reagens und z.B. Schwefeloxid. Das Reagens wird durch Zugabe von Wasser in der zweiten Stufe reaktiviert. Auf diese Weise wird das Reagens vollständiger ausgenutzt. Die Gastemperatur läßt man auf ein Niveau absinken, auf dem sie stets über dem Taupunkt bleibt, z.B. auf 105 ºC. Die Gastemperatur darf auch bei diesem Verfahren nicht zu nah an den Taupunkt sinken, weil eventuell gebildete benetzte Partikeln auf die Dauer Schwierigkeiten hervorrufen würden, auch wenn die Reaktivität des Reagens bei einer niedrigeren Temperatur viel besser wäre. Dem Verfahren zufolge kann die benötigte Reagensmenge durch Rückführung von reagenshaltigem Feststoff herabgesetzt werden, der in einer späteren Stufe aus dem Gas abgeschieden und anschließend durch Mahlen oder auf eine andere Weise regereniert worden ist. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht jedoch darin, daß für die Handhabung und Lagerung der rückgeführten Feststoffe eine getrennte Anlage benötigt wird.
Die US-Patentveröffentlichung US-A-4,509,049 schlägt ein trockenes Gasreinigungssystem vor, bei dem Kalk den Rauchgasen in einem Kessel zugesetzt wird und man den Kalk dann mit den Rauchgasen in einem Reaktor reagieren läßt. Der Kalk, der mit den Schadstoffen in den Rauchgasen teilweise reagiert hat, wird aus den Gasen in einem Filter im oberen Abschnitt des Reaktors abgeschieden. Der dadurch aus den Gasen abgeschiedene trockene Kalk sammelt sich im unteren Abschnitt des Reaktors oder in einer getrennen Kammer an, wo er gemahlen und mit Trockendampf behandelt wird, um die Reaktivität des trockenen Kalks zu erhöhen, wonach der Kalk an einer Stelle vor dem Reaktor in den Gasstrom zurückgeleitet wird. Die Trockendampf-Behandlung des Kalks dauert 2 bis 24 Stunden, die eine lange mit hohem Energieverbrauch verbundene Zeit ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zur Reinigung von Schadstoffe, wie etwa Schwefel-, Chlor- und Fluorverbindungen oder andere kondensierbare Verbindungen enthaltenden Abgasen vorzusehen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren vorzusehen, mit dem sich z.B. die Reduktion von Schwefel, vorzugsweise sogar auf solche Weise erheblich verbessert werden kann, daß die Menge des Reagens nicht vermehrt zu werden braucht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren vorzusehen, wobei zu reinigendes Gas sehr nah an den Taupunkt, z.B. 0 bis 20 ºC davon, in einem Benetzungsreaktor benetzt werden kann, welches Verfahren doch noch zuläßt, daß die aus den Gasen abgeschiedenen Partikeln in trockenem Zustand im Benetzungsreaktor entfernt werden können.
Eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zur Reinigung von Rauchgasen vorzusehen.
Insbesondere besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung vorzusehen, wo die zu reinigenden Abgase sehr nah an den den Taupunkt benetzt werden können, wobei die Vorrichtung es doch noch zuläßt, daß die aus den Gasen abzuscheidenden Partikeln in trockenem Zustand abgeleitet werden.
Zum Erreichen der obigen Ziele ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß
- Gase in den Benetzungsreaktor auf mindestens zwei Niveaus eingeführt werden;
- ein erster Teil der Gase in eine Benetzungszone eingegeben wird, wo die aus Gas und Reagens und/oder Absorbens erzeugte Suspension mit Wasser und/oder Dampf benetzt wird;
- der erste Teil der Gase in die Benetzungszone unterhalb von Düsen zur Sprühung von Wasser und/oder Dampf in die Gase eingegeben wird;
- ein zweiter Teil der Gase in eine unterhalb der Benetzungszone angeordnete zweite Zone eingegeben wird;
- der erste und zweite Teil der Gase veranlaßt werden, im Benetzungsreaktor aufwärts im Gegenstrom zum abwärts durch die Benetzungszone fließenden Reagens und/oder Absorbens zu fließen;
- Feststoffpartikeln über der Benetzungszone in einem obersten Teil des Benetzungsreaktors aus den Gasen abgeschieden werden, wonach die Gase aus dem Benetzungsreaktor abgezogen werden;
- aus den Gasen über der Benetzungszone abgeschiedene Feststoffpartikeln im Benetzungsreaktor abwärts im Gegenstrom zu den aufwärts fließenden Gasen an die Wände des Benetzungsreaktors zurückgeführt werden, wobei Abkühlung der Wände verhindert wird.
Der zweite Teil der Gase dient vorzusweise als Trocknungsgas und wird zur Trockung von von der Benetzungszone abwärts fließenden benetzten Partikeln in Kontakt gebracht. Mindestens ein Teil der abwärts fließenden Partikeln wird dann vom aufwärts strömenden Trocknungsgas fortgetragen und zurück aufwärts in die Benetzungszone befördert, um das noch nicht reagierte Reagens oder Absorbens zu aktivieren. Im oberen Abschnitt des Benetzungsreaktors werden die Partikeln mittels eines Filters aus den Gasen abgeschieden und dann dem unteren Teil des Reaktors rückgeführt. Auf diese Weise wird im Benetzungsreaktor eine interne Zirkulation von Reagens- oder Absorbenspartikeln zustande gebracht und eine relativ hohe Partikeldichte darin aufrechterhalten.
Die Partikeln werden aus dem Gas in einem Tuchfilter, Elektrofilter oder einem entsprechenden Abscheidertyp abgetrennt. Partikeln werden vom Filter entweder intermittierend oder kontinuierlich z.B. durch Impulsspülung, Rückspülung oder Schüttelung entfernt, wobei die Partikeln entweder einzeln oder in Klumpen abwärts im Benetzungsreaktor fallen.
Mindestens ein Teil der Partikeln setzen sich in der Benetzungszone oder am Filter aneinander fest, bilden größere Agglomerate und fließen danach durch die Benetzungszone bis in den unteren Abschnitt des Reaktors, während einzelne kleine Partikeln vom aufwärts strömenden Gas leicht fortgetragen und von der Benetzungszone zum oberen Abschnitt des Reaktors befördert werden. Größere Partikelklumpen und naße schwere Partikeln werden durch Trocknungsgas oder andere Mischung getrocknet und zu feineren Partikeln zermahlen, wenn sie den unteren Abschnitt des Reaktors erreichen.
Das Trocknungsgas wird vorzusweise in den unteren Abschnitt des Reaktors, zuerst als nach unten gerichtete Strahlen, eingeführt. Das Trocknungsgas bewirkt Trockung, Zermahlung und Aufwirbelung der im unteren Abschnitt des Reaktors angesammelten Partikeln. Durch Mischung der Partikeln im unteren Abschnitt des Reaktors wird ein positiver Effekt zustande gebracht, der Wärme und Feuchtigkeit in der Partikelsuspension ausgleicht. Wenn die Partikeln durch Mahlen kleiner werden, nimmt deren reaktive Fläche zu. Danach wird mindestens ein Teil der Partikeln mit den Trocknungsgasen fortgetragen, und durchfließt erneut die Benetzungszone, wobei die Partikeln aktiviert werden und wieder in der Lage sind, Schwefel in der Reaktionszone zu absorbieren.
Mischung und Rückführung von Partikeln erhöht die Verweilzeit, Staubdichte, das Ca/S-Molenverhältnis und die gesamte Fläche der Kalkpartikeln in der Reaktionszone, wobei der Bedarf an neuem Reagens zurückgeht. Der Erfindung zufolge wird im Benetzungsreaktor durch interne Zirkulation eine mittlere Partikeldichte aufrechterhalten, welche Dichte deutlich höher als die Partikeldichte des in den Reaktor eingeführten Gases ist. Die interne Zirkulation kann kontrolliert werden, indem Menge und Geschwindigkeit des dem Trocknungsabschnitt zugeführten Gases reguliert werden. Die Lage der Eingabestelle für Trocknungsgas beeinflußt auch die Rückführung. Je kürzer der Abstand, aus dem der Gasstrahl auf die Partikelschicht gerichtet wird, desto stärker der Aufwirbelungseffekt des Strahls.
Ein Teil der Partikeln wird bevorzugt durch einen im unteren Teil des Benetzungsreaktors angeordneten Austritt unterhalb der Benetzungszone aus dem Reaktor entfernt. Ein Teil der abgeleiteten Partikeln kann bei Bedarf dem Benetzungsreaktor rückgeführt werden. Somit kann auch eine externe Zirkulation von Partikeln in Zusammenhang mit dem Benetzungsreaktor vorgesehen werden. Partikeln können außerhalb des Reaktors, z.B. zum Regenerieren von Reagens, behandelt werden. Ferner kann auch die Partikeldichte im Reaktor kontrolliert werden, indem die Menge der aus dem unteren Abschnitt des Reaktors entfernten Partikeln reguliert wird.
Eine externe Partikelzirkulation im Benetzungsreaktor kann erreicht werden, indem ein Filter oder entsprechender Partikelabscheider, der entweder vollständig oder teilweise außerhalb des Reaktors angeordnet ist, mit dem oberen Abschnitt des Benetzungsreaktors verbunden wird. In solch einem Filter oder Partikelabscheider werden reagierte und noch nicht reagierte Partikeln aus den Gasen abgeschieden, wobei mindestens ein Teil der Partikeln direkt dem unteren Teil des Benetzungsreaktors, bevorzugt der Trocknungszone rückgeführt wird. Partikeln können vom Filter entweder kontinuierlich oder intermittierend ausgetragen und dem unteren Abschnitt des Benetzungsreaktors rückgeführt werden. Ein Teil des durch den Partikelabscheider abgeschiedenen Materials kann vollständig aus dem System entfernt werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, die mittlere Temperatur der Gase im Benetzungsreaktor auf ein Niveau von 0 bis 20 ºC, vorzugsweise 0 bis 10 ºC vom Taupunkt, oder sogar zum Taupunkt selbst zu senken und dennoch die durch allzu naße Partikeln im unteren oder oberen Abschnitt des Reaktors verursachten Nachteile zu vermeiden. Die in der Benetzungszone benetzten und abwärts fallenden Partikeln werden durch das Trocknungsgas in der Trocknungszone getrocknet, wobei sie im unteren Abschnitt des Reaktors keine Probleme verursachen. Infolge der Rückführung sind die Unterschiede in Temperatur und Feuchtigkeit auch über der Benetzungszone an verschiedenen Stellen des Reaktorquerschnitts sehr klein. Auf diese Weise werden lokale durch benetzte Partikeln und Wassertropfen verursachte Probleme vermieden.
Die relativen Mengen des in die verschiedenen Zonen des Benetzungsreaktors eingeführten Gases können in Abhängigkeit von Temperatur und Zusammensetzung der Gase variieren. Das Verhältnis der Menge des in die Benetzungszone eingeführten Gases zur Menge des Trocknungsgases liegt bei rund 10:1 bis 1:5. Meistens ist es vorteilhaft, mehr Gas in die Benetzungszone als in die Trocknungszone einzuführen, so daß z.B. etwa 60 % des Gases in die Benetzungszone eingegeben werden. Ein kleiner Teil des Gases, vorzugsweise < 10 %, kann einer Zone über der Benetzungszone zugeführt werden, um sicherzustellen, daß die aufwärts fließende Gassuspension beim Erreichen des Filters trocken genug ist. Der/die auf dem Filter gebildete Absorbenskuchen oder Absorbensschicht enthält teilweise reaktives Absorbens, das in der Lage ist, einen bedeutenden Teil des in diesem zugesetzten Gas enthaltenen Schwefels zu absorbieren.
Einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zufolge, können durch benetzte Partikeln an den Wänden des Benetzungsreaktors gebildete Schichten auf solche Weise vermieden werden, daß mindestens ein Teil des der Benetzungszone zugeführten Gases als Mantelströmung in den Benetzungsreaktor geleitet wird, so daß die Gase die Reaktorwände entweder indirekt oder direkt beheizen. Das Gas wird durch z.B. in den Wänden angeordnete Kanäle in den Reaktor geleitet, wobei das in den Kanälen fließende heiße Gas verhindert, daß sich die Wände abkühlen und sich dabei Feststoffe an den Wänden ablagern. Die Gase können auch direkt zur Innenseite des Reaktors eingespritzt und veranlaßt werden, die Wände hinabzufließen, wobei sie die Wände schützen. Dabei werden die benetzten Partikeln entweder weg von der Wand geleitet oder beim Durchlaufen der Mantelströmung getrocknet, bevor sie die Wand berühren. Die Mantelströmung wird zustande gebracht, indem Gas z.B. in einen zylindrischen Reaktor durch eine ringförmige Öffnung in seiner Wand eingeleitet wird.
Die Entfernung von Ablagerungen von den Wänden kann auch durch Schüttelung oder Konstruktion der Wände aus flexiblem Material intensiviert werden, wobei normalerweise im System entstehende Druckschwankungen die Wände schütteln und ein Abfallen der Ablagerungen bewirken.
Besonders in großen Reaktoren kann Gas auch zum inneren Teil der Benetzungszone geleitet werden, um für möglichst gleichmäßige Gasverteilung im Reaktor zu sorgen. Gas kann z.B. durch eine Vielzahl im Gaskanal im mittleren Teil des Reaktors angeordnete Düsen oder Schlitze eingegeben werden. Gas kann auch von mehr als zwei Ebenen in den Benetzungsreaktor eingegeben werden.
Gas kann auch in die Trocknungszone als Mantelströmung eingeführt werden oder aber es kann dem inneren Teil des Trocknungsabschnittes zur Sicherung einer gleichmäßigen Verteilung des Gases zugeführt werden.
Durch Wasser- oder Dampfstrahlen wird im oberen oder mittleren Abschnitt des Benetzungsreaktors eine Benetzungszone aufrechterhalten. Wasser wird in die Rauchgase vorzugsweise hauptsächlich von oberhalb der Gaseinlässe nach unten gesprüht. Wasser- oder Dampfstrahlen werden vorzugsweise so gerichtet, daß vom Gasstrom möglichst viel gleichmäßig abgedeckt ist.
Eine Vorrichtung zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorzugsweise ein Benetzungsreaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Gaseinlässe im Benetzungsreaktor auf mindestens zwei verschiedenen Ebenen angeordnet sind. Mindestens ein Einlaß, d.h. eine die Außenwand des Reaktors folgende ringförmige oder rechteckige Öffnung ist in der Benetzungszone angeordnet. Die Benetzungszone kann auch mit ein oder mehreren Einlässen zum inneren Teil des Reaktors vorgesehen sein, so daß Gas gleichmäßig auf die gesamte Querschnittsfläche des Reaktors verteilt wird. Mindestens ein zweiter Einlaß zum Reaktor ist unterhalb der Benetzungszone in der Trocknungs- oder Mischungszone angeordnet. Diese zweite Einlaßöffnung kann in der Reaktorwand oder auf der Innenseite des Reaktors oder in beidem angeordnet sein.
Der Benetzungsreaktor kann entweder vollständig oder teilweise doppelwandig ausgeführt, so daß in der Wand ein Einlaßkanal oder Einlaßkanäle für das in den Reaktor einzugebende Gas gebildet werden.
Die Benetzungszone des Benetzungsreaktors ist vorzugsweise mit nach unten gerichteten Wasser- oder Dampfdüsen versehen, die z.B. in dem horizontal durch den Benetzungsreaktor verlaufenden Stützorgan angeordnet sind.
Das im oberen Abschnitt des Benetzungsreaktors angeordnete Filter ist vorzugsweise ein Tuchfilter, wie etwa ein Schlauch- oder Kassettenfilter, oder möglicherweise ein Elektro- oder anderes Filter eines entsprechenden Typs, von dem Partikeln dem unteren Abschnitt des Reaktors durch Schüttelung oder Rückblasung des Filters rückgeführt werden.
Der untere Abschnitt des Reaktors ist vorzugsweise mit einem mechanischen Mischwerk versehen, das im unteren Abschnitt des Reaktors angesammeltes festes Material mischt. Die Mischung des Feststoffes intensiviert den Ausgleich von Feuchtigkeit und Wärme der Partikeln, wobei die noch naßen Partikeln getrocknet werden, wenn sie mit trockneren und heißeren Partikeln in Berührung kommen. Gleichzeitig bricht das Mischwerk die Partikelklumpen auf, um deren Beförderung aufwärts im Reaktor durch den Gasstrom zu begünstigen. Dadurch intensiviert das Mischwerk den Effekt des Trocknungsgases zum Zustandebringen einer internen Zirkulation von Partikeln im Reaktor. Die Drehzahl des Mischwerks ist einstellbar, und zusammen mit dem den Mischbereich an strömenden Gasstrom wird dabei ein großer Einstellbereich für die Partikelzirkulation erreicht.
Der untere Abschnitt des Benetzungsreaktors ist mit Mitteln zur Austragung von Partikeln aus dem Reaktor versehen. Partikeln werden vorzugsweise durch das oben beschriebene Mischwerk entfernt. Die Schaufeln des Mischwerks können auf solche Weise schräg gerichtet sein, daß sie Partikeln allmählich zu einem Ende des unteren Reaktorabschnittes befördern, von wo die Partikel trocken durch ein geeignetes Dichtorgan ausgetragen werden können. Sie können auch durch eine getrennte Austragsschnecke oder einen Austragsförderer ausgetragen werden. Partikeln werden aus dem Benetzungsreaktor bevorzugt in solch einem trockenem Zustand ausgetragen, daß sie z.B. pneumatisch weiter befördert können.
Bei Bedarf kann der untere Abschnitt des Benetzungsreaktors mit einer getrennten Eingabestelle für Reagens oder Absorbens versehen sein. Zur Beseitigung von schädlichen Substanzen aus den Gasen in einer Stufe können dem Benetzungsreaktor mehrere verschiedene Reagenzien zugeführt werden.
Die erfindungsgemäße Anordnung sieht z.B. die folgenden Vorteile gegenüber den bisherigen Anordnungen vor:
- Mehrere Funktionen, wie Schwefelabsorption, Reagensbenetzung, Partikelabscheidung und -trocknung, können in einer Vorrichtung konzentriert werden. Die Benetzung von Gas kann im gleichen Raum angeordnet werden wie die existierende Ascheabscheidung, wobei für die einzelnen Teilprozesse weder zusätzliche Vorrichtungen noch getrennte Reaktoren notwendig sind.
- Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, sehr nahm am Taupunkt, sogar fast im Taupunkt zu operieren, weil das Filter direkt im Reaktor angeordnet ist und keine Gaskanäle benötigt werden, wobei das Problem von Ablagerungen an den Wänden solcher Gaskanäle bei der Beförderung von Gas vermieden wird, das in Taupunktnähe naß wird. Die Möglichkeit, nah am Taupunkt zu operieren, ergibt eine sehr effiziente Eliminierung von SO&sub2;-, SO&sub3;-, HCl- und HF- Emissionen.
- Interne Zirkulation von Partikeln durch die Benetzungszone beschneidet den Verbrauch von Reagens oder Absorbens. Bei diesem Verfahren wird die Verweilzeit des Absorbens im Reaktor wesentlich länger, vorzugsweise ungefähr 2- bis 10mal länger im Vergleich zu den bisher bekannten Durchlaufreaktoren.
- In dieser Vorrichtung wird auch feine Asche aus den Gasen abgeschieden. Asche und verbrauchtes Absorbens können trocken und in einer gemeinsamen Stufe zurückgewonnen werden. Es wird nur ein Aschenaustragungsund -behandlungsystem benötigt. Trockene Asche und Absorbens können pneumatisch befördert werden.
- Bei den bisher bekannten Verfahren ist nahezu die gesamte Schwefelabsorption in der Benetzungsstufe nur dann mit SO&sub2;-haltigen Gasen erfolgt, wenn der SO&sub2;-Gehalt des Zulaufgases unter 40 ppm gelegen hat. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist eine vollständige Entschwefelung möglich, obwohl der SO&sub2;-Gehalt des Zulaufgases über 100 ppm liegt.
- Das Verfahren un1vgd die Vorrichtung sind einfach.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung können drei Hauptfaktoren mit positivem Effekt auf die Absoprtionsreaktion gleichzeitig und optimal eingesetzt werden:
- Abkühlung des Gases auf ein Temperaturniveau in Taupunktnähe, um schnelle Reaktionen zu erreichen;
- hohes Ca/S-Molenverhältnis in der Reaktionszone; und
- lange Verweilzeit zur optimalen Ausnutzung des Absorbens.
Die Erfindung wird nachstehend als Beispiel anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt dabei
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 und 3 schematische Darstellungen zweier anderer Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
Fig. 4 das Verhältnis von SO&sub2;-Reduktion zum Ca/S- Molenverhältnis bei einer Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 1 stellt einen Benetzungsreaktor 10 dar, der mit Gaseinlässen 12 und 14, einem Gasauslaßkanal 16 und einem Ablaufkanal 18 für aus dem Gas abgeschiedene Partikeln versehen ist. Der Benetzungsreaktor ist auch mit Düsen 20 zur Einspritzung von Wasser oder Dampf in den Benetzungsreaktor oberhalb der Gaseinlässe versehen. Der obere Abschnitt des Reaktors ist mit einem Filter 22 zur Abscheidung von Partikeln aus dem aufwärts strömenden Gas versehen.
Der erfindungsgemäße Benetzungsreaktor kann im Rauchgaskanal hinter dem Brennraum eines Rostofens, einer Feuerung für pulverisierten Brennstoff oder Wirbelschichtfeuerung, wie etwa einem zirkulierenden Wirbelschichtreaktor angeordnet sein, wobei der Benetzungsreaktor vorzugsweise dem Abhitzekessel nachgeschaltet ist. Vor dem Erreichen des Benetzungsreaktors werden die Rauchgase auf < 300 ºC, vorzugsweise auf < 150 ºC abgekühlt. Zur Entfernung von Schwefeloxiden aus den Rauchgasen hat man Absorbens, wie etwa Kalk in den Brennraum oder den Wirbelschichtreaktor oder danach eingegeben. Das Absorbens ist im heißen Rauchgas mindestens teilweise zu Kalziumoxid kalziniert, das Schwefel als Kalziumsulfat und Kalziumsulfit absorbiert. Das Kalk/ Schwefel-Verhältnis von 1,5 bis 2,1 ergibt in einem zirkulierenden Wirbelschichtreaktor eine Schwefelreduktion von rund 80 bis 95 %. Beim Erreichen des Benetzungsreaktors enthalten die Rauchgase noch immer Schwefel sowie nicht reagierten Kalk. Eine wichtige Aufgabe des erfindungsgemäßen Benetzungsreaktors besteht darin, Kalk oder anderes Absorbens in den Rauchgasen zu aktivieren, so daß sich auch der restliche Schwefel aus den Rauchgasen entfernen läßt.
Bei der Anordnung von Fig. 1 werden die Schwefel und Kalk enthaltenden Rauchgase durch Rohr 24 in den Benetzungsreaktor befördert. Vor der Einführung der Rauchgase in den Reaktor werden sie in zwei getrennte Rauchgasströme in Kanal 26 und 28 aufgeteilt. Der Rauchgasstrom im Kanal 26 wird in den Reaktor im wesentlichen auf der gleichen Höhe wie die Wasserstrahlen 20 eingeführt. Der Rauchgasstrom im Kanal 28 wird auf eine wesentliche niedrigere Ebege geleitet.
Der Haupt-Rauchgasstrom wird in den Benetzungsreaktor im wesentlichen auf der gleichen Höhe geleitet wie die Wasserstrahlen, entweder oberhalb oder unterhalb oder exakt auf der gleichen Höhe wie die Wasserstrahlen. Wesentlich ist, daß das in den Reaktor eingegebene Gas mit dem Wasserstrahl gut vermischt wird. Sowohl das Gas als auch das Wasser werden als nach unten fließender Strahl in den Reaktor eingegeben, der in kurzem Abstand vom Einlaß nach oben umgelenkt wird. Auf diese Weise wird in der Benetzungszone Verwirbelung von Gas und Wasserstrahl und dabei auch ein guter Mischeffekt erreicht.
Die Wasserstrahlen bilden im Benetzungsreaktor eine Benetzungszone 30. In dieser Benetzungszone werden die Rauchgase benetzt und möglichst dicht an den Taupunkt derselbigen, vorzugsweise auf ca. 0 bis 3 ºC davon, abgekühlt. In der Benetzungszone werden die Kalkpartikeln benetzt, wobei von den Partikeln Schwefel absorbiert wird und in der Flüssigphase schnelle Ionenreaktionen zwischen Schwefel und Kalzium stattdfinden.
Wasser wird vorzugsweise aus den Düsen gesprüht, die Tröpfchen mit vorzugsweise < 100 mm Größe bilden, und die einen derart großen Winkel aufweisen, daß der Reaktorquerschnitt und der Gasstrom gut abgedeckt sind. Wasser wird nach unten gesprüht. Die Benetzungszone deckt die vertikale Zone des Reaktors ab, die vorzugsweise dem hydraulischen Durchmesser des Reaktors entspricht.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform wird Rauchgas als Mantelströmung in den Reaktor eingeführt. Vom Kanal 26 wird das Gas zuerst in einen rohrförmigen, den Reaktor umgebenden Kanal 32 befördert. Vom rohrförmigen Kanal werden die Gase weiter in ein oder mehrere nach unten gerichtete Kanäle 36 befördert, die durch die Reaktorwand 34 gebildet werden. Der Reaktor ist doppelwandig, so daß er zwischen den Wänden 34 und 38 einen Einlaßkanal 36 für Rauchgas bildet. Von den Kanälen 36 werden die Rauchgase durch Einlässe 12 in die Benetzungszone 30 des Reaktors befördert.
Entsprechend wird Gas vom unteren Gaskanal 28 zu einem rohrförmigen, den Reaktor umgebenden Kanal 42 und von dort weiter zu einem nach unten gerichteten, durch die Reaktorwände 44 gebildeten Kanal 46 geleitet. Von diesem Kanal 46 fließen die Rauchgase in den unteren Abschnitt, d.h. in die Trocknungszone- oder Mischungszone 40 des Reaktors.
Die Einleitung von Gas in den Benetzungsreaktor ist z.B. mittels Klappen 27 und 29 in den Kanälen 26 und 28 kontrollierbar. Die Einleitung von Gas kann auch über ein einstellbares Schlitz 48 im Kanal 46 kontrolliert werden.
Trocknungsgas kann dem Trocknungsabschnitt in solcher Menge zugeführt werden, daß die im unteren Abschnitt des Reaktors angesammelten Partikeln hauptsächlich trocken bleiben. Die Temperatur im unteren Abschnitt des Reaktors wird dann über dem Taupunkt gehalten, um für effektive Trocknung zu sorgen. Die Gase fließen von der Trocknungszone aufwärts, wobei sie von dem Filter und der Benetzungszone nach unten fließende Partikeln trocknen. Die Strömung von Trocknungsgas ist über die Organe 47 und 49, je nach der Temperatur des Gases im unteren Abschnitt des Reaktors oder der auszutragenden Partikeln, automatisch einstellbar.
Ferner ist der untere Abschnitt des Reaktors mit mechanischen Mischwerken 50 ausgestattet. Die Ausführungsform in Fig. 1 hat zwei solcher Mischwerke, die am dem Boden des Reaktors liegen und mit Schaufeln 52 versehen sind. Die Mischwerke brechen die zum unteren Abschnitt des Reaktors hinabfallenden Partikelklumpen auf. Gleichzeitig gleichen sie die Temperatur und Feuchtigkeit zwischen den Partikeln aus. Die Mischwerksschaufeln sind vorzugsweise so angeordnet, daß sie beim Umlaufen Partikeln zu einem Ende des unteren Reaktorabschnittes hin befördern, welches Ende mit einem Austragungskanal 18 für Partikeln versehen ist. Die Partikeln fließen vorzugsweise über eine nicht dargestellte Überlaufplatte in den Austragungskanal. Auf diese Weise wird im Reaktor ein Puffer von Partikeln stets aufrechterhalten, der die Temperatur und Feuchtigkeit der abwärts fließenden Partikeln ausgleicht.
Fig. 2 zeigt einen mit dem in Fig. 1 Dargestellten ähnlichen Benetzungsreaktor 10, mit der Ausnahme, daß Gas in den Trocknungsabschnitt durch einen innerhalb des Reaktors angeordneten Gaseinlaßkanal 45 eingeführt wird. Der Gaseinlaßkanal ist mit nach unten gerichteten Düsen 56 versehen, wodurch das Gas zuerst auf die im unteren Abschnitt des Reaktors angesammelten Partikeln zu und anschließend aufwärts fließt. Auf diese Weise wird unter den im unteren Abschnitt des Reaktors angesammelten Partikeln eine Mischwirkung erreicht.
Beim Reaktor gemäß Fig. 2 wird die in die Benetzungszone eingegebene Wassermenge der Temperatur des Gases im oberen Abschnitt des Reaktors entsprechend durch ein Organ 21 geregelt. Der Benetzungsreaktor kann bei Bedarf mit Wasserdüsen auf mehreren verschiedenen Höhen versehen sein, damit das Gas gleichmäßig benetzt wird.
In Fig. 1 und 2 bestehen die Reaktoren aus Schlauchfilterkammern, deren jede ein Standardfilter und im unteren Abschnitt der Kammer eine Benetzungszone und eine Trocknungszone aufweist.
Fig. 3 stellt einen Reaktor dar, wo ein Filter 60 unmittelbar außerhalb der Reaktionskammer angeordnet ist. Somit wird außer der internen Zirkulation auch eine externe Zirkulation von Partikeln im Reaktor bewirkt. Ein Teil der in der Benetzungszone 30 benetzten Partikeln scheiden sich von selbst aus den Gasen aus und fließen durch ihr Gewicht abwärts in den Trocknungsabschnitt, wo sie unter den Einfluß des Trocknungsgases geraten. Nach dem Trocknen fließen die Partikeln von den Gasen mitgeführt wieder nach oben, wobei sie die interne Zirkulation bilden. Ein Teil der benetzten Partikeln folgt den Gasen zum oberen Abschnitt des Reaktors und zum Filter 60 und wird über Kanal 62 dem Trocknungsabschnitt 40 rückführt. Notfalls können Partikeln durch ein Auslaßorgan 64 aus der Zirkulation entfernt werden, das durch ein Ventil 66 abgesperrt werden kann. Partikeln können auch außerhalb des Benetzungsreaktors benetzt werden.
In Fig. 3 können die Rauchgaseinlaßkanäle 26 und 28 mit verschiedenen Stellen des Verbrennungprozesses z.B. auf solche Weise verbunden sein, daß das über den Kanal 26 in den Reaktor eingegebene Gas mehr abgekühlt ist als das über den Kanal 28 eingegebene Gas, welcher Kanal heißeres Gas zur Sicherung des Trocknungsprozesses einführen kann.
Im Vergleich zum Stand der Technik sieht die Erfindung eine viel bessere Schwefelabsorption der Rauchgase bei einem viel geringeren Kalkvebrauch vor, wie die beigefügten an bestimmten Kohlen- und Kalksorten durchgeführten Versuche zeigen.

Beispiel

Beim Test wurden Mittel gemäß Fig. 1 eingesetzt. Der Benetzungsreaktor wurde mit Rauchgasen mit ca. 870 ºC von einem zirkulierenden Wirbelschichtreaktor eingespeist, welcher mit Kalk mit einem Molenverhältnis Ca/S von 1,41 bis 2,33 versorgt worden war. Der theoretische SO&sub2;-Gehalt der Rauchgase lag bei 860 bis 960 ppm. Der in den Rauchgasen enthaltene Schwefel reagierte bereits im zirkulierenden Wirbelschichtreaktor vor dem Benetzungsreaktor auf solche Weise, daß sich der SO2-Gehalt der den Benetzungsreaktor erreichenden Rauchgase auf rund 60 bis 201 ppm belief. Die Gase wurden in den Benetzungsreaktor bei einer Temperatur von ungefähr 130 bis 160 ºC eingeführt. Der theoretische Taupunkt der Gase im Benetzungsreaktor lag bei etwa 54 ºC.
Die Testergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle angeführt. Temp. nach Reaktor ºC SO&sub2; vor Reaktor SO&sub2; nach Reaktor
Die Testergebnisse zeigen eindeutig, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren die Schwefelabsorption sogar bei sehr niedrigen Ca/S-Molenverhältnissen nahezu vollständig ist, wenn die Endreaktionen nah am Taupunkt, d.h. 1 bis 5 ºC vom Taupunkt stattfinden. Sehr gute Ergebnisse werden sogar mit den höchsten Temperaturen, d.h. 10 bis 30 ºC vom Taupunkt und bei einem viel niedrigeren Kalkverbrauch als bei den bisher bekannten Verfahren erreicht.
Den Angaben in der Literatur zufolge haben die Benetzungsreaktoren gemäß dem Stand der Technik eine SO&sub2;- Reduktion von rund 90 % bei einem Molenverhältnis Ca/S = 2,22 ergeben. Eine SO2-Reduktion von rund 98 % hat man nicht erreicht, bevor das Molenverhältnis Ca/S = 4 gewesen ist.
Fig. 4 zeigt das Verhältnis der SO&sub2;-Reduktion zum Ca/S- Molenverhältnis, erhalten bei der oben beschriebenen Testfolge, als das erfindungsgemäße Verfahren angewandt wurde. Als Vergleich zeigt die Figur das Verhältnis SO&sub2;- Reduktion zum Ca/S-Molenverhältnis, wenn der Test ohne Benetzungsreaktor durchgeführt wird.
Als Schlußfolgerung ermöglicht die vorliegende Erfindung das Kombinieren von verschiedenen Stufen von verschiedenen Prozessen zu einem Ganzen:
- Einem Benetzungsreaktor, bestehend aus dem Raum unterhalb der Filterkassetten oder dgl. Ein in diesem Raum angeordnetes Düsensystem sprüht Wasser zur Benetzung der Asche und Absorptionpartikeln und zur Senkung der Rauchgastemperatur nah an den Taupunkt, d.h. 0 bis 20 ºC davon.
- Einem Tuchfilter oder dgl., das entweder nach dem gewöhnlichen Gegenstrom-Reinigungsprinzip, mit Druckimpulsen, Rückspülung oder Schüttelung arbeitet.
- Einem kombinierten Misch- und Förderorgan für Asche und Absorbens, das z.B. im Aufnahmetrichter im unteren Abschnitt des Reaktors angeordnet ist. Das Mischorgan läuft vorzugsweise mit solch einer hohen Geschwindigkeit um, daß es die Ablagerungen aufbricht, die - wenn sie naß sind - von den Wänden und dem Filter hinabfallen und durch den heißen Gasstrom getrocknet werden.
- Zirkulation von Asche und Absorption, die dadurch zustande gebracht wird, daß ein Teil der einfließenden Rauchgase in den Reaktor durch dessen unteren Teil eingeblasen wird. Gas kann in den Reaktor auch von unterhalb der Mischwerke auf solche Weise eingeblasen werden, daß das Gas die im unteren Abschnitt des Reaktors angesammelte Partikelmasse fluidisiert. Das in den Reaktor vom unteren Abschnitt desselben zusammen mit dem von den Seitenwänden kommenden Hauptgasstrom eingeführte Gas trocknet die naßen Partikelklumpen, die vom oberen Abschnitt des Benetzungsreaktors hinabfallen. Die Gase fangen einen Teil der Partikeln zurück in die Benetzungszone ein, was in einer internen Zirkulation von Partikeln im Benetzungsreaktor resultiert.

Claims

1. Verfahren zur Reinigung von bei Verbrennungs-, Vergasungs- oder chemischen Prozessen erzeugten Gasen, welche Gase Schadstoffe, wie etwa Schwefeloxide, Clor- oder Fluorverbindungen enthalten

- indem den Gasen im oder nach dem Prozeß Reagens und/oder Absorption zugesetzt wird, das mit in den Gasen enthaltenen Schadstoffen reagiert,

- indem die Gase in einen Benetzungsreaktor (10) eingeführt werden zur Benetzung der Gase durch Wasser oder Dampf, um das in den Gasen enthaltene Reagens und/oder Absorbens zu aktivieren, und

- indem die entweder vollständig oder teilweise reagierten Reagens- und/oder Absorbensartikeln aus den Gasen abgeschieden werden, dadurch gekennzeichnet, daß

- Gase in den Benetzungsreaktor (10) auf mindestens zwei Ebenen eingeführt werden;

- ein erster Teil der Gase in eine Benetzungszone (30) eingegeben wird, wo die aus Gas und Reagens und/oder Absorbens erzeugte Suspension mit Wasser und/oder Dampf benetzt wird;

- der erste Teil der Gase in die Benetzungszone unterhalb von Düsen (20) zur Sprühung von Wasser und/oder Dampf in die Gase eingegeben wird;

- ein zweiter Teil der Gase in eine zweite unterhalb der Benetzungszone (30) angeordnete Zone eingegeben wird;

- der erste und zweite Teil der Gase veranlaßt werden, im Benetzungsreaktor (10) aufwärts im Gegenstrom zum abwärts durch die Benetzungszone fließenden Reagens und/oder Absorbens zu fließen;

- Feststoffpartikeln aus den Gasen oberhalb der Benetzungszone (30) in einem obersten Abschnitt des Benetzungsreaktors (10) abgeschieden werden, wonach die Gase aus dem Benetzungsreaktor (10) abgezogen werden;

- aus den Gasen oberhalb der Benetzungszone (30) abgeschiedene Feststoffpartikeln im Benetzungsreaktor (10) abwärts im Gegenstrom zu den aufwärts fließenden Gasen zur Benetzungszone (30) oder auf ein Niveau unter der Benetzungszone (30) zurückgeführt werden, wobei durch diese interne Zirkulation von Feststoffpartikeln im Benetzungsreaktor (10) eine Partikeldichte aufrechterhalten wird, die höher ist als die Partikeldichte der in den Benetzungsreaktor (10) eingeführten Gase.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus den aus dem Benetzungsreaktor (10) abgezogenen Gasen Feststoffpartikeln in einem im oberen Abschnitt des Benetzungsreaktors (10) angeordneten Filter abgeschieden werden, von welchem Filter die abgeschiedenen Partikeln auf solche Weise entfernt werden, daß sie zur Benetzungszone (30) und/oder zum unteren Abschnitt des Benetzungsreaktors (10) hinabfallen können.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Partikeln vom Filter intermittierend entfernt werden.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil der Gase mit von der Benetzungszone (30) abwärts fließenden Partikeln in Kontakt gebracht wird, und veranlaßt wird, sie zu trocknen.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite in den Raum unter der Benetzungszone (30) eingegebene Teil des Gases veranlaßt wird, einen Teil der im unteren Abschnitt des Reaktors angesammelten Partikeln in dessen oberen Abschnitt zurückzuführen.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite in den Raum unter der Benetzungszone (30) eingegebene Teil des Gases als ein oder mehrere Strahlen eingeführt wird, die mindestens teilweise auf solche Weise nach unten gerichtet sind, daß der Gasstrahl im unteren Abschnitt des Reaktors (10) angesammelte Partikelklumpen aufbricht und Partikeln mischt.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Partikeln vom unteren Abschnitt des Benetzungsreaktors (10) ausgetragen werden.

8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der vom unteren Abschnitt des Benetzungsreaktors (10) ausgetragenen Partikeln zurück in den Benetzungsreaktor (10) geführt werden.

9. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase im Benetzungsreaktor (10) auf eine Temperatur von 0 bis 20 ºC vom Taupunkt abgekühlt werden.

10. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Menge des ersten in die Benetzungszone (30) eingegebenen Teil des Gases zur Menge des zweiten unter die Benetzungszone (30) eingegebenen Teil des Gases bei rund 10:1 bis 1:5 liegt.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des in die Benetzungszone (30) eingegebenen Gases größer ist als die Menge des in die zweite Zone (40) eingegebenen Gases.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß rund 60 % des Gases in die Benetzungszone (30) eingeführt werden.

13. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des in die Benetzungszone (30) einzuführenden Gases dem Benetzungsreaktor (10) als Mantelströmung auf solche Weise zugeführt wird, daß das Gas in die Benetzungszone (30) durch in den Wänden des Benetzungsreaktors (10) angeordnete Kanäle und/oder die Wände des Benetzungsreaktors (10) entlang als abwärts fließender Strahl fließt, wobei die Mantelströmung verhindert, daß sich die Wände abkühlen und sich Feststoffe an den Wänden ablagern.

14. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des unterhalb der Benetzungszone (30) einzuführenden Gases als Mantelströmung in den Benetzungsreaktor (10) geleitet wird, so daß das Gas durch in den Wänden des Benetzungsreaktors (10) angeordnete Kanäle in den Reaktor fließt, wobei Abkühlung der Wände verhindert wird.

15. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des zweiten Teils der unterhalb der Benetzungszone (30) einzuführenden Gase dem Benetzungsreaktor (10) durch ein oder mehrere hauptsächlich in der Mitte der Querschnittsfläche des Benetzungsreaktors (10) angeordnete Düsen auf solche Weise zugeführt wird, daß die Gase über die gesamte Querschnittsfläche desselben gleichmäßig verteilt werden.

16. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser oder Dampf als nach unten gerichtete Strahlen in die Benetzungszone (30) eingegeben werden.

17. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser oder Dampf in eine Vielzahl Zonen im Benetzungsreaktor (10) eingegeben werden.

18. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Rückführung oder interne Zirkulation von Partikeln im Benetzungsreaktor (10) durch Einstellung der Menge des zweiten Teils der unterhalb der Benetzungszone (30) eingeleiteten Gase kontrolliert werden.

19. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Karbonate, Oxide oder Hydroxide von Alkalimetallen oder Alkalierden als Reagens und/oder Absorbens verwendet werden.

20. Vorrichtung zur Reinigung von bei Verbrennung oder Vergasung erzeugten Abgasen, bestehend aus einem Benetzungsreaktor (10) mit

- einem Einlaß für Abgase (12, 14, 56), welchen Gasen Reagens und/oder Absorbens zur Entfernung der in besagten Gasen enthaltenen Schadstoffe zugesetzt worden ist,

- Wasser- oder Dampf-Sprühdüsen (20), die eine Benetzungszone (30) zur Aktivierung des Reagens und/oder Absorbens erzeugen,

- einem Gasauslaß (16) über der Benetzungszone,

- einem in Verbindung mit dem Gasauslaß im oberen Abschnitt des Benetzungsreaktors (10) angeordneten Filter (22) zur Abscheidung von Feststoffpartikeln aus den Gasen und Rückführung derselben zum unteren Abschnitt des Benetzungsreaktors (10), und

- einem im unteren Abschnitt des Benetzungsreaktors (10) angeordneten Auslaß (18) für die aus den Gasen abgeschiedenen Partikeln, dadurch gekennzeichnet, daß der Benetzungsreaktor (10) mit auf mindestens zwei verschiedenen Höhen angeordneten Gaseinlässen (12, 14, 56) versehen ist, so daß

- mindestens ein Gaseinlaß (12) in der Benetzungszone (30) unterhalb der Düsen zur Einspritzung von Wasser und/oder Dampf angeordnet ist und

- mindestens ein Gaseinlaß (14, 56) in einer zweiten Zone (40) unterhalb der Benetzungszone angeordnet ist.

21. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschnitt des Benetzungsreaktors (10) mit einem Tuchfilter (22) versehen ist.

22. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Benetzungsreaktorwand in der Benetzungszone (30) eine Doppelwand ist, so daß in der Wand ein Einlaßkanal (36) für das in die Benetzungszone (30) einzuführende Gas gebildet wird.

23. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt des Benetzungsreaktors (10) mit einem mechanischen Mischwerk (50) zur Mischung der in besagtem unterem Abschnitt des Benetzungsreaktors (10) angesammelten Partikeln und zum Aufbrechen der darin gebildeten Partikelklumpen versehen ist.

24. Vorrichtung gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser- oder Dampfdüsen in einem horizontal durch den Benetzungsreaktor (20) verlaufenden Stützorgan angeordnet sind.