WASTE GAS SCRUBBER

Abstract: 1. Apparatus for scrubbing waste gases, in particular flue gases from refuse incinerators, consisting of a housing (1) with housing walls (2, 3), an inlet opening (4), an outlet opening (5) and nozzles (10) connected to the housing (1) for spraying scrubbing water into the interior of the housing, the housing walls (2, 3) and the nozzles (10) consisting of corrosion resistants materials, characterized in that the housing walls (2, 3) consist of a flexible, acid-resistant material and that the nozzles (10) are formed by ceramic inserts inserted in the flexible walls (2, 3).

Description: Balgenwaschvorrichtung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Waschvorrichtung für Abgase, insbesondere Rauchgase von Müllverbrennungsanlagen, bestehend aus einem Gehäuse mit einer Eintritts- und Austrittsöffnung, die gleichachsig zueinander angeordnet sind und mit dem Gehäuse verbundenen Düsen zum Versprühen von Waschwasser in den Gehäusehohlraum. Derartige Waschvorrichtungen werden als sogenannte Sättiger in den bekannten Pauchgaswaschanlagen verwendet. In diesen Sättigern werden durch Eindüsen von Waschwasser die eingeleiteten Rauchgase auf ca. 600 C abgekühlt. Diese Sättiger unterliegen einer starken Korrosion aufgrund der Säurebeanspruchung und zusätzlicher Lochfrasskorrosion durch Chloride und Fluoride sowie von Tropfenschlagkorrosion durch die Düsenwassertropfen. Aus diesen Gründen werden bekannte Sättigerkästen aus hochwertigen Stählen, insbesondere korrosionsbeständigen Nickel Legierungen unter der Bezeichnung Hastelloy, hergestellt. Jedoch auch die Verwendung derartiger Materialien führt nicht zu wünschenswerten betriebswirtschaftlichen Benutzungszeiten. Zudem treten bei den bekannten Sättigern starke Korrosionen am Eintrittskanal des Sättigers auf. Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Waschvorrichtung zu schaffen, die eine hohe Lebensdauer besitzt und bei der Verschleisserscheinungen durch Korrosion und Erosion, insbesondere durch Säurebeanspruchung und Tropfenschlagerrosion, weitgehend reduziert werden. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Gehäusewände aus flexiblem, säurefestem Material und die Düsen aus Keramikeinsätzen bestehen, die in die Wände eingesetzt sind. Indem erfindungsgemäss auf die Verwendung von Stahl als Herstellungsmaterial für die Waschvorrichtung verzichtet wird, werden die bekannten Korrosions- und Erosionsprobleme derart reduziert, dass eine wesentlich verlängerte Lebensdauer der erfindungsgemässen Vorrichtung erreicht wird. Zudem wird überraschenderweise noch der zusätzliche Effekt erreicht, dass die Gehäusewände aufgrund ihrer flexiblen Ausgestaltung infolge des im Rauchgaskanals herrschenden Unterdrucks nach innen gezogen werden. Hierdurch wird eine Verengung des Strömungsquerschnittes innerhalb der erfindungsgemässen Waschvorrichtung erreicht, so dass eine Art Venturi-Kanal geschaffen wird, was zu einer verbesserten Durchmischung zwischen Rauchgas und eingesprühtem Waschwasser führt. Hierdurch werden die Ab- bzw. Rauchgase nicht nur auf die Sättigungstemperatur abgekühlt, sondern es erfolgt auch die Auswaschung von Chlorwasserstoff , Schwefeldioxit und Fluorwasserstoff. -F.rfindungsgemä ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Düsen zum Einspritzen des Waschwassers unterhalb des engsten Querschnitts angeordnet sind. Denn hier erfährt das Rauchgas-Tropfengemisch infolge der Verengung zunächst eine Beschleunigung und erwirkt dadurch einen Impulsaustausch. Diese Relativbewegungen ermc#glichen bei geringen Druckverlusten eine optimale Vermischung des Wassers mit dem Rauchgas. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. Weiterhin bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Verwendung der erfindungsgemässen Waschvorrichtung in einer Rauchgas-Waschanlage. Denn durch die Verwendung der erfindungsgemässen Waschvorrichtung ist es möglich, ein sogenanntes Kreislaufverfahren durchzuführen, bei dem das Abwasser der erfindungsgemässen Waschvorrichtung im Kreislauf in diese Waschvorrichtung zurückgeleitet wird. Durch dieses erfindungsgemässe Kreislaufverfahren werden der Frischwasserbedarf und die Abwassermenge erheblich reduziert. Zusätzlich wird durch das Kreislaufverfahren eine optimale Ausfällung der Schwermetalle und Schwermetallverbindungen in einem Auffangbecken erzielt. Weiterhin kann erfindungsgemäss zur Anhebung des PH-Wertes eine Zugabe von walksteinmehl erfolgen, und zwar in das rückgeführte Waschwasser. Hierdurch kann zusätzlich SO2 absorbiert werden. Anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Waschvorrichtung, im Prinzip, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt durch die Wand einer erfindungs ge:a#ssen Vorrichtung ausser Betrieb in der linken Hälfte und in der rechten Hälfte eine Ansicht einer Wand der erfindungsgemässen Vorrichtung bei Betrieb, Fig. 4 einen Teilschnitt in vergrössertem Massstab durch die Wand einer erfindungsgemässen Vorrichtung, Fig. 5 einen Schnitt durch eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemässen Vorrichtung, und Fig. 6 ein Prinzipschaltbild einer nach dem Kreislaufprinzip arbeitenden erfindungsgemässen Rauchgaswasch anlage. In Fig. 1 ist eine erfindungsgemässe Waschvorrichtung gezeigt. Diese besteht aus einem Gehäuse 1, dessen Wände 2, 3 aus flexiblem, säurefestem Material bestehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt mit den Längswänden 2 und den Querwänden 3 auf. Das Gehäuse 1 weist eine obere Eintrittsöffnung 4 und eine untere Austrittsöffnung 5 auf. Auf der Eintritts öffnung 4 sitzt ein Rauchgaseinleitungsstutzen 6 und auf der Austrittsöffnung 5 ist ein Austrittsstutzen 7 angeordnet. Durch den Pfeil X wird die Strömungsrichtung eines Rauchgases bzw. eines Abgases angegeben. Die Längs- und Querwände 2, 3 sind jeweils an ihrer Ober- und Unterseite in einem Rahmen 8, 9 befestigt. In den Längswänden 2 der erfindungsgemässen Waschvorrichtung sind Düsen 10 eingesetzt. Diese Düsen 10 bestehen aus einem säurefesten Keramikmaterial, beispielsweise Porzellan. Die Düsen 10 sind über Leitungen 11, 12 mit einer Wasserversorgung verbunden. In den Fig. 1 und 2 ist durch den gestrichelten Verlauf der Wände 23,deren Zustand während des Stillstandes der Anlage bezeichnet und der durchgezogene Strichverlauf deutet denBetriebszustand der erfindungsgemässen Vorrichtung an. Der Nichtbetriebszustand und der Betriebszustand und der damit verbundene Verlauf der Wände der erfindungsgemässen Vorrichtung ergibt sich insbesondere aus Fig. 3. Wie aus den Abbildungen zu erkennen ist, nehemn die flexiblen Wände in der Nichtbetriebsstellung, Fig. 3, linke Seite, eine Lage ein, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Wand mit leichter Ausbuchtung nach aussen verläuft. Das bedeutet, dass die Wand mit geringem Übermass gegen über dem Abstand der beiden Rahmen 8, 9 ausgebildet ist, d.h. ihre Breite ist grösser als der Abstand der beiden Rahmen 8, 9 . Weiterhin ist hieraus zu erkennen, dass an den Wänden jeweils im Anschlussbereich für die Düsen 10 Anschlussfortsätze 13 ausgebildet sind, in die die Düsen 10 eingesetzt werden und mittels üblicher Schlauchklemmen befestigt werden, die über die Anschlussfortsätze 13 geschoben werden. Eine besondere Abdichtung der Düsen an ihrem Umfange ist nicht erforderlich, da, wie im folgenden noch erläutert, innerhalb der erfindungsgemässen Waschvorrichtung im Betriebszustand ein Unterdruck herrscht. Dieser Unterdruck entsteht durch den Anschluss eines Sauggebläses über den Austrittsstutzen, mit dem die Rauchgase über den Rauchgaseintritt angesaugt werden. Diese Rauchgase besitzen innerhalb des Rauchgaseintrittes ca. eine Temperatur von 2800 C und werden in der erfindungsgemässen Waschvorrichtung auf ca. 650 C abgekühlt und treten mit dieser Temperatur aus der erfindungsgemässen Vorrichtung über den Austrittsstutzen aus. Durch den innerhalb der erfindungsgemässen Vorrichtung entstehenden Unterdruck nehmen die Wände 2, 3 die in den Figsl und 2 mit den durchgezogenen Linien eingezeichnete Lage ein, d.h. die Wände 2, 3 erfahren eine konkave Wölbung nach innen. Hierdurch wird eine Art Venturi-Kanal geschaffen. Der gewölbte Verlauf nach innen ist insbesondere auch aus Fig. 3, rechte Hälfte, zu erkennen. Durch diese Wölbung nach innen nehmen die Düsen 10 eine derartige Lage ein, dass ihre Einspritzachse Y-Y zur Strömungsachse der erfindungsgemässen Vorrichtung schräg in Richtung auf die Austrittsöffnung verläuft. Wie insbesondere aus Fig. 3 zu erkennen ist, sind die Düsen erfindungsgemäss unterhalb des engsten Querschnitts der erfindungsgemässen Vorrichtung im Betriebszustand, d.h. im nach innen gewölbten Zustand der Wände 2, 3, siehe Fig. 2, an den Seiten der Wände befestigt. In diesem Bereich erfährt das Rauchgastropfengemisch infolge der Verengung zunächst eine Beschleunigung und bewirkt dadurch einen Impulsaustausch. Die hierbei auftretenden Relativbewegungen ermöglichen bei geringen Druckverlusten eine optimale Vermischung des Wassers mit dem Rauchgas. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, besteht erfindungsgemäss das die flexiblen,säurebeständigen Wände bildende Material aus einem Schichtaufbau aus Glasgewebe und einem säurebeständigen Kunststoff, insbesondere Polytetrafluoräthylen. Dabei ergibt sich folgende Lagenfolge von aussen nach innen. Zunächst ist aussen eine Beschichtung 15 aus Polytretafluoräthylen auf einer Glasgewebelage 16 aufgebracht. An diese Glasgewebelage 16 schliesst sich eine weitere Lage 17 aus Glasgewebe an, die von einer Lage 18 aus einer Polytetrafluoräthylen-Folie gefolgt wird, an die wiederum sich eine Lage 19 aus Glasgewebe anschliesst, die an ihrer dem Vorrichtungsinnenraum zugekehrten Seite eine Beschichtung 20 aus Polytetrafluoräthylen aufweist. Die beiden Polytetrafluoräthylen-Beschichtungen 15, 20 besitzen vorzugsweise eine Dicke von 0,2 bis 0,5 mm und die einzelnen Gewebelagen 16,17,19 und die Polytetrafluoräthylen-Folie 18 weisen eine Dicke von ca. 08, bis 2 mm auf. Die Wände 2, 3 werden mit den Rahmen über eine Zwischenlage 21 aus sogenanntem Viton-Band befestigt, das sich durch eine hohe Temperaturbeständigkeit auszeichnet. Dieses Viton-Band besitzt eine Dicke von ca. 2 mm. Die Erfindung ist keineswegs auf den vorbeschriebenen Schichtaufbau beschränkt und auf die verwendeten Materialien, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen, wobei es insbesondere auf eine hinreichende Flexibilität und Festigkeit sowie auf die erforderliche Säurebeständigkeit ankommt. Weiterhin zeigt Fig. 5 eine weitere erfindungsgemässe Ausbildung einer Waschvorrichtung. Diese unterscheidet sich von der Vorbeschriebenen durch einen kreisförmigen Querschnitt, wobei im übrigen gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern versehen sind. Bei den herkömmlichen Rauchgaswaschanlagen gelangen die Rauchgase nach der Entstaubung zur Abscheidung von gasförmigen Schadstoffen in die Gaswaschanlage. In der am Wäschereintritt angeordneten Sättigerzone erfolgt durch Wassereindüsung und -verdampfung eine Abkühlung der Gase auf Satti gungstemperatur. In der nachgeschalteten Waschzone ist ein Zentrifugalwäscher als kombinierter Feststoffgasabscheider angeordnet. Am Austritt dieses Wäschers befinden sich ein Saugzug und ein Tropfenabscheider. Die Rauchgase werden mit dem gummierten Saugzug und ebenfalls durch gummierte Gaskanäle zum Tropfenabscheider und von dort über die Mischkammern des Schornsteines in die Atmosphäre abgeleitet. Die im Rauchgas enthaltenen Schadstoffe werden durch den Waschprozess aus der Gasphase in die Flüssigkeitsphase überführt. Die Waschflüssigkeit ist stark sauer und besitzt beispielsweise einen PH-Wert von 1. Eine beträchtliche Teilmenge von ca. 80% der in den Wäschern umlaufenden Lösung wird über eine Neutralisationsanlage in ein Absatzbecken geleitet. Die aus dem Absatzbecken ablaufende Flüssigkeit wird in der Regel in Flüsse abgeführt. Hierdurch tritt jedoch eine erhebliche Umweltbelastung auf. Durch die erfindugnsgemässe Verwendung der Waschvorrichtung, wie in den Fig. 1 bis 5 beschrieben, kann erfindungsgemäss ein sogenanntes Kreislaufverfahren vorgesehen werden. Dieses Kreislaufverfahren verläuft wie folgt (siehe Fig. 6). Die Abgase mit einer Temperatur von ca. 2800 C werden in die erfindungsgemässe Waschvorrichtung 1 eingeleitet, wobei die im Rauchgas enthaltenen Schadstoffe aus der Gasphase in die Flüssigkeitsphase überführt werden. Hierdurch kommt es zu einer Anreicherung dieser Schadstoffe im Waschemedium, dem Waschwasser. Dieses Waschwasser wird nun nach dem Austritt aus der erfindungsgemässen Waschvorrichtung 1 sofort wieder über Kreislaufpumpen 25 der erfindungsgemässen Waschvorrichtung 1 zugeführt. Hierzu dient die in Fig.l eingezeichnete untere Zuleitung 12. Weiterhin ist erfindungsgemäss vorgesehen, dass zur Einhaltung einer bestimmten Grenzkonzentration, die mit einem Leitfähigkeitsmesser 27 gemessen wird, eine bestimmte Wassermenge über eine Leitung 28 abgezogen und neutralisiert wird. Dieses Verlustwasser und das Verlustwasser durch Verdampfung und Absalzung wird in Form von Frischwasser durch Eindüsung, in Fig. 1 über die Zuleitung 11, laufend ergänzt. Die Zuleitung 11 wird aus dem W#ssernetz versorgt, wobei eine Notwasserzuleitung 29 und eine Zusatzwasserversorgung 30 vorgesehen ist. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wirkt demnach die erfindungsgemässe Waschvorrichtung 1 sowohl als Sättiger als auch als Wäscher, so dass bei den bekannten Verfahren vorhandene Zentrifugalwäscher entfallen können. Hierdurch wird eine wesentliche Kostenreduzierung erreicht. Darüber hinaus ergibt sich eine wesentliche Ersparnis am Frischwasser sowie eine erhebliche Verringerung der Abwassermenge entsprechend. Es waren beispielsweise 48 m3 pro Stunde Frischwasser bei den bekannten Verfahren erforderlich, es werden erfindungsgemäss nur noch 18 m3 pro Stunde Frischwasser benötigt. Die anfallende Abwassermenge reduziert sich von 36 m3 pro Stunde Abwasser beim bekannten Verfahren auf 8 m3 pro Stunde Abwasser gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren. Durch das erfindungsgemässe Kreislaufverfahren wird eine optimale Ausfällung in bezug auf Schwermetalle und Schwermetallverbindungen in einem Auffangbecken 26 des Wassers erzielt, was sich durch die wesentlich verringerte Abwassermenge ergibt. Der im Auffangbecken 26 vorhandene Wasserdampf wird über eine Leitung 31 zu einem Wasseraustauscher abgeführt. Zusätzlich kann vorteilhafterweise eine SO2 -Abscheidung erfolgen durch Lösung der Gaskomponente in einer wässrigen Phase. Da die Waschflüssigkeit in bekannten Systemen stark sauer ist, kann eine SO2-Abscheidung nicht erfolgen. Um eine Abscheidung zu erreichen, wird als Additive CaCO3, (z.B. Kalksteinmehl als in einer Suspension gelöste RalziumkomponenteRin das Kreislaufwasser über eine Zugabeleitung 32 zugeführt. Durch diese Massnahme wird ein etwas höhrer PH-Wert von 3-4 eingestellt. Die Kreislaufwassersuspension bindet das SO2 des Rauchgases unter Bildung von Kalziumsulfit und Gips.

Claims: Ansprüche: 1. Waschvorrichtung für Abgase, insbesondere Rauchgase von Müllverbrennungsanlagen, bestehend aus einem Gehäuse mit einer Eintritts- und Austrittsöffnung und mit dem Gehäuse verbundenen Düsen zum Versprühen von Waschwasser in den Gehäusehohlraum, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäusewände (2, 3) aus flexiblem, säure festem Material und die Düsen aus Keramikeinsätzen bestehen, die in die Wände (2, 3) eingesetzt sind. 2. Waschvorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h a e k e n n z e i c h n e t, dass die flexiblen Wände (2, 3) in einen die Eintritts- und Austritts öffnung umschliessenden Rahmen (8, 9) eingesetzt sind und die Breite der flexiblen Wände (2, 3) grösser ist als der Abstand der Rahmen (8, 9). 3. Waschvorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die flexiblen Wände (2, 3) derart in dem Rahmen (8, 9) befestigt sind, dass die Wände im Betriebszustand eine nach innen gerichtete, konkave Wölbung einnehmen, so dass von ihnen eine Art Venturi-Kanal gebildet wird. 4. Waschvorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Düsen (10) in Strömungsrichtung der Abgase gesehen, unterhalb des durch die konkave Wölbung erzeugten engsten Querschnitts des Gehäuses (1) angeordnet sind. 5. Waschvorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Düsenachse bei konkav nach innen gewölbten Wänden (2, 3) schräg in Richtung auf die Austrittsöffnung (5) zur Längsachse des Gehäuses (1) verläuft. 6. Waschvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Wandmaterial aus einem kunststoffbeschichteten Glasgewebe besteht, wobei die Kunststoffbeschichtung vorzugsweise aus Polytetra fluoräthylen besteht. 7. Waschvorrichtung nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die flexiblen Wände (2, 3) einen Schichtaufbau aus Glasgewebe und Kunststoffbeschichtung derart aufweisen, dasssich von aussen nach innen folgender Aufbau ergibt: Polytetrafluoräthylen-Beschichtung (15), Glasgewebelage (16), Glasgewebelage (17), Poly tetrafluoräthylen-Folie (18), Glasgewebelage (19) und Polytetrafluoräthylen-Beschichtung (20). 8. Waschvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Wände (2, 3) mit den Rahmen (8, 9) unter Zwischenlage aus hochwärme beständigem Material, vorzugsweise Viton-Band, verbunden sind. 9. Waschvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Gehäuse (1) einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt besitzt. 10. Waschvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Gehäuse (1) einen kreis förmigen Querschnitt aufweist. 11. Waschanlage für Abgase, insbesondere Rauchgase von Müllverbrennungsanlagen, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Verwendung einer Waschvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 und der Rückführung des schadstoffbelasteten Waschwassers zum Einspritzen in die Waschvorrichtung. 12. Waschanlage nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass dem rückgeführten Waschwasser vor dem Einspritzen CaCO3 beigegeben wird. 13. Waschanlage nach Anspruch 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zusätzlich zu dem schadstoffbelasteten Waschwasser zum Ausgleich des Verlustwassers Frischwasser eingedüst wird.

Inventors: TEMELLI, SEDAT, DIPL.-ING.
Applicants: MULLVERBRENNUNGSANLAGE WUPPERTAL GMBH
Application year: 1986
Main classification: B01D53
IPC codes: B01D53, B01D47, F23J15