CH677771A5 - - Google Patents
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Description
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CH 677 771 A5
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Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum mechanischen Entfernen von Schlamm aus dem Waschwasserbecken einer Rauchgaswaschanlage,
Bei Grossanlagen, z.B. Kraftwerken, Kehrichtverbrennungsanlagen und dergleichen, sind seit längerer Zeit verschiedene Verfahren zum Reinigen von Abgasen im Einsatz. Während also im industriellen Bereich Massnahmen zur Reinhaltung der Luft eingesetzt werden, ist dies bei Feuerungsanlagen, wie sie bei Millionen von Ein- und Mehrfamilienhäusern zur Raumheizung und zur Warmwasserbereitung verwendet werden, praktisch noch kaum der Fall. In diesen Feuerungsanlagen werden jedoch gesamthaft wesentlich grössere Mengen von umweltbelastenden fossilen Brennstoffen verbrannt als in den industriellen Anlagen.
Dem Bau von gut funktionierenden und wirtschaftlichen Abgasreinigungsanlagen für relativ kleinere Feuerungsanlagen, stellen sich erhebliche technische Probleme entgegen.
Durch die EP-A 0 172 395 ist jedoch eine sehr wirksame Abgasreinigungsanlage bekannt geworden, welche sich sehr gut für eine Heizleistung von etwa 50 kW bis etwa 1,2 MW und mit gewissen Modifikationen auch für höhere Heizleistungen eignet. Bei der bekannten Vorrichtung wird das Rauchgas durch einen Sprühregen gefördert. Durch einen Lüfter wird eine mehrmalige Zirkulation eines Grossteils des Abgases durch den Sprühnebel bewirkt, so dass eine relativ lange Zeit für den Stoff- und Wärmeaustausch zwischen Abgas- und Wassertröpfchen zur Verfügung steht. Dadurch wird eine hohe Reinigungswirkung und auch eine hohe Wärmerückgewinnung erzielt. Eine Dosiervorrichtung ist vorgesehen, um dem Wasser im Waschwasserbehälter Neutralisierungsmittel, z.B. Kalkmilch, zuzuführen. Kalk als Neutralisierungsmittel hat den Vorteil, dass er sehr billig ist und zu einem harmlosen Endprodukt führt, nämlich Gips.
Der anfallende Gips kann problemlos entsorgt werden. Nachteilig ist jedoch, dass der Gips als Schlamm anfällt und aus dem Waschwasser entferntwerden muss.
Zur Entfernung des bei der Reinigung anfallenden Schlamms sieht die EP-A 0 118 017 einen geschlossenen Trocknungsbehälter vor, in welchem mittels einer Vakuumpumpe Unterdruck erzeugt werden kann, so dass der schlammartige Niederschlag am Boden des Bades abgesogen und in den Trocknungsbehälter eingeleitet wird. Der Trock-nungsbehälter ist der Wirkung der Rauchgase ausgesetzt, so dass der in den Trocknungsbehälter eingebrachte Schlamm austrocknet. Der dabei entweichende Wasserdampf wird mittels der Vakuumpumpe abgesogen. Um ohne Schwierigkeiten erkennen zu können, ob der Trocknungsbehälter gefüllt ist, ist dieser an einem lastempfindlichen Schaltglied aufgehängt, welches umschaltet, sobald der Trocknungsbehälter aufgrund des aufgenommenen getrockneten Rückstandes ein vorgegebenes Gesamtgewicht überschreitet. Diese Art der Schlamm-entfernung erfordert relativ teure und störungsanfällige Aggregate, wie z.B. eine Vakuumpumpe. Nachteilig ist ferner auch, dass der eingetrocknete Schlamm sich nicht leicht aus dem Trocknungsbehälter entfernen lässt.
Statt einer Vakuumpumpe bietet die allgemeine Fördertechnik auch noch andere Fördermittel an, z.B. Förderschrauben. Möglich wäre auch eine Art Paternoster mit Schöpflöffeln. Offensichtlich hat der Erfinder der Einrichtung gemäss der EP-A 0 118 017 der Schlammförderung mittelsVakuumpumpe den Vorzug gegeben, weil sich ein hydraulisches Verfahren besonders gut zur Förderung von flüssigem Schlamm eignet und die Gefahr eines Nicht-funktionierens wegen Verkrustungen vermieden wird. Steht nämlich wegen geringen Wärmebedarfs die Rauchgaswaschanlage längere Zeit still, so kann der geförderte Schlamm aushärten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das eingangs erwähnte Verfahren so zu verbessern, dass bei der Entfernung des Schlammes dieser in praktisch entwässerter Form anfällt und daher leicht zu entsorgen ist.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Schlamm durch mechanische Fördermittel derart gefördert wird, dass er nach dem Verlassen der Waschflüssigkeit zwecks Entwässerung solange durch die Fördermittel festgehalten wird, bis das überschüssige Wasser nach unten abgelaufen ist. Bei diesem Verfahren werden somit durch die Fördermittel Materialbrocken - im Falle der Verwendung von Kalk als Neutralisationsmittel Gipsbrocken - aus der Fördervorrichtung ausgestos-sen. Diese Gipsbrocken können von einem Behälter aufgenommen und problemlos entsorgt werden. Es sind also keine besonderen Massnahmen notwendig, um den angefallenen Gips aus dem Auffangbehälter zu entfernen. Es entfällt auch die Notwendigkeit, den Auffangbehälter durch Rauchgase zu heizen. Als Fördermittel können billige Vorrichtungen eingesetzt werden, die auch zuverlässig arbeiten.
Vorteilhaft erfolgt die Förderung über eine Förderstrecke, deren Anteil über dem Flüssigkeitsspiegel mindestens so gross ist wie die Förderstrecke unter dem Flüssigkeitssplegel. Es verbleibt dann relativ viel Zeit zum Abtropfen und Verdunsten der im Schlamm enthaltenen Flüssigkeit. Es ist ferner von Vorteil, wenn die Förderung in relativ langen Zeitabständen relativ kurzzeitig erfolgt. Die Förderung sollte nur über eine kleine Wegstrecke erfolgen, damit die über dem Flüssigkeitsspiegel gehobene Schlammcharge Zeit zum Entwässern hat. Ein ähnlicher Effekt kann auch erreicht werden, wenn die Fördereinrichtung relativ langsam betrieben wird. Das intermittierende Verfahren ist jedoch insofern von Vorteil, als während der Ruhepausen das Ab-fliessen des Wassers unter der Wirkung der Schwerkraft nicht durch eine Lageänderung des Schlamms gestört wird.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn im Betrieb der Rauchgaswaschanlage der im Waschwasserbecken sich ansammelnde Schlamm wieder aufgewirbelt wird. Dies bewirkt, dass die kleinen Schlammpartikel wachsen, so dass schliesslich nur die grossen Schlammpartiket sich am Boden des Waschwasserbeckens ansammeln und von den För5
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dermitteln erfasst werden. Der so gebildete Schlamm hat eine sandige Struktur. Dank dieser sandigen Struktur läuft das Waschwasser rasch ab, wenn der Schlamm über den Flüssigkeitsspiegel gefördert wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Antriebsvorrichtung und einer von dieser antreibbaren und von einem Mantel mindestens teilweise umschlossenen Schraube, wobei der Mantel einen Einlass und einen Auslass und die Schraube einen Kern mit mindestens einem Gewinde aufweist. Es ist aber auch möglich, mehrere Gewindegänge vorzusehen. Erfin-dungsgemäss ist die Vorrichtung, welche nachfolgend als Schraubenförderer bezeichnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde die Form einer Schraubenfeder aufweist und lediglich in Abständen mit dem Kern verbunden ist. Dies hat den Vorteil, dass der Abstand zwischen zwei Windungen sich etwas ändern kann. Dadurch wird ein Festsitzen der Schraube im Mantel vermieden, wenn der Schlamm eintrocknet. Andererseits verhindert die punktuelle Verbindung des Gewindes mit dem Kern ein Aufrollen des Gewindegangs im Betrieb. Es findet also keine Torsion des schraubenfederartigen Gewindes statt. Der Kern kann auch aus einem flexiblen Material, z.B. aus einem flexiblen Kunststoff, bestehen. Dies ermöglicht es, dem Schraubenförderer eine andere als gerade Formgebung zu geben. Es ist aber auch möglich, das Gewinde einlasseitig über den Kern hinausragen zu lassen. In diesem kernlosen Bereich ist dann ebenfalls eine Krümmung des Mantels möglich. So kann beispielsweise der Mantel einlasseitig eine Krümmung aufweisen. In diesem Fall erhält der einlasseitige Teil des Gewindes eine praktisch waagrechte Anordnung zum Boden des Waschwasserbeckens, wodurch die Zuführung des Schlamms in den Einlass verbessert wird. Zur besseren Zuführung des Schlamms kann das Gewinde aus dem Einlass herausragen.
Das Gewinde besteht vorteilhaft aus hochkant schraubenförmig gewundenem Bandmaterial, z.B. rostfreiem Stahl. Dies erlaubt eine relativ billige Herstellung des Schraubenförderers. Um die Einführung des Schlamms in den Schraubenförderer zu erleichtern, weist der Mantel vorteilhaft am Einlass eine Ausweitung auf. Eine zweckmässige Ausführung des Schraubenförderers sieht vor, dass am Mantel ein Befestigungsflansch schräg zur Mantelachse angeordnet ist. Dies ermöglicht eine einfache Befestigung des Schraubenförderers am Waschwasserbecken, wobei für eine optimale Ausrichtung des Schraubenförderers gesorgt wird.
Vorteilhaft ist am Auslass des Schraubenförderers ein Abstreifblech vorgesehen. Durch dieses Abstreifblech wird das austretende teigartige bis harte Material sicher abgestreift und nach unten in einen Auffangbehälter gelenkt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung, welche einen Schraubenförderer darstellt, näher beschrieben.
Die Zeichnung zeigt schematisch die Anordnung des Schraubenförderers 10 am Waschwasserbehäl-ter 11 einer Rauchgasreinigungsanlage, wie sie beispielsweise bei Ein- und Mehrfamilienhäusern Verwendung finden kann. Mit der Bezugsziffer 12 ist ein Aufnahmebehälter für die ausgetragenen Feststoffbrocken 13 bezeichnet. Der Schraubenförderer weist eine Antriebsvorrichtung, z.B. einen Elektromotor 15, zum Antrieb der Schraube 17 auf. Die Schraube 17 wird praktisch auf ihrer ganzen Länge von einem Mantel 19, z.B. einem Metall- oder Kunststoffrohr, umschlossen. Der Mantel 19 besitzt einen Einlass 21, der beim gezeigten Ausführungsbeispiel eine Ausweitung 23 aufweist. Motorseltig ist ein Auslass 25 vorgesehen. Einlasseitig weist der Mantel 19 eine Krümmung 27 auf. Von besonderer Bedeutung ist die Ausgestaltung der Schraube 17, welche einen Kern 29 und ein Gewinde 31 aufweist. Die Besonderheit besteht nun darin, dass das Gewinde 31 die Form einer Schraubenfeder besitzt und lediglich in grösseren Abständen z.B. durch Punkt-schweissen mit dem Kern verbunden ist. Zwischen den Befestigungsstellen können sich also die Windungen in axialer Richtung zum Kern 29 bewegen. Zur Herstellung der Schraube 17 kann Bandmaterial hochkant schraubenförmig gewunden werden. Das so entstandene schraubenfederförmige Gebilde 31 wird dann auf einen Metallstab geschoben, welcher den Kern 29 bildet und beispielsweise bei jeder zehnten Windung mit dem dieser durch eine Punkt-schweissung verbunden wird. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Konstruktion derart, dass der Kern 29 nur bis zur Krümmung 27 reicht, wobei das Gewinde 31 einlasseitig aus dem Mantel 19 hinausragt und in den Schlamm 33 eintaucht. Wenn der Kern 29 aus einem flexiblen Material, z.B. einem ela-stomeren Kunststoff, besteht, kann er auch bis an das Ende des Gewindes 31 reichen.
Auslasseitig dient die Befestigungsplatte 35 und das Abstreifblech 37 der Abstreifung des geförderten Materials. Dieses fällt dann in den Aufnahmebehälter 12.
Zur Befestigung des Schraubenförderers ist ein schräg zur Mantelachse angeordneter Befestigungsflansch 39 vorgesehen, der beispielsweise mit Schrauben 41 am Behälter 11 befestigt ist.
Es ist zu beachten, dass der Schraubenförderer eine relativ lange Förderstrecke aufweist, welche über dem Flüssigkeitsspiegel 43 liegt. Dadurch wird die Entwässerung des Schlamms gefördert.
Im Betrieb der Fördereinrichtung treibt der Motor 15 die Schraube 17 entweder nur sehr langsam an oder arbeitet intermittierend. Die intermittierende Arbeitsweise wird bevorzugt, weil dann ein relativ billiges Getriebe 16 mit einer relativ kleinen Untersetzung benützt werden kann. Die Förderung erfolgt also in relativ langen Zeitabständen relativ kurzzeitig. Dadurch wird erreicht, dass bei jedem Einschalten des Motors 15 der Schlamm lediglich über eine relativ kurze Teilstrecke bewegt wird. Dabei läuft überschüssiges Wasser im Mantel nach unten. Im Bereich des Auslasses findet auch ein Flüssigkeitsverlust durch Verdampfen statt. Dabei verfestigt sich das geförderte Material. Dank der Flexibilität des nur an wenigen Stellen mit dem Kern 29 verbundenen Gewindes 31 besteht keine Gefahr eines Festsitzens der Schraube 17 im Mantel 19.
Die Entwässerung des Schlamms 33 ist stark von der Korngrösse der ihn bildenden Feststoffparti-
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kein abhängig. Grosse Korngrössen fördern die Entwässerung. Es hat sich gezeigt, dass relativ grosse Korngrössen dadurch erreicht werden können, dass im Betrieb der Bauchgaswaschanlage der sich absetzende Schlamm wieder aufgewirbelt wird. Die sich in der Waschflüssigkeit bewegenden Partikel nehmen dann weiter an Grösse zu, bis sie einen gewissen Durchmesser erreicht haben und zum Boden absinken. Dort werden sie dann vom Gewinde 31 erfasst.
Es ist zweckmässig, den Motor 15 zur gleichen Zeit wie den Motor der Dosiervorrichtung der Rauchgaswaschanlage zu betätigen. Es kann so das gleiche Steuersignal und der gleiche Schalter für beide Motoren verwendet werden. Wie einleitend erwähnt wurde, wird mit der Dosiervorrichtung dem Waschwasser ein Neutralisationsmittel, z.B. Kalziumhydroxid, beigefügt. Der Motor 15 läuft nach jedem Einschalten etwa 5 bis 15 Sekunden. Es findet jeweils ein Transport in der Grössenordnung von 3 bis 10 cm statt.
Claims (10)
1. Verfahren zum mechanischen Entfernen von Schlamm aus dem Waschwasserbecken einer Rauchgaswaschanlage, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlamm durch mechanische Fördermittel derart gefördert wird, dass er nach dem Verlassen der Waschflüssigkeit zwecks Entwässerung noch so lange durch die Fördermittel festgehalten wird, bis das überschüssige Wasser nach unten abgelaufen ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderung über eine Förderstrecke erfolgt, deren Anteil über dem Flüssigkeitsspiegel mindestens so gross ist wie die Förderstrecke unter dem Flüssigkeitsspiegel.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Betrieb der Rauchgaswaschanlage der im Waschwasserbecken sich ansammelnde Schlamm wieder aufgewirbelt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Antriebsvorrichtung (15) und einer von dieser antreibbaren und von einem Mantel (19) mindestens teilweise umschlossenen Schraube (17), wobei der Mantel (19) einen Einlass (21) und einen Auslass (25) und die Schraube (17) einen Kern (29) mit mindestens einem Gewinde (31) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (31) die Form einer Schraubenfeder aufweist und lediglich in Abständen mit dem Kern (29) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (29) aus flexiblem Material, z.B. einem Kunststoff, besteht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (31) einlasseitig über den Kern (29) hinausragt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
6, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (19) eine Krümmung (27) aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (31) aus dem Einlass (21) herausragt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewinde (31) aus hochkant schraubenförmig gewundenem Bandmaterial, z.B. aus einem rostfreien Stahlband, besteht.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis
9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (19) am Einlass (21) eine Ausweitung (23) aufweist.
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