DD127683B1

DD127683B1 - vERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR REINIGUNG VON ABGASEN ODER DAMPFEN

Info

Publication number: DD127683B1
Application number: DD19458676A
Authority: DD
Inventors: Manfred Mittelstrass; Hans-Joachim Kuenne; Lothar Morl; Lothar Krell; Peter Schuster; Heinz Arlt
Original assignee: Manfred Mittelstrass; Hans-Joachim Kuenne; Lothar Morl; Lothar Krell; Peter Schuster; Heinz Arlt
Priority date: 1976-09-03
Filing date: 1976-09-03
Publication date: 1980-08-27
Also published as: DD127683A1

Description

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AHV/EHDUHCiSGEBIET DSR EEFIEDUEG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen oder Dämpfen, die schädliche oder belästigende Bestandteile, wie zum Beispiel fluß- oder schwefelsäurehaltige Dämpfe, enthalten.

CHARAKTERISTIK D2H ΒΞΧΑΕΊΙΤΕϊϊ TECKITISCHEIi LÖSUITGEN

Für die Reinigung von Abgasen oder Dämpfen, die schädliche oder belästigende Bestandteile enthalten, sind Absorber in Form von Absorptionstürmen mit Fällungen, Bodenkolonnen oder Regenkolonnen bekannt«

In diesen Absorbern v/erden im Gegenstrotn zwischen Flüssigkeit und Gas bzw. Dampf die Schadstoffe durch die Flüssigkeit absorbiert. Dabei wird die Flüssigkeit entweder in einem !!reis· lauf oder einmalig durch den Absorber geführt· Es ist weiterhin bekannt, die einzelnen übereinander angeordneten Stufen des Absorbers mit getrennten Flüssigkeitокгеіз-läufen zu betreiben. Bekannt ist auch bereite, die in der untersten Stufe des Absorbers durch Verdunstung aus der waschflüssigkeit in die Gas- oder Dampfphase übergegangene Itlenge durch frische '.Vascliflüssigkeit zu ersetzen» Weiternin ist .Гиг den Fall einer Fahrv/eise xit getrennten Flüssigkeitskreisläufen bekannt, die 7,'ascliflüssigkcit in den einseinen Stufen nacheinander aufzukonsentrisren·

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Bei den bekannten Absorbern wird durch die hohen Heinheitsanforderungen bei der Reinigung von Gasen oder Dämpfen von Schadstoffen die Kapazität der ./aschflüssigkeit bei einmaligem Durchlauf nur geringfügig genutzt, was zwar eine hohe Triebkraft für den Stoffaustauschprozeß bedeutet, aber mit einem hohen Jaschflüs^igkeitsverbrauch verbunden ist.

Bei Adsoröern mit einem ,/aschflassigkeitskreislai^f wird durch den Abbau der Triebkraft infolge der sich während der Absorption kontinuierlich erhöhenden Flüssigkeitskonzentration die Reinheit des austretenden Gases ständig vermindert. Außerdem ist in diesem Falle in bestimmten Abständen eine Auswechslung der '.»aschflüssigkeit erforderlich, wodurch der Absorber nicht voll kontinuierlich betrieben v/erden kann.

Dasgleiche trifft auf Absorber zu, bei denen einzelne übereinander angeordnete Absorptionsstufen mit getrennten Vorratsbehäitern verbunden sind, wobei die in ihnen vorhandenen .Vaschflüssigkeiten unterschiedlicher Konzentration zur Aufkonzentrierung von einem Kreislauf zum anderen umgepumpt werden können. Auch diese Absorber können nicht vol!kontinuierlich betrieben werden, da von Zeit zu zeit die am stärksten gesättigte Jaschflüssigkeit entfernt und lie am niedrigsten konzentrierte durch frische ".Taschflüssigkeit ersetzt werden muß. Da infoige der perioaiscnen -b'anr.veise sich für alle Stufen bis zum Wechseln der /.'ascnriüssigiceit aie ,vascnriüssigkeicskonzentration erhonen und damit zusammenhängend die wirkenden Triebkräfte für aie Absorption abbauen, ist eine konstante Keinneit; eier üase oder Dampfe nicht zu erreichen.

ZIEL DISH JiRPIKDUHG

Das Ziel der ufinaung bestent darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, das bzw. lie eine effektive Absorption der schädlichen oder belästigenden -.Bestandteile aus Abgasen oder Dämpfen aucn bei schwankender Konzentration dieser Bestandteile mit geringem wciscnflassigkeicsverbraucii gewährleistet und die Umweltverschmutzung mindert.

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DAHLSGUKG DES '.7ESiJIiS DER EHFIIiDUIfG

Es steht die Aufgabe, die Iriebkraftverhältnisse für den Absorptionsprozeß so zu gestalten, daß die Abgase oder Dämpfe unabhängig davon, mit welcher Konzentration sie anfallen, auf eine konstante Ausgangskonzentration gereinigt werden.

Benutzt wird in einer Kolonne mit zwei Flüssigkeitskreisläufen zur Feinreinigung der Abgase oder Dämpfe niedrig beladene .Vaschflüssigkeit, die von einer äußeren Sumpfkammer zu einem oberen Flüssigkeitsverteiler gepumpt wird, auf eine obere Kolonnenfüllung verteilt, auf einen Siebboden aufgetragen und über ein peripheres Ablaufwehr in die äußere Sumpfkammer zurückgeführt wird. Zur Vorreinigung der Abgase oder Dämpfe hingegen wird eine höher beladene «Vaschflüssigkeit, die von einer inneren Sumpfkammer su einem unteren Flüssigkeitsverteiler gepumpt, auf eine untere Kolonnenfüllung verteilt und in die innere Sumpfkammer geführt v/ird. Erfindungsgemaß wird zwischen der inneren Dampfkammer und der äußeren Sumpfkammer ein Druckunterschied erzeugt und durch ein Überlaufrohr zwischen äußerer und innerer Sumpfkammer ein unterschiedlicher Flüssigkeitsstand realisiert, wobei die Differenz der Flüssigkeitsstände

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sein muß, wrobei

^H m Höhendifferenz

§,„ kg/nr Dichte der '.Vaschflüssigkeit

g m/s Erdbeschleunigung-

Λ Pt mm WS Druckverlust der !Rohrleitung

^^pVert ^Ші ^ϊ/3 Druckverlusb des Flüssigkeitsverteilers

mm WS Druckverlust der oberen Kolonnenfüllung

^pSieb ^mm '^ Druckverlust des Siebbodens

ü_q , mm V/S Druckverlust der unteren Koionnenfüllung

~ OCA, U.

^pSieb

ist und diese Höhendifferenz durch die Zufuhr einer ent-

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sprechenden Fricchwassercnenge in die äußere Sumpf kammer ständig eingehalten wird.

In Weiterentwicklung der Erfindung v/erden die Abgase oder Dämpfe durch die Kolonne gesaugt und hierbei in der inneren Sumpfkacimer ein geringerer Druck als in der äußeren Sumpf kandier erzeugt. Das lliveau des Flüssigkeitsstandes in der inneren Sumpfkammer wird über dem der äußeren Sumpfkammer eingestellt. Es können aber auch die Abgase oder Dämpfe durch die Kolonne gedrückt werden. Hierbei v/ird in der inneren Sumpfkamner ein größerer Druck gegenüber dem Druck in der äußeren Sumpfkammer erzeugt und das lliveau des Flüssigkeitsctandes in der inneren Sumpfkammer unter dem der äußeren Sumpfkammer eingestellt.

Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung v/ird aus einem Behälter kommende !Teutralisationsflüssigkeit durch ein Regelventil, das durch einen in der höher beladenen 7/aschflüssigkeit angeordneten pH-7/ert-L'eßf linier gesteuert wird, der höher beladenen Y/accliflüssigkeit in der inneren Sumpf kammer zugeleitet, wobei die entstehenden, sich am Boden der inneren Sumpfkammer absetzenden lieutralisationsprodukte abgezogen werden.

Die Konzentration der Waschflüssigkeit in der äußeren Sumpfkammer wird kontinuierlich über eine Konzentrationsmeßvorrichtung erfaßt, wobei bei Überschreitung einer bestimmten Konzentration der Waschflüssigkeit über ein Regelventil die Menge der V/aschflüssigkeit, die aus der inneren Sumpfkammer abgezogen v/ird, vergrößert wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus einer Kolonne, in der zwei bekannte Kolonnenfüllungen angeordnet sind, über denen eich jeweils ein bekannter Flüssigkeitsverteiler befindet* Zwischen aci¹ oberen Kolonnenfüllung und dem unteren Flüssigkeitsverteiler ist ein Siebboden mit peripherer Ablauftasse angeordnet. Der Kolonnensumpf ist so gestaltet, daß er aus einer äußeren und inneren Sumpfkammer besteht, die durch ein "Oberlaufrohr miteinander verbunden sind, wobei das uberlaufrohr in Eodcr-nöhe durch eine Trennwand zwischen äußerer und innerer Sumpfkamrr.er geführt v/ird und in der äußeren Sum.ofkcmmer endet.

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Des I'berldu.frohr reicht in der inneren Sumpf каглаег vertikal bis zur vorgesehenen TT'jhe des Flüssigkeitsstandes. Die ncri-: acre Ablauftasse des Cicbbodens ist mit der äußeren Guaipfkrmmor durch eine Rohrleitung verbunden.

au oJV .ι:

Die Erfindung soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfühz-ungsbeispiele erläutert v/erden. Die Zeichnung besteht aus den Figuren 1 und 2. Sie zeigt in schematischer Darstellung eine zweistufige Kolonne (1) mit getrennten Flüssigkeitskreisläufen.

Kacii Figur 1 wird das zu reinigende Gas von einem Lüfter durch ein Gaseintrittsrohr (6) angesaugt. Ds durchströmt eine untere Kolonnenfüllung (3)> einen unteren Flüssigkeitsverteiler (7)_f einen Siebboden (4), eine obere Kolonnenfullung (2), einen oberen Flüssigkeitsverteiler (6) und verläßt die Kolonne (1) durch ein Gasaustrittsrohr (9)«

Um die schädlichen oder belästigenden Bestandteile aus deai Gas su entfernen, v/erden zwei Flüssigkeitskreisläufe realisiert. Zunächst gelangt das Gas in die untere Kolonnenfüllung (3), in der es mit im Kreislauf geführter Waschflüssigkeit in Kontakt kommt. Diese V/aschflüssigkeit des unteren Kreislaufes wird aus einer inneren Sumpfkammer (11) durch eine Punpe (14) über eine Rohrleitung (27) auf den unteren Flüssigkeitsverteiler (7) gefördert. Von diesem Flüssigkeitsverteiler (7) regnet die 7/aschf3ücsigkeit gleichmäßig verteilt auf die untere Kolonnenfüllung (3), in der V/aschfiüssigkeit und Gas mit der Eintrittskonsentration in Gegenstrom geführt v/erden. ЗГасЬ. der hier erfolgten Grobreinigung des Gases tropft die Y/aschfli'srigkeit in die innere Sumpfkamner (11) zurück. Der zweite Flüssigkeitskroislauf v/ird über den Siebboden (4) und die obere Kolonnenfüllung (2) realisiert. Dabei gelangt die V.^Taschflüssigkeit des oberen Kreislaufes aus der äußeren Sumpfkammcf (10) über die Pumne (13) und die Rohrleitung (28) in den oberen Flüssigkeitsverteiler (б)« Von dieser.; Flüssigkeitsverteiler (6) regnet die Waschflüssigkeit, gleichmäßig verteilt, auf die obere Kolonnenfüllung (2), durchströmt diese und gelengt auf den Siebboden (4)»

der eine Trennung zwischen den beiden Flüscigkeitükrcisläufen in der Kolonne (1) gewährleistet, l'ber ein reripheres Ablaufwehr (5), eine periphere Ablruftasse (24) und die Rohrleitung (25) flieCt die V/aschflüssigkeit des oberen Kreislaufes wieder in die äußere Sumpfkamner (10) zurück.

Auf Grund eines in der Kolonne (1) erzeugten Unterdruckes gegenüber der. Druck in der äußeren Sumpf kammer (10) wird, da beide Sumpf kammern (10; 11) durch ein Überlauf rohr (12) verbunden sind, in der äußeren Sumpfkammer (10) ein festgelegtes niedrigeres Niveau der T.'aschflüssigkeit als in der inneren Sumpfkammer (11) eingestellt. Das Überlaufrohr (12) erlaubt nur eine Strömung von V/aschflüssigkeit aus der äußeren in die innere Sumpfkammer«

Die Verluste an V/aschflüssigkeit (z.B. durch Verdunstung) in beiden Kreisläufen bewirken eine Absenkung des ?lüssigkei"csniveaus in beiden Sumpfkammern (10;11), die mit Hilfe von lliveausonden (29;1o) und zugehörigen Regelventilen (17;1S) durch in die äußere Sunpfkammer (10) über Leitung (19) eingespeistes Frischwasser ausgeglichen werden. Dadurch kann nur Flüssigkeit niederer Konsentration aus der äußeren Sumpfkammer (10) in die innere Sumpfkammer (11) fließen und nicht umgekehrt.

Infolgedessen besitzt die Waschflüssigkeit im unteren Kreislauf immer eine höhere Konzentration gegenüber der des oberen. Um die Konzentration der 7/aschf lüssigkeit in der inneren Sumpfkammer (11) konstant zu halten, wird, fells der Meßfühler (20) eine positive Abweichung vom Sollwert anzeigt, ITeutralisationsflüssigkeit aus dem Behälter (23) über das kegelventil (22) und die Rohrleitung (21) in die innere Sumpf kcrnmer (11) zugeführt. Die Absaugung des entstehenden ITcutralisationsproduktes wird durch folgenden Hegelmechanismus gewährleistet:

Steigt die Konzentration in der äußeren Sumpfkammer (1С) über einen bestimmten Sollwert, der vom Meßfühler (2g) erfaßt wird, wird über ein Regelventil (3C) und eine Pumpe (15) 2Jeutralisationsprodukt aus der inneren Sumpfkammer (11) entzogen. Dadurch sinkt das l.ivecu der '..'aschflussigkeit in der inneren Sumpfkammer (11), die ITiveousonde (2S) und des Regelventil (17) sprechen en und Frischwasser wird solange in die äuCerc Sumpfkammer (1С) zugeführt, Ьіз für diese der Konzentrctionosollwert eri'sicat ict.

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unterschiedlich ζυιι AuofL'.hrur.-cbeiopxGl in J'igur 1 wird rc.cn Figur 2 ö.B.3 Gea in die Kolonne (1) gedrückt. Dadurch ist dan I'Tiveui dar ',','accliflüsci^keit in der äuHcren Surrofkammpr (10) höher als in der inneren Surnpfkcsiner (11)·

Die Vorteile der 3rfindung bestehen darin, daß einmal durch die optimale Triebkraftausnut sung die erforderliche Llen^e an 'iVaschflüssickeit minimiert wird, sich die notwendige Hohe der Kolonnenfüllung verringert und dadurch die spezifischen Druckverluste sinken. Zürn anderen wird ~it der Erfindung eine vollkontinuierliche Gasreinigung mit gleichseitiger neutralisation der V/aschflüssigkeit nöglich, wodurch die Auslastung der Kolonne steigt und die Abmaße der Sumpfkamrnern kleiner gewühlt werden können. Schließlich wird mit der Erfindung eine konstante Austrittskonzentration der Abgase aus der Kolonne garantiert.

Claims

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1. Verfahren zur Reinigung von Abgasen oder Dämpfen, die schädliche oder belästigende Bestandteile enthalten, das in einer Kolonne (1) mit zwei Flüssigkeitskreisläufen zur Feinreinigung der Abgase oder Dämpfe durchgeführt wird, wobei niedrig beladene Waschflüssigkeit, die von einer äußeren Sumpfkammer (10) zu einem oberen Flüssigkeitsverteiler (6) gepumpt, auf eine obere Kolonnenfüllung (2) verteilt wird, in die äußere Sumpfkammer (Ю) zurückgeführt wird, während zur Vorreinigung der Abgase oder Dämpfe eine höher beladene Waschflüssigkeit, die von einer inneren Sumpfkämmeг (11) zu einem unteren Flüssigkeitsverteiler (7) gepumpt, auf eine untere Kolonnenfüllung (3) verteilt wird, und diese Waschflüssigkeit in die innere Sumpfkanmer (11) fließt, gekennzeichnet dadurch, daß die von der oberen Kolonnenfüllung (2) abfließende Waschflüssigkeit auf einen Siebboden (4-) aufgetragen und über ein peripheres Ablaufwehr (5) in die äußere Sunpfkammer (10) abgetaucht zurückgeführt wird und zwischen der inneren Sumpfkammer (11) und der äußeren Sumpf kammer (Ю) ein Druckunterschied erzeugt und durch ein Überlaufrohr (12) zwischen äußerer und innerer Sumpfkammer ein unterschiedlicher Flüssigkeitsstand realisiert wird, wobei die Differenz der Flüssigkeitsstände

sein muß, wobei

ΔΗ - Höhendifferenz

ф,„ - Dichte der .Vaschflüssigkeit

g - Erdbeschleunigung

APj₁ - Druckverlust des Lüfters

- Druckverlust der Rohrleitung

у . - Druckverlust des Flüssigkeitsverteilers

- Druckverlust der oberen Kolonnenfüllung ,, "" Druckverlust der unteren Kolonnenfüllung

" Druckverlust des Siebbodens

ist und diese Höhendifferenz durch die Zufuhr einer ent-

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sprechenden Frisch¹.;:-, scermenge in dia Lu-Icre Surnf kammer (1С) ständig eingehalten wird·
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Abgase oder Dämpfe durch die Kolonne (1) gesaugt v/erden und hierbei in der inneren Sumpfkammer (11) ein geringerer Druck als in der äußeren Sumpfkammer (10) erzeugt und das Eiveau des Flüssigkeitsstandes in der inneren Sumpfkammer (11) über dem der äußeren Sumpfkammer (10) eingestellt v.'ird.

Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Abgase oder Dämpfe durch die Kolonne (1) gedrückt v/orden und hierbei in der inneren Sumpfkammer (11) ein größerer Druck gegenüber dem Druck in der äußeren Sumpfkammer erzeugt und das 1-Tiveau des Flüssigkeitsstandes in der inneren Sumpfkammer (11) unter dem der äußeren Sumpfkammer (10) eingestellt wird.

4* Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß aus einem Behälter (23) kommende ITeutralisationsflüssigkeit durch ein Hegelventil (22), das durch einen in der höher beladenen Waschflüssigkeit angeordneten pH-7/ert-I.Ießfühler (20) gesteuert wird, der höher beladenen 7/aschflüssigkeit in der inneren Sumpfkammer (11) zugeleitet wird, wobei die entstehenden, sich am Eoden dar inneren Sumpfkammer (11) absetzenden iieutrali3ationsprodukte abgezogen werden«

5· Verfahren nach einem der Punkte 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Konsentration der V/a senflüscigkeit in der äußeren Sumpfkammer (10) kontinuierlich über eine Konzentrationsmeßvorrichtung (26) erfaßt wird, wobei bei Überschreitung einer bestimmten Konsentration der V/'acchfiüsaigkeit über ein Regelventil (27) die LIenge der Y/aschflüssigkeit, die aus der inneren Sumpfkammer (11) abgezogen wird, vergrößert wird*

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6. Vorrichtung zur Durchführung dos Verfahrens пясіі Punkt 1, ßelzer,r,zeichnet dadurch, daß in einer Kolonne (1) zwei bekannte Kolonnenfüllungen (2;3) angeordnet cind, über denen sich jeweils ein bekannter Flüssigkeitsverteiler (o;7) befindet, wobei zwischen der oberen Kolonnenfüllung (2) und dem unteren Flüssigkeitsverteiler (7) ein Siebboden mit peripherer Ablauftasse (24) angeordnet ist, und der Kolonnensumpf so gestaltet ist, da3 er aus einer äußeren und inneren Sumpfkaniner (10;11) besteht, die durch ein Überlaufrohr (12) miteinander verbunden sind, wobei das Überlaufrohr (12) in Bodennähe durch eine Trennwand zwischen äußerer und innerer Sumpfkammer (10;11) geführt wird und in der äußeren Sumpfkammer (10) endet, während es in der inneren Sumpfkammer (11) vertikal bis zur vorgesehenen Höhe des Flüssigkeitsstandes reicht, wobei die periphere Ablauftasse (24) des Siebbodens mit der äußeren Sumpfkammer (10) durch eine Rohrleitung (25) verbunden ist.

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