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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Methode und eine Vorrichtung
zur Reinigung von Abgasen mit Löschkalk.
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Hintergrund der Erfindung
und Stand der Technik
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Bei
unterschiedlichen Arten der Verbrennung, z.B. Verbrennung fossiler
Brennstoffe, Verbrennung von Abfällen
usw. werden Schadstoffe enthaltende Abgase erzeugt, die entfernt
werden müssen,
bevor die Abgase in die Atmosphäre
ausgestoßen
werden. Diese Schadstoffe können
Feststoffe sein, wie z.B. Flugasche oder gasförmige Stoffe, wie z.B. Schwefeldioxid
oder Chlorwasserstoff. Die festen Schadstoffe können mit Hilfe eines Filters,
z.B. eines elektrostatischen Filters oder eines Gewebefilters entfernt
werden, wogegen die gasförmigen Schadstoffe
durch Absorption mit Hilfe eines Absorptionsmittels entfernt werden.
Bei der Nassreinigung von Abgasen, werden die gasförmigen Schadstoffe durch
eine absorbierende Flüssigkeit
entfernt, die ein Absorptionsmittel enthält. Gasförmige Schadstoffe, z.B. Säuresubstanzen
wie Schwefeldioxid oder Chlorwasserstoff können ebenfalls dadurch entfernt werden,
dass man die Abgase mit einem partikulären Absorptionsmaterial in
Kontakt bringt. Dies ist normalerweise Löschkalk (Kalziumhydroxid).
Der Kontakt zwischen den Abgasen und dem Absorptionsmaterial kann
erfolgen, nachdem die Abgase den Kessel verlassen haben. Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf letzteres, das so genannte Trockensorptionsverfahren.
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Beim
Trockensorptionsverfahren wird partikulärer Löschkalk mit Wasser während des
Fließens des
Abgases dispergiert. Einerseits werden die heißen Abgase durch das Wasser
heruntergekühlt
(normalerweise von ca. 150° auf
ca. 70-80°C)
und andererseits werden die gasförmigen
Schadstoffe wie Schwefeldioxid durch den partikulären Löschkalk
absorbiert. Das partikuläre
Material wird dann z.B. durch Filtration aus den Abgasen entfernt,
bevor die Abgase in die Atmosphäre
abgegeben werden. Das separierte partikuläre Material, das im Folgenden pulverisierter
Kalk genannt wird, wird gesammelt. Ein bestimmter Teil des gesammelten
pulverisierten Kalks kann bei der Abgasreinigung durch Rezirkulation
und Zugabe einer kleinen Menge unbenutzten Löschkalks wieder verwendet werden.
Der Rest des gesammelten pulverisierten Kalks wird z.B. durch kontrollierte
Abfalldeponierung entsorgt.
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Der
bei der Reinigung des Abgases mit dem Trockensorptionsverfahren
verwendete Löschkalk wird
entweder komplett von einem Löschkalklieferanten
eingekauft oder vor Ort hergestellt. Die herkömmliche Herstellung von Löschkalk
vor Ort erfolgt so, dass gebrannter Kalk von einem Lager zu einer
Trockenlöschvorrichtung
geliefert wird. Darin wird der gebrannte Kalk durch Zugabe einer
exakt dosierten Wassermenge gelöscht.
Nach dem Löschen
wird der Löschkalk
zur Lagerung in ein Silo befördert.
Wird Löschkalk
für die
Abgasreinigung benötigt,
so wird es vom Silo durch Rohrleitungen zu einem Mischer abgezogen,
in dem der Löschkalk
mit wieder in Umlauf gebrachtem, pulverisierten Kalk gemischt und
mit einer bestimmten Menge Wasser aufbereitet wird, bevor das Gemisch
mit den Abgasen in Kontakt gebracht wird.
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Dieses
herkömmliche
Verfahren hat aber eine Reihe von Nachteilen. Denn die Wassermenge beim
Löschen
des Kalks muss sehr genau dosiert werden, da die Zugabe von mehr
Wasser als für
das Löschen
erforderlich ist und das als Wasserdampf in einer exothermalen Löschreaktion
entweicht, eine Ansammlung in Klumpen bewirkt. Diese Ansammlung
in Klumpen kann zum Blockieren der Trockenlöschvorrichtung und zu unerwünschten
Klumpen im Lagersilo führen
und kann das Abziehen des Löschkalks
aus dem Silo für
die Abgasreinigung beeinträchtigen
oder verhindern. Ein weiterer Nachteil ist, dass der Löschkalk
eine stärkere
Tendenz hat, Staub zu bilden und voluminöser als gebrannter Kalk ist. Für die gleiche
Menge Löschkalk
braucht man fast die doppelte Menge gebrannten Kalk. Dadurch wird der
Löschkalk
für den
Umschlag und den Transport teurer.
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Um
den Löschkalk
ohne Verklumpungsprobleme umzuschlagen und zu transportieren, muss der
Wassergehalt sorgfältig
kontrolliert werden, so dass der Löschkalk einen Wassergehalt
von 0-2 Gewichtsprozent hat. Ein so niedriger Wassergehalt wiederum
verursacht ein weiteres Problem, und zwar, dass der Löschkalk eine
geringe Oberfläche bekommt.
Es ist tatsächlich
festzustellen, dass die Oberfläche
des Löschkalks
im Wesentlichen direkt proportional zum Wassergehalt des Löschkalks
ist. Also hat der Löschkalk
mit einem Wassergehalt von 0-2 Gewichtsprozent eine Oberfläche von
ca. 15-18 m2/g, während der Löschkalk mit einem Wassergehalt
von 10 Gewichtsprozent eine Oberfläche von ca. 23 m2/g
und der Löschkalk
mit einem Wassergehalt von 15 Gewichtsprozent eine Oberfläche von
etwas mehr als 30 m2/g hat. Da die Reaktionsfähigkeit
des Löschkalks
bei der Abgasreinigung mit sich vergrößernder Oberfläche ansteigt,
kann man erkennen, dass ein niedriger Wassergehalt und, daraus resultierend,
eine geringe Oberfläche
des Löschkalks
nachteilig sind.
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Ein
weiterer Nachteil der vorherigen Technik ist, dass die Lagerung
von Löschkalk
zu dessen Alterung führt,
und unter anderem durch das Absorbieren von Kohlendioxid aus der
Atmosphäre
Karbonat bildet.
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Das
Patent
WO-A-9616722 zeigt
eine Methode auf, bei der heiße
Prozessgase durch einen Kontaktofen hindurchgeleitet werden, in
den ein partikuläres
Absorptionsmaterial, das mit den gasförmigen Schadstoffen in den
Gasen reagiert, in die Gase eingeleitet wird, um die gasförmigen Schadstoffe
in abtrennbaren Staub zu verwandeln. Die Prozessgase werden dann
durch einen Staubabscheider geleitet. Der Hauptanteil des Staubes,
der im Staubabscheider abgeschieden wird, wird zu einem Mischer geleitet,
in dem er gemischt und angefeuchtet wird. Danach wird er als Absorptionsmaterial
wieder in Umlauf gebracht, indem er, zusammen mit einem frischen
Absorptionsmittel, in die Prozessgase eingeleitet wird. Gebrannter
Kalk wird als frisches Absorptionsmittel hinzu gegeben. Der Staub
wird über
den Mischer, den Kontaktreaktor und den Staubabscheider viele Male
wieder in Umlauf gebracht, um eine Reaktion des gebrannten Kalks
mit Wasser herbei zu führen,
das dem Mischer zugeführt
wird, und daraus entsteht der Löschkalk.
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Man
kann erkennen, dass es wünschenswert
und eine Verbesserung auf diesem Gebiet wäre, wenn es bei der Abgasreinigung
möglich
wäre, Löschkalk
mit einem hohen Wassergehalt und einer großen Oberfläche einzusetzen, ohne gleichzeitig auftretenden
Verklumpungsprobleme zu haben. Wenn auch die anderen Schwierigkeiten
bei der Lagerung und beim Transport von Löschkalk verringert oder ausgeschlossen
werden können,
waren das weitere Vorteile.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Bei
der Erfindung wurde festgestellt, dass die oben genannten Schwierigkeiten
dieses Verfahrens durch die Herstellung von Trockenlöschkalk
vor Ort umgangen werden können,
d.h. bei der sofortigen Anbindung an die Abgasreinigung und einem
Wassergehalt von mindestens 5 Gewichtsprozent.
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Gemäß der Erfindung
ist eine Methode zur Reinigung von Abgasen mit partikulärem Löschkalk vorgesehen.
Diese Methode zeichnet sich dadurch aus, dass der gebrannte Kalk
zuerst in einem Zeitraum von 3-20 Minuten mit Wasser bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt
von mindestens 5 Gewichtsprozent trocken gelöscht wird, und anschließend wird
er innerhalb einer Minute des Löschens
mit den Abgasen in Kontakt gebracht.
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Gemäß der Erfindung
ist auch eine Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen mit partikulärem Löschkalk
vorgesehen. Diese Vorrichtung besteht aus einem Zuführende zum
Zuführen
des gebrannten Kalks und zur Zugabe von Wasser, und einem Auslassende
zum Ablassen des Löschkalks
sowie einem Mischmittel zwischen dem Zuführende und dem Auslassende.
Diese Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie zwischen dem
Zuführende
und dem Auslassende einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt
hat, die durch eine erste Überfließkante geteilt
sind. Der erste Abschnitt ist am Zuführende angeordnet und besitzt
mindestens ein Mischmittel, das sich um die horizontale Welle dreht
und sich in die Querrichtung der Vorrichtung erstreckt, um gebrannten
Kalk und Wasser zu mischen und zuzuführen und in Längsrichtung
der Vorrichtung vom Zuführende
zur Überfließkante zu
leiten. Der zweite Abschnitt ist am Auslassende angeordnet und besitzt mindestens
ein Mischmittel, das sich um die horizontale Welle dreht und sich
in die Querrichtung der Vorrichtung erstreckt, um das Material zu
mischen, das über
die erste Überfließkante zugeführt wird
und um das Material in Längsrichtung
der Vorrichtung zu einer zweiten Überfließkante zu leiten, die am Auslassende
angeordnet ist.
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Weitere
charakteristische Eigenschaften und Vorteile der Erfindung sind
aus der folgenden Beschreibung und den Forderungen im Anhang ersichtlich.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Vorzugsweise
sollte der Löschkalk
bei dieser Erfindung einen Wassergehalt von 5-30 Gewichtsprozent,
am besten aber von 10-20 Gewichtsprozent haben. Auch wenn Löschkalk
mit einem Wassergehalt über
20 Gewichtsprozent eingesetzt wird, kann das Risiko einer Verklumpung
bestehen. Aus diesem Grund wird ein Wassergehalt des Löschkalks über 50%
Gewichtsprozent in der Erfindung vermieden.
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Aus
der hohen Oberfläche
und der Porosität des
Löschkalks
gemäß der Erfindung
ergibt sich, dass er mehr Wasser enthalten kann als herkömmlicher
Löschkalk
und frei fließend
bleibt, d.h. die hohe Oberfläche
verringert die Verklumpungsprobleme.
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Ein
erkennbarer Vorteil der Erfindung ist, dass der Löschkalk
vor Ort hergestellt wird, d.h. er wird sofort für die Abgasreinigung eingesetzt.
Diese Bedingung wird in der Erfindung so beschrieben, dass der Löschkalk
innerhalb einer Minute des Löschens
mit dem Abgas in Kontakt gebracht werden muss. Vorzugsweise wird
der Kalk innerhalb von 30 Sekunden des Löschens mit den Abgasen in Kontakt gebracht.
Durch den Löschkalk,
der für
die sofortige Abgasreinigung hergestellt wird, würde die Notwendigkeit für ein Lagersilo
und Transportleitungen entfallen und somit auch mögliche Probleme
beseitigt, die durch das Verklumpen in den Silos und Rohrleitungen
entstehen würden.
Die Bedingung, dass der Löschkalk
sofort bei seiner Herstellung für
die Abgasreinigung verwendet wird, bedeutet, dass auch Probleme,
die durch das Altern des Löschkalks
entstehen, vermieden werden.
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Selbst
wenn der Löschkalk
gemäß der Erfindung
so wie er ist für
die Abgasreinigung benutzt werden kann, z.B. wenn man vorgekühltes, Chlorwasserstoff
enthaltendes Abgas aus der Abfallverbrennung reinigt, stellt es
einen besonders bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung dar,
dass der Löschkalk
mit wieder in Umlauf gebrachtem, pulverisiertem Kalk aus der Abgasreinigung
gemischt wird, bevor das so erhaltene Gemisch mit den Abgasen in Kontakt
gebracht wird.
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Zusätzlich zu
der Tatsache, dass eine solche Rezirkulation des pulverisierten
Kalks zu einer wirtschaftlichen Ausnutzung des Absorptionsmaterials führt, werden
mögliche
Verklumpungsprobleme weiter reduziert. Wenn dem gebrannten Kalk
beim Löschen
zu viel Wasser zugefügt
wurde, wird dieses überschüssige Wasser
tatsächlich
schnell egalisiert, wenn es mit dem wieder in Umlauf gebrachten,
pulverisierten Kalk gemischt wird. Diese Egalisierung wird in großem Maße durch
die Menge frischen Löschkalks
beeinflusst, die verglichen mit der Menge des wieder in Umlauf gebrachten,
pulverisierten Kalks sehr klein ist. Allgemein ist es am besten,
ein Mischungsverhältnis
zwischen dem Löschkalk
und dem wieder in Umlauf gebrachten, pulverisierten Kalk von 1:50
bis 1:500, basierend auf dem Gewicht, zu haben. Eine Zugabe von
ca. 100 kg Löschkalk
pro 10 Tonnen pulverisiertem Kalk ist am besten.
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Beim
Mischen des Löschkalks
mit wieder in Umlauf gebrachtem, pulverisiertem Kalk erfolgt auch eine
Aufbereitung des Gemisches durch die Zugabe von Wasser. Beim Reinigen
von Abgasen ist es tatsächlich
notwendig, wie oben erwähnt,
dass das Absorptionsmaterial, das in den Abgasen verteilt ist, einen
bestimmten Wassergehalt hat, einerseits, um optional die Abgase
zu kühlen
und andererseits, um eine Reaktion zwischen dem Absorptionsmaterial und
den gasförmigen
Schadstoffen zu erreichen. In der Regel wird der Löschkalk
während
des Mischens mit dem wieder in Umlauf gebrachten, pulverisierten Kalk
mit Wasser aufbereitet, so dass eine relative Feuchtigkeit (RH)
von 5-60% erreicht wird. Genauer gesagt, beim Absorbieren des Schwefeldioxids
aus den Abgasen sollte das Absorptionsmaterial einen Wassergehalt
haben, der eine relative Feuchtigkeit von 40-60% erzeugt, während die entsprechende relative
Feuchtigkeit beim Absorbieren von Chlorwasserstoff ca. 5-10% ist.
Diese Werte der relativen Feuchtigkeit werden in den ausgestoßenen Abgasen gemessen,
nachdem das Absorptionsmaterial mit den Abgasen in Kontakt gebracht
wurde. Der Grund, warum der RH-Wert bei der Absorption von Chlorwasserstoff
niedriger ist, ist der, dass der Löschkalk hygroskopisches Kalziumchlorid
mit dem Chlorwasserstoff bildet. Um den notwendigen RH bei der Reinigung
von Abgasen zu erreichen, wird das Gemisch aus Löschkalk und wieder in Umlauf
gebrachtem, pulverisiertem Kalk durch die Zugabe von Wasser aufbereitet,
das in Feinversprühung
durch Düsen über dem
Gemisch verteilt wird. Um ein optimales Ergebnis bei der Abgasreinigung zu
erreichen, ist es wichtig, dass die Bestandteile so homogen wie
möglich
gemischt und verteilt werden. Unterschiedliche Vorrichtungen für diesen
Zweck sind vorher schon bekannt gewesen. Ein Beispiel einer solchen
Vorrichtung wird in dem Patent
WO
96/16 727 aufgezeigt und bekannt gemacht.
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Wie
oben genannt, muss der Löschkalk
innerhalb einer Minute, besser noch innerhalb von 30 Sekunden des
Löschens
mit den Abgasen in Kontakt gebracht werden. Diese Zeiten umfassen
nicht die Zeit für
das Löschen
des gebrannten Kalks, das ca. 3-20 Minuten dauert. Andererseits
ist darin die Zeit für
die optionale Zugabe von wieder in Umlauf gebrachtem, pulverisiertem
Kalk und das Aufbereiten des Gemisches mit Wasser enthalten. Dieser
Arbeitsgang ist also innerhalb von höchstens einer Minute auszuführen, vorzugsweise
wäre er
innerhalb eines Zeitraums von 10 Sekunden bis 1 Minute auszuführen, am
besten wären
10-30 Sekunden.
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Um
einem optimalen Wirkungsgrad zu erreichen, sollte der Löschkalk
bei der Abgasreinigung eine geringe Partikelgröße haben. Der Löschkalk
hat vorzugsweise eine Partikelgröße von 1-10 μm, noch besser
2-5 μm.
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Wie
oben gesagt, gehört
zur Erfindung auch ein Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen mit
partikulärem
Löschkalk.
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Im
Gegensatz zur herkömmlichen
Trockenlöschvorrichtung,
bei der durch die Zufuhr über
eine Axialschnecke oder ähnliches
ein großes
Störungs- und
Unterbrechungsrisiko aufgrund der Verklumpung auftritt, bewirkt
die offene Konstruktion der Erfindung und die Radialzufuhr zum Mischmittel,
dass das Material ohne übermäßige Kompression
gemischt und zugeführt
wird. Dadurch ist das Verstopfungs- und Unterbrechungsrisiko nicht
vorhanden.
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Bei
der oben beschriebenen Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es am besten,
wenn das Mischmittel jeweils im ersten und zweiten Abschnitt aus
einer sich drehenden Welle mit Radialarmen besteht, an deren äußeren Enden
Schaufeln angebracht sind, die einen Winkel mit der Drehrichtung
bilden.
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Es
ist ebenfalls am besten, wenn die Leitkante der Schaufel einen Winkel
von 10-45° mit
der Drehrichtung bildet.
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Die
Schaufeln können
in Umfangsrichtung einen geraden Querschnitt haben. Alternativ kann der
Querschnitt der Schaufeln gebogen sein, z.B. in Form eines Kreissegmentes.
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Im
ersten Abschnitt ist es am besten, wenn die Ausdehnung der Schaufeln
in Umfangsrichtung relativ gering ist und einem Sektor mit einem
Winkel von ca. 5-30° entspricht.
Andererseits ist es am besten, im ersten Abschnitt eine große Anzahl
von Schaufeln zu haben, wie z.B. das Mischmittel mit einer drehbaren
Welle, die 4-12
Radialarme mit 2 Schaufeln pro Welle hat.
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Im
zweiten Abschnitt ist es am besten, wenn die Ausdehnung der Schaufeln
sowohl in Umfangs- wie auch in Axialrichtung relativ groß ist. Es
ist also am besten, wenn die Schaufeln in der Umfangsrichtung eine
Ausdehnung haben, die einem Sektor mit einem Winkel von 30-90° entspricht.
Die Ausdehnung in axialer Richtung ist vorzugsweise so, dass 2-10
Paar Schaufeln die Größe des Mischmittel
in axialer Richtung abdecken.
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Wie
aus der oben genannten Beschreibung ersichtlich, kann die erfundene
Vorrichtung direkt an die Abgasleitung angeschlossen werden, aber
aufgrund eines besonders bevorzugten Aspekts der Erfindung wird
die Vorrichtung an ein Ende einer Kammer mit einem Mittel für die Zufuhr
von pulverisiertem Kalk angeschlossen, der aus der Abgasreinigung wieder
gewonnen wurde, sowie an ein Mittel für die Zugabe von Wasser und
ein Mittel für
das Mischen von Löschkalk,
wieder in Umlauf gebrachtem, pulverisiertem Kalk und Wasser und
das Ablassen der Mischung aus dem anderen Ende der Kammer angeschlossen,
um mit den Abgasen in Kontakt gebracht zu werden. Eine solche Kammer
kann von einer Konstruktion sein, die per se bekannt ist und kann
z.B. aus einer Vorrichtung gemäß dem o.g.
Patent
WO 96/16 727 bestehen.
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Um
das Verstehen der Erfindung zu erleichtern, wird sie anhand der
beiliegenden Zeichnungen erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
beiliegenden Zeichnungen illustrieren in
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1 eine
herkömmliche
Anlage zur Abgasreinigung mit Löschkalk
gemäß dem Trockensorptionsverfahren;
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2 eine
Anlage für
die Abgasreinigung mit Löschkalk
durch das Trockensorptionsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
eine schematische Draufsicht auf die Trockenlöschvorrichtung in 2;
und
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4 ist
ein schematischer Querschnitt entlang der Linie I-I in 3 der
Trockenlöschvorrichtung.
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Bei
der herkömmlichen
Abgasreinigung durch das Trockensorptionsverfahren mit Löschkalk gemäß 1 wird
der Löschkalk
durch Zufuhr von gebranntem Kalk aus einem Lager 1 zu einer
Löschvorrichtung 2 hergestellt,
in die durch eine Rohrleitung 3 auch Wasser für das Löschen zugegeben wird.
Wie oben erwähnt,
muss die zugegebene Wassermenge beim Löschvorgang sehr genau kontrolliert
werden, um ein Verklumpen zu vermeiden. Der Löschkalk, der einen Wassergehalt
von 0-2 Gewichtsprozent hat, wird von der Trockenlöschvorrichtung 2 zu
einem Lagersilo 4 transportiert. Aus dem Silo 4 wird
der Löschkalk
durch eine Rohrleitung 5 einer Misch- und Aufbereitungsvorrichtung 6 zugeführt, in
der der Löschkalk
mit Hilfe eines Mischmittels 9 mit wieder in Umlauf gebrachtem,
pulverisiertem Kalk gemischt wird, der durch die Rohrleitung 7 zugeführt wird.
Wie oben erwähnt,
ist die Menge Löschkalk
bezogen auf die Menge des pulverisierten Kalks sehr gering und liegt
gewöhnlich
in der Größenordnung von
100 kg Löschkalk
pro 10 Tonnen pulverisierten Kalks. Das Gemisch aus Löschkalk
und pulverisiertem Kalk wird durch Zugabe von Wasser in fein verteiltem
Zustand durch die Rohrleitung 8 aufbereitet. Das Aufbereiten
geschieht bis zu einem Wassergehalt, der in der gewünschten
relativen Feuchtigkeit beim nachfolgenden Kontakt zwischen dem Absorptionsmaterialgemisch
und den Abgasen resultiert. Wie oben erwähnt, liegt diese relative Feuchtigkeit bei
einer Temperatur von 70-80° im
Bereich von ca. 40-60%, wenn das Schwefeldioxid aus den Abgasen entfernt
wird.
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Die
Misch- und Aufbereitungsvorrichtung
6 kann z.B. von dem
Typ sein, der oben unter Bezug auf das Patent
WO 96/16 727 erwähnt wurde.
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Aus
der Aufbereitungs- und Mischvorrichtung 6 wird das aufbereitete
Gemisch zur Abgasleitung 10 abgegeben, um mit den Abgasen
in den Kontakt gebracht zu werden, die von einem Kessel (nicht dargestellt)
zugeführt
werden. In der Abgasleitung 10 wird das Absorptionsmaterialgemisch
in den (ca. 150°C)
heißen
Abgasen verteilt, während
das Wasser in dem Gemisch die Abgase (auf etwa 70-80°C) herunterkühlt und
der Löschkalk
mit den gasförmigen Schadstoffen
in den Abgasen, z.B. mit Schwefeldioxid, reagiert. Ein Teil des
partikulären
Absorptionsmaterials wird in einem Hohlraum in der Abgasleitung gesammelt
und wird durch eine Rohrleitung 11 abtransportiert, während der
Rest des Absorptionsmaterials die Abgase zu einem Filter 12 begleitet,
in dem die Abgase von partikulärem
Material befreit werden und in die Atmosphäre ausgestoßen werden, wie Pfeil 13 zeigt.
Das partikuläre
Material, das aus den Abgasen abgeschieden wird, d.h. der pulverisierte Kalk,
wird von einem Filter durch eine Rohrleitung 14 abgezogen,
und ein Teil des pulverisierten Kalks wird wieder zur Misch- und
Aufbereitungsvorrichtung 6 hin durch die Rohrleitung 7 in
Umlauf gebracht, während der
Rest durch die Rohrleitung 15 abgezogen wird, damit er
sich mit dem pulverisierten Kalk aus Rohrleitung 11 verbinden
und dann entsorgt werden kann, z.B. durch kontrollierte Abfalldeponierung.
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Nach
der Beschreibung des herkömmlichen Verfahrens
und der Bezugnahme auf 1, wird jetzt eine bevorzugte
Darstellung der Erfindung unter Bezugnahme auf die 2-4 beschrieben. Äquivalente
Teile in den 1 und 2 sind mit den
gleichen Ziffern bezeichnet.
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Bei
der Abgasreinigung durch das Trockensorptionsverfahren mit Löschkalk
gemäß der Erfindung
wird, wie in
2 gezeigt, gebrannter Kalk aus einem
Lager
1 über
die Rohrleitung
16 einem Trockenlöschvorrichtung
17 zugeführt, die
jetzt genauer beschrieben wird. Durch eine Rohrleitung
18 wird auch
Wasser für
das Löschen
des gebrannten Kalks in die Trockenlöschvorrichtung
17 gegeben.
Die zugefügte
Wassermenge wird so gesteuert, so dass der Löschkalk einen Wassergehalt
von mindestens 5 Gewichtsprozent hat. Das Löschen des gebrannten Kalks
in der Vorrichtung
17 geschieht während des Mischens und dauert
ca. 3-20 Minuten, woraufhin der Löschkalk zu einer Kammer
6 befördert wird,
um mit wieder in Umlauf gebrachtem, pulverisiertem Kalk aufbereitet
und gemischt zu werden. Die Misch- und Aufbereitungskammer
6 kann
aus einem eingebauten Teil der Trockenlöschvorrichtung
17 oder
aus einer separaten Vorrichtung bestehen, die an die Trockenlöschvorrichtung
17 angeschlossen
ist und zwar von dem Typ, der im Zusammenhang mit
1,
beschrieben ist, z.B. eine Vorrichtung, wie im Patent
WO 96/16 727 dargestellt und aufgezeigt.
Der wieder in Umlauf gebrachte, pulverisierte Kalk wird über eine Rohrleitung
7 und
das Wasser für
die Aufbereitung wird über
eine Rohrleitung
8 zugeführt, danach werden die Komponenten
in der Kammer
6 mit Hilfe des Mischmittels
9 gemischt
und aufbereitet. Der gesamte Misch- und Aufbereitungsvorgang in
der Kammer
6 dauert höchstens
eine Minute, vorzugsweise 10-30 Sekunden, dann ist das partikuläre Absorptionsmaterial
bereit und wird in die Abgasleitung
10 geleitet und innerhalb
einer Minute des Löschens
des gebrannten Kalks mit den Abgasen in Kontakt gebracht.
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Wie
bereits erwähnt,
kann der Löschkalk
direkt in die Abgasleitung 10 eingeführt werden, ohne ihn mit wieder
in Umlauf gebrachtem, pulverisiertem Kalk aufzubereiten und zu mischen,
aber es ist bei dieser Erfindung besser, das Aufbereiten und Mischen
mit wieder in Umlauf gebrachtem, pulverisiertem Kalk durchzuführen, wie
in 2 gezeigt.
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Durch
das vor Ort durchgeführte
Löschen des
gebrannten Kalkes, d.h. die direkte Einleitung in die Abgasleitung 10 ist
die Konstruktion der Anlage im Vergleich zu der herkömmlichen
Anlage in 1 einfacher und, unter anderem,
ist das Vorhandensein eines Lagersilos für den Löschkalk nicht erforderlich. Da
der Löschkalk
im wesentlichen direkt durch die Abgasleitung 10 geleitet
wird, werden auch die Verstopfungsprobleme im Lagersilo 4 und
in der Transportleitung 5 der Anlage in 1 vermieden.
Trotz des gebrannten Kalkes in der Erfindung, der bis zu einem hohen
Wassergehalt von mindestens 5 Gewichtsprozent gelöscht wird,
können
die Verstopfungsprobleme dadurch vermieden werden, dass das Löschen vor
Ort erfolgt, wie oben erwähnt. Überschüssiges Wasser
im Löschkalk
wird ebenfalls schnell ausgeglichen, wenn mit wieder in Umlauf gebrachtem,
pulverisiertem Kalk in der Kammer 6 gemischt wird. Das
bedeutet, dass die Notwendigkeit einer genauen Kontrolle der in
die Trockenlöschvorrichtung
hinein gegebenen Wassermenge bei der Erfindung nicht so groß ist wie
beim herkömmlichen Verfahren.
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Durch
den Löschkalk
gemäß der Erfindung, der
einen hohen Wassergehalt von mindestens 5 Gewichtsprozent hat, bekommt
dieser eine hohe Porosität
und eine große
Oberfläche.
Aufgrund dieser großen
Oberfläche
und Porosität
kann der Löschkalk
gemäß der Erfindung
eine größere Menge
Wasser absorbieren als herkömmlicher
Löschkalk
mit einer niedrigen Oberfläche
und Porosität,
ohne dass man eine nasse Fläche
hat, und somit bleibt der in der Erfindung genannte Löschkalk
bei einem höheren
Wassergehalt im Vergleich zu herkömmlichen Löschkalk frei fließend. Das
trägt auch
zu einer Verringerung der Verstopfungsprobleme bei. Wie aus der
nachstehenden Beschreibung hervorgeht, trägt die Spezialonstruktion der
Trockenlöschvorrichtung
gemäß der Erfindung
weiter bei zur Verringerung der Verstopfungsprobleme bei.
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Nach
dem Mischen und Aufbereiten wird das partikuläre Absorptionsmaterial aus
der Kammer 6 in die Abgasleitung 10 dispergiert,
um mit den darin fließenden
Abgasen in Kontakt gebracht zu werden. Nach der Reaktion mit den
gasförmigen
Schadstoffen in den Abgasen wird ein Teil des pulverisierten Kalks
durch die Rohrleitung 11 abtransportiert, während der
Rest aus den Abgasen im Filter 12 abgeschieden und über die
Rohrleitung 14 abgelassen wird. Von der Rohrleitung 14 wird
ein Teil des pulverisierten Kalks durch die Rohrleitung 7 wieder
in Umlauf gebracht, während
der Rest über
die Rohrleitung 15 mit dem pulverisierten Kalk aus der
Rohrleitung 11 zusammenfließt und abtransportiert wird,
z.B. zur kontrollierten Abfalldeponierung. Die gereinigten Abgase
werden in die Atmosphäre
ausgestoßen,
wie der Pfeil 13 zeigt.
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Die
spezielle Trockenlöschvorrichtung
gemäß der Erfindung
wird jetzt anhand der 3-4 beschrieben.
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Die
Trockenlöschvorrichtung 17,
die in 3 mit abgenommenem Deckel gezeigt wird, besteht
aus einem Zuführende 20 zur
Zuführung
des gebrannten Kalks und einem Auslassende 21 für das Ablassen
des Löschkalks.
Am Zuführende
ist auch ein Mittel 22 in Form von Düsen für die Zugabe von Wasser in
fein verteiltem Zustand vorhanden. Das Wasser wird über eine
Rohrleitung 18 (siehe 2) zu den
Düsen 22 befördert. Zwischen
dem Zuführende 20 und
dem Auslassende 21 besitzt die Löschvorrichtung einen ersten
Abschnitt 23 und einen zweiten Abschnitt 24, die
durch eine erste Überfließkante 25 voneinander
getrennt sind. Der erste Abschnitt 23, der am Zuführende angeordnet
ist, umfasst ein Mischmittel 26, das sich um eine horizontale
Welle 27 in Querrichtung der Vorrichtung 17 dreht.
Die Welle 27 besitzt Radialarme 28, an deren äußeren Enden Schaufeln 29 befestigt
sind. Die Leitkante der Schaufeln bildet einen Winkel α mit der
Drehrichtung 30 (4). Der
Winkel α ist
vorzugsweise 10-45°.
Die Ausdehnung der Schaufeln in Umfangsrichtung im ersten Abschnitt 23 ist
relativ klein und entspricht vorzugsweise einem Sektor mit einem
Winkel von 5-30°. Das
Mischmittel 26, das aus einer Welle 27 mit Armen 28 und
den Schaufeln 29 besteht, ist für das Mischen und Zuführen des
gebrannten Kalks und des Wassers radial zum Mischmittel und in Längsrichtung der
Vorrichtung vom Zuführende 20 zur Überfließkante 25 und
zum zweiten Abschnitt 24 konzipiert.
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Der
zweite Abschnitt 24, der am Auslassende 21 angeordnet
ist, umfasst ein Mischmittel 31, zu dem eine sich drehende
Horizontalwelle 32 in Querrichtung der Vorrichtung 17,
Radialarme 33 auf der Welle 32 und Schaufeln 34 am äußeren Ende
der Arme 33 gehören.
Die Leitkante der Schaufeln bildet einen Winkel β mit der Drehrichtung 35 (4),
der vorzugsweise 10-45° ist.
Die Ausdehnung der Schaufeln 34 in Umfangsrichtung im zweiten
Abschnitt 24 ist größer als
für die
Schaufeln 29 im ersten Abschnitt 23 und entspricht
vorzugsweise einem Sektor mit einem Winkel von 30-90°. Wie auch
in 3 dargestellt, ist die Axialausdehnung der Schaufeln
im zweiten Abschnitt 24 größer als die der Schaufeln im
ersten Abschnitt 23, und die Anzahl der Radialarme mit
Schaufeln im zweiten Abschnitt ist vorzugsweise kleiner als die
Anzahl der Radialarme mit Schaufeln im ersten Abschnitt 23.
Das Mischmittel 31, zu dem die sich drehende Welle 32,
die Arme 33 und die Schaufeln 34 gehören, mischt
das Material, das über
die erste Überfließkante 25 zugeführt wird
und sie radial zum Mischmittel 31 und in Längsrichtung
der Vorrichtung 17 zur zweiten Überfließkante 36 hin speist,
die am Auslassende 21 angeordnet ist. Vorzugweise ist die
zweite Überfließkante 36 niedriger
angeordnet als die erste Überfließkante 25.
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Wie
in 4 gezeigt, hat der erste Abschnitt einen Boden 37 und
der zweite Abschnitt 24 hat einen Boden 38. Ferner
ist die Trockenlöschvorrichtung 17 mit
einem Gehäuse 19 umgeben,
dessen Deckel in 3 entfernt wurde, wie oben erwähnt.
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Die
offene Konstruktion der Trockenlöschvorrichtung
gemäß der Erfindung,
wie oben beschrieben, und das Zuführen des Materials in Längsrichtung
der Vorrichtung oder in Radialrichtung bezogen auf die quer angeordneten
Mischmittel 36 und 31 tragen dazu bei, das Verklumpen
des Löschkalks
zu verhindern.
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Die
Erfindung wurde anhand spezieller, bevorzugter Darstellungen vorstehend
beschrieben, es wird aber eingeschätzt, dass verschiedene Modifikationen
und Variationen der Erfindung praktikabel sind, ohne dass man vom
Anwendungsbereich der Erfindung abweicht, die in den Forderungen
im Anhang beschrieben sind.