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Title:
DROPLET SEPARATOR UNIT AND FLUE GAS WASHER EQUIPPED WITH SAID UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/076029
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a droplet separator unit for separating liquid particles from a gaseous stream for flue gas washers and similar installations, said unit comprising a droplet separator. The unit also comprises a device that is located and connected downstream of the droplet separator at a distance from the latter, said device extending over one section of the surface of the droplet separator and being used to reduce the flow speed of the gaseous stream in said surface section of the droplet separator. This permits the flow speed in the droplet separator to be homogenised, thus improving the performance of said separator.

Inventors:
WANDRES PETER (DE)
KRAUSS ROLAND (DE)
Application Number:
PCT/DE2004/000369
Publication Date:
September 10, 2004
Filing Date:
February 27, 2004
Export Citation:
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Assignee:
MUNTERS EUROFORM GMBH CARL (DE)
WANDRES PETER (DE)
KRAUSS ROLAND (DE)
International Classes:
B01D45/08; B01D50/00; (IPC1-7): B01D50/00; B01D45/08
Foreign References:
DE9304777U11994-06-09
US3811252A1974-05-21
Attorney, Agent or Firm:
Hauck, Hans (Düsseldorf, DE)
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Claims:
Patentansprüche 1. Tropfenabscheidereinheit zum Abscheiden von Flüssig- keitspartikeln aus einem Gasstrom für Rauchgaswäscher u. dg
1. l.
2. Einrichtungen mit einem Tropfenabscheider, da durch gekennzeichnet, daß die Einheit stromab des Trop fenabscheiders (1) im Abstand hiervon eine diesem nach geschaltete und sich über einen Abschnitt der Fläche des Tropfenabscheiders (1) erstreckende Einrichtung (4) zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes an diesem Flächenabschnitt des Tropfenab scheiders (1) aufweist.
3. Tropfenabscheidereinheit nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Einrichtung (4) zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit als mehrere Durchtritts öffnungen (6) aufweisendes Flächengebilde ausgebildet ist.
4. Tropfenabscheidereinheit nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Einrichtung (4) eine Lochplatte bzw. ein Lochblech ist.
5. Tropfenabscheidereinheit nach Anspruch 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Einrichtung (4) ein Gitter oder Sieb ist.
6. Tropfenabscheidereinheit nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Einrichtung durch mehrere paral lel zueinander angeordnete oder sich kreuzende Stäbe, Platten, Rohre (12) u. dgl. gebildet ist.
7. Tropfenabscheidereinheit nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Rohre (12) zusätzlich zu den Roh ren (11) eines Bedüsungssystems angeordnet sind.
8. Tropfenabscheidereinheit nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Rohre (12) in das Bedüsungssystem integriert sind.
9. Tropfenabscheidereinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdurch trittsbereiche der Einrichtung (4) zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit unterschiedlich groß und an die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung am Tropfenab scheider (1) angepaßt sind.
10. Rauchgaswäscher, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Tropfenabscheidereinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.
11. Rauchgaswäscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß die Einrichtung (4) zur Verringerung der Strö mungsgeschwindigkeit kurz vor dem Wäscheraustritt ange ordnet ist.
Description:
Tropfenabscheidereinheit und hiermit versehener Rauchgaswäscher Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tropfenabschei- dereinheit zum Abscheiden von Flüssigkeitspartikeln aus ei- nem Gasstrom für Rauchgaswäscher u. dgl. Einrichtungen mit einem Tropfenabscheider.

Derartige Tropfenabscheidereinheiten sind bekannt. Sie funktionieren im allgemeinen derart, daß sie den mit der Flüssigkeit beladenen Gasstrom insbesondere mehrfach umlen- ken, wobei sich an den Umlenkstellen Flüssigkeitspartikel abscheiden, die durch Schwerkraftwirkung nach unten abflie- ßen und aus dem Abscheider entfernt werden. Bei einer der- artigen Tropfenabscheidereinheit ist es wichtig, die Ein- heit mit einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit anzu- strömen, um die gewünschte Abscheidung von Flüssigkeitspar- tikeln zu erreichen. Ist diese Geschwindigkeit zu groß, tritt der gewünschte Abscheideeffekt nicht ein, so daß der Abscheider nur unvollkommen funktioniert.

Solche Tropfenabscheidereinheiten werden insbesondere in Rauchgaswäschern eingesetzt und überdecken dort eine rela- tiv große Fläche. Es versteht sich, daß hierbei die Trop- fenabscheidereinheit nicht immer gleichmäßig, d. h. mit gleicher Strömungsgeschwindigkeit, angeströmt wird, so daß sich über den Bereich des Tropfenabscheiders unterschied- lich große Strömungsgeschwindigkeiten ergeben, die nicht zu einer gleichmäßigen Funktion der Tropfenabscheidereinheit führen. So weisen Bereiche der Tropfenabscheidereinheit, in denen die Einheit mit einer größeren Strömungsgeschwindig- keit angeströmt wird, nur eine unzureichende Leistung auf, da in diesen Bereichen keine Abscheidung oder nur eine un- zureichende Tropfenabscheidung stattfindet. Solche Ge- schwindigkeitsspitzen wirken sich daher nachteilig auf die Leistung des Tropfenabscheiders aus.

Derartige Geschwindigkeitsspitzen oder Bereiche mit größe- rer Strömungsgeschwindigkeit entstehen beispielsweise da- durch, daß eine oder mehrere Tropfenabscheidereinheiten in einem Rauchgaswäscher kurz nach einer Umlenkungsstelle des zu waschenden Gasstromes angeordnet sind. So ist eine Trop- fenabscheidereinheit beispielsweise in einem vertikalen Gasströmungskanal angeordnet, in dem das Gas von unten nach oben strömt, und zwar dort nur in einer relativ geringen Entfernung von einer Umlenkstelle, an der ein horizontaler Strömungskanal in den vertikalen Strömungskanal mündet.

Durch die entsprechende Umlenkung des Gasstromes ergibt sich eine ungleichmäßige Strömungsgeschwindigkeitsvertei- lung über den Tropfenabscheider, wobei der der Umlenkstelle benachbarte Bereich des Tropfenabscheiders mit einer höhe- ren Strömungsgeschwindigkeit beaufschlagt wird als der von

der Umlenkstelle entfernte Bereich. Da bei solchen Rauch- gaswäschern in der Regel mehrere Tropfenabscheidereinheiten hintereinander geschaltet sind, ergeben sich solche Effekte einer ungleichmäßigen Strömungsgeschwindigkeitsverteilung über mehrere Tropfenabscheidereinheiten. Natürlich können auch andere Gründe für eine solche ungleichmäßige Strö- mungsgeschwindigkeitsverteilung über den Tropfenabscheider ursächlich sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tropfenabscheidereinheit der angegebenen Art zu schaffen, die sich durch besonders gleichmäßige Strömungsverhältnisse auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Tropfenab- scheidereinheit der angegebenen Art dadurch gelöst, daß die Einheit stromab des Tropfenabscheiders im Abstand hiervon eine diesem nachgeschaltete und sich über einen Abschnitt der Fläche des Tropfenabscheiders erstreckende Einrichtung zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Gasstro- mes an diesem Flächenabschnitt des Tropfenabscheiders auf- weist.

Der Erfindung liegt daher der Gedanke zugrunde, eine Ver- gleichmäßigung der Strömungsgeschwindigkeit über den Trop- fenabscheider dadurch herbeizuführen, daß diesem eine Ein- richtung nachgeschaltet wird, die zu einer Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit am Tropfenabscheider führt, und zwar wird diese Einrichtung dem Bereich des Tropfenabschei- ders zugeordnet, der die im Vergleich zum übrigen Bereich des Tropfenabscheiders erhöhte Strömungsgeschwindigkeit

aufweist. Dadurch wird in diesem Bereich des Tropfenab- scheiders die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit reduziert und vorzugsweise an die Strömungsgeschwindigkeit des übri- gen Tropfenabscheiderbereiches angepaßt, so daß sich insge- samt über die Fläche des Tropfenabscheiders eine relativ gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeit ergibt.

Der durch die Einrichtung zur Verringerung der Strömungsge- schwindigkeit erzeugte zusätzliche Strömungswiderstand wird zweckmäßigerweise an die Betriebsdaten und die Geometrie des jeweiligen Tropfenabscheiders angepaßt, so daß eine Re- duzierung von Geschwindigkeitsspitzen am Tropfenabscheider erreicht und damit die Leistung des Tropfenabscheiders er- heblich verbessert wird.

Vorzugsweise ist die Einrichtung zur Verringerung der Strö- mungsgeschwindigkeit als mehrere Durchtrittsöffnungen auf- weisendes Flächengebilde ausgebildet. Ein derartiges Flä- chengebilde ist beispielsweise eine Lochplatte bzw. ein Lochblech oder ein Sieb oder ein Gitter. Wichtig ist, daß die Durchtrittsöffnungen eine bestimmte Größe besitzen, um ein relativ schnelles Verstopfen durch Verunreinigungen etc. zu verhindern. Die Durchtrittsöffnungen besitzen vor- zugsweise einen Durchmesser von etwa 80-120 mm, wobei Durchmesser in einer Größenordnung um 100 mm bevorzugt wer- den. Besonders bevorzugt wird die Verwendung eines Lochble- ches, das Löcher in der vorstehend angegebenen Größenord- nung besitzt.

Es versteht sich, daß sich das Flächengebilde im Abstand vom Tropfenabscheider über den Abschnitt desselben er-

streckt, der mit der größeren Strömungsgeschwindigkeit be- aufschlagt wird. In vielen Fällen wird dieser Bereich ein zum Rand des Tropfenabscheiders benachbarter Bereich sein, so daß das Flächengebilde zur Verringerung der Strömungsge- schwindigkeit ebenfalls in diesem Randbereich angeordnet ist.

Um den Bereich zu ermitteln, der mit einer höheren Strö- mungsgeschwindigkeit beaufschlagt wird, werden insbesondere entsprechende Strömungsgeschwindigkeitsmessungen oder nume- rische Strömungsberechnungen durchgeführt. Der Bereich mit höherer Strömungsgeschwindigkeit kann dann eingegrenzt wer- den, und in Abhängigkeit davon kann der Strömungswiderstand ermittelt werden, den die vorzusehende Einrichtung zur Ver- ringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes auf- bauen soll, d. h. die Größe der Durchtrittsöffnungen kann festgelegt werden. In diese Ermittlungen kann auch der Ab- stand der Einrichtung zur Verringerung der Strömungsge- schwindigkeit vom Tropfenabscheider einbezogen werden.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Einrichtung zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes durch mehrere parallel zueinander angeordne- te oder sich kreuzende Stäbe, Platten, Rohre u. dgl. gebil- det. Auch hier werden die zwischen den Stäben, Platten, Rohren gebildeten Durchtrittsöffnungen in ihrer Größe so festgelegt, daß sich eine Verringerung der Strömungsge- schwindigkeit am Tropfenabscheider ergibt und vorzugsweise insgesamt gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis- se über den gesamten Tropfenabscheider erreicht werden.

Bei der Anordnung von derartigen Rohren kann man sich zu- nutze machen, daß derartige Tropfenabscheider, insbesondere solche in Rauchgaswäschern, mit Reinigungseinrichtungen versehen sind, die ein zunehmendes Verschmutzen und damit einhergehendes Verstopfen der Tropfenabscheider verhindern.

Solche Reinigungssysteme werden von Rohrsystemen gebildet, die mit entsprechenden Düsen zur Abgabe eines Reinigungs- mittels versehen sind. In ein derartiges Rohrsystem können nunmehr die Rohre einer Einrichtung zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes integriert werden, d. h. zusätzlich zu den Bedüsungsrohren werden in dem Be- reich, in dem die Strömungsgeschwindigkeit verringert wer- den soll, Rohre angeordnet, die den gewünschten Strömungs- widerstand vorsehen. Solche Rohre können parallel zueinan- der oder sich überkreuzend angeordnet sein. Auf diese Weise kann das für die Bedüsungsrohre vorgesehene Tragsystem auch für die den Strönmungswiderstand bildenden Rohre genutzt werden.

Die Gasdurchtrittsbereiche (Löcher) der Einrichtung zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes sind vorzugsweise gleich groß ausgebildet, um den Aufbau einer derartigen Einrichtung zu vereinfachen und die Her- stellkosten derselben zu senken. Mit einer derartigen Ein- richtung wird daher eine gleichmäßige Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit erzielt. Eine weitere Ausführungs- form der Erfindung zeichnet sich jedoch dadurch aus, daß die Gasdurchtrittsbereiche der Einrichtung zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit unterschiedlich groß und an die Strömungsgeschwindigkeitsverteilung am Tropfenabschei- der angepaßt sind. Eine solche Einrichtung kommt beispiels-

weise dann zum Einsatz, wenn sehr unterschiedliche Strö- mungsgeschwindigkeitsverhältnisse am Tropfenabscheider vor- handen sind. Hierbei sind beispielsweise die Gasdurch- trittsbereiche, die den Abschnitten mit größerer Strömungs- geschwindigkeit zugeordnet sind, kleiner ausgebildet als die Bereiche, die den Abschnitten mit geringerer Strömungs- geschwindigkeit zugeordnet sind. Die Größe der Bereiche kann auch kontinuierlich von einer Seite bis zur anderen Seite zunehmen oder abnehmen. Es sind hierbei sehr genaue Anpassungsmöglichkeiten gegeben, die allerdings mit einem erhöhten Herstellaufwand verbunden sind.

Die Erfindung betrifft ferner einen Rauchgaswäscher, der eine Tropfenabscheidereinheit der angegebenen Art aufweist.

Bei einem derartigen Rauchgaswäscher ist die Einrichtung zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit vorzugsweise kurz vor dem Wäscheraustritt angeordnet, wobei dieser Ein- richtung ein oder mehrere Tropfenabscheider vorgeschaltet sein können. Bei einem solchen Rauchgaswäscher findet die Ausführungsform der Erfindung bevorzugt Anwendung, bei der die Rohre in das zu Reinigungszwecken dienende Bedüsungssy- stem des Rauchgaswäschers integriert sind. Durch die kon- struktive Einpassung der den Strömungswiderstand bildenden Rohrreihen in das vorhandene Bedüsungsystem des Tropfenab- scheiders entsteht ein konstruktiv geringer Aufwand. Da die Spalte zwischen den Rohren auf jeden Fall größer als 50 mm ausfallen werden, ist die Konstruktion verschmutzungsarm bzw. leicht zu reinigen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei- spielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläu- tert. Es zeigen : Figur 1 eine schematische Darstellung eines Tropfenab- scheiders mit zugehöriger ungleichmäßiger Strö- mungsgeschwindigkeitsverteilung ; Figur 2 den Tropfenabscheider der Figur 1 in Verbindung mit einer Einrichtung zur Verringerung der Strö- mungsgeschwindigkeit sowie der hierdurch erziel- ten gleichmäßigen Strömungsgeschwindigkeitsver- teilüng ; Figur 3 eine schematische Darstellung eines Teiles eines Rauchgaswäschers mit zwei im vertikalen Gaskanal angeordneten Tropfenabscheidern ; Figur 4 den Rauchgaswäscher der Figur 3, bei dem die Tropfenabscheider eine Einrichtung zur Verringe- rung der Strömungsgeschwindigkeit aufweisen ; und Figur 5 den in den Figuren 3 und 4 gezeigten Rauchgas- wäscher, wobei die Tropfenabscheider mit einer anderen Ausführungsform einer Einrichtung zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes versehen sind.

Bei dem in Figur 1 schematisch im Vertikalschnitt darge- stellten Tropfenabscheider 1 handelt es sich um einen La- mellentropfenabscheider, der aus einer Vielzahl von paral-

lel zueinander angeordneten Lamellen 2 besteht, welche meh- rere Umlenkstellen für den den Tropfenabscheider in der Fi- gur von unten anströmenden Gasstrom besitzen. Die Ausbil- dung eines derartigen Tropfenabscheiders ist bekannt und muß an dieser Stelle im einzelnen nicht mehr beschrieben werden. Bei dem hier dargestellten Fall wird der Tropfenab- scheider 1 nicht gleichmäßig angeströmt, sondern es ergibt sich eine bei 3 dargestellte ungleichmäßige Verteilung der Strömungsgeschwindigkeiten des Gasstromes. Diese Strömungs- geschwindigkeiten besitzen ein Maximum in der Nähe des in der Figur rechten Randes des Tropfenabscheiders.

Um diese hohen Strömungsgeschwindigkeiten zu verringern und über den Querschnitt des Tropfenabscheiders eine gleichmä- ßige Strömungsgeschwindigkeitsverteilung zu erhalten, ist dem Tropfenabscheider 1 mit Abstand in Strömungsrichtung eine Einrichtung 4 zur Verringerung der Strömungsgeschwin- digkeit des Gasstromes nachgeschaltet, wie in Figur 2 ge- zeigt ist. Diese Einrichtung 4 besitzt die Form eines Loch- blechs, das mit geeigneten Durchtrittslöchern 6 versehen ist, welche relativ groß ausgebildet sind und bei üblichen Tropfenabscheiderabmessungen einen Durchmesser in der Grö- ßenordnung von 100 mm besitzen. Das Lochblech 4 erstreckt sich über den Bereich des Tropfenabscheiders 1, der mit der erhöhten Strömungsgeschwindigkeit beaufschlagt wird, wie in Figur 1 gezeigt. Durch Anordnung der Einrichtung 4, die in dem gewünschten Bereich den Strömungswiderstand erhöht, wird die Strömungsgeschwindigkeit am Tropfenabscheider 1 verringert, so daß sich die in Figur 2 bei 5 dargestellte gleichmäßige Strömungsgeschwindigkeitsverteilung über den Querschnitt des Tropfenabscheiders ergibt.

Die Figuren 3 bis 5 zeigen die Verhältnisse bei einem sche- matisch dargestellten Rauchgaswäscher. Die Figuren zeigen den vertikal angeordneten Gasabzugskanal 8 des Rauchgas- wäschers 7, in den im unteren Bereich der Figuren 3 bis 5 ein horizontaler Gaskanal 9 mündet. Der den horizontal ver- laufenden Gaskanal 9 passierende Gasstrom, der einem Wasch- prozeß zur unterziehen ist, gelangt in der durch den Pfeil angedeuteten Richtung in den vertikalen Gaskanal 8 und wird dabei um einen Winkel von 90° nach oben umgelenkt. Der Gasstrom passiert auf seinem Weg nach oben einen ersten Tropfenabscheider 1 sowie einen mit Abstand zu diesem ange- ordneten zweiten Tropfenabscheider 1. Er strömt dann weiter nach oben und gelangt schließlich in einen horizontalen Gaskanal 10, wobei er erneut umgelenkt wird und den Rauch- gaswäscher in den Figuren nach rechts verläßt.

Durch diese Führung des Gasstromes treten an den beiden Tropfenabscheidern 1 über deren Querschnitt ungleichmäßige Strömungsgeschwindigkeiten auf, die mit der Strömungsge- schwindigkeitsverteilung 3 dargestellt sind, wobei diese Strömungsgeschwindigkeitsverteilung der in Figur 1 im we- sentlichen entspricht.

Figur 4 zeigt den Rauchgaswäscher der Figur 3, wobei in diesem Falle beide Tropfenabscheider 1 mit einer Einrich- tung 4 zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes versehen sind, so daß sich die in Figur 2 ge- zeigten Verhältnisse ergeben. Die hierdurch erreichten ver- gleichmäßigte Strömungsgeschwindigkeitsverteilung ist bei 5 dargestellt und entspricht der der Figur 2.

Figur 5 zeigt den Rauchgaswäscher 7 der Figuren 3 und 4, der in diesem Falle mit einer anderen Ausführungsform einer Einrichtung zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes versehen ist. Diese Einrichtung wird von ei- ner Rohrreihe 12 gebildet, die zwischen den vorhandenen Be- düsungsrohren 11 eines Reinigungssystems für die Tropfenab- scheider 1 angeordnet ist. Die in Figur 5 gezeigten größe- ren Rohre 11 bilden hierbei die Bedüsungsrohre, während die kleineren Rohre 12 die die Einrichtung zur Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit bildenden Rohre vorsehen. Natür- lich ist die gesamte Anordnung nur schematisch dargestellt.

Man erkennt, daß auch bei dieser Ausführungsform ein Be- reich erhöhten Strömungswiderstandes im rechten Teil über den beiden Tropfenabscheidern 1 gebildet wird, der eine Re- duzierung der Strömungsgeschwindigkeit in diesem Bereich und eine Vergleichmäßigung der Strömungsgeschwindigkeit über den gesamten Querschnitt der Tropfenabscheider be- wirkt.