DE7534353U

DE7534353U - Gasfluessigkeitswaescher mit federnd elastischen rosten

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Publication number: DE7534353U
Application number: DE7534353U
Authority: DE
Original assignee: UOP LLC
Current assignee: Honeywell UOP LLC
Priority date: 1974-11-04
Filing date: 1975-10-29
Publication date: 1976-11-04
Also published as: FR2289228B1; DE2548404B2; GB1521998A; NO753679L; SE416111B; DE2548404A1; FR2289228A1; DE2548404C3; US3996317A; IT1047737B; JPS5929284B2; SE7512273L; JPS5167584A; CA1059429A

Description

Dr. Hans-Heinrich Willrath ·^:" "' " * ' D-ώ Wiesbaden ι 28. Dr. Dieter Weber ^{Poslfath 6145}

Glistav-Frcyug-Strafte SS

Dipl.-Phys. Klaus Seiffert *^{(061!!1137272}°

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PATENTANWÄLTE TcIa₁

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Case

UOP Inc., World Headquarters, Ten ÜOP Plaza, Algonquin & Mt. Prospect Roads, Des Piaines, Illinois 6OOI6/USA

GASFLÜSSIGKEITSWÄSCHER MIT FEDERND ELASTISCHEN ROSTSN

Die Neuerung betrifft einen verbesserten Gaswäscher zur Gewährleistung der Gegenstrom-Kontaktierung eines Gasstromes mit einer Flüssigkeit, um ein unerwünschtes Gas oder eine Dampfkomponente und/oder in dem Gasstrom mitgenommene Materialien zu entfernen.

Insbesondere bezieht sich die Neuerung auf die Schaffung derart federnder und elastischer, perforierter Gitterroste quer in einem Gasströmungswäscher, daß die Roste eine übermäßige Festkörperanhäufung biegen und aufbrechen können.

Postsdicdt Frankfurt/Main 6763-602 Bank: Dresdner Bank AG. Wiesbaden. Konto-Nr. 276807

Selbstverständlich gibt es viele Betriebsarten der Gasflüssigkeitskontaktierung und verschiedene Arten von Gegenstrom-Kontaktierkammern, die in Verbindung mit verschiedenen Erdöl- und Chemieanlage-Verarbeitungssystemen verwendet werden sowie beim Waschen von mit Rauch und Teilchen beladenen Strömen aus Kraftwerken und allgemeinen industriellen Herstellungsbetrieben benutzt werden. Beispielsweise werden mehrere im Abstand angeordnete, perforierte Platten häufig in einer Kammer oder einem Wäscher verwendet, um einen Gasflüssigkeitswaschstrom nach Art eines "Siebdeckels" vorzusehen. Bei einer verbesserten Art von Gaswäscher verwendete man leichte, kugelförmige,, bewegliche Elemente in einer oder mehreren im Abstand angeordneten Schichten zwischen perforierten Halterosten, um für ein besseres Teilchenentfernen und einen besseren Gaswaschbetrieb zu sorgen. Solche Gaswäscher oder Kontaktelemente hat man in ^der Indu strie allgemein als "Schw'immbett -Gaswäscher" bezeichnet. Aus der US-Patentschrift Nr. 3 122 594, A.W. Kielback, geht die Verblendung leichter Elemente in einer oder mehreren vertikal im Abstand angeordneten Zonen einer Kontaktkammer hervor, wo der nach oben gehende Gasstrom die gesamte Schicht der Elemente flotieren bzw.schwimmen und in einer lockeren Anordnung gegen eine obere perforierte Barriere anheben läßt, wo diese Elemearte sich infolge der Ströme bewegen und drehen. In der US Patentschrift 3 350 075, H. R. Douglas, ist ein Kontaktbetrieb beschrieben, bei welchem die leichten schwebenden Elemente eine turbulentere Randbewegung zv/ischen in breiterem AbstcUnd angeordnete perforierte Barriereinrichtun-

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gen im Vergleich zu der kompakteren Schicht nach Kielback üaben können.

Bei einigen Gaswaschbetrieben zur Behandlung von mitgerissenen Rauchgasen und Teilchen, mit denen auch einige Arten von Flüssigkeits- oder Schlammwaschströmen verwendet werden, kann es zu einem Problem einer Festkörperanhäufung auf den quer verlaufenden, den Strom teilenden Rosten im Gaswaschturm kommen. Wo z. B. Schornsteingase mit Schwefeldioxid (SO₃) und Flugasche mit einem Kalkstein- und/oder Kalk enthaltenden Schlammstrom gewaschen werden, um das Entfernen des S0_ zu bewirken, kann es eine sich ergebende gipsartige Festkörperanhäufung auf den Rosten der Kontaktkammer geben. Insbesondere kann es Schichten aus Calciumsulfat und Calciumsulfit sowie Calciumcarbonat oder Dolomit, CaMG(CO₂)- geben, die mit dem Kalkstein in dem Schlamm-Waschstrom zugeführt werden können. Prüfberichte mit Rontgenstrahlbrechung und mikroskopische Untersuchungen von Zundar- bzw. Splitterbildungen auf Gaswäseheroberflachen, die alternativ während des Waschens von Schornsteingasen mit einem Kalksteinschlamm, der aber etwas Dolomit enthielt, feucht und trocken waren, zeigten Calciumsulfit, Calciumsulfat als relativ große Gipskristalle und Flugasche. Ein Teil der Flugasche-Teilchen schien auch eine Komplexbeschichtung mit Eisen, Aluminium, Silicium und Schwefel zu haben, die

bei einer Reaktion zwischen der Flugasche und der Waschlösung gebildet sein konnten.

Um somit einer Zunder- bzw. Kesselstein- oder Festkörperanhäufung auf dor perforierten Platte oder dem Rostsystem eines Gaswäschers vorzubeugen und das Verschliessen der durch die Roste gehenden Löcher zu verhindern, ist es Aufgabe der Erfindung, eine flexible Konstruktion in der Rosteinrichtung derart vorzusehen, daß eine Anhäufung von Zunder, Sinterschlacke oder Kesselstein oder einer Festkörperschichtung dem Brechen oder Entfernen unterworfen wird.

Ein Merkmal der Erfindung liegt ferner in der Schaffung einer Rostkonstruktion, bei der zwei oder mehrere Abschnitte elastischen, kautschukartigen Materials verwendet wird·, was geeignet ist, bewegliche, leichte Elemente dazwischen zu halten, so daß der Aufwärtsgasstrom und/oder Abwärtsflüssigkeits-Waschstrom genug Biegung auf die Rostoberflächen aufbringen kann, um ihrerseits einen Hauptteil etwaiger Festkörperansammlungen aufzubrechen sowie im Vergleich zu Metallrosten den Abrieb auf den Elementen zu reduzieren.

Allgemein schafft die vorliegende Erfindung einen Gas-Flüssigkeits-Waschstrom, in dem ein herabkommender Flüssigkeitsstrom in Berührung mit einem beladenen Gasstrom

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kommt und Festkörperschichten sich auf querliegenden, perforierten Rosten in der Kammer ablagern können, wobei die Verbesserung darin besteht, quer über den inneren Fließweg der Kammer elastische und federnde, die Strömung verteilende Rosteinrichtungen vorzusehen, so daß die Rosteinrichtung in der Lage ist, sich bei übermäßigen Festkörperanhäufungen zu biegen und abzubrechen.

Bei einer anderen Ausführungsform sorgt der verbesserte Gaswäscher für zwei oder mehrere vertikal im Abstand angeordnete, perforierte Rosteinrichtungen, die aus einem elastischen und federnden Material bestehen und in der Lage sind, leichte, bewegliche Elemente zurückzuhalten, die für die Gegenstromflüsse des gasförmigen Stromes und des Waschstromes zugegen sind, um ihrerseits einen größeren Oberflächenbereich und einen wirksameren Waschbetrieb vorzusehen.

In Verbindung mit der letztgenannten Ausführungsform sei bemerkt, daß die flexiblen und federnden Roste dadurch vorteilhaft sind, daß sie geringeren Abrieb und Bruch beweglicher Elemente verursachen im Vergleich zu den harten und scharfen Kanten der Metallroste. Eines der betrieblichen Probleme der Schwimmbett-Gaswäscher, die in typischer Weise hohle Polyolefinkugeln und dergleichen als die leichten beweglichen Elemente verwenden, ist der schnelle Abrieb und das Brechen dieser Kugeln. Man hat beachtliche Versuche unternommen im Zusamman-

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hang mit den Kugeln selbst, um eine bessere Kugelkonstruktion oder Materialien zu finden, die größere Ab- ₍ riebeigenschaften haben; es gibt abes auch eine Abriebsverminderung durch die Verwendung der kautschukartigen, federnden Oberflächen, wie sie durch die verbesserten Roste gemäß der Erfindung vorgesehen sind.

Verschiedene Arten federnder Materialien können bei der Schaffung verbesserter Roste für einen Gaswäscher ver-.wendet werden, und es ist nicht beabsichtigt, die Erfindung auf die Verwendung eines speziellen Materials zu beschränken. Vorzugsweise haben Kautschuk oder kautschukartige Materialien geeignete Flexibilität und Federkraft, um den gewünschten Bruch der Festkörperanhäufung zu bewirken und dicke übereinanderliegende Schichten am Blockieren oder "Zusetzen" der Öffnungen der Gaswaschroste zu verhindern. Außerdem sollte das Material eine hohe Zug- bzw. Bruchfestigkeit, Abriebwiderstand, Wärmewiderstand und in gewissen Fällen chemischen Widerstand entweder gegenüber sauren oder alkalischen Materialien haben. Beispielsweise muß beim Waschen von Schornsteingas den verschiedenen SO₉ || absorbierenden Fließmitteln, wie z. B. Calciumcarbonat-, ι Kalkstein-, Dolomitschlämmen usw., sowie den sich ergeben- ,ij

den Reaktionsprodukten einschließlich Calciumsulfat, Calciumsulfit usw. von dem Rostmaterial Widerstand entgegengebracht werden. Für den Betrieb bei niedriger Temperatur kann Naturkautschuk verwendet werden sov/ie die verschiedenen

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synthetischen Kautschuks einschließlich Neopren, Butylkautschuk, Styrol-Butadienkautschule usw. ; beim Betrieb mit höheren Temperaturen sind jedoch die wärmebeständigen synthetischen Kautschuks bevorzugt. Andere synthetische, federnde und flexible Materialien können Polyurethan und die neuen thermoplastischen Elastomere aufweisen, z.B. der "thermoplastische Olefin-Kautschuk" (ein Beispiel hierfür s£.ad die Materialien TPR der Firma Uniroyal) , oder ein thermoplastisches Elastomer auf der Styrol-Butadienbasis (wie z.B. Kraton, von der Firma Shell Chemical Company hergestellt). Als Material kann man auch ein Polyester-Elastomer verwenden.

Bei kleinen Gaswäschern, sei es, daß sie vertikal oder horizontal für den Gasstrom ausgerichtet sind, können kautschukartige Rostkörper aus einem einzigen Stück bestatin, welches um die Umfang-Innenwandteile des Wäschers gestützt sind; wo es jedoch relativ große Durchmesser oder große rechteckige Innenbereiche für die spezielle Gaswaschkammer gibt, sind kleinere Abschnitte federnder Roste zwischen Stützkörpern gehaltert, und mehrere Abschnitte ergänzen den Oberflächenbereich eines Rostes. Die Dicke des speziellen Rostabschnittes hängt von den Zug- bzw. Brucheigenschaften des speziellen kautschukartigen, zugeführten Materials ab, und zu einem

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gewissen Grads von dem Prozentsatz des offenen Bereiches in einem jeweiligen Rost. Selbstverständlich ist es erwünscht, daß jeder Rostabschnitt hinreichend dünn und flexibel ist, um ein Biegen und Brechen etwaiger Schichten eines Festkörperaufbaus zu ermöglichen. In Verbindung mit Gaswäschern, bei denen kleine bev/egliche Kugeln oder andere Kontaktelemente verwendet werden, ist es selbstverständlich nötig, daß die Rostöffnungen so groß in einem solchen Abstand angeordnet sind, daß dem Durchgang «iss beweglichen Elementes durch den Rost vorgebeugt ist. Die Öffnungen oder Perforationen in dem Rost können kreisförmig,

sein

rechteckig, oval/öder eine andere Gestalt haben, solange ein geeigneter Anteil des offenen Bereiches durch ein Rost gegeben ist, um dem Volumen der.Gasflüssigkeitsgegenströme zu entsprechen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Gezeigt wird, v/ie ein flexibler Rost vorteilhaft dadurch sein kann, daß er in Gegenstrom-Gaswaschtürmen dem Festkörperaufbau oder der Festkörperanhäufung vorbeugt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht unter Darstellung eines typischen Geganstrom-Gaswaschbetriebes in einer vertikal ausgerichteten Kammer bzw. Gaswäscher, wobei das Gaswaschen in der Gegenwart beweglicher I]l2mente zwischen den

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Querrosten erfolgt,

Fig. 2 eine Teilschnittansicht unter Darstellung, wie ein spezieller perforierter Rost aus Federmaterial sich während der Gegenstrom-Fließtätigkeiten sowohl nach oben als auch nach unten bewegen kann, und

Figuren 3 und 4 schematisch verschiedene Gestaltungen für Rostöffnungen.

In Figur 1 ist ein vertikal angeordneter Gaswäscher 1 mit im Abstand angeordneten, perforierten Rosten 2 gezeigt, die in der Lage sind, bewegliche, leichte Kontaktkörper 3 zurückzuhalten, die bei der Schaffung eines zusätzlichen Oberflächenbereiches für den Gegenstrom der Teilchen und/oder des mit Rauch beladenen Gasstromes und eines herabkommenden Flüssigkeits-Gaswaschstromes sorgen. Der geladene Gasstrom tritt beim Eingang 4 ein und beim oberen Auslaß 5 aus, während ein Gaswaschstrom von der Einlaßleitung 6 und über Sprühverteilungseinrichtungen 7 eingeführt wird. Die verwendete Waschflüssigkeit oder der Schlamm wird in dem unteren Teil des Gaswaschstroms 1 gesammelt und durch Leitung 8 ausgetragen. Ein gesteuerter Teil kann durch das Ventil 9 entleert werden, während ein anderer Teil durch Leitung 10 mit Ventil 11 zur Umwälzpumpe 12 umgewälzt werden kann, welche ihrerseits in die Leitung 6 mit dem Steuerventil 13 derart austrägt, daß dort eine Rezyklierbeschickung zu den Verteilungsdüsen bei 7 ist. Zusätzliche Waschströmungsergänzung

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kann zur Leitung 10 vor der Pumpe 12 durch Leitung 14 mit Steuerventil 15 zugeführt werden.

Wie oben bemerkt, kann bei Gegenlauf-Gaswaschtürmen dieser Art oder nach Art mit einem Siebdeck, wo es keine mobilen Elemente gibt, auf den Rosten 2 eine Festkörperansammlung erfolgen, je nach der Art des beladenen Gasstromes und der Art des für den speziellen Gaswaschvorgang benutzten Waschstromes, so daß die Notwendigkeit nach einem flexiblen Rost besteht, dem Zusetzen oder Blokkieren von Perforationen in jedem Rost vorzubeugen. Es besteht auch ein Bedürfnis, der Festkörperansammlung auf Nebel extrahierenden Einrichtungen vorzubeugen, wie sie bei 16 im obaren Teil der Kammer 1 gezeigt sind.

Gemäß der Erfindung und insbesondere im Hinblick auf Fig. ist eine Schnittansicht von Rosten 2' im unteren Teil der Gaswaschkammsr 1' gezeigt, welche die Fähigkeit hat, sich sov/ohl nach oben als auch nach unten in die bsi 17 und 18 mit gestrichelten Linien gezeigten Stellungen zu biegen und zu bewegen. Vorzugsweise soll der Grad der Bewegung ausreichen, um das Aufbrechen und Entfernen jeglicher Festkörper sicherzustellen, die sich auf den Rosten anzusammeln versuchen. Die abgelösten bzw. sich ablösandan Feststoffe werden zum unteren Teil der Kontaktkammer gewaschen und aus dem System entfernt, zum Teil umgewälzt.

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Gemäß Figur 2 ist der Rostabschnitt 2¹ zwischen Umfangsstützkörpern und Mittelstützkörpern, wie z. B. bei 19 und 20 gezeigt, durch geeignete Niederhaltebügel 21 und 22 sowie durch im Abstand angeordnete Schraubeneinrichtungen bei 23'und 24 eingeklemmt. In einer kleinen Kammer kann, v/ie oben bemerkt, der Rost 2¹ ganz quer über die Kammer ragen und zweckmäßig durch den Rostumfang halternde Stützen gehalten werden. Auf der anderen Seite muß es bei einer Kammer mit einem großen Durchmesser oder mit breiter rechteckiger Form mindestens einen ZwischenstUtzkörper 20 und mehrere Rostabschnitte, wie z. B. 2', geben. Hinsichtlich des Aufbaus sind der Abstand der Stützkörper 20 und die Dicke der Rostabschnitte 2¹ derart einander zugeordnet, daß letztere für eine angemessene Durchbiegung sorgen, um sicherzustellen, daß feste Materialen auf- und fortgebrochen werden. Selbstverständlich werden die Aufwärts- und Abwärtsdrücke auf das Querrostsystem von dem nach oben fließenden Gasstrom und dem nach unten fließenden Waschstrom ausgeübt. Unter ständigem Betriebszustand versucht eine Durchbiegung, sich entweder nach aufwärts oder nach abwärts im jeweiligen Rostabschnitt auszubilden; beim typischen Betrieb ist jedoch für nicht stetige Zustandsbedingungen gesorgt und es gibt einige Aufwärts-Druckschwingungen oder -stoße sowie Abwärts-Druckschwingungen, um die gewünschte Durchbiegung nach aufwärts und' abwärts der flexiblen Rostabschnitte zu sorgen.

Die kautschukartigen Roste haben auch eine größere Feder-

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eigenschaft und Abriebwiderstand, so daß jeder Abschnitt eine lange Abriebslebensdauer hat, so daß auch die mobilen oder beweglichen Elemente eine längere Lebensdauer haben, die zwischen den im Abstand angeordneten Rosten der Gas-Waschkammer gehalten werden. Wie oben bemerkt war es bei den Schwimmbett-Gaswäschern ein Problem, für die leichten hohlen Kuge!elemente eine lange Abriebslebensdauer vorzusehen > weil sie sich gegeneinander berühren und die Rückhalteroste ontaktieren. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung mit der Verwendung von federnden, kautschuk-, artigen Rosten gibt es weniger scharfe Kanten oder Ecken an der Vielzahl der Perforationen, so daß ein schneller Abrieb oder ein Brechen der mobilen Elemente erheblich vermindert ist.

Selbstverständlich ist es nicht beabsichtigt, die Erfindung auf irgendein Muster oder die Verwendung irgendeiner Art von Perforation im Zusammenhang mit den Rosten zu begrenzen, wobei die Perforation für den offenen Rostbereich sorgt. In Figur 3 i .-?t ein Teil eines Rostabschnittes gezeigt, der eine Vielzahl von runden Öffnungen 25 verwendet; in Figur 4 hingegen sind die Öffnungen 2 6 rechtwinkelig, um den gewünschten offenen Bereich eir.es speziellen Rostes zu ergänzen. Noch andere Konfigurationen können bei der Ausgestaltung von Rostöffnungen verwendet werden, v,^Tie z. B. ovale, quadratische, längliche Schlitze und dergleichen. In typischer Weise gibt

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es bei einem herkömmlichen Gegenstrom-Gaswäscher die Grössenordnung von 30 % bis 70 % odar mehr bei einem Rost als freier oder offener Bereich, um die gegenlaufenden Fließströme durch die Kammer zu gewährleisten.

Obwohl die Zeichnung die Ausrichtung einer Kontaktkammer vertikal zeigt, sei bemerkt, daß eine Siebdeckkammer bzw. Gaswäscher sich auch horizontal erstrecken kann, um dem . quer fließenden Gasstrom zu entsprechen, und daß eine Waschflüssigkeit von unten durch den sich quer bewegenden Gasstrom zugeführt werden kann. Mit anderen Worten ist die Erfindung nicht auf die Verwendung einer Querrosteinrichtung in nur einem vertikal ausgerichteten Turm oder Gaswäscher beschränkt.

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Claims

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Schutz ansprUche

1. GasflüssigkdLtswäscher zur Ablagerung von Feststoffen aus einer in der Waschkammer herunterlaufenden, mit einem beladenen Gasstrom in Berührung gelangenden Flüssigkeit auf quer angeordneten perforierten Rosten, dadurch geken nzeichnet, daß in der Waschkammer (i) mindestens ein flexibler und federnd elastischer Rost (2, 2¹) quer zum Fließweg angeordnet ist-.

2. Gaswäscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Waachkammer (i) vertikal ausgerichtet ist und zwischen mehreren, im Abstand voneinander angeordneten, die Strömung teilenden flexiblen und elastischen Rosten (2) mobile Kontaktelemente (3) angeordnet sind.

3. Gaswäscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible und elastische Rost (2) wärmebeständigen Kautschuk aufweist.

k. Gaswäscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible und elastische Rost Polyurethan aufweist.

Postscheck: Frankfurt/Main 67 63-602 Bank ι Dresdner Bank AG, Wiesbaden, KonlO-Nr. 176007

5. Gaswäscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible und elastische Rost ein thermoplastisches Olefin-kautschukartiges Material aufweist.

6« Gaswäscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der elastische und flexible Rost ein thermoplastisches Elastomer auf der Grundlage von Styrol und Butadien
aufweist.

7. Gaswäscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der flexible und elastische Rost aus einem Polyesterelastomer besteht.

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