Zur Abscheidung saurer Schadgase in Schlauchfilteranlagen
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2005-12
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Abstract
In dieser Arbeit wird die Abscheidung von im Rauchgas enthaltenen gasförmigen und partikulären
Verunreinigungen nach dem Trockensorptionsverfahren sowohl theoretisch als auch
experimentell in einer technischen Anlage untersucht. Bei diesem Verfahren werden Schadgase
an festen Additiven gebunden und vorzugsweise in Oberflächenfiltern abgeschieden.
Die Abscheidung saurer Schadgase mit Calciumhydroxid wurde in zahlreichen Arbeiten in
Laborreaktoren untersucht. Die wesentlichen hieraus gewonnenen Ergebnisse zeigen, dass die
Druckverluste in den anfiltrierten Kalkfilterschichten mit wachsendem Feuchtegehalt deutlich
absinken, der SO2-Abscheidegrad mit steigender relativer Feuchte stark ansteigt und die Anwesenheit
von Chlorwasserstoff im Reaktionssystem durch Bildung hygroskopischen
Calciumchlorids die SO2-Abscheidung erheblich verbessert.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses der Verweilzeit, der Rauchgaszusammensetzung
und der Temperatur auf die Abscheidung saurer Schadgase in einer technisch
betriebenen Schlauchfilteranlage. Ein weiteres Ziel ist die Überprüfung der Übertragbarkeit
der Laboruntersuchungen in den technischen Maßstab.
Die Ergebnisse der Laboruntersuchungen werden mit der technischen Anlage bestätigt. Verweilzeituntersuchungen
und Simulationen der Strömung in der Versuchsanlage deuten jedoch
im Gegensatz zu den Verhältnissen in Laborreaktoren auf inhomogene Anströmungen der
Filterelemente und damit auf den Einfluss des komplexen Strömungsfeldes hin.
Bei der Übertragung von im Labormaßstab gewonnenen Ergebnissen auf technische
Schlauchfilteranlagen sind verschiedene Punkte zu beachten:
Erstens erfolgt die Staub- und Schadgasabscheidung simultan, d.h. dass sich die Dicke der
reaktiven Staubschicht während des Prozesses verändert.
Zweitens wird i. d. R. bei Erreichen des maximalen Druckverlustes nur ein Teil der gesamten
Filterfläche abgereinigt, so dass lokal unterschiedliche Filtrationswiderstände und damit auch
Filtrationsgeschwindigkeiten auftreten.
Unter Vernachlässigung der inhomogenen Strömung im Rohgasraum können die an der
Filteranlage gemessenen Verläufe der Reingaskonzentration mit dem in dieser Arbeit vorgeschlagenen
Modell qualitativ wiedergegeben werden. Die verwendeten Modellparameter
werden durch die von Naffin im Labormaßstab durchgeführten Untersuchungen bestimmt. Die
verbleibenden Unterschiede zwischen den Messungen und dem Modell sind eine Folge der
inhomogenen Anströmung und des ungleichmäßigen Kuchenaufbaus. Zusätzlich verbleibt ein
unbekannter Anteil des Staubes auch nach der Abreinigung auf den Filterelementen.
Die Kopplung der realen strömungs- und reaktionstechnischen Vorgänge bei der Simulation
von Schlauchfilteranlagen lassen weitere Optimierungspotentiale vor allem bezüglich der
Gestaltung der An- und Umströmung der Filterflächen erkennen.
Description
Table of contents
Keywords
Rauchgasreinigung, SO2, HCI, Schlauchfilter