61 – Mehrfaktor-Zyklon-Mutter-Tochter-Gas-Feststoff-Trenner für die Konzeption der trockenen Entschwefelung und Denitrierung von Rauchgasen in Wirbelschichtkesseln

Bei der Zufuhr von Abgasen in Reaktoren für die katalytische Entstickung und Entschwefelung im Trockenverfahren ist es erforderlich, dass die Menge an mitgeführtem Staub möglichst gering ist. Andernfalls kann sich der Staub mit dem Gasstrom in den Reaktor transportieren und sich allmählich am Eingang des katalytischen Reaktors ansammeln. Dies beeinträchtigt die Effizienz der katalytischen Entstickungs- und Entschwefelungsreaktion und erhöht zudem den Betriebsdruckabfall.

Für die Reinigung des Einlassgases in katalytische Entschwefelungs- und Denitrifikationsreaktoren für heiße Abgase besteht die übliche Anordnung der prozessbegleitenden Trennanlagen aus einem Beutelfilter sowie einem Hochspannungs-Elektrostatischen Filter. Nur wenige Unternehmen wagen es, Standard-Zyklone einzusetzen. Grund dafür ist, dass die tatsächliche Trenneffizität der von vielen inländischen Einrichtungen entworfenen Standard-Zyklone laut Erkenntnissen sogar unter 70 Prozent des Soll-Werts liegt; der Unterschied zwischen dem Entwurf und der tatsächlichen Betriebseffizienz ist daher sehr groß. Aber wie alle wissen, können Hochdruck-Statikstaubfilter keine großen Mengen an Rauchgasen sowie einen hohen Staubgehalt bewältigen. Zudem nimmt die Effizienz der Statikstaubentfernung in heißen Umgebungen schnell ab ； Daher muss vor dem Hochspannungs-Elektrofilter ein Beutelfilter installiert werden, um den größten Teil des Staubgemischs vorab zu entfernen.

Allerdings benötigen Taschenfilter komprimierte Luft für das Impulsrückblasen, und in bestimmten toten Winkeln ist ebenfalls ein intermittierendes Rückblasen mit komprimierter Luft erforderlich. Hocheffiziente Taschenfilter für hohe Temperaturen – sie sind groß im Umfang, beanspruchen viel Platz, verfügen über viele Steuerelemente und sind daher teuer in der Anschaffung. Zudem neigen sie bei hohen Temperaturen dazu, auszufallen. Unternehmen planen in der Regel ein Fahrzeug für den Normalbetrieb und eines als Ersatz; manche Unternehmen stellen sogar kein Ersatzfahrzeug bereit. Laut Rückmeldungen der Betreiber steigt der Staubgehalt im Abgas in den Minuten – manchmal sogar in den zehn Minuten – während des Rückspülvorgangs des Taschenfilters stark an. Dadurch ist der Staubgehalt im Abgas, das in den Hochspannungs-Elektrofilter gelangt, zu hoch. Der Elektrofilter kann diese Betriebsbedingungen nicht bewältigen, wodurch der Staubgehalt im Abgas, das vom Elektrofilter ausgestoßen wird, erheblich die zulässigen Grenzwerte überschreitet.

Daher gibt es nun verbesserte Verfahren für den traditionellen trockenen Staubentfernungsprozess bei Kohlefeuerungskesseln mit Fluidisierbetttechnologie, nämlich: Taschenfilter + Mehrfaktor-Schwingstrom-Trenner für Gas und Feststoffe + Hochspannungs-Statikfilter. Der Mehrfaktor-Zyklon-Vater-Sohn-Trenner gehört ebenfalls zu den dynamischen Trennern. Da sich die Geschwindigkeitsverteilung des Fluids im Gehäuse jedoch deutlich gleichmäßiger gestaltet als bei herkömmlichen Zyklontrennern mit großem Durchmesser, und da der Rotationsradius sowie die Winkelgeschwindigkeit des Fluids erheblich größer sind als bei solchen Standardtrennern, weist der Mehrfaktor-Zyklon-Vater-Sohn-Trenner eine wesentlich höhere Trenneffizienz, Betriebsstabilität und Betriebsflexibilität auf als herkömmliche Standardzyklontrenner.

Der Mehrfaktor-Spiral-Trenner wird hauptsächlich aus den folgenden Gründen zwischen dem Taschenfilter und dem Elektrostatik-Filter angeordnet: 1. Während des Rückblasevorgangs im Taschenfilter kann eine große Menge an Staub, der von unten in den Taschenfilter gelangt, durch den Mehrfaktor-Spiral-Trenner effektiv aus den Abgasen entfernt werden. Dadurch wird verhindert, dass große Mengen an Staub in den Elektrostatik-Filter gelangen. 2. Nach der Einrichtung eines Mehrfaktor-Turbinaltrenners ist es nicht mehr notwendig, einen Ersatzfilter wie im ursprünglichen Plan vorgesehen, zu verwenden. 3. Nachdem durch den Mehrfaktor-Turbinaltrenner der überwiegende Teil des Staubbelastsung entfernt wurde, gelangen nur noch sehr geringe Mengen an besonders feinen Stäuben in den Elektrostatikstaubfilter. Dies entspricht genau den Eigenschaften des Elektrostatikstaubfilters, der in der Lage ist, kleine Partikel effizient zu fangen. Dadurch kann eine hocheffektive Entfernung des Staubes aus den Abgasen erreicht werden. 4. Obwohl im internationalen Maßstab mehrfach Mehrfaktor-Turbinaltrenner für eine effiziente Trennung von Gas und Feststoffen eingesetzt wurden, ist bei vielen inländischen Unternehmen das Wissen über diese Trenner noch begrenzt. Durch den Einsatz von Mehrfaktor-Turbinaltrennern zwischen Taschenfiltern und elektrostatischen Filtern kann den inländischen Unternehmen auf praktische Weise gezeigt werden, welche Vorteile diese Trenner bieten. Voraussetzung ist, dass das Mehrfaktor-Zyklon-Mutter-Kind-Trennsystem durch ein Systemplattform-Design mittels präziser dynamischer Berechnungen entworfen werden muss.

Bei der Reinigung des Abgases aus dem trockenen katalytischen Entschwefelungs- und Denitrifikationsreaktor für Rauchgase von Wirbelschichtkesseln geht es darum, die im Reaktionsprozess mit dem Rauchgas entweichenden Katalysatorpartikel zurückzugewinnen und erneut im Katalysatorreaktor zu verwenden. Einerseits trägt es erheblich zur Senkung der Betriebskosten bei, andererseits verhindert es auch, dass die Emissionen von Staub und Metallionen die zulässigen Werte überschreiten. Wie alle annehmen, kann die Reinigung der Abgase des Fluidbettkessels mit einem Reaktor für trockene katalytische Schwefel- und Stickstoffentfernung auch durch Nachahmung des Prozesses zur Reinigung der Einlassgase dieses Reaktors erfolgen. Prinzipiell ist das möglich. Doch der Preis-Leistungs-Verhältnis ist zu schlecht, und da die Budgets der Umweltunternehmen für EPC-Projekte begrenzt sind, ist es nicht möglich, gleichzeitig „Taschenfilter + Mehrfaktor-Spiral-Trenner + Elektrostatischer Filter“ einzusetzen. Im Kombinationsprozess aus „Taschenfilter + Mehrfaktor-Spiraltrenner + Elektrostatischer Filter“ benötigt nur der Mehrfaktor-Spiraltrenner weder Ersatzgeräte noch Ersatzteile für Wartungsarbeiten. Er kann somit 24 Stunden am Stück effizient und zuverlässig arbeiten. Daher ist der mehrfaktorielle Tornado-Getrenner in den letzten Jahren zur bevorzugten Methode geworden, um Katalysatoren in Prozessen zur trockenen katalytischen Schwefel- und Stickstoffentfernung zu erfassen und wiederzuverwenden.

Hier wird am Beispiel eines mehrfaktoriellen Wirbelstrom-Mutter-Tochter-Trenners zur Katalysatorrückgewinnung, der in einem Verfahrenpaket für die trockene katalytische Entschwefelung und Denitrierung verwendet wird, eine detaillierte Diskussion geführt. Die Betriebsbedingungen sind: 1. Luftvolumenstrom: 130.000 m^3/h; 2. Temperatur: 170℃ ； 3. Druck: 5 kPaG ； 4. Dichte des Abgases: 0,83 kg/m³; 5. Apparentedichte des Katalysators: ~800 kg/m³; 6. Menge des im Abgas enthaltenen Katalysators: ~500 mg/m³. Anforderung an die Trennwirkung: mindestens 90 %.

Das untenstehende Bild ist ein Auszug aus dem technischen Konzept für einen mehrfaktoriellen Zyklon-Mutter-Tochter-Trenner, das von einem spezialisierten Unternehmen für dynamische Trenntechnik bei einem Anbieter von trockenen katalytischen Verfahren zur Entschwefelung und Denitrierung eingereicht wurde:

Diesen Beitrag hat luoli519 zuletzt am 16.05.2018 um 12:43 bearbeitet. Hier ist noch eine Zusammenfassungstabelle mit Zahlen und Diagrammen zur Mehrfaktor-Zyklonsystem-Technologie zur Katalysatorrückgewinnung im trockenen katalytischen Entschwefelungs- und Denitrifikationsverfahren, die von einem spezialisierten Unternehmen für dynamische Trenntechnologien bereitgestellt wurde:

Aus der Datenblatt lässt sich entnehmen, dass die wichtigsten technischen Kennwerte dieses mehrfaktoriellen Zyklon-Trenners wie folgt sind: 1. Betriebsdruckabfall: 0,622 psi； 2. Trennwirkungsgrad: 100%ige Entfernung von Partikeln mit einer Größe von 8 Mikrometern und mehr; die Konzentration an Partikeln im Austrittsstrom beträgt maximal 30 mg/m³.
3. Die Betriebsflexibilität dieses Modells des mehrfaktoriellen Zyklon-Trenners ist wie folgt: Maximalbelastung/Minimalbelastung = 4 – das bedeutet, dass ein breiter Betriebsbereich möglich ist.