Wirbelwind in der Trockensorption

Bei der SOx–Sorption erzielt die konditionierte Trockensorption mit Rezirkulatbefeuchtung sehr gute Ergebnisse. Gegenwärtig sind hierfür mehrere apparatetechnische Varianten im Einsatz, die sich im wesentlichen durch die unterschiedliche Gestaltung des Reaktionsraumes und die Zufuhr des Rezirkulates unterscheiden. Hierzu zählen Wirbelschichtverfahren, zirkulierende Wirbelschicht oder Reaktoren mit mechanischen Elementen.

Bei Prozessen, die nicht permanent unter Volllast betrieben werden, stoßen Wirbelschichtverfahren jedoch schnell an ihre Grenzen. Das Rezirkulat verfügt im Gegensatz zum frischen Kalkhydrat über sehr grobe Kornfraktionen bis hin zu Verklumpungen. Diese können in Wirbelschichten ausfallen und zu Verstopfungen oder Anbackungen führen. Das Rotosorb-Verfahren arbeitet daher mit einem Rotor, der das Rezirkulat aktiv beschleunigt und Verklumpungen mechanisch zerkleinert.

Das bereits mit frischem Kalkhydrat beaufschlagte Rohgas tritt von oben in den Rotosorb-Reaktor ein. Der Reaktor ist in der Regel konstruktiv in die Filteranlage integriert. Diese sehr kompakte Apparatetechnik eignet sich besonders zur Aufstellung in Gebäuden.

Im unteren Umlenkbereich des Reaktors befindet sich ein Rotor, der, abhängig von der Konsistenz des Sorbens, mit starren oder flexiblen Verwirbelungselementen bestückt ist. Das Rezirkulat wird dem Wirbelreaktor über eine Verteilerschnecke zugeführt.

Der Rotor sorgt zum einen für eine intensive Vermischung von Additiv, Rezirkulat und Rauchgas und ermöglicht zum anderen – durch eine Beschleunigung des Schüttgutes nach oben – die Einstellung von hohen Rezirkulationsraten (ca. 100:1) auch im Teillastbereich. Aufgrund der großen Rezirkulatmengen wird der Feuchtegehalt des Additivs durch das zudosierte Wasser nur wenig erhöht und das angefeuchtete Rezirkulat bleibt gut fließfähig. Um die Kalkhydratpartikel bildet sich ein extrem dünner Flüssigkeitsfilm. Dieser verdampft sehr schnell, so dass im nachfolgenden Filter trockenes Kalkhydrat abgeschieden wird.

Das verdampfende Wasser kühlt wiederum das Abgas und bewirkt eine Verbesserung des Abscheidegrades für SOx (>95% möglich), da sich direkt um das Kalkhydratkorn kurzfristig eine Zone mit fast 100% relativer Feuchte bildet. Die Befeuchtung des Rezirkulats findet in einem Doppelwellenmischer statt, wobei die jeweilige Wassermenge über die Abgastemperatur geregelt wird. Die zur Sorption erforderliche Mindestmenge wird fest eingestellt. Enthält das Abgas auch spürbare Mengen an Chlorwasserstoff (HCl), kann eine zusätzliche Regelung abhängig von der HCl-Rohgaskonzentration erforderlich werden.

Nach Durchströmen des Reaktors gelangt das mit großer Staubfracht (mehrere 100 g/Nm3) beaufschlagte Rauchgas in den Grobabscheider. Dort werden die gröbsten Partikel durch 180°-Umlenkung des Abgasstromes abgeschieden und mittels eines Schneckenförderers der mechanischen Rezirkulation zugeführt.

Der feinkörnige Anteil der Reaktionsprodukte, frisches Kalkhydrat und Staub (z.B. Flugasche) gelangen schließlich in die Filteranlage und werden dort abgeschieden. Mittels mechanischer Fördergeräte wird ein kleiner Anteil (ca. 1%) dieses Filtrationsproduktes der Reststofflagerung zugeführt, ca. 99% aber Richtung Reaktor rezirkuliert. Auf diesem Förderweg wird das Rezirkulat dann in einem Doppelwellenmischer über Düsen befeuchtet. Das Reingas aus der Filteranlage wird vom Hauptradialgebläse über den Kamin in die Atmosphäre geleitet.

cav 476