Strömungskorrelierte Positionierung der Düsen in REA-Wäschern

Projektnummer 263

In modernen Gaswäschern für die Rauchgasentschwefelung stein- oder braunkohlegefeuerter Kraftwerke, wird die Waschflüssigkeit mit Hilfe zahlreicher Düsen zerstäubt. Dabei werden unterschiedliche Ausführungen wie Spiral-, Hohl- und Vollkegeldüsen eingesetzt.

Die Düsen in den REA-Wäschern sind zumeist in mehreren Sprüh- oder Düsenebenen angeordnet. Die Anordnung der Düsen sowohl innerhalb einer Ebene als auch die Anordnung der Ebenen zueinander entspricht dabei dem Wissen Ende der 80-er Jahre, als die REAs in den deutschen Kraftwerken nachgerüstet wurden.

Durch restriktivere Grenzwerte für Schwefeldioxid und die zunehmende Mitverbrennung von Abfall geraten die REA-Wäscher zunehmend an die Grenzen ihrer Leistungsfähigkeit. Es ist daher im Interesse der Betreiber, die aufgetretenen Schwachstellen in den REA-Wäschern zu minimieren.

Großes Potential hierzu bietet der Absorptionsraum mit seinen Düsen. Durch eine gezielte und optimierte Anordnung der Düsen mit Hilfe geeigneter, robuster CFD-Simulationen unter Berücksichtigung der Tropfenkollision ist es heute möglich, den Abscheidegrad der REA-Wäscher zu erhöhen und so den verschärften gesetzlichen Vorgaben anzupassen.

Möglich wird dies durch die angestrebte Verknüpfung von Düsenanordnung und Kollisionsmodellierung in der Simulation der Zweiphasenströmung eines REA-Wäschers. Durch den Einsatz eines solchen Simulationswerkzeuges wäre man in der Lage, bekannte Schieflagen in den REA-Wäschern, wie die Randgängigkeit und die Strähnenbildung des Rauchgases zu minimieren.

Damit kann sowohl den Anlagenbauern als auch den Anlagenbetreibern eine Hilfestellung zur Optimierung der Nasswäscher gegeben werden.

Dies soll mit der Einbindung des Kollisionsmodells und den Erkenntnissen aus den beiden vorausgegangenen Forschungsvorhaben „REA-Fluiddynamik“ (202) und „REA-Düsenanordnung“ (230) sowie neuen Algorithmen zur Düsenpositionierung in ein kommerzielles CFD-Programm erreicht werden.

Das Vorhaben wird am Lehrstuhl Umwelttechnik der Universität Dortmund unter der Leitung von Markus Feldkamp durchgeführt und vom Arbeitskreis "Abgasreinigungstechnik" begleitet. Die Projektergebnisse werden Anfang 2007 erwartet.