本發(fā)明涉及用于散布廢氣的設(shè)備，所述廢氣尤其是富含CO₂的廢氣。

背景技術(shù)：

該設(shè)備通常具有廢氣排放管(Abgaskamin)，所述廢氣排放管具有靠近底部的下區(qū)段以及與此相連接的上區(qū)段，該區(qū)段界定出所述排放管的開口，用于將廢氣排放進(jìn)所述廢氣排放管周圍的氣氛中。在本發(fā)明的范疇內(nèi)，此類排放管還尤其是豎管，該豎管例如在所述設(shè)備的最高配件(Ausrüstungsgegenstand)處向上引導(dǎo)。

在此已被證明為有問題的是，在廢氣溫度比較低的情況下，由于例如CO₂含量比較高，廢氣的密度大于所述廢氣排放管周圍的氣氛中的空氣的密度。因此存在以下問題，CO₂或具有相應(yīng)密度的其他廢氣在從所述廢氣排放管排出后重新下降，并且例如可以進(jìn)入周圍的設(shè)備元件的進(jìn)氣沖程(Ansaugtrakt)內(nèi)。這尤其是在低溫空氣分離設(shè)備的情況下是成問題的，其中在所吸入的待分離的空氣中的CO₂含量通常不得高于例如500ppm。此外，高的CO₂含量還會(huì)對(duì)附近平臺(tái)上的工作造成不利影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明基于如下目的，改進(jìn)前述類型的設(shè)備，從而改進(jìn)廢氣的散布或擴(kuò)散，并且降低所述設(shè)備直接周圍的廢氣下沉的風(fēng)險(xiǎn)。

該問題是通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備實(shí)現(xiàn)的。下面描述本發(fā)明的有利的實(shí)施方案。

根據(jù)本發(fā)明，所述設(shè)備被設(shè)計(jì)為，將廢氣導(dǎo)入所述廢氣排放管的下區(qū)段，其中所述設(shè)備另外具有用于提高廢氣的浮升力(Auftrieb)的裝置， 其中所述裝置優(yōu)選根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案被設(shè)計(jì)為，在所述廢氣排放管的下區(qū)段內(nèi)提供具有密度的廢氣和/或使得該下區(qū)段內(nèi)的廢氣的密度降低，從而通過(guò)所述開口排出的廢氣能夠升高進(jìn)入周圍的氣氛。為此，廢氣的所述密度下降至周圍空氣的密度以下。

與標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)不同，該標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)例如通過(guò)布置在廢氣氣流周圍的火焰或火苗來(lái)改善廢氣在所述廢氣排放管的上端的散布或擴(kuò)散，本發(fā)明優(yōu)選使用用于提高尤其是富含CO₂的廢氣的浮升力的裝置，其在所述廢氣排放管的下區(qū)段內(nèi)發(fā)揮浮升作用或者在此提供密度小于周圍氣氛中的空氣的密度的廢氣。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，基于所述排氣管延伸的垂直線，所述廢氣排放管的下區(qū)段是所述廢氣排放管的下半部分，優(yōu)選為所述廢氣排放管的下三分之一，更優(yōu)選為所述廢氣排放管的下四分之一，更優(yōu)選為所述廢氣排放管的下五分之一，更優(yōu)選為所述廢氣排放管的下六分之一，更優(yōu)選為所述廢氣排放管的下七分之一，更優(yōu)選為所述廢氣排放管的下八分之一，更優(yōu)選為所述廢氣排放管的下九分之一，更優(yōu)選為所述廢氣排放管的下十分之一。

此外，在本發(fā)明的范疇內(nèi)，尤其是富含CO₂的廢氣理解為CO₂含量為至少25體積％的廢氣。

在所述用于提高廢氣浮升力的裝置在所述廢氣排放管的下區(qū)段內(nèi)的布置方面，或者在提高所述廢氣排放管的下區(qū)段內(nèi)的浮升力方面表明，由此即使在風(fēng)比較小或者甚至無(wú)風(fēng)的情況下以中等能耗使例如富含CO₂的廢氣充分地散布在周圍的氣氛中。在此表明，所述裝置在所述廢氣排放管底部附近的定位或作用還使得廢氣能夠在所述廢氣排放管的開口處很好地混合或均勻化，這對(duì)于低能耗是重要的。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，所述裝置具有熱交換器，所述熱交換器被設(shè)計(jì)為，將熱載體的熱量傳導(dǎo)到廢氣或者廢氣的支流，其中 所述熱交換器優(yōu)選與所述廢氣排放管的下區(qū)段處于通流連接，從而可將借助所述熱交換器加熱的廢氣導(dǎo)入所述廢氣排放管的下區(qū)段內(nèi)。

所述在熱交換器內(nèi)引導(dǎo)用于加熱同樣在其中引導(dǎo)的廢氣的熱載體優(yōu)選為水蒸汽，其在所述熱交換器內(nèi)在加熱廢氣時(shí)尤其是發(fā)生凝結(jié)。作為用于加熱的替代性介質(zhì)，還可以使用其他熱的介質(zhì)，例如熱廢氣、蒸鍋水、熱廢水、熱甲醇等。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，所述用于提高浮升力的裝置此外還具有通向所述廢氣排放管的下區(qū)段的管路，用于將水蒸汽導(dǎo)入所述廢氣排放管內(nèi)(所謂的蒸汽噴射)，使得廢氣與水蒸汽混合。在此所述設(shè)備可具有用于產(chǎn)生或提供水蒸汽的裝置，所述裝置可與所述管路處于或形成流通連接。但是水蒸汽也可以在所述設(shè)備外部產(chǎn)生，并且例如經(jīng)由相應(yīng)的管路被引導(dǎo)至所述設(shè)備。此外，所述用于產(chǎn)生或提供水蒸汽的裝置也可以供應(yīng)上述熱交換器。在此，除了所述熱交換器以外，還可以存在將水蒸汽直接導(dǎo)入廢氣排放管的導(dǎo)入管路，例如用作回落平面(Rückfallebene)，但或者用作唯一的用于加熱廢氣的裝置(例如在不存在熱交換器的情況下)。

根據(jù)一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案，所述根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備具有上述熱交換器，此外還額外地配置為如上所述將水蒸汽導(dǎo)入所述廢氣排放管的下區(qū)段。已經(jīng)表明，這尤其是對(duì)于富含CO₂的廢氣而言能夠?qū)崿F(xiàn)廢氣的可靠的擴(kuò)散。

在此，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，水蒸汽持續(xù)地出現(xiàn)在所述熱交換器的一側(cè)，而廢氣則在旁路管路中繞過(guò)所述熱交換器。由此，所述熱交換器持續(xù)地保持熱度，并且在需要時(shí)將熱量立即用來(lái)加熱廢氣。在本發(fā)明的一個(gè)替代性的實(shí)施方案中，持續(xù)地引導(dǎo)廢氣通過(guò)所述熱交換器，并且只有在需要加熱廢氣時(shí)才引導(dǎo)水蒸汽通過(guò)所述熱交換器。

此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述設(shè)備具有酸性氣體脫除單元，所述單元被配置為，將CO₂從氣流中分離出來(lái)，其中所述廢氣含有分離出的CO₂或者其中的至少一部分。

所述酸性氣體脫除單元優(yōu)選被設(shè)計(jì)為，(例如借助物理或化學(xué)洗滌)將CO₂從氣流中分離出來(lái)，其中(在物理洗滌的情況下)優(yōu)選使用含甲醇的洗滌劑。所述酸性氣體脫除單元還可使用其他洗滌劑(例如含氨的洗滌劑)或者其他用于分離CO₂的方法。

此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述用于提高浮升力的裝置具有優(yōu)選被布置在所述廢氣排放管底部或者優(yōu)選被布置在所述廢氣排放管下區(qū)段內(nèi)的燃燒器，所述燃燒器被設(shè)計(jì)為，優(yōu)選在所述廢氣排放管的下區(qū)段內(nèi)使得燃料在導(dǎo)入空氣或者不導(dǎo)入空氣的情況下燃燒，從而加熱被導(dǎo)入所述廢氣排放管內(nèi)的廢氣。

此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的用于提高浮升力的裝置可以具有通向所述廢氣排放管的下區(qū)段的管路，用于將燃燒氣體導(dǎo)入所述廢氣排放管內(nèi)，使得廢氣與煙氣混合。此外，所述設(shè)備可以具有用于產(chǎn)生或提供燃燒氣體的裝置，例如燃燒燃料的燃燒器，其與所述管路處于或形成通流連接。所使用的燃燒氣體也可以在所述設(shè)備外部產(chǎn)生，并且例如經(jīng)由相應(yīng)的管路被引導(dǎo)至所述設(shè)備。

此外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的所述用于提高浮升力的裝置可以具有電加熱裝置，所述電加熱裝置被設(shè)計(jì)為，加熱廢氣或者廢氣的支流。該加熱裝置可以布置在所述廢氣排放管的上游或者在所述廢氣排放管內(nèi)。其優(yōu)選布置在所述蒸汽噴射裝置上游。

最后，本發(fā)明的另一方面還涉及用于散布優(yōu)選富含CO₂的廢氣的方法，其中所述方法優(yōu)選使用在此所述的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，其中在所述方法中，將廢氣導(dǎo)入所述廢氣排放管的下區(qū)段內(nèi)，借助所述用于提高浮升力的裝置提高廢氣的浮升力，并且廢氣經(jīng)由所述廢氣排放管的開口被排出進(jìn)入所述廢氣排放管周圍的氣氛。

根據(jù)所述方法的一個(gè)實(shí)施方案，所述裝置(即尤其是熱交換器、燃燒器、加熱裝置和/或蒸汽噴射裝置，參見上文)是依據(jù)天候條件、尤其是依據(jù)周圍環(huán)境的風(fēng)(尤其是風(fēng)速和/或風(fēng)向)、溫度、降水和/或天氣情況來(lái)調(diào)控。這些參數(shù)例如在所述設(shè)備的預(yù)先確定的環(huán)境中加以測(cè)量，例如在廢氣排放管處。

根據(jù)所述方法的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，在所述廢氣排放管的底部?jī)H僅實(shí)施一部分密度下降，而另一部分則例如通過(guò)燃燒器或者燃燒器系統(tǒng)或者蒸汽噴射裝置(例如參見上文)在更靠近所述廢氣排放管的出口或開口處進(jìn)行(尤其是在所述開口附近或者在所述廢氣排放管的開口)。

本發(fā)明在此示例性地尤其是以富含CO₂的廢氣為例進(jìn)行了闡述，但是也可以應(yīng)用于其他廢氣組合物。

附圖說(shuō)明

對(duì)于下面的本發(fā)明的實(shí)施方案的附圖說(shuō)明借助附圖闡述本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。其中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備或根據(jù)本發(fā)明的方法的示意性圖示。

具體實(shí)施方式

圖1所示為用于散布廢氣A的設(shè)備1，其中所述廢氣A優(yōu)選為富含CO₂的廢氣A。

為了影響CO₂或廢氣A的散布或擴(kuò)散，根據(jù)本發(fā)明目的在于，提高廢氣A的浮升力，其中該措施根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選在所使用的廢氣排放管100的下區(qū)段100a內(nèi)進(jìn)行。

廢氣A的浮升力取決于廢氣A與周圍氣氛的氣體或空氣之間的密度差。因此，根據(jù)本發(fā)明，廢氣A的密度要下降至周圍空氣的密度以下，從而使廢氣A獲得浮升力，這優(yōu)選允許廢氣A達(dá)到足夠的高度，在該高度上，垂直于浮升力方向的空氣運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)廢氣A的有效擴(kuò)散。

具體而言，根據(jù)本發(fā)明的用于散布廢氣A的設(shè)備1具有沿著垂直的縱軸z延伸的廢氣排放管100，其沿著縱軸z的高度優(yōu)選大于垂直于所述縱軸z的所述廢氣排放管的內(nèi)直徑。所述廢氣排放管例如可以具有50m至200m的范圍內(nèi)的高度以及例如0.5m至5m的范圍內(nèi)的內(nèi)直徑。

所述廢氣排放管100具有沿著所述縱軸7環(huán)繞的壁102，其由所述廢氣排放管100的底部101延伸至所述廢氣排放管100的上端，在此處設(shè)置有開口103，用于排出所述廢氣A。所述廢氣排放管100基于縱軸z具有下區(qū)段100a，其過(guò)渡到上區(qū)段100b，其中所述上區(qū)段100b構(gòu)成或界定出相應(yīng)的開口103。

根據(jù)本發(fā)明，所述設(shè)備1現(xiàn)在根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案被設(shè)置為，將所述廢氣A通過(guò)管路11以及可設(shè)置在壁102上的給進(jìn)點(diǎn)13導(dǎo)入所述廢氣排放管100的下區(qū)段100a內(nèi)，其中所述設(shè)備1另外具有裝置2，其被設(shè)計(jì)為在下區(qū)段100a內(nèi)為廢氣A提供相對(duì)于周圍空氣提高的浮升力和/或提高廢氣A在此處相對(duì)于空氣的浮升力。

所述裝置2優(yōu)選為此根據(jù)圖1具有與所述管路11處于通流連接的熱交換器12，從而將來(lái)自廢氣源10的廢氣A通過(guò)所述管路11和所述熱交換器12以及所述給進(jìn)點(diǎn)13導(dǎo)入所述廢氣排放管A的下區(qū)段100a內(nèi)。在此，所述廢氣A可以在給進(jìn)點(diǎn)13上游在熱交換器12內(nèi)與例如水蒸汽相對(duì)地進(jìn)行加熱，水蒸汽例如可以在相應(yīng)的裝置20中產(chǎn)生。結(jié)果由此使廢氣A的密度下降，并且由此提高了在下區(qū)段100a內(nèi)廢氣A的浮升力。在此可以僅加熱廢氣A的支流。另一廢氣支流T例如可以繞過(guò)所述熱交換器12，并且直接經(jīng)由所述給進(jìn)點(diǎn)13導(dǎo)入所述廢氣排放管的下區(qū)段100a內(nèi)。

所述廢氣源尤其可以是酸性氣體脫除單元10(也稱作AGR，“Acid Gas Removal”)，其中在該單元10內(nèi)，例如可以借助具有優(yōu)選含甲醇的洗滌劑的氣流的物理洗滌由氣流脫除CO₂(例如所謂的低溫甲醇洗工藝Rectisol)。所分離出的CO₂在此可以作為廢氣A或者作為廢氣A的一部 分通過(guò)所述設(shè)備1加以散布。當(dāng)然CO₂也可以替代性地以其他方式加以脫除。

此外，所述裝置2優(yōu)選具有通向所述廢氣排放管100的下區(qū)段100a的管路21，其例如通過(guò)被設(shè)置在壁102上的給進(jìn)點(diǎn)22通向所述下區(qū)段100a，其中所述管路21可與水蒸汽源20或水蒸汽發(fā)生器20相連接，從而可以將水蒸汽W導(dǎo)入所述廢氣排放管100的下區(qū)段100a內(nèi)，從而由水蒸汽W加熱位于此處或被導(dǎo)入的廢氣A，以提高廢氣A的浮升力。代替上述裝置2的所述組件或者作為這些組件的補(bǔ)充，所述設(shè)備1可以另外具有被布置在所述廢氣排放管100的底部101或者被布置在所述廢氣排放管100的下區(qū)段100a內(nèi)的燃燒器15，用于提高在下區(qū)段100a內(nèi)廢氣A的浮升力，所述燃燒器被設(shè)計(jì)為，在所述廢氣排放管100的下區(qū)段100a內(nèi)使燃料燃燒，以加熱被導(dǎo)入所述廢氣排放管100內(nèi)的廢氣A。

此外，可以代替水蒸汽或者作為補(bǔ)充，經(jīng)由相應(yīng)的管路23將燃燒氣體R導(dǎo)入下區(qū)段內(nèi)，以提高廢氣A的浮升力。

此外，可以代替所述熱交換器12或者作為補(bǔ)充，借助位于給進(jìn)點(diǎn)13上游的電氣運(yùn)行的加熱裝置16加熱廢氣A，以提高浮升力。

原則上，在此所述的實(shí)施方案中，所述一個(gè)或多個(gè)熱交換器、可能存在的燃燒器(例如加熱裝置)和/或蒸汽噴射裝置可以各自獨(dú)立地或者組合式地布置在預(yù)先設(shè)置的管路內(nèi)和/或其上，或者可以集成在所述廢氣排放管中。

附圖標(biāo)記

1 設(shè)備

10 廢氣源，例如AGR

11 管路

12 熱交換器

13 給進(jìn)點(diǎn)

14 管路

15 燃燒器

16 電加熱裝置

20 水蒸汽源

21 管路

22 給進(jìn)點(diǎn)

23 管路

100 廢氣排放管

100a 下區(qū)段

100b 上區(qū)段

101 底部

102 壁

103 開口

A，T 廢氣

R 燃燒氣體

W 水蒸汽

Z 縱軸或垂直線。