AT163863B

AT163863B - Verfahren und Vorrichtung zur Einführung von Schwarzlaugen in einen Feuerraum

Info

Publication number: AT163863B
Authority: AT
Original assignee: Joenkoepings Mek Werkstads Akt
Priority date: 1946-01-17
Filing date: 1946-11-12
Publication date: 1949-08-25

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Einführung von Schwarzlaugen in einen Feuerraum
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Einführung von Schwarzlaugen von Zellstoffabriken in einen Feuerraum, in welchem die brennbaren
Bestandteile der Flüssigkeit verbrannt und die Wärme und die in der Flüssigkeit enthaltenen
Chemikalien wiedergewonnen werden. Ablaugen der genannten Art, die brennbares Material und anorganische Chemikalien enthalten, fallen insbesondere bei der Zellstoffherstellung nach dem Natronzellstoff- Verfahren ab.

Die in der Flüssigkeit enthaltenen Chemikalien können durch die Verbrennung der in die Feuerung eingeführten Flüssigkeit wiedergewonnen werden, wenn vorher eine Verdampfung auf eine bestimmte Konzentration stattgefunden hat. In bekannten Verfahren dieser Art wird die Flüssigkeit gewöhnlich quer durch die Feuerung gegen die Wände gespritzt. Der Flüssigkeitsstrahl gibt einen Teil seines Wassergehaltes im Laufe des Durchganges durch die Verbrennungsgase ab, während der Rest des in der Flüssigkeit enthaltenen Wassers beim Ansetzen und Heruntergleiten an den Wänden verdampft, von welchen dann die trockenen Rückstände auf den Feuerungsboden zur Verbrennung niederfallen.

Bei den bekannten Verfahren muss die Flüssigkeit mit verhältnismässig hoher Geschwindigkeit eingespritzt, also unter sehr hohem Druck eingespritzt werden, und es ist die Verdampfung der Flüssigkeit beim Durchgang durch die Verbrennungsgase verhältnismässig gering. Es ist deshalb nötig, die Flüssigkeit auf einen verhältnismässig hohen Konzentrationsgrad einzudampfen, bevor sie in die Feuerung eingespritzt wird, wodurch das Verfahren und die hiefür nötige Vorrichtung kostspielig werden. Zum Grossteil wird sich die Verdampfung ferner an den Feuerungswänden abspielen, die meist mit wärmeaufnehmenden Wasserrohren versehen sind. Ein grosser Teil der Röhren wird dabei innerhalb der Feuerung wärmeisoliert werden und sich zufolge der Anlagerung einer feuchten Masse an den Feuerungswänden mit einem Kohlebelag überziehen.

Man muss daher den Feuerungswänden eine grössere Wärmeabsorbtionsfläche geben.
Die vorliegende Erfindung bedeutet eine wesent- liche Verbesserung der bekannten Verfahren.
Der Strahl der in die Feuerung eingeführten
Ablauge ist im Gegensatz zu allen bekannten
Verfahren nach aufwärts gerichtet, u. zw. zu einer solchen Höhe, dass die freien Flüssigkeitsteilchen während ihres doppelten Durchganges durch die heissen Gase grösstenteils eingedampft werden.

Die heissen Gase werden von den brennenden
Flüssigkeitsrückständen am Feuerungsboden erzeugt. Die Flüssigkeit wird durch eine abnehmbare Düse eingespritzt, welche innerhalb der
Feuerung nahe der Innenseite des unteren Wandteiles derart angeordnet ist, dass durch geeignete
Stellung der Düse die Flüssigkeitsteilchen in ihrem höchsten Bahnpunkte den Oberteil der Feuerung erreichen. Die Flüssigkeit kann derart eingespritzt werden, dass die Mehrzahl der Teilchen frei unmittelbar auf den Feuerungsboden fällt. Auch kann der Strahl so gerichtet werden, dass die auf den Feuerungsboden fallenden eingedampften Teilchen einen Haufen bilden, dessen Spitze sich ungefähr in der Feuerungsmitte befindet. Auf diese Weise erhält man eine grössere Verbrennungsfläche der eingedampften Masse, als wenn die Masse in einer ebenen Lage am Feuerungsboden ausgebreitet würde.

In diesem Falle sind die Feuerungswände gegen Korrosion durch die schmelzende Masse der Chemikalien geschützt. Um eine entsprechende Verteilung der eingedampften Masse am Feuerungsboden zu erzielen, kann die Einspritzdüse auf Zapfen gelagert werden, so dass sie sich in einer senkrechten Ebene durch die Düsenachse schwingen oder entlang einer Kegelfläche bewegen bzw. in irgend einer anderen geeigneten Art drehen lässt.

Die Verteilung und der Scheitelpunkt des Flüssigkeitsstrahles kann derart reguliert werden, dass die Flüssigkeitsteilchen fast oder gänzlich eingedampft sind, wenn sie den Feuerungsboden erreichen. So kann z. B. der Kulminationspunkt 3 m über der Einspritzdüse liegen ; doch kann diese Höhe geändert werden, entsprechend der Konzentration der eingespritzten Flüssigkeit, dem Zuteilungsgrad und anderen Umständen.

Die Erfindung ist nun näher in den folgenden Ausführungen beschrieben und in der Zeichnung

dargestellt, in welcher die Fig. 1 einen senkrechten
Schnitt durch eine Ausführungsform des Gegen- standes der Erfindung darstellt, betreffend einen
Dampfkessel mit einer Feuerung zur Ein- dampfung und Verbrennung von Zellstofflaugen.

Fig. 2 ist ein senkrechter Schnitt durch einen
Teil eines Dampfkessels für die Verbrennung von Abwässern entsprechend einer anderen Aus- führungsform der Erfindung. Die Fig. 3 stellt einen senkrechten Schnitt durch eine Aus- führungsform gemäss der Fig. 2 dar, jedoch rechtwinkelig zu dem Schnitt gemäss Fig. 2.

In den verschiedenen Zeichnungen sind die einander entsprechenden Teile mit gleichen
Bezugszahlen bezeichnet.

In den dargestellten Ausführungsformen sind die Feuerungswände innen mit einer Lage gusseiserner Platten 1 bedeckt, welche Reihen von wärmeaufnehmenden Wasser-oder Dampf- rohren 2 schützen, die in den Wänden der Feuerung verlegt sind. Die Abwässer, die im voraus teilweise eingedampft sein können, werden mittels einer in der Zeichnung nicht dargestellten Pumpe durch einen Schlauch oder ein Rohr 3 in eine
Düse 4 gepresst, die durch eine Öffnung in der
Feuerungswand nach innen geht. Die Öffnung der Düse ist nach oben gekehrt und spritzt die
Flüssigkeit aus der Düse mit einem Druck aus, welcher es ihr gestattet, bis in den oberen Teil der Feuerung aufzusteigen und nach Erreichung des höchsten Punktes auf den Boden der
Feuerung niederzufallen.

Die Düse kann mit einer Spritzplatte versehen oder in einer solchen Form gehalten sein, dass der Flüssigkeitsstrahl in gewissem Ausmass zerteilt wird. Die Düse 4 wird von zwei einander diametral gegenüberliegenden Zapfen getragen, welche in Gabellagern 5 laufen und die es gestatten, die Düse mittels einer geeigneten mechanischen Vorrichtung zu schwenken. Mit dieser Vorrichtung kann die eingedampfte Masse über den Boden der Feuerung verteilt werden. Die Flüssigkeitsteilchen bleiben während einer geraumen Zeit in nach aufwärts gerichtetem Strom der Verbrennungsgase in Schwebe, einerseits zufolge der Verzögerung der Flüssigkeit im aufsteigenden Ast der Bahn und anderseits wegen des Widerstandes des heissen Gasstromes gegen die Fallbewegung.

So ergibt sich demnach genügend Zeit für die gänzliche oder fast gänzliche Eindampfung und Eintrocknung der Flüssigkeitsteilchen, bevor dieselben den Feuerungsboden erreichen. Die Wände werden im wesentlichen von nassen Teilchen freigehalten, während trockene Teilchen, die auf die Wände prallen, sofort zu Boden fallen. Nahe dem Boden der Feuerung ist eine Anzahl von Primäreinlassöffnungen 6 angebracht zwecks Verbrennung der am Boden der Feuerung angesammelten trockenen Rückstände, während Sekundärlufteinlässe 7 in einer entsprechenden Entfernung oberhalb der Primärlufteinlässe angeordnet sind.

In den Ausführungsformen gemäss Fig. 2 und 3 ist die Düse 4 derart gerichtet, dass der Grossteil der abwärts fallenden Flüssigkeitsteilchen auf eine Schrägfläche 8 einer der Feuerungsseiten- wände fällt, auf welcher sie endgültig austrocknen und von welcher sie von Zeit zu Zeit in Gestalt trockener Klumpen auf den Boden der Feuerung fallen. Da die Düse 4 in einem Lager 5 schwingbar angeordnet ist, so kann die Masse gleichmässiger über die Schrägfläche 8 verteilt werden, wie sich dies deutlich aus der Fig. 2 ergibt. Die Feuerungs wand unterhalb der Fläche 8 ist aufwärts und einwärts gerichtet, um die aufsteigenden Ver- brennungsgase von dem Raum oberhalb der
Fläche 8 abzulenken. Die hiebei sich ergebende
Richtung der Gasströmung ist durch die strich- lierten Linien 9 angegeben.

Schrägflächen 8 in der oben beschriebenen Art können auch an anderen Wänden der Feuerung angebracht werden, wobei die sie beschlagende Flüssigkeit aus einer einzigen entsprechend geführten Düse oder aus mehreren Düsen stammen kann. Die
Schrägfläche 8 dient als Schirm für die oberhalb derselben gebildeten Strömungsstauung, so dass sich die Geschwindigkeit der nach aufwärts strömenden Gase in dieser Stauung verringert und zufolge der Wirbelungen im Gasstrom auch eine nach abwärts gegen die Fläche 8 gerichtete Komponente der Gasströmung ent- steht. Dies erleichtert die Ablagerung kleiner
Teilchen auf der Schrägfläche, so dass sie vom
Gasstrom nicht aus der Feuerung mitgerissen werden können. Sobald die Lage der ein- gedampften Masse auf der Schrägfläche eine gewisse Stärke erreicht hat, fällt sie auf den
Boden der Feuerung, wo sie endgültig verbrennt.

Wenn auch die Schrägfläche der Feuerung in dieser Weise durch eine Lage mehr oder weniger : eingedampfter Masse bedeckt wird, so wird dies die Wärmeaufnahme in viel geringerem
Grade beeinträchtigen, als wenn die Flüssigkeit über die senkrechten Seitenwände verspritzt wird.

An die Stelle der Primärlufteinlässe in den :
Seitenwänden der Feuerung können auch Ein- lässe treten, die als Düsen ausgebildet werden, welche durch den Boden der Feuerung hindurchgehen. Ferner ist es möglich, die Flüssigkeitseinspritzdüse im Innern der Feuerung anzu-] ordnen, u. zw. in einer gewissen Entfernung vom Boden, und die zur Düse führende Druckrohrleitung durch den Boden hindurchzuführen.

Natürlich sind noch andere Abänderungen im Rahmen der Erfindung möglich.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Einführung von Schwarzlaugen in einen Feuerraum mit wassergekühlten Feuerungswänden, wobei die in der Flüssigkeit enthaltenen Brennstoffe verbrannt und die darin enthaltenen Wärme- und Chemi- 1 kalienmengen wiedergewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit in die Feuerung in einem nach aufwärts gerichteten Strahl derart eingespritzt wird, dass die Teilchen zum grössten Teil frei auf den Feuerungsboden niederfallen 1 und dass ihre Bahnen so hoch in der Feuerung <Desc/Clms Page number 3> kulminieren, dass die Teilchen beim Niederfallen ganz oder annäherungsweise eingedampft sind.

2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit durch eine abnehmbare Düse eingespritzt wird, die in der Feuerung in der Nähe der Innenseite des unteren Wandteiles derart angebracht ist, dass die Flüssigkeitsteilchen im Kulminationspunkt ihrer Bahn den Feuerungsoberteil erreichen.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit derart nach aufwärts in die Feuerung eingespritzt wird, dass die Teilchen auf eine Fläche fallen, die sich nach abwärts in die Feuerung absenkt, von welcher Schrägfläche sie dann in der Form von Klumpen auf den Feuerungsboden abrutschen.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Düse, die mittels einer Pumpe die Schwarzlaugen einspritzen soll, an ein Rohr anschliesst, das durch eine Öffnung in der Feuerungswand hindurchreicht, wobei die Düse so vorgesehen ist, dass der Flüssigkeitsstrahl in der Feuerung nach aufwärts bis zu einer Höhe ansteigt, in welcher die freien Flüssigkeitsteilchen während ihres Durchganges durch die heissen Gase, welche von den am Boden der Feuerung brennenden Flüssigkeitsrückständen aufsteigen, zum Grossteil bis zum Trockenzustand eingedampft werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse in einer kurzen Entfernung von der Innenwand der Feuerung derart angeordnet ist, dass ihr Strahl bei einem bestimmten Flüssigkeitsdruck eine gekrümmte Bahn beschreibt, deren Scheitelpunkt im Oberteil der Feuerung zu liegen kommt.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspritzdüse schwenkbar angeordnet ist, u. zw. derart, dass die Teilchen über den Boden der Feuerung verteilt werden.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine abwärts und einwärts geneigte Fläche an der Innenwand der Feuerung, auf welcher Schrägflächen die eingedampften Teilchen sich ansammeln, um dann als Klumpen auf den Feuerungsboden niederzufallen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuerungswand unterhalb der Schrägfläche nach aufwärts und einwärts vorspringt, wodurch die aufsteigenden Verbrennungsgase vom Raum oberhalb der geneigten Fläche abgelenkt werden.