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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abkühlen, Entschwefeln und Wiedererwärmen von Rauchgasen thermischer Kraftwerke.
Für die Ausscheidung des Schwefelgehaltes von Rauchgasen sind derzeit mehrere Verfahren in Gebrauch. Bei den sogenannten Nassverfahren erreichen die Wascheinrichtungen durch Zugabe von Kalk oder gebranntem Kalk sehr hohe Entschwefelungsgrade. Der Nachteil dieser Nasswäschen liegt darin, dass die Temperatur der Rauchgase soweit herabgesetzt wird, dass sie vor dem Erreichen des Kamins wieder aufgeheizt werden müssen. Um bei der Abkühlung in der Nasswäsche keine vermeidbaren Wärmeverluste hinnehmen zu müssen, ist es wünschenswert, die Rauchgase vor Eintritt in den Nasswäscher möglichst stark abzukühlen. Die derzeit dafür zur Verfügung stehenden Wärmetauscher leiden jedoch unter Niedertemperaturkorrosion.
Vorteilhaft ist es, mit der dem Rauchgas entzogenen Wärme einen Luftstrom zu erwärmen, der anschliessend an die Wäsche die kalten Rauchgase, gegebenenfalls durch Beimischen, auf die gewünschte Kamineintrittstemperatur erwärmt.
Versuche, die Wiedererwärmung der kalten, gereinigten Rauchgase mittels Regenerativvorwärmern vorzunehmen, scheitern daran, dass vom gewaschenen Rauchgas mitgerissene Gipsteilchen an den Heizflächen haften bleiben und zum Verschluss des Wärmetauschers führen.
Alle bisher vorgeschlagenen Lösungen für diesen Problemkreis haben den zusätzlichen Nachteil gemeinsam, lange und strömungstechnisch ungünstige Rohrverbindungen und Gaswege zu benötigen. Dies bedingt grosse Grundflächen und hohe Investitionskosten.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gesetzt, eine Vorrichtung zum Abkühlen, Entschwefeln und Wiedererwärmen von Rauchgasen ohne die geschilderten Nachteile zu schaffen. Dies geschieht erfindungsgemäss dadurch, dass, bevorzugt von unten nach oben, ein im wesentlichen prismatischer oder zylinderförmiger Regenerativvorwärmer, eine vorzugsweise gleich gestaltete Nasswaschanlage und eine Vorrichtung zum Einleiten heisser Luft in das gereinigte Rauchgas fluchtend, vorteilhafterweise im unteren, gegebenenfalls unterirdisch angeordneten Teil eines Kamins angeordnet sind.
Die erfindungsgemässe Anordnung der Bauteile und ihre Schaltung untereinander erlaubt eine kompakte und doch gut zugängliche Bauweise.
Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert ohne auf sie beschränkt zu sein.
Sie zeigt eine erfindungsgemässe Vorrichtung im Schnitt. Sie wird in der Reihenfolge der Durchströmung des Rauchgases erklärt.
Eine die heissen, noch schwefelhältigen Rauchgase führende Rauchgasleitung --5-- mündet in einen Wärmetauscher --1--, in dem die eingeleiteten Rauchgase einen Teil ihrer Wärme an im Gegenstrom geführte Luft abgeben. Diese wird mittels Leitungen --6, 7-- zu- und abgeführt. Die Rauchgase gelangen anschliessend in eine Entschwefelungsanlage --2--, werden dort vorzugsweise im Nassverfahren entschwefelt und verlassen die Entschwefelungsanlage --2-- an deren
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Zug zum Durchströmen des Kamins herbeiführen. Die Anordnung des Wärmetauschers der Entschwefelungsanlage und des Mischrohrs ist von unten nach oben fluchtend im unteren Teil eines Kamins --4-- untergebracht.
Die Zuführung der Heissluft zum Mischrohr kann natürlich auch abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel mittels mehrerer, symmetrisch angeordneter Düsen erfolgen, die so gerichtet sind, dass sie auf das Rauchgas einen zusätzlichen Impuls in Strömungsrichtung übertragen.
Der Wärmetauscher-l-ist vorzugsweise ein Regenerativwärmetauscher, der als Wärmeträgermaterial aus Korrosionsgründen keramische Einbauten oder keramisches Schüttgut aufweist.
Synchron drehbare, axial benachbarte Kulissen auf beiden Seiten des Wärmeträgermaterials trennen den Rauchgasstrom vom Luftstrom, und fest eingebaute Kulissen im Bereich des Wärmeträgermaterials verhindern eine Durchmischung der beiden Gasströme.
Die Entschwefelungsanlage ist vorzugsweise eine Nassentschwefelungsanlage bekannter Bauart, bei der sich ein Tröpfchenschleier geeigneter chemischer Zusammensetzung zufolge der Gravitation von oben nach unten im Gegenstrom zum Rauchgas bewegt und dieses entschwefelt.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, so können beispielsweise die Zuleitungen und die Ableitungen in Abhängigkeit der örtlichen Gegebenheiten variiert werden, ohne das Gebiet der Erfindung zu verlassen.
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Um an Kaminhöhe zu sparen, kann die erfindungsgemässe Anordnung in den Boden vertieft aufgestellt werden. Die einzelnen Teile der Anordnung müssen nicht gleichachsig zueinander sein.
Sie können auch schräg oder teilweise nebeneinander vorgesehen werden. Hiebei ist auf einen geringen Strömungswiderstand der Luft- und Rauchgasströme zu achten.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zum Abkühlen, Entschwefeln und Wiedererwärmen von Rauchgasen thermischer Kraftwerke, dadurch gekennzeichnet, dass, bevorzugt fluchtend und von unten nach oben, ein im wesentlichen prismatischer oder zylinderförmiger Regenerativvorwärmer (1), eine vorzugsweise gleich gestaltete Entschwefelungsanlage (2) und eine Vorrichtung (9) zum Einleiten heisser Luft in das gereinigte Rauchgas vorteilhafterweise im unteren, gegebenenfalls unterirdisch vorgesehenen Teil eines Kamins (4) angeordnet sind.
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The invention relates to a device for cooling, desulfurizing and reheating flue gases from thermal power plants.
Several methods are currently used to remove the sulfur content of flue gases. In the so-called wet processes, the washing facilities achieve very high levels of desulfurization by adding lime or quicklime. The disadvantage of these wet washes is that the temperature of the flue gases is reduced to such an extent that they have to be reheated before reaching the fireplace. In order not to have to accept any avoidable heat losses when cooling in wet laundry, it is desirable to cool the flue gases as much as possible before entering the wet scrubber. The heat exchangers currently available for this, however, suffer from low-temperature corrosion.
It is advantageous to use the heat extracted from the flue gas to heat an air stream which, after washing, then heats the cold flue gases to the desired chimney inlet temperature, optionally by admixing them.
Attempts to reheat the cold, cleaned flue gases using regenerative preheaters fail because gypsum particles entrained by the washed flue gas adhere to the heating surfaces and lead to the heat exchanger being closed.
All previously proposed solutions to this problem group have the additional disadvantage in common that they require long and fluidically unfavorable pipe connections and gas paths. This requires large floor space and high investment costs.
The invention has set itself the task of creating a device for cooling, desulfurizing and reheating flue gases without the disadvantages described. According to the invention, this is done in that, preferably from bottom to top, an essentially prismatic or cylindrical regenerative preheater, a preferably identical wet washing system and a device for introducing hot air into the cleaned flue gas are aligned, advantageously in the lower, possibly underground part of a fireplace are.
The arrangement of the components according to the invention and their connection with one another permits a compact and yet easily accessible construction.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing without being limited to it.
It shows a device according to the invention in section. It is explained in the order in which the flue gas flows.
A flue gas line --5-- which guides the hot, sulfur-containing flue gases opens into a heat exchanger --1--, in which the flue gases introduced give off part of their heat to air flowing in counterflow. This is fed in and out using lines --6, 7--. The flue gases then enter a desulphurization plant --2--, are desulphurized there, preferably using the wet process, and leave the desulphurization plant --2-- at the other
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Bring a train to flow through the chimney. The arrangement of the heat exchanger of the desulfurization system and the mixing tube is accommodated in the lower part of a chimney --4--, aligned from bottom to top.
The hot air can of course also be supplied to the mixing tube, deviating from the exemplary embodiment shown, by means of several, symmetrically arranged nozzles which are directed in such a way that they transmit an additional impulse in the flow direction to the flue gas.
The heat exchanger-1-is preferably a regenerative heat exchanger which has ceramic internals or ceramic bulk material as the heat transfer material for reasons of corrosion.
Synchronously rotatable, axially adjacent baffles on both sides of the heat transfer material separate the flue gas flow from the air flow, and permanently installed baffles in the area of the heat transfer material prevent mixing of the two gas flows.
The desulfurization system is preferably a wet desulfurization system of a known type, in which a droplet veil of suitable chemical composition moves in countercurrent to the flue gas due to gravity and desulfurizes it.
The invention is not limited to the embodiment shown, for example the supply lines and the discharge lines can be varied depending on the local conditions without leaving the field of the invention.
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In order to save on the chimney height, the arrangement according to the invention can be set down into the ground. The individual parts of the arrangement do not have to be coaxial with one another.
They can also be provided at an angle or partially next to one another. It is important to ensure a low flow resistance of the air and flue gas flows.
PATENT CLAIMS:
1. Device for cooling, desulfurizing and reheating flue gases from thermal power plants, characterized in that, preferably in alignment and from bottom to top, an essentially prismatic or cylindrical regenerative preheater (1), a desulfurization system (2) of preferably the same design and a device ( 9) for introducing hot air into the cleaned flue gas are advantageously arranged in the lower, possibly underground part of a chimney (4).