AT389824B

AT389824B - Verfahren zur ausnutzung der bei der abkuehlung eines rauchgasstromes abgefuehrten waerme

Info

Publication number: AT389824B
Application number: AT0129784A
Authority: AT
Original assignee: Davy Mckee Ag
Priority date: 1983-04-19
Filing date: 1984-04-18
Publication date: 1990-02-12
Also published as: NL8401282A; GB8409025D0; GB2138555A; GB2138555B; ATA129784A

Description

Nr. 389824

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausnutzung der bei der weiteren Abkühlung eines vorgekühlten S02-haltigen Rauchgasstroms vor seinem Eintritt in eine Entschwefelung bei tiefer Temperatur (Kaltverfahren) abgeführten Wärme.

Es sind zahlreiche Verfahren zur SC^-Entfemung aus Rauchgasen durch Absorption mit wäßrigen Lösungen oder Suspensionen bekannt. Nach dem Wellman-Lord-Verfahren wird das SC>2-haltige Rauchgas mit einer wäßrigen Natriumsulfit-Lösung in Berührung gebracht, die dabei SC>2 aus dem Gas unter teilweiser Bildung von Natriumhydrogensulfit aufnimmt. Die Absorption erfolgt bei Temperaturen von beispielsweise etwa 50 bis 55 °C, so daß das heiße Rauchgas zunächst auf etwa diese Temperatur abgekühlt werden muß. Das gereinigte Rauchgas hat nach Verlassen der Absorptionsstufe eine Temperatur von etwa 50 bis 55 °C. Um ihm im Kamin und bei der Abgabe an die Atmosphäre einen genügenden Auftrieb zu verleihen, muß es vor Eintritt in den Kamin auf etwa 80 bis 100 °C erwärmt werden. Dieses Erfordernis besteht bei allen Rauchgas-Entschwefelungsverfahren,

Das ungereinigte Rauchgas enthält neben Schwefeldioxid auch geringere Mengen Schwefeltrioxid sowie häufig weitere korrosive Verunreinigungen, so das bei der Abkühlung des Gases auf das Temperatumiveau der Entschwefelungsstufe der Schwefelsäure-Taupunkt durchschritten wird und deshalb erhebliche Korrosionen an dem zur Rauchgaskühlung eingesetzten Wärmeaustauscher auftreten können. Auch an dem zur Wiedererwärmung des Reingases dienenden Wärmeaustauscher können Korrosionen und/oder Anbackungen auftreten, wobei die letzteren durch von dem Reingas mitgeführtes und im Austauscher abgeschiedenes Absorptionsmittel gebildet werden. Beim Wellman-Lord-Verfahren sind diese Abscheidungen wasserlöslich und daher unproblematisch. Die hohe Korrosionsgefährdung der Austauscher sowohl bei der Abkühlung des ungereinigten Rauchgases als auch bei der Wiedererwärmung des entschwefelten Rauchgases erfordern einen hochwertigen korrosionsfesten Werkstoff in beiden Stufen, wodurch sich ein beträchtlicher Kostenfaktor ergibt. Ein Vorschlag zur Realisierung des Wärmeaustausches ist die Verwendung eines Ljungström-Regenerators, der bekanntlich bei Dampfkesselanlagen zur Vorwärmung der Verbrennungsluft durch Rauchgas auf wesentlich höherem Temperatumiveau häufig eingesetzt wird (Ullmann, Enz. Techn. Chem., Bd. 1, S. 278-9). Der Einsatz eines Ljungström-Regenerators in dem tiefen Temperaturbereich anströmseitig der Rauchgas-Entschwefelungsanlage macht es ebenfalls erforderlich, seine gesamte Ubertragungsfläche aus korrosionsbeständigem Werkstoff, z. B. emailliertem Blech, auszuführen. Derartige Apparate sind kostspielig und arbeiten nicht leckagefrei, d. h. in Abhängigkeit von den Druckverhältnissen wird das eine oder das andere Medium durch das Gegenmedium verunreinigt. Deshalb muß man auf der Seite des gereinigten Gases mit höherem Druck als auf der Seite des SC^-haltigen Gases fahren, um zu vermeiden, daß SC^-haltiges Rohgas zum Reingas überströmt und den Entschwefelungsgrad beeinträchtigt. Dieser Nachteil besteht auch dann, wenn mit dem heißen, SC^-haltigen Rauchgas via Ljungström-Regenerator nicht Reingas, sondern ein anderes Gas, wie z. B. Luft, erwärmt wird.

In VGB Kraftwerkstechnik £2 (1983) S. 332 ff ist die regenerative Wiederaufheizung der kalten Rauchgase nach der Naßentschwefelung an zwei Verfahrensvarianten beschrieben. Abgesehen von den mit dem Einsatz des Regenerators verbundenen Mängeln (Anbackungen, Leckagen), ist bei diesen Verfahren die Wärmeausnutzung nicht optimal. In dem einen Falle wird die vor der Entschwefelung aus dem Gas abzuführende Wärme in ihrer Gesamtheit regenerativ auf das kalte entschwefelte Gas übertragen. Für die Wiederaufheizung des kalten Reingases wird jedoch im allgemeinen nur ein Teil der so verfügbaren Wärme benötigt, so daß bei dieser Ausführung Wärme durch den Kamin verloren geht Bei der anderen Verfahrensvariante wird die verfügbare Wärme in ihrer Gesamtheit regenerativ auf einen Luftstrom übertragen, der dann im Kessel-Luftvorwärmer weiter erhitzt wird. Ein Teil dieses weiter erhitzten Luftstroms wird dem kalten entschwefelten Rauchgas zugemischt, um ihm den nötigen Auftrieb zu geben. Diese Ausführungsform ist wärmetechnisch ungünstig, weil die dem Rauchgas entnommene Niedertemperaturwärme in dem Kessel-Luftvorwärmer auf hohe Temperatur transformiert wird, dann aber zum Teil nur dazu dient, durch Zumischung das kalte Rauchgas auf 90 bis 100 °C zu erwärmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bei der weiteren Abkühlung des vorgekühlten SC>2-haltigen Rauchgasstroms vor dem Eintritt in eine Entschwefelung bei tiefer Temperatur abzuführende Wärme in optimaler Weise auszunutzen. Insbesondere soll mit dieser Wärme die Temperatur des gereinigten Rauchgases auf die für den Auftrieb erforderliche Abgabetemperatur angehoben und der Wärmeüberschuß in nutzbringender Form zur Verfügung gestellt werden. Darüber hinaus soll die bei der Rauchgasabkühlung auf etwa die Betriebstemperatur der nassen Rauchgasentschwefelung im tiefen Temperaturbereich abzuführende Wärme zur Erzeugung von zusätzlichem Kesseldampf ausgenutzt werden, soweit sie nicht zur Wiedererwärmung des entschwefelten Gases gebraucht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, daß man die Wärme mit einem flüssigen oder verdampfbaren Wärmeträger auf einen Luftstrom überträgt, der dabei vorgewärmt wird, die Temperatur des vorgewärmten Luftstroms mit heißem Rauchgas weiter anhebt und den heißen Luftstrom in zwei Teilströme trennt, von denen der eine als Verbrennungsluft eingesetzt wird. Durch die Entkopplung der Rohgasabkühlung und Reingas-Wiedererwärmung kann nicht nur die Ausnutzung der Rauchgaswärme optimiert werden, sondern es ergeben sich auch wesentliche Einsparungen an Investitionskosten. -2-

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Da sich bei der Wärmeübertragung von dem heißen Warmeträger auf die kalte Luft keine Korrosionsprobleme ergeben, kann diese Wärmeaustauschstufe in gewöhnlichem Stahl, d. h. kostengünstig ausgeführt werden. Lediglich die Austauschstufe, in der das S02-haltige Rohgas seine Wärme an den Wärmeträger abgibt, ist aus einem hochwertigen korrosionsfesten Werkstoff herzustellen. Derartige Werkstoffe sind aus der Schwefelsäuretechnologie bekannt Die Luftvorwärmung hat gegenüber der Reingas-Wiedererwärmung somit den Vorteil, daß keine von Reingas berührten Heizflächen mehr vorhanden sind und demzufolge eine erhebliche Ersparnis an hochwertigem korrosionsfestem Material erzielt wird. Darüber hinaus ergibt sich die Möglichkeit, die von dem schwefelhaltigen Rohgas berührte Kühlfläche zu Lasten der luftberührten Heizfläche zu minimieren, indem die Temperatur des Heizmittels niedrig gehalten wird. So wird ebenfalls korrosionsfestes Material in der Rohgas-Kühlstufe gegen einen Mehrverbrauch an gewöhnlichem Kohlenstoffstahl im Luftvorwärmer eingespart. Ferner ergibt sich eine energetische Verbesserung. Durch die Übertragung der bei der Rohgasabkühlung auf das tiefe Temperatumiveau vom Rohgas abgegebenen Wärme an die Verbrennungsluft wird die Kesselleistung gesteigert, d. h. die in einem tiefen Temperaturbereich abgeführte Wärme wird zur Erzeugung von Hochdruckdampf ausgenutzt, wohingegen die im Temperaturbereich von etwa 150 bis etwa 60 °C aus dem Rohgas direkt verfügbare Wärme sonst nur zur Niederdruckdampferzeugung geeignet wäre. Durch die erfindungsgemäß erzielte Wärmerückführung aus dem Tieftemperaturbereich in die Kesselanlage ergibt sich eine Steigerung der Kesselleistung in der Größenordnung von 1 % (bei einem 200 MW-Kraftwerk). Als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich wesentliche Einsparungen bei den erforderlichen Rauchgasleitungen.

Vorzugsweise ist weiter vorgesehen, daß man die aus dem vorgekühlten Rauchgasstrom abgeführte Wärme nur zum Teil auf den kalten Luftstrom und zum anderen Teil auf das entschwefelte Rauchgas überträgt und mit dem nicht als Verbrennungsluft eingesetzten Teilstrom der heißen Luft Dampf erzeugt. Die dem Rauchgas im Niedrigtemperaturbereich (z. B. 150 bis 50 °C) entzogene Wärme ist temperaturmäßig für die Wiederaufheizung des Reingases ausreichend. Die erforderliche Teilmenge der Wärme kann in geeigneter Weise auf das Reingas übertragen werden. Der übrige Teil der dem S02-haltigen Rauchgas entzogenen Wärme wird auf Frischluft übertragen, die dadurch z. B. von 30 auf 80 °C vorgewärmt wird. Der Luftstrom wird anschließend in dem üblichen Kessel-Luftvorwärmer auf z. B. 300 bis 380 °C weiter erwärmt und dann in zwei Teilströme getrennt. Der Hauptstrom dient als Verbrennungsluft in der Kesselanlage, während der übrige Teilstrom einen Dampferzeuger durchströmt, in dem ein großer Teil der fühlbaren Wärme des Luftstroms zur Dampferzeugung ausgenutzt wird. Durch Veränderung der auf das Reingas und den Luftstrom übertragenen Wärmeanteile hat man es in der Hand, die Abgabetemperatur des Reingases zu Lasten der Dampferzeugung anzuheben oder die Dampfeizeugung bei Herabsetzung der Abgabetemperatur zu steigern.

Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bringt man den Wärmeträger in einer ersten Stufe mit dem heißen Rauchgas und in einer zweiten Stufe mit kalter Luft in Wärmeaustausch und zirkuliert den Wärmeträger zwischen den beiden Wärmeaustauschstufen. Da die zweite Wärmeaustauschstufe mit Luft von etwa Umgebungstemperatur oder einer wenig darüber liegenden Temperatur beaufschlagt wird, kann der Wärmeträger mit relativ tiefer Temperatur zirkulieren, so daß auch die Temperatur des zu entschwefelnden Rauchgases bei Eintritt in die Rauchgasentschwefelung gesenkt werden kann. Dadurch sinkt auch die Betriebstemperatur der S02-Absorption, die Absorption wird verbessert, und die Regeneration erfordert demzufolge einen geringeren Wärmeaufwand (Heizdampf). Bei der S02-Absoiption mit wäßriger Na^O^-haltiger Lösung nach dem Wellman-

Lord-Verfahren führt die so erzielbare Absenkung der Gastemperatur zu einer Dampfeinsparung in der Regeneration von etwa 10 %.

Nach der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kühlt man das heiße Rauchgas mit dem Wärmeträger von einer Temperatur in dem Bereich von 110 bis 190 °C auf eine Temperatur in dem Bereich von 40 bis 80 °C ab und wärmt die Luft mit dem Wärmeträger von etwa Umgebungstemperatur oder wenig darüber auf eine Temperatur in dem Bereich von 70 bis 110 °C vor. Insbesondere wird das heiße Ranchgas von einer Temperatur in dem Bereich von 140 bis 160 °C auf eine Temperatur in dem Bereich von 50 bis 70 °C abgekühlt und die Luft von einer Temperatur in dem Bereich von 20 bis 35 °C auf eine Temperatur in dem Bereich von 80 bis 100 °C vorgewärmt. Weiterhin ist vorgesehen, daß man die Temperatur des kalten entschwefelten Gases durch die Heißluftzumischung von 40 bis 70 °C auf eine Temperatur in dem Bereich von 70 bis 110 °C anhebt. Die Heißluft hat nach der weiteren Erwärmung eine Temperatur in dem Bereich von etwa 250 bis 400 °C. Die weitere Erwärmung erfolgt in üblicher Weise in einem Kessel-Luftvorwärmer, der insbesondere ein Ljungström-Regenerator sein kann.

Nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß man 10 bis 30 % der erwärmten Luft dem aus der Rauchgasentschwefelung abströmenden kalten Rauchgas zumischt. Dieser Luftanteil muß zwar über die erforderliche Verbrennungsluft hinaus von dem Luftgebläse angesaugt werden. Da jedoch der Druckabfall in dem Luftvorwärmer und in dem Kessel-Luftvorwärmer vergleichsweise gering ist, ist der Mehraufwand für die erhöhte Gebläseleistung gering im Verhältnis zu den oben aufgezeigten Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Vorzugsweise betreibt man die erste Wärmeaustauschstufe mit einer größeren Temperaturdifferenz und einer kleineren Wärmeaustauschfläche als die zweite Wärmeaustauschstufe. Auf diese Weise wird eine Minimierung der -3-

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Investitionskosten für beide Wärmeaustauschstufen erreicht.

Zweckmäßigerweise kühlt man den vorgekühlten Rauchgasstrom zweistufig ab und überträgt die in der ersten Stufe abgeführte Wärme auf das entschwefelte Rauchgas und die in der zweiten Stufe abgeführte Wärme auf den Luftstrom. So wird die im oberen Temperaturbereich verfügbare Tieftemperaturwärme für die Wiedererhitzung des Reingases nutzbar gemacht, während die im unteren Temperaturbereich verfügbare Wärme (im allgemeinen unter 100 °Q noch zur Erwärmung der Frischluft dient

Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vereinigt man den zur Dampferzeugung ausgenutzten Teilluftstrom wieder mit dem Hauptluftstrom vor seiner weiteren Erwärmung. Durch diese Kreislaufführung geht die nach der Dampferzeugung in der Teilluft noch enthaltene Wärme nicht verloren, sondern wird in dem Kessel-Luvo zusammen mit der Verbrennungsluft wieder auf hohe Temperatur transformiert, so das sie erneut zur Dampferzeugung dienen kann. Dabei kann man nach einer ersten Ausführungsform den zur Dampferzeugung eingesetzten Teilluftstrom mit dem kalten Frischluftstrom vereinigen. Zweckmäßigerweise erfolgt die Vereinigung vor dem Frischluftgebläse, da dann ein eigenes Gebläse für den Teilluftstrom entfallen kann. Bei einer anderen Ausführungsform vereinigt man den zur Dampferzeugung eingesetzten Teilluftstrom mit dem bereits vorgewärmten Luftstrom. In diesem Falle wird zweckmäßigerweise der zur Dampferzeugung ausgenutzte Teilluftstrom vor der Vereinigung mit dem vorgewärmten Luftstrom durch Wärmeaustausch weiter abgekühlt und die dabei abgeführte Wärme ebenfalls auf das entschwefelte Rauchgas übertragen.

Nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mischt man den zur Dampferzeugung ausgenutzten Teilluftstrom wenigstens teilweise dem entschwefelten Rauchgas zu. Da der Teilluftstrom nach der Dampferzeugung noch eine Temperatur hat, die oberhalb der gewünschten Abgabetemperatur des entschwefelten Gases liegt, wird durch die Zumischung eine weitere Anhebung der Reingastemperatur erreicht. Bei dieser Ausführungsform wird im allgemeinen zunächst das kalte entschwefelte Reingas durch Wärmeübertragung direkt vom vorgekühlten Rauchgas erwärmt und seine Temperatur dann durch die Luftzumischung auf die gewünschte Abgabetemperatur angehoben. Dabei wird der überwiegende Teil der für die Wiederaufheizung des Reingases erforderlichen Wärme von dem vorgekühlten Rauchgasstrom auf direktem Wege übertragen und nur ein kleinerer Anteil durch die Luftzumischung zugeführt.

Bei einer speziellen Ausführungsform kann man dem anderen Teilstrom vor dem Einsatz als Verbrennungsluft ebenfalls durch Dampferzeugung Wärme entziehen.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens überträgt man die Wärme von dem vorgekühlten Rauchgas und ggfs, dem zur Dampferzeugung eingesetzten Teilluftstrom auf das entschwefelte Rauchgas bzw. den Luftstrom mit zirkulierenden flüssigen oder verdampfbaren Wärmeträgem. Der Einsatz von zirkulierenden Wärmeträgem bringt gegenüber dem bisher vorgeschlagenen und praktizierten regenerativen Wärmeaustausch den Vorteil, daß die wärmeabgebende Seite von der wärmeaufhehmenden Seite völlig getrennt und damit die beim regenerativen Wärmeaustausch auftretende Verunreinigung der Reingasseite und Beeinträchtigung des Entschwefelungsgrades vermieden wird. Ferner ist die Wärmeübertragung durch zirkulierende Wärmeträger weniger störanfällig als die mit zirkulierenden Heizflächen, insbesondere, wenn man die Verkrustungsgefahr der Heizflächen berücksichtigt.

Nach der bevorzugten Ausftihrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kühlt man den Teilluftstrom durch die Dampferzeugung von einer Temperatur in dem Bereich von 300 bis 380 °C auf eine Temperatur in dem Bereich von 120 bis 245 °C ab. Nachdem der Wärmeinhalt des Teilluftstroms in dieser Weise ausgenutzt ist, kann dieser ggfs, nach weiterer Wärmeentnahme im Kreislauf zum Kessel-Luvo zurückgefahren oder aber dem entschwefelten Gas zugemischt werden. Auch Kombinationen beider Varianten sind möglich, d. h. der zur Dampferzeugung ausgenutzte Teilluftstrom wird teils zirkuliert und teils dem Reingas zugemischt. Die Zumischung kann schon anströmseitig der Wärmeübertragung auf das Reingas erfolgen. So kann ggfs, erreicht werden, daß der Taupunkt des Reingasstroms schon vor Eintritt in den Wärmeaustauscher überschritten wird und somit Korrosionen in dem Wärmetauscher verringert oder vermieden werden. Zweckmäßigerweise erwärmt man das kalte entschwefelte Abgas der Rauchgasentschwefelungsanlage von einer Temperatur in dem Bereich von 40 bis 70 °C auf eine Temperatur in dem Bereich von 70 bis 110 °C. Die Abkühlung des vorgekühlten SC^-haltigen

Rauchgases anströmseitig der Rauchgasentschwefelung erfolgt zweckmäßigerweise zweistufig von einer Temperatur in dem Bereich von 120 bis 250 °C auf eine Temperatur in dem Bereich von 40 bis 100 °C.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 das Fließschema einer Anlage zur Durchführung einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Figur 2 das schematische Fließbild einer Anlage zur Durchführung einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem der zur Dampferzeugung ausgenutzte Teilluftstrom mit dem entschwefelten Gas vereinigt wird;

Figur 3 das schematische Fließbild einer Anlage zur Durchführung einer dritten Ausführungsform des Verfahrens, bei dem der zur Dampferzeugung ausgenutzte Teilluftstrom nach Vereinigung mit der Frischluft zirkuliert wird; und

Figur 4 das schematische Fließbild einer Anlage zur Durchführung einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem der zur Dampferzeugung ausgenutzte Teilluftstrom nach weiterem Wärmeentzug mit der vorgewärmten Frischluft vereinigt und zirkuliert wird. -4-

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Das Rauchgas verläßt nach Figur 1 die Kesselanlage (1), mit einer Temperatur von z. B. 450 °C und wird zunächst in einem Kesselluftvorwärmer (2) auf etwa 150 °C abgekühlt. Nach Passieren des Elektrofilters (3) und des Saugzuggebläses (4) wird das Rauchgas in dem Gaskühler (5) auf etwa 60 °C abgekühlt. Es passiert dann den Absorptionsteil der Rauchgas-Entschwefelungsanlage (6), in dem das SO2 sowie weitere saure

Gasbestandteile, wie SO3, mit einer wäßrigen Absorptionslösung, insbesondere einer Natriumsulfit-Lösung, aus dem Gas entfernt werden. Das so gereinigte Rauchgas strömt dann weiter zum Fuß des Kamins (7).

Die Kühlung des S02-haltigen Rauchgases in dem Gaskühler (5) erfolgt durch indirekten Wärmeaustausch mit einem flüssigen Wärmeträger, wie z. B. Wasser, der dem Kühler durch Leitung (8a) zugeführt wird. Der in dem Kühler (5) erwärmte Wärmeträger gelangt durch Leitung (8**) zu einem Primär-Vorwärmer (9). Er tritt dort in Wärmeaustausch mit Luft, die durch das Luftgebläse (10) aus der Atmosphäre angesaugt und in den Vorwärmer (9) gedrückt wird. Dabei wird die Luft auf etwa 90 °C erwärmt, während der Wärmeträger auf 40 bis 60 °C zurückgekühlt wird. Die vorgewärmte Luft passiert dann den üblichen Kessel-Luftvorwärmer (2), der als Ljungström-Regenerator ausgebildet ist. Dabei wird die Luft durch das aus der, Kesselanlage (1) abströmende heiße Rauchgas auf etwa 300 °C erhitzt. 80 % dieser erhitzten Luft werden als Verbrennungsluft der Kesselanlage (1) zugeführt, während die restlichen 20 % der auf etwa 300 °C erhitzten Luft mit dem aus der Rauchgas-Entschwefelungsanlage (6) abströmenden gereinigten Rauchgas einer Temperatur von 50 °C vereinigt werden. Die vereinigten Gase haben bei Eintritt in den Kamin (7) eine Temperatur von etwa 90 °C und damit einen für den Aufstieg im Kamin und die Verteilung in der Atmosphäre ausreichenden Auftrieb.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, den Einsatz des hochwertigen korrosionsfesten Werkstoffs auf den Gaskühler (5) zu beschränken und diesen noch zu Lasten des Primär-Vorwärmers (9), der als üblicher Luftvorwärmer aus Kohlenstoff-Stahl ausgeführt sein kann, flächenmäßig zu minimieren. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß die bei tiefer Temperatur in dem Gaskühler (5) abgeführte Wärme in die Kesselanlage (1) zurückgeführt wird und daher der Hochdruckdampferzeugung dient, soweit sie nicht dem Reingas über den Warmluftstrom zum Zwecke der Wiedererwärmung zugeführt wird.

Nach Figur 2 wird das aus einer Kesselanlage (1) kommende heiße Rauchgas durch das Saugzuggebläse (4) zunächst durch einen Luft-Vorwärmer (2) und dann durch ein Elektrofilter (3) gesaugt. Der Luft-Vorwärmer (2) ist insbesondere ein üblicher Ljungström-Regenerator, in dem das Rauchgas gegen Verbrennungsluft auf beispielsweise 130 °C abgekühlt wird. Das Rauchgas durchströmt dann einen zweistufigen Wärmeaustauscher (5), in dem es weiter auf die Eintrittstemperatur der Rauchgasentschwefelungsanlage (6) abgekühlt wird. Dabei wird in den beiden Stufen die Wärme des Rauchgases an getrennte Wärmeträgerkreisläufe (7) bzw. (8) abgegeben. Die von dem Kreislauf (7) aufgenommene Wärme wird in dem Wärmeaustauscher (9) an das aus der Rauchgasentschwefelungsanlage (6), insbesondere einer Wellman-Lord-Anlage kommende entschwefelte Gas übertragen. Die in der zweiten Stufe des Austauschers (5) dem Rauchgas entzogene Wärme gelangt durch den Wärmeträgerkreislauf (8) in den Austauscher (10), in dem die durch das Frischluftgebläse (11) angesaugte Kaltluft vorgewännt wird. Diese vorgewärmte Luft durchströmt dann den Kessel-Luftvorwärmer (2), in dem ihre Temperatur z. B. auf 340 °C angehoben wird. Der größere Teil dieser erhitzten Luft wird als Verbrennungsluft in der Kesselanlage (1) eingesetzt. Der kleinere Teil der erhitzten Luft durchströmt erfindungsgemäß einen Dampferzeuger (12) und kühlt sich dabei z. B. auf etwa 150 °C ab. Diese Luft wird dann mit von dem Wärmeaustauscher (9) kommendem, entschwefeltem Gas gemischt und an den Kamin (13) abgegeben.

In den Figuren 3 und 4 tragen gleiche Anlagenteile auch gleiche Bezugszahlen wie in Figur 2. Die Ausführungsform nach Figur 3 unterscheidet sich von der nach Figur 2 dadurch, daß der aus dem Dampferzeuger (12) kommende Luftstrom mit Frischluft vereinigt von dem Frischluftgebläse (11) wieder angesaugt und erneut durch die Luftvorwärmer (10) und (2) in Umlauf gebracht wird.

Bei der Ausführungsform nach Figur 4 durchströmt der aus dem Dampferzeuger (12) kommende Luftstrom einen zusätzlichen Wärmeaustauscher (14), in dem er weiter z. B. auf die Temperatur der in dem Austauscher (10) vorgewärmten Luft abgekühlt wird. Dabei gibt die Luft ihre Wärme ebenfalls an den Wärmeträgerkreislauf (7) ab, der seine Wärme in dem Austauscher (9) auf das entschwefelte Rauchgas überträgt. Das Gebläse (15) dient dazu, den Teilluftstrom durch die Austauscher (12) und (14) zu zirkulieren.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Optimierung der Wärmewirtschaft bei der Rauchgasentschwefelung nach Tieftemperatur-Verfahren. Dabei entfällt nicht nur der Dampfverbrauch für die Vorwärmung der Verbrennungsluft (vergl. VGB Kraftwerkstechnik 62 (1983) S. 333, Abb. 1 und 2), sondern die überschüssige Niedertemperaturwärme wird sogar zur Dampferzeugung ausgenutzt.

Ausführungsbeispiel

In der Anlage nach Figur 2 treten 218,2 m /s Rauchgas mit 134 °C in den zweistufigen Wärmeaustauscher (5) ein. In der ersten Stufe mit einer Austauschfläche von 2900 m wird das Rauchgas auf 105,1 °C und in der zweiten Stufe mit einer Austauschfläche von 5800 m^ auf etwa 65 °C abgekühlt. 221,2 m^/s Gas verlassen die Rauchgasentschwefelungsanlage (6) (Wellman-Lord-Anlage) mit 47 °C. Ihre Temperatur wird in dem Austauscher (9) mit 2900 m^ Austauschfläche auf 76 °C angehoben, wobei die Temperatur des Wärmeträgers -5-

Claims

Nr. 389824 von 105 auf 76 °C absinkt. Durch das Frischluftgebläse (11) werden 180 m^/s Luft mit 30 °C angesaugt und in dem Austauscher (10) auf 80 °C vorgewärmt. In dem Kessel-Luftvorwärmer (2) wird ihre Temperatur weiter auf 331 °C angehoben. 140 nrfys Luft werden als Verbrennungsluft der Kesselanlage (1) zugeführt. Mit den übrigen 40 mr'/s Luft werden in dem Dampferzeuger (12) 14 t/h Dampf erzeugt. Dabei sinkt die Temperatur des Luftstroms auf 166 °C ab. Der Luftstrom wird dann mit dem aus dem Austauscher (9) kommenden entschwefelten Gas vereinigt. Es werden 261,2 m^/s Abgas mit einer Temperatur von 88 °C an den Kamin abgegeben. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Ausnutzung der bei der weiteren Abkühlung eines vorgekühlten SOj-haltigen Rauchgasstroms vor seinem Eintritt in eine Entschwefelung bei tiefer Temperatur abgeführten Wärme, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wärme mit einem flüssigen oder verdampfbaren Wärmeträger auf einen Luftstrom überträgt, der dabei vorgewärmt wird, die Temperatur des vorgewärmten Luftstroms mit heißem Rauchgas weiter anhebt und den heißen Luftstrom in zwei Teilströme trennt, von denen der eine als Verbrennungsluft eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den anderen, kleineren Teilstrom der heißen Luft dem entschwefelten Kaltgas zumischt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus dem vorgekühlten Rauchgasstrom abgeführte Wärme nur zum Teil auf den kalten Luftstrom und zum anderen Teil auf das entschwefelte Rauchgas überträgt und mit dem nicht als Verbrennungsluft eingesetzten Teilstrom der heißen Luft Dampf erzeugt
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Wärmeträger zwischen einer ersten und einer zweiten Stufe zirkuliert, in denen man ihn mit dem heißen SC^-haltigen Rauchgas bzw. mit kalter Luft in Wärmeaustausch bringt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man den vorgekühlten Rauchgasstrom mit dem Wärmeträger von 110 bis 190 °C auf 40 bis 80 °C äbkühlt und den Luftstrom mit dem Wärmeträger von etwa Umgebungstemperatur auf 70 bis 110 °C vorwärmt
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur des entschwefelten Kaltgases durch die Heißluftzumischung von 40 bis 70 °C auf 70 bis 110 °C anhebt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Temperatur des vorgewärmten Luftstroms auf eine Temperatur in dem Bereich von 250 bis 400 °C anhebt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man 10 bis 30 % der heißen Luft dem Kaltgas zumischt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man die erste Wärmeaustauschstufe mit einer größeren Temperaturdifferenz zwischen den wärmeaustauschenden Medien und einer kleineren Wärmeaustauschfläche als die zweite Wärmeaustauschstufe betreibt.
10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den vorgekühlten Rauchgasstrom zweistufig abkühlt und die in der ersten Stufe abgeführte Wärme auf das entschwefelte Rauchgas und die in der zweiten Stufe abgefuhrte Wärme auf den Luftstrom überträgt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß man den zur Dampferzeugung eingesetzten Teilluftstrom mit dem Luftstrom vor seiner weiteren Erwärmung wieder vereinigt
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man den zur Dampferzeugung eingesetzten Teilluftstrom mit dem kalten Frischluftstrom vereinigt -6- Nr. 389824
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man den zur Dampferzeugung eingesetzten Teilluftstrom mit dem vorgewärmten Frischluftstrom vereinigt.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß man den zur Dampferzeugung eingesetzten Teilluftstrom durch Wärmeaustausch weiter abkühlt und die dabei abgeführte Wärme ebenfalls auf das entschwefelte Rauchgas überträgt
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß man den zur Dampferzeugung eingesetzten Teilluftstrom wenigstens teilweise dem entschwefelten Rauchgas zumischt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß man das kalte entschwefelte Rauchgas zunächst mit Wärme aus dem vorgekühlten Rauchgas vorwärmt und seine Temperatur dann durch die Luftzumischung auf die Abgabetemperatur anhebt
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß man dem anderen Teilluftstrom vor dem Einsatz als Verbrennungsluft durch Dampferzeugung Wärme entzieht
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wärme von dem vorgekühlten Rauchgas und ggfs, dem zur Dampferzeugung eingesetzten Teilluftstrom auf das entschwefelte Rauchgas bzw. den Luftstrom mit zirkulierenden flüssigen oder verdampfbaren Wärmeträgem überträgt
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß man den Teilluftstrom durch die Dampferzeugung von einer Temperatur in dem Bereich von 300 bis 380 °C auf eine Temperatur in dem Bereich von 150 bis 245 °C abkühlt
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß man das vorgekühlte Rauchgas zweistufig von einer Temperatur in dem Bereich von 120 bis 250 °C auf eine Temperatur in dem Bereich von 40 bis 100 °C abkühlt Hiezu 4 Blatt Zeichnungen -7-