AT400482B - Vorrichtung zum unterbinden des übertritts von leckgasströmen - Google Patents

Description

AT 400 482 B

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Unterbinden des Übertritts von Leckgasströmen aus dem Kanal des wärmetauschenden Gasstromes höheren Druckes in denjenigen niedrigeren Druckes in Regene-rativ-Wärmetauschern mit relativ zu den Anschlußkanäien bewegter, durch Trennwände in Sektoren unterteilter Speichermasse und zugehörigen Dichtungen in Form von Dichtplatten oder -leisten, insbesondere zur Wiederaufheizung naßgereinigter Abgase von Feuerungsanlagen unter Rückführung eines Teilstromes wiedererwärmter Gase in den Hauptstrom für eine Vortrocknung vor Eintritt in den Regenerativ-Wärmetau-scher.

Es sind bereits zahlreiche Vorschläge im Zusammenhang mit der Verbrennungsluftvorwärmung durch Abgase von Kessenanlagen bekannt, die das Ziel verfolgen, den Übertritt von Luftteilströmen als sogenannte Leckluft zwischen den Kanälen der wärmetauschenden Abgase einerseits und der Verbrennungsluft anderseits herabzusetzen. Diese Leckluft strömt im Abdichtspalt zwischen den Abdichtungen, Abdichtplatten oder -leisten und den Speichermassenstirnflächen auf Grund des in der Regel höheren Druckes der zugeführten Verbrennungsluft vom Luft- in den Abgassektor. Um die mit derartigen Leckluftströmen verbundenen Verluste unter Ausschluß eines zusätzlichen Energieaufwandes für die Förderung von Sperrgasen herabzusetzen, wurde bereits vorgeschlagen, einen Sperrgaskanal geringeren Strömungswiderstandes im Bereich der Abdichtungen vorzusehen, der an den Luftkanal anschließt und über Öffnungen in den Abdichtplatten in die Leckspalte zwischen Abdichtplatten und Speichermassenstirnflächen stark geneigt und entgegen der Leckströmungsrichtung an einer Stelle des Leckspaltes ausmündet, an der der Druck infolge des Druckabfalles längs des Leckströmungsweges niedriger liegt als im Kanal des wärmetauschenden Luftstromes höheren Druckes (DE-Patent 1 101 677).

Gleichfalls bekannt ist eine Lösung, bei der als Sperrgas Abgase aus dem Abgasstutzen des umlaufenden Regenerativ-Wärmetauschers abgesaugt und Sperrgasschleier zwischen den Gehäusestirnplatten und den Speichermassenstirnflächen aufgebaut werden, um den Durchtritt von Verbrennungsluft in diesem Bereich zu unterbrechen. Die Sperrgasschleier wurden radial an den Übertrittsstellen der Speichermasse vom Luft- in den Abgassektor und entlang des Umfanges des Luftsektors angeordnet, um den Luftsektor allseitig mit einem Sperrgasschleier zu umschließen. Hiezu wurden der Speichermassenstirnfläche zugewandt düsenartige, in Richtung des abzusperrenden Luftsektors geneigte Austrittsöffnungen für die Sperrgasschleier vorgesehen (DE-Patent 1 085 284).

Schließlich ist es bekannt, auf der sogenannten heißen Seite der Speichermasse, an der die Abgase eintreten und die Luft austritt, der Sektorplatte, an der die Speichermasse aus dem Abgaskanal in den Luftkanal Übertritt, an der dem Luftkanal zugewandten Kante einen sich längs dieser erstreckenden, zur Speichermasse hin offenen Auffangraum vorzuschalten und diesen über eine oder mehrere Leitungen an den Abgaskanal anzuschließen. Der auf der heißen Seite an den toten Sektor anschließende Auffangraum überdeckt die in den Sektor eintretenden, mit Schleusgasen gefüllten Sektoren des Speichermassenträgers. In die auf der gegenüberliegenden kalten Seite der Speichermasse in den Luftkanal eintretenden, gegenüber diesem offenen, mit Abgasen gefüllten Sektoren des Speichermassenträgers kann die Luft ungehindert eintreten und verdrängt die Abgasfüllung aus den Sektoren und über den Auffangraum sowie die an diesen anschließende Leitungsführung in den Abgassektor zurück (DE-Patent 1 233 527).

Die vorbekannten Lösungen lassen unter Beachtung einer wirtschaftlichen Bemessung der Sperrgase Leckgasströme von dem Kanal des Gases höheren Druckes, in der Regel die wärmeaufnehmende Luft, in denjenigen niedrigeren Druckes, in der Regel die Abgase, lediglich herabsetzen bzw. gestatten, nur einen Teil der Schleusgase in den ursprünglichen Kanal niedrigeren Druckes zurückzuverdrängen.

Die Erfindung stellt sich demgegenüber die Aufgabe, den Übertritt eines ungereinigten Gasstromes höheren Druckes in einen gereinigten auf niedrigerem Druckniveau zu unterbinden, insbesondere um umlaufende Regenerativ-Wärmetauscher in Prozessen einzusetzen, in denen die Forderung besteht, die Gasströme voneinander weitgehend zu trennen, d.h. den Übertritt verunreinigter Leckgase in den Reingasstrom zuverlässig zu unterbinden. Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der einleitend genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtplatten oder -leisten zumindest zwei einen Kontrollraum bildende Speichermassensektoren abdecken und Öffnungen zum Durchtritt der Sperrgasströme aufweisen.

Mit Hilfe der Erfindung ist es möglich, die wärmetauschenden Gasströme weitgehend voneinander zu trennen. Während bei den zuvor bekannten Lösungen ein Kompromiß zwischen einer vollständigen Unterbrechung der Leckgasströme einerseits und unbedingt erforderlicher Volumenströmung und Energien zur Ausbildung und Förderung von Sperrgasschleiern anderseits geschlossen wurde und die Betrachtung von Leckgasströmen zwischen Abdichtung und Speichermassenstirnfläche auf der einen und der als Sektorfüllung übergeschieusten Gase auf der anderen Seite je für sich erfolgte, werden erfindungsgemäß Kontrollräume zur Sperrgasführung innerhalb der Speichermasse im Bereich toter Sektoren geschaffen. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Ausbildung können Sperrgasteilströme wahlweise durch Unter- bzw. Überdruck zwischen Dichtpiatten oder -leisten und Speichermassenstirnfläche je nach einem saugseitigen oder 2

AT 400 482 B druckseitigen äußeren Gasanschluß in den Kontrollraum herein- bzw. aus diesem herausgeführt werden.

Eine bevorzugte Ausgestaltung weist einen oder mehrere Stutzen im Gehäusemantel und achsparallel zur Drehachse des Regenerativ-Wärmetauschers verlaufende Öffnungen in den Mantelplatten der toten Sektoren zwischen den Kanälen der wärmetauschenden Gase auf, um auch den Bereich des Umfanges des 5 Speichermassenträgers in die Ausbildung von Sperrgasteilströmen einzubeziehen.

Unter Verwendung dieses Grundgedankens werden bevorzugt die Öffnungen zum Durchtritt der Sperrgasströme mit der Saugseite eines Gebläses verbunden, dessen Druckseite an einen der Ströme der wärmetauschenden Gase angeschlossen ist. Der Gasdruck im Kontrollraum wird also bei dieser Lösung gegenüber den Drücken in den Kanälen der wärmetauschenden Gasströme abgesenkt. Der Kontrollraum io dient als Sammler für die zwischen Speichermassenstirnflächen und Abdichtplatten oder -leisten heiß- und kaltgasseitig eintretenden Leckgasteilströme, wobei der Sperrgasgesamtstrom aus dem Kontrollraum bevorzugt durch Öffnungen herausgeführt wird, die auf der heißen Seite der Speichermasse liegen. Dabei wird bevorzugt die Druckseite des Gebläses mit einem Gasmischer verbunden, der in die Leitung des ungereinigten Gasstromes eingeschaltet ist, um den ungereinigten Gasstrom vor dessen Eintritt in den iS Regenerativ-Wärmetauscher vorzutrocknen.

Von der zuvor beschriebenen Lösung abweichend können die Öffnungen zum Durchtritt der Sperrgasströme mit der Druckseite eines Gebläses verbunden werden, dessen Saugseite mit der Leitung des gereinigten Gasstromes verbunden ist, so daß unter Druckerhöhung im Kontrollraum die Sperrgasströme den Leckgasströmen im Spalt zwischen den Dichtungen und den Trennwand-Stirnkanten entgegengerichtet· 20 sind und überwiegend in den Kanal des wärmetauschenden Gasstromes niedrigeren Druckes eingeführt werden. Druck und Menge der Sperrgase werden hiebei derart bemessen, daß Sperrgasteilströme weitgehend auf den Kanal des wärmetauschenden Gasstromes niedrigeren Druckes beschränkt in diesen eintreten.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den 25 Zeichnungen ist in Fig. 1 eine Einrichtung zur Entschwefelung und Entstickung von Abgasen, in Fig. 2 ein umlaufender Rotor mit Kontrollraum zur Aufnahme von Sperrgasteilströmen und in

Fig. 3 ein umlaufender Rotor mit Kontrollraum zur Zuführung von Sperrgasteilströmen schematisch dargestellt.

Gemäß der Darstellung in Fig. 1 werden die Abgase aus der Wäsche 1 über die Leitung 3 einem 30 Gasmischer 5 zugeführt und in diesem durch Zuführung eines wiedererwärmten Gasteiistromes vorgetrocknet. Über die Leitung 7 werden die Abgase anschließend durch die Speichermasse 9 zur Wiedererwärmung geführt und gelangen über die Leitung 11. in eine Brennkammer 13, um in dieser auf die vorzugebende Reaktionstemperatur für die Entstickung nachgeheizt zu werden. In die Abgasleitung 15, die die Abgase einem Katalysator 17 zuführt, mündet eine Leitung 19, um beispielsweise Ammoniak für die Stickoxidum-35 Setzung im Katalysator zuzudosieren. Über eine Leitung 21 werden die Abgase in die Speichermasse 9 des umlaufenden Regenerativ-Wärmetauschers zurückgeführt, um über diese Speichermasse Wärme an die im Gegenstrom eintretenden entschwefelten Abgase zu übertragen und die Abgastemperatur gleichzeitig auf das für den Kaminauftrieb erforderliche Temperaturniveau abzusenken. Über eine Leitung 23 werden die Abgase dem Kamin 25 zugeleitet und schließlich über diesen in die Atmosphäre abgeführt. 40 In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist der die Ausgestaltung des umlaufenden Regenerativ-Wärmetauschers betreffende Bereich der Darstellung der Fig. 1 vergrößert dargestellt. Die über die Leitung 203 in den Gasmischer 205 eintretenden entschwefelten Gase werden in diesem mittels eines rückgeführten Teilstromes bereits erwärmter Gase vorgetrocknet. Die Rückführung erfolgt über Leitungen 230,232,234. In die Leitung 234 ist ein Rückführungsgebläse 236 eingeschaltet. Die zur Vortrocknung zurückgeführten Gase 45. werden bezüglich der Drehweile des Rotors 209- des umlaufenden Regenerativ-Wärmetauschers diametral im Bereich der toten Sektoren gegenüberliegenden Kontroliräumen 210 entnommen, die hierfür über das Rückführungsgebläse 236 unter Unterdrück gebracht werden.

Aufgrund dieser Lösung wird nur ein Gebläse für ein Unterbinden von Leckgasströmen und zugleich zur Rückführung von Gasen zur Vortrocknung eingesetzt und damit Energiekosten eingespart. Des weiteren so werden die Druckverluste im Hauptstrom der gereinigten Gase herabgesetzt und Sperrgase vermieden, die den Gesamtstrom der Abgase erhöhen.

Schließlich kann bei Einschaltung des Hauptgebläses zwischen der Zuführung des rückgeführten Teilstromes und dem Eintritt in den umlaufenden Regenerativ-Wärmetauscher, also in der Gasleitung 7 auch das Rückführgebläse 236 entfallen. 55 Für die in Fig. 3 dargestellten Lösung ist vorgesehen, daß abweichend von der zuvor in Fig. 2 beschriebenen aus den entschwefelten und entstickten Abgasen nach Abkühlung im umlaufenden Regenerativ-Wärmetauscher aus der zum Kamin führenden Leitung 323 über eine Leitung 334 mit Rückführungsgebläse 336 ein Teilstrom als Sperrgas über die Leitungen 330,332 den Kontroliräumen 310 innerhalb der 3

Claims (6)

1. AT 400 482 B toten Sektoren der Speichermasse 309 zugeleitet werden. In diesem Fall werden also die Kontrollräume unter Überdruck gesetzt, um die Sperrgase heiß- und kaitgasseitig den Räumen zwischen Abdichtung und Speichermasse zuzuleiten. Gegenüber der zuvor dargestellten Lösung erhöhen die aus dem Kontrollraum in Richtung der wärmetau- 5 sehenden Kanäle herausgeführten Sperrgasteilströme die Menge des Hauptstromes sowohl der ungereinigten als auch der gereinigten Gase und damit wird zugleich auch der Druckveriust derselben erhöht. Schließlich besteht noch die Möglichkeit, das Hauptgebläse in der Leitung 323 anzuordnen. In diesem Fall können die Sperrgase ohne zusätzliche Druckerhöhung , d.h. ohne Einsatz eines Druckerhöhungsgebläses 336 dem Kontrollraum 310 direkt zugeführt werden. 10 Patentansprüche 1. Vorrichtung zum Unterbinden des Übertritts von Leckgasströmen aus dem Kanal des wärmetauschenden Gasstromes höheren Druckes in denjenigen niedrigeren Druckes in Regenerativ-Wärmetauschern 15 mit relativ zu den Anschlußkanälen bewegter, durch Trennwände in Sektoren unterteilter Speichermasse und zugehörigen Dichtungen in Form von Dichtplatten oder -leisten, insbesondere zur Wiederaufheizung naßgereinigter Abgase von Feuerungsanlagen unter Rückführung eines Teilstromes wiedererwärmter Gase in den Hauptstrom für eine Vortrocknung vor Eintritt in den Regenerativ-Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtplatten oder -leisten zumindest zwei einen Kontrollraum (210, 20 310) bildende Speichermassensektoren abdecken und Öffnungen zum Durchtritt der Sperrgasströme aufweisen.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäusemantel ein oder mehrere Stutzen und in den Mantelplatten achsparallel zur Drehachse des Regenerativ-Wärmetauschers verlau- 25 fende Öffnungen angeordnet sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen zum Durchtritt der Sperrgasströme mit der Saugseite eines Gebläses (236) verbunden sind, dessen Druckseite an einen der Ströme der wärmetauschenden Gase angeschlossen ist. 30
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen zum Durchtritt der Sperrgasströme auf der heißen Seite der Speichermasse liegen.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckseite des Gebläses (236) mit 35 einem Gasmischer (205) verbunden ist, der in die Leitung (203) des ungereinigten Gasstromes eingeschaltet ist, um den ungereinigten Gasstrom vor dessen Eintritt in den Regenerativ-Wärmetauscher vorzutrocknen.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daS die Öffnungen zum Durchtritt der 40 Sperrgasströme mit der Druckseite eines Gebläses (336) verbunden sind, dessen Saugseite mit der Leitung (323) des gereinigten Gasstromes verbunden ist, so daß unter Druckerhöhung im Kontrollraum (310) die Sperrgasströme den Leckgasströmen im Spalt zwischen den Dichtungen und den Trennwand-Stirnkanten entgegengerichtet sind und überwiegend in den Kanal des wärmetauschenden Gasstromes niedrigeren Druckes eingeführt werden. 45 Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 50 4 55