Die Erfindung betrifft einen Kondensator zum Nachreinigen von Rauchgasen, insbesondere bei Kehrichtverbrennungsanlagen.
Ein Teil des städtischen Mülls wird durch Verbrennung in Öfen volumenmässig verkleinert. Die grosse Hitze in den Müllverbrennungsöfen wird meistens noch dazu ausgenutzt, um einen relativ grossen Anteil an schwierig zu beseitigendem Klärschlamm im Ofen mitzuverbrennen.
Aus dieser Tatsache haben sich in neuerer Zeit vor allem drei Kernprobleme ergeben: - Beseitigung der Geruchstoffe - Beseitigung von mineralischen und chemischen Substanzen, z.B. Schwefel - Beseitigung von metallischen Anteilen.
Für die Beseitigung der Geruchstoffe erweist sich im gegenwärtigen Zeitpunkt die Aufrechterhaltung einer hohen Temperatur im Ofenoberteil als sehr vorteilhaft. Insbesondere kann durch die Anordnung von einem mittels Thermostat gesteuerten Nachbrenner eine konstante Temperatur von z.B. 8000C eingehalten werden. Eine Belästigung infolge übler Gerüche wird bei derart geführten Anlagen nicht mehr festgestellt.
Als sehr viel schwieriger haben sich jedoch die Beseitigung der mineralischen und chemischen sowie der metallischen Anteile aus den Rauchgasen erwiesen. Einerseits wird versucht, diese beiden Gruppen von Schadstoffen mittels Hochleistungselektrofiltern abzutrennen. Die metallischen Anteile können mit einem Elektrofilter ohne grosse Schwierigkeiten abgeschieden werden. Die grosse Schwierigkeit beim Einsatz eines Elektrofilters liegt jedoch im Vorhandensein von einem äusserst hohen Anteil an Wasserdampf sowie anderen leicht flüchtigen Bestandteilen in den Rauchgasen sowie auch in der hohen Temperatur der Rauchgase. Um die Geruchstoffe erfolgreich beseitigen zu können, muss die Rauchgastemperatur über dem für Elektrofilter üblichen Wert gehalten werden.
Es muss deshalb die Temperatur gesenkt werden, was gegebenenfalls durch Beifügen von Frischluft erreicht wird. Es resultiert daraus die Bildung von Wasserdampf bzw. das Ausfällen eines Teiles der verschiedenen Flüssigkeiten. Der Elektrofilter ist auch nicht in der Lage, verschiedene Mineralien oder chemische Substanzen mit genügend hohem Wirkungsgrad abzuscheiden, so dass der Elektrofilter nicht allein als Totalabscheider für Kehrichtverbrennungsanlagen eingesetzt werden kann.
Es müssen mindestens irgendwelche Nachreinigungs-Vorrichtungen vorgesehen werden.
Eine sehr wirtschaftliche Lösung für die Reinigung der Rauchgase von Müllverbrennungsanlagen hat sich mit dem Einsatz von Rauchgaswäschern ergeben. Die sehr hohe Temperatur der Rauchgase wird ausgenützt, um eine relativ grosse Menge von Wasser in den Gasstrom einzuspritzen. Ein Teil des Wassers verdampft sofort und senkt damit die Rauchgastemperatur. Eine weitere Senkung der Temperatur kann noch ein weiteres Kondensieren des Wasserdampfes ergeben, so dass für den Rauchgaswäscher geradezu ideale Voraussetzungen geschaffen sind. Selbst feinste Verunreinigungen, sei es durch chemische oder auch metallische Partikel, bilden bekanntlich Kondensationskerne. Es bilden sich selbst um feinste Staubpartikel Wassertröpfchen, die durch den Rauchgaswäscher relativ hochprozentig zurückgehalten werden können.
Die übergrosse Wärmemenge stellt deshalb für die Rauchgaswäscher keine Schwierigkeit dar, sondern wird viel eher ausgenützt, um die Schadstoffe mit dem Waschwasser zu binden. Obwohl mit den Rauchgaswäschern ein hoher Prozentsatz der Verunreinigungen ausgewaschen werden kann, ist man mit deren Reinigungsarbeit, bedingt durch die neuesten Forderungen des Gesetzgebers, nicht mehr restlos zufrieden.
Der Erfindung wurde weiter die Aufgabe zugrundegelegt, den Abscheidegrad der Rauchgaswäscher weiter zu verbessern, und insbesondere möchte man, dass die durch den hohen Feuchtigkeitsgehalt der Abluft der Rauchgaswäscher bedingte Kondensatfahne der Abluft wenigstens stark vermindert werden kann.
In der Schwerindustrie ist es bekannt, Rauchgaswäschern Kondensatoren nachzuschalten. In den meisten Fällen ist in diesen Industriezweigen ein System der Wiederverwertung der verschiedenen Stoffe vorausgesetzt, so dass komplizierte und aufwendige Einrichtungen dafür eingesetzt werden können.
Bei den Kehrichtverbrennungsanlagen hat sich ein solches System der Wiederverwertung noch nicht durchgesetzt, so dass bei der Kehrichtverbrennung nur im Aufbau und in der Herstellung einfachste Apparate eingesetzt werden können, um die bekanntlich negativen Bilanzen der Anlagen nicht noch weiter wesentlich zu verschlechtern.
Der Erfindung wurde deshalb weiter die Aufgabe gestellt, einen Kondensator zu bauen, der in der Herstellung preisgünstig, im Betrieb keine grossen Energiemengen benötigt und vor allem auch für den Unterhalt leicht handzuhaben ist.
Die erfindungsgemässe Lösung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator eine Gasverteilkammer mit Gaseintrittstutzen aufweist, und die Gasverteilkammer über eine Anzahl durch einen Kühlwasserbehälter geführter Rohre mit einer Reingas-Sammelkammer verbunden ist und anschliessend in ein Abluftrohr mündet.
Mit der erfindungsgemässen Lösung konnte schon bei einem ersten versuchsweisen Einbau des Kondensators nach dem Rauchgaswäscher ein unerwartet grosser Erfolg festgestellt werden.
Besonders vorteilhaft ist die Massnahme, die Rohre bezüglich des Gaseintrittstutzens und/oder des Abluftrohres versetzt anzuordnen. Die Versetzung der Rohre bezüglich des Gaseintrittstutzens bewirkt durch die brüske Umlenkung des Gasstromes ein Ausschleudern eventuell noch grösserer vorhandener Wassertröpfchen. Diese Anordnung ist auch sehr vorteilhaft für die Reinigung der Rohre.
Werden die Rohre auf einer Kreisringfläche und der Gaseintrittstutzen und/oder das Abluftrohr mittig angeordnet, ist die Garantie für ein gleichmässiges Arbeiten des gesamten Kondensators gewährleistet.
Eine Vergrösserung der Kondensationsfläche kann dadurch erreicht werden, dass der durch den Kühlwasserbehälter begrenzte Raum gegen den Gaseintrittstutzen offen gehalten wird.
Es ist thermisch nicht unbedingt ein Erfordernis, oft jedoch in der Disposition ein Vorteil, den Gaseintrittstutzen unten und das Abluftrohr oben anzuordnen.
Ganz besonders vorteilhaft erweist sich die feste Verbindung der Rohre mit einer Bodenplatte des Kühlwasserbehälters.
Vorteilhaft lässt man zwischen dem oberen Ende jedes der Rohre und einer Deckplatte des Kühlwasserbehälters eine Spaltöffnung. Die Deckplatte des Kühlwasserbehälters hat damit nur noch eine Führungsfunktion für die Rohre und kann gegebenenfalls weggelassen werden.
Da der Kondensator einen wärmebeanspruchten und wenig- stens eintrittseitig teilweise auch durch verschiedene aggressive Säuren beanspruchten Apparat darstellt, kommt gerade der Massnahme der festen Verbindung der Rohre nur an einem Ende eine besondere Bedeutung zu. Es treten keine Spannungen auf und auch kann eine elektrolytische Elementbildung stark reduziert werden.
Weiter kann man dem Betrieb des Kondensators dadurch noch mehr Sicherheit geben, dass der Kühlwasserbehälter an der tiefsten Stelle einen Wassereintrittstutzen aufweist, der Wasseraustrittstutzen ein wenig unterhalb der obersten Begrenzung des Kühlwasserbehälters liegt und zwischen Wasseraustrittstutzen und der obersten Begrenzung des Kühlwasserbehälters kleine Öffnungen vorhanden sind, die mit einem Kondensatablauf in Verbindung stehen. Im Kühlwasserbehälter selbst ergibt sich dadurch ein freier Abfluss. Unnötige Druckbeanspruchungen auf die Kühlwasserbehälterwände werden vermieden, was erlaubt, dem Kühlwasserbehälter selbst jede beliebige Form zu geben.
Der Wärmeübergang vom Wasser auf das Rohr ist bekanntlich sehr viel intensiver als der Wärmeübergang von einem Gas auf das Rohr. Um den schwächer an der Wärmeübertragung beteiligten Teil wenigstens teilweise unterstützen zu können, pflegt man vorteilhaft die Flüssigkeit mit einer durch die Erwärmung gegebenen Geschwindigkeit im Innern der Rohre strömen zu lassen, um mit dem Gas die Rohre quer anströmen zu können. Bei der Verwendung des erfindungsgemässen Kondensators als Nachreiniger nach einem Rauchgaswäscher von Kehrichtverbrennungsanlagen hat sich die an sich verkehrte Anwendung der Wärmetauschtheorien dadurch, dass man das Gas im Innern der Rohre strömen lässt und die Flüssigkeit an der Aussenseite der Rohre vorsieht, als besonders vorteilhafte Lösung erwiesen.
Folgende Vorteile lassen sich erreichen: - Anwendung eines reingasseitig offenen Kühlwasserbehälters, - Verhinderung von Wärmespannungen und elektrolytischer Elementbildung durch Trennung der mit feuchten Rauchgasen beaufschlagten Rohre von der Reingasseite des Kondensators, - Verwendung von eventuell nicht gereinigtem Wasser durch den gegebenenfalls oben offenen Kühlwasserbehälter, - leichte Reinigung der Rohre dadurch, dass die Gasverteilkammer einen Kondensatsammler aufweist, dessen Unterteil als Reinigungstüre für die Rohre ausgebildet ist, - sehr einfacher Aufbau des Kondensators, - grosse Betriebssicherheit dadurch, dass keine grossen statische Drücke der Medien aufgebaut werden müssen.
Der Kondensator ist in der Lage, einen sehr grossen Teil der Restverunreinigungen den Gasen zu entziehen, insbesondere können Schwefel und metallische Verunreinigungen hochprozentig mit dem Kondensat abgeführt werden. Durch die gleichzeitige Wegnahme eines grossen Anteiles des Wassergehaltes kann auch die oft als lästig empfundene Kondensatfahne der Abluft verhindert werden.
Verschiedene Teile eines Kehrichtverbrennungsofens müs sen mit Frischluft gekühlt werden. Wenn der Kondensator nach der Erfindung mit einem solchen Ofen kombiniert wird, kann im Bereich des Abluftrohres des Kondensators nun ein
Anschluss für das Einblasen der erhitzten sauberen Luft ange ordnet werden, womit die Kondensatfahne wiederum eine
Reduktion erfährt.
Es hat sich weiter als sehr vorteilhaft erwiesen, die Reingas
Sammelkammer teilweise durch ein Abschlusstück zu begren zen, welches die Reingas-Sammelkammer von einem Raum trennt, der mit dem Anschluss für erhitzte saubere Luft ver bunden ist. Eine Kondensierung im Innern der Reingas-Sam melkammer kann auf diese Art vermieden werden.
Das Abluftrohr kann im Bereich des Anschlusses für erhitzte saubere Luft injektorartig ausgebildet werden, womit
Drucknullpunkte im System der Rauchgase und im System für die erhitzte saubere Luft beeinflusst werden können. Der
Anschluss für erhitzte saubere Luft kann tangential zum
Abluftrohr angeordnet werden, um eventuell eine Stabilisie rung der Gasströmung im Abluftrohr und auch eine innige
Mischung der beiden Luftströmungen zu erreichen.
Zum besseren Verständnis wird auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung hingewiesen
Fig. 1 zeigt einen Vertikalschnitt durch einen Kondensator
Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1.
Fig. 3 zeigt einen Vertikalschnitt durch eine weitere Ausfüh rungsform des Kondensators.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 3.
Fig. 1 zeigt im Schnitt eine Gasverteilkammer 1 mit einem Gaseintrittstutzen 2. Die Gasverteilkammer 1 ist oben mit einem Boden 3 begrenzt, welcher eine grosse Anzahl Rohre 4 trägt. Die Rohre 4 sind wasserdicht mit dem Boden 3 verbunden. Die Rohre 4 befinden sich in einem Kühlwasserbehälter 5, der unten durch den Boden 3 begrenzt ist und einen Aussenmantel 6 sowie einen zylindrischen Innenmantel 7 aufweist.
Der Kühlwasserbehälter 5 ist oben durch einen Deckel 8 begrenzt. Die Rohre 4 verbinden die Gasverteilkammer 1 mit einer Reingas-Sammelkammer 9. Die Reingas-Sammelkammer 9 ist durch ein konisches Abschlussstück 10 nach oben begrenzt und weist ein Abluftrohr 11 auf. Der Gaseintrittstutzen 2 sowie das Abluftrohr 11 sind zentral in dem kreisringförmig angeordneten, die grosse Anzahl Rohre aufnehmenden Raum angebracht. Der Kühlwasserbehälter 5 weist einen Wassereintrittstutzen 15 sowie einen Überlauf 16 auf. Zwischen dem Überlauf 16 und dem Deckel 8 ist eine grössere Anzahl Bohrungen 17 angeordnet. Der Kühlwasserbehälter 5 weist einen zylindrischen Raum 18 auf, der oben durch den Deckel 8, seitlich durch den Innenmantel 7, unten durch den Boden 3 begrenzt ist. Im Boden 3 ist ferner ein Drainagerohr 19 angeordnet, das im Raum 18 eventuell vorhandenes Wasser wegführt.
Die Gasverteilkammer 1 weist unten einen Kondensatsammler 20 auf, der als kreisringförmige Vertiefung auf dem ganzen Umfang der Gasverteilkammer 1 angeordnet ist.
Der Kondensatsammler 20 wird durch einen Kondensatablauf 21 mit einer nicht dargestellten Kanalisation verbunden, welche das Wasser einer speziellen Reinigungsanlage zuführt. Der Kondensatsammler 20 ist durch eine sich leicht öffnende Reinigungstüre 22 auf dem ganzen Umfang nach unten verschlossen. Die Rohre 4 weisen gegenüber dem Deckel 8 einen Spalt 25 auf, so dass einer Längenänderung der ersteren infolge Erwärmung kein Widerstand entgegengesetzt wird. Das Abluftrohr 11 ist mit einem Anschluss 30 für erhitzte saubere Luft versehen. Der Anschluss 30 mündet zuerst in einen Raum 31, dessen untere Begrenzung gleichzeitig das konische Abschlusstück 10 der Reingas-Sammelkammer 9 ist. In der Reingas-Sammelkammer 9 kann es somit im oberen Teil zu keiner Kondenswasserbildung kommen, da die Temperatur des konischen Abschlusstückes 10 ständig über dem Taupunkt gehalten wird.
Der Raum 31 ist mit dem Kamin 32 verbunden.
Im Kamin 32 ist ein Injektor 33 angeordnet, in dessen Zentrum das Abluftrohr 11 mündet. Mit der konstruktiven Ausgestaltung des Injektors 33, insbesondere der Passage 34 und gegebenenfalls 35, kann die Strömung im Abluftrohr 11 mit einer sehr hohen Geschwindigkeit der erhitzten sauberen Luft unterstützt werden.
Die Funktion des Kondensators ist nun folgende:
Die in einem nicht dargestellten Rauchgaswäscher gereinigten Gase treten durch den Gaseintrittstutzen 2 in die Gasverteilkammer 1. Die noch sehr feuchten Gase werden in der Gasverteilkammer 1 nach aussen abgelenkt und strömen durch die Rohre 4 gleichmässig in die Reingas-Sammelkammer 9.
Durch die starke Umlenkung der Gase in der Gasverteilkammer 1 können kleine in Tropfenform vorhandene Flüssigkeitsteilchen direkt in den Kondensatsammler 20 abgegeben werden. Die Rohre 4 sind auf der ganzen Höhe in das Kühlwasser des Kühlwasserbehälters 5 eingetaucht, so dass sich die im Innern der Rohre 4 nach oben steigenden Gase an der Innenwand der Rohre 4 abkühlen und das Kondensat sich an der Innenwand der Rohre 4 ablagert. Das Kondensat fliesst an der
Innenwand der Rohre 4 nach unten und tropft in den Kondensatsammler 20, von wo es durch den Kondensatablauf 21 weggeführt wird. Durch den sehr hohen Anteil an Schmutzbe standteilen im Kondensat ist die gute Arbeitsweise des erfin dungsgemässen Kondensators bewiesen, was ganz besonders durch die grosse Menge an abgeschiedenem Kondensat noch bestätigt wird.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Der durch den Kühlwasserbehälter 5 begrenzte Innenraum 40 ist gegenüber dem Eintrittstutzen 2 offen. Es kann damit eine Vergrösserung der Kühlfläche erreicht werden. Durch diese sehr starke Umlenkung über einer grossen Höhe kann die Abscheidung von Kondensat sehr intensiv gefördert werden. Die geringen Spaltöffnungen zwischen den Rohren 4 und dem Deckel 8 sowie die weiteren Öffnungen 17 für einen Übertritt von Gasen im Kühlwasser, sowie gegebenenfalls ein Übertritt der Kühlflüssigkeit zum Kondensat, können so klein gewählt werden, dass kein nennenswerter Durchtritt von nicht gereinigten Gasen in die Reingas-Sammelkammer erfolgen kann. Um die Strömung im Kamin 32 zu stabilisieren, kann der Anschluss für erhitzte saubere Luft tangential zum Abluftrohr 11 angeordnet sein (Fig. 4).
Selbstverständlich können die Anschlüsse für den Gaseintritt 2 sowie die Abluft 11 vertauscht werden. Das Abluftrohr 11 befindet sich in diesem Fall im unteren Teil, und der Gaseintrittstutzen im oberen Teil des Kondensators. Auch in dieser Ausführung kann der Innenraum des Kühlwasserbehälters 5 für Kühlzwecke ausgenützt werden, indem der Deckel 8 eine mittlere Öffnung aufweist.
Weiter ist es denkbar, den Gaseintrittstutzen 2 sowie das Abluftrohr 11 horizontal mit der Gasverteilkammer 1 bzw. der Reingas-Sammelkammer 9 zu verbinden. Es müssten nur Mittel vorgesehen werden, um für alle Rohre eine ungefähr gleichmässige Luftverteilung zu erzwingen.
Weiter wäre es auch denkbar, die Gasverteilkammer 1 sowie die Reingas-Sammelkammer 9 seitlich zu vergrössern für die Anschlüsse des Gaseintrittstutzens 2 sowie des Abluftrohres 11, und die Rohre 4 gebündelt auf einem Kreis, Viereck usw. axial (bzw. seitlich) zum Gaseintritt- und Gasaustrittstutzen anzuordnen, was insbesondere für Reinigungszwecke weitere Vorteile bringt.
Weiter wäre es auch vorstellbar, den erfindungsgemässen, thermisch bewusst nicht optimalen Kondensator für andere Industriezweige zu verwenden, wo eine derart unbestimmte Zusammensetzung der Rauchgase vorhanden ist, wo ebenfalls in erster Linie ein betriebssicheres und einfaches Gerät gewünscht wird und trotzdem ein hoher Abscheidegrad erreicht werden kann.
The invention relates to a condenser for the subsequent cleaning of flue gases, in particular in waste incineration plants.
Part of the urban waste is reduced in volume by incineration in ovens. The great heat in the waste incineration ovens is usually also used to incinerate a relatively large proportion of sewage sludge that is difficult to remove in the oven.
In recent times, this fact has given rise to three main problems: - elimination of odorous substances - elimination of mineral and chemical substances, e.g. Sulfur - removal of metallic components.
Maintaining a high temperature in the upper part of the furnace has proven to be very advantageous at the present time for eliminating the odorous substances. In particular, by the arrangement of a thermostatically controlled afterburner, a constant temperature of e.g. 8000C are complied with. A nuisance due to bad smells is no longer detected in systems managed in this way.
However, the removal of the mineral, chemical and metallic components from the flue gases has proven to be much more difficult. On the one hand, attempts are being made to separate these two groups of pollutants using high-performance electric filters. The metallic components can be deposited with an electrostatic precipitator without great difficulty. The great difficulty in using an electrostatic precipitator, however, lies in the presence of an extremely high proportion of water vapor and other highly volatile components in the flue gases, as well as the high temperature of the flue gases. In order to be able to successfully remove the odorous substances, the flue gas temperature must be kept above the normal value for electrostatic precipitators.
The temperature must therefore be reduced, which can be achieved by adding fresh air if necessary. This results in the formation of water vapor or the precipitation of some of the various liquids. The electrostatic precipitator is also not able to separate various minerals or chemical substances with a sufficiently high degree of efficiency, so that the electrostatic precipitator cannot be used alone as a total separator for waste incineration plants.
At least some post-cleaning devices must be provided.
A very economical solution for cleaning the flue gases from waste incineration plants has emerged with the use of flue gas scrubbers. The very high temperature of the flue gases is used to inject a relatively large amount of water into the gas flow. Part of the water evaporates immediately and thus lowers the flue gas temperature. A further decrease in temperature can result in further condensation of the water vapor, so that ideal conditions are created for the flue gas scrubber. It is well known that even the finest impurities, whether through chemical or metallic particles, form condensation nuclei. Water droplets form even around the finest dust particles, which the flue gas scrubber can hold back to a relatively high percentage.
The excessive amount of heat is therefore not a problem for the flue gas scrubber, but is rather used to bind the pollutants with the washing water. Although a high percentage of the impurities can be washed out with the flue gas scrubber, one is no longer completely satisfied with their cleaning work, due to the latest requirements of the legislature.
The invention was also based on the object of further improving the degree of separation of the flue gas scrubber, and in particular one would like that the condensate plume of the exhaust air caused by the high moisture content of the exhaust air of the flue gas scrubber can be at least greatly reduced.
In heavy industry it is known to connect condensers after flue gas scrubbers. In most cases, a system of recycling the various substances is required in these branches of industry, so that complicated and expensive facilities can be used for this.
In the case of waste incineration plants, such a system of recycling has not yet established itself, so that in the case of waste incineration only the simplest apparatus can be used in the construction and manufacture in order not to significantly worsen the known negative balance of the plants.
The invention was therefore further set the task of building a capacitor that is inexpensive to manufacture, does not require large amounts of energy in operation and, above all, is easy to handle for maintenance.
The solution according to the invention is characterized in that the condenser has a gas distribution chamber with a gas inlet nozzle, and the gas distribution chamber is connected to a clean gas collecting chamber via a number of pipes passed through a cooling water tank and then opens into an exhaust air pipe.
With the solution according to the invention, an unexpectedly great success could already be determined with a first experimental installation of the condenser after the flue gas scrubber.
The measure to arrange the pipes offset with respect to the gas inlet connection and / or the exhaust air pipe is particularly advantageous. The displacement of the pipes with respect to the gas inlet nozzle causes the sudden deflection of the gas flow to throw out any larger water droplets that may be present. This arrangement is also very advantageous for cleaning the pipes.
If the pipes are arranged on a circular ring surface and the gas inlet nozzle and / or the exhaust pipe are arranged in the middle, the guarantee that the entire condenser will work evenly is guaranteed.
The condensation surface can be enlarged by keeping the space delimited by the cooling water tank open to the gas inlet nozzle.
From a thermal point of view, it is not absolutely necessary, but it is often an advantage in terms of disposition, to position the gas inlet nozzle at the bottom and the exhaust pipe at the top.
The fixed connection of the pipes to a base plate of the cooling water tank has proven to be particularly advantageous.
A gap opening is advantageously left between the upper end of each of the tubes and a cover plate of the cooling water tank. The cover plate of the cooling water tank thus only has a guiding function for the pipes and can be omitted if necessary.
Since the condenser is an apparatus that is subject to heat and at least partially exposed to various aggressive acids on the inlet side, the measure of a fixed connection of the pipes at only one end is of particular importance. There are no voltages and electrolytic element formation can also be greatly reduced.
Furthermore, the operation of the condenser can be made even more secure by the fact that the cooling water tank has a water inlet nozzle at the lowest point, the water outlet nozzle is a little below the top limit of the cooling water tank and there are small openings between the water outlet nozzle and the top limit of the cooling water tank are connected to a condensate drain. This results in free drainage in the cooling water tank itself. Unnecessary pressure loads on the cooling water tank walls are avoided, which allows the cooling water tank itself to be given any shape.
The heat transfer from water to the pipe is known to be much more intense than the heat transfer from a gas to the pipe. In order to be able to at least partially support the part that is weaker in the heat transfer, it is advantageous to let the liquid flow inside the tubes at a speed given by the heating so that the gas can flow across the tubes. When using the condenser according to the invention as a post-cleaner after a flue gas scrubber of waste incineration plants, the incorrect application of the heat exchange theories, in that the gas is allowed to flow inside the pipes and the liquid is provided on the outside of the pipes, has proven to be a particularly advantageous solution.
The following advantages can be achieved: - Use of a cooling water tank that is open on the clean gas side, - Prevention of thermal stresses and the formation of electrolytic elements by separating the pipes exposed to moist flue gases from the clean gas side of the condenser, - Use of possibly uncleaned water through the cooling water tank that may be open at the top, Cleaning of the pipes in that the gas distribution chamber has a condensate collector, the lower part of which is designed as a cleaning door for the pipes, - very simple construction of the condenser, - great operational reliability as no high static pressures of the media have to be built up.
The condenser is able to remove a very large part of the residual impurities from the gases, in particular sulfur and metallic impurities can be discharged with the condensate to a high percentage. By removing a large proportion of the water content at the same time, the condensate plume in the exhaust air, which is often perceived as annoying, can also be prevented.
Different parts of a waste incinerator have to be cooled with fresh air. If the condenser according to the invention is combined with such a furnace, a can now be in the area of the exhaust pipe of the condenser
Connection for blowing in the heated clean air can be arranged, which in turn creates a condensate plume
Experience reduction.
The clean gas has also proven to be very beneficial
To delimit the collecting chamber partially by an end piece, which separates the clean gas collecting chamber from a space that is connected to the connection for heated clean air. Condensation in the interior of the clean gas collection chamber can be avoided in this way.
The exhaust air pipe can be designed like an injector in the area of the connection for heated clean air, whereby
Pressure zero points in the system of the flue gases and in the system for the heated clean air can be influenced. Of the
Connection for heated clean air can be tangential to the
Exhaust pipe can be arranged to possibly stabilize the gas flow in the exhaust pipe and also an intimate one
To achieve mixing of the two air currents.
For a better understanding, reference is made to the embodiments of the invention shown in the figures
Fig. 1 shows a vertical section through a capacitor
FIG. 2 shows a section along the line II-II in FIG. 1.
Fig. 3 shows a vertical section through a further Ausfüh approximate shape of the capacitor.
FIG. 4 shows a section along the line IV-IV in FIG. 3.
1 shows in section a gas distribution chamber 1 with a gas inlet connection 2. The gas distribution chamber 1 is delimited at the top by a base 3 which carries a large number of tubes 4. The pipes 4 are connected to the floor 3 in a watertight manner. The tubes 4 are located in a cooling water tank 5 which is delimited at the bottom by the base 3 and has an outer jacket 6 and a cylindrical inner jacket 7.
The cooling water tank 5 is limited at the top by a cover 8. The tubes 4 connect the gas distribution chamber 1 to a clean gas collection chamber 9. The clean gas collection chamber 9 is delimited at the top by a conical end piece 10 and has an exhaust air pipe 11. The gas inlet nozzle 2 and the exhaust air pipe 11 are mounted centrally in the space which is arranged in a circular ring and accommodates the large number of pipes. The cooling water tank 5 has a water inlet connection 15 and an overflow 16. A larger number of bores 17 are arranged between the overflow 16 and the cover 8. The cooling water tank 5 has a cylindrical space 18 which is delimited at the top by the cover 8, at the side by the inner jacket 7 and at the bottom by the base 3. A drainage pipe 19 is also arranged in the bottom 3, which drains away any water that may be present in the space 18.
The gas distribution chamber 1 has a condensate collector 20 at the bottom, which is arranged as an annular recess over the entire circumference of the gas distribution chamber 1.
The condensate collector 20 is connected by a condensate drain 21 to a sewer system, not shown, which feeds the water to a special cleaning system. The condensate collector 20 is closed by an easily opening cleaning door 22 over the entire circumference. The tubes 4 have a gap 25 opposite the cover 8, so that a change in length of the former as a result of heating is not opposed to any resistance. The exhaust pipe 11 is provided with a connection 30 for heated, clean air. The connection 30 first opens into a space 31, the lower limit of which is at the same time the conical end piece 10 of the clean gas collection chamber 9. In the clean gas collection chamber 9, no condensation can form in the upper part, since the temperature of the conical closure piece 10 is constantly kept above the dew point.
The room 31 is connected to the chimney 32.
In the chimney 32, an injector 33 is arranged, in the center of which the exhaust pipe 11 opens. With the structural design of the injector 33, in particular the passage 34 and possibly 35, the flow in the exhaust air pipe 11 can be supported with a very high speed of the heated, clean air.
The function of the capacitor is now as follows:
The gases cleaned in a flue gas scrubber (not shown) enter the gas distribution chamber 1 through the gas inlet nozzle 2. The still very moist gases are deflected outwards in the gas distribution chamber 1 and flow evenly through the pipes 4 into the clean gas collection chamber 9.
As a result of the strong deflection of the gases in the gas distribution chamber 1, small liquid particles in the form of drops can be released directly into the condensate collector 20. The pipes 4 are immersed in the cooling water of the cooling water tank 5 over their entire height, so that the gases rising up inside the pipes 4 cool down on the inner wall of the pipes 4 and the condensate is deposited on the inner wall of the pipes 4. The condensate flows on the
Inner wall of the tubes 4 down and drips into the condensate collector 20, from where it is led away through the condensate drain 21. Due to the very high proportion of dirt components in the condensate, the good functioning of the condenser according to the invention is proven, which is particularly confirmed by the large amount of separated condensate.
3 and 4 show another embodiment of the invention. The interior space 40 delimited by the cooling water tank 5 is open with respect to the inlet connection 2. The cooling surface can thus be enlarged. Due to this very strong deflection over a great height, the separation of condensate can be promoted very intensively. The small gap openings between the tubes 4 and the cover 8 as well as the further openings 17 for the passage of gases in the cooling water and, if necessary, a passage of the cooling liquid to the condensate, can be selected so small that no significant passage of unpurified gases into the clean gas - Collection chamber can be done. In order to stabilize the flow in the chimney 32, the connection for heated clean air can be arranged tangentially to the exhaust air pipe 11 (FIG. 4).
Of course, the connections for the gas inlet 2 and the exhaust air 11 can be interchanged. The exhaust pipe 11 is in this case in the lower part and the gas inlet nozzle in the upper part of the condenser. In this embodiment, too, the interior of the cooling water container 5 can be used for cooling purposes in that the cover 8 has a central opening.
It is also conceivable to connect the gas inlet connector 2 and the exhaust air pipe 11 horizontally to the gas distribution chamber 1 or the clean gas collection chamber 9. Means would only have to be provided to force an approximately even air distribution for all pipes.
It would also be conceivable to enlarge the gas distribution chamber 1 and the clean gas collection chamber 9 laterally for the connections of the gas inlet nozzle 2 and the exhaust air pipe 11, and the pipes 4 bundled on a circle, square, etc. axially (or laterally) to the gas inlet. and to arrange gas outlet nozzles, which brings further advantages in particular for cleaning purposes.
It would also be conceivable to use the inventive, thermally deliberately not optimal condenser for other branches of industry where the composition of the flue gases is so indeterminate that an operationally reliable and simple device is also primarily desired and a high degree of separation can still be achieved .