CS274265B2

CS274265B2 - Equipment for air preheating and combustion products cleaning

Info

Publication number: CS274265B2
Application number: CS651485A
Authority: CS
Inventors: Lennart Karlsson; Leif Karlsson
Original assignee: Lennart Karlsson
Priority date: 1985-09-12
Filing date: 1985-09-12
Publication date: 1991-04-11
Also published as: CS651485A2

Abstract

The device consists of at least two regenerative heat-exchanging units for alternate use, which are connected with combustion device. Each heat-exchanging unit is equipped with storage space (15) for storing heat-exchanging basic granules. The heat-exchanging unit (14) consists of a casing, in which there are separation walls (23, 22). In the lower space there is a pipeline (26) for feeding air, and a pipeline for combustion gases discharge. In the upper space there are similar pipelines (12) and (13). The heat-exchanging unit is connected to a unit (27) for regeneration of the basic granules. The transport of granules is provided for by conveyors (28, 29, 30). In the upper space of the heat-exchanging unit as well as in the lower space there are switching valves (21, 24) for alternative distribution of air and combustion gases.<IMAGE>

Description

Vynález se týká zařízení k předehřívání vzduchu a čištění spalin, které je tvořeno alespoň dvěma regeneračními teplovýraěnnými jednotkami pro střídavé použití, spojenými se spalovacím zařízením, přiěemž každá teplovýměnná jednotka je opatřena úložným prostorem pro uložení tělísek pro akumulaci tepla a potrubími pro přivádění a odvádění spalin a vzduchu.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for preheating air and flue gas cleaning comprising at least two regenerative heat exchange units for alternate use connected to a combustion apparatus, each heat exchange unit having a storage space for storing heat storage elements and ducts for flue gas inlet and outlet; air.

Spaliny opouštějící spalovací zařízení obsahují určité množství tepelné energie, kterou z nich nelze zpětně získat v tomto spalovacím zařízení nebo v běžném výměníku tepla. Tyto plynné spaliny obsahují rovněž korozivní látky, například sloučeniny síry, prachové částice a jiné další příměsi, které lze jen velmi těžko odstraňovat, a které mohou způsobovat znečišťování životního prostředí. Až dosud bylo odstraňování škodlivých látek prováděno ve zvláštních zařízeních, přičemž zpětné získávání tepla spalin nebylo prováděno v souvislosti s tímto odstraňováním škodlivých látek vůbec.The flue gas leaving the combustion plant contains a certain amount of thermal energy which cannot be recovered from it in the combustion plant or in a conventional heat exchanger. These flue gases also contain corrosive substances such as sulfur compounds, dust particles and other other impurities which are difficult to remove and which may cause environmental pollution. Until now, the removal of harmful substances has been carried out in special installations, and the recovery of the heat of combustion gases has not been carried out in connection with this removal of harmful substances at all.

Cílem uvedeného vynálezu je vyvinout zařízení, které by umožňovalo účinné využití zbytkového tepla spalin k ohřívání vzduchu a současně které by umožňovalo čištění těchto spalin, včetně neutralizace korozivnich a kyselých složek za současného odlučování popílku unášeného plynem, dále částic těžkých kovů a určitých plynných sloučenin rtuti. Cílem vynálezu je rovněž navržení takového systému, ve kterém by zbytkovým produktem byla chemicky stálá sloučenina, kterou by bylo možno snadno ze zařízení odstraňovat.It is an object of the present invention to provide a device that allows the efficient use of residual heat of the flue gas to heat the air, while allowing the flue gas to be cleaned, including neutralizing corrosive and acidic components while separating gas entrained fly ash, heavy metal particles and certain gaseous mercury compounds. It is also an object of the present invention to provide a system in which the residual product is a chemically stable compound that can be easily removed from the apparatus.

Zařízení k předehřívání vzduchu a čištění spalin je podle uvedeného vynálezu tvořeno alespoň dvěma regeneračními teplovýměnnými jednotkami pro střídavé použití, spojenými se spalovacím zařízením, přičemž každá teplovýměnná jednotka je opatřena úložným prostorem pro uložení tělísek pro akumulaci tepla a potrubími pro přivádění a odvádění spalin a vzduchu, přičemž podstata zařízení podle uvedeného vynálezu spočívá v tom, že každá teplovýměnná jednotka je tvořena pláštěm, ve kterém jsou upraveny alespoň dvě dělící stěny, přičemž v úložném prostoru mezi těmito dělícími stěnami jsou umístěny zásadité granule, a dolní konec teplovýměnná jednotky je opatřen potrubím pro přívod čistého vzduchu a potrubím pro odvádění vyšištšných spalin a horní konec teplovýměnná jednotky je opatřen potrubím pro odvádění vzduchu z teplovýměnná jednotky do spalovací komory a potrubím pro odvádění spalin ze spalovací komory do teplovýměnná jednotky. K teplovýměnné jednotce je připojena jednotka na regeneraci zásaditých granulí, například rotační bubnová regenerační jednotka s dopravníky pro odvádění použitých granulí z otvorů v dolném prostoru teplovýměnná jednotky, které jsou zaústěny do regenerační jednotky, která je spojena dopravníkem s horním prostorem teplovýměnná jednotky nad úložným prostorem zásaditých granulí. V dolním prostoru je upravena pod dny přepínací klapky a podobná přepínací klapka je rovněž v horním prostoru teplovýměnná jednotky, přičemž tyto klapky slouží ke střídajícímu se rozvodu plynných spalin a vzduchu teplovýměnným prostorem.The air preheating and flue gas cleaning apparatus according to the present invention comprises at least two regenerative heat exchange units for alternate use connected to a combustion apparatus, each heat exchange unit having a storage space for storing heat storage bodies and ducts for supplying and discharging flue gas and air. wherein each heat exchanger unit is formed by a housing in which at least two partition walls are provided, with basic granules being disposed between the partition walls, and the lower end of the heat exchange unit being provided with a conduit for supply the upper end of the heat exchange unit is provided with a duct for exhausting air from the heat exchange unit to the combustion chamber and a duct for discharging the flue gas from the combustion chamber to the heat exchange unit. An alkaline granule regeneration unit is attached to the heat exchange unit, for example a rotary drum regeneration unit with conveyors for discharging used granules from the openings in the lower space of the heat exchange unit, which are connected to a regeneration unit which is connected by conveyor to the upper space of the heat exchange unit above the basic storage space granules. In the lower space there is a changeover flap beneath the bottom and a similar changeover flap is also in the upper area of the heat exchange unit, which flaps serve for alternating distribution of gaseous flue gases and air through the heat exchange area.

Ve výhodném provedení je potrubí pro odvádění ohřátého vzduchu z teplovýměnné jednotky spojeno se spalovací komorou a s potrubím pro odvádění spalin do komína.In a preferred embodiment, the duct for discharging heated air from the heat exchange unit is connected to the combustion chamber and to the duct for discharging flue gases to the chimney.

Regenerační jednotka je rovněž výhodně propojena s potrubím pro odvádění ohřátého vzduchu z teplovýměnné jednotky.The regeneration unit is also preferably connected to a duct for discharging heated air from the heat exchange unit.

Nade dny úložného prostoru jsou v teplovýměnné jednotce tepla upraveny vyprazdňovací otvory opatřené regulovatelnými uzávěry.Over the bottom of the storage space there are discharge openings in the heat exchange unit equipped with adjustable shutters.

V potrubí pro odvádění zpracovaných vyčištěných spalin je ve výhodném provedení upraveno čidlo pro měření obsahu oxidu siřičitého a stavu povrchu zásaditých granulí.A sensor for measuring the sulfur dioxide content and the surface condition of the basic granules is preferably provided in the pipe for discharging the treated cleaned flue gas.

Výhodou zařízení podle uvedeného vynálezu je jeho jednoduchost a spolehlivý chod, přičemž jej lze aplikovat na velká i menší spalovací zařízení. Výhodou je rovněž produkce pevného odpadu, se kterým se snadno manipuluje. Zařízení rovněž umožňuje vyčištění plynných spalin od chemických i mechanických znečišťujících látek.The advantage of the device according to the invention is its simplicity and reliable operation, and can be applied to both large and small combustion plants. The advantage is also the production of solid waste that is easy to handle. The device also allows cleaning of gaseous flue gases from chemical and mechanical pollutants.

CS 274 265 B2CS 274 265 B2

Zařízení podle vynálezu je tvořeno regeneračním výměníkem tepla, který je spojen ae spalovacím zařízením, v němž vznikají znečištěné plynné spaliny, přičemž tento regenerační výměník tepla je tvořen alespoň dvěma výměníkovými jednotkami pro střídavé použití, z nichž každá má prostor pro uložení částic pro akumulaci tepla, tzn. teplovýměnných částic, a rovněž částic pro odstraňování znčišlujících látek, a každá z uvedených teplovýměnných jednotek je opatřena příslušnými hrdly a potrubími pro střídavé zavádění zpracovaných znečištěných spalin a vzduchu. Uložená teplovýměnná tělíska pro akumulaci tepla jsou tvořena určitým množstvím zásaditých granulí, přičemž každá teplovýměnná jednotka je opatřena na dolním a na horním konci potrubími pro vedení vzduchu a spalin a přepínacími klapkami, pomocí kterých 3e nasměruje proud vzduchu nebo plynných spalin do prostoru s uloženými teplovýraěnnými částicemi pro akumulaci tepla a pročištění spalin a z tohoto prostoru, takže znečištěný plyn prochází jedním směrem a poté jsou klapky přepojeny a teplovýměnným prostorem proudí vzduch opačným směrem. Každá teplovýmenná jednotka a přívody pro znečištěné plynné spaliny a pro vzduch jsou upraveny v tomto zařízení tak, že se teplota v prostoru teplovýměnných tělísek sníží při zavádění znečištěných plynných spalin pod rosný bod vlhkosti obsažené ve spalinách.The apparatus according to the invention comprises a regenerative heat exchanger which is connected to an incineration plant producing polluted flue gases, the regenerative heat exchanger comprising at least two alternating heat exchanger units, each having a space for storing particles for heat storage, ie. the heat exchange particles, as well as the pollutant removal particles, and each of said heat exchange units is provided with respective necks and conduits for alternately introducing the treated contaminated flue gas and air. The stored heat exchange elements for heat storage consist of a certain amount of alkaline granules, each heat exchange unit provided with air and flue gas ducts at the lower and upper ends and by means of flap valves to direct the air or flue gas flow to the heat-deposited particle compartment. for the accumulation of heat and for the purification of the flue gas and from this space, so that the polluted gas passes in one direction and then the dampers are reconnected and air flows in the opposite direction through the heat exchange space. Each heat exchanger unit and inlets for contaminated flue gas and air are provided in the apparatus such that the temperature in the space of the heat exchange bodies decreases when the contaminated flue gas is introduced below the dew point of moisture contained in the flue gas.

Při provádění postupu v tomto zařízení se na vyloučenou vlhkost váže popílek, částice těžkých kovů a určité plynné sloučeniny rtuti, přičemž se současně uskuteční reakce mezi oxydy síry a zásaditými granulemi.In the process, ash, heavy metal particles, and certain gaseous mercury compounds are bound to the excreted moisture, while simultaneously reacting between the sulfur oxides and the basic granules.

Spojení spalovacího zařízení s úložným prostorem pro umístění teplovýměnných tělísek je výhodně provedeno tak, že plynné spaliny prochází tímto prostorem shora dolů, zatímco vzduch proudí zdola nahoru. V alternativním provedení zařízení podle vynálezu může být toto spojení provedeno tak, že plynné spaliny proudí z vnitřku úložného prostoru směrem ven, zatímco vzduch proudí z vnějšku dovnitř. Úložný prostor pro umístění teplovýměnných tělísek je výhodně opatřen vnitřními děrovanými částmi stěn, dělícími prostor alespoň na dvě části, dovolující příčné proudění plynu a vzduchu.The connection of the combustion apparatus to the storage space for accommodating the heat exchange bodies is preferably such that the flue gas passes through this space from top to bottom while the air flows from bottom to top. In an alternative embodiment of the device according to the invention, this connection can be made so that the flue gas flows from the interior of the storage space outwards while the air flows from the outside to the inside. The storage space for accommodating the heat exchanger bodies is preferably provided with inner perforated wall portions dividing the space into at least two portions allowing the transverse flow of gas and air.

Teplovýměnná jednotka je spojena se zařízením na čištění zásaditých granulí, která bude v dalším označována rovněž jako regenerační jednotka, a s prostředky pro dopravu těchto granulí, neboli teplovýměnných částic, z úložného prostoru do uvedeného čistícího zařízení a zpět do uvedeného úložného prostoru, přičemž v čisticím neboli regeneračním zařízení se z těchto částic odstraňuje využitý povrch a tento odpadní materiál se odvádí. Toto čistící neboli regenerační zařízení je ve výhodném provedení podle vynálezu tvořeno rotačním vytápěným bubnem. Vytápění se docílí napojením tohoto bubnu na přívod části ohřátého vzduchu, takže může dále v tomto prostoru pokračovat chemická reakce. Přitom se siřičitan vápenatý vázaný na částice dále oxiduje na síran vápenatý. Síran vápenatý je stálý a netečný zbytkový produkt, který lze odstraňovat bez znatelných potíží. Chemicky opotřebovaná povrchová vrstva těchto tělísek se při otáčení bubnu obrousí, takže vzniká čerstvý materiál, a takto získané granule mohou být dopraveny zpět do teplovýměnné jednotky k opětovnému použití.The heat exchanger unit is connected to an alkaline granule cleaning device, hereinafter also referred to as a regeneration unit, and to means for transporting the granules, or heat exchange particles, from the storage space to and back to said cleaning device, in a cleaning or the recovered surface is removed from the particles by the regeneration device and the waste material is removed. The cleaning or regenerating device is preferably a rotary heated drum. Heating is achieved by connecting this drum to the supply of part of the heated air, so that a chemical reaction can continue in this space. The particle-bound calcium sulphite is further oxidized to calcium sulphate. Calcium sulphate is a stable and inert residual product that can be removed without noticeable difficulties. The chemically worn surface layer of these bodies is abraded as the drum rotates to produce fresh material, and the granules so obtained can be returned to the heat exchange unit for reuse.

Část ohřátého vzduchu, která se odvádí z teplovýraěnné jednotky, může být zavedena do hořáku spalovacího zařízení, ve kterém vznikají znečištěné plynné spaliny.The portion of the heated air that is discharged from the heat exchange unit may be introduced into the burner of the combustion plant, where polluted flue gas is generated.

Za určitých podmínek provozu vzniká v teplovýraěnné jednotce přebytek ohřátého vzduchu. V tomto případě je možno tento přebytek ohřátého vzduchu převést do potrubí ústícího do výstupního potrubí pro odvádění zpracovaných spalin za teplovýměnnou jednotkou a tím zlepšit tah odváděných plynů v komínu.Under certain operating conditions an excess of heated air is generated in the heat exchange unit. In this case, the excess heated air can be transferred to a conduit leading to an outlet conduit for discharging the treated flue gas downstream of the heat exchange unit, thereby improving the draft of exhaust gas in the chimney.

Teplovýměnná jednotka je dále opatřena prostředkem k měření obsahu oxidu siřičitého v odváděných plynných spalinách a prostředky pro řízenou výměnu teplovýměnných granulí z úložného prostoru teplovýměnné jednotky a zpět do tohoto prostoru, za účelem udržení předem stanovené intenzity reagujícího zásaditého povrchu granulí.The heat exchange unit is further provided with means for measuring the sulfur dioxide content of the exhaust gas and means for controlled exchange of the heat exchange granules from and back to the heat exchange unit storage space to maintain a predetermined intensity of the reacting alkaline surface of the granules.

Zařízení podle vynálezu bude v dalším ilustrováno na příkladu jednoho z možnýchThe device according to the invention will be illustrated by the following example

CS 274 265 B2 konkrétních provedení, který je zobrazen na přiložených obrázcích, na nichž znamená:CS 274 265 B2 of the specific embodiments shown in the accompanying drawings, in which:

obr. 1 schematicky nárysný průřez zařízením podle vynálezu, které je tvořeno teplo výměnnou jednotkou, spalovacím zařízením a regeneračním zařízením, a na obr. 2 až 4 jaou schematicky v průřezu znázorněna různá uspořádání a vytvoření úložných prostorů pro teplovýměnné granule, přičemž je zda naznačen průchod plynu a případně vzduchu těmito úložnými prostory.FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a heat exchanger, combustion plant, and regeneration device according to the invention; and FIGS. 2 to 4 show diagrammatically a cross-sectional view of various configurations and storage locations for heat exchange granules; gas and possibly air through these storage spaces.

Na obr. 1 je znázorněna spalovací komora £0, která tvoří část spalovacího zařízení a která je opatřena hořákem 11 na plynné, tekuté nebo pevné palivo, které je přiváděno s ohřátým vzduchem z teplovýměnné jednotky (která je současně jednotkou na čištění plyn ných spalin) prostřednictvím potrubí 12. Potrubí 13 pro odvádění plynných spalin je spo jeno přímo s topeništěm spalovacího zařízení.FIG. 1 shows a combustion chamber 40 which forms part of a combustion apparatus and is provided with a burner 11 for a gaseous, liquid or solid fuel which is supplied with heated air from a heat exchange unit (which is also a flue gas purification unit). The flue gas duct 13 is connected directly to the furnace of the combustion plant.

Za účelem zpětného využití·tepla spalin a odstranění nežádoucích škodlivin, ob3aže ných v těchto plynných spalinách, je spalovací komora 10 napojena na teplovýměnnou jednotku 14, případně je možno tuto jednotku označit jako filtrační jednotku. Touto teplovýměnnou jednotkou střídavě prochází plynné spaliny, přičemž odevzdávají část svého tepla teplovýměnným částicím, a v další fázi vzduch, který se naopak ohřívá pomocí těch to ohřátých teplovýměnných částic. Zařízení podle vynálezu obsahuje přinejmenším dvě po dobné teplovýměnné jednotky 14. z nichž jedna je příkladně zobrazena na obr. 1. Třetí teplovýměnné jednotka 14 je v záloze pro případ poruchy nebo odstavení z jiných důvodů, což dovoluje vyřazovat z provozu libovolnou z uvedených jednotek za účelem provedení opravy nebo čištění.In order to recover the heat of the flue gas and to remove the undesirable pollutants contained in the flue gas, the combustion chamber 10 is connected to the heat exchange unit 14, or it may be referred to as a filter unit. The flue gas passes through this heat exchanger unit, releasing part of their heat to the heat exchanger particles, and in the next stage air, which in turn is heated by the heated heat exchanger particles. The device according to the invention comprises at least two similar heat exchange units 14. one of which is illustrated by way of example in FIG. 1. The third heat exchange unit 14 is in reserve in case of failure or shutdown for other reasons, allowing any of said units to be decommissioned for performing repair or cleaning.

Tvar teplovýměnné jednotky 14 může být různý, přičemž velikost této jednotky závisí na výkonu topeniště a na množství produkovaných plynných spalin. Ve výhodném provede ní je tato teplovýměnné jednotka věžovitého typu, přičemž základna má menší rozměr než je výška, a uvnitř této jednotky je úložný prostor 15 pro umístění teplovýměnných zásaditých granulí 16. Tyto zásadité granule jsou ve výhodném provedení z drceného vápence nebo z podobného jiného materiálu, přičemž je možno použít i makadamovou drt se zásaditým povlakem.The shape of the heat exchange unit 14 may vary, the size of this unit depending on the furnace power and the amount of flue gas produced. Preferably, the heat exchanger unit is of the tower type, the base having a smaller dimension than the height, and inside the unit there is a storage space 15 for accommodating the heat exchanger base granules 16. The base granules are preferably of crushed limestone or the like and a basic coated macadam grit may also be used.

U znázorněného provedení má úložný prostor 15 dno 17. které směřuje šikmo dolů od střední podélné štěrbiny 18 na obě strany k výstupům 19. Tyto výstupní otvory 19 jsou uzaviratelné pomocí regulovatelných uzávěrů 20. V prostoru pod uvedenými dny 17 .1e umístěna první přepínací klapka 21♦ Úložný prostor 15 pro uložení teplovýměnných zásaditých granulí je opatřen vnitřními dělicími stěnami 22 a vnějšími dělicími stěnami 23. Vnitřní dělicí stěny 22 jsou upraveny nad podélnou štěrbinou 18 a tvoří nad ní klínovou korýtkovou dutinu. Vnější dělicí stěny 23 jsou rovnoběžné s vnitřními stěnami 22, takže mezi nimi a vnějšími stěnami teplovýměnné jednotky 14 vzniknou rovněž klínové korýtkové dutiny.In the illustrated embodiment, the receptacle 15 has a bottom 17 which extends obliquely downwardly from the central longitudinal slot 18 to both sides towards the outlets 19. These outlet openings 19 are closable by means of adjustable shutters 20. In the space below said days 17, the first switch flap 21 is located. The storage space 15 for accommodating heat-exchange alkaline granules is provided with inner partition walls 22 and outer partition walls 23. The inner partition walls 22 are provided above the longitudinal slot 18 and form a wedge trough cavity above it. The outer partition walls 23 are parallel to the inner walls 22 so that wedge trough cavities are also formed between them and the outer walls of the heat exchange unit 14.

Teplovýměnné jednotka 14 je dále opatřena sedlovou střechou, přičemž v prostoru této střechy jsou zaústěny přípojky pro napojení potrubí £2 pro odvádění ohřátého vzduchu z této teplovýměnné jednotky k hořáku ££, a potrubí 13 pro přivádění plynných spalin do teplovýměnné jednotky. V prostoru horního prostoru této teplovýměnné jednotky je dále umístěna druhá přepínací klapka 24. Zpracovaný vyčištěný plyn, zbavený znečišťujících látek, je odváděn z teplovýměnné jednotky z prostoru pode dnem 17 této teplovýměnné jednotky 14.The heat exchange unit 14 is further provided with a saddle roof, and in the roof space there are connections for connecting the ducts 52 for discharging heated air from the heat exchange unit to the burner 52, and the ducts 13 for supplying gaseous flue gases to the heat exchange unit. A second changeover flap 24 is further provided in the upper space of this heat exchange unit 24. The treated, cleaned, pollutant-free gas is discharged from the heat exchange unit from the space below the bottom 17 of the heat exchange unit 14.

Úložným prostorem 15 prochází střídavě znečištěné plynné spaliny a vzduch určený k ohřátí, přičemž jak již bylo uvedeno obsahuje zařízení podle vynálezu přinejmenším dvě tyto teplovýměnné jednotky. Jednou z těchto teplovýměnných jednotek 14 prochází plynné spaliny, které zahřívají teplovýměnné zásadité granule £6, zatímco druhou teplovýměnnou jednotkou 14 prochází vzduch, který se v kontaktu s těmito teplovýměnnými zásaditými granulemi ohřívá, přičemž tyto teplovýměnné zásadité granule byly ohřátýAlternately contaminated flue gas and air to be heated pass through the storage space 15, and as already mentioned, the device according to the invention comprises at least two of these heat exchange units. One of these heat exchange units 14 is passed through gaseous flue gases that heat the heat exchange alkaline granules 60, while the other heat exchange unit 14 passes air that heats in contact with the heat exchange alkaline granules, the heat exchange alkaline granules being heated.

CS 274 265 B2 v předchozím cyklu účinkem horkých plynnýoh spalin. Po vhodné provozní době se tok spalin a vzduchu těmito výměníkovými jednotkami obrátí.CS 274 265 B2 in the previous cycle due to the hot flue gas. After a suitable operating time, the flue gas and air flow through these heat exchanger units is reversed.

V provozním cyklu, který je znázorněn na obr. 1, prochází teplovýměnnou jednotkou 14 vzduch, který je ohříván průchodem úložným prostorem, ve kterém jsou umístěny teplovýměnné zásadité granule ohřáté v předchozím cyklu.In the operating cycle shown in FIG. 1, air is passed through the heat exchange unit 14, which is heated by passing through a storage space in which the heat exchange alkaline granules heated in the previous cycle are located.

Vzduch je přiváděn do uvedené teplovýměnné jednotky 14 otvorem 26 umístěným pode dnem 17 z opačné strany než je umístěno potrubí 25 pro odvádění zpracovaných spalin z teplovýměnné jednotky 14« První přepínací klapka 21 je výkyvná (na obr. 1 je přepnuta směrem doprava), přičemž její přepnutí umožňuje spojení přívodu vzduchu otvorem 26 a Štěrbinou 18 do klínového prostoru mezi vnitřními dělicími stěnami 22.Air is supplied to said heat exchange unit 14 through an opening 26 located underneath the bottom 17 from the opposite side to the duct 25 for discharging the treated flue gas from the heat exchange unit 14. The first shut-off flap 21 is pivotable (in FIG. the switchover allows the air supply through the opening 26 and the slot 18 to be connected to the wedge space between the inner partition walls 22.

Vzhledem k vytvoření dělicích stěn 22 a 23 prochází vzduch a v dalším cyklu znečištěné plynné spaliny, vrstvami teplovýměnných zásaditých granulí 16 v podstatě vodorovně, přičemž uvedené vrstvy mají přibližně stejnou tlouštku.Due to the partition walls 22 and 23, air and flue gas, contaminated in the next cycle, pass through the layers of the heat-exchange alkaline granules 16 substantially horizontally, said layers having approximately the same thickness.

Druhá horní ventilová klapka 24 je nastavena tak, že uzavírá spojení s potrubím 13 pro přívod spalin do této teplovýměnné jednotky, přičemž je otevřen průchod do potrubí 12 k odvádění ohřátého vzduchu z této teplovýměnné jednotky. V případě, že se tyto přepínací klapky 21 a 24 přemístí do opačných poloh, potom se otevře vstup plynných spalin ze spalovacího zařízení do teplovýměnné jednotky prostřednictvím potrubí 13 a výstup těchto zpracovaných spalin do potrubí 25 a uzavře se průchod vzduchu touto teplovýměnnou jednotkou.The second upper valve flap 24 is configured to close the connection to the flue gas supply line 13 to the heat exchange unit, opening the passage to the duct 12 for discharging heated air from the heat exchange unit. If these switch flaps 21 and 24 are moved to opposite positions, the flue gas inlet from the combustion apparatus to the heat exchange unit is opened via line 13 and the outlet of the treated flue gas to line 25 and the air passage through the heat exchange unit is closed.

Plynné spaliny odcházející ze spalovacího zařízení obsahují vždy určitou vlhkost, přičemž u běžných spalovacích zařízení se výstupní teplota těchto plynných spalin udržuje tak vysoká, aby nenastalo nebezpečí kondenzace této vlhkosti na topných plochách kotle. To znamená, že tyto plynné spaliny mají značný zbytkový tepelný obsah. Úložný prostor 15 a jeho výstupní otvor 19 jsou konstrukčně uspořádány tak, aby ke kondenzaci této vlhkosti došlo právě v tomto úložném prostoru. Zkondenzovaná vlhkost značně podporuje reakci mezi oxidem siřičitým obsaženým ve spalinách a zásaditými granulemi, přičemž vzniká siřičitan vápenatý. Vlhkost zachycená na povrchu zásaditých teplovýměnných granulí 16 vytvoří lepkavý povrch těchto granulí, přičemž tento povrch má velkou kapacitu pro zachycování lótavého popílku, částic těžkých kovů a určitých plynných sloučenin rtuti.The flue gases leaving the combustion apparatus always contain a certain moisture content, and in conventional combustion plants the outlet temperature of these flue gases is kept high so that there is no danger of condensation of this moisture on the heating surfaces of the boiler. This means that the flue gas has a considerable residual heat content. The storage space 15 and its outlet 19 are designed to condense this moisture in the storage space. The condensed moisture greatly promotes the reaction between the sulfur dioxide contained in the flue gas and the basic granules to form calcium sulfite. Moisture trapped on the surface of the alkaline heat exchange granules 16 will form a sticky surface of the granules, which surface has a large capacity for trapping fly ash, heavy metal particles and certain mercury gas compounds.

V teplovýměnné jednotce se tedy provádí jednak ohřívání vzduchu a jednak se dosáhne dobrého vyčištění zaváděných plynných spalin. V dalším cyklu, kdy vrstvou zásaditých teplovýměnných granulí prochází vzduch, který se ohřívá, se siřičitan vápenatý, vzniklý v předchozím cyklu, oxiduje na stálejší konečný produkt, kterým je síran vápenatý.Thus, in the heat exchange unit, air heating is carried out and, on the other hand, a good cleaning of the flue gas introduced is achieved. In the next cycle, when the air to be heated passes through a layer of basic heat exchange granules, the calcium sulfite formed in the previous cycle is oxidized to a more stable end product, which is calcium sulfate.

Po určité době použití těchto teplovýměnných zásaditých granulí 16 se jejich povrch inaktivuje, přičemž schopnost reakce s oxidem siřičitým postupně klesá. V teplovýměnné jednotce podle uvedeného vynálezu nápln teplovýměnných zásaditých granulí zvolna klesá směrem dolů, přičemž se využitý materiál odvádí z této teplovýměnné jednotky v prostoru u dna, zatímco čerstvý regenerovaný materiál, který je schopný reakce, se přivádí do této teplovýměnné jednotky v horní části.After a period of use of these heat-exchange basic granules 16, their surface is inactivated, the ability to react with sulfur dioxide gradually decreasing. In the heat exchanger unit of the present invention, the charge of the heat exchanger alkaline granules slowly decreases downward, the material being discharged from the heat exchanger unit in the bottom space, while fresh, regenerable, reactable material is fed to the heat exchanger unit at the top.

Na obr. 1 je obecně označena tato regenerační jednotka 27. přičemž tato jednotka může být ve formě rotačního vyhřívaného bubnu uloženého ve skříni (nezakresleno), do něhož jsou vyčerpané zásadité teploměnné granule 16 dopravovány vhodným dopravním prostředkem, například to může být dopravník 28. Přívod zásaditých granulí 16 z protilehlé strany teplovýměnné jednotky 14 do rotačního bubnu tvořícího regenerační jednotku 27 se uskutečňuje podobnými dopravními prostředky, například pomocí dopravníku 29. který je znázorněn na obr. 1 čárkovaně.Referring generally to FIG. 1, this regeneration unit 27 is indicated, which unit may be in the form of a rotary heated drum housed in a housing (not shown) into which the spent alkaline heat granules 16 are conveyed by a suitable means of transport, for example a conveyor 28. of the basic granules 16 from the opposite side of the heat exchange unit 14 to the rotary drum forming the regeneration unit 27 is carried out by similar means of transport, for example by means of a conveyor 29, which is shown in dashed lines in FIG.

V tomto rotačním bubnu tvořícím regenerační jednotku probíhá regenerace a mecha5In this rotary drum forming the regeneration unit, regeneration and mecha5 take place

CS 274 265 B2 nioké čištění zásaditých teplovýměníkových granulí 16. Využitá povrchová vrstva těchto částic se odstraní a odvádí, například prostřednictvím děrování pláště rotačního bubnu 27. Tímto způsobem se odstraní práškový materiál a drobné kousky oddělené od těchto teplovýmšníkových zásaditých částic 16. přičemž očištěné granule se odvádí z této regenerační jednotky vhodnými prostředky (neznázornšnými).CS 274 265 B2 low cleaning of the basic heat exchange granules 16. The used surface layer of these particles is removed and drained, for example by punching the housing of the rotary drum 27. In this way, the powder material and small pieces separated from these heat level basic particles 16 are removed. discharges from this regeneration unit by suitable means (not shown).

Ve výhodném provedení podle vynálezu je regenerační jednotka společná pro dvě teplovýmšnné jednotky 14. V této regenerační jednotce je zásoba již zpracovaných a vyčištěných granulí, přičemž úložné prostory 15 obou teplovýměnných jednotek 14 jsou zcela zaplněny zásaditými teplovýměnnými granulemi. Dopravu vyčištěných zásaditých granulí 16 z regenerační jednotky 27 zpět do úložného prostoru 15 teplovýměnné jednotky 14 je možno uskutečnit jakýmkoliv vhodným dopravním prostředkem, například korečkovým nebo šnekovým dopravníkem 30. Na výstupu zpracovaných spalin z teplovýměnné jednotky 14 je umístěno čidlo 31 na analyzování obsahu oxidu siřičitého v těchto spalinách a k regulování výměny zásaditých teplovýměnných granulí v teplovýměnné jednotce tak, aby obsah oxidu siřičitého ve vypouštěných spalinách nepřekročil stanovenou hodnotu.In a preferred embodiment of the invention, the regeneration unit is common to two heat exchange units 14. In this regeneration unit there is a supply of already processed and cleaned granules, wherein the storage spaces 15 of both heat exchange units 14 are completely filled with basic heat exchange granules. The transport of the cleaned basic granules 16 from the regeneration unit 27 back to the storage space 15 of the heat exchange unit 14 can be effected by any suitable means of transport, such as a bucket or screw conveyor 30. At the outlet of the treated flue gas from the heat exchange unit 14 and to control the exchange of the basic heat exchange granules in the heat exchange unit so that the sulfur dioxide content of the discharged flue gas does not exceed a specified value.

Tepelný obsah spalin je obvykle vyšší než je možno využít k předehřívání vzduchu odváděného do hořáku 11 spalovacího zařízení. Přebytečný ohřátý vzduch je možno zavádět do rotačního bubnu tvořícího regenerační jednotku 27, což se provádí prostřednictvím potrubí 32. Ohřátý vzduch v této regenerační jednotce podporuje oxidaci siřičitanu vápenatého na povrchu zásaditých granulí na síran vápenatý, který je stálým produktem, a který je možno lehce z povrchu těchto granulí odstranit mechanicky nebo praním. Vzduch opouštějící rotační buben tvořící regenerační jednotku 27 unáší s sebou určité množství prachu, přičemž tento vzduch se ve výhodném provedení přivádí do potrubí 13 nebo přímo do jednotky 14. přičemž znečištěný vzduch musí projít uloženými zásaditými granulemi 16 v úložném prostoru £2, kde se prach zachytí.The heat content of the flue gas is usually higher than it can be used to preheat the air to the burner 11 of the combustion device. Excess heated air can be introduced into the rotary drum forming regeneration unit 27 via line 32. The heated air in this regeneration unit promotes oxidation of calcium sulfite on the surface of basic granules to calcium sulfate, which is a stable product and which can be easily remove the surface of these granules mechanically or by washing. The air leaving the rotary drum forming the regeneration unit 27 carries with it a certain amount of dust, which air is preferably supplied to the duct 13 or directly to the unit 14. The polluted air must pass through the deposited basic granules 16 in the storage space 52 where the dust captures.

V případě, kdy v rotačním bubnu představujícím regenerační jednotku 27 není zapotřebí přebytku vzduchu, je možno část tohoto ohřátého vzduchu zavést do výstupního potrubí 25 pro odvádění spalin prostřednictvím potrubí 33. které je ukončeno tryskou 34. Tímto způsobem se zlepší tah v potrubí 25 pro odvádění zpracovaných plynných spalin.In the case where no excess air is required in the rotary drum representing the regenerative unit 27, a portion of this heated air may be introduced into the exhaust gas discharge conduit 25 via a conduit 33 terminated by a nozzle 34. In this way the draft in the conduit 25 is improved. processed flue gas.

Na obr. 2 až 4 jaou znázorněna různá alternativní provedení uložení zásaditých teplovýměnných granulí v úložném prostoru a uspořádání vedení plynných spalin s tím souvisící. Na uvedených obrázcích jsou dráhy průchodu vzduchu značeny plnou čarou a dráhy vedení spalin jsou značeny čárkovaně.FIGS. 2 to 4 show various alternative embodiments for storing alkaline heat exchange granules in the storage space and the associated flue gas line arrangement. In the figures, the air passage paths are indicated by a solid line and the flue gas paths are indicated by dashed lines.

Provedení podle obr. 2 odpovídá provedení podle obr, 1 s tím rozdílem, že úložný prostor 15a má tvar obráceného písmene V. Dělící stěny 22a a 23a jsou skloněny ve vhodném úhlu pro nasypání granulí nebo v úhlu o něco větším.The embodiment of FIG. 2 corresponds to the embodiment of FIG. 1 except that the storage space 15a has the shape of an inverted V. The partition walls 22a and 23a are inclined at a suitable angle for pouring the granules or at an angle slightly larger.

Podle tohoto provedení je malý povrch částic na chladnější straně vystaven případně korozivně působících plynných spalin.According to this embodiment, the small particle surface on the colder side is exposed to possibly corrosive flue gases.

Na obr. 3 je znázorněno alternativní provedení podle kterého dělící stěny 22b a 23b vymezující úložný prostor pro umístění zásaditých granulí mají tvar písmene V.FIG. 3 shows an alternative embodiment according to which the partition walls 22b and 23b defining a storage space for accommodating basic granules are V-shaped.

Podle tohoto provedení je povroh granulí na chladnější straně odpovídajícím způsobem větší než u předchozího provedení, avšak na teplejší straně je povroh zásaditých granulí menší, takže je nutno jej izolovat, aby se zabránilo kondenzaci.According to this embodiment, the surface area of the granules on the colder side is correspondingly larger than in the previous embodiment, but on the warmer side the surface area of the basic granules is smaller, so that it must be isolated to prevent condensation.

Z provedení na obr. 4 je patrné, že dělicí stěny 22c a 23c je možno uspořádat i svisle. Tímto způsobem vzniknou dva samostatné úložné prostory 15c. které mohou být zcela odděleny nebo mohou být propojeny, přičemž jsou napojeny na prostředky pro přivádění nebo na odvádění granulí. Plynné spaliny proudí ve směru z vnitřku ven, zatímco vzduch proudí směrem z vnějšku dovnitř.It can be seen from the embodiment of FIG. 4 that the partition walls 22c and 23c can also be arranged vertically. In this way, two separate storage spaces 15c are formed. which may be completely separated or interconnected, being connected to the means for feeding or discharging the granules. The flue gas flows in the direction from the inside to the outside, while the air flows from the outside to the inside.

Zařízení podle vynálezu zobrazené a popsané s pomocí uvedených výkresů je nutno považovat pouze za příkladné, přičemž jednotlivé části je možno vytvořit jiným alterCS 274 265 B2 nativním způsobem. Například úložný prostor lze vytvořit jako jednoduchý, umístěný mezi dvěma dělícími stěnami, přičemž sklon dna může směřovat k podélné ose teplovýměnné jednotky 14. Toto uspořádání umožňuje jednodušší odvádění zásaditých granulí.The device according to the invention shown and described with reference to the drawings is to be regarded as exemplary only, wherein the individual parts can be produced in a different manner by another alterCS 274 265 B2 in a native manner. For example, the storage space may be formed as a single, located between two partition walls, the bottom slope facing the longitudinal axis of the heat exchange unit 14. This arrangement makes it easier to drain the basic granules.

Místo rotačního bubnu tvořícího regenerační jednotku 27 je možno použít jednotku s otřásadly nebo podobného jiného zařízení, na němž j3ou granule podrobeny mechanickému působení, při kterém se obnovuje jejich povrch za současného odstranění malých částic.Instead of a rotating drum forming the regenerative unit 27, a shaker unit or the like may be used in which the granules are subjected to a mechanical treatment to restore their surface while removing small particles.

Zařízení podle vynálezu bylo popisováno ve spojení s topeništěm spalovacího zařízení, přičemž jej lze aplikovat v kterémkoliv průmyslovém procesu, při kterém vznikají horké znečištěné plyny.The device according to the invention has been described in connection with the furnace furnace and can be applied in any industrial process which generates hot contaminated gases.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An air preheating and flue gas cleaning apparatus comprising at least two regenerative heat exchange units for alternate use connected by a combustion device, each heat exchange unit having a storage space for receiving heat storage bodies and ducts for the flue gas and air inlet and outlet. The heat exchanger unit (14) comprises a casing in which at least two partitions (23, 23a, 23b, 23c and 22, 22a, 22b, 22c) are arranged, and in the storage space (15) between the partition walls. Alkaline granules (16) are provided, the lower end of the heat exchange unit (14) is provided with a duct (26) for clean air supply and a duct (25) for exhaust gases, and the upper end of the heat exchange unit (14) is provided with a duct (12) air from the heat exchange unit (14) to the combustion chamber (10) and the pot a rubble (13) for discharging the flue gas from the combustion chamber (10) to the heat exchange unit (14), the alkaline granules regeneration unit (16) being connected to the heat exchange unit (14), for example a rotary drum regeneration unit (27) with conveyors (28) 29) for discharging used granules (16) from openings (19) in the lower space of the heat exchange unit (14), which are connected to a regeneration unit (27) which is connected by a conveyor (30) to the upper space of the heat exchange unit (14) a storage space (15) of basic granules (16), wherein a lowering flap (21) is provided in the lower space (17) and a lowering flap is provided in the upper space of the heat exchange unit (14) between the duct (12) and the duct (13) (24) for alternating 3-fuel and air distribution by this heat exchange unit.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the duct (12) for discharging heated air from the heat exchange unit (14) is connected to the combustion chamber (10) and to the duct (25) for exhaust gas through a closable duct (33).

Device according to claim 1, characterized in that the regeneration unit (27) is connected via a duct (32) to a duct (12) for discharging heated air from the heat exchange unit (14).

Device according to claim 1, characterized in that discharge openings (19) provided with adjustable shutters (20) are provided above the bottom (17) of the storage space (15) in the heat exchange unit (14).

Device according to claim 1, characterized in that a sensor (31) for measuring the sulfur dioxide content and the surface condition of the basic granules (16) is provided on the flue gas duct (25).