CZ278544B6 - Method of re-heating desulfurized flue gases and apparatus for making same - Google Patents

Description

Způsob opětného ohřevu odsířených kouřových plynů a zařízení k provádění tohoto způsobů

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu opětného ohřevu odsířených kouřových plynů ze spalovacího procesu a zařízení k jeho provádění.

Dosavadní stav techniky

Z DOS 1 551 878 a DAS 22 38 790 je známo předehřívat kouřovými plyny větší množství vzduchu, než jaké je zapotřebí ke spalování, ve výměníku tepla a přebytečné množství horkého vzduchu pak přidávat ke kouřovým plynům po jejich zbavení prachu a po jejich ochlazení odsířením. U tohoto postupu se zahřívání přebytečného množství vzduchu projeví ve zvýšení spotřeby paliva, čímž se snižuje účinnost použitého zařízení.

V DOS 3 110 361 je dále popsáno zařízení, v němž se čerstvý vzduch, přiváděný do předehřívače, zahřívá z jiného zdroje. Také tímto způsobem dochází ke snížení celkové účinnosti zařízení.

Vynález si klade za úkol navrhnout způsob, při němž by bylo zajištěno přídavné předehřívání čerstvého vzduchu bez dalších energetických nákladů.

Vynález si dále klade za úkol navrhnout zařízení k provádění tohoto způsobu.

Podstata vynálezu

Podstatou způsobu opětovného ohřevu odsířených kouřových plynů ze spalovacího prostoru, při němž se ve výměníku tepla zahřívá kouřovými plyny větší množství vzduchu, než jaké je zapotřebí pro spalování, a přebytečné množství horkého vzduchu se přidá k vyčištěnému a zchlazenému kouřovému plynu, přičemž se do výměníku tepla přivádí předehřátý čerstvý vzduch, je to, že se i předehřívání vzduchu provádí kouřovými plyny před jejich odsířením.

Jedno provedení vynálezu spočívá v tom, že se kouřové plyny a vzduch vedou alespoň dvěma za sebou zařazenými výměníky tepla, přičemž se kouřové plyny zbaví prachu mezi prvním a posledním regeneračním výměníkem tepla. Tlaková ztráta, vzniklá odstraněním prachových částic, se vyrovnává sacím dmychadlem, umístěným za prachovým filtrem.

Zařízení k provádění způsobu -vynálezu sestává z výměníku tepla se dvěma vstupy a dvěma výstupy. Na μ -ní výstup výměníku je přes prachový filtr a sací dmychadlo připojen svým prvním vstupem druhý výměník tepla, jehož první výstup je spojen se vstupem odsiřovacího zařízení. Druhý vstup druhého výměníku je propojen přes předehřívač vzduchu a druhé dmychadlo s potrubím pro čerstvý vzduch. Druhý výstup druhého výměníku tepla je spojen s druhým vstupem výměníku tepla, na jehož druhý výstup je připojeno potrubí pro horký vzduch, spojené s výstupem z odsiřovacího zařízení.

-1CZ 278544 B6

Způsobem podle vynálezu se dosáhne ohřátí kouřových plynů, aniž by mohlo docházet k napékání na teplosměnných plochách, přičemž se rovněž zabrání i ostatním nevýhodám dosavadních způsobů.

... Způsob podle vynálezu a zařízení k jeho provádění jsou vhodné pro všechny druhý odsíření kouřových plynů, přičemž však je nutná dalekosáhlá regulace teploty kouřových plynů, vstupujících do odsiřovacího zařízení. Přitom je důležité provádět tuto regulaci takovou formou, aby výměníky tepla pracovaly s dobrou účinností. Toho lze dosáhnout tím, že se části horkého vzduchu, určeného k opětnému ohřevu kouřových plynů po jejich odsíření, použije k předehřátí čerstvého vzduchu. K provádění způsobu podle vynálezu je možno upravit spojovací potrubí, opatřená regulačním, popřípadě uzavíracím orgánem, mezi potrubím pro čerstvý vzduch a potrubím pro horký vzduch.

Vynález umožňuje obejít jeden z obou výměníků tepla, do nichž se přivádějí kouřové plyny, takže zařízení může zahrnovat příslušná obtoková potrubí včetně potřebných regulačních a uzavíracích orgánů.

Vynález je znázorněn na připojených výkresech v několika příkladných podobách provedení.

Přehled obrázků na výkrese

Obr.l — znázorňuje zařízení s několika předehřívači vzduchu

Obr.2 - zobrazení varianty s možností vyřazení jednotlivých částí zařízení z provozu

Obr.3 - pohled na kompaktní zařízení.

Příklady provedení vynálezu

V zařízení podle obr.l přicházejí nevyčištěné horké kouřové plyny po výstupu z parního kotle nejprve do výměníku 1 tepla, kde se ochladí a zahřejí již předehřátý vzduch na teplotu, panující ve spalovacím prostoru. Poté přicházejí do prachového filtru 2 a sacího dmychadla 3, zmírňujícího nebo vyrovnávajícího tlakovou ztrátu, vzniklou úbytkem prachových částic. Pak kouřové plyny ohřívají proud vzduchu ve druhém výměníku 4 tepla, přičemž se dále ochladí, až dosáhnou teploty, vhodné pro vstup do odsiřovacího zařízení 5.

Po výstupu z tohoto odsiřovacího zařízení 5 jsou kouřové plyny sice vyčištěné, ale příliš chladné, aby je bylo možné vypouštět komínem 34 do okolního ovzduší, poněvadž jejich teplota je příliš blízká rosnému bodu. Proto se v místě 11, označujícím zaústění potrubí 12 pro horký vzduch do výstupu 6 odsiřovacího zařízení 5, přidává ke kouřovým plynům čistý horký vzduch takovém množství, že je s jistotou možno zabránit nízkoteplotní korozi v komíně.

Cesta čerstvého vzduchu vede z potrubí 7 pro čerstvý vzduch druhým dmychadlem 8 předehřívačem 9 vzduchu do druhého výměníku 4 tepla, kde se vzduch dále ohřívá. Ve výměníku 1 tepla dosáhne vzduch teploty, která je nutná pro zavádění vzduchu do spalovacího prostoru a závisí na daném vyložení kotle. V místě 10., které

-2CZ 278544 B6 leží za'výměníkem 1 tepla, se oddělí ono množství vzduchu, které · přesahuje množství vzduchu, potřebné pro spalovaní, a přidává se v místě 11 do vyčištěných chladných kouřových plynů.

U provedení, znázorněného na obr.2, jsou mezi oběma výměníky 1, 4 tepla, do nichž se přivádějí kouřové plyny, upraveny prachový filtr 2 a sací dmychadlo 2· Kouřové plyny pak procházejí odsiřovacím zařízením 5 a přicházejí jako vyčištěné studené plyny do místa 11, v němž ústí potrubí 12 pro horký vzduch, odvětvené v místě 10 z druhého výstupu výměníku 1 tepla. V potrubí 7 pro čerstvý vzduch je upraveno druhé dmychadlo 8 a toto potrubí 7 pro čerstvý vzduch ústí do předehřívače 9. vzduchu, v němž se vzduch předehřívá odběrovou párou z turbíny. Čerstvý vzduch pak prochází výměníky 1, 4 tepla, načež se přivádí do hořáků.

Mezi potrubím 12 pro horký vzduch a potrubím 7 pro čerstvý vzduch je upraveno spojovací potrubí 12, opatřené regulačním, popřípadě uzavíracím orgánem 14. Tím je možno část horkého vzduchu, proudícího potrubím 12 pro horký vzduch přivést do potrubí 7 pro čerstvý vzduch. Tím se reguluje výkon obou výměníků 4, 1 tepla. Podle okolností je možno se obejít bez druhého výměníku 2 tepla. Avšak tam, kde se jej používá, je jak v potrubí 7 pro čerstvý vzduch, tak i v potrubí 15 na kouřové plyny upraveno vždy obtokové potrubí 16, 17 s příslušnými regulačními, popřípadě uzavíracími orgány 18 až 24.

Je účelné, aby i u odsiřovacího zařízení 5 byl upraven obtok 25 s potřebnými regulačními, popřípadě uzavíracími orgány 26., 27.

V případě potřeby je možno do potrubí 12 pro horký vzduch zařadit prachový filtr 28. V· potrubí 12 pro horký vzduch je v místě před jeho zaústěním do výstupu 6 z odsiřovacího zařízení 5 upraveno řídicí ústrojí 29.

Uspořádání podle vynálezu umožňuje měnit vstupní teplotu kouřových plynů do odsiřovacího zařízení 5 v širokých mezích a dosahovat přitom stále vysoké účinnosti zařízení. Výhodná konstrukce z hlediska techniky proudění je znázorněna na obr.3.

Potrubí 15 na kouřové plyny, v němž proudí horké kouřové plyny, obsahující ještě síru, ústí do výměníku 4 tepla, v němž přiváděné kouřové plyny odevzdávají část svého tepla protiproudně vedenému vzduchu. Tento vzduch se přivádí přiváděcím potrubím 36 a odvádí odváděcím potrubím 22· Kouřové plyny pak jdou do odsiřovacího zařízení 5, kde se zbaví síry, s výhodou mokrým postupem, a odcházejí z odsiřovacího zařízení 5 v jeho hlavě 39, na niž navazuje směšovací trouba 40. V této oblasti se do kouřových plynů zavádí horký vzduch potrubím 12 pro horký vzduch, čímž se ohřejí a vytvoří tím potřebný tah k průchodu komínem 21· Uspořádání výměníku 4. tepla, odsiřovacího zařízení 5 a směšovací trouby 40 je provedeno směrem zdola nahoru v dolní části komínu 34, z čehož vyplývá velmi kompaktní uspořádání.

Přívod horkého vzduchu do směšovací trouby 40 může být samozřejmě proveden i odchylně od znázorněného příkladu provedení pomocí několika symetricky uspořádaných trysek, které jsou tak nasměrovány, že přenášejí na kouřové plyny ještě další impuls ve směru proudění.

-3CZ 278544 B6

Výměníkem '4 tepla je výhodně regenerační výměník tepla, který má jako teplonosný materiál z korozních důvodů keramické vestavby nebo keramický sypný materiál. Synchronně otočné, axiálně sousedící kulisy po obou stranách teplonosného materiálu zabraňují promísení obou plynných proudů.

Odsiřovacím zařízením 5 je s výhodou mokré odsiřovací zařízení známé konstrukce, u niž se následkem tíže pohybuje shora dolů protiproudně s kouřovými plyny kapičkový závoj vhodného chemického složení, čímž se kouřové plyny odsíří.

Vynález není omezen na znázorněné provedení; tak se mohou například měnit přiváděči a odváděči potrubí podle místních podmínek, aniž by se tím překročil rámec vynálezu.

Aby se uspořilo na výšce komína 34, může být celé uspořádání zařízení podle vynálezu zapuštěno do země. Jednotlivé části uspořádání nemusí být spolu souosé. Mohou být upraveny k sobě šikmo nebo zčásti vedle sebe. Přitom je nutno dbát na malý odpor při proudění vzdušného proudu a proudu kouřových plynů.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob opětného ohřevu odsířených plynů ze spalovacího procesu, při němž se ve výměníku tepla zahřívá kouřovými plyny větší množství vzduchu, než jaké je zapotřebí pro spalování, a přebytečné množství horkého vzduchu se přidá k vyčištěnému a zchlazenému kouřovému plynu, přičemž se do výměníku tepla přivádí předehřátý čerstvý vzduch, vyznačující se tím, že se i předehřívání vzduchu provádí kouřovými plyny před jejich odsířením.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující že se kouřové plyny před předehřátím vzduchu opětným ohřevem zbaví prachu.

   se tím, a před jejich
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že se po odstranění prachu filtrací vhánějí kouřové plyny do sacího dmychadla pro vyrovnání tlakové ztráty, vzniklé odstraněním prachových částic.
4. 4. Zařízení k provádění způsobu podle nároků 1, 2 a 3, vyznačující se tím, že sestává z výměníku (1) tepla s prvním vstupem a prvním výstupem, na nějž je přes prachový filtr. (2) a sací dmychadlo (3) připojen svým prvním vstupem druhý výměník·(4) tepla, jehož první výstup je spojen se vstupem odsiřovacího zařízení (5), opatřeného výstupem (6) , kde druhý vstup druhého výměníku (4) tepla je propojen přes předehřívač (9) vzduchu a druhé dmychadlo (8) s potrubím (7) pro čerstvý vzduch a druhý výstup druhého výměníku (4) tepla je spojen s druhým vstupem výměníku (1) tepla, na jehož druhý výstup je v místě (10) připojeno potrubí (12) pro horký vzduch, spojené v místě (11) s výstupem (6) odsiřovacího zařízení (5).
5. 5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že k potrubí (12) pro horký vzduch a k potrubí (7) pro čerstvý vzduch je v místě před vstupem druhého dmychadla připojeno spojovací potrubí (13).
6. 6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že potrubí (12) pro horký vzduch je opatřeno v místě mezi jeho napojením na výstup (6) z odsiřovacího zařízení (5) a jeho spojením se spojovacím potrubím (13) řídícím ústrojím (29).
7. 7. Zařízení podle nároků 4,5 nebo 6, vyznačující se tím, že druhý výměník (4) tepla má hranolovitý nebo válcový tvar.
8. 8. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že potrubí (12) pro horký vzduch je opatřeno v místě mezi jeho napojením na druhý výstup výměníku (1) tepla a jeho spojením se spojovacím potrubím (13) prachovým filtrem (28).