DD268895A1 - Vorrichtung zum zerstaeuben von fluessigen medien zur rauchgasentschwefelung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerstaeuben von fluessigen Medien zur Rauchgasentschwefelung in Dampfkesseln mit fossilen Brennstoffen. Dies wird erfindungsgemaess dadurch erreicht, dass der Duesenstock ein Treibmedium-Mantelrohr mit einem ueber dem Umfang mit geraden Duesen versehenen Endstueck und ein Medium-Kernrohr mit einem ueber dem Umfang mit abgewinkelten Duesen versehenen Endstueck aufweist, wobei der Austritt der geraden Duesen auf den Austritt der abgewinkelten Duesen gerichtet ist. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zerstäuben von flüssigen Medien zur Rauchgasentschwefelung in Dampfkesseln mit fossilen Brennstoffen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zum Reinigen von Abgasen bei fossilgefeuerten Öfen ist das Sprühtrocknen bekannt. Bei einem solchen Anwendungsfall wird eine Lösung oder Aufschlämmung von schwefeloxidabsorbierendem Material, wie Kalk, Kalkstein, Asche oder kaustisches Soda, mit Wasser zerstäubt und in die Sprühtrockenkammer gesprüht, um in Kontakt mit dem heißen Abgas des Ofens zu gelangen.

Bei dem Verdampfen des Wassers der Aufschlämmung oder Lösung infolge der Hitze des heißen Abgases, reagiert das schwefeloxidabsorbierende Material aus der Aufschlämmung oder Lösung mit dem Schwefeldioxid, Jas im Abgas enthalten

Eine Bauart der Zerstäubungseinrichtung, die beim Sprühtrocknen eingesetzt wird, ist eine Sonarzerstäubersprühdüse (DE-OS 3234764).

Bekannt ist ebenfalls, die staubförmigen Zusatzstoffe durch die Bohrung eines senkrecht angeordneten keramischen Filterrohres der Einblasvorrichtung zuzuführen. Das Filterrohr besitzt eine zylindrische Ummantelung, in welche Druckluft eingegeben wird, was eine Auflockerung des staubförmigen Zusatzstoffes bewirkt. In der unteren Öffnung des keramischen Filterrohres befindet sich eine Wirbelkammer, aus deren Austrittsöffnung eine kleine Staubmenge von der gegenüberliegenden Wirbeldüse ausgeblasen wird (DD-PS 33752).

Der Nachteil dieser Vorrichtung ist, daß eine gleichmäßige, über den zu beaufschlagenden Querschnitt vorgesehene Vermischung des Zusatzstoffes mit dem zu behandelnden Medium (z.B. Rauchgas) nicht erreichbar ist.

Es ist bekannt, daß der der Brennkammeraustrittsöffnung benachbarten Brennkammerhälfte mehrere Kanäle mit Staubdüsen für die Zuführung von Kalkstaub- bzw. Dolomitstaub-Trägergas entgegen der Blasrichtung der Brenner angeordnet werden.

Die Staubdüsen sind dabei im Gegensatz zur Durchströmungsrichtung der Brennkammer vertikal bzw. schräg nach oben oder lotrecht bzw. schräg nach unten gerichtet. Die Kanäle mit eingebauten Schikanen bestehen aus Doppelrohren, die von einem Kühlmedium durchströmt werden (DE-OS 3206409).

Nachteilig ist hierbei der zusätzliche Einbau solcher Vorrichtungen im Brennkammerinneren. Das stellt erhöhte Anforderungen an die Materialbeschaffenheit und Wartung und kann insbesondere bei großen Dampferzeugern Probleme bei der nachträglichen Anbringung mit sich bringen. Eine Regelbarkeit von Strömungsänderungen des zu beaufschlagenden Mediums

(z. B. Rauchgas) ist nur begrenzt möglich.

Bekannt ist weiterhin, daß zum Zerstäuben von Flüssigkeiten, Suspensionen oder Pasten ein Hilfsmedium verwendet wird, wodurch das Medium in Drehung versetzt wird und infolge der Zentrifugalkraft ein schlauchförmiges Strömungsprofil annimmt (DE-OS 2005972).

Die bekannten Zerstäubungstrockner sind für die Behandlung lediglich einer einzigen Substanz optimal konstruiert.

Des weiteren sind die Zerstäubungstrockner für die Verwendung von si.iubförmigen Medien ungeeignet.

Zum Einblasen von staubförmigen Zusatzstoffen ist es bekannt, daß der Zusatzstoff durch eine mechanisch angetriebene Zuteilvorrichtung einem Luftstrom zugeführt wird, mit dessen Hilfe die Einblasung in die Brennkammer erfolgt.

Die Nachteile dieser Vorrichtung sind hoher Verschleiß infolge Schmirgelwirkung der Zusatzstoffe bei relativ hohen Kosten für Anschaffung und Stromzuführung. Eine Regelbarkeit der dosierten Staubmenge ist nur unter hohem Aufwand durchführbar.

Bekannt ist weiterhin ein Verfahren zur A^ditivzugabe, wobei eine oder mehrere Düsengruppen zur Zugabe von Kalkstaub verwendet werden (DE-OS 3003220).

Die Regelbarkeit dieses Ve rf ar rens ist nur kompliziert möglich, wobei eine gleichmäßige, gerichtete Additivzugabe ohne Anbackungen an den Feuerraumwänden nicht erfolgt.

Ebenfalls bekannt ist eine Vorrichtung zum Einblasen von Zusatzstoffen in Kammern und Kanäle einer Feuerung, wobei die

Düsenrohre innerhalb einer als Düsenstock ausgebildeten Anströmkammer angeordnet sind und die Düsenrohre mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder unterschiedlichen Anstellwinkeln ausgebildet sind.

Der Nachteil dieser Vorrichtung ist jedoch, daß sie nicht zum Zerstäuben von Flüssigkeiten bzw. Suspensionen geeignet ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, einen höheren Entschwefelungseffekt 711 errnir.hßrv

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine gleichmäßige Verteilung des flüssigen Mediums einen höheren Entschwefelun&seffekt zu erreichen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Düsenstock ein Treibmedium-Mantelrohr mit einem über dem Umfang mit geraden Düsen versehenen Endstück und ein Medium-Kernrohr mit einem über dem Umfang mit abgewinkelten Düsen versehenen Endstück aufweist, wobei der Austritt der geraden Düsen auf den Austritt der abgewinkelten Düsen gerichtet ist.

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An einem A. isführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert.

Das Treibmedium 1 durchströmt das Mantelrohr 2 (Fig. 1). Am Ausgang des Mantelrohres 2 ist das Endstück 3 mit über dem Umfang verteilten Düsen 4 angeordnet.

im innerer, des Mantelrohres 2 befindet sich das Kernrohr 5 zur Zuführung des flüssigen Mediums 6. Das Endstück 7 des Kornrohres 5 weist die über dem Umfang verteilten Winkeldüsen 8 auf (Fig. 2).

Das zu zerstäubende Medium 6 (Flüssigkeit bzw. Suspension) gelangt über symmetrisch angeordnete Winkeldüsen 8 direkt in den Freistrahl des Treibmudiums {Druckluft oder Dampf), der direkt aus den Düsen 4 austritt. Die Flüssigkeit wird vom Freistrahl erfaßt und beschleunigt und somit in einen feinen Tröpfchennebel überführt. Auf diese Weise wird ein größeres Volumen mittels einer Vielzahl von symmetrisch angeordneten Winkeldüsen 8 auf engstem Raum fein dispers verteilt.

Ein so behandeltes Rauchgas wird somit zweckmäßigerweise bei einer Verdüsung im Gleichstrom auch zu einem beträchtlichen Teil quer zur Strömungsrichtung beaufschlagt.

Es kann hiermit ein verstärkter turbulenter Stoffaustausch der Flüssigkeitspartikel mit der Umgebung (Rauchgas) erfolgen, was sich in einer Wirkungsgradverbesserung bei einem Entschwefelungsverfahren bemerkbar macht.

Als Treibmedium eignen sich Druckluft und Damof mit einem relativ niedrigen Druck von z. B. 2,5-5 bar.

Es kennen Flüssigkeit (Suspensionen) mit geringem Vordruck (fast drucklos) mit einem Durchsatz von 50-300 Liter pro Stunde und Einzeldüse durchgesetzt werden. Die vorgegebene zu verdüsende Flüssigkeitsmenge bestimmt somit die Anzahl der Eii 'i.'!r!usen.

Die Anordnung dieser Einzeldüsen hängt maßgeblich vor¹ der vorliegenden Geschwindigkeit der Umgebungsströmung (Rauchgas) ab. Sie sollte zweckmäßigerweise so erfolgen, daß eine Überlagerung der Einzeldüsentropfenstrahlen nicht zu einer Überschreitung einer vorgegebenen Tropfenfeinheit von z.B. kleiner 100μιη führt.

Mit dieser Düsenkonstruktion sind bis zu 3 m³ Suspension pro Stunde fein zerstäubbar.

Vorteile der Erfindung:

— Es sind hohe Suspensionsdurchsätze von einem relativ kleinen Raum aus zerstäubbar, bei vertretbarem Energieaufwand.

— Gegenüber eines einfachen Zerstäubers erfolgt mit dieser Einrichtung ein höherer Turbulenzgrad der Vermischung von z. 6. Suspensionstropfen und dem zu entschwefelnden Rauchgas, da sich der Tröpfchennebel aus mehr als einem Düsenfreistrahl zusammensetzt.

— Infolge hoher realisierbarer Volumendurchsätze tritt eine Einsparung von separaten Einzelzuführungen, Armaturen und Wartung ein, die sonst für gleiche Zwecke, jedoch mit vielen Einzeldüsen, erfolgen müßte.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Zerstäuben von flüssigen Medien zur Rauchgasentschwefelung unter Verwendung eines Düsenstockes, gekennzeichnet dadurch, daß der Düsenstock ein Treibmedium-Mantelrohr mit einem über dem Umfang mit geraden Düsen versehenen Endstück und ein Medium-Kernrohr mit einem über dem Umfang mit abgewinkelten Düsen versehenen Endstück aufweist, wobei der Austritt der geraden Düsen auf den Austritt der abgewinkelten Düsen gerichtet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Endstück für das Treibmedium-Mantelrohr kammerförmig ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Endstück für das Medium-Kernrohr kammerförmig ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Kammern kugelkopfförmig ausgebildet sind.