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Die Erfindung betrifft einen Flüssigascheabscheider
gemäß Obergriff
des Anspruchs 1.
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Ein möglicher Aufbau eines Flüssigascheabscheiders
ist aus der
DE 197
51 854 A1 bekannt. Bei dem bekannten Flüssigascheabscheider werden ascheartige
Bestandteile der Flugasche "schmelzflüssig" aus dem Rauchgas
abgetrennt. Weitere Filter sind nachgeschaltet. Insgesamt arbeitet
der bekannte Flüssigascheabscheider
mit hohen Wärmeverlusten.
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Eine Anlage zur Reinigung von Luft
ist in der
DE 297
03 379 U1 beschrieben. Hier sind mehrere Reinigungseinheiten
in Reihe hintereinander geschaltet in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet.
Auf Flüssigasche
ist die Luftreinigungsanlage nicht anwendbar.
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Bei der Rauchgasreinigung ist es
häufig
erforderlich, daß Rauchgas
durch mehrere Abscheidertypen zu führen.
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Die
US
2, 765, 870 beschreibt einen Abscheider zum Entfernen von
(Rest-) Flüssigkeit,
insbesondere von Ölpartikeln
aus einem Gasstrom. Der Abscheider weist einen Behälter mit
einem kreisförmigen
Querschnitt auf, der durch einen Einsatz in eine zentrale Gasführung sowie
um die zentrale Gasführung
herum angeordnete kreissegmentförmige Gasführungen
aufgeteilt wird. In den Gasführungen sind
Umlenk- bzw. Prallflächen angeordnet.
Das Rauchgas durchströmt
die Gasführungen
in ihrer vollen Länge
und nacheinander, wobei die Flüssigasche bei
Kontakt mit den Begrenzungen der Gasführungen und den Umlenkflächen abgetrennt
wird. In dem bekannten Flüssigascheabscheider
wirkt lediglich eine Art von Abscheider. Ferner läßt die Variabilität zu wünschen übrig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Flüssigascheabscheider
zur Verfügung
zu stellen, der besonders flexibel betrieben werden kann, und zwar
bei einer Minimierung der bei der Durchströmung auftretenden Wärmeverluste.
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Zur Lösung der Aufgabe schafft die
Erfindung einen Flüssigascheabscheider
mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch
1.
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Die unterschiedlichen Abscheider
werden also zu einer einheitlichen Baugruppe integriert. Sie stehen
innerhalb des Behälters
in gegenseitiger Berührung
miteinander, so daß also
eine Wärmeabgabe nur über die
Behälterwand
möglich
ist. Diese besteht vorzugsweise aus Feuerleichtstein mit entsprechend guten
Wärmeisoliereigenschaften.
Der Innenraum des Behälters
wird optimal genutzt, nämlich
vollständig
von den Gasführungen
ausgefüllt.
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Die Gasführungen liegen unter Bildung
von dünnen,
aber großflächigen Verbindungsfugen
aneinander an. Es entstehen also keine Spalte, so daß weder
Schlacke noch Rauchgas in die Isolierausmauerung des Behälters eindringen
kann.
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In ein und derselben Vorrichtung
können Trägheits-,
Fein-, Alkali-, Elektro- und Nachabscheider integriert werden. Dementsprechend
können
die Einbauten aus Kugel- oder Schotterschüttungen unterschiedlicher Materialien
bestehen bzw., im Falle von Elektroabscheidern, aus zylindrischen
Säulen. Die
Verknüpfung
der Abscheidertypen kann in Parallel- und/oder Reihenschaltung erfolgen.
Zum Aufbau einer Reihenschaltung werden benachbarte verbleibende
Gasführungen
miteinander verbunden. Zum Aufbau einer Parallelschaltung werden
die betroffenen Gasführungen
an die zentrale Gasführung
angeschlossen. Zum Herstellen der Verbindungen genügen Öffnungen
in den einander berührenden
Wänden
der Gasführungen.
Deren Anordnung bestimmt die Durchströmungsrichtung der jeweiligen
Gasführungen.
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Die annähernd kreissegmentförmige Ausbildung
und Anordnung der verbleibenden Gasführungen bietet eine Vielzahl
von Variationsmöglichkeiten. In
vielen Fällen
wird man mit einer 45°-Teilung
arbeiten. Dabei gruppieren sich acht verbleibende Gasführungen
um die zentrale Gasführung.
Denkbar ist auch eine 60°-Teilung
mit sechs verbleibenden Gasführungen.
Um die Variationsbreite der Strömungsquerschnitte
zu erhöhen,
wird bevorzugt in der einen Hälfte
des Behälters
mit einer 45°-Teilung
und in der anderen Hälfte
des Behälters
mit einer 60°-Teilung gearbeitet.
Es entstehen also vier Gasführungen
mit relativ engem Strömungsquerschnitt
und drei Gasführungen
mit relativ weitem Strömungsquerschnitt.
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Die zentrale Gasführung kann eine polygone Außenkontur
aufweisen, und zwar in Anpassung an die gewählte Teilung, also in Anpassung
an die Zahl der verbleibenden Gasführungen. Letztere bilden dann
Tortenstücke
mit abgeschnittener Spitze.
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Vorteilhafter ist es, der zentralen
Gasführung eine
kreisförmige
Außenkontur
zu verleihen. Die Gasführungen bestehen
unter diesen Umständen aus
zwei radialen Wänden
gleicher Länge
und zwei kreisbogenförmigen
Wänden
unterschiedlicher Länge.
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Bereits oben wurde die Möglichkeit
unterschiedlicher Strömungsquerschnitte
erwähnt.
Unterschiedliche Abscheidertypen arbeiten mit unterschiedlichen
Strömungsgeschwindigkeiten.
So ist die Strömungsgeschwindigkeit
in Trägheitsabscheidern relativ
hoch, in Feinabscheidern relativ niedrig. Dementsprechend müssen die
Strömungsquerschnitte gewählt werden.
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In Weiterbildung der Erfindung wird
vorgeschlagen, daß die
verbleibenden Gasführungen durch
die Dicke ihrer Wände
unterschiedliche Strömungsquerschnitte
definieren. Die Außenabmessungen
der Gasführungen
müssen
sich dabei also nicht ändern,
so daß eine
vorgegebene Teilung trotz unterschiedlicher Strömungsquerschnitte beibehalten werden
kann. Dies ist für
den modularen Aufbau der Vorrichtung höchst vorteilhaft.
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Vorzugsweise sind mindestens einige
der Gasführungen
durch Zwischenböden
in Abschnitte unterteilt. Ein und dieselbe Gasführung kann also unterschiedliche
Abscheidertypen aufnehmen. Auch kann die zentrale Gasführung unterschiedliche
Parallelschaltungen ermöglichen.
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An dieser Stelle sei erwähnt, daß die zentrale Gasführung in
der Regel keine Einbauten enthält, sondern
ausschließlich
der Parallelschaltung von verbleibenden Gasführungen bzw. von deren Abschnitten
dient. Allerdings kann diese Funktion auch mit Abscheiderfunktionen
kombiniert werden.
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In Weiterbildung der Erfindung wird
vorgeschlagen, daß einige
der Zwischenböden
Gasdurchtrittsöffnungen,
vorzugsweise in Form von Schlitzen aufweisen. Diese Böden dienen
zum Tragen von Schüttungen,
nicht jedoch der Lenkung der Gasströmung.
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Die Gasführungen bestehen vorzugsweise aus
axial zusammengefügten
Formteilen. Die Formteile lassen sich leicht herstellen und sind
nach Größe und Gewicht
problemlos zu handhaben. Es können
Gasführungen
unterschiedlicher Länge
in Anpassung an die jeweilige Gesamtgröße der Vorrichtung ausgebildet
werden. Auch lassen sich die Formteile beliebig miteinander kombinieren,
um Gasführungen
unterschiedlichster Konfiguration zu erzeugen. Hierzu wird in Weiterbildung
der Erfindung vorgeschlagen, daß die
Formteile als durchgehende Kanäle,
als Kanäle
mit Zwischenboden, wobei letzterer Gasdurchtrittsöffnungen
aufweisen kann, und als Deckel ausgebildet sind.
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Die Gasführungen bestehen vorzugsweise aus
feuerfesten Steinen.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand
bevorzugter Ausführungsbeispiel
im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt
in:
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1 einen
Horizontalschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
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2 in
abgewickelter Darstellung einen Vertikalschnitt durch eine abgewandelte
Ausführungsform;
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3 bis 6 unterschiedlich ausgebildete Formteile.
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Nach 1 ist
ein Behälter 1 vorgesehen, durch
dessen Wand 2 ein schematisch angedeuteter Rauchgaseinlaß 3 und
ein ebenfalls schematisch angedeuteter Rauchgasauslaß 4 hindurchgeführt sind. Der
Innenraum des Behälters 1 ist
von einer Mehrzahl paralleler, axial ausgerichteter Gasführungen 5 bis 12 ausgefüllt. Die
Gasführung 12 ist
zentral angeordnet, während
die verbleibenden Gasführungen 5 bis 11 den
Ringraum zwischen der Gasführung 12 und
der Wand 2 des Behälters 1 in
annähernd
kreissegmentförmiger
Ausbildung und Anordnung ausfüllen.
Die Gasführungen 5 bis 11 besitzen
also im Querschnitt die Form eines Tortenstücks mit abgeschnittener Spitze.
Sie liegen unter Bildung dünner, großflächiger Verbindungsfugen
aneinander sowie an der zentralen Gasführung
12 an, so daß der Eintritt
von Rauchgas und Schlacke in die Wand 2 verhindert wird.
Im übrigen
zeichnet sich die Vorrichtung durch eine kompakte Bauweise aus,
die mit minimalen Wärmeverlusten
arbeitet.
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Die Gasführungen 5 bis 8 nehmen
eine Hälfte
des Ringraums zwischen der Gasführung 12 und der
Wand 2 des Behälters 1 ein,
während
die andere Hälfte
den Gasführungen 9 bis 11 zur
Verfügung steht.
Erstere folgen also einer Teilung von 45°, letztere einer Teilung von
60°. Hieraus
ergibt sich bereits ein grundsätzlicher
Unterschied zwischen den Strömungsquerschnitten
der Gasführungen 5 bis 8 und denen
der Gasführungen 9 bis 11.
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Darüber hinaus wird aus einer Betrachtung der
Gasführungen 5 bis 8 deutlich,
daß deren
Strömungsquerschnitte
ebenfalls unterschiedlich sind, ohne daß Unterschiede in den Außenkonturen
auftreten. Vielmehr werden die Strömungsquerschnitte durch Wahl
unterschiedlicher Wandstärken
variiert. Dies trägt
dem Umstand Rechnung, daß die
Gaskanäle
unterschiedlichen Abscheidertypen zugeordnet werden können, die
unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten
erforder.
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Die Gaskanäle 5 und 6 stehen über korrespondierende Öffnungen 13 und 14 miteinander
in Verbindung. Ferner sind die Gaskanäle 5 und 8 über korrespondierende Öffnungen 15 und 16 an
den Gaskanal 12 angeschlossen. Ähnliche Verbindungen gelten
für die übrigen Gaskanäle. Auf
diese Weise läßt sich
ein System von Reihen- und Parallelschaltungen aufbauen.
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Dies wird bei Betrachtung von 2 deutlich. 2 unterscheidet sich von der Anordnung nach 1 dadurch, daß sämtliche
Gaskanäle
einer 45°-Teilung
folgen. Dementsprechend sind anstelle der drei Gaskanäle 9 bis 11 vier
Gaskanäle 17 bis 20 vorgesehen.
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Das zu reinigende Rauchgas tritt über den Rauchgaseinlaß 3 in
die Gasführung 5 ein
und strömt hier
nach oben. Sodann erfolgt ein Übertritt
in die Gasführung 6,
in der die Strö mung
nach unten gerichtet ist. Die beiden Gasführungen 5 und 6 können beispielsweise
als Trägheitsabscheider
arbeiten.
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Aus dem unteren Bereich der Gasführung 6 tritt
das Rauchgas in die zentrale Gasführung 12 ein. Letztere
ist hier durch Zwischenräume
angedeutet, und zwar zwischen den Gasführungen 6 und 7,
den Gasführungen 7 und 8,
den Gasführungen 8 und 17 und
den Gasführungen 17 und 18.
Dies bedeutet, daß die
Gasführungen 7, 8 und 17 parallel
zueinander mit Rauchgas beaufschlagt werden.
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Die zentrale Gasführung 12 ist durch
schematisch angedeutete Zwischenböden 21 in unterschiedliche
Abschnitte unterteilt. Auch die Gasführungen 7, 8 und 17 enthalten
entsprechende Zwischenböden 22.
Unter Beibehaltung der Parallelschaltung kann also das Rauchgas
aus den unteren Abschnitten der Gasführungen 7, 8 und 17 in
deren obere Abschnitte eingeleitet und sodann unter Nutzung des
oberen Abschnitts der zentralen Gasführung 12 in die Gasführung 18 eingeleitet
werden. Es besteht also die Möglichkeit,
die unteren Abschnitte der Gasführungen 7, 8 und 17 nach
einem andern Abscheidungsmodus arbeiten zu lassen als die oberen
Abschnitte. Im vorliegenden Fall arbeiten die unteren Abschnitte
als Feinabscheider und die oberen Abschnitte als Elektroabscheider.
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Das Rauchgas wird in der Gasführung 18 nach
unten geleitet, wobei die Gasführung 18 als
Alkaliabscheider arbeitet. Anschließend durchströmt das Rauchgas
die Gasführungen 19 und 20,
die als Nachabscheider arbeiten. Es verläßt die Vorrichtung über den
Rauchgasauslaß 4,
der an die Gasführung 20 angeschlossen
ist.
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Wie dargestellt, enthalten die Gasführungen 5, 6 und 18 bis 20 sowie
die unteren Abschnitte der Gasführungen 7, 8 und 17 Schüttungen,
die aus unterschiedlichen Materialien bestehen können. Es kann sich um Schotter-Schüttungen
oder aber um Kugel-Schüttungen
handeln, wie letztere in 1 anhand
der Gasführung 9 angedeutet
sind. Zur Halterung der Schüttungen
dienen spezielle Zwischenböden 23,
die mit Gasdurchtrittsöffnungen,
im vorliegenden Falle mit Schlitzen versehen sind, vergleiche auch
die Gasführung 8 nach 1.
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Wie aus den Schraffuren in 2 ersichtlich, bestehen
die Gasführungen
aus Formteilen, die axial zusammengefügt sind. Eine entsprechende
Auswahl solcher Formteile ergibt sich aus den 3 bis 6.
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3 zeigt
ein Formteil 24, das als durchgehender Kanal ausgebildet
ist. 4 zeigt ein Formteil 25,
das einen der Zwischenböden 22 aufweist. 5 zeigt ein Bauteil 26,
das mit einem der die schlitzförmigen
Gasdurchtrittsöffnungen
aufweisenden Zwischenböden 23 versehen
ist. 6 schließlich zeigt ein
Formteil 27, das als Deckel ausgebildet ist. Es kann den
oberen oder aber auch den unteren Abschluß einer Gasführung bilden.
Auch kann es das Formteil 25 ersetzen.
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Nach Abnahme des jeweiligen Deckels
sind die einzelnen Gasführungen
gesondert zugänglich. Auch
können
die Deckel dazu dienen, Meßanschlüsse herzustellen.
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Die Formteile bestehen aus Feuerfeststein, während die
Wand 2 des Behälters 1 aus
Feuerleichtstein hergestellt ist. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit,
den Flüssigascheabscheider
horizontal auszurichten. Vorteilhafter hingegen ist es, ihn senkrecht zu
stellen.
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Im Rahmen der Erfindung sind durchaus
Abwandlungsmöglichkeiten
gegeben. So kann anstelle der in 2 gezeigten
relativ kurzen Kanalabschnitte mit langen Rohren gearbeitet werden,
wobei allerdings die Zwischenböden
und Deckel nach wie vor in gesonderten Bauteilen ausgebildet sind.
Auch stellt die Schaltung nach 2 lediglich
eine von vielen Möglichkeiten
dar. Ersichtlich ist eine große
Variationsbreite gegeben. Beispielsweise können auch der zentralen Gasführung Abscheiderfunktionen
zugeordnet werden.