DE10256074B4

DE10256074B4 - incinerator

Info

Publication number: DE10256074B4
Application number: DE10256074A
Authority: DE
Inventors: Harald Dichtl; Thomas Hagen; Roland Klaus; Jörg LENGERT
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2022-11-30
Also published as: DE10256074A1

Abstract

Verbrennungsanlage (1) mit einer Feuerung (2) zur Verbrennung von Brennstoffen, insbesondere Festbrennstoffen, mit einem der Feuerung (2) nachgeschalteten Wärmetauscher (3), durch den bei der Verbrennung entstehendes Rauchgas (R) zur Wärmeabgabe geleitet ist, und mit einem Filter (4) zum Entfernen von Verunreinigungen aus dem Rauchgas (R), wobei das Filtermaterial (M) als fließfähiges Schüttgut ausgebildet, kontinuierlich vom Filter (4) abziehbar und nach seiner Regenerierung in das Filter (4) wieder zurückführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter (4) zwischen der Feuerung (2) und dem Wärmetauscher (3) angeordnet ist, dass das Filtermaterial (M) durch eine dem Filter (4) nachgeschaltete Kühlvorrichtung (5) geführt ist, in der Wärme vom durch das Rauchgas (R) aufgeheizten Filtermaterial (M) an ein Kühlmittel abgebbar ist, wobei als Kühlmittel der Feuerung (2) zuzuführende Verbrennungsluft (L) vorgesehen ist.incinerator (1) with a furnace (2) for the combustion of fuels, in particular Solid fuels, with one of the furnace (2) downstream heat exchanger (3), by the resulting during combustion flue gas (R) to heat is directed, and with a filter (4) for removing impurities from the flue gas (R), wherein the filter material (M) formed as a flowable bulk material, continuously removable from the filter (4) and after its regeneration in the filter (4) is traceable again, characterized in that the filter (4) between the furnace (2) and the heat exchanger (3) is arranged that the filter material (M) through a the filter (4) downstream cooling device (5) is, in the heat from the heated by the flue gas (R) filter material (M) to a coolant is releasable, being used as a coolant the firing (2) to be supplied Combustion air (L) is provided.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungsanlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a combustion plant according to the preamble of claim 1.

Bei in Verbrennungsanlagen ablaufenden Verbrennungsprozessen treten je nach eingesetztem Brennstoff staub- und/oder gasförmige Emissionen auf, wobei diese insbesondere bei Feststoff-Verbrennungsanlagen und den dort verbrannten Brennstoffen von wesentlicher Bedeutung sind. Um zu verhindern, dass solche Verunreinigungen an die Umgebung abgegeben werden, gelten je nach Staat unterschiedliche gesetzliche Regelungen, mit denen der Staubgehalt von Rauchgasen von Verbrennungsanlagen bei deren Eintritt in die Umgebungsatmosphäre begrenzt wird. So gilt beispielsweise in der Bundesrepublik Deutschland die 17. BImSchV und die TA Luft, die eine Begrenzung des Staubgehalts von in die Umgebungsatmosphäre eintretendem Rauchgas auf weniger als 10 mg Staub je Normkubikmeter Rauchgas vorsehen.at occur in incineration incineration processes Depending on the fuel used, dust and / or gaseous emissions, this particular in solid fuel incinerators and the burnt fuels are essential there. Around to prevent such contaminants from being released to the environment different legal regulations apply depending on the state, with which the dust content of flue gases from incinerators is limited at their entry into the ambient atmosphere. For example in the Federal Republic of Germany the 17th BImSchV and the TA Luft, the one limitation of the dust content of entering into the ambient atmosphere Flue gas to less than 10 mg of dust per standard cubic meter of flue gas provide.

Als gasförmige Verunreinigungen von Rauchgasen aus Feststoff-Verbrennungsanlagen sind die Komponenten SO₂, SO₃, HCl, HF und Spuren toxischer Substanzen, wie etwa Schwermetalle – insbesondere Hg, Cd, As –, polyzyklische Kohlenwasserstoffe oder Dioxine und Furane zu nennen. Diese weisen ein erhebliches Gefährdungspotential auf, was sich ebenfalls in den Emissionsgrenzwerten der genannten gesetzlichen Regelungen niederschlägt.As gaseous contaminants of flue gases from solid combustion plants, the components SO ₂ , SO ₃ , HCl, HF and traces of toxic substances, such as heavy metals - especially Hg, Cd, As -, polycyclic hydrocarbons or dioxins and furans mentioned. These have a considerable hazard potential, which is also reflected in the emission limits of the aforementioned statutory regulations.

Während staubförmige Verunreinigungen heute entweder durch Elektro- oder Gewebefilter herausgefiltert werden, erfolgt die Abscheidung von gasförmigen Schadstoffen in sogenannten Trockensorptionsanlagen, in welchen dem Gasstrom Sorbentien zugegeben werden, die dann gemeinsam mit den eingebundenen Schadstoffen und dem Staub in einem Oberflächenfilter, beispielsweise einem Gewebefilter, abgeschieden werden.While dusty impurities today either filtered out by electrical or fabric filters, the deposition of gaseous takes place Pollutants in so-called dry sorption plants, in which be added to the gas stream sorbents, which then together with the embedded pollutants and the dust in a surface filter, for example, a fabric filter.

Aus der internationalen Veröffentlichung WO 00/32987 ist eine Dampfkraftanlage mit einem eine Brennkammer aufweisenden Dampferzeuger bekannt, in der Brennstoffe, wie Ölschiefer, Kohlenstaub oder Müll, zur Erzeugung eines Rauchgases verbrannt werden. Der Brennkammer sind in Strömungsrichtung des Rauchgases mehrere Wärmetauschersysteme nachgeschaltet: Das Rauchgas durchströmt direkt nach der Brennkammer einen Überhitzer, dann einen Economizer und schließlich einen Luftvorwärmer, bevor es durch einen Kamin an die Umgebungsatmosphäre abgegeben wird. Der Wärmeinhalt des heißen Rauchgases wird im Economizer zum Verdampfen und im Überhitzer zum Überhitzen von Speisewasser genutzt. Der so entstandene Dampf wird einer Dampfturbine zugeleitet, wo er sich entspannt und dabei Energie auf ein Generatorsystem überträgt. Im Luftvorwärmer wird Wärmeenergie des Rauchgases an Frischluft übertragen, die somit vor Zuführung zur Brennkammer vorgewärmt wird.From the international release WO 00/32987 is a steam power plant with a combustion chamber having a steam generator known to be burned in the fuels, such as oil shale, coal dust or garbage, to produce a flue gas. The combustion chamber downstream of several heat exchanger systems in the flow direction of the flue gas: The flue gas flows through directly after the combustion chamber, a superheater, then an economizer and finally an air preheater, before it is discharged through a fireplace to the ambient atmosphere. The heat content of the hot flue gas is used in the economizer for evaporation and in the superheater for overheating of feed water. The resulting steam is fed to a steam turbine, where it relaxes and transfers energy to a generator system. In the air preheater heat energy of the flue gas is transferred to fresh air, which is thus preheated before being fed to the combustion chamber.

Dem der Brennkammer nachgeschalteten Wärmetauscher wird dabei das Rauchgas mit der gesamten Fracht an staub- und gasförmigen Verunreinigungen zugeleitet. Dies führt je nach Brennstoff zu mehr oder weniger starken Verschmutzungsproblemen in den Wärmetauschersystemen, die sich in einem schlechteren Wärmeübergang und damit einem verringerten Wirkungsgrad äußern. Zur Reduzierung der Verschmutzung bzw. Verschlackung der Heizflächen des Überhitzers und der Brennkammerwand werden in der WO 00/32987 Reinigungssysteme, z. B. sogenannte Rußbläser oder Wasserlanzen, vorgeschlagen. Hierunter leidet jedoch die Verfügbarkeit der Verbrennungsanlage wegen der notwendigen Stillstände zur Abreinigung.The combustion chamber downstream heat exchanger while the flue gas is supplied with the entire cargo of dust and gaseous impurities. This leads depending on the fuel to more or less severe pollution problems in the heat exchanger systems, which manifest themselves in a poorer heat transfer and thus a reduced efficiency. To reduce the contamination or slagging of the heating surfaces of the superheater and the combustion chamber wall are in the WO 00/32987 Cleaning systems, eg. B. so called sootblowers or water lances proposed. However, this suffers the availability of the incinerator because of the necessary shutdowns for cleaning.

Die Offenlegungsschrift DE 44 23 319 A1 offenbart einen Werkstoff für Hochtemperatur-Feuerungsanlagen, in welchen Heißgas erzeugt wird, das mit Flüssigschlacke und ggf. mit kondensierbaren Bestandteilen beladen ist. Für die gasführenden An lagenteile, insbesondere auch für einen einer Brennkammer nachgeschalteten Flüssigschlackeabscheider, wird ein Material vorgeschlagen, das einen Körper aus poröser Keramik aufweist, welcher mindestens auf den mit dem Heißgas in Berührung tretenden Bereichen mit einer Schicht aus nicht poröser Keramik versehen ist. So kann der Flüssigschlackeabscheider Füllkörper in Form von Kugeln enthalten, deren Kern aus poröser Keramik besteht und von einer Schicht aus nicht poröser Keramik überzogen ist.The publication DE 44 23 319 A1 discloses a material for high-temperature combustion plants, in which hot gas is generated, which is loaded with liquid slag and possibly with condensable constituents. For the gas-conducting parts of the plant, in particular also for a liquid slag separator downstream of a combustion chamber, a material is proposed which has a body of porous ceramic which is provided with a layer of non-porous ceramic at least on the areas in contact with the hot gas. Thus, the liquid slag separator contain packing in the form of spheres, the core of which consists of porous ceramic and is coated by a layer of non-porous ceramic.

Die Offenlegungsschrift DE 34 40 562 A1 zeigt einen Abgasentgifter für Feuerungsanlagen und Verbrennungsmotoren, der aus Kalziumcarbonat (Kalkstein, Kreide, Marmor) und gelöschtem Kalk (Löschkalk) als Kittmittel hergestellt wird und mit Abgasen zu ungiftigen Endprodukten reagiert. Wenn das Kalziumcarbonat weitgehend verbraucht ist, wird der Abgasentgifter durch einen ungebrauchten neuen ersetzt. Er wird in Abgasleitungen mittels Aufhängungen oder Halterungen eingesetzt. Als mögliche Anwendungsform ist ein zylindrischer Drahtkorb mit Materialbrocken dargestellt.The publication DE 34 40 562 A1 shows an exhaust gas detoxifier for combustion plants and internal combustion engines, which is made of calcium carbonate (limestone, chalk, marble) and slaked lime (slaked lime) as a cementing agent and reacts with exhaust gases to non-toxic end products. If the calcium carbonate is largely consumed, the Abgasentgifter is replaced by an unused new. It is used in exhaust pipes by means of suspensions or brackets. As a possible application form, a cylindrical wire basket with chunks of material is shown.

Aus der DE 36 05 589 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von Schwefeldioxid und Stickstoffoxiden aus Abgasen bekannt, welche aus einer Feuerungsanlage eines Dampferzeugers kommen. In einem Sprühabsorptionsreaktor wird das Abgas zunächst vom Hauptteil an Schwefeldioxid befreit. Anschließend erfolgt in einer Filteranlage, die ein Elektro-, ein Gewebefilter oder ein Zyklon sein kann, eine trockene Staubabscheidung. Schließlich wird das vorgereinigte Abgas mit Ammoniak vermischt und gelangt in mindestens einen Wanderschichtadsorber mit Jalousien, wo der im Rauchgas verbliebene Staubrest, noch vorliegendes Schwefeldioxid und sich bildendes Ammoniumhydrogensulfat durch Ablagerung auf der Oberfläche von Koksstücken ausgefiltert wird. Eine zweite Wanderschicht kann durch ein hochwertiges Adsorptionsmittel, etwa Aktivkohle und/oder Aktivkoks, gebildet werden.From the DE 36 05 589 A1 For example, there are known a method and apparatus for removing sulfur dioxide and nitrogen oxides from exhaust gases coming from a furnace of a steam generator. In a spray absorption reactor, the exhaust gas is first freed from the main part of sulfur dioxide. Subsequently, in a filter system, which may be an electric, a fabric filter or a cyclone, a dry dust separation. Finally, the pre-cleaned exhaust gas is mixed with ammonia and passes into at least one Wanderschichtadsorber with blinds where the remaining dust in the flue gas, sulfur dioxide present and forming ammonium hydrogen sulfate is filtered out by deposition on the surface of Koksstücken. A second traveling layer can be formed by a high-quality adsorbent, such as activated carbon and / or activated coke.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verbrennungsanlage der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Verfügbarkeit der Verbrennungsanlage hinsichtlich der Verschmutzungsprobleme des Wärmetauschers verbessert wird.Of the Invention is therefore the object of an incinerator of the type mentioned in such a way that the availability the incinerator with respect to the pollution problems of the heat exchanger is improved.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine gattungsgemäße Verbrennungsanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Indem ein Filter mit einer Schicht aus gasdurchlässigem Material zwischen Feuerung und Wärmetauscher angeordnet ist, wobei beim Durchströmen des Filtermaterials Verunreinigungen aus dem Rauchgas herausfilterbar sind, wird der Wärmetauscher nur von gereinigtem Rauchgas durchströmt. Dadurch werden die Verschmutzungsprobleme im Wärmetauscher vermieden bzw. wenigstens erheblich vermindert. Wartungsintervalle zum Reinigen des Wärmetauschers werden folglich erheblich verlängert, was wiederum die Verfügbarkeit der gesamten Verbrennungsanlage erhöht. Ferner ist das Filtermaterial fließfähig, vorzugsweise als Schüttgut ausgebildet. Hierdurch ist ein Materialfluss von Filtermaterial durch das Filter möglich, so dass durch Rauchgas aufgeheiztes und mit Verunreinigungen beladenes Filtermaterial während des Betriebes der Verbrennungsanlage abführbar und durch regeneriertes Filtermaterial ersetzbar ist. Indem eine Überladung des Filtermaterials im Filter mit Verunreinigungen vermieden wird, arbeitet das Filter fortwährend mit optimaler Wirkung. Überdies ist der Materialfluss von Filtermaterial durch eine dem Filter nachgeschaltete Kühlvorrichtung geführt, in der Wärme vom durch das Rauchgas aufgeheizten Filtermaterial an ein Kühlmittel abgebbar ist. Mit zunehmender Verweildauer im Filter nimmt das Filtermaterial längs der gesamten Schichtdicke Rauchgastemperatur an. Zur Einstellung einer bestimmten Temperaturverlaufskurve längs der Materialschichtdicke muss aufgeheiztes Filtermaterial unten vom Filter abgezogen werden und gekühltes Filtermaterial von oben nachgefüllt werden. Hierfür durchläuft das Filtermaterial im Materialfluss stromab des Filters eine Kühlvorrichtung, die im Wesentlichen baugleich wie das Filter ausgebildet sein kann. So kann die Kühlvorrichtung beispielsweise im gleichen Gehäuse wie das Filter angeordnet sein und ebenfalls zwei flächenparallel angeordnete Gitterroste aufweisen, so dass ein durchgängiges Filterbett für das Filtermaterial entsteht. Daneben ist als Kühlmittel der Feuerung zuzuführende Verbrennungsluft vorgesehen. Hier wird die vom Filtermaterial abgeführte Wärme zum Vorwärmen von Verbrennungsluft verwendet, so dass die Kühlvorrichtung als Luftvorwärmer fungiert. Außerdem ist der Materialfluss von Filtermaterial durch das Filter geführt, wobei Filtermaterial kontinuierlich vom Filter abziehbar und nach seiner Regenerierung in das Filter wieder zurückführbar ist. Hierdurch entsteht ein Filtermaterialkreislauf, der den Gesamtbedarf an Filtermaterial für das Filter begrenzt. Wie weiter unten noch beschrieben wird, gehört zur Regenerierung des Filtermaterials dessen Abkühlung sowie dessen Reinigung von der abgeschiedenen Schadstofffracht.The The object is achieved by a generic combustion system with the characterizing features of claim 1. By a Filter with a layer of gas-permeable material between firing and heat exchangers is arranged, wherein when flowing through the filter material impurities be filtered out of the flue gas, the heat exchanger only flows through purified flue gas. This will cause the pollution problems in the heat exchanger avoided or at least significantly reduced. maintenance intervals for cleaning the heat exchanger are therefore considerably extended, which in turn means availability the entire incinerator increased. Further, the filter material flowable, preferably as bulk material educated. As a result, a material flow of filter material through the filter is possible so that heated by flue gas and loaded with impurities filter material while the operation of the incinerator and discharged by regenerated Filter material is replaceable. By overcharging the filter material In the filter with impurities is avoided, the filter works incessantly with optimal effect. moreover is the material flow of filter material through a downstream of the filter cooler guided, in the heat from the heated by the flue gas filter material to a coolant is deliverable. With increasing residence time in the filter, the filter material decreases along the total layer thickness flue gas temperature. To set a certain temperature curve along the material layer thickness heated filter material must be removed from the bottom of the filter and chilled Refill filter material from above. Therefor goes through the filter material in the material flow downstream of the filter a cooling device, which may be substantially identical in design to the filter. So can the cooler for example, in the same housing as the filter can be arranged and also two surface parallel arranged gratings, so that a continuous filter bed for the Filter material is created. In addition, the combustion air to be supplied to the furnace as a coolant intended. Here, the heat dissipated by the filter material to preheat used by combustion air, so that the cooling device acts as an air preheater. Furthermore the material flow of filter material is passed through the filter, with filter material continuously removable from the filter and after its regeneration in the filter is traceable again. This creates a filter material cycle that covers the total requirement to filter material for the Filter limited. As will be described below, belongs to the regeneration the filter material whose cooling as well as its purification from the deposited pollutant load.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Schüttgut als Bruchgestein, vorzugsweise Naturschamotte, ausgebildet. Durch diese Materialwahl wird auf besonders einfache und kostengünstige Weise eine fließfähige Schicht bereitgestellt, die sich im Filter durch besonders einfache bauliche Maßnahmen führen lässt.In an advantageous embodiment The invention is the bulk material formed as broken rock, preferably natural chamotte. By This choice of material is made in a particularly simple and cost-effective manner a flowable layer provided in the filter by particularly simple structural activities to lead leaves.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind dem Rauchgas Sorbentien zum Einbinden gasförmiger Verunreinigungen zugebbar, die beim Durchströmen des Filtermaterials zu sammen mit staubförmigen Verunreinigungen herausfilterbar sind. Die Auswahl der Sorbentien richtet sich nach den einzubindenden gasförmigen Verunreinigungen, wie z. B. SO₂, SO₃, HCl, HF, und sind dem Fachmann hinreichend bekannt. Indem das Rauchgas von staub- und gasförmigen Verunreinigungen im Filter gereinigt wird, verhindert man nicht nur deren Emission in die Umgebungsatmosphäre, sondern auch eine Verschmutzung von Heizflächen im Wärmetauscher.In a particular embodiment of the invention, sorbents for incorporating gaseous impurities are added to the flue gas, which are herausfilterbar as it flows through the filter material together with dust-like impurities. The choice of sorbents depends on the gaseous impurities to be incorporated, such. As SO ₂ , SO ₃ , HCl, HF, and are well known to those skilled in the art. By cleaning the flue gas from dust and gaseous pollutants in the filter, it not only prevents their emission into the ambient atmosphere, but also contamination of heating surfaces in the heat exchanger.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Materialfluss des Filtermaterials im Wesentlichen vertikal ausgerichtet. Die treibende Kraft für den Materialfluss durch das Filter ist damit die durch das Eigengewicht des Filtermaterials bestimmte Schwerkraft. Durch die gravitatorische Bewegung des Filtermaterials nach unten kann im Allgemeinen auf Vorschubmittel für das Filtermaterial verzichtet werden.In Another preferred embodiment of the invention is the material flow the filter material is oriented substantially vertically. The driving force for the Material flow through the filter is thus due to its own weight the filter material certain gravity. By the gravitational Movement of the filter material downwards can generally occur Feed device for the filter material can be dispensed with.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind am Filter Auslauföffnungen vorgesehen, durch die Filtermaterial vom Filter abziehbar ist. Über die Querschnittsgröße der Auslauföffnungen kann die Fließgeschwindigkeit des Filtermaterials entsprechend seiner erforderlichen Regenerierung eingestellt werden.In a further advantageous embodiment of the invention provided at the filter outlet openings, through the filter material from the filter is removable. About the Cross-sectional size of the outlet openings can the flow rate the filter material according to its required regeneration be set.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind im Filter Vorschubmittel für das Filtermaterial, vor zugsweise Schieber, vorgesehen. Hierdurch kann optional über zwischengeschaltete Stoffschieber während des Betriebes der Verbrennungsanlage die Fließgeschwindigkeit des Filtermaterials beeinflusst werden.In a further advantageous embodiment of the invention feed in the filter material for the filter material, preferably before slider provided. As a result, the flow speed of the filter material can optionally be influenced during the operation of the incinerator by means of interposed feed valves.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Regenerierungseinrichtung für vom Filter abgezogenes Filtermaterial vorgesehen, in der herausgefilterte staub- und gasförmige Verunreinigungen vom Filtermaterial abtrennbar sind. Beispielsweise kann die Regenerierungseinrichtung als Rüttelsieb ausgebildet sein, mittels dem sich die feine Schadstofffracht vom gröberen Schüttgut abtrennen lässt.In a further preferred embodiment The invention is a regeneration device for the filter withdrawn filter material is provided in the filtered dust and gaseous contaminants can be separated from the filter material. For example, the regeneration device as a vibrating screen be formed, by means of which the fine pollutant load from coarser bulk can be separated.

Vorzugsweise ist ein Behälter zum Sammeln von regeneriertem Filtermaterial vorgesehen, an welchem ein Fördersystem zum Transportieren von Filtermaterial zurück in das Filter angeschlossen ist. Je nach erforderlicher Regenerierungszeit kann aus dem Sammelbehälter das gereinigte Filtermaterial zyklisch mittels eines Luftstroms eines pneumatischen Fördersystems von neuem in das Filter zurücktransportiert werden.Preferably is a container intended for collecting regenerated filter material on which a conveyor system to transport filter material back into the filter is. Depending on the required regeneration time can from the sump the cleaned filter material cyclically by means of an air flow of a pneumatic conveyor system transported back into the filter again become.

In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Filter ein Gehäuse mit zwei flächenparallel angeordneten Gitterrosten auf, zwischen welchen der Materialfluss von Filtermaterial geführt ist. Die Gitterroste bilden einen gasdurchlässigen Schacht bzw. Kanal, in dem das Filterbett aus Filtermaterial geführt ist. Hierdurch wird der Druckverlust des Rauchgasstroms beim Durchströmen des Filtermaterials minimiert. Die Gitterroste sind vorzugsweise senkrecht angeordnet, so dass sich der Materialfluss von Filtermaterial vertikal erstrecken kann.In a likewise preferred embodiment of the invention, the Filter a housing with two surface parallel arranged gratings, between which the material flow led by filter material is. The gratings form a gas-permeable shaft or channel, in which the filter bed is guided out of filter material. This will cause the pressure loss the flue gas flow when flowing through minimizes the filter material. The gratings are preferably arranged vertically, so that the material flow of filter material can extend vertically.

In einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist als Kühlmittel Rauchgas nach Durchströmen des Wärmetauschers vorgesehen. Hierfür wird ein Teil des vom Wärmetauscher austretenden Rauchgasstroms abgezweigt und der Kühlvorrichtung zugeführt, in welcher abgekühltes Rauchgas beim Durchströmen von heißem Filtermaterial Wärme aufnimmt und letzteres dadurch abkühlt. Zur Minimierung von Wärmeverlusten ist als Kühlmittel vorgesehenes Rauchgas nach Durchströmen der Kühlvorrichtung dem vom Filter austretenden Rauchgasstrom vor dem Wärmetauscher wieder zuführbar.In a first preferred embodiment The invention is as a coolant Flue gas after flowing through of the heat exchanger intended. Therefor becomes part of the heat exchanger branched off flue gas stream and fed to the cooling device, in which cooled flue gas when flowing through of hot Filter material heat absorbs and cools the latter. To minimize heat loss is as a coolant provided flue gas after flowing through the cooling device that of the filter exiting flue gas stream before the heat exchanger can be fed again.

Durch Steuerung der rezirkulierenden Rauchgasmenge über geeignete Gebläse und Armaturen können plötzlich auftretende Lastwechsel schnell ausgeregelt werden.By Control of the recirculating flue gas volume via suitable blowers and fittings can suddenly occurring load changes are quickly corrected.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen, wobei inFurther Advantages of the invention will become apparent from the drawings Embodiments, being in

1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbrennungsanlage und in 1 a first embodiment of a combustion system according to the invention and in

2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbrennungsanlage
schematisch veranschaulicht ist. 2 A second embodiment of a combustion system according to the invention
is illustrated schematically.

Zunächst werden die beiden Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Verbrennungsanlage gemäß 1 und 2 soweit sie übereinstimmen gemeinsam beschrieben, wobei übereinstimmende Komponenten mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Eine Verbrennungsanlage 1, insbesondere zur Verbrennung von Feststoffen, umfasst eine Feuerung 2 und einen dieser nachgeschalteten Wärmetauscher 3. In der Feuerung 2 werden Brennstoffe, insbesondere Festbrennstoffe, verbrannt, wobei Rauchgas R entsteht. Das heiße Rauchgas R wird dem Wärmetauscher 3 zugeführt, bei dessen Durchströmen Wärme vom Rauchgas R an ein Wärmeträgermedium abgegeben wird. Hierbei wird das Wärmeträgermedium erhitzt, während sich das Rauchgas R abkühlt. Die an das Wärmeträgermedium übertragene Energie kann dann beispielsweise in einem nicht dargestellten Turbinen-Generator-System in elektrische Energie umgewandelt werden.First, the two embodiments of a combustion system according to the invention according to 1 and 2 as far as they agree, they are described together, with matching components being given the same reference numerals. An incinerator 1 , in particular for combustion of solids, comprises a furnace 2 and one of these downstream heat exchanger 3 , In the furnace 2 Be burned fuels, especially solid fuels, flue gas R is formed. The hot flue gas R is the heat exchanger 3 supplied, is passed through the passage of heat from the flue gas R to a heat transfer medium. In this case, the heat transfer medium is heated while the flue gas R cools. The energy transferred to the heat transfer medium can then be converted into electrical energy, for example in a turbine-generator system (not shown).

Zur Verminderung von Verschmutzungsproblemen im Wärmetauscher 3 durch im Rauchgas R enthaltene staub- bzw. gasförmige Verunreinigungen ist direkt nach der Feuerung 2 und vor dem Wärmetauscher 3 erfindungsgemäß ein Filter 4 zwischengeschaltet. Das Filter 4 weist eine Schicht aus gasdurchlässigem Material M auf, bei dessen Durchströmen Verunreinigungen aus dem Rauchgas R herausfilterbar sind. Als Filtermaterial M ist Schüttgut, vorzugsweise Bruchgestein wie Naturschamotte, eingesetzt, da dies fließfähig, gasdurchlässig und wärmespeicherfähig ist. Aufgrund seiner Fließfähigkeit kann das Filtermaterial M durch das Filter 4 bewegt werden, so dass die aus dem Rauchgas R herausgefilterten Verunreinigungen zu sammen mit dem Filtermaterial M abführbar und unbeladenes Filtermaterial M kontinuierlich zuführbar sind. Beim Durchströmen des Filters 4 gibt das Rauchgas R Wärme an das Filtermaterial M ab, die aufgrund der Wärmespeicherfähigkeit des Filtermaterials M mit diesem abführbar und dadurch nutzbar ist.To reduce pollution problems in the heat exchanger 3 by dust or gaseous impurities contained in the flue gas R is directly after firing 2 and in front of the heat exchanger 3 According to the invention, a filter 4 interposed. The filter 4 has a layer of gas-permeable material M, in whose passage impurities from the flue gas R are herausfilterbar. As filter material M bulk material, preferably broken rock such as natural chamotte, used, as this is flowable, gas-permeable and heat-storable. Due to its fluidity, the filter material M through the filter 4 be moved so that the filtered out of the flue gas R impurities are continuously supplied together with the filter material M and unencumbered filter material M. When flowing through the filter 4 gives the flue gas R heat to the filter material M, which is due to the heat storage capacity of the filter material M with this dissipated and thereby usable.

Zur Führung des Materialflusses von Filtermaterial M weist das Filter 4 ein Gehäuse mit zwei flächenparallel angeordneten Gitterrosten auf. Die Gitterroste können derart ineinandergestellt sein, dass ein Kanal bzw. Schacht für das Filtermaterial M mit ringförmigem, rechteckigem Querschnitt entsteht. Hierbei kann das Rauchgas R von innen durch die Schicht nach außen geführt sein. Das beispielsweise als Schüttgut ausgebildete Filtermaterial M wird dabei zwischen Gitterrosten gehalten, die dem Rauchgasstrom nur einen geringen Strömungswiderstand entgegensetzen, so dass der Druckverlust minimiert wird. Die Gitterroste sind senkrecht angeordnet, so dass der Materialfluss des Filtermaterials M im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist, wodurch sich das Filtermaterial M auf einfache Weise gravitatorisch bewegen lässt. Die Fließgeschwindigkeit des Filtermaterials M ist dabei über die Querschnittsgröße von am unteren Ende des Filters 4 angeordneten Auslauföffnungen einstellbar. Optional können jedoch im Filter 4 als Schieber ausgebildete Vorschubmittel für das Filtermaterial M vorgesehen sein, durch die sich die Fließgeschwindigkeit im Betrieb beeinflussen lässt. Somit lässt sich Filtermaterial M kontinuierlich vom Filter 4 abziehen und beispielsweise nach seiner Regenerierung wieder in das Filter 4 zurückführen.To guide the material flow of filter material M has the filter 4 a housing with two surface-parallel arranged gratings. The gratings can be placed in such a way that a channel or shaft for the filter material M is formed with an annular, rectangular cross-section. In this case, the flue gas R can be guided from the inside through the layer to the outside. Trained for example as a bulk material filter material M is held between gratings, which the smoke Gas flow only a low flow resistance oppose, so that the pressure loss is minimized. The gratings are arranged vertically, so that the material flow of the filter material M is oriented substantially vertically, whereby the filter material M can be easily moved gravitationally. The flow rate of the filter material M is about the cross-sectional size of the lower end of the filter 4 arranged outlet openings adjustable. Optionally, however, in the filter 4 be designed as a slide feed means for the filter material M, through which can influence the flow rate during operation. Thus, filter material M is continuously from the filter 4 remove and, for example after its regeneration back into the filter 4 traced.

Dazu wird das vom Filter 4 abgezogene, aufgeheizte Filtermaterial M zusammen mit abgeschiedenen Verunreinigungen aus dem Rauchgas R einer Kühlvorrichtung 5 zugeführt. Die Kühlvorrichtung 5 kann im Wesentlichen baugleich zum Filter 4 ausgeführt sein, so dass sich ein vertikaler durchgehender Kanal für das Filtermaterial M ergibt. Insbesondere können das Filter 4 und die Kühlvorrichtung 5 ein gemeinsames Gehäuse aufweisen und direkt untereinander angeordnet sein. Zu seiner Kühlung wird das Filtermaterial M in der Kühlvorrichtung 5 von einem gasförmigen Kühlmittel durchströmt, welches sich dabei durch die aufgenommene Wärme aufheizt. Bei einem rechteckigen, ringförmigen Querschnitt für den Filtermaterialschacht kann der Kühlmittelstrom von außen nach innen geführt werden. Neben der kompakten Bauweise ergibt sich durch diese Führung von Rauchgas R und Kühlmittel der Vorteil, dass das Gehäuse jeweils mit dem abgekühlten bzw. noch nicht aufgeheizten Gasstrom in Berührung kommt. Hierdurch werden die Wärmeverluste über das Gehäuse des Filters 4 und der Kühlvorrichtung 5 minimiert.This is done by the filter 4 withdrawn, heated filter material M together with deposited impurities from the flue gas R a cooling device 5 fed. The cooling device 5 can be essentially identical to the filter 4 be executed, so that there is a vertical continuous channel for the filter material M. In particular, the filter can 4 and the cooling device 5 have a common housing and be arranged directly below each other. For its cooling, the filter material M in the cooling device 5 flows through by a gaseous coolant, which heats up by the heat absorbed. With a rectangular, annular cross-section for the filter material shaft, the coolant flow can be guided from the outside to the inside. In addition to the compact design results from this leadership of flue gas R and coolant the advantage that the housing in each case comes into contact with the cooled or not yet heated gas stream. As a result, the heat losses through the housing of the filter 4 and the cooling device 5 minimized.

Gemäß 1 ist als Kühlmittel Rauchgas R' nach Durchströmen des Wärmetauschers 3 vorgesehen. Hierzu wird ein Teil des aus dem Wärmetauscher 3 austretenden und dadurch abgekühlten Rauchgasstroms abgezweigt und der Kühlvorrichtung 5 zugeführt. Beim Durchströmen des heißen Filtermaterials M nimmt das kühle Rauchgas R' wärme auf, wodurch das Filtermaterial M gekühlt wird. Zur Minimierung von Wärmeverlusten wird das als Kühlmittel vorgesehene Rauchgas R' nach Durchströmen der Kühlvorrichtung 5 dem vom Filter 4 austretenden Rauchgasstrom R vor dem Wärmetauscher 3 wieder zugeführt.According to 1 is as a refrigerant flue gas R 'after flowing through the heat exchanger 3 intended. For this purpose, a part of the heat exchanger 3 leaking and thus cooled flue gas stream branched off and the cooling device 5 fed. As it flows through the hot filter material M, the cool flue gas R 'takes heat, whereby the filter material M is cooled. In order to minimize heat losses, the flue gas R 'provided as coolant is passed through the cooling device 5 that of the filter 4 exiting flue gas stream R before the heat exchanger 3 fed again.

Alternativ wird gemäß 2 als Kühlmittel der Feuerung 2 zuzuführende Verbrennungsluft L vorgesehen. Hierdurch arbeitet die Kühlvorrichtung 5 als sogenannter Luftvorwärmer für die in der Feuerung 2 zum Verbrennen des Festbrennstoffes erforderliche Frischluft.Alternatively, according to 2 as a coolant of the furnace 2 provided combustion air L provided. As a result, the cooling device works 5 as a so-called air preheater for those in the furnace 2 Fresh air required to burn the solid fuel.

Das mittels der Kühlvorrichtung 5 rückgekühlte Filtermaterial M wird anschließend einer Regenerierungseinrichtung 6 zugeführt. Diese ist beispielsweise als Rüttelsieb ausgebildet, mit dem herausgefilterte Verunreinigungen vom Filtermaterial M abtrennbar sind. Die Verunreinigungen bestehen im Wesentlichen aus brennstoffbedingtem Staub. Dem Rauchgas R können je doch vor dem Filter 4 Sorbentien zum Einbinden gasförmiger Verunreinigungen zugegeben werden, die dann beim Durchströmen des Filtermaterials M im Filter 4 zusammen mit staubförmigen Verunreinigungen herausgefiltert werden. Das von Staub und beladenen Sorbentien befreite Filtermaterial M wird in einem Behälter 7 gesammelt. An den Sammelbehälter 7 ist ein pneumatisches Fördersystem 8 angeschlossen, mittels dem regeneriertes Filtermaterial M durch einen Förderluftstrom zurück in das Filter 4 transportiert wird. Hierdurch entsteht ein geschlossener Kreislauf für den Materialfluss von Filtermaterial M, so dass der Bedarf an neuem Filtermaterial M gering gehalten wird.The means of the cooler 5 recooled filter material M is then a regeneration device 6 fed. This is formed, for example, as a vibrating screen, with the filtered out contaminants from the filter material M can be separated. The impurities consist essentially of fuel-related dust. The flue gas R can ever but before the filter 4 Sorbents for incorporating gaseous impurities are added, which then flow through the filter material M in the filter 4 be filtered out together with dusty impurities. The filter material M freed of dust and laden sorbents is placed in a container 7 collected. To the collection container 7 is a pneumatic conveyor system 8th connected, by means of the regenerated filter material M by a conveying air flow back into the filter 4 is transported. This creates a closed circuit for the material flow of filter material M, so that the need for new filter material M is kept low.

Das Rauchgas R wird durch ein dem Wärmetauscher 3 nachgeschaltetes Saugzuggebläse 9, während das Kühlmittel R' bzw. L durch ein Gebläse 10 befördert wird. Durch Steuerung der Menge an rezirkulierendem Rauchgas R' über die Gebläse bzw. nicht dargestellte Armaturen, etwa eine Klappe, können plötzlich auftretende Lastwechsel schnell ausgeregelt werden.The flue gas R is through a heat exchanger 3 downstream induced draft fan 9 while the coolant R 'or L by a blower 10 is transported. By controlling the amount of recirculating flue gas R 'on the blower or valves not shown, such as a flap, suddenly occurring load changes can be quickly corrected.

Durch die Entstaubung des Rauchgases R vor dem Wärmetauscher 3 werden die Verschmutzungsprobleme im Wärmetauscher 3 deutlich verringert, die Reisezeiten verlängert und damit die Verfügbarkeit erhöht. Wärmetauscher 3 in erfindungsgemäßen Verbrennungsanlagen haben eine deutlich längere Lebenserwartung. Es werden Heizflächen-Reinigungssysteme, beispielsweise Kugelregenanlagen eingespart, und ein platzsparendes Rauchgas-Filter mit integrierter Wärmerückgewinnung bereitgestellt. Neben deutlich verringerten Investitionskosten werden bei einer erfindungsgemäßen Verbrennungsanlage auch die Wartungskosten gesenkt.By dedusting the flue gas R in front of the heat exchanger 3 become the pollution problems in the heat exchanger 3 significantly reduced travel times and thus increases the availability. heat exchangers 3 In incinerators according to the invention have a significantly longer life expectancy. It saves heating surface cleaning systems, such as ball-type rainwater systems, and provides a space-saving flue gas filter with integrated heat recovery. In addition to significantly reduced investment costs, the maintenance costs are reduced in an incinerator according to the invention.

Claims

Incinerator ( 1 ) with a furnace ( 2 ) for the combustion of fuels, in particular solid fuels, with one of the firing ( 2 ) downstream heat exchanger ( 3 ), is passed through the resulting during combustion flue gas (R) for heat dissipation, and with a filter ( 4 ) for removing impurities from the flue gas (R), wherein the filter material (M) formed as a flowable bulk material, continuously from the filter ( 4 ) and after its regeneration in the filter ( 4 ) is traceable again, characterized thereby records that the filter ( 4 ) between the furnace ( 2 ) and the heat exchanger ( 3 ) is arranged, that the filter material (M) by a the filter ( 4 ) downstream cooling device ( 5 ) is guided in the heat from the heated by the flue gas (R) filter material (M) to a coolant, wherein as a coolant of the furnace ( 2 ) to be supplied combustion air (L) is provided.

Combustion plant according to claim 1, characterized that the bulk material is formed as broken rock, preferably natural chamotte.

Combustion plant according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the flue gas (R) sorbents for incorporation of gaseous impurities are zugebbar, which when flowing through Filter material (M) together with dusty impurities herausfilterbar are.

Combustion plant according to one of claims 1 to 3, characterized in that the material flow of the filter material (M) is oriented substantially vertically.

Combustion plant according to one of claims 1 to 4, characterized in that the filter ( 4 ) Are provided through the filter material (M) from the filter ( 4 ) is removable.

Incinerator according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the filter ( 4 ) Feed means for the filter material (M), preferably slides, are provided.

Combustion plant according to one of claims 3 to 6, characterized in that a regeneration device ( 6 ) for the filter ( 4 ) deducted filter material (M) is provided in the filtered out dust and gaseous impurities from the filter material (M) are separable.

Incinerator according to claim 7, characterized in that a container ( 7 ) is provided for collecting regenerated filter material (M) on which a conveyor system ( 8th ) for transporting filter material (M) back into the filter ( 4 ) connected.

Combustion plant according to one of claims 1 to 8, characterized in that the filter ( 4 ) has a housing with two surface-parallel arranged gratings, between which the material flow of filter material (M) is guided.

Combustion plant according to one of claims 1 to 9, characterized in that as coolant flue gas (R ') after flowing through the heat exchanger ( 3 ) is provided.

Incinerator according to claim 10, characterized in that provided as a coolant flue gas (R ') after flowing through the cooling device ( 5 ) of the filter ( 4 ) leaving the flue gas stream (R) in front of the heat exchanger ( 3 ) can be fed again.