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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft das Gebiet der Wiedererwärmung von gereinigtem Abgas nach einer nassen Entschwefelung und insbesondere einen indirekten Abgaswiedererhitzer mit natürlicher Zirkulation.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Da in dem Abgas eines Kessels Schwefeldioxid enthalten ist, führt dessen direkte Ableitung zur Bildung saurer Niederschläge, welche eine schwerwiegende Umweltbelastung darstellen. Insbesondere liegt die Überwachung des Schwefeldioxids, das von Wärmekraftwerken ausgestoßen wird, weit verbreitet im allgemeinen Interesse, sodass in heimischen Kraftwerken effektive Methoden zur Kontrolle des Schwefeldioxidgehalts eingesetzt werden. Dabei zählt die nasse Abgasentschwefelung, insbesondere die nasse Kalkstein(oder Kalk)-Gips-Entschwefelung zu den am meisten genutzten Entschwefelungsmethoden. Die nasse Kalkstein(oder Kalk)-Gips-Entschwefelung beinhaltet die Verwendung von Kalkstein(oder Kalk) als Absorber, um Schwefeldioxid durch die Bildung von Calciumsulfit abzuscheiden, wobei das Calciumsulfit anschließend durch Luft oxidiert wird, sodass Gips gebildet wird, wodurch Schwefeldioxid entfernt werden und das Abgas gereinigt werden kann. Der gesamte Reaktionsprozess erfolgt in einem Entschwefelungsturm, wobei die Reaktionstemperatur etwa 50°C beträgt.
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Das System zur nassen Kalkstein(oder Kalk)-Gips-Entschwefelung wird häufig mit einem Gas-Gas-Wärmetauscher (GGH gas-gas heat exchanger) versehen, der die nachfolgenden Aufgaben erfüllt:
- 1. Aufnahme einer Wärmemenge des Abgases, welches in den Entschwefelungsturm einströmt, wobei die Temperatur des Abgases, welches in den Entschwefelungsturm einströmt, verringert wird zur Optimierung der Betriebsbedingungen des Entschwefelungsturms.
- 2. Verwendung der aufgenommenen Wärmemenge des Abgases, um das gereinigte Abgas, das von dem Entschwefelungsturm freigesetzt wird, aufzuheizen, sodass die Temperatur des ausgeleiteten Abgases (die üblicherweise nicht niedriger als 80°C ist) erhöht wird, um die durch das nasse Niedertemperatur-Abgas verursachte Korrosion am Abzug und Schornstein zu vermindern sowie den Auftrieb des Abgases am Auslass des Schornsteins in eine ausreichende Höhe zu erleichtern, wodurch die Umgebungsatmosphäre verbessert wird.
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Ein Flussdiagramm der GGH-Einheit, welche derzeit auf dem Markt verwendet wird, ist in 1 gezeigt, wobei das Abgas vor dem Eintritt in den Entschwefelungsturm 1 mittels einem Rotationswärmetauscher 4 einen direkten Wärmetausch mit dem gereinigten Abgas, das aus dem Entschwefelungsturm ausgeleitet wird, ausführt, und wobei das gereinigte Abgas nach der Wärmeaufnahme in den Schornstein 5 strömt. Der Hochtemperaturabzug 2 und der Niedertemperaturabzug 3 (im Abzug wird das gereinigte Abgas befördert) sind parallel zueinander in vertikaler Richtung angeordnet. Im Betriebsprozess des herkömmlichen GGH ist dessen Dichtwirkung aufgrund der Beschränkung der Struktur des Rotationswärmetauschers nicht besonders gut, sodass es leicht zu undichten Stellen kommt, an denen Schwefeldioxid während des Betriebsprozesses entweicht, wodurch die Effizienz der Entschwefelung abnimmt, sodass die Emissionswerte dadurch nicht den Standards entsprechen. Die Struktur des Rotationswärmetauschers ist in 2 gezeigt. Des Weiteren kommt Schwefeldioxid, das, wie vorab beschrieben, in dem Abgas enthalten ist, mit dem Wasserdampf des Abgases in Kontakt, wobei Schwefelsäure gebildet wird, wenn die Temperatur des Abgases unterhalb einem bestimmten Wert liegt, wodurch eine Korrosion der Anlage erfolgt. Somit bestehen die Probleme einer säuretaubedingten Korrosion jeweils in dem Wärmetauscher stromaufwärts von dem Entschwefelungsturm oder dem Wärmetauscher stromabwärts von der Entschwefelung. Nach der Montage des GGH führen eine Korrosion der Komponenten des GGH und eine Verstopfung der Wärmetauscherelemente außerdem zu einer verringerten Nutzbarkeit des Systems zur nassen Entschwefelung sowie höheren Wartungskosten für den GGH. Daher beinhalten einige Systeme zur nassen Entschwefelung keinen GGH sondern werden direkt mit einem Nassschornstein betrieben, bei dem jedoch Probleme wie Rauch-Regen-Abwinde und weißer Rauch auftreten.
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Elektrostatische Niedertemperaturabscheider(ESP electrostatic precipitator)-Technologien aus Japan können die Nachteile des Nassschornsteins nach der Entschwefelung zu einem gewissen Maß verhindern. Das System setzt sich aus drei Teilen zusammen, z. B. einer Wärmerückgewinnungseinheit + ESP + Wiedererhitzer. Die Wärmerückgewinnungseinheit (MGGH-H/E) ist hinter dem Luftvorwärmer und vor der Einlassöffnung des ESP angeordnet und der Wiedererhitzer (MGGH-R/E) ist an dem Abzug zwischen der Einheit zur nassen Entschwefelung und dem Schornstein angeordnet. Die Arbeitsweise dieser Methode besteht darin, dass ein Heizmedium (üblicherweise ein wässriges Medium) verwendet wird, um über die Wärmerückgewinnungseinheit und den Wiedererhitzer einen Wärmetausch mit dem Abgas auszuführen, sodass die Betriebstemperatur des Wassermediums, das in den ESP eingeleitet wird, von einem Normalzustand mit Niedertemperatur (130–140°C) in einen Zustand mit deutlich niedrigerer Temperatur (90–100°C) verringert wird und die Temperatur des Abgases nach der Entschwefelung von 50°C auf 90°C erhöht wird, wobei die Abwärme des Abgases rückgewonnen werden kann sowie der Energieverbrauch gesenkt wird, die Staubabscheidung und Effizienz der Entschwefelung verbessert werden, Wasser bei der Entschwefelung eingespart wird und die Korrosion an den nachgeschalteten Vorrichtungen der ESP vermindert wird. Für das Heizmedium, das in diesem Verfahren verwendet wird, ist während des Anlagenbetriebs für den Transport eine Heizungspumpe erforderlich, sodass eine große Energiemenge zur Aufrechterhaltung des Anlagenbetriebs benötigt wird, wodurch die Betriebskosten sehr hoch sind.
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Herkömmliche Systeme für Abgaserhitzer, die Gas-Gas-Wärmetauscher umfassen können, sind beispielsweise aus den Druckschriften
US 5 509 461 A ,
JP 2001-99418 A ,
CH 617 983 A5 und
US 4 649 034 A bekannt. Das chinesische Patent
CN 100 572 920 C (ZL200610169891.9) offenbart einen Verdunstungs-Kühl-Abgaswiedererhitzer, der ebenfalls einen Wiedererhitzer zum Ersatz eines herkömmlichen GGH darstellt. In dem Abgaswiedererhitzer ist ein primärer Abgaswärmetauscher über eine Dampfkammer mit einem Wärmetauscher für das gereinigte Abgas verbunden und es wird eine Vakuumpumpe verwendet, um die Drücke in den Wärmetauschern zu regulieren, wodurch die Wandtemperatur eingestellt werden kann. Da der primäre Abgaswärmetauscher jedoch über die Dampfkammer direkt mit dem Wärmetauscher für das gereinigte Abgas verbunden ist, erfolgt die Zirkulation des Mediums nicht selbsttätig und die Wandtemperatur muss durch die Verwendung einer Vakuumpumpe reguliert werden. Während dem praktischen Anwendungsprozess ist die Druckmessung unter Verwendung eines Drucksensors häufig ungenau, sodass das Kontrollsystem nicht effizient arbeitet, was zu einem instabilen Betrieb des gesamten Systems führt.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Hinsichtlich der oben genannten, bestehenden Probleme im Stand der Technik besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, einen indirekten Abgaswiedererhitzer mit natürlicher Zirkulation bereitzustellen, der derart gestaltet ist, dass eine säuretaubedingte Korrosion vermieden werden kann und das gereinigte Abgas nach der Entschwefelung erhitzt werden kann, ohne dass die Effizienz der Entschwefelung beeinträchtigt wird und auf zusätzliche dynamische Vorrichtungen verzichtet werden kann, sodass die vorab beschriebenen, bestehenden Probleme im Stand der Technik überwunden werden können.
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Um die oben genannte Aufgabe und weitere ähnliche Aufgaben zu lösen, wird ein indirekter Abgaswiedererhitzer mit natürlicher Zirkulation bereitgestellt. Der Abgaswiedererhitzer umfasst einen Wärmeaufnahmeabschnitt und einen ersten Wärmeabgabeabschnitt, die sich in einem Abzug befinden, einen zweiten Wärmeabgabeabschnitt, der sich außerhalb des Abzugs befindet und zum Heizen eines Kondensats dient, und ein Kontrollsystem. Der Wärmeaufnahmeabschnitt ist in einem Hochtemperaturabzug vor einem Entschwefelungsturm angeordnet. Der erste Wärmeabgabeabschnitt ist im Inneren eines Niedertemperaturabzugs hinter dem Entschwefelungsturm angeordnet. Der erste Wärmeabgabeabschnitt und der zweite Wärmeabgabeabschnitt sind über Zirkulationsleitungen mit dem Wärmeaufnahmeabschnitt verbunden. Ein Wärmeträgermedium ist im Inneren der Zirkulationsleitungen vorgesehen. Die Zirkulationsleitungen weisen Steigrohre und Fallrohre auf, welche den Wärmeaufnahmeabschnitt mit dem ersten Wärmeabgabeabschnitt und dem zweiten Wärmeabgabeabschnitt verbinden. Sowohl die Steigrohre als auch die Fallrohre sind außerhalb des Abzugs angeordnet. Ein Durchflussregelventil ist an einer Kondensatleitung angeordnet, die in den zweiten Wärmeabgabeabschnitt hineingeht. Sowohl der erste Wärmeabgabeabschnitt als auch der zweite Wärmeaufnahmeabschnitt weisen Temperatursensoren auf. Das Durchflussregelventil und die Temperatursensoren sind jeweils mit dem Kontrollsystem verbunden.
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Vorzugsweise ist das Wärmeträgermedium sauerstofffreies Wasser.
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Vorzugsweise sind der zweite Wärmeabgabeabschnitt, der erste Wärmeabgabeabschnitt und der Wärmeaufnahmeabschnitt in vertikaler Richtung der Reihe nach von oben nach unten angeordnet.
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Vorzugsweise sind der Hochtemperaturabzug und der Niedertemperaturabzug in einer horizontalen Richtung zueinander parallel angeordnet.
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Vorzugsweise ist die Wandtemperatur des Wärmeaufnahmeabschnitts höchstens 20°C niedriger als der Säuretaupunkt.
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Wie vorab beschrieben, weist der erfindungsgemäße indirekte Abgaswiedererhitzer mit natürlicher Zirkulation die folgenden Vorteile auf. Anders als der herkömmliche GGH, bei dem ein direkter Wärmeaustausch zwischen dem Abgas vor der Entschwefelung und dem gereinigten Abgas nach der Entschwefelung erfolgt, um das gereinigte Abgas nach der Entschwefelung zu erhitzen, nutzt der erfindungsgemäße Abgaswiedererhitzer eine Wärmemenge, die aus dem Abgas vor der Entschwefelung gewonnen wird, um das gereinigte Abgas nach der Entschwefelung indirekt zu heizen, sodass die Probleme, wie Korrosion und Undichtigkeiten, die in den herkömmlichen GGH-Systemen auftreten können, und die Instabilität der herkömmlichen GGH-Systeme behoben werden können. Außerdem wird die Abwärme des Abgases nachhaltig zurückgewonnen, wobei die Temperatur des Abgases am Einlass des Entschwefelungsturms gesenkt wird, sodass eine Energie- und Wassereinsparung für das Entschwefelungssystem erreicht werden kann. Anders als im Niedertemperatur-ESP-Verfahren, zirkuliert das Wärmeträgermedium in dem vorliegenden indirekten Abgaswiedererhitzer selbsttätig, sodass der indirekte Wärmeaustausch zwischen dem Abgas mit hoher Temperatur und dem Abgas mit niedriger Temperatur ohne zusätzliche dynamische Vorrichtungen erfolgen kann und das Kontrollsystem zuverlässig und effektiv funktioniert. Dabei werden die Signale, die von den Temperatursensoren übermittelt werden, von dem erfindungsgemäßen Kontrollsystem verwendet, um die Flussrate des Kondensats, das in den zweiten Wärmeabgabeabschnitt einströmt, zu kontrollieren, wodurch die Wandtemperatur des Wärmeaufnahmeabschnitts und die Temperatur des Abgases am Auslass des ersten Wärmeabgabeabschnitts reguliert werden können, sodass nicht nur die Wandtemperatur und die Abgastemperatur reguliert werden, sondern die überschüssige Wärmemenge außerdem effektiv rückgewonnen und verwendet werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt ein Flussdiagramm eines herkömmlichen GGH,
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2 zeigt ein Strukturdiagramm eines Rotationswärmetauschers,
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3 zeigt ein Strukturdiagramm eines indirekten Abgaswiedererhitzers mit natürlicher Zirkulation, und
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4 zeigt ein Flussdiagramm eines indirekten Abgaswiedererhitzers mit Natürlicher Zirkulation.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Entschwefelungsturm
- 2
- Hochtemperaturabzug
- 3
- Niedertemperaturabzug
- 4
- Rotationswärmetauscher
- 5
- Schornstein
- 6
- Wärmeaufnahmeabschnitt
- 7
- erster Wärmeabgabeabschnitt
- 8
- zweiter Wärmeabgabeabschnitt
- 9, 10
- Zirkulationsleitungen
- 11
- Durchflussregelventil
- 12
- Kontrollsystem
- 13
- Kondensatleitung
- 14
- Temperatursensor.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Der technische Aufbau der Erfindung wird nachfolgend anhand von speziellen erfindungsgemäßen Ausführungsformen ausführlich beschrieben, wobei ein Fachmann auf dem Gebiet in der Lage ist, weitere Vorteile und Wirkungen aus den Inhalten, die in der Beschreibung offenbart werden, abzuleiten.
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Es sind die Zeichnungen 1–4 beigefügt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Strukturen, Größenverhältnisse und Größen, die in den beiliegenden Zeichnungen der Erfindung dargestellt sind, so gewählt sind, dass sie den in der Beschreibung offenbarten Inhalten entsprechen, um das Verständnis und Lesen für einen Fachmann auf dem Gebiet zu erleichtern, wobei diese den Umfang der Erfindung jedoch nicht beschränken sollen und somit keine wesentliche technische Bedeutung haben. Jegliche Modifikationen der Strukturen, Änderungen der proportionalen Verhältnisse oder eine Veränderung der Größen liegen im Rahmen der technischen Beschreibung der Erfindung, solange der technische Effekt und die Aufgabe der Erfindung dadurch nicht beeinflusst werden. Ferner werden Begriffe wie ”oben”, ”unten”, ”rechts”, ”links”, ”mittig”, und ”ein” in der Beschreibung lediglich für ein besseres Verständnis verwendet und sollen den Umfang der erfindungsgemäßen Ausführungen nicht beschränken. Eine Änderung oder Anpassung der relativen Positionsbeziehungen wird ebenfalls als innerhalb des Umfangs möglicher Ausführungen der technischen Merkmale, die in der Erfindung offenbart werden, erachtet, solange keine wesentliche Änderung der technischen Merkmale erfolgt.
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Wie in 3–4 gezeigt ist wird ein indirekter Abgaswiedererhitzer mit natürlicher Zirkulation bereitgestellt. Der Abgaswiedererhitzer umfasst einen Wärmeaufnahmeabschnitt 6 und einen ersten Wärmeabgabeabschnitt 7, die in einem Abzug angeordnet sind, einen zweiten Wärmeabgabeabschnitt 8, der außerhalb des Abzugs angeordnet ist, um ein Kondensat zu heizen, und ein Kontrollsystem 12. Der Wärmeaufnahmeabschnitt 6 ist in einem Hochtemperaturabzug 2 vor einem Entschwefelungsturm angeordnet. Der erste Wärmeabgabeabschnitt 7 ist im Inneren eines Niedertemperaturabzugs 3 angeordnet, der sich hinter dem Entschwefelungsturm befindet. Der erste Wärmeabgabeabschnitt 7 und der zweite Wärmeabgabeabschnitt 8 sind über Zirkulationsleitungen 9, 10 mit dem Wärmeaufnahmeabschnitt 6 verbunden. Ein Wärmeträgermedium ist im Inneren der Zirkulationsleitungen 9, 10 vorgesehen. Die Zirkulationsleitungen 9, 10 beinhalten Steigrohre, welche den Wärmeaufnahmeabschnitt 6 mit dem ersten Wärmeabgabeabschnitt 7 und dem zweiten Wärmeabgabeabschnitt 8 verbinden, und Fallrohre, welche den Wärmeaufnahmeabschnitt 6 mit dem ersten Wärmeabgabeabschnitt 7 und dem zweiten Wärmeabgabeabschnitt 8 verbinden. Sowohl die Steigrohre als auch die Fallrohre sind außerhalb des Abzugs angebracht. Ein Durchflussregelventil 11 ist an einer Kondensatleitung 13, welche in den zweiten Wärmeabgabeabschnitt hineinläuft, angebracht. Sowohl der erste Wärmeabgabeabschnitt 7 als auch der Wärmeaufnahmeabschnitt 6 sind mit Temperatursensoren 14 versehen. Das Durchflussregelventil 11 und die Temperatursensoren 14 sind jeweils mit dem Kontrollsystem 12 verbunden. Der erfindungsgemäße indirekte Abgaswiedererhitzer mit natürlicher Zirkulation benutzt die Abwärme des Abgases vor der Entschwefelung, um das gereinigte Abgas nach der Entschwefelung indirekt aufzuheizen, sodass Probleme, wie Rauch-Regen-Abwinde und weißer Rauch, die durch eine zu niedrige Temperatur des Abgases nach der Entschwefelung verursacht werden, vermieden werden können und die Temperatur des Abgases, das in den Entschwefelungsturm eintritt, effektiv verringert werden kann, wodurch eine Energie- und Wassereinsparung des Entschwefelungsturms erreicht werden kann. Außerdem sind der Wärmeaufnahmeabschnitt und der Wärmeabgabeabschnitt direkt über Zirkulationsleitungen, in denen ein Wärmeträgermedium selbsttätig zirkuliert, miteinander verbunden, sodass keine zusätzliche dynamische Vorrichtung erforderlich ist. Darüber hinaus wird die Wärmeabgabemenge des zweiten Wärmeabgabeabschnitts durch das Kontrollsystem reguliert, wodurch ferner die Wärmeaufnahme an dem Wärmeaufnahmeabschnitt reguliert wird, sodass die Vorrichtungen dadurch vor einer säuretaubedingten Korrosion geschützt werden können, wobei die Verwendung des Kontrollsystems außerdem eine genauere Kontrolle der Temperatur des Abgases, das in den Entschwefelungsturm eintritt, gewährleistet. Es werden nicht nur die Funktionen zur Kontrolle der Wandtemperatur und der Abgastemperatur verwirklicht, sondern es kann auch die überschüssige Wärmemenge effektiv zurückgewonnen und kontrolliert werden.
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Die oben genannte Kondensatleitung kann eine Kondensatförderleitung eines Wasserversorgungssystems eines Dampfkessels sein. Demnach kann das oben genannte Kontrollsystem 12 die Aufgabe zur Kontrolle der Wandtemperatur und der Abgastemperatur erfüllen, indem es die Wärmeabgabe des zweiten Wärmeabgabeabschnitts 8 reguliert. Der zweite Wärmeabgabeabschnitt 8 nimmt während des Regelungsprozesses einen Teil der Wärmemenge auf, wobei dieser Teil der Wärmemenge dazu verwendet wird, um das Kondensat zu erhitzen und die Temperatur des Dampfkessels zu erhöhen, sodass die Wärmemenge effektiv genutzt wird.
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Um eine verbesserte Eigenzirkulation des Wärmeträgermediums in der Zirkulationsleitung zu gewährleisten, werden der Hochtemperaturabzug 2 vor dem Entschwefelungsturm 1 und der Niedertemperaturabzug 3 hinter dem Entschwefelungsturm gemäß 4 in horizontaler Richtung parallel zueinander angeordnet, wodurch der zweite Wärmeabgabeabschnitt 8, der erste Wärmeabgabeabschnitt 7 und der Wärmeaufnahmeabschnitt 6 in vertikaler Richtung der Reihe nach von oben nach unten angebracht werden können. Durch eine solche Anordnung in vertikaler Richtung kann besser gewährleistet werden, dass der Umlauf des Wärmeträgermediums unter Einwirkung der Eigengravitation erfolgt. Vorzugsweise ist das Wärmeträgermedium sauerstofffreies Wasser.
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Die Zirkulationsleitungen 9, 10 beinhalten Steigrohre, welche den Wärmeaufnahmeabschnitt 6 mit dem ersten Wärmeabgabeabschnitt 7 und dem zweiten Wärmeabgabeabschnitt 8 verbinden, und Fallrohre, welche den Wärmeaufnahmeabschnitt 6 mit dem ersten Wärmeabgabeabschnitt 7 und dem zweiten Wärmeabgabeabschnitt 8 verbinden.
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Im Vergleich zu der herkömmlichen GGH-Technologie weist der erfindungsgemäße Abgaswiedererhitzer die folgenden Vorteile auf. Erstens ist die Erfindung darauf ausgerichtet, dass die Abwärme des Abgases vor der Entschwefelung rückgewonnen wird, um das gereinigte Abgas nach der Entschwefelung indirekt damit zu heizen, sodass die Probleme, die bei der herkömmlichen GGH-Technik auftreten, wie beispielsweise Undichtigkeiten und Korrosion, vermieden werden können. Zweitens wird basierend auf erweiterten Untersuchungen der Korrosion des Niedertemperatursäuretaus die Wandtemperatur des erfindungsgemäßen indirekten Abgaswiedererhitzers so reguliert, dass diese auf ein Temperaturniveau gesenkt wird, das deutlich unterhalb des Säuretaupunktes des Abgases liegt. Des Weiteren wird die Temperatur des Abgases in dem Entschwefelungsturm bei der Anwendung der herkömmlichen GGH-Technik üblicherweise oberhalb des Säuretaupunkts gehalten, wobei bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Technologie die Wandtemperatur an einem hinteren Ende des indirekten Abgaswiedererhitzers hingegen genau 20°C unterhalb des Säuretaupunkts liegt und somit innerhalb des ersten Sicherheitsbereichs gemäß der allgemeinen Definition liegt, was bedeutet, dass wenigstens ein Anteil der Niedertemperaturabwärme, der dem Temperaturgefälle des Abgases von 20°C entspricht, von dem Benutzer zurückgewonnen werden kann. Drittens wird die Temperatur des Abgases, das nach dem indirekten Wärmetausch des Abgases in den Entschwefelungsturm eingeleitet wird, weiter abgesenkt, sodass eine Energieeinsparung und Wassereinsparung für das Entschwefelungssystem erreicht werden kann.
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Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen indirekten Abgaswiedererhitzers mit natürlicher Zirkulation wird im Folgenden erläutert.
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Das Abgas mit einer vergleichsweise hohen Temperatur, das aus einem Staubabscheider ausgeleitet wird, strömt durch den Hochtemperaturabzug 2 und gelangt in den Wärmeaufnahmeabschnitt 6 des indirekten Abgaswiedererhitzers, wo er einen Teil der Wärmemenge abgibt. Anschließend wird das Abgas in den Entschwefelungsturm 1 eingeleitet. Nach der Reaktion in dem Entschwefelungsturm 1 strömt das gereinigte Abgas durch den Niedertemperaturabzug 3 und tritt in den ersten Wärmeabgabeabschnitt 7 ein, in welchem das gereinigte Abgas erhitzt wird. Danach strömt das erhitzte gereinigte Abgas in den Schornstein 5 und wird aus dem Schornstein 5 ausgeleitet.
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Wenn das Abgas in den Wärmeaufnahmeabschnitt 6 und den Wärmeabgabeabschnitt 7 des indirekten Abgaswiedererhitzers eingeleitet wird, ist der indirekte Wärmetausch des indirekten Abgaswiedererhitzers dadurch gekennzeichnet, dass im Vergleich mit dem direkten Wärmeaustausch des Rotationswärmetauschers keine Leckage auftritt. Außerdem kann die Wandtemperatur des erfindungsgemäßen indirekten Abgaswiedererhitzers konstant gehalten werden, wobei zwischen der Wandtemperatur und der Abgastemperatur nur ein Temperaturgefälle mit relativ kleinem Gradienten vorliegt. Wenn die Wandtemperatur des Wärmeaufnahmeabschnitts des indirekten Abgaswiedererhitzers weniger als 20°C unterhalb der Säuretaupunkttemperatur (erster Sicherheitsbereich) liegt, ist die Temperatur des ausgeleiteten Abgases nur in etwa 15°C höher als die Wandtemperatur des Wärmeaufnahmeabschnitts des indirekten Abgaswiedererhitzers. Wenn das gereinigte Abgas nach der Entschwefelung durch den Wärmeabgabeabschnitt des indirekten Abgaswiedererhitzers strömt, bleibt dessen Wandtemperatur ferner ebenfalls konstant.
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Wenn das Abgas durch den Wärmeaufnahmeabschnitt 6 strömt, überträgt es eine Wärmemenge auf das Wärmeträgermedium in dem Wärmeaufnahmeabschnitt. Das Wärmeträgermedium ist üblicherweise sauerstofffreies Wasser. Unter der Wirkung von Auftriebskräften, die durch Dichteunterschiede erzeugt werden, strömt das Wärmeträgermedium nach der Aufnahme einer Wärmemenge durch die Steigrohre der Zirkulationsleitungen 9, 10 in den ersten Wärmeabgabeabschnitt 7 und den zweiten Wärmeabgabeabschnitt 8 und gibt die Wärme in dem ersten Wärmeabgabeabschnitt 7 und dem zweiten Wärmeabgabeabschnitt 8 ab. Danach strömt das Wärmeträgermedium durch die Fallrohre der Zirkulationsleitungen 9, 10 wieder in den Wärmeaufnahmeabschnitt 6 zurück. Somit erfolgt ein vollständiger Umlauf. Im gesamten Zirkulationsvorgang ist demnach keine zusätzliche externe dynamische Kraft erforderlich, sodass für das Wärmeträgermedium eine natürliche Zirkulation erfolgt. In dem ersten Wärmeabgabeabschnitt 7 wird das gereinigte Abgas, das aus dem Entschwefelungsturm austritt, durch das Wärmeträgermedium erhitzt, bevor es in den Schornstein strömt und schließlich problemlos ausgeleitet werden kann. Sowohl an dem ersten Wärmeabgabeabschnitt 7 als auch an dem Wärmeaufnahmeabschnitt 6 sind Temperatursensoren 14 vorgesehen. Die Temperatursensoren 14 übermitteln Signale an das Kontrollsystem 12. Wenn die Temperatur niedriger ist als ein vorbestimmter Wert, wird ein Öffnungsgrad des Durchflussregelventils 11 durch die Steuerung des Kontrollsystems 12 verringert, wodurch die Menge an Kondensat, das in den zweiten Wärmeabgabeabschnitt 8 einströmt, verringert wird und die Wandtemperaturen des ersten Wärmeabgabeabschnitts 7 und des Wärmeaufnahmeabschnitts 6 steigen. Das Kontrollsystem 11 reguliert die Wandtemperatur, damit diese immer einen angemessenen Wert aufweist und die Wandtemperatur des Wärmeaufnahmeabschnitts höchstens 20°C niedriger als die Säuretaupunkttemperatur ist, wodurch sichergestellt wird, dass keine schwerwiegende Korrosion der Wandoberfläche erfolgt.
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Der indirekte Abgaswiedererhitzer mit Natürlicher Zirkulation kann einzeln oder in einem Verbund verwendet werden.
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Der erfindungsgemäße indirekte Abgaswiedererhitzer mit natürlicher Zirkulation verwendet die Abwärme des Abgases vor der Entschwefelung, um das gereinigte Abgas nach der Entschwefelung indirekt zu erhitzen, sodass die Probleme, die durch eine zu niedrige Temperatur des Abgases nach der Entschwefelung hervorgerufen werden, wie beispielsweise Rauch-Regen-Abwinde und weißer Rauch, vermieden werden können und die Temperatur des Abgases, das in den Entschwefelungsturm einströmt, effektiv verringert werden kann, sodass eine Energieeinsparung und Wassereinsparung für den Entschwefelungsturm erreicht werden kann. Des Weiteren sind der Wärmeaufnahmeabschnitt und der Wärmeabgabeabschnitt über Zirkulationsleitungen, in denen ein Wärmeträgermedium selbsttätig zirkuliert, direkt miteinander verbunden, sodass keine zusätzliche dynamische Vorrichtung notwendig ist. Außerdem wird die Wärmeabgabemenge des zweiten Wärmeabgabeabschnitts durch das Kontrollsystem gesteuert, wodurch ferner die Wärmeaufnahme an dem Wärmeaufnahmeabschnitt reguliert werden kann, sodass die Vorrichtungen dadurch vor einer säuretaubedingten Korrosion geschützt werden, und wobei die Verwendung des Kontrollsystems außerdem eine präzisere Regelung der Temperatur des Abgases, das in den Entschwefelungsturm einströmt, gewährleistet. Es werden nicht nur Funktionen zur Kontrolle der Wandtemperatur und der Abgastemperatur bereitgestellt, sondern die überschüssige Wärmemenge kann effektiv zurückgewonnen und reguliert werden. Somit kann der erfindungsgemäße Abgaswiedererhitzer die bestehenden Probleme im Stand der Technik wirksam überwinden, wodurch ein großer Nutzen für die industrielle Anwendung bereitgestellt wird.
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Obwohl bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und beschrieben wurden, ist es für einen Fachmann auf dem Gebiet offensichtlich, dass Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von der Erfindung in ihren allgemeinen Aspekten abzuweichen, sodass die angehängten Ansprüche alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die in den Geist und Umfang der Erfindung fallen, beinhalten sollen.
