DE202009005520U1 - Droplet separator design for flue gas desulphurisation systems for low-power power plants - Google Patents
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Abstract
Auflagekonstruktion für zwei oder mehr Tropfenabscheider zur Abscheidung von mit Feststoffen beladenen Tropfen aus einer Gasströmung zum Einsatz in einer REA oder einem Gaswäscher.Support structure for two or more droplet separators for the separation of solids laden droplets from a gas flow for use in a REA or a gas scrubber.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Tropfenabscheiderkonstruktion die insbesondere zur Abscheidung von Tropfen aus Rauchgasströmen in einer Rauchgasentschwefelung eines Kraftwerks eingesetzt werden soll. Dabei fließt der Gasstrom vertikal nach oben. Ziel der Konstruktion ist es, eine möglichst geringe Bauhöhe und eine kostengünstige Konstruktion von zwei oder mehr Tropfenabscheiderlagen zu realisieren.The The invention relates to a mist eliminator construction in particular for the separation of drops from flue gas streams be used in a flue gas desulfurization of a power plant should. The gas flow flows vertically upwards. aim The construction is to have the lowest possible height and a cost effective design of two or more To realize droplet deposits.
Rauchgase aus fossil befeuerten thermischen Kraftwerken werden vorwiegend nach dem Nasswaschverfahren entschwefelt. Das schwefelhaltige Rauchgas (Suspensionslösung) wird mit Kalksteinmilch besprüht und das im Rauchgas befindliche SO2 in den Sprühtropfen dieser Suspensionslösung gebunden und dann in Calziumsulfitdihydrat (Gips) umgewandelt. Die kleineren dieser Sprühtropfen werden durch den Gasstrom mitgeführt.fumes From fossil-fired thermal power plants become predominantly Desulphurized by the wet scrubbing process. The sulfur-containing flue gas (Suspension solution) is sprayed with limestone milk and the SO2 in the flue gas in the spray drops bound to this suspension solution and then into calcium sulphite dihydrate (Gypsum) converted. The smaller of these spray drops will be entrained by the gas flow.
Es ist die Aufgabe des Tropfenabscheidersystems, diese im Rauchgasstrom mitgeführten Tropfen abzufangen und in den Wäscherkreislauf zurückzuführen. Andernfalls kommt es in den nachgeschalteten Komponenten (Wärmetauscher, Rauchgaskanäle, Nassgebläse, Schornstein usw.) zu Ablagerungen und in Folge zu Korrosion und Druckverlusterhöhung. Die elektrische Leistung des Kraftwerks wird gemindert (Druckverlusterhöhung verursacht erhöhten Stromeigenverbrauch und ggf. auch eine Reduzierung der Erzeugung) und die Wartungskosten (Sanierung von Korrosionsstellen und Reinigungskosten zur Entfernung der Anbackungen) steigen.It is the task of the droplet separator system, this in the flue gas stream trapped entrained droplets and in the scrubber cycle due. Otherwise it comes in the downstream Components (heat exchangers, flue gas ducts, wet blowers, Chimney, etc.) to deposits and in consequence to corrosion and Increase in pressure loss. The electric power of the power plant is reduced (pressure loss increase causes increased Electricity consumption and possibly also a reduction of production) and the maintenance costs (remediation of corrosion spots and cleaning costs to remove the caking).
Das Tropfenabscheidersystem trennt die Tropfen vom Gasstrom, indem es den Rauchgasstrom umlenkt. Dabei werden die Tropfen Zentrifugalkräften ausgesetzt und können dem Rauchgas in seinem Weg nicht folgen, sondern prallen auf die Strömungswiderstände, die die Umlenkung des Rauchgasstroms verursachen. Die Tropfen werden dadurch auf diesen „Prallkörpern” abgeschieden und damit aus dem Rauchgasstrom entfernt. Sie werden dann durch die Schwerkraft wieder nach unten in den Waschkreislauf zurückgeführt.The Droplet separator separates the drops from the gas stream by moving deflects the flue gas flow. The drops become centrifugal forces exposed and can not smoke the flue gas in his way follow, but bounce on the flow resistance, which cause the deflection of the flue gas flow. The drops will be thereby deposited on these "baffles" and thus removed from the flue gas stream. You will then go through Gravity returned back down to the wash cycle.
Die Feststoffe in den Suspensionstropfen – Flugasche, Kalkstein und Gips – lagern sich dabei auf diesen Prallkörpern ab und bilden Anbackungen. Deshalb werden die Tropfenabscheider mit Waschsystemen ausgerüstet, mit denen während des Betriebs die Anbackungen wieder entfernt werden können. Diese Waschsysteme werden regelmäßig eingeschaltet. Es kann der Tropfenabscheider sowohl anströmseitig als auch abströmseitig gewaschen werden – es kann also ein Tropfenabscheider zwei Waschsysteme haben.The Solids in the suspension drops - fly ash, limestone and gypsum - are deposited on these baffles and form caking. Therefore, the mist eliminator equipped with washing systems with which during of the operation the caking can be removed again. These washing systems are switched on regularly. It can the mist eliminator both upstream than also washed downstream - it can So a mist eliminator have two washing systems.
Der zwei oder mehr Lagen des Tropfenabscheiders können dabei die üblichen Ausformungen haben also sogenannte „flache” Abscheider, oder „dachförmige” Abscheider und aus Lamellen, Platten oder Rohren hergestellt sein.Of the two or more layers of the droplet can thereby the usual formations have so-called "flat" separator, or "roof-shaped" separator and off Be made slats, plates or pipes.
Dabei müssen die zwei oder mehr Lagen Tropfenabscheider in einem gewissen Abstand voneinander gelagert werden. Dies ist notwendig, um die oben angesprochenen Wascheinrichtungen anzubringen, mit denen die Tropfenabscheider anströmseitig, abströmseitig oder von beiden Seiten gewaschen werden. Andernfalls kommt es zu Anbackungen, die im Betrieb nicht mehr entfernt werden können und zum Versagen des Tropfenabscheiders führen.there need the two or more layers of mist eliminator in one be stored at a certain distance from each other. This is necessary to attach the abovementioned washing devices, with which the mist eliminator upstream, downstream or washed from both sides. Otherwise it happens Caking, which can not be removed during operation and lead to failure of the mist eliminator.
Traditionell wird jede dieser Tropfenabscheiderlagen auf einer eigenen Tragkonstruktion – bestehend aus mehreren Tragbalken – gelagert. Der Aufwand für die Erstellung dieser Tragbalken ist entsprechend hoch. Es handelt sich meist um Stahlbalken – entweder aus hochwertigem (teuren) Edelstahl oder aus gummierten oder beschichtetem Stahl.Traditionally each of these droplet deposits on its own support structure - consisting from several stringers - stored. The effort for The creation of these stringers is correspondingly high. It deals usually steel beams - either high quality (expensive) Stainless steel or rubberized or coated steel.
Aus
verschiedenen Patenten sind nun Anordnungen bekannt, wie zwei oder
mehr Abscheider auf einer gemeinsamen Balkenlage eingebaut werden
können (z. B.
Die genannten Patente und Gebrauchsmuster haben gemeinsam, dass sie alle auf einem Tragbalken mehrere Tropfenabscheider anbringen und durch deren Konstruktion die Aufgabe lösen. In die Tropfenabscheider werden Konstruktionen eingebaut, die die Tropfenabscheiderlagen ausreichend trennen, den Einbau von Waschsystemen zwischen den Tropfenabscheiderlagen ermöglichen und den gemeinsamen Einbau auf einer Traglage ermöglichen.The patents and utility models have in common that they all attach on a stringers several dropper and through their construction solve the task. In the mist eliminator Constructions are built in, which are the droplet separator layers sufficiently separate the installation of washing systems between the droplet separator layers allow and joint installation on a support enable.
In
der Erfindung
In
der Erfindung
Die
Erfindung
Diese Erfindung soll nun einen grundsätzlich anderen Weg beschreiten. Statt die Lösung im Tropfenabscheider und in seiner Konstruktion zu erreichen, soll die Traglage so ausgeformt sein, dass das selbe Ziel erreicht wird. Der Tropfenabscheider wird ziemlich komplex, wenn er drei Funktionen vereinen soll – 1) zwei Abscheider, 2) drei bis vier Waschebenen und 3) eine Abhängung bzw. Aufstellung aller dieser Komponenten auf einer Ebene.These Invention should now follow a fundamentally different path. Instead of the solution in the mist eliminator and in its construction to reach, the support layer should be formed so that the same Goal is achieved. The mist eliminator gets pretty complex, if it should combine three functions - 1) two separators, 2) three to four washing levels and 3) a suspension or Placement of all these components on one level.
Diese Erfindung beschreitet den Weg, die Aufstellungsfrage wieder von der Konstruktion des Tropfenabscheiders und der Waschebenen zu trennen und die Aufgabenstellung in der Traglage zu regeln. Das ist auch der Ort, wo diese Thematik hingehört.These Invention treads the way, the installation question again from Separate the construction of the mist eliminator and the washing levels and to regulate the task in the carrying position. This is also the place where this topic belongs.
Es ist heute schon in vielen Anlagen üblich, die Tragbalken in GFK auszuführen. Kleine Wäscher – bis 6 oder 7 Meter Durchmesser werden teilweise schon vollständig aus GFK gefertigt. Auf jeden Fall ist es kostengünstig, die Tragbalken aus GFK zu fertigen und einzulegen. Die Gummierung der Stahlbalken erfordert in kleinen Wäschern zu hohe Kosten.It is already common in many systems today, the stringers in fiberglass. Small scrubbers - to 6 or 7 meters in diameter are partially already complete made of fiberglass. In any case, it is inexpensive, to manufacture and insert the girders made of GRP. The gum The steel beam requires too little money in small scrubbers.
Bei größeren Wäschern wird auch gerne ein oder zwei zentrale Tragbalken gelegt und dann durch quer liegende GFK Träger die eigentliche Auflage der Tropfenabscheider geschaffen. Die zentralen Balken schaffen die statische Konstruktion für die Tropfenabscheider während die GFK Balken als die eigentliche Auflage für den Tropfenabscheider dienen. Derartige GFK Träger wurden schon in vielen REA als Sekundärtragbalken auf ein oder zwei zentralen Hauptbalken eingebaut.at larger scrubbers will also like one or two placed two central support beams and then by transverse GRP Carrier created the actual edition of the mist eliminator. The central beams create the static construction for the mist eliminators while the fiberglass beams as the actual edition to serve for the mist eliminator. Such fiberglass carrier have been in many REA as secondary support beams on or two central main beams installed.
Es liegt jetzt nahe, diese GFK-Balken so auszuformen, dass sie zwei oder mehr Abscheiderlagen und die dazu gehörigen Wascheinrichtungen – ohne zusätzliche Abhängungen oder Hilfsmittel tragen können.It it now makes sense to make these GRP beams so that they have two or more separators and the associated washing facilities - without additional Can carry suspensions or aids.
Eine Ausprägung dieser Bauform wäre ein Träger, der wie ein überdimensionaler Doppel-T-Träger geformt ist, wobei der untere Fuß des Doppel-T-Trägers als Auflage für den Grobabscheider dient. Der obere Fuß des Doppel-T-Trägers dient dann als Auflage für den Feinabscheider und zur Begehung.A The expression of this design would be a carrier, like an oversized double T-beam is formed, with the lower foot of the double-T-beam serves as a support for the coarse separator. The upper foot of the Double T-beam then serves as a support for the Fine separator and for inspection.
Sollte ein dreistufiger Abscheider gebaut werden, so kann eine mittlere Auflage in den Doppel-T-Träger einlaminiert werden.Should a three-stage separator can be built, so can a medium Edition laminated in the double-T-beam.
Bei Nachrüstungen könnte es Schweirigkeiten geben, diesen Doppel-T-Träger durch die Mannlöcher einzubringen und nach oben zu ziehen. Daher wird eine zweite Ausprägung vorgeschlagen, die auf dem selben Prinzip beruht aber andere Möglichkeiten der Einbringung und der Montage bietet.at Retrofitting could be a mess to bring this double T-beam through the manholes and pull up. Therefore, a second expression proposed, which is based on the same principle but other possibilities the introduction and the assembly offers.
Hier wird die obere Auflage als rechteckiger Kastenträger ausgeformt. Dieser Kastenträger erbringt dabei sowohl die statische Stabilität als auch die Auflage für den Feinabscheider bzw. die Begehung.Here The upper edition is formed as a rectangular box girder. This box girder provides both the static Stability as well as the support for the fine separator or the commission.
Unten wird an den Kastenträger – wahrscheinlich erst auf der Baustelle – ein Fachwerk aus GFK Rohren anlaminiert, die wiederum eine Auflage tragen, die als umgedrehtes „T” konfiguriert ist. Dieser Träger aus einem umgedrehten „T” dient als Auflage für den Grobabscheider. Bei mehrstufigen Abscheidern kann eine solche Konstruktion mehrfach untereinander gehängt werden.Below gets to the box girder - probably first on the construction site - a framework made of GRP pipes, which, in turn, carry an overlay configured as an inverted "T" is. This carrier is made of an inverted "T" as a support for the coarse separator. For multi-stage separators Such a construction can be hung several times with each other become.
Natürlich können beide Konzeptionen auch in anderen Materialien gebaut werden als GFK. Die Konstruktion kann durchaus als gummierter Stahl, beschichteter Stahl oder als Edelstahl gebaut werden. Eine weitere Alternative ist ein Träger aus Stahl mit einer Beschichtung aus Polypropylen. Es können auch Materialien gemischt werden. Es kann zum Beispiel die obere Ebene (z. B. Kastenträger) aus Stahl mit Polypropylen und die untere aus GFK gebaut werden oder die obere aus GFK und die untere aus beschichtetem Stahl etc.Naturally Both conceptions can also be built in other materials be as a fiberglass. The construction may well be rubberized steel, coated Steel or built as stainless steel. Another alternative is a steel beam with a polypropylene coating. It can also be mixed materials. It can for Example: the upper level (eg box girder) made of steel with Polypropylene and the bottom are made of fiberglass or the top one made of GRP and the bottom of coated steel etc.
Diese Konstruktion hat ein entscheidendes Merkmal, dass diese Konstruktion für Neubau und Nachrüstung vorteilhaft macht. Die eigentlichen Auflagen werden nur flexibel eingebracht und nicht eingeschweißt und vor Ort beschichtet oder gummiert. Das hat erheblichen Einfluss auf die Kosten wie auf die Montagegeschwindigkeit. Weiter ist später eine Änderung entsprechend einfach umzusetzen.These Construction has a defining feature that this construction makes for new construction and retrofitting advantageous. The actual editions are only introduced flexibly and not welded and coated or gummed on site. The has a significant impact on the cost as on the assembly speed. Next, a change is correspondingly easy later implement.
Diese Bauform hat weiter einen verfahrenstechnischen Vorteil.These Design also has a procedural advantage.
Es ist bekannt, dass sich bei Wäschern, bei denen das gereinigte Rauchgas nach dem Tropfenabscheider seitlich austritt – entweder in den Gasgaswärmetauscher, in den Kühlturm oder in den Schornstein – im Bereich des Austritts eine erhebliche Schieflage der Gasströmung einstellt. Das Rauchgas verteilt sich ungleichmäßig und strömt auf einer Seite mit mehr Volumen (und damit Geschwindigkeit) als auf der anderen Seite. Diese Schieflage ist in der Industrie allgemein bekannt und hat in vielen Anlagen dazu geführt, dass die Rauchgasgeschwindigkeit in einigen Bereichen des Tropfenabscheider Geschwindigkeiten erreicht, die den Tropfenabscheider überfordern. Dies führt dann zu erheblichem Durchriss von Flüssigkeit in die nachgelagerten Komponenten des Rauchgaswegs und zu schneller Verstopfung des Tropfenabscheiders.It It is known that in scrubbers, where the cleaned Flue gas exits laterally after the mist eliminator - either in the gas gas heat exchanger, in the cooling tower or into the chimney - in the area of the exit a considerable imbalance adjusts the gas flow. The flue gas is distributed unevenly and flows on one side with more volume (and thus Speed) than on the other side. This imbalance is well known in the industry and has in many plants to do so that guided the flue gas velocity in some areas the mist eliminator reaches speeds that overwhelm the mist eliminator. This then leads to significant disruption of liquid in the downstream components of the flue gas path and too fast Blockage of the mist eliminator.
Dieses Problem ist gefürchtet, da es die Verfügbarkeit des Kraftwerks erheblich negativ beeinflusst und erhebliche Kosten verursacht. Es wird deshalb auch erheblicher Aufwand getrieben, um in neuen Anlagen diese Schieflage zu kontrollieren und im Rahmen der Leistungsfähigkeit der Tropfenabscheider zu halten.This Problem is feared, as it is the availability of the power plant significantly negatively affected and significant costs caused. It is therefore also driven considerable effort, to control this imbalance in new facilities and in the context to keep the performance of the mist eliminator.
Aus anderen Gründen wird in den unter dem Tropfenabscheider liegenden Sprühebenen vergleichmäßigt und die Verteilung des Rauchgases kontrolliert. Allerdings geht diese Gleichmäßigkeit zwischen der obersten Sprühebene und dem Rauchgasaustritt wieder verloren.Out other reasons will be in the below the mist eliminator uniformed levels of spraying and controls the distribution of the flue gas. However, it works this uniformity between the topmost spray level and the flue gas outlet lost again.
Mit Hilfe der vorgeschlagenen Konstruktion ist es möglich, diese Gleichmäßigkeit der Verteilung in den Tropfenabscheider hinein zu verlängern. Wenn die sekundären Balken im 90° Winkel zur Austrittsrichtung des Rauchgaskanals liegen, dann wird dadurch der Wäscher in mehrere Subkanäle unterteilt. Das Rauchgas kann sich nur innerhalb dieser Kanäle ungleich verteilen. Die Tropfenabscheider werden gleichmäßig beschickt und es kommt zu keiner lokalen Überlastung der Tropfenabscheider.With Help of the proposed construction it is possible this uniformity of distribution in the mist eliminator extend into it. If the secondary bars at 90 ° to the outlet direction of the flue gas duct lie, then the scrubber into several subchannels divided. The flue gas can only be within these channels distribute unevenly. The mist eliminators become even fed and there is no local overload of the Droplet.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen 1–3 erläutert.The Invention will be explained with reference to the drawings 1-3.
- 11
- Feinabscheider – hier ausgeprägt als dachförmiger AbscheiderFine separator - here pronounced as a roof-shaped separator
- 22
- Waschsystem – wäscht Feinabscheider anströmseitig und Grobabscheider abströmseitigWashing system - washes Fine separator on the inflow side and coarse separator downstream
- 33
- Auflagekonstruktion – „Kopf” – dient als Auflage des Feinabscheiders und Begehung.Support structure - "head" - serves as a support of the fine separator and inspection.
- 44
- Primärer Haupttragbalken auf dem der Doppel-T-Träger gelagert ist.primary Main support beam on which the double-T-beam is mounted.
- 55
- Auflagekonstruktionsupport structure
- 66
- Grobabscheider hier ausgeprägt als Flachabscheider-screener pronounced here as a flat separator
- 77
- Auflagekonstruktion – „Fuß” – auf der der Grobabscheider gelagert wirdSupport structure - "foot" - on the coarse separator is stored
- 88th
- KastenträgerChannel bars
- 99
- FachwerkkonstruktionTruss structure
- 1010
- Grobabscheider-screener
- 1111
- Vorabscheiderpre-separator
- 1212
- Gasstromgas flow
- 1313
- Auflagekonstruktionsupport structure
Bild 1 zeigt die Auflagekonstruktion als Doppel-T-Träger für zwei Abscheiderimage 1 shows the support structure as a double T-beam for two separators
Bild 2 zeigt die Auflagekonstruktion als Fachwerkkonstruktion für drei Abscheiderimage 2 shows the support structure as a truss construction for three separators
Bild 1 zeigt die verfahrentechnische Konstruktionimage 1 shows the process engineering design
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - EP 0747107 B1 [0009] - EP 0747107 B1 [0009]
- - DE 202007001942 U1 [0009, 0011] - DE 202007001942 U1 [0009, 0011]
- - DE 202005002674 [0009, 0013] DE 202005002674 [0009, 0013]
- - EP 0747107 B [0012] EP 0747107 B [0012]
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