DE202013000664U1

DE202013000664U1 - Konzeption für einen verschmutzungsresistenten Rollenabscheider aus thermoplastischem Kunststoff für den Einsatz in einer modernen Rauchgasentschwefelung

Info

Publication number: DE202013000664U1
Application number: DE201320000664
Authority: DE
Original assignee: REA Plastik Tech GmbH
Current assignee: REA Plastik Tech GmbH
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2013-03-13
Anticipated expiration: 2023-01-24

Abstract

Rollenabscheider, bestehend aus zwei oder mehr Lagen von waagerecht gelagerten und versetzt zueinander angeordneten Rohren vorzugsweise des Durchmessers 62 mm welche in Rauchgasentschwefelungsanlagen, insbesondere sogenannten NassREA eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheiderfläche fast identisch mit der Grundfläche des Absorbers ist, während die Unterstützungskonstruktion so optimiert ist, dass sie nur noch einen Teil von deutlich weniger als 10% der Gesamtfläche ausmacht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Konstruktion von sogenannten Rollenabscheidern aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise Polypropylen, für den Einsatz in der Rauchgasentschwefelung (REA) von Großkraftwerken.
Die REA eines Kohle-, Öl- oder Braunkohlekraftwerks scheidet das SO2 ab, dass im Verbrennungsprozess entsteht und verhindert, dass sich aus diesem SO2 in der Atmosphäre SO3 – also Schwefelsäure bildet. Diese Schwefelsäure regnet nämlich ab und versauert die Böden und war für das Waldsterben in vielen Bereichen Europas mitverantwortlich (saurer Regen).
Der chemische Prozess in der REA bindet das SO2 mit Kalkstein oder anderen Reagenzien zu Gips. Dabei kommt es zu vielfältigen chemischen Reaktionen an denen eine ganze Reihe der Stoffe teilnehmen können, die typischerweise Bestandteil des Rauchgases sind oder zusammen mit dem Reagenz der REA üblicherweise Kalkstein in den Prozess eingebracht worden sind. Dazu gehören Flugasche, Chloride, Fluoride, Mineralien usw.
In der REA wird seit einigen Jahren der Rollenabscheider eingesetzt um verschiedene Abscheideprozesse umzusetzen. Zum Beispiel wird der Rollenabscheider in der REA für die folgenden Zwecke eingesetzt:

• Tropfenabscheidung ( DE 200 18 970 ) Der Rollenabscheider wird als Vorabscheider oder Grobabscheider eingesetzt. Er kommt insbesondere zum Einsatz, wenn im Abscheidersystem eine hohe Verschmutzungsneigung festgestellt wurde und nach Abhilfe gesucht wird. Mit dem Rollenabscheider konnten viele Verschmutzungsprobleme gelöst werden.
• Abscheidung von Überriss ( DE 20 2010 016 752.3 ) Es kommt insbesondere bei Nassschornsteinen vor, dass aus dem Schornstein Tropfen abgeregnet werden. Dieser Schornsteinregen besteht zu einem großen Teil aus Überriss aus dem Tropfenabscheider, insbesondere beim Waschen. Es wurde eine Konzeption entwickelt wie mit dem Rollenabscheider dieser Schornsteinregen minimiert oder sogar vermieden werden kann.

Konfiguration des Rollenabscheiders
Modernen Rauchgasentschwefelungsanlagen (REA) ist gemeinsam, dass die Rauchgase mit Geschwindigkeiten von um die 4 m/s bei Volllast betrieben werden. Ältere Anlagen wurden noch mit 3–3,5 m/s betrieben. Moderne Anlagen werden jedoch für diese Geschwindigkeit gebaut, einerseits um bei der höheren Geschwindigkeit eine bessere Abscheidung zu erzielen und andererseits um die Kosten der Anlage zu minimieren.
Die Anströmgeschwindigkeit des Rollenabscheiders bzw. eines jeden Abscheiders im vertikalen Gasstrom ist sogar noch höher, weil der freie Querschnitt durch Balken und den äußeren Auflagering verengt wird. Zirka 12% der Grundfläche sind durch die Auflagebalken und den Seitenring des Tropfenabscheiders versperrt. Die Anströmgeschwindigkeit liegt also eher bei 4,5 m/s.
Rollenabscheider
Der Rollenabscheider wird besonders gerne in REA-Anlagen eingesetzt, weil er wegen seiner geometrischen Form gar nicht oder nur sehr selten gewaschen werden muss und wegen seiner verschmutzungsresistenten Konfiguration eine zuverlässige und gute Abscheidung ermöglicht. Der Rollenabscheider wird deshalb immer häufiger von Kraftwerken und Anlagenbauern als Grobabscheider gewünscht, um eine hohe und eine zuverlässige Abscheideleistung zu erzielen
Das Problem nun ist, dass der Rollenabscheider nur bei Geschwindigkeiten unter 4,5 m/s sicher und mit hoher Abscheideleistung arbeitet. Bei Anströmgeschwindigkeiten von 4,5 m/s geht die Abscheideleistung des Rollenabscheiders schon deutlich herunter und es tritt massiver Überriss auf. Die Abscheidefunktion ist gestört.
Es wird also nach einer Konzeption des Rollenabscheiders gesucht, der auch bei Turmgeschwindigkeiten von um die 4,0 m/s noch eine gute Abscheideleistung erbringt und sicher und zuverlässig funktioniert.
Problemstellung
Es wurde eine Reihe von Konzepten erarbeitet, um diese Leistungsfähigkeit zu erreichen. Es wurde ein dachförmiger Abscheider vorgeschlagen, weil bekannt ist, dass dachförmig angeordnete Abscheider höhere Rauchgasgeschwindigkeiten erlauben als horizontal eingebaute Abscheider. Es wurde vorgeschlagen mit anderen Rohrdurchmessern zu arbeiten und damit die Versperrung der Fläche zu reduzieren.
Alle diese Konzepte führten allerdings nicht zum gewünschten Ergebnis. Es konnte bei den Geschwindigkeiten in der modernen REA keine leistungsfähige Abscheidung erzielt werden. Es scheint fast so, als ob der Rollenabscheider „nur” ein Konzept für die Sanierung alter REA aus der Zeit vor dem Jahr 2000 sein kann.
Erfinderische Konzeption
Nachdem der Versuch gescheitert war, einen Rollenabscheider zu entwickeln, der bei Anströmgeschwindigkeiten von 4,5 bis 5,5 m/s sicher funktioniert, wurde nunmehr überlegt, die Anströmgeschwindigkeit zu reduzieren.
Die vorgeschlagene erfinderische Lösung geht den einfachen Weg, die Fläche des Abscheiders so zu vergrößern dass die Anströmgeschwindigkeit unter 4,5 m/s liegt. Es ist ja bekannt, dass unterhalb dieser Geschwindigkeit der Abscheider sicher betrieben werden kann.
Es wurde die Reduzierung der effektiven Fläche als das Problem erkannt. Zirka 12% der Querschnittsfläche des Absorbers sind beim Tropfenabscheider durch die Balken und seitlichen Auflagen bedeckt – der Rauchgasstrom muss diesen Bereich umfließen – mit der Erhöhung der Rauchgasgeschwindigkeit als Folge.
Die erfinderische Lösung geht nun den einfachen Weg, die effektive Querschnittsfläche des Abscheiders auf die gesamte Querschnittsfläche auszudehnen, also den durch Balken und Seitenauflagen verdeckten Teil effektiv für die Abscheidung zu machen.
Dies setzt voraus, dass Tragbalken und Seitenauflagen nicht auf derselben Ebene angeordnet sind, wie der Tropfenabscheider, sondern dieser entweder deutlich oberhalb (aufgestellt) oder unterhalb der Balkenebene (abgehängt) installiert ist.
Damit ist die von den Balken und Seitenauflagen verdeckte Fläche nicht mehr eine Einschränkung für den Tropfenabscheider sondern dieser kann über die gesamte Querschnittsfläche des Absorbers gebaut werden.
Es bieten sich nun unterschiedliche Ausprägungen für diese erfinderische Lösung an: Der Rollenabscheider kann unterhalb die Balken gehängt werden oder er kann auf die Balken gestellt werden. Letztere Bauform setzt allerdings voraus, dass der Abstand von Oberkante des Balkens bis Unterkante des Abscheiders die notwendige Höhe hat, um das Rauchgas wieder hinter dem Balken zusammen fließen zu lassen.
Ausführung
Die offensichtlich leichtere und sichere Konfiguration ist die Abhängung unterhalb der Balkenebene. Die bekannte Abhängung durch U-Hänger kann nun so gestaltet werden, dass sie nur einen minimalen Anteil der Grundfläche des Absorbers in Anspruch nimmt.
Alternativ kann die Abhängung so gestaltet werden, dass sie durch den Rauchgasstrom umströmt werden kann.
Alternativ kann der Rollenabscheider deutlich oberhalb des Balkens installiert werden auf einer neuen Unterkonstruktion, die auf den Balken aufliegt.
Es folgen vier Zeichnungen:
Bild 1 abgehängte Installation Alternative 1 mit Aufnahmenut
Bild 2 abgehängte Installation Alternative 1 mit Steckverbindung
Bild 3 abgehängte Installation Alternative 2 mit Aufnahmenut
Bild 4 abgehängte Installation Alternative 3 mit Steckverbindung
Bezugszeichenliste

1: Rohre
2: Tragbalken
3: Rollenabscheider
4: Abstandsplatte
5: Versteifungsrohr
6: Abhängung
7: Steckverbindung
8: Löcher in Abstandsplatte
9: Abstandshalterstangen
10: Aufnahmenut
11: Gasstrom
12: Knotenblech
13: Tragkonstruktion

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 20018970 [0004]
DE 202010016752 [0004]

Claims

Rollenabscheider, bestehend aus zwei oder mehr Lagen von waagerecht gelagerten und versetzt zueinander angeordneten Rohren vorzugsweise des Durchmessers 62 mm welche in Rauchgasentschwefelungsanlagen, insbesondere sogenannten NassREA eingesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Abscheiderfläche fast identisch mit der Grundfläche des Absorbers ist, während die Unterstützungskonstruktion so optimiert ist, dass sie nur noch einen Teil von deutlich weniger als 10% der Gesamtfläche ausmacht.
Rollenabscheider gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass diese Abscheider unterhalb der Tragbalken abgehängt werden und durch eine Hängekonstruktion getragen werden.
Rollenabscheider gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Hängekonstruktion über den Balken gehängt wird und unterhalb des Balkens wieder zusammengeführt wird und die effektive Fläche des Abscheiders maximiert wird.
Rollenabscheider gemäß Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenabscheider in einer Aufnahme- und Führungsnut gelagert wird.
Rollenabscheider gemäß Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenabscheider mit Schrauben oder anderen Halter an der Aufhängung befestigt wird.
Rollenabscheider gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Hängekonstruktion unten an die Tragbalken gehängt oder geschweißt wird und nur eine flache Wand oder Aufhängung bildet.
Rollenabscheider gemäß Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenabscheider in einer Aufnahme- und Führungsnut gelagert wird.
Rollenabscheider gemäß Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenabscheider mit Schrauben oder anderen Halter an der Aufhängung befestigt wird.
Rollenabscheider gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Hängekonstruktion nur abschnittsweise ausgeprägt ist und zwischen den Hängern Lücken in der Aufhängung entstehen, durch die das Rauchgas fließen kann.
Rollenabscheider gemäß Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenabscheider in einer Aufnahme- und Führungsnut gelagert wird.
Rollenabscheider gemäß Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenabscheider mit Schrauben oder anderen Halter an der Aufhängung befestigt wird.
Rollenabscheider gemäß Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenabscheider auf einer Zwischenkonstruktion gelagert wird, die auf dem Balken angeordnet wird und die so konfiguriert ist, dass die dafür notwendige Absorberfläche deutlich weniger als 10% beträgt.
Rollenabscheider gemäß Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenabscheider in einer Aufnahme- und Führungsnut gelagert wird.
Rollenabscheider gemäß Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass der Rollenabscheider mit Schrauben oder anderen Halter an der Aufhängung befestigt wird.