DE2140167B2 - Verfahren zur staubabscheidung in dampferzeugeranlagen und einrichtung zur anwendung dieses verfahrens - Google Patents

Description

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- ao nach einer flachen Wellenlinie gebogenen, an der kennzeichnet, daß von den Rauchgasteilstiomen Außenwand der Wellenberge Schlitze aufweisenden ein Teil durch stromabwärts hegende Fangtaschen Rohr besteht, wobei der als Folge von Schleuderwir-(17', 17"; 18', 18") zum Rauchgasstrom zurück- kung nach jeweils einer Umlenkung ausgeschiedene geleitet ist. Ruß in eine am Schornsteinfuß vorgesehene Fang-

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- 35 kammer fällt. Dieser Abscheider beansprucht erhebkennzeichnet, daß die Fangtaschen (17', 17"; 18', lieh mehr als den vollen Querschnitt des Rauchgas-18") mit Rauchgasrückleitung zusätzliche, die kanais, was den Anwendungsbereich sehr einengt Abscheidung fördernde Prallflächen (27) und (deutsche Patentschrift 598 963).
Umlenkflächen (26) aufweisen. Weiter ist eine Einrichtung zum Abscheiden von

30 Festteilchen aus Gasen mit einem quer in einem Kanal angeordneten, aus leitschaufelförmigen Stäben

bestehendem Rost bekannt, der zu einem wesentlichen Teil im Bereich einer U-förmigen Umlenkung liegen muß. Diese spezielle Ausbildung begrenzt die 35 Anwendung auf besonders gelagerte Anwendungs-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung fälle (deutsche Patentanmeldung P 37 484/24 g, zum Abscheiden von Festteilchen aus Rauchgasen 6/01).

einer Feuerungsanlage, insbesondere eines Dampf- Außerdem ist eine Fangvorrichtung für Flugasche

erzeugers, gemäß dem Oberbegriff des Patent- im Rauchgaszug eines Dampferzeugers mit nach anspruches 1. 40 einer Umlenkstelle an der Rückwand eines Rauch-

Zweck der Erfindung ist es, umweit- bzw. anlage- gaskanals übereinander angebrachten Fangtaschen freundliches Verfeuern ballastreicher Kohle mittels und mit Fallkanälen zum Abführen der ausgeschie-Kohlestaubbrennern von Dampferzeugeranlagen zu denen Festteilchen durch Schwerkraft bekannt. Die ermöglichen; es handelt sich hierbei um Brennstoffe, Fallkanäle münden in eine Absetzeinrichtung, die von denen 10 bis 20 Gewichtsprozent als Quarzsand 45 wiederum, um Falschluft zu venreiden, eine rohrardie Dampferzeugeranlage belasten. Je nach Art des tige Verbindung zwischen der Absetzeinrichtung und Brennraumes beträgt der Ersteinbindegrad der un- dem Rauchgaskanal aufweist (deutsches Gebrauchsbrennbaren Bestandteile 15 bis 85 °/o. Der kleinere muster 1 907 492).

Wert gilt für eine trockene Kohlestaubfeuerung, der Schließlich ist es bekannt, derartige Fangtaschen

größere Wert für eine Schmelzkammerfeuerung mit 50 sich zwar über die ganze Breite eines Rauchgaszuges Schrägzyklon. erstrecken zu lassen, hierbei aber zur Ableitung der

Der Rest der unbrennbaren Bestandteile wird als ausgeschiedenen Teilchen Fallschächte mit verhält-Flugasche durch die Kesselanlage vom Rauchgas nismäßig kleinem Querschnitt vorzusehen, die zudem mitgetragen. Auf dem Flugweg prallt die Flugasche durch gewichtsbelastece Klappen verschließbar sein auf Kesselwände, Heizflächen und Absperrorgane. 55 können (deutsche Offenlegungsschrift 1 526 140).
Dabei entsteht Verschleiß durch Erosion. Ferner ge- Demgegenüber ist es Aufgabe vorliegender Erfinlangt ein beträchtlicher Anteil der Festteilchen klein- dung, die bekannten Vorrichtungen in der Richtung ster Körnung durch den Schornstein in die Umge- fortzuentwickeln, daß ein optimaler Abscheidegrad bungsluft bzw. belastet auf dem Weg zum Schorn- nicht nur rein mengenmäßig, sondern auch besonders stein nachgeschaltete Feinfilter. 60 hinsichtlich der Festteilchen geringster Körnung er-

Es ist allgemein bekannt, Flugasche führende zielt wird. Des weiteren sollen die Vorrichtungen Rauchgase gleichmäßig über den Strömungsquer- weitgehend unabhängig von der jeweiligen Kesselbeschnitt der Rauchgaskanäle zu verteilen, die Ge- lastung die volle Abscheideleistung erbringen, sowie schwindigkeit der Festteilchen abzubremsen oder die auf verschiedene Kesselbauweisen gegebenenfalls Kesselbauteile mit Armierungen zu schützen. Durch 65 auch nachträglich anwendbar sein,
theoretische Überlegungen und auch praktische Ver- ' Diese Aufgabe wird durch die dem Kennzeichen suche ist ferner bekanntgeworden, daß die Flug- des Patentanspruches 1 entnehmbaren Mittel gelöst,
aschebeladung auf dem Weg des Rauchgasstromes Hierdurch wird nicht nur die obengenannte Auf-

gäbe gelos^ sondern auch als direkte Folge der Auf- geschwindigkeit für den Wirkungsgrad der Vorrich-

wand fur Reparaturen derartiger Dampferzeugern- tung wesentlich ist, hat der Fallkanal 5 in etwa die

lagen beträchtlich gesenkt. Da der Abscheidegrad gleiche Breite wie der Hauptkanal 8.

gerade von Teilchen kleinster Körnung mehr als ver- Der erwähnte, ungewöhnlich hohe Abscheidegrad haltrmmaßig gesteigert ist, trägt die Erfindung zu 5 von Festteilchen aller Körnungen und unter jedem

erheblicher_ Verringerung der Umweltverschmutzung Lastzustand der Anlage beruht darauf, daß sich un-

bei bzw fuhrt zu einer geringeren Belastung der ter dem Einfluß des Träger-Gasstromes im Bereich

nachgeschalteten Feinfilter. der Auffangplatten zunächst !.eine störenden Sekun-

Vorteiihafte Ausgestaltungen der Erfindung sind därwirbel bilden und anschließend eben auf der Förder nachfolgenden Beschreibung und den Ansprü- io derwirkung des Träger-Gassiromes im Fallkanal.

chen ^ und 3 entnehmbar. Zur Verringerung des Gasdurchsatzes durch die

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Absetz- bzw. Abscheideeinrichtung wird — wie in

Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigt F ig. 2 besonders dargestellt — der Träger-Gas-

F ig. 1 einen Schnitt durch einen Zug eines Dampf- strom 6 wieder geteilt, wovon ein von Festteilchen erzeugers mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 15 befreiter Zweig-Gasstrom 9 um beispielsweise 120°

^unr.. . . umgelenkt und danach dem Haupt-Gasstrom 7 wie-

h ig. 2 einen Schnitt durch eine Fangtasche mit der zugeführt wird. Von dem Zweig-Gasstrom 9 mitge- ·. Prall- sowie Umlenkflächen. führte Festteilchen 29', 29" werden durch Trägheitsvorrichtung zum Abscheiden von Festteilchen sowie Impuls-Einwirkungen daran gehindert, im unterschiedlicher Körnung 22, 23; 29', 29" und ver- 20 Zweig-Gasstrom 9 zu verbleiben. Auch das Rückfühanderhcner Konzentration aus Rauchgasströmen ren des Zweig-Gasstromes 9 in den Haupt-Gaswechselnder Volumina bzw. Geschwindigkeiten bei strom 7 kann in einer oder mehreren Stufen erfolgen, j-euerungsanlagen, insbesondere Dampferzeugern. Der Wärmeinhalt des rückgeführten Zweig-Gasstroourch Hienkraft-, zum Teil auch durch Impuls-Ein- mes9 kann zudem in nachgeschalteten Anlageteilen wirkung bewirkt, daß aus dem mit Festteilchen bela- 25 zusammen mit demjenigen des Haupt-Gasstromes 7 _üJ;^a.^ucng.^asstrom * ^nach einer Umlenkung urn ausgenutzt werden. Der nicht rückgeführte Anteil des etwa yo_in mindestens zwei oder auch in mehr Pha- Träger-Gasstromes 6 führt, mit Festteilchen sehr sen ein Trager-Gassirom 6 aus dem Bereich höchster stark angereichert, als Rest-Gasstrom 10 zu den an 1 eilcnen-Konzentration, das ist der Bereich mit den sich bekannten Absetz- bzw. Abscheideeinrichtungen graueren bzw. größten Krümmungsradien um die 30 und wird, von Festteilchen befreit, dem Haupt-Gasrv u/· υ^Umlenkachse-^r abgezweigt wird (Fig. 1). strom 7 wieder zugeführt.

Die Wirkung der Umlenkung kann noch durch eine Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist wie folgt

an sich bekannte Umlenknase 25 verstärkt sein. Da- gestaltet:

bei verlassen die Festteilchen infolge der auf sie ein- Wie Fig. 1 zeigt, werden an der Anströmwand 11 wirkenden I ragheitskrafte die Si.umli.iien 2 bis 4 der 35 des Rauchgaskanals 12 über seine gesamte Breite, bis sie bis zur Umlenkung tragenden Gasphasen in der zu den Seitenwänden des Kanals sich erstreckende Art, dalo aie Flugbahnen der Festteilchen größere Schlitze 13 bis 18 mit Fangtaschen 13' bis 18' und Krümmungsradien haben als die die Teilchen bis zur zugehörigen Wandplatten 13" bis 18" in unterschied-Umlenkung tragenden Gasphasen. Die Festteilchen üchen Höhen angebracht. Formgebung und Dimenhaben die Tendenz, die seitherige Flugbahn beizube- 40 sionierung sind in Abhängigkeit von der jeweiligen halten. Ua auf sie aber weiterhin die Kräfte vom Kesselbauart unterschiedlich und werden durch Mo-Kaucngasstrom einwirken, werden die Festteilchen dellversuch bzw. durch Analogieschluß ermittelt, zwar in die neue Richtung des Rauchgasstromes ge- Eine Neigung von etwa 45° gegen die Strömungszwungen aber es folgen die Teilchen größerer Kör- richtung des Träger-Gasstromes 6 hat sich als zwecknung 22 tlacheren Flugbahnen 2', 3', 4', als die ge- 45 mäßig erwiesen. In jedem Fall bilden Wandplatten krummteren Flugbahnen 2", 3", 4" der Teilchen mit 13" bis 18" zusammen mit der Anströmwand 11 sokleinerer Körnung 23. _{wie m}it den nicht dargestellten Seitenwänden den ts werden also nach einer Umlenkung um etwa Fallkanal S. Gegebenenfalls werden die Schlitze 13 yu aus dern Rauchgasstrom 1 die Phasen höchster bis 18 zweckmäßigerweise zwischen einzelnen Heizhestteilcnen-Konzentration abgezweigt, und, von 50 tiächenpaketen angeordnet, wobei deren Höhe den einem Trager-Gasstrom 6 getragen, etwa parallel lotrechten Abstand der einzelnen Schlitze und der dem verbleibenden Haupt-Gasstrom 7 geführt. So- lotrechte Abstand zweier aufeinanderfolgender Heizdannwerden aus dem Träger-Gasstrom 6 in an sich flächenpakete die lichte Höhe des zugehörigen bekannter Weise, z.B. in einer Absetz- bzw. Ab- Schlitzes bestimmen.

scheideeinnchtung, die Festteilchen ausgeschieden 55 Fig.2 zeigt ähnlich Fig. 1, jedoch in größerem und endlich der gereinigte Rest-Gasstrom 10 mit Maßstab, zunächst die Ausbildung des Fallkanals 5, dem Haupt-Gasstrom 7 zum Rauchgasstrom 1 wieder wobei die Kanaltiefe unterschiedlich ist, um die mit vereinigt. Durchgeführte Versuche und Messungen Festteilchen beladenen Gasströme 9 und 10 wirhaben eindeutig bewiesen, daß nur ein sehr geringer kungsvoll zu trennen und an jeder Stelle im Fallka-Anteil Festteilchen 23 im Haupt-Gasstrom 7 ver- 60 nal 5 eine gleichmäßige Geschwindigkeit zu errei^ble'^b.¹· . chen.

Die Vorrichtung bewirkt nicht nur das Abzweigen F i g. 2 zeigt ferner die besondere Gestaltung eines

des Trager-Gasstromes 6 in mehreren Stufen, son- Schlitzes 28 für einen, aus dem Träger-Gasstrom 6

dern es werden auch Druck und Geschwindigkeit im abgezweigten, zum Haupt-Gasstrom 7 zurückströ-

Trager-Gasstrom 6 etwa konstant gehalten; hierbei 65 menden Zweig-Gasstrom 9. Der Fallkanal 5 ist für

sind die Festteilchen mit der Uescnwinu.gkeu ues größtmögliche Abscheideleistung hinter dem Schlitz

Trager-Gasstromes in dessen sämtlichen Phasen ver- 28 im Strömungsquerschnitt verringert, wie auch bei

teilt. Da das Beibehalten der einmal gegebenen Gas- 5' in Fig. 1 dargestellt. Die Fangtasche 18' liegt in

V^v-

ihrer ganzen Breite im Bereich des Haupt-Gasstromes?. Die Verbindung zur Trennwand des Träger-Kanals 5 ist stufenförmig, also mit Fangtasche 18', Prallfläche 27 und Umlenkfläche 26, ausgeführt.

Die besondere Wirkung der Abscheidevorrichtung beruht somit darauf, daß ständig in dem durch die Anströmwand 11 und die Wandplatten 13" bis 18" und den Seitenwänden gebildeten Fallkanal 5 bis zu den Absetz- bzw. Abscheideeinrichtungen ein Träger-Gasstrom IG als Träger für die Festteilchen aufrechterhalten wird. Dieser Träger-Gasstrom — in einer Größenordnung von etwa 1 °/o des Haupt-Gasstromes 7 — kann hinter den Absetz- bzw. Abscheideeinrichtungen dem Haupt-Gasstrom 7 an einer Stelle niedrigen Druckniveaus, z.B. vor dem Luftvorwärmer, wieder zugeführt werden. Erhält der FaIlkanal die erfindungsgemäße Formgebung, die keine Geschwindigkeitsänderungen eintreten läßt, dann ist die größtmögliche Abscheideleistung leicht erreichbar.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Abschei-

jo den von Festteilchen aus einem Rauchgasstrom ist in gleicher Weise anwendbar für alle Rauchgaskanäle, die eine Umlenkung von mindestens 90° aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

durch den Dampferzeuger nach Umlenkungen auf Patentansprüche: dem Außenradius besonders groß ist, da die Staub teilchen bei gekrümmter Gasbahn durch Fliehkraft-

1. Vorrichtung zum Abscheiden von Festteil- einfluß zu größeren Radien getragen werden. Man chen aus Rauchgasen einer Feuerungsanlage, ins- 5 hat diese Erscheinung ausgenützt und nach einer besondere eines Dampferzeugers, mittels mehre- Umlenkung Trägheitsabselzkammern angebracht, um rer nach einer Umlenkstelle an der Anströmwand damit eine gewisse Staubabscheidung herbeizufüheines Rauchgaskanals übereinander angebrachter ren. Als nachteilig wird bei den bekannten Abschei-Fangtaschen mit zugehörigen Wandplatten, die devorrichtungen angesehen, daß die erhaltenen Abmit der Rauchgaskanalwand einen Fallkanal zum io scheidegrade nicht ausreichend sind und daß etwa Abführen der ausgeschiedenen Festteilchen bil- nur 4 °/o des Flugstaubes ausgeschieden werden. Ferdcn, und der Fallkanal in eine Absetz- bzw. Ab- ner fällt in den bekannten Absetzkammern nur der scheidevorrichtung mündet, dadurch ge- sehr große Staubanteil aus, da die feinen Körnungen kennzeichnet, daß durch die Fangtaschen durch Sekundärströmungen in den Absetzkammern (13', 13"; 14', 14"; 15', 15") mindestens zwei 15 wieder Ji die Rauchgasströmung zurückgetragen Rauchgasteilströme in den Fallkanal (5) geleitet werden (Mitteilungen der VGB 1967, Heft 107, sind, und daß der. Fallkanalquerschnitt entspre- S 127 bis 132).

chend der Umleitung der Rauchgasteilströme Es ist auch ein zum Einbau in Schornsteine bevergrößert ist. stimmter Rußabscheider bekannt, der aus einem