DE2454629C3 - Rauchgasführung für Verbrennungsgase hinter einem Naßwäscher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rauchgasführung hinter einem Naßwäscher, wie er zur Reinigung von Abgasen verwendet wird. Die Luftverunreinigung ist in den letzten Jahren ein besonders wichtiges Problem geworden und ihre Verminderung ist das Ziel vieler Anstrengungen. Eine Quelle füi die Luftverunreinigung sind die Verbrennungsgase, die von den Brennkammern, z. B. von Dampferzeugern, emittiert werden. Die Schwefeloxyde SO₂ und SOj tragen besonders zur Verunreinigung der Verbrennungsgase bei. Dies gilt auch für Flugasche und andere Staubteilchen, wenn sie nicht vollständig zurückgehalten werden. In einem bekannten System zur Reinigung von Abgasen wird die Naßwäsche in einem Naßwäscher vorgenommen. Solche Systeme sind z. B. in dem US-Patent 33 20 906 der Patentinhaberin beschrieben.

Schwierigkeiten entstehen bei solchen Systemen, wenn die aus dem Naßwäscher austretenden Gase mit Feuchtigkeit beladen sind oder einen Überschuß an Flüssigkeit und darin aufgelösten festen Teilchen mit sich führen. Ohne weitere Behandlung dieser Gase können sich zerstörende Wirkungen auf den Ventilator ergeben, der sich in dem System zwischen dem Naßwäscher und dem Kamin befindet. Dies kann zu Beeinträchtigungen de* Wirkungsgrades, aber auch zur Korrosion und Bildung von Niederschlägen führen. Auch erscheint über dem Kamin eine sichtbare Dampfwolke, die vermieden werden sollte.

Man hat schon früher durch Wärmetauscher stromabwärts vom Naßwäscher die Gase getrocknet, ehe sie den Ventilator erreichten. Dadurch wurde der Feuchtigkeitsgehalt der Gase und ihr korrodierender Einfluß vor dem Ventilator vermindert und die Möglichkeit der Entwicklung einer Dampfwolke am Schornsteinausgang kleiner gemacht. Solche durch die deutsche Patentschrift 12 71296 bekannte Anlagen bringen zwar Verbesserungen aber keine vollständige Lösung, weil sich auf dem Wärmetauscher korrodierende Effekte zeigen, die z. B. Abblättern von Material zur Folge haben Dies ergibt sich durch den Niederschlag mitgeführter Teilchen auf der Wärmetauschfläche.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese noch bestehenden Schwierigkeiten zu beheben und die Wärmetauschfläche des Heiz-Wärmetauschers besser zu schützen. Dies geschieht gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 definierten Maßnahmen. Man kann zwei Ventilatoren vorsehen, von denen einer in der Rückführleitung liegt und der andere dem Kamin zugeordnet ist. Es reicht aber gemäß Anspruch 3, nur einen Ventilator in der Hauptabgasleitung vorzusehen. Schließlich kann man gemäß Anspruch 4 in der Rückführleitung eine Regelklappe anordnen.

Für die Gegenstände der Ansprüche 2-4 wird kein selbstständiger Schutz begehrt, vielmehr sollen diese nur im Zusammenhang mit dem Gegenstand des Anspruches 1 geschützt werden.

Diese und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beiden in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispielen, die nachstehend beschrieben werden.

Die F i g. 1 zeigt schematisch ein Kraftwerk mit einem Gasreinigungssystem nach der Erfindung, während Fig. 2 nur ein Teilschema einer abgewandelten Auifühi-ungsform der Erfindung zeigt.

Die Zeichnungen stellen ein Kraftwerk dar, das ein Gasreinigungssystem nach der vorliegenden Erfindung enthält, bei dem die Verbrennungsgase vor ihrer Abscheidung gereinigt werden. Der Dampferzeuger 10 besitzt eine Brennkammer 12 in der Brennstoff verbrannt wird, dessen Verbrennungsgase zur Dampferzeugung verwendet werden. Der Zug der Verbrennungsgase und ihre schließliche Abscheidung durch den Kamin 14 wird durch einen Zuglüfter 16 bewirkt. Der Dampferzeuger ist wie üblich mit Rohren ausgekleidet, die die verdampfbare Flüssigkeit enthalten, so daß die Mischung aus Wasser und Dampf durch die Trommel 18 abgeführt wird. In dieser Trommel 18 werden Dampf und Wasser getrennt, der Dampf zur Leistungsabgabe an das Kraftwerk weitergeleitet und das Wasser den Rohren des Dampferzeugers wieder zugeführt. Der abgeschiedene Dampf wird über Dampfleitungen in einem geschlossenen Kreislauf nacheinander über einen Überhitzer 20, eine Hochdruckturbine 22, einen Wiedererhitzer 24, eine Mitteldruckturbine 26 und eine Niederdruckturbine 28 geführt. Der dann austretende Dampf wird im Kondensator 30 kondensiert und dem Dampferzeuger 10 wieder zugführt. Dabei wird das Kondensat über eine Anzahl von Wärmetauschern 32, 34 und 36 geführt, die zur Behandlung des Speisewassers benutzt werden, bevor es dem Ekonomiser 38 zuströmt, der einen Teil der Dampferzeugereinheit bildet. Der Umlauf des Arbeitsmittels wird durch eine Anzahl von Pumpen sichergestellt, z. B. die Konder.satpumpe 40, die Zusatzpumpe 42 und die Kesselspeisepumpe 44. Den verschiedenen Wärmetauschern 32,34 und 36 fließt das zu erhitzende Medium von den Zwischendruck- und Niederdruckturbinen 26 und 28 zu.

Die Verbrennungsgase, die in der Heizkammer 12 des Dampferzeugers 10 entstehen, werden vom Gasauslaß 46 in einen Naßwäscher 48 geführt, durch den Verunreinigungen, z. B. Schwefelverbindungen oder kleine feste Ascheteilchen herausgewaschen werden, indem sie mit Waschwasser in Berührung kommen. Die Ausbildung des Naßwäschers 48 bildet keinen Teil der Erfindung, und man kann ihn aus den bekannten geeigneten Konstruktionen wählen. Das oben erwähnte US-Patent 33 20 906 zeigt eine vollständige Beschrei-

bung einer Gasreinigungsanlage, die daher hier nicht wiederholt zu werden braucht.

Die Verbrennungsgase aus dem Naßwäscher 48 strömen unter dem Einfluß eines Saugventilators 16 über die Leitung 50 zum Kamin 14. Entsprechend der Erfindung ist eine Rückführleitung 52 für die Verbrennungsgase vorgesehen, deren Eingang von der Gasleitung 50 abzweigt, bevor diese den Ventilator 16 erreicht. Die Rückführleitung 52 tritt unmittelbar am Ausgang des Naßwäschers 48 in die Gasableitung 50 ein. In der Leitung 52 befindet sich ein Rückführventilator 54, ein Wärmetauscher 56 als Wärmequelle für die Aufheizung der rückgeführten Gase und eine Regulierk'.appe 58, mit der die Menge des rückgeführten Gases geregelt worden kann. Der Wärmetauscher 56 besitzt eine Rohrschlange 60 oder dergl., um die rückgeführten Gase aufheizen zu können. Im vorliegenden Falle ist die Rohrschlange 60 an die Mitteldruckturbine 26 angeschlossen, jedoch sind die Verbindungsrohre in der Zeichnung nicht dargestellt. Der Anschluß soll bei 64 erfolgen. In ähnlicher Weise sind nicht dargestellte Leitungen vorgesehen, um den Rohrschlangenaustritt 66 mit einer Rückführleitung zu verbinden, die das kondensierte Wasser bei 68 dem Kondensator wieder zuführt. Das Heizmittel kann auch an anderer Stelle entnommen und das Kondensat an anderer Stelle wieder zugeführt werden.

Beim Betrieb wird Brennstoff mit Luft in der Brennkammer 12 des Dampferzeugers 10 verbrannt und die Verbrennungsgase dazu benutzt, Heißdampf zum Antrieb der Turbinen 22, 26 und 28 zu erzeugen. Die Verbrennungsgase verlassen die Brennkammer 12 durch den Ausgang 46 und werden über den Naßwäscher 43 geführt, wo mit ihnen — wie oben beschrieben — verfahren wird, um sie vor Eintritt in die Atmosphäre zu reinigen. Unter dem Einfluß des Saugventilators 16 gelangen sie über die Leitung 50 :jum Kamin 14. An einem Punkt der Leitung zwischen dem Naßwäscher 48 und dem Ventilator 16 wird ein vorbestimmter Anteil der behandelten Gase unter Regulierung durch die Klappe 58 von der Lekung abgezweigt und über die Rückführleitung 52 an eine Stelle in der unmittelbaren Nachbarschaft des Ausgangs des Naßwäschers 48 geführt.

Beim Durchfluß über die Leitung 52 werden die rückgeführten Gase mit Hilfe des Wärmetauschers 56, der ein Heizmedium über die Heizschlangen 60 zuführt, auf eine erhöhte Temperatur gebracht. Die so erhitzten und zurückgeführten Gase werden der Leitung 50 wieder zugeführt, wo sie sich mit den vom Naßwäscher 48 kommenden Gasen vermischen. Die Feuchtigkeit, die in den Gasen enthalten ist, die aus dem Naßwäscher 48 austreten, wird durch die zurückgeführten Gase aufgenommen, das Gas also getrocknet, und zwar durch unmittelbaren Wärmeübergang.

Bei dem beschriebenen System, bei dem die Gase bei 10% Feuchtigkeit eine Temperatur von 45°—6O⁰C haben und so aus dem Naßwäscher 48 austreten, wird die Trocknung in der Leitung 50 dadurch bewirkt, daß etwa 20% des Gases über die Leitung 52 zurückgeführt werden und im Wärmetauscher 56 auf einen Temperaturbereich von etwa 150"—200⁰C aufgeheizt werden. Die Heizung der rückgeführten Gase auf diese Temperatur kann durch Abzapfung von Dampf im Bereich zwischen 200° und 250°C, der über den Wärmetauscher 56 geführt wird, bewirkt werden. Die sich dabei ergebende Gasmischung erreicht eine Temperatur von 70°—8O⁰C und ist so gut getrocknet; sie verhindert auch den Austritt von sichtbaren Ausscheidungen aus dem Kamin.

Ein einfaches Regelsystem für diese Anlage benutzt ein Tastglied 70 für die Temperatur der Gasmischung in der Leitung 50 und für die entsprechende Betätigung der Klappe 58. Ein zweites Tastglied 72 tastet die Temperatur des zurückgeführten Gases ab, und zwar innerhalb der Leitung 52 unmittelbar nach dem Wärmetauscher 56; dieses Tastglied steuert die Stellung eines Durchlaßventils 74 für das heizende Medium, das zum Wärmetauscher 56 geführt wird.

Mit Hilfe der Erfindung können also feuchte Gase, die aus dem Naßwäscher 48 austreten, getrocknet werden, ohne daß die Gefahr irgend einer Beeinträchtigung der Wärmeübertragung im Kessel entsteht. Da der Wärmetauscher, der für die Trocknung benutzt wird, von der Leitung 50 getrennt ist, und andererseits die Wärmeübergangsfläche beim Wärmetauscher 56 nur trockenen Gasen an einer von der Leitung 50 entfernten Stelle ausgesetzt wird, kann durch Abblättern oder andere Korrosion kein Schaden entstehen.

In Fig. 2 der Zeichnung ist eine andere Ausführung gezeigt, und zwar nur der Teil des Systems, das zwischen dem Naßwäscher 48 und dem Kamin 14 liegt. Die sonstigen Teile der Anlage sind ähnlich denen der Fig. 1. In dieser abweichenden Ausführungsform wird die Rückführleitung 52 zwischen Kamin und Zugventilator angeschlossen, der Ventilator 16 dient also sowohl der Strömung der Gase durch die Hauptleitung 50, als auch für die Rückführung über die Leitung 52. Es wird dadurch ein zweiter Ventilator, wie in F i g. 1, erspart.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Rauchgasführung für Verbrennungs?ase hinter einem Naßwäscher, insbesondere für Ver inungsgase in Dampferzeugern, bei der die Verbrennung!.-gase durch einen Heiz-Wärmetauscher wieder aufgeheizt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine vom Hauptabgasstrom abgezweigte Rauchgasmenge durch den hn Zweigstrom angeordneten Heiz-Wärmetauscher (56) strömt und die Zweigleitung (52) zu einer Stelle der Hauptgasleitung (50) zurückgeführt ist, die dem Ausgang des Naßwäschers (48) unmittelbar benachbart ist.

2. Rauchgasführung nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, zwei Ventilatoren vorgesehen sind, von denen der eine (54) in der Rückführleitung (52) angeordnet ist, während der andere (16) dem Kamin (14) zugeordnet ist.

3. Rauchgasführung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, nur ein Ventilator (16) in der Hauptabgasleitung (50) vorgesehen ist.

4. Rauchgasführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, die Rückführleitung (52) eine Regelklappe (58) enthält.