DE2547858A1 - Exhaust gas purification equipment for engines, and gas turbines - has separate furnace, combustion equipment and waste heat recovery - Google Patents
Exhaust gas purification equipment for engines, and gas turbines - has separate furnace, combustion equipment and waste heat recoveryInfo
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Abstract
Description
Anlage zur Rauchgasreinigung bei BrennkraftmaschinenSystem for flue gas cleaning in internal combustion engines
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Rauchgasreinigung bei Brennkraftmaschinen von der Bauart mit innerer und äußerer Verbrennung.The invention relates to a system for cleaning flue gas in internal combustion engines of the type with internal and external combustion.
Bisher war es Ublich, die Abgase sowohl beispielsweise eines Dieselmotors ( innere Verbrennung ) oder einer Gasturbine ( äußere Verbrennung ) direkt in die Atmosphäre aus zus chi eben.Up to now it was common to have the exhaust gases of both a diesel engine, for example (internal combustion) or a gas turbine (external combustion) directly into the Atmosphere from too much.
Hierdurch entstand einerseits eine erhebliche, bisher in Kauf genommene Luftverschmutzung, andererseits ein erheblicher WOrmeverlust der noch eine hohe Enthalpie aufweisenden Abgase. Im gewissen Maß wurde hier schon eine Wärmerückgewinnung, allerdings nur bei großen Anlagen, vorgenommen. Erfindungsgemäß soll eine solche Anlage nun so weitergebildet werden, daß sich deren Wirkungsgrad erhöhen und deren Rauchgas weitestgehend reinigen läßt,und damit fUr die Allgemeinheit ein Gewinn an nutzbarer Energie herbeigefUhrt wird. Dieses Problem wird in Zukunft immer größere Bedeutung durch die Verteuerung der Brennstoffe einerseits, durch deren qualitative Verschlechterung andererseits gewinnen.On the one hand, this resulted in a considerable amount that had previously been accepted Air pollution, on the other hand, a considerable heat loss which is still high Enthalpy exhaust gases. To a certain extent, heat recovery has already been implemented here, but only for large systems. According to the invention, such System are now trained in such a way that their efficiency increases and their Flue gas as far as possible can be cleaned, and thus for the general public a gain in usable energy is brought about. This problem will be in the future ever greater importance due to the increase in the price of fuels on the one hand gain their qualitative deterioration on the other hand.
Gelöst wird dieses Problem überraschend einfach dadurch, daß die Abgassammelleitung der Brennkraftmaschinen direkt in den Brenner einer (Nach)brennkammer geführt ist.This problem is solved surprisingly simply by the fact that the exhaust manifold the internal combustion engine is led directly into the burner of a (post) combustion chamber.
Im Brenner wird zusätzlicher Brennstoff eingeführt.Additional fuel is introduced into the burner.
Vorzugsweise handelt es sich um einen Brenner mit Dosiervorrichtung und Drallachaufelring.It is preferably a burner with a metering device and twist vane ring.
So ist es beispielsweise auch möglich, dem Dieselmotor abgasseitig einen Flammrohrkessel nachzuschalten.For example, it is also possible to use the diesel engine on the exhaust side to connect a flame tube boiler downstream.
Zweckmäßig ist die Nachbrennkammer Teil eines Abhitzekessels.The afterburning chamber is expediently part of a waste heat boiler.
Zweckmäßig ist die aufgrund von 02-Gehalt und Temperatur betätigte Dosiervorrichtung künstlich, insbesondere motorisch, hinsichtlich des Vordralls verstellbar.The activated one based on the O2 content and temperature is useful Artificial metering device, in particular motorized, with regard to the pre-swirl adjustable.
Zweckmäßig sind die RiUsen der Dosiervorrichtung von außen verstellbar.The rips of the metering device are expediently adjustable from the outside.
Nach einer baulich zweckmäßigen iusftthrungsform der Drfindung ist die Nachbrennkammer huber dem Dieselmotor angeordnet.According to a structurally expedient form of implementation, the finding is the afterburning chamber is located above the diesel engine.
Die Abgase aus einem Dieselmotor haben bekanntlich eine Temperatur von ca. 4000 und noch einen 02-Gehalt von 10 bis 16, insbesondere 15 - 16 *. In dieser Form werden die Abgase ohne zusätzliche Verbrennungsluftbeigabe, Jedoch unter ZufUhrung von Brennstoff, auf ca. 8000 erhitzt und vollständig ausgebrannt. Diese gereinigten Abgase von beispielsweise 8000 erzeugen in einem Abhitzekessel von z.B. 67 atü und 51000 hochgespannten Dampf, wobei diese dann den Kessel mit 1600C verlassen und vollkommen frei von Rußbestandteilen und Schwelgasen dem Schornstein zugeführt werden.The exhaust gases from a diesel engine are known to have a temperature of approx. 4000 and still an O2 content of 10 to 16, in particular 15-16 *. In this form, the exhaust gases are released without the addition of combustion air, However, with the addition of fuel, heated to approx. 8000 and completely burned out. These cleaned exhaust gases of, for example, 8000 are generated in a waste heat boiler of e.g. 67 atmospheres and 51,000 high-tension steam, which then includes the boiler 1600C leave the chimney completely free of soot and carbonization gases are fed.
Der beispielsweise hochgespannte Dampf erzeugt in einer Gegendruckturbine Strom; deren Abdampf wird entweder Verbrauchern zur VerfUgung gestellt oder erzeugt über einen Wärmeaustauscher Heiß- bzw. Warmwasser fUr Heizzwecke. Das Kondensat wird über den Entgaser - Speisewasserbehälter dem Abhitzekessel wieder zugefUhrt.The high-pressure steam, for example, is generated in a back pressure turbine Current; their exhaust steam is either made available to consumers or generated Hot or warm water for heating purposes via a heat exchanger. The condensate is returned to the waste heat boiler via the degasser feed water tank.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme werden nicht nur die Abgase gereinigt; wichtig ist, daß hochgespannter Dampf ftir die Stromerzeugung zur Verlegung steht.The measure according to the invention not only cleans the exhaust gases; it is important that high-pressure steam is available for power generation.
Damit ist eine solche Anlage den meisten kombinierten Stromerzeugungsanlagen im Hinblick auf die Stromausbeute der eingebrachten Wärmemenge erheblich tberlegen.This makes such a plant the most combined power generation plants Considerably superior to the amount of heat introduced in terms of current yield.
Im allgemeinen sind Möglichkeiten vorgesehen, um, falls Defekte an Brenner/Nachbrennkammer/Abhitzkessel auftreten, die Abgase wie bisher direkt in den Schornstein zu leiten.In general, possibilities are provided for, in the event of defects Burner / afterburning chamber / waste heat boiler occur, the flue gases directly in as before to direct the chimney.
Hierzu genügt eine zusätzliche Leitung sowie zwei Absperrklappen. Da zum Verbrennen des Brennstoffes in der Brennkammer eine Frischluftbelastung nicht erforderlich ist, da das Abgas aus der Sammelleitung der Brennkraftmaschine bereits z. B. 15 - 16 , Sauerstoff aufweist, ergibt sich hieraus ein weiterer Vorteil.An additional line and two butterfly valves are sufficient for this. Since there is no fresh air pollution for burning the fuel in the combustion chamber is required because the exhaust gas from the manifold of the internal combustion engine is already z. B. 15-16, has oxygen, this results in a further advantage.
Beispielsweise AusfUhrungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen: Fig. 1+ 3 eine Anlage mit einem Dieselmotor, Fig. 2 eine Anlage mit einer Gasturbine zeigt.Exemplary embodiments of the invention are now intended to be referred to to be explained in more detail on the accompanying drawings, in which: Fig. 1+ 3 a Plant with a diesel engine, Fig. 2 shows a plant with a gas turbine.
ius den einzelenen Zylindern werden die Abgase in die querliegende in der Zeichnung nicht erkennbare Sammelleitung gefUhrt, wobei diese direkt zum Brenner 3 einer Nachbrennkammer 4 geht. Der Brenner 3 ist mit Dosiervorrichtungen und Drallschaufelring ausgestattet. Der Drallschaufelring ist von außen verstellbar. Hierdurch werden die Schaufeln mehr oder weniger stark angestellt.The exhaust gases are fed into the transverse cylinder from the individual cylinders Manifold not recognizable in the drawing, which leads directly to the Burner 3 of an afterburning chamber 4 goes. The burner 3 is equipped with metering devices and swirl vane ring. The swirl vane ring is adjustable from the outside. As a result, the blades are adjusted to a greater or lesser extent.
Es muß künstlich ein Vordrall erzeugt werden, da ein solcher Brenner abhängig von dem 02-Gehalt und der Temperatur regelt, der 02-Gehalt im Abgas aber bei 10 - 16 % ( gegenüber 21 % bei Frischluft ) liegt.A pre-swirl must be generated artificially because such a burner regulates depending on the O2 content and the temperature, but the O2 content in the exhaust gas 10 - 16% (compared to 21% for fresh air).
Die Verstellung erfolgt motorisch. Der Brennstoff wird gewöhnlich achsparallel durch einen Zerstäuberbecher verteilt. Die heißen Rauchgase aurchstreichen in an sich bekannter Weise die Nachbrennkammer 4, streichen an den Berührungsheizflächen des Abhitzekessels zur Dampf- oder Wariwassererzeugung vorbei und werden dem schornstein 6 zugeleitet. Durch Absperrklappen 2 ist ein Kurzschließen des Abwärmeaggregats möglich.The adjustment is motorized. The fuel becomes ordinary axially distributed by an atomizer beaker. Brush out the hot smoke gases in a manner known per se, the afterburning chamber 4, paint on the contact heating surfaces of the waste heat boiler for steam or hot water generation over and the chimney 6 forwarded. Shut-off valves 2 short-circuit the waste heat unit possible.
Prinzipiell den gleichen Aufbau zeigt Fig. 2, bei der der Dieselmotor Durch eine Gasturbinenanlage 10 ersetzt ist. Die einen hohen Sauerstoffanteil aufweisenden Abgase aus der Gasturbine werden dem Brenner 3 der Nachbrennkammer 4 zugeleitet. Von großem Vorteil ist die Erzeugung hoohgespannten Dampfes im Abhitzekessel 5.In principle, the same structure is shown in FIG. 2, in which the diesel engine Is replaced by a gas turbine system 10. Those with a high percentage of oxygen Exhaust gases from the gas turbine are fed to the burner 3 the afterburning chamber 4 forwarded. The generation of high-pressure steam in the waste heat boiler is of great advantage 5.
Der hochgespannte Dampf wird fUr Stromzwecke und anschließend ale Fabrikationsdampf bzw. zur Warmwasserbereitung herangezogen.The high-pressure steam is used for electricity purposes and then all Production steam or used for hot water preparation.
Eine weitere usfdhrungsform der Rauchgasreinigung von Abgasen mit nachgeschalteter Wlrmeverwertung, insbesondere Stromerzeugung, ist in Fig. 3 gegeben. Luft und Brennstoff werden über 6 und 7 einem Dieselmotor 1 zugeführt, der einen Stromgenerator 9 treibt. Über die Abgase sammelleitung 8 gelangen die verschmutzten Abgase bei einer Temperatur von ca. 4000 in einen Brenner 3 und werden unter Zusatz weiteren Brennstoffs zur Abgasreinigung in einer Nachbrennkammer 4 bei Temperaturen von etwa 8000 ausgebrannt. Die heißen Rauchgase mit 800°C gehen in einen Abhitzekessel 5, bei dem es sich um einen Hochdruck-Hochtemperatur)ressel an sich beliebiger Bauart, der als Abhitzekessel verwendet wird, handelt. Die Rauchgase verlassen den Kessel Je nach Xesselbauart zwischen 140 und 1600, insbesondere 160°, und werden in den Schornstein 10 geleitet. Handelt es sich beim Dampfkessel 5 um einen solchen von 67 atE und Temperaturen von 5100, so wird nach Drosselung eine einen Generator treibende Dampfturbine 11 mit Dampf von 60 ata und 50000 beaufschlagt. Da es sich im gewählten Beispiel um eine Gegendruckturbine handelt, verläßt der Dampf die Turbine mit einem Druck von 4 ata und wird bei 12 ala Pabrikationsdampf abgesogen und/oder erzeugt Aber einen Wärmeaustauscher 13 Heiß- bzw. Warwasser für Heiziwecke. Da. Kondensat wird Uber einen Entgaser-Speisewasserbehälter 14 als Speisewasser von beispielsweise 1050C dem Abditzekessel wieder zugeführt.Another embodiment of the flue gas cleaning of exhaust gases with Downstream heat recovery, in particular electricity generation, is given in FIG. 3. Air and fuel are supplied to a diesel engine 1 via 6 and 7, the one Power generator 9 drives. The polluted pass through the exhaust gas manifold 8 Exhaust gases at a temperature of about 4000 in a burner 3 and are added further fuel for exhaust gas cleaning in an afterburning chamber 4 at temperatures burned out of about 8000. The hot flue gases at 800 ° C go into a waste heat boiler 5, which is a high pressure / high temperature vessel of any type, which is used as a waste heat boiler. The flue gases leave the boiler Depending on the Xessel design between 140 and 1600, in particular 160 °, and are in the Chimney 10 headed. If the steam boiler 5 is one of 67 atE and temperatures of 5100, after throttling a generator will be used Steam turbine 11 is acted upon with steam of 60 ata and 50,000. As it is in the chosen Example is a back pressure turbine, the steam leaves the turbine with a Pressure of 4 ata and is sucked off and / or generated at 12 as manufacturing steam But a heat exchanger 13 hot or warm water for Heiziwecke. There. condensate is via a degasser feed water tank 14 as feed water of, for example 1050C fed back to the exhaust boiler.
Diese Anlagenkombination hat eine einwandfreie Reinigung des Abgases, die Erzeugung hochgespannten Dampfes fär Stromwecke und damit eine maximale Stromausbeute bezogen auf die eingesetzte Wärmemenge und zusätzlich die Ausnutzung der Wärme in Form von Fabrikationsdampf und heißem Heiz- oder Brauchwasser zum Gegenstand.This system combination has a perfect cleaning of the exhaust gas, the generation of high-voltage steam for electricity purposes and thus a maximum electricity yield based on the amount of heat used and, in addition, the utilization of the heat in Form of production steam and hot heating or service water to the subject.
Im Hinblick auf eine knappe Darstellung wurde die Erfindung nur anhand von wenigen Ausführungsformen erläutert. Änderungen und Abänderungen liegen im Rahmen der Erfindung.With a view to a concise presentation, the invention has only been based on explained by a few embodiments. Changes and changes are within the scope the invention.
So ist es beispielsweise auch möglich, die Gicht-und Abgase, die im hüttentechnischen Betrieb anfallen und zum Teil ganz erhebliche Temperaturen aufweisen, einer solchen Reinigung durch Nachverbrennung zuzuführen, wobei besondere Vorkehrungen im Hinblick auf deren schädliche Inhalts stoffe wie Schwefel zu treffen sind.For example, it is also possible to control the gout and exhaust gases in the metallurgical operations occur and in some cases have very high temperatures, such purification by post-combustion, taking special precautions with regard to their harmful ingredients such as sulfur.
Claims (9)
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| DE19752547858 DE2547858A1 (en) | 1975-10-25 | 1975-10-25 | Exhaust gas purification equipment for engines, and gas turbines - has separate furnace, combustion equipment and waste heat recovery |
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Publications (1)
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| DE2547858A1 true DE2547858A1 (en) | 1977-04-28 |
Family
ID=5960094
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| DE19752547858 Withdrawn DE2547858A1 (en) | 1975-10-25 | 1975-10-25 | Exhaust gas purification equipment for engines, and gas turbines - has separate furnace, combustion equipment and waste heat recovery |
Country Status (1)
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| DE (1) | DE2547858A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3210697A1 (en) * | 1981-03-26 | 1982-11-04 | Kubota Ltd., Osaka | MACHINE OR COMBUSTION ENGINE EXHAUST POT OF THE HEAT EXCHANGER DESIGN |
| DE3824813A1 (en) * | 1988-07-21 | 1990-01-25 | Arno Dipl Ing Schneider | Method for the operation of an internal combustion engine unit and/or a gas turbine unit and apparatus for carrying out this method with integrated exhaust gas post-treatment, in particular for use in combined heat and power systems |
| EP2065570A3 (en) * | 2007-11-12 | 2015-09-30 | Korea Institute of Energy Research | Burner for generating reductive atmosphere of exhaust gas in engine cogeneration plant having denitrification process |
-
1975
- 1975-10-25 DE DE19752547858 patent/DE2547858A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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