DE2850367A1 - Dampfkessel oder waermeaustauscher zur rueckgewinnung von energie aus staubhaltigen abgasen - Google Patents
Dampfkessel oder waermeaustauscher zur rueckgewinnung von energie aus staubhaltigen abgasenInfo
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- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B1/00—Methods of steam generation characterised by form of heating method
- F22B1/02—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers
- F22B1/18—Methods of steam generation characterised by form of heating method by exploitation of the heat content of hot heat carriers the heat carrier being a hot gas, e.g. waste gas such as exhaust gas of internal-combustion engines
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Description
Die Erfindung betrifft einen Dampfkessel oder einen Wärmeaustauscher
zur Rückgewinnung von Energie aus staubhaltigen Abgasen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Industriell wie volkswirtschaftlich besteht der Wunsch, die in Abgasen enthaltene Wärme zur Energiegewinnung auszunutzen. So
möchte man beispielsweise die Rauchgase von metallurgischen Öfen, wie z.B. Lichtbogenofen, verwerten. Hierbei besteht das Problem ,
daß solche Rauchgase Staub enthalten, der z.B. die Rippen eines Wärmeaustauschers, den Rauchfang, die Absaugöffnungen usw. verstopft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dampfkessel oder Wärmeaustauscher der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem
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die genannten Schwierigkeiten infolge von Staub in den Abgasen
im wesentlichen beseitigt sind.
im wesentlichen beseitigt sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Dampfkessel oder Wärmeaustauscher
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale
hat.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
genannt.
Durch das erste Rohrbündel kann man die Rauchgastemperatur senken,
wonach wenigstens der gröbere Staub und ein wesentlicher Teil des
gesamten Staubes bei einer niedrigeren Temperatur als der Eintrittstemperatur der Abgase abgeschieden wird. Rein konstruktiv und arbeitsmäßig ist es leichter, bei dieser niedrigeren Temperatur, z.B.
400 bis 450 C, zu arbeiten, und die Beanspruchungen des Materiales
sind bei dieser Temperatur niedriger als bei der hohen Eintrittstemperatur, die bei etwa 800 bis 10000C liegt. Hierdurch wird auch vermieden, daß sich Staub in den engen Abschnitten des Kessels ansammelt und/oder daß.beispielsweise im zweiten Rohrbündel, wo die Rohre vorzugsweise mit Rippen versehen sind, sich der Raum zwischen den Rippen und den Rohren selbst mit Staub vollsetzt.
wonach wenigstens der gröbere Staub und ein wesentlicher Teil des
gesamten Staubes bei einer niedrigeren Temperatur als der Eintrittstemperatur der Abgase abgeschieden wird. Rein konstruktiv und arbeitsmäßig ist es leichter, bei dieser niedrigeren Temperatur, z.B.
400 bis 450 C, zu arbeiten, und die Beanspruchungen des Materiales
sind bei dieser Temperatur niedriger als bei der hohen Eintrittstemperatur, die bei etwa 800 bis 10000C liegt. Hierdurch wird auch vermieden, daß sich Staub in den engen Abschnitten des Kessels ansammelt und/oder daß.beispielsweise im zweiten Rohrbündel, wo die Rohre vorzugsweise mit Rippen versehen sind, sich der Raum zwischen den Rippen und den Rohren selbst mit Staub vollsetzt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das
erste Rohrbündel aus glatten, d.h. rippenfreien Rohren und das zwei-
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• S-
te Rohrbündel aus mit Rippen besetzten Rohren besteht, wird der Abgaskanal U-förmig angeordnet, wobei das Rohrbündel mit den im
wesentlichen glatten Rohren im Rauchgaszuführungsschenkel und das
zweite Rohrbündel im Rauchgasabführungsschenkel angeordnet ist und der Staubabscheiderbereich im Verbindungsteil zwischen den beiden
Schenkeln angeordnet ist. Man erhält hierdurch eine wirksame Staubabscheidung, und zwar insbesondere, hinsichtlich gröberen Staubes,
da die Richtungsänderung der Abgase um 180° die Abscheidung bedeutend erleichtert.
Anhand der Figuren soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Dampfkessels oder Wärmeaustauschers
gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine mögliche Zusammenschaltung der Rohrbündel in dem Dampfkessel oder Wärmeaustauscher gemäß Fig. 1,
Fig. 3 die Anwendung des Dampfkessels oder Wärmeaustauschers nach der Erfindung in einer Anlage.
Figur 3 zeigt die Verwendung des Dampfkessels für einen Lichtbogenofen
1, von dem mittels eines Gebläses 2 Rauchgase abgepumpt werden, die beim Austritt aus dem Ofen eine Temperatur von ca. 800 bis 10000C
haben. Der Energieinhalt der Rauchgase soll im Dampfkessel oder im
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Wärmeaustauscher 3 verwertet werden, durch den die Rauchgase hindurchgeleitet
werden, wobei sie Wasser zu überhitztem Dampf erhitzen, welcher in einer Dampfturbine 4 oder dergleichen verwertet
wird. Nach dem Passieren des Dampfkessels 3 werden die Rauchgase zu einem Filter 5 geleitet, in dem der restliche Staub abgeschieden
wird, Jedoch bei einer für das Filter geeigneteren Temperatur. Wie bereits erwähnt, beträgt die Gastemperatur bei der Abscheidung
im Kessel 400 bis 450 C und beim Verlassen des Dampfkessels 3 ca. 150 C, was eine für das Filter 5 geeignete Temperatur ist. Das Wasser
hat beim Eintritt in den Kessel eine Temperatur von ca. 1200C
und einen Druck von 20 Bar oder mehr, passiert die Rohre im Dampfkessel (siehe unten) und wird so stark erhitzt, daß beim "Verlassen
überhitzter Dampf vorliegt.
Der Dampfkessel oder Wärmeaustauscher nach der Erfindung ist in Figur 1 näher beschrieben. Rauchgase, die viel Staub enthalten,
strömen mit hoher Temperatur an der mit dem Pfeil A gezeigten Stelle von oben in den einen Schenkel 6 eines U-förmigen Dampfkessels oder
Wärmeaustauschers 3 ein.
In diesem Schenkel 6 sind vorzugsweise gerade Rohrbündel angeordnet,
welche von den Rauchgasen umströmt werden, wobei sich die Rauchgase abkühlen, während in den Rohren des Rohrbündels 8 (oder der
Rohrbündel) Wasser erhitzt oder verdampft wird und auch bei Bedarf
überhitzt werden kann. Beim Passieren des die Schenkel 6 und 7 verbindenden gemeinsamen Teils 9 des Dampfkessels wird Staub 10 aus
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den Rauchgasen abgeschieden, und zwar in erster Linie gröberer Staub, jedoch auch ein Teil des feineren Staubes. Diese Abscheidung
wird durch die Richtungsänderung der Rauchgase um 180° erleichtert, und im Teil 9 kann zweckmäßigerweise eine maschinelle,
pneumatische und/oder manuelle (durch Schraper oder dergleichen) Staubableitung vorgesehen werden.
In dem anderen Schenkel 7 passieren die teilweise abgekühlten Rauchgase weitere Rohrbündel, die hier aus mit Rippen versehenen
Rohren 11 bestehen können, welche die Rauchgase weiter abkühlen. Gleichzeitig wird das in die Rohre 11 hineingepumpte Wasser erhitzt
und eventuell verdampft.
Die Abscheidung im Teil 9 kann bei einer angemessenen Temperatur ohne zu große Beanspruchung des Materiales im Kessel geschehen, und
die Rippen der Rohre 11 sowie die übrigen Räume im Schenkel 7 werden nicht durch Staub verstopft. Die Rauchgase, die nach dem Durchströmen
des Schenkels 7 auf eine zweckmäßige Austrittstemperatur abgekühlt sind, verlassen den Dampfkessel oder Wärmeaustauscher
an der Stelle des Pfeils B und strömen zu einem Filter 5 (Fig. 3).
Dieser Filter kann bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur arbeiten, wodurch der Filter weniger beansprucht wird.
Die Rohrbündel 8 und 11 der beiden Schenkel 6 und 7 sind vorzugsweise
miteinander in Reihe geschaltet (Figur 2) oder in mehreren parallelen Zweigen angeordnet.
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Die Rauchgas abführung und auch die U-Form des Kessels können im
Rahmen des offenbarten allgemeinen Erfindungsgedankens in vielfacher
Weise variiert werden.
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Claims (6)
1. Dampfkessel oder Wärmeaustauscher zur Rückgewinnung von Energie
aus staubhaltigen Abgasen, der einen Abgaskanal und darin angeordnete Rohrbündel enthält, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung der Abgase mindestens zwei verschiedene Rohrbündel (8, 11)
hintereinander angeordnet sind, zwischen denen ein Abscheidungsbereich
für Staub angeordnet ist.
2.Dampf kessel oder Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste in Abgasrichtung angeordnete Rohrbündel (8) im wesentlichen aus rippenfreien Rohren besteht, während das
zweite im wesentlichen aus mit Rippen versehenen Rohren besteht.
3. Dampfkessel oder Wärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das erste der in Rauchgasrichtung angeordneten Rohrbündel (8) aus rippenfreien Rohren und das andere (11) aus mit
Rippen versehenen Rohren besteht.
4. Dampfkessel oder Wärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrbündel in den beiden Schenkeln in Reihe geschaltet sind, wobei Wasser am Niedrigtemperaturteil
(7) eingespeist und Dampf oder Wasser am Hochtemperaturteil (6) des Abgaskanals abgenommen wird.
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5. Dampkessel oder Wärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgaskanal U-förmig ist,
wobei das Rohrbündel mit im wesentlichen rippenfreien Rohren (8) im Abgaszuführungsschenkel (6) und das andere Rohrbündel (11)
im Abgaszuführungsschenkel (7) angeordnet ist, und daß der Staubabscheidungsbereich
im Verbindungsteil (9) zwischen diesen Schenkeln angeordnet ist.
6. Dampfkessel oder Wärmeaustauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß am Staubabscheidungsbereich Abführungsorgane für den abgeschiedenen Staub angeordnet sind.
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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