DE3136480C2 - - Google Patents
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- DE3136480C2 DE3136480C2 DE3136480A DE3136480A DE3136480C2 DE 3136480 C2 DE3136480 C2 DE 3136480C2 DE 3136480 A DE3136480 A DE 3136480A DE 3136480 A DE3136480 A DE 3136480A DE 3136480 C2 DE3136480 C2 DE 3136480C2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
- F23J15/08—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of heaters
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Treating Waste Gases (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiederaufheizen von
einer Staubfilterung und einer Naßentschwefelung unterzogenen
Rauchgasen eines kohlenstaubgefeuerten Kraftwerkskessels nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 7. Ferner
betrifft die Erfindung Anordnungen zur Durchführung dieser
Verfahren.
Aus der DE 27 53 902 A1 ist ein Verfahren nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 bekannt, das die Wiederaufheizung der Rauchga
se mittels indirekten Wärmetausches zwischen heißen, ungerei
nigten und den naßentschwefelten Rauchgasen des Kraftwerkskes
sels bewirkt. Dieses bekannte Verfahren arbeitet mit einem
Wärmetauschersystem zwischen Roh- und Reingas. Zumindest einem
Teilstrom des der Rauchgasentschwefelung zuzuführenden Rohga
ses wird über Wärmeaustauscher Energie entzogen und dem ent
schwefelten Rauchgas zur Wiederaufheizung zugeführt. Da das
Rauchgas für die Entschwefelung eine bestimmte Mindesttempera
tur haben muß, ist die Möglichkeit zur Wiederaufheizung des
entschwefelten Rauchgases eingeschränkt und/oder ein großer
Rohgas-Volumenstrom erforderlich. Dies wiederum erfordert
große Wärmetauscherflächen.
Aus der DE-PS 5 75 094 ist ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 7 bekannt, bei dem heiße, entstaubte Rauchgase
mit naßentschwefelten Rauchgasen des Kraftwerkskessels ver
mischt werden. Bei diesem Verfahren wird ein Teilstrom des
nicht-entschwefelten Rauchgases (Rohgases) abgezweigt, einer
Trockenreinigung unterzogen und mit dem naßentschwefelten
anderen Teilstrom wiedervereinigt. Der Nachteil des Verfahrens
liegt darin, daß prinzipiell nur ein Teil(strom) entschwefelt
werden kann. Die Temperatur des Rauchgases nach der Wiederver
einigung der Teilströme liegt zwischen der des Gases nach
Austritt aus der Entschwefelungsstufe und der des Rohgases;
sie ist umso niedriger je größer der entschwefelte Teilstrom
ist. Bei dem bekannten Verfahren stehen sich daher die Wir
kungsgrade der Entschwefelung und der Wiederaufheizung entge
gen.
Aus "Jahrbuch der Dampferzeugungstechnik", 4. Ausgabe
1980/1981, Vulkan-Verlag, Essen, S. 731-734 und aus einem
Artikel in der Zeitschrift "Energie", Jahrgang 32, Nr. 12,
1980, Seite 468 ist die Aufheizung von bei der Naßentschwefe
lung abgekühlten Rauchgasen durch separate öl- oder gasgefeu
erte Brenner bekannt. Über eine mit Gas, Leichtöl oder Schwer
öl befeuerte Brennkammer wird ein heißer Abgasstrom erzeugt,
der dem die Rauchgasentschwefelungsanlage verlassenden Gas
strom oder einem Teilstrom beigemischt wird. Das Betreiben des
Wiederaufheizungsbrenners mit Gas oder Öl führt zu einer Ver
teuerung des Kraftwerkbetriebs und macht die Bereitstellung
eines weiteren Brennstoffes neben dem für die Kesselfeuerung
eingesetzten Kohlenstaub erforderlich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die naßentschwefelten
Rauchgase eines kohlenstaubgefeuerten Kraftwerkskessels ohne
Verwendung eines zusätzlichen teueren Brennstoffes mittels
relativ kleiner Mengen wärmeabgebenden Gases über einen größe
ren Temperaturbereich variabel einstellbar wiederaufzuheizen.
Bei einem Verfahren der eingangs genannten Art wird diese
Aufgabe gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des An
spruchs 1 oder des Anspruchs 7. Dabei wird den abgekühlten
Rauchgasen Aufheizenergie durch Rauchgase mindestens einer
separaten, durch Kohlenstaub betriebenen Aufheizflamme zuge
führt.
Kohlenstaub steht in den kohlestaubgefeuerten Kraftwerken zum
Betrieb der Leistungsbrenner zur Verfügung. Darüber hinaus ist
bekannt, in Kraftwerken Kohlenstaub für die Zünd- und Stütz
feuerung einzusetzen. Gerade die für die Zünd- und Stützfeue
erung entwickelten Kohlenstaubbrenner eignen sich für den Ein
satz zur Wiederaufheizung der Rauchgase hinter Rauchgasent
schwefelungsanlagen. Die Verwendung eines zusätzlichen teueren
Brennstoffes entfällt. Der Einsatz separater Brenner ermög
licht es, die Wiederaufheizung über einen größeren Temperatur
bereich variabel einzustellen. Das Aufheizgas kann erheblich
höhere Temperaturen annehmen, als dies bei den Verfahren nach
der DE-PS 5 75 094 oder der DE 27 53 902 B1 möglich ist. Hier
durch wiederum genügen kleinere Volumenströme des Aufheizga
ses. Bei indirektem Wärmetausch werden kleinere Wärmetauscher
flächen bzw. -anordnungen ermöglicht und bei Wärmeübertragung
durch (Heiß)-Gaszumischung wird die Menge neu eingetragener
Schadstoffe gering gehalten.
Die Erfindung sieht also zum einen vor, daß die Rauchgase der
Wiederaufheizflamme zunächst entstaubt und dann mit gereinig
ten Rauchgasen des Kraftwerkskessels vermischt werden; alter
nativ ist vorgesehen, daß ein Wärmeaustausch zwischen den
Rauchgasen der separaten Aufheizflamme und den aufzuheizenden,
entschwefelten Kesselrauchgasen erfolgt, z. B. über Gas-Gas-
-Gegenstromwärmeaustauscher oder nach Drehluftvorwärmer-Prin
zip.
Die Zumischung der staubgefilterten Rauchgase der separaten
Aufheizflamme bietet sich bei Betrieb des Brenners mit schwe
felarmem Kohlenstaub an, während der Wärmetausch und die Zu
führung der Rauchgase der Aufheizflamme zu den noch nicht
entschwefelten Rauchgasen des Kessels den Einsatz einer schwe
felreicheren Kohle für die Aufheizflamme ermöglicht.
Vorzugsweise werden in letzterem Fall die Rauchgase der Auf
heizflamme den Rauchgasen des Kessels vor deren Entstaubung
zugeführt. In Weiterbildung der Erfindung ist es ferner mög
lich, die Rauchgase der Aufheizflamme vor oder nach dem Wärme
tausch mit den aufzuheizenden Rauchgasen des Kraftwerkskessels
gesondert zu entstauben.
Bei einer Anordnung der eingangs genannten Art wird die Aufga
be durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 4 oder 8
gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
gekennzeichnet.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher
erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anordnung, bei der die
Rauchgase der Aufheizflamme den entschwefelten
aufzuheizenden Rauchgasen zugemischt werden und
Fig. 2 das Blockschaltbild einer Anordnung, bei der ein
indirekter Wärmetausch zwischen den Rauchgasen
der Aufheizflamme und den wieder aufzuheizenden
Rauchgasen des Kraftwerkskessels erfolgt.
Bei der in der Fig. 1 gezeigten Anordnung werden die von einem
nicht gezeigten Kessel herangeführten Rauchgase einem Elektro
filter (Staubfilter 1) zugeführt. Die aus dem Elektrofilter austretenden
Rauchgase können mit Hilfe von Klappen 2 und 3 in Teilströme
unterteilt werden, von denen der eine direkt einem Schornstein
4 und der andere über ein Gebläse 5 einer naßentschwefelnden
Rauchgasentschwefelungsanlage 6 (REA) zugeleitet wird. Die aus
der REA 6 austretenden gereinigten und abgekühlten Rauchgase
werden in zwei Teilströme unterteilt, von denen der eine über
ein Gebläse 7 einer Mischkammer 8 zugeleitet wird. Der aus der
Mischkammer 8 austretende Teilstrom wird in einer Mischkammer
9 mit dem anderen Teilstrom vereinigt und die vereinigten
Teilströme werden über eine Klappe 10 dem ungereinigten Teil
strom vor dem Schornstein 4 zugeführt.
Einem in einer Brennkammer 11 angeordneten Kohlenstaubbrenner
12 wird von einer nicht gezeigten Kohlenstaubquelle (Mühle
oder Bunker) Kohlenstaub 13 und über ein Verbrennungsluftge
bläse 14 Verbrennungsluft 15 zugeleitet. Die bei Betrieb des
Kohlenstaubbrenners entstehenden Rauchgase werden in einem
Heißgasfilter 16 im wesentlichen vom Staub befreit und in der
Mischkammer 8 dem vom Gebläse 7 herangeführten Teilstrom der
gereinigten Kesselrauchgase zugemischt. Als Heißgasfilter 16
kommen z. B. für hohe Temperaturen ausgelegte Elektrofilter
oder Heißgasmetallgewebefilter in Frage. Der Staub wird aus
dem Filter bei 17 abgezogen.
Über die Klappen 2 und 3 wird eingestellt, ob der gesamte
Rauchgasstrom oder ein Teilstrom durch die REA 6 geführt wird.
Weiterhin kann der gesamte, die REA 6 verlassende, Rauchgasstrom
oder nur ein Teilstrom der Mischkammer 8 zugeführt werden.
Dies hängt von den Bedingungen ab, unter denen das jeweilige
Kraftwerk gefahren wird.
Im weiteren wird auf Fig. 2 bezug genommen:
Anstelle der Mischkammer 8 ist ein Wärmetauscher 18 vorgese
hen, durch den die aufzuheizenden gereinigten Rauchgase gelei
tet werden. Der Wärmetauscher 18 wird mit den Rauchgasen der
Aufheizflamme aus der Brennkammer 11 beaufschlagt. Die den
Wärmeaustauscher 18 verlassenden Rauchgase der Aufheizflamme
werden den aus dem Kessel herangeführten Rauchgasen (Rohgase)
vor dem Elektrofilter (Staubfilter 1) zugeleitet, so daß der in den Rauchga
sen der Aufheizflamme enthaltene Staub abgeschieden werden
kann. Als Wärmeaustauscher kommen z. B. Gas-Gas-Gegenstromwär
meaustauscher oder Drehwärmeaustauscher in Frage.
Die Anordnung gemäß Fig. 1 wird vorzugsweise verwendet, wenn
relativ schwefelarme Kohle zur Wiederaufheizung eingesetzt
wird, während die Anordnung gemäß Fig. 2 auch mit schwefel
reicherer Kohle betrieben werden kann.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist es auch möglich, dem
Wärmeaustauscher 18 ein separates Staubfilter vor- oder nach
zuschalten und die bereits so vom Staub befreiten Rauchgase
der Aufheizflamme zwischen Kesselelektrofilter (Staubfilter 1) und REA 6
einzuspeisen.
Claims (8)
1. Verfahren zum Wiederaufheizen von einer Staubfilterung
und einer Naßentschwefelung unterzogenen Rauchgasen eines
kohlenstaubgefeuerten Kraftwerkskessels mittels indirekten
Wärmetausches zwischen heißen, ungereinigten und den naßent
schwefelten Rauchgasen des Kraftwerkskessels,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufheizenergie von mindestens einer separaten mit
Kohlenstaub betriebenen Aufheizflamme aufgebracht wird und die
Rauchgase der Aufheizflamme nach erfolgtem indirekten Wärme
tausch mit den bereits nachentschwefelten Rauchgasen des Kraft
werkskessels den noch nicht entschwefelten Rauchgasen des
Kraftwerkskessels zugeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rauchgase der Aufheizflamme den Rauchgasen des Kessels vor
deren Entstaubung zugeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rauchgase der Aufheizflamme vor oder nach dem Wärmetausch
mit den aufzuheizenden Rauchgasen des Kraftwerkskessels geson
dert entstaubt werden.
4. Anordnung zum Wiederaufheizen von Rauchgasen eines koh
lenstaubgefeurten Kraftwerkskessels, die einen indirekten,
von heißen, ungereinigten Rauchgasen einerseits und den naß
entschwefelten Rauchgasen des Kraftwerkskessels andererseits
durchströmten Wärmeaustauscher aufweist und der durch einen
Staubfilter und durch eine Naßentschwefelungsanlage geführte
Kesselrauchgase zuführbar sind zur Durchführung des Verfahrens
nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß in
der Heißgasleitung stromauf des indirekten Wärmeaustauschers
(18) mindestens ein separater, in einer Brennkammer (11) ange
ordneter, mit Kohlenstaub gefeuerter Staubbrenner (12) ange
ordnet ist und daß der Ausgang des Wärmeaustauschers (18) für
die Rauchgase des Staubbrenners mit der Kesselrauchgasleitung
stromauf der Rauchgasentschwefelungsanlage (6) verbunden ist.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Ausgang des Wärmeaustauschers für die Rauchgase des Staub
brenners mit der Kesselrauchgasleitung stromauf des Staubfil
ters (1) verbunden ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Wärmeaustauscher (18) ein gesonderter Staubfilter für die
Rauchgase des Aufheizbrenners (Staubbrenner 12) zugeordnet ist.
7. Verfahren zum Wiederaufheizen von einer Staubfilterung
und einer Naßentschwefelung unterzogenen Rauchgasen eines
kohlenstaubgefeuerten Kraftwerkskessels mittels Vermischens
von heißen, entstaubten Rauchgasen mit den naßentschwefelten
Rauchgasen des Kraftwerkskessels, dadurch gekennzeichnet, daß
die Aufheizenergie von mindestens einer separaten mit Kohlen
staub betriebenen Aufheizflamme aufgebracht wird.
8. Anordnung zum Wiederaufheizen von Rauchgasen eines koh
lenstaubgefeuerten Kraftwerkskessels mit einer in einer minde
stens einen Teilstrom des naßentschwefelten Kesselrauchgases
führenden Leitung liegenden Mischkammer (8) zum Vermischen der
durch einen Staubfilter und durch eine Naßentschwefelungsan
lage geführten Kesselrauchgases mit heißen, durch einen separa
ten Heißgasfilter geführten Rauchgasen zur Durchführung des
Verfahrens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Heißgasleitung stromauf der Mischkammer und stromauf des Heiß
gasfilters (16) mindestens ein separater, in einer Brennkammer
(11) angeordneter, mit Kohlenstaub gefeuerter Staubbrenner
(12) angeordnet ist.
Priority Applications (6)
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