DE3702561A1 - Rohrduese zum einbringen eines reaktionsmittels in ein heisses gas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrdüse zum Einbringen eines gasförmigen oder flüssigen Reaktionsmittels in ein heißes Gas, das einen von Wänden begrenzten Raum durchströmt.

Eine solche Rohrdüse ist aus der DE-OS 25 50 635 bekannt. Über diese bekannte Rohrdüse wird ein gasförmiges oder flüssiges Reduktionsmittel, beispielsweise Ammoniak oder eine Ammoniakvorstufe in ein 700° bis 1100°C heißes Rauchgas zur Verminderung der im Rauchgas enthaltenen umweltbelastenden Stickstoffoxide eingetragen. Die Zugabe des Reduktionsmittels erfolgt dabei über eine Vielzahl derartiger Düsen, mit dem Ziel, einer möglichst gleichförmigen Vermischung des Reduktionsmittels mit dem zu behandelnden heißen Gas und einer weitestgehend vollständigen Reduzierung der Stickstoffoxide zu Stickstoff. Die Anordnung der Rohrdüsen erfolgt derart, daß das Reduktionsmittel möglichst gleichförmig über den Querschnitt der heißen Gasströmung verteilt wird. Dabei können die Düsen sowohl in einer einzigen als auch in mehreren Querschnittsflächen bzw. in einem anderen Querschnittsbereich angeordnet sein. Alle Düsen erstrecken sich dabei in jeweils verschiedenen Positionen. Zum Schutz von zu hoher Wärmebelastung und um zu verhindern, daß das aus den Rohrdüsen austretende Reduktionsmittel sich vorzeitig thermisch zersetzt, sind die Düsen und deren Zuleitung bevorzugt mit einem Wärmeschild umgeben, beispielsweise einem mit Wasser oder Dampf durchfluteten Kühlmantel oder einer Schicht aus feuerfestem Material.

Der konstruktive Aufwand, der neben thermischen auch statische Gesichtspunkte zu berücksichtigen hat, ist demnach sehr hoch. In bestimmten Anwendungsfällen kann daher der Einsatz derartiger Rohrdüsen aus wirtschaftlicher Sicht fraglich erscheinen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrdüse zu entwickeln, die ohne Beeinträchtigung der gleichförmigen Verteilung des in den heißen Gasstrom zuzumischenden Reduktionsmittels außerhalb der heißen Gasströmung angeordnet ist.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Rohrdüse mit ihrem Eintrittsende über einen angeformten Flansch in einer Flanschverbindung eines außenseitig auf der Wand befestigten Rohrstutzens und einem Anschlußrohrstück eingeklemmt ist, wobei ihr Austrittsende frei durch die Wand bis zum durchströmten Raum geführt ist.

Diese konstruktive Lösung bietet verschiedene Vorteile. Die einseitige Befestigung der Rohrdüse durch Klemmung in der zwischen Rohrstutzen und Anschlußrohrstück bestehenden Flanschverbindung ermöglicht, daß die Rohrdüse zu Wartungszwecken in relativ einfacher Weise ein- und ausgebaut werden kann. Die Flanschverbindung kann dabei durch Schraubung, durch Klammern oder durch ähnliche lösbare Einrichtungen hergestellt werden. Die einseitige Befestigung der Rohrdüse an ihrem Eintrittsende ermöglicht ferner, daß es sich aufgrund erhöhter Temperaturen, die unweigerlich im Wandbereich des von 700° bis 1100°C heißen Gas, insbesondere 850° bis 1100°C heißen Gas, durchströmten Raumes auftreten, in Richtung des gasdurchströmten Raumes frei ausdehnen kann. Die Länge der Rohrdüse ist dabei so bemessen, daß ihre Austrittsöffnung im wesentlichen in der Oberfläche der Innenwand zu liegen kommt. Zur Sicherstellung der freien Dehnbarkeit ist die in der Wand vorgesehene Bohrung stets größer als der Außendurchmesser des Düsenrohres.

Die Befestigung des Rohrstutzens kann beispielsweise entweder auf einer gasseitig bestampften oder unbestampften Metallwand oder auf einer gemauerten Wand außenseitig, d.h. auf der dem heißen Gas abgewandten Wandoberfläche vorgenommen werden. Die Anbringung des Rohrstutzens auf der Metallwand erfolgt häufig über eine gasdichte Schweißverbindung. Die gasdichte Verschweißung von Rohrstutzen auf einer als Membran- oder Flossenrohrwand ausgeführten Wand ist aber meist mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. So ist insbesondere im Bereich der Flossenrohrstege besondere Sorgfalt beim Verschweißen geboten.

Um eine gasdichte Schweißverbindung zwischen Rohrstutzen und Wand sicherzustellen, ist es zweckmäßig, wenn der Rohrstutzen an der als Membran- oder Flossenrohrwand ausgeführten Wand über eine bezüglich der Wandoberfläche formschlüssige und mit einer Bohrung versehenen Schweißbacke verbunden ist.

Der Einsatz einer Schweißbacke, deren Form sich der von Flossenrohren bestimmten Wandoberfläche anpaßt, gewährleistet infolge der leichteren Zugänglichkeit der Verbindungsstellen einwandfrei gasdichte Schweißverbindungen sowohl auf der Membran- oder Flossenrohrwand als auch zum Rohrstutzen hin.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Rohrstutzen im Durchmesser an der Verbindung bei der Schweißbacke kleiner ist als bei der Flanschverbindung. Die querschnittsmäßige Verjüngung des Rohrstutzens ermöglicht, daß zwischen dem Rohrstutzen und den Schweißbacken eine Schweißverbindung hergestellt wird, die der Größe des Schweißbackens angepaßt und vom übrigen Durchmesser des Rohrstutzens unabhängig ist.

Ferner ist es zweckmäßig, wenn das Anschlußrohrstück die Form eines T aufweist, wobei sich die eine Rohröffnung des T-Balkens an der Flanschverbindung befindet, wobei die andere Rohröffnung, die der Rohrdüse auf gleicher Achse gegenüberliegt, durch einen entfernbaren Deckel verschlossen ist und wobei das zur Achse der Rohrdüse unter einem Winkel von 90° abgehende Rohrstück mit einer Zuleitung verbunden ist.

Der Einsatz eines Anschlußrohrstückes, das die Form eines "T" aufweist und dessen eine Öffnung durch einen Deckel bzw. Blindflansch verschlossen ist, ermöglicht es, durch Entfernen des Deckels die Rohrdüse auch im eingebauten Zustand jederzeit zu inspizieren und zu warten.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rohrdüse und

Fig. 2 eine zu Fig. 1 um 90° gedrehte Ansicht der Rohrdüse.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist in einem, von einem heißen Rauchgas durchströmten Raum 1, beispielsweise einem Feuerraum oder einem Rauchgaskanal einer Feuerungsanlage, in einem Bereich, in dem das Rauchgas eine Temperatur von ca. 700° bis 1100°C, insbesondere 850° bis 1100°C, aufweist, an einer als Membran- oder Flossenrohrwand ausgeführten und mit einer feuerfesten Stampfmasse beschichteten Wand 2, mindestens eine Rohrdüse 3 angeordnet.

Als Rohrdüse 3 kann eine Düse mit zylindrischer, konischer, flacher, lavalförmiger oder andersförmiger Austrittsöffnung mit oder ohne Drallerzeugung zum Einsatz kommen.

Jede Rohrdüse 3 ist mit ihrem Eintrittsende über einen angeformten Flansch 4 in einer Flanschverbindung 5 eines außenseitig auf der Wand 2 befestigten Rohrstutzens 6 und einem Anschlußrohrstück 7 eingeklemmt, wobei ihr Austrittsende frei durch die Wand 2 bis zum gasdurchströmten Raum 1 geführt ist. In der als Membran­ oder Flossenrohrwand ausgeführten Wand 2 ist der Rohrstutzen 6 über eine bezüglich der Wandoberfläche formschlüssige Schweißbacke 8 verbunden. Die Schweißbacke 8 sowie die Wand 2 ist mit einer Bohrung 9 versehen, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Rohrdüse 3 und somit eine freie Führung der Rohrdüse 3 durch die Wand 2 ermöglicht. Als Bohrung in der Wand 2 ist eine durchgehende Bohrung durch einen Steg zwischen zwei Flossenrohren und durch die mit feuerfester Stampfmasse vorgenommene Innenbeschichtung der Wand zu verstehen. Der Rohrstutzen 6 ist im Bereich der Schweißbacke 8 querschnittsmäßig verjüngt, so daß dieser im Durchmesser an der Verbindung der Schweißbacke 8 kleiner ist als bei der Flanschverbindung 5. Der Durchmesser des Rohrstutzens ist somit an der Verbindung bei der Schweißbacke 8 der Größe dieser Schweißbacke angepaßt. Das Anschlußrohrstück 7 besitzt die Form eines "T", wobei sich eine Rohröffnung des T-Balkens an der Flanschverbindung 5 befindet und wobei die andere Rohröffnung 10, die der Rohrdüse 3 auf gleicher Achse 11 gegenüberliegt, durch einen entfernbaren Deckel bzw. Blindflansch 12 verschlossen ist. Durch Abnahme des Deckels 12 besteht die Möglichkeit, im Bedarfsfall die Rohrdüse 3 von innen zu inspizieren und gegebenenfalls zu warten. Das aus der Achse 11 unter einem Winkel von 90° abgehende Rohrstück 13 des Anschlußrohrstückes 7 führt zu einem absperrbaren Zuleitungsrohr 14 einer Reduktionsmittelzuleitung.

Claims (4)

1. Rohrdüse zum Einbringen eines gasförmigen oder flüssigen Reaktionsmittels in ein heißes Gas, das einen von Wänden begrenzten Raum durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrdüse (3) mit ihrem Eintrittsende über einen angeformten Flansch (4) in einer Flanschverbindung (5) eines außenseitig auf der Wand (2) befestigten Rohrstutzens (6) und einem Anschlußrohrstück (7) eingeklemmt ist, wobei ihr Austrittsende frei durch die Wand (2) bis zum durchströmten Raum (1) geführt ist.

2. Rohrdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (6) an der als Membran- oder Flossenrohrwand ausgeführten Wand (2) über eine bezüglich der Wandoberfläche formschlüssige und mit einer Bohrung (9) versehenen Schweißbacke (8) verbunden ist.

3. Rohrdüse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrstutzen (6) im Durchmesser an der Verbindung bei der Schweißbacke (8) kleiner ist als bei der Flanschverbindung (5).

4. Rohrdüse nach einem der Ansprüche A1 bis A3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußrohrstück (7) die Form eines "T" aufweist, wobei sich die eine Rohröffnung des "T"-Balkens an der Flanschverbindung (5) befindet, wobei die andere Rohröffnung (10), die der Rohrdüse (3) auf gleicher Achse (11) gegenüberliegt, durch einen entfernbaren Deckel (12) verschlossen ist und wobei das zur Achse (11) unter einem Winkel von 90° abgehende Rohrstück (13) mit einer Zuleitung verbunden ist.