DE4116348C2

DE4116348C2 -

Info

Publication number: DE4116348C2
Application number: DE19914116348
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Glimpel; Uwe Dipl.-Ing. 4300 Essen De Marter
Original assignee: RWE Energie AG
Current assignee: RWE Energie AG
Priority date: 1991-05-18
Filing date: 1991-05-18
Publication date: 1993-06-24
Also published as: DE4116348A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Rauchgastrocknung mit einem Kondensations-Wärmetauscher und einem im Rauch gasstrom nachgeschalteten ausströmseitigen Erwärmungs-Wärmetauscher sowie einer Einrichtung zur Einführung von Kühlmittel in den Kondensations-Wärmetauscher sowie einer Einrichtung zur Einführung des in dem Kondensations-Wärme tauscher aufgeheizten Kühlmittels als Erwärmungsmittel in den Erwärmungs-Wärmetauscher. - In der Verfahrenstechnik fallen häufig Rauchgasströme mit korrosionsfördernden Schadstoffen wie beispielsweise Wasserdampf an. Korro sionsempfindliche, von dem Rauchgasstrom beaufschlagte Anlagenteile wie z. B. eine Elektrofilteranlage zur Ab scheidung feinkörniger Schadstoffe, zeigen häufig Korro sionserscheinungen, die die Lebensdauer der betreffenden Anlagenteile reduzieren, Reparaturen erforderlich machen und so die Verfügbarkeit der Anlage insgesamt beeinträch tigen. Aus diesem Grund werden Kondensations-Wärmetauscher in den Rauchgasstrom eingebracht, in denen die korrosions fördernden Schadstoffe kondensieren können.The invention relates to a plant for smoke gas drying with a condensation heat exchanger and one in the smoke downstream gas outlet Warming heat exchanger and a device for the introduction of Coolant in the condensation heat exchanger as well as one Device for the introduction of condensation heat exchanger heated coolant as a heating medium in the warming heat exchanger. - In process engineering often flue gas flows with corrosion-promoting Pollutants such as water vapor. Corro Sion sensitive, affected by the flue gas flow Plant components such as B. an electrostatic precipitator from separation of fine-grained pollutants, often show corro sions that affect the life of the affected Reduce system parts, make repairs necessary and thus affect the availability of the system as a whole term. For this reason, condensation heat exchangers introduced into the flue gas stream in which the corrosion condensing harmful pollutants.

Eine Anlage der eingangs genannten Art, von der die Erfin dung ausgeht, ist aus der Literaturstelle DE-OS 31 01 362 bekannt. Bei dieser bekannten Anlage wird das Rauchgas im Kondensations-Wärmetauscher unter die Tautemperatur abge kühlt, so daß im Rauchgas befindlicher Wasserdampf und Verunreinigungen ausgeschieden werden. In dem nachgeschal teten Erwärmungs-Wärmetauscher wird das gereinigte Rauch gas wieder erwärmt, so daß das aus dem Erwärmungs-Wärme tauscher austretende Rauchgas durch eigenen Auftrieb einen natürlichen Zug im Schornstein ausbildet. Als Kühlmittel des Kondensations-Wärmetauschers dient Wasser, wobei das aus dem Kondensations-Wärmetauscher austretende, erwärmte Wasser dem Erwärmungs-Wärmetauscher zur Wiedererwärmung des Rauchgases zugeführt wird und dementsprechend weiter zirkuliert und ggf. durch einen weiteren Wärmetauscher vorerwärmt wird. Bei Schachtofenanlagen für die Her stellung von Branntkalk, die beispielsweise aus "Zement-Kalk-Gips", Nr. 6, 1982 (35. Jahrgang) oder aus der EP-PS 01 39 025 bekannt sind und mit Steinkohle, Braunkohle, Koks, Erdöl oder Erdgas als Energieträger zum Brennen des Kalksteins arbeiten, tritt aufgrund des Schwefelgehaltes der Energieträger säurehaltiges Rauch gas aus, dessen Temperatur über dem Taupunkt der betref fenden Säure liegt. Tritt solches säurehaltiges Rauchgas in den Kondensations-Wärmetauscher der bekannten Anlage nach der DE-OS 31 01 362 ein, so führt die Kondensation der Säure zu einer chemischen bzw. ätzenden Wechselwirkung mit dem Wärmetauscherinneren. Das gilt insbesondere dann, wenn die Temperatur des Rauchgases deutlich über dem Taupunkt der Säure liegt und die Temperaturdifferenzen für den Wärmeaustausch entsprechend groß sind. Die Wechselwir kung führt zu einer wesentlich verkürzten Standzeit des Kondensations-Wärmetauschers. Im übrigen bedarf die Ver wendung von Wasser als Kühlmittel im Rahmen der bekannten Maßnahmen nach der DE-OS 31 01 362 der besonderen Behand lung oder Aufbereitung. Das ist aufwendig.An installation of the type mentioned at the beginning, of which the Erfin dung is from the literature DE-OS 31 01 362 known. In this known system, the flue gas is in the Condensation heat exchanger below the thaw temperature cools so that water vapor and Impurities are excreted. In the follow-up The cleaned smoke becomes the heated heat exchanger gas warmed up again, so that from the warming heat exchanger exiting flue gas through its own buoyancy trains natural draft in the chimney. As a coolant the condensation heat exchanger serves water, which heated, emerging from the condensation heat exchanger Water the warming heat exchanger for reheating of the flue gas is supplied and accordingly further circulates and, if necessary, through a further heat exchanger is preheated. For shaft furnace systems for Her of quicklime, for example "Cement-Lime Gypsum", No. 6, 1982 (35th year) or from EP-PS 01 39 025 are known and with hard coal, Lignite, coke, petroleum or natural gas as an energy source for Burning the limestone occurs due to the Sulfur content of the acidic smoke gas whose temperature is above the dew point of the found acid. Such acidic flue gas occurs in the condensation heat exchanger of the known system according to DE-OS 31 01 362, so condensation the acid to a chemical or caustic interaction with the inside of the heat exchanger. This is especially true if the temperature of the flue gas is significantly above that Is the dew point of the acid and the temperature differences for the heat exchange is correspondingly large. The reciprocal kung leads to a significantly shorter service life of the Condensation heat exchanger. Otherwise, the Ver Use of water as a coolant in the known Measures according to DE-OS 31 01 362 special treatment treatment or processing. It is expensive.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Anlage zur Rauchgastrocknung der eingangs beschriebe nen Art anzugeben, die für eine Schachtofenanlage für die Herstellung von Branntkalk geeignet ist, die sich durch eine lange Standzeit oder Lebensdauer auszeichnet und bei der der Wärmeaustausch zugleich mit einfachen und mög lichst wenig aufwendigen Maßnahmen erreicht wird.The invention is based on the object a plant for smoke gas drying of the description above NEN type to specify for a shaft furnace system for the Production of quicklime is suitable, which is characterized by a long service life or lifespan and which is the heat exchange with simple and possible measures that are as little as possible are achieved.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung eine Anlage zur Rauchgastrocknung hinter einer Schacht ofenanlage für die Herstellung von Branntkalk, aus der ein Rauchgasstrom mit einer Temperatur von etwa 70°C abzieh bar ist, wobei der Rauchgasstrom Wasserdampf und Schwefel dioxid mitführt und über eine Elektrofilteranlage oder andere korrosionsempfindliche Anlagenteile in einen Rauch gaskamin entlassen wird, - mit einem Wärmerückgewinnungs-Wärmetauscher, dessen Rauchgaskontaktflächen aus einem Werkstoff der Gruppe Glas, Glaskeramik, Emaille, säurebe ständigem Kunststoff bestehen und in dem das Rauchgas bis auf eine Temperatur oberhalb des Säuretaupunktes abkühl bar ist, einem nachgeschalteten Kondensations-Wärmetau scher, dessen Rauchgaskontaktflächen ebenfalls aus einem Werkstoff der Gruppe Glas, Glaskeramik, Emaille, säurebe ständigem Kunststoff bestehen, wobei aus dem Kondensa tions-Wärmetauscher schweflige Säure und/oder Schwefel säure abziehbar sind, einem im Rauchgasstrom nachgeschal teten ausströmseitigen Erwärmungs-Wärmetauscher, einer Einrichtung zur Einführung von Frischluft mit Umgebungs temperatur als Kühlmittel in den Kondensations-Wärmetau scher und einer Einrichtung zur Einführung der in dem Kon densations-Wärmetauscher aufgeheizten Luft als Erwärmungs mittel in den Erwärmungs-Wärmetauscher. - Der Wärmerück gewinnungs-Wärmetauscher bietet die Möglichkeit, die fühl bare Wärme des Rauchgasstromes zurückzugewinnen. Nach be vorzugter Ausführungsform der Erfindung sind der Kondensations-Wärmetauscher und/oder der Wärmerückgewinnungs-Wärmetauscher mit Glasscheiben als Wärmeaustauschflächen ausgerüstet. Es empfiehlt sich, zwischen dem Wärmerückgewinnungs-Wärmetauscher und dem Kondensations-Wärmetauscher eine Rauchgasführungsleitung anzuordnen, die Rauchgaskontaktflächen aus Glas und/oder Glaskeramik und/oder Emaille und/oder Kunststoff aufweist.The object of the invention is to achieve this object a plant for smoke gas drying behind a shaft kiln plant for the production of quicklime, from the one Withdraw the flue gas stream at a temperature of approximately 70 ° C bar, the flue gas stream being water vapor and sulfur carries along and via an electrostatic precipitator or other corrosion sensitive equipment in a smoke gas fireplace is released - with a Heat recovery heat exchanger, whose flue gas contact surfaces consist of one Material from the group glass, glass ceramic, enamel, acid permanent plastic and in which the flue gas up cool to a temperature above the acid dew point bar, a downstream condensation heat build-up shear, the smoke gas contact surfaces also from one Material from the group glass, glass ceramic, enamel, acid permanent plastic, with the condensate tion heat exchanger sulphurous acid and / or sulfur acid are removable, one in the flue gas stream tied upstream heat exchanger, one Device for introducing fresh air with ambient temperature as a coolant in the condensation heat exchanger and a facility for introducing the in the Kon densations heat exchangers heated air as heating medium in the heating heat exchanger. - The heat return Extraction heat exchanger offers the possibility of feeling recover heat from the flue gas flow. After be preferred embodiment of the invention are the Condensation heat exchanger and / or the heat recovery heat exchanger with glass panes as heat exchange surfaces equipped. It is recommended to use between the heat recovery heat exchanger and the condensation heat exchanger to arrange a flue gas duct, the flue gas contact surfaces made of glass and / or glass ceramic and / or Has enamel and / or plastic.

In dem Merkmal, daß in dem Kondensations-Wärmetauscher der Rauchgasstrom auf eine Temperatur unterhalb des Säuretaupunktes abkühlbar ist, liegt erfindungsgemäß eine Anweisung, den Kondensations-Wärmetauscher unter Berücksichtigung des Rauchgasmengenstromes und den Frischluftmengenstrom, der als Kühlmittel dient, nach den Regeln der Ingenieurkunst entsprechend zu bemessen. Das gilt auch für das Merkmal, daß in dem Wärmerückgewinnungs-Wärmetauscher lediglich eine begrenzte Abkühlung stattfinden soll, so daß die Temperatur in dem Rauchgasstrom noch oberhalb des Säuretaupunktes liegt. Wenn nichtdestoweniger erfindungsgemäß der Wärmerückgewinnungs-Wärmetauscher Rauchgaskontaktflächen aus Glas und/oder Glaskeramik und/oder Emaille und/oder Kunststoff aufweist, dann deshalb, weil im normalen Betrieb einer solchen Anlage über ein ganzes Jahr mit den entsprechenden Klimaschwankungen nicht immer ausgeschlossen werden kann, daß auch in dem Wärmerückgewinnungs-Wärmetauscher eine Säurekondensation stattfindet und folglich auch schweflige Säure und/oder Schwefelsäure abgezogen werden müssen. Die zurückgewonnene fühlbare Wärme kann beispielsweise in dem Wärmerückgewinnungs-Wärmetauscher an Brauchwasser abgegeben werden. Die Luft, die den Erwärmungs-Wärmetauscher verläßt, kann als Brauchluft, beispielsweise für Heizungszwecke, weiter verwendet werden. In the feature that in the condensation heat exchanger Flue gas flow to a temperature below the acid dew point is coolable, according to the invention there is an instruction considering the condensation heat exchanger the flue gas flow and the fresh air flow, which serves as a coolant, according to the rules of engineering to be dimensioned accordingly. That also applies to that Feature that only in the heat recovery heat exchanger limited cooling should take place so that the temperature in the flue gas stream is still above the Acid dew point. If not less according to the invention the heat recovery heat exchanger flue gas contact surfaces made of glass and / or glass ceramic and / or enamel and / or plastic, then because in normal Operation of such a system for a whole year with the corresponding climate fluctuations are not always excluded that can also be in the heat recovery heat exchanger acid condensation takes place and consequently also deducted sulfurous acid and / or sulfuric acid Need to become. The sensible heat recovered can, for example in the heat recovery heat exchanger Industrial water are delivered. The air that the warming heat exchanger leaves, can be used as service air, for example for heating purposes.

Die erreichten Vorteile sind zusammengefaßt darin zu sehen, daß bei der erfindungsgemäßen Anlage störende Korrosionserscheinungen in der Elektrofilteranlage nicht mehr auftreten. Die Erhöhung der Verfügbarkeit der Anlage insgesamt und deren Lebensdauer werden beachtlich ver bessert. Im übrigen erreicht die Erfindung einen wert vollen Beitrag zur Umweltentlastung, weil beim Betrieb einer erfindungsgemäßen Anlage mit der Säurekondensation der Rauchgasstrom auch entschwefelt wird.The advantages achieved are summarized therein see that disturbing in the system according to the invention No signs of corrosion in the electrostatic precipitator occur more. Increasing the availability of the facility overall and their lifespan are considerably ver improves. Otherwise, the invention achieves a value full contribution to environmental relief because of the operation a system according to the invention with acid condensation the flue gas stream is also desulfurized.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung aus führlicher erläutert. Die einzige Figur zeigt das Schema einer erfindungsgemäßen Anlage.In the following, the invention is based on a an exemplary embodiment drawing explained in more detail. The only figure shows the scheme a system according to the invention.

Die dargestellte Anlage dient zur Rauchgastrocknung hinter einer Schachtofenanlage für die Herstellung von Branntkalk. Aus dieser Schachtofenanlage wird ein Rauch gasstrom S mit einer Temperatur von 70°C abgezogen. Er führt Wasserdampf und Schwefeldioxid mit und wird bei E in die erfindungsgemäße Anlage eingeführt. Der Weg des Rauchgasstromes durch die Anlage ist durch kreuzschraffierten Pfeile dargestellt. Nach Behandlung in der erfindungsgemäßen Anlage wird er über eine Elektrofilteranlage 1 oder andere korrosionsempfindliche Anlagenteile in einen Rauchgaskamin 2 entlassen. Die wesentlichen Aggregate der erfindungsgemäßen Anlage sind zunächst ein Wärmerückgewinnungs-Wärmetauscher 7, ein diesem nachgeschalteter Kondensations-Wärmetauscher 3 und ein Erwärmungs-Wärmetauscher 5. Die Rauchgaskontakt flächen 8 des Wärmerückgewinnungs-Wärmetauschers 7 bestehen aus einem Werkstoff der Gruppe Glas, Glaskeramik, Emaille, säurebeständigem Kunststoff. In dem Wärmerück gewinnungs-Wärmetauscher 7 wird das Rauchgas bis auf eine Temperatur oberhalb des Säuretaupunktes abgekühlt. Die fühlbare Wärme mag an Brauchwasser abgegeben werden, welches in den Wärmerückgewinnungs-Wärmetauscher 7 so eintritt und austritt, wie es die einfach schraffierten Pfeile verdeutlichen. Die Rauchgaskontaktflächen 4 des nachgeschalteten Kondensations-Wärmetauschers 3 bestehen ebenfalls aus einem Werkstoff der Gruppe Glas, Glas keramik, Emaille, säurebeständigem Kunststoff. Aus dem Kondensations-Wärmetauscher 3 werden schweflige Säure und/oder Schwefelsäure abgezogen. Der Erwärmungs-Wärme tauscher 5 ist im Rauchgasstrom dem Kondensations-Wärme tauscher 3 nachgeschaltet.The system shown is used for drying flue gas behind a shaft furnace system for the production of quicklime. A flue gas stream S with a temperature of 70 ° C. is withdrawn from this shaft furnace system. It carries water vapor and sulfur dioxide and is introduced at E into the system according to the invention. The path of the flue gas flow through the system is shown by cross-hatched arrows. After treatment in the system according to the invention, it is released into a flue gas fireplace 2 via an electrostatic filter system 1 or other corrosion-sensitive system parts. The essential units of the system according to the invention are first a heat recovery heat exchanger 7 , a condensation heat exchanger 3 connected downstream of this and a heating heat exchanger 5 . The flue gas contact surfaces 8 of the heat recovery heat exchanger 7 consist of a material from the group of glass, glass ceramic, enamel, acid-resistant plastic. In the heat recovery heat exchanger 7 , the flue gas is cooled down to a temperature above the acid dew point. The sensible heat may be given off to process water, which enters and exits the heat recovery heat exchanger 7 as shown by the hatched arrows. The flue gas contact surfaces 4 of the downstream condensation heat exchanger 3 also consist of a material from the group glass, glass ceramic, enamel, acid-resistant plastic. Sulphurous acid and / or sulfuric acid are withdrawn from the condensation heat exchanger 3 . The heating-heat exchanger 5 is connected to the condensation heat exchanger 3 in the flue gas stream.

Zur Anlage gehören fernerhin eine Einrichtung 6 zur Einführung von Frischluft mit Umgebungstemperatur als Kühlmittel in den Kondensationswärmetauscher 3 und eine Einrichtung zur Einführung der in dem Kondensations-Wärmetauscher 3 aufgeheizten Luft als Erwärmungsmittel in den Erwärmungs-Wärmetauscher 5. Diese Luftströme sind durch schmalere, nichtschraffierte Pfeile darge stellt worden. Der Kondensations-Wärmetauscher 3 und der Wärmerückgewinnungs-Wärmetauscher 7 sind vorzugsweise mit Glasscheiben als Wärmeaustauschflächen 4 bzw. 8 ausgeführt. - Die eingezeichneten Temperaturen ent sprechen einer Auslegung der Anlage für die Rauchgas trocknung hinter einer Schachtofenanlage für die Her stellung von Branntkalk wobei der Rauchgasstrom mit einer Temperatur von etwa 70°C aus dieser Schachtofenanlage austritt.The complex henceforth include a device 6 for the introduction of fresh air at ambient temperature as coolant in the condensing heat exchanger 3, and a means for introducing the heated air in the condensing heat exchanger 3 as a heating means in the heating heat exchanger. 5 These air flows have been represented by narrower, non-hatched arrows. The condensation heat exchanger 3 and the heat recovery heat exchanger 7 are preferably designed with glass panes as the heat exchange surfaces 4 and 8 , respectively. - The temperatures shown correspond to a design of the system for drying flue gas behind a shaft furnace system for the manufacture of quicklime, the flue gas stream exiting this shaft furnace system at a temperature of about 70 ° C.

Claims

1.System for flue gas drying behind a shaft furnace system for the production of quicklime, from which a flue gas stream with a temperature of about 70 ° C can be drawn off, the flue gas stream carrying water vapor and sulfur dioxide and parts in via an electrostatic filter system ( 1 ) or other corrosion-sensitive systems a flue gas fireplace ( 2 ) is released - with
a heat recovery heat exchanger ( 7 ) whose flue gas contact surfaces ( 8 ) consist of a material from the group glass, glass ceramic, enamel, acid-resistant plastic and in which the flue gas can be cooled down to a temperature above the acid dew point,
a downstream condensation heat exchanger ( 3 ), the flue gas contact surfaces ( 4 ) of which are also made of a material from the group consisting of glass, glass ceramic, enamel and acid-resistant plastic, sulfuric acid and / or sulfuric acid being removable from the condensation heat exchanger ( 3 ),
an upstream heating heat exchanger ( 5 ) in the flue gas stream,
a device ( 6 ) for introducing fresh air with ambient temperature as a coolant in the condensation heat exchanger ( 3 ) and
a device for introducing the air heated in the condensation heat exchanger ( 3 ) as a heating means into the heating heat exchanger ( 5 ).

2. Plant according to claim 1, wherein the condensation heat exchanger ( 3 ) and / or the heat recovery heat exchanger ( 7 ) are equipped with glass panes as heat exchange surfaces ( 4 , 8 ).