DE690676C - Abhitzekessel zur Ausnutzung von Roestgasen mit hohem Gehalt an Saeuredaempfen - Google Patents

Description

• Abhitzekessel zur Ausnutzung von Röstgasen mit hohem Gehalt an Säuredämpfen Es ist bekannt, daB Rauchgase schon mit geringem Gehalt von schwefliger Säure zur Zerstörung der Vorwärmer führen, sobald die Speisewassertemperatur nicht über der n- des betreffenden Gases liegt: Bei Gasen, welche die übliche Rauchgaszusammensetzung und die normale Feuchtigkeit von etwa 30 bis So Volumprozent aufweisen, macht die bauliche Ausführung von - Abhitzekesseln keine Schwierigkeit. Bei Röstgasen mit hohem S02 -Gehalt und wenn auch nur mit sehr niedrigem SOB- Gehalt kann zufolge deren hohem Taupunkt dieser Forderung nicht ohne weiteres Rechnung getragen werden, da die Siedetemperatur des Wassers bei' den üblichen Drücken meist unter dem Taupunkt liegt. Unter anderem wird die Wärme der Röstgase auch aus dem Grunde aus solchen Gasen im allgemeinen nicht ausgenutzt, da ihre Ausnützung nicht mehr wirtschaftlich wäre.' Bei dem Staubröstverfahren, wie es beispielsweise im österreichischen Patent 147 o11 beschrieben ist, liegen die Verhältnisse indes anders, da, bei den in derartigen Röstöfen herrschenden hohen Temperaturen die Verwertung der Abwärme in den meisten Fällen wirtschaftlich wäre, falls es gelingt, billige und betriebssichere Kesselbauarten bzw. WärmealListauscher zu schaffen. Dieser Aufgabe stellen sich jedoch mannigfache Schwierigkeiten entgegen. Schon die naheliegend erscheinende Verwendung von säurefesten Stählen, welche, wenn sie auch teuer -sind, doch dem Angriff widerstehen, auch wenn die Temperatur unter dem Taupunkt liegt, ergibt keine einwandfreien Bauarten, da in solchen Fällen die in diesen Gasen stets vorhandenen Staubteilchen zu Störungen AnlaB geben. So werden z. B. beim Niederschlagen der Feuchtigkeit zur Zeit des Anheizens- an -den -Heizflächen auch die vom Gase mitgetragenen Staubteilchen -teilweise niedergeschlagen, wodurch sich der Wärmeübergang verschlechtert sowie unter Umständen die Störungsverhältnisse des Gases durch Verstopfung von Strömungskanälen ganz oder teilweise gestört werden. Gemäß der Erfindung wird dann die Anfressung an Abhitzekesseln, die mit sauren, z. B. S02 haltigen Gasen arbeiten, dadurch vermieden, daß man die Wärmeaustauschflächen auf Temperaturen hält, die oberhalb des Taupunktes des betreffenden Gases liegen. Dies geschieht dadurch, daß man die Dampfkesselrohre mit den gasdichten Schutzrohren in solchem Abstand versieht, daß die Temperatur der gasberührten Oberfläche der durch Abstrahlung an die Dampfkesselrohre gekühlten Schutzrohre oberhalb des Taupunktes der Ab hitzegase liegt. Es wird so die wasserberührte Heizfläche durch eine Schutzwand oder ein Schutzrohr vor der Berührung- mit dem sÄuredampfhaltigen Gas geschützt. Das so beheizte Schutzrohr - gibt die Wärme durch Leitung und vor allem Strahlung an die wasserberührte Heizfläche ab. Die Temperatur des Schutzrohres liegt dadurch natürlich stets wesentlich über dem Siedepunkt des :Kesselwassers. Durch diese Anordnung leidet zwar der Wärmedurchgang etwas und muß die Heizfläche dementsprechend vergrößert werden. Da jedoch in diesem Falle kein Sonderstahl, sondern üblicher Rohrwerkstoff oder Kesselblech verwendet werden kann, ergibt sich keine wesentliche Verteuerung bei der Herstellung solcher Abhitzekessel.
• Es ist zwar bereits bekannt, bei Vorwärmerii von Dampfkesseln die ersten von den Rauchgasen umspülten, das noch kalte Wasser führenden Rohre je mit einem sie im Abstand umgebenden Rohr zu versehen; dessen äußere Oberfläche infolgedessen eine wesentlich höhere Temperatur als das vom Wasser durchströmte Innenrohr annimmt, so daß auf ihr von. den Rauchgasen mitgeführter Wasserdampf nicht niedergeschlagen wird. Bei der geringen Temperatur solcher Rauchgase voii etwa 300 bis 15o° C wird aber der Wärmedurchgang pro Zeiteinheit durch solche -Doppelrohre infolge,- der die Wärme schlecht leitenden, aus Luft oder einem sonstigen Wärmeschutzmittel bestehenden Zwischenschicht sehr beeinträchtigt.
• Bei Abhitzekesseln -zur Ausnutzung von Röstgasen mit hohem Gehalt an Säuredämpfen, um die es sich bei- der Erfindung handelt, treten dagegen sehr hohe Temperaturgefälle zwischen den hocherhitzten Gascri- und dem durchströmenden- Wasser auf. Die Anwendung von die Wasserrohre umgebenden Mantelrohren, deren äußere -Oberfläche von den Röstgasen bespült wird, hat in diesem - Fall die Wirkung, daß einerseits die Temperatur von deren äußerer Oberfläche - beträchtlich über dem Taupunkt `der von den Gasen mitgeführten Dämpfe von S02 und SO, liegt, so daB ein Niederschlagen letzterer nicht -stattfinden kann, daß andererseits aber die überwiegend durch Strahlung erfolgende Wärmeübertragung auf das innere Rohr wegen des hohen Temperaturgefälles eine beachtliche Größe hat.
• Während sich also die Anwendung solcher doppelwandigen Rohre auf das gesamte Rohrbündel von Speisewasservorwärmern infolge der dadurch bewirkten Verschlechterung des Wärmeaustausches von selbst verbieten würde, bedeutet sie bei Abhitzekesseln umgekehrt einen erheblichen Fortschritt, weil in diesem Fall die wärmeisolierende Wirkung der Zwischenschicht praktisch nicht erheblich ins Gewicht fällt und die Ausnutzung der hochsäurehaltigen Gase überhaupt erst ermöglicht wird.
• In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann man den Zwischenraum zwischen den so gebildeten Doppelwänden, also zwischen dem dem Wärmeaustausch dienenden Rohr und dem Schutzrohr mit der Außenluft in Verbindung setzen. Hierdurch wird, wenn ein Rohr undicht wird, die Undichtheit durch das Austreten von Gas sich sofort bemerkbar machen, wenn unter Druck gearbeitet wird. Beim Arbeiten mit Unterdruck macht sich eine undichte Stelle durch Ansaugen von Luft berrierkbar, wodurch außerdem eine weitere Anfressung vermieden wird, da der Zwischenraum dadurch gasfrei gehalten wird.
• Auf -der Zeichnung ist ein Wärmeaustauscher gemäß der Erfindung als Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
• Abb. i zeigt im Schnitt einen Wärmeaustauscher der bei Vorwärmern üblichen Bauart, Abb. 2 eine andere Bauart.
• In Abb i ist mit i ein Gehäuse bezeichnet, welches einen Stutzen :2 zur Zufuhr der heißen Gase und einen Stutzen 3 zur Abfuhr derselben besitzt. Ein dritter Stutzen q., der mit einem nicht gezeichneten Verschlußdeckel versehen ist, dient zur Abfuhr der sich etwa ausscheidenden festen Teilchen. In. Zwischenwänden 5 und -6 des Gehäuses i sind die Rohre 7 .dicht eingesetzt, welche von dem durch die Zwischenböden 5 und 6 begrenzten Wasserraum umspült werden. Stutzen 8 und 9 dienen zum Zu- und Ablauf des Wassers bzw. 8 auch zum Austritt von Dampf. Die Rohre 7 sind nun mit konzentrischen Rohren 1o versehen, durch welche die bei 2 einströmenden Gase hindurchströmen können. Der zwischen den Rohren 7 und io gebildete Zwischenraum dient also als Schutzschicht bezw. dazu, die Temperatur an den Schutzrohren io höher zu erhalten als an den wasserbespülten Rohren 7. Ein Röhrchen i i durchsetzt die Vorrichtung und verbindet die Zwischenräume zwischen den Rohren 7 und 1o mit der Außenluft, um so etwa auftretende Undichtigkeiten sofort wahrnehmen zu können.
• In Abb. z ist eine andere Bauart dargestellt, der von den heißen Gasen durchströmte Behälter 12, der mit Stutzen 13 und 1q. versehen ist, umgibt hier das zu erwärmende Wasser führende Rohr 15, wobei das in den Behälter 12 eingesetzte Schutzrohr 16 wieder die unmittelbare Berührung der heißen Gase von dem mit Wasser bespülten Teil der Vorrichtung verhindert.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Abhitzekessel zur Ausnutzung von Röstgasen mit hohem Gehalt an Säuredämpfen, z. B. S02 und SO" deren Taupunkt oberhalb der Verdampfungstemperatur des Kesselwassers liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfkesselrohre (io) mit den gasdichten konzentrischen Schutzrohren (7) in solchem Abstande versehen sind, daß die Temperatur der voll den Abhitzegasen berührten Oberfläche der durch Abstrahlung an die Dampfkesselrohre (io) gekühlten Schutzrohre (7) oberhalb des Taupunktes der Abhitzegase liegt.
2. 2. Abhitzekessel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen den beiden Rohren zwecks Anzeige von Undichtheiten des äußeren Rohres durch eine Leitung mit der Außenluft in Verbindung gebracht ist.