DK172186B1 - Tågeeliminatorapparat af underkølingstypen - Google Patents

Description

i DK 172186 B1

Den foreliggende opfindelse angår et tågeeliminatorappa-rat af underkølingstypen, der kan anvendes ved et afsvov-lingssystem til udstødsgas af vådtypen, et støvfjernelsessystem og et støvforstørrelsessystem til anvendelse i 5 elektriske støvkollektorer af vådtypen.

Et hidtil kendt afsvovlingssystem til udstødsgas af vådtypen til varmekraftfrembringelse af kulafbrænding er skematisk vist i fig. 4. Et afsvovlingssystem til udstødsgas af vådtypen (herefter forkortet som 10 "afsvovlingssystem") er et system, der normalt omfatter et køletårn, et absorptionstårn og en eliminator. I fig.

4 indføres udstødsgas gennem en udstødsgaskanal 11 ind i en udstødsgasgenopvarmer 1 (herefter forkortet som "varmekollektor") , og efter at varme er blevet opsamlet 15 der, ledes den til et køletårn 2, i hvilket støvet i udstødsgassen fjernes ved sprøjtning af kølevand og udstødsgassen befugtes og afkøles også. Derefter ledes udstødsgassen til et absorptionstårn 3, i hvilket S02, der indeholdes i udstødsgassen, absorberes og fjernes af en 20 absorbentvæske. Derefter og efter at gipståge, der frembringes i absorptionstårnet 3 er blevet fjernet i en eliminator 4, fjernes resterende støv i udstødsgassen i en elektrisk støvkollektor 5 af vådtypen. Dernæst opvarmes udstødsgassen og dens temperatur hæves i en anden ud-25 stødsgasgenopvarmer 6 (herefter forkortet som "genopvarmer") ved hjælp af varmen opsamlet i varmekol-lektoren 1 og derefter udstødes den til atmosfæren gennem en skorsten. Det skal bemærkes, at støvkoncentrationen i udstødsgassen i eliminatoren 4's udløb ikke kan reduceres 30 til 10 mg/m3 N eller mindre, da det er svært at fjerne mikrofine partikler i eliminatoren. For at reducere støvkoncentrationen i udstødsgassen, der udstødes til atmosfæren, til mindre end 10 mg/m3 N, fjernes støv endvidere ved hjælp af støvkollektoren 5 af vådtypen. Med det for-35 mål at fjerne gipståge i absorptionstårnet 3, der vil af- 2 DK 172186 B1 lægges på et af eliminatoren 4's bølgepladeformede elementer, som vist i fig. 5, sprøjtes vand, der er tilført systemet udefra gennem et rør 9, over elementerne gennem sprøjtedyser og efter at have fjernet gipsen aflagt på 5 elementerne føres dette sprøjtevand til køletårnet 2 gennem et rør 10 og tjener som suppleringsvand for kølevandet, der er fordampet og spredt ind i udstødsgassen.

I tågeeliminatoren af bølgepladetypen ifølge den kendte teknik er det svært på effektiv måde at fjerne støv med 10 en mikrofin partikeldiameter og for ved det ovenfor beskrevne kendte afsvovlingssystem at reducere støvkoncentrationen i udstødsgassen ved eliminatorens udløb til 10 mg/m3 N eller mindre, fremkaldes støvfjernelse endvidere også ved hjælp af en elektrisk støvkollektor af vådtypen, 15 hvilket resulterer i problemer, såsom at anlægs- og udstyrsinvesteringen øges, at et større areal er nødvendigt og at driftsomkostningerne også bliver større.

Endvidere foreligger det problem, at da det vand, der tilføres systemet udefra, anvendes til udvaskning af støv 20 eller gips, der er afsat på eliminatorens elementer og derefter føres til køletårnet for at tjene som suppleringsvand til kølevand, kan vaskning af elementerne blive utilstrækkelig og gips kan forblive på elementerne og i værste fald kan der fremkomme delvis blokering, da der 25 ikke kan anvendes en stor vandmængde, fordi afløbsvand-mængden stiger, såfremt der anvendes en stor vandmængde.

Den foreliggende opfindelse er blevet udarbejdet set i lyset af den ovenfor nævnte aktuelle status inden for området og opfindelsen har det formål at tilvejebringe et 30 nyt tågeeliminatorapparat, i hvilket støv og tåge, der har en ganske lille partikeldiameter, effektivt kan fjernes, og ved hvilket vaskning af tågeeliminatoren såvel som tilførelse af suppleringsvand til køletårnet kan op- 3 DK 172186 B1 nås næsten uden at være afhængig af suppleringsvand, der tilføres systemet udefra, og derved kun mængden af vand, der tilføres systemet udefra, reduceres.

Ved den foreliggende opfindelse er der tilvejebragt et 5 tågeeliminatorapparat af underkølingstypen, som er tilvejebragt med en tågeeliminator med inertikollisionsorganer af bølgepladetypen til fjernelse af partikler af støv og tåge, der indeholdes i en våd udstødsgas og opfindelsen er ejendommelig ved, at apparatet omfatter et udstødsgas-10 køleorgan, som er anbragt opstrøms for tågeeliminatoren af bølgepladetypen og som omfatter underkølingselementer og ikke-kølende sektioner, der er anbragt skiftevis og grænsende op til hinanden langs et plan vinkelret på gasstrømningsretningen og er adskilt af gaspassage skille-15 vægsplader samt udstødsgasblandeorganer, der er anbragt opstrøms for tågeeliminatoren af bølgepladetypen og umiddelbart bag ved på udstødsgaskøleorganet.

I et tågeeliminatorapparat, der findes i et afsvovlingssystem eller lignende, benyttes ifølge den foreliggende 20 opfindelse en ny konstruktion, ved hvilken der er tilvejebragt et udstødsgaskøleorgan for yderligere køling af en del af den mættede udstødsgas og udstødsgasblandeorganer, der er anbragt nedstrøms for udstødsgaskøleorganet for hurtig blanding af resterende mættet udstødsgas, der 25 ikke er kølet af den ovennævnte kølede, mættede udstødsgas. Udstødsgassen føres herfra til en tågeeliminator af bølgepladetypen for at fjerne støv og/eller tåge, der har fået forøget partikelstørrelsen ved blandingen. Udstødsgassen bringes i en overmættet tilstand ved blanding af 30 en ikke-kølet, mættet udstødsgas, med en kølet mættet udstødsgas, således at damp i udstødsgassen kan kondensere på overfladen af støvpartiklerne i udstødsgassen, der tjener som kerner for kondensering, hvilket resulterer i forstørrelse af partikeldiameterne i tågen. De således DK 172186 B1 forstørrede tågepartikler kan mere effektivt blive fastholdt og fjernet i tågeeliminatoren af bølgepladetypen ligesom mikrofine støvpartikler i udstødsgassen også kan fjernes sammen med de forstørrede tågepartikler og derfor 5 kan støvkoncentrationen i udstødsgassen ved afsvovlingssystemets udløb reduceres f.eks. til 10 mg/m3 N eller mindre, uden at der gøres anvendelse af en elektrisk støvkollektor af vådtypen. Genindvundet vand, der er kølet og kondenseret i denne tågeeliminator kan desuden 10 genindsprøjtes i en stor mængde ved udstødsgaskøleorganet i tågeeliminatoren eller i tågeeliminatoren af bølgepladetypen, hvorved belægninger af støv og gipståge fuldstændigt kan elimineres og endvidere kan dette genind-vundne vand supplere frist vand, der tilføres køletårnet 15 og derved kan minimering af afløbsvandmængden, som skal bortskaffes, opnås.

Ovennævnte og andre formål, egenskaber og fordele ved den foreliggende opfindelse skal i det følgende forklares nærmere under henvisning til den vedføjede tegning, hvor 20 fig. 1 er et skematisk billede af en foretrukken udførelsesform for den foreliggende opfindelse, fig. 2 er et skematisk billede af et afsvovlingssystem for udstødsgas af vådtypen, der er tilvejebragt med et tågeeliminatorapparat af underkølingstypen ifølge den 25 foreliggende opfindelse, fig. 3 er et fasediagram for en udstødsgas, der er fremstillet på et temperatur-fugtighedsdiagram, som fremvises for forståelse af et driftsprincip ved den foreliggende opfindelse, 30 fig. 4 er et skematisk billede af et afsvovlingssystem for udstødsgas af vådtypen ifølge den kendte teknik, og 5 DK 172186 B1 fig. 5 er et skematisk billede, der viser elementerne i en kendt tågeseparator af bølgepladetypen.

En foretrukken udførelsesform for opfindelsen beskrives i det følgende under henvisning til figurerne 1-3.

5 I fig. 2 trænger en ved kulfyring frembragt udstødsgas, der er udstødt fra en kedel, gennem en udstødsgaskanal 11 ind i en varmekollektor 1, i hvilken udstødsgassen opvarmer et varmemediumsvand inden i et varmeoverføringsrør 13 og hæver dets temperatur. Derefter, og efter at være ble-10 vet afkølet til 90-100 °C, indtræder udstødsgassen i et køletårn 2, i hvilket kølevand, der tilføres ved hjælp af en cirkulationspumpe 7, indsprøjtes i udstødsgassen. Som følge deraf befugtes og afkøles udstødsgassen og støv fjernes derfra og den vil overgå fra tilstand 1 til til-15 stand 2 i diagrammet vist i fig. 3. S02 i denne udstødsgas absorberes af en absorbentvæske, der tilføres ved hjælp af en cirkulationspumpe 8 for absorptionstårnet og som sprøjtes ind i udstødsgassen i det efterfølgende absorptionstårn 3. Dernæst indføres udstødsgassen i en tå-20 geeliminator 14 af underkølingstypen ifølge den foreliggende opfindelse. Tågeeliminatoren 14 af underkølingstypen ifølge den foreliggende opfindelse skal forklares nærmere under henvisning til fig. 1. I fig. 1 betegner henvisningsbetegnelse 15 udstødsgaskøleorganet, der er 25 anbragt opstrøms for en tågeseparator 23 af bølgepladety-pen i forhold til gasstrømningsretningen. Henvisningsbetegnelse 16 betegner en gaspassageskillevægsplade i udstødsgaskøleorganet 15, henvisningsbetegnelse 17 betegner underkølingselementer, der forløber vinkelret på gas-30 strømningsretningen i en gastrømspassage. Henvisningsbetegnelse 18 betegner ikke-kølende sektioner, der grænser op til underkølingselementerne 17 ved hjælp af gaspassa-geskillevægsplader 16, hvor de ovennævnte underkølingselementer 17 og de ikke-kølende sektioner 18 er vek- 6 DK 172186 B1 selvist anbragt opgrænsende til hinanden og adskilt af en gaspassageskillevægsplade langs et plan vinkelret på gas-strømningsretningen. Et kølevandsrør 19 er forbundet til de ovenfor beskrevne underkølingselementer 17. Desuden 5 betegner henvisningsbetegnelse 20 udstødsgasblandeorga-ner, der er anbragt opstrøms for tågeseparatoren 23 af bølgepladetypen og netop bagved udstødsgaskøleorganet 15 og henvisningsbetegnelse 21 betegner en gasblander i ud-stødsgasblandeorganet, hvilken gasblander omfatter en me-10 kanisme til omdirigering af en gasstrøm, der udgår fra de ikke-kølende sektioner 18 i udstødsgaskøleorganet 15 for således at krydse med en gasstrøm, der udstrømmer fra underkølingselementerne 17, som vist i fig. 1. Henvisningsbetegnelse 22 betegner en gasblander af stangtypen, der 15 er anbragt tast ved gasblanderen 21. I gasblanderen 22 af stangtypen er et antal stænger horisontalt anbragt for således at krydse med en gasstrøm, som vist i fig. 1 og derved tilvejebringes turbulens i gasstrømmen for at fremme blanding af gasser. Henvisningsbetegnelse 24 be-20 tegner sprøjtedyser, der er anbragt opstrøms for og tæt ved udstødsgaskøleorganet 15 for vaskning af udstødsgaskøleorganet 15 og henvisningsbetegnelse 25 betegner sprøjtedyser, der er anbragt netop foran tågeseparatoren 23 af bølgepladetypen til vaskning af tågeseparatoren 23 25 af bølgepladetypen. En del af udstødsgassen, der er strømmet ind i tågeeliminatoren 14 af underkølingstypen, passerer gennem underkølingselementerne, til hvilke kølevand tilføres gennem et kølevandsrør 19 og udstødsgassen affugtes og afkøles og overgår fra tilstand 2 til til-30 stand 3 langs en mætningskurve A i diagrammet vist i fig.

3. Den resterende udstødsgas passerer gennem de ikke-kølende sektioner 18. Den afkølede udstødsgas (tilstand 3 i diagrammet vist i fig. 3) og den ikke-kølede udstødsgas (tilstand 2 i diagrammet i fig. 3) blandes hurtigt af 35 gasblanderen 21 og gasblanderen 22 af stangtypen i ud-stødsgasblandeorganet 20 og tilstanden 4 i diagrammet i 7 DK 172186 B1 fig. 3, som er en overmættet tilstand, nås. Damp, der i den blandede udstødsgas ved den overmættede tilstand svarer til ΔΗ i grafen i fig. 3, kondenserer og vokser på overfladerne af støvpartiklerne, idet støv i udstødsgas-5 sen anvendes som kerner for kondensering og derved forstørres støvets partikeldiametre. Herved overføres udstødsgassen fra tilstand 4 til tilstand 5 i diagrammet vist i fig. 3. De forstørrede støvpartikler indtræder i tågeseparatoren 23 af bølgepladetypen og fjernes ved 10 inertikollision. Også kondensvand, der er frembragt i ud-stødsgaskøleorganet 15 og kondensvand, der er frembragt af gasblandeorganet opsamles og ledes til et kondensvandrør 26.

I fig. 2 ses det, at opsamlet kondensvand bliver ophobet 15 i en kondensvandtank 27. Derefter indsprøjtes det fra sprøjtedyserne på underkølingselementerne 17 og på tågeseparatoren 23 af bølgepladetypen gennem et kondensvandrør 2 9 ved hjælp af en kondensvandpumpe 27 for at fjerne den aflagte gipståge og det af lej rede støv og det ind-20 sprøjtede kondensvand opsamles igen.

Derefter indtræder udstødsgassen i genopvarmeren 6, i hvilken varmemediumsvand, der er hævet i temperatur i varmekollektoren 1 og tilført gennem et varmemediumsrør 30, indtræder i varmeoverføringsrøret 13 for at opvarme 25 udstødsgassen til en forudbestemt temperatur og derefter udstødes den til atmosfære gennem en skorsten.

Ved en installering af apparatet ifølge den foreliggende opfindelse kan støvkoncentrationen i udstødsgassen i afsvovlingssystemets udløb reduceres til en forudbestemt 30 værdi, således at det er unødvendigt yderligere at tilvejebringe en elektrisk støvkollektor af vådtypen nedstrøms for systemet, som det er tilfældet ved systemer ifølge den kendte teknik.

8 DK 172186 B1

Yderligere findes der den fordel ved tågeeliminatorappa-ratet af underkølingstypen, at kondensvandet, der er udkondenseret fra udstødsgassen og opsamlet, effektivt kan benyttes til vaskning af tågeeliminatoren af underkø-5 lingstypen og at det også kan anvendes som suppleringsvand, der tilføres køletårnet.

Som beskrevet i detaljer ovenfor opnås følgende fordele med tågeeliminatorapparatet af underkølingstypen ifølge den foreliggende opfindelse: 10 (1) Støvkoncentrationen i en udstødsgas i udløbet af et afsvovlingssystem eller lignende kan reduceres meget ved installering af tågeeliminatorapparatet af underkølingstypen. Herved bliver en elektrisk støvkollek-tor af vådtypen unødvendig, hvilket medfører stor re-15 duktion af startinvesteringen for anlæg og udstyr, formindskelse af grundarealet og reduktion af driftsomkostninger .

(2) Da kondensvand frembragt i tågeeliminatorapparatet af underkølingstypen kan opsamles og benyttes for at 20 blive sprøjtet over en tågeseparator til afvaskning af aflagt støv, gips osv. og da det også kan benyttes som suppleringsvand for et køletårn, kan der opnås besparelser i driftsomkostninger såvel som modtræk mod mangel på vand.

25

Claims (1)

1. 5 Tågeeliminatorapparat af underkølingstypen, der er tilve jebragt med en tågeeliminator med inertikollisionsorganer af bølgepladetypen (23) til fjernelse af partikler af støv og tåge, som indeholdes i en våd udstødsgas, kendetegnet ved, at apparatet omfatter et 10 udstødsgaskøleorgan (15), der er anbragt opstrøms for nævnte tågeeliminator af bølgepladetypen (23) og som omfatter underkølingselementer (17) og ikke-kølende sektioner (18), der er anbragt skiftevist grænsende op til hinanden langs et plan vinkelret på gasstrømningsretningen 15 idet de er adskilt af gaspassageskillevægsplader (19), og at apparatet desuden omfatter udstødsgasblandeorganer (20), der er anbragt opstrøms for nævnte tågeeliminator af bølgepladetypen (23) og umiddelbart bag ved udstødsga-skøleorganet (15).