EP0162269A2 - Verfahren und Vorrichtung zur Wiederaufheizung von Rauchgasen - Google Patents

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EP0162269A2
EP0162269A2 EP85104409A EP85104409A EP0162269A2 EP 0162269 A2 EP0162269 A2 EP 0162269A2 EP 85104409 A EP85104409 A EP 85104409A EP 85104409 A EP85104409 A EP 85104409A EP 0162269 A2 EP0162269 A2 EP 0162269A2
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EP
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flue gas
heat exchanger
heat
heated
flue
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Horst Daschmann
Klaus Dipl.-Ing. Schmitt
Jürgen Dr. Dipl.-Ing. Künzel
Siegfried Dipl.-Ing. Rochna
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Balcke Duerr AG
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Balcke Duerr AG
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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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/02—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of carbon, e.g. graphite

Definitions

  • the invention relates to a method for re-heating flue gases coming from a flue gas cleaning system working according to the wet method by means of a heat exchanger arranged in the flue gas stream with a plurality of pipes through which a heat transfer medium flows and around which the cleaned gases flow, which are then passed into the atmosphere via a chimney are derived, as well as a device for performing this method.
  • flue gases In order to comply with legally required immission requirements, flue gases must be cleaned, e.g. be desulfurized.
  • the present invention relates exclusively to the reheating of the cleaned flue gases before they are discharged into the atmosphere above a chimney and can be applied both to the recuperative and to the regenerative method of reheating.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus of the type described above for reheating flue gases coming from a flue gas cleaning system working according to the wet method, the heat exchangers arranged in the flue gas stream of which achieve service lives which correspond to those of the other power plant components, the investment costs in economically justifiable.
  • the solution to this problem by the method according to the invention is characterized in that the wet from the coming and passed through a droplet separator flue gas in a first, essentially graphite pre-heat exchanger is heated so that all water droplets still present in the flue gas evaporate, and that the dry flue gas through downstream heat exchangers made of metal, preferably high-alloy steel, on the for Discharge into the chimney required temperature is heated.
  • the pipes and essential components of which are made of graphite By drying the humid flue gases in a pre-heat exchanger, the pipes and essential components of which are made of graphite, the flue gases are deprived of their corrosive effect, so that they are then transferred through downstream heat exchangers made of metal, preferably high-alloy steel, to be introduced into the chimney required temperature can be heated.
  • the use of relatively expensive heat exchange surfaces made of graphite is thus limited according to the invention to a part of the heat exchanger surface arranged in the flue gas stream. The investment costs are therefore in an economic range, especially if the considerably increased service life of the heat exchanger surfaces used for reheating is taken into account.
  • components are used as pre-heat exchangers that have already proven themselves in the chemical industry. Such heat exchangers can be designed in a modular design, so that appropriate pre-heat exchangers can be put together for each individual case.
  • the pre-heat exchanger and the downstream heat exchanger can be heated by means of external energy or alternatively in that a heat transfer medium is heated by an essentially graphite flue gas cooler which extracts part of its heat from the unpurified flue gas stream before wet cleaning.
  • a heat transfer medium preferably water, circulates in a closed circuit. The heat used to reheat the cleaned flue gases is extracted from the uncleaned flue gas which, for example, has a temperature of approximately 140 ° Celsius before entering wet cleaning.
  • the flue gas cooler arranged in the uncleaned flue gas stream cools the flue gases to below the dew point, so that a high level of corrosion occurs, for example due to sulphurous acid, the flue gas cooler withstands these extreme loads because its essential parts consist of graphite.
  • a further improvement of the method according to the invention can finally be achieved according to the invention in that a part of the heated and dried flue gas stream is branched off into the chimney before being discharged and is introduced into the cleaned flue gas stream behind the droplet separator without streaks using a static mixer.
  • This recirculating partial flow of the heated, cleaned flue gas pre-dries the flue gas supplied to the heat exchangers, so that a reduction of the heat exchange surfaces consisting essentially of graphite can be achieved by this addition of dry, heated flue gas.
  • the device for carrying out the method according to the invention is characterized in that the tubes of the pre-heat exchanger used for drying the cleaned flue gas or of the flue gas cooler made of synthetic resin impregnated electrographite arranged in the uncleaned flue gas stream are made. According to a further feature of the invention, these tubes can be wrapped like a net with carbon fibers that are under tension.
  • a boiler system 1 In the systems shown in FIGS. 1 and 2, a boiler system 1 is shown, the flue gases of which pollutants are loaded are fed through a flue gas line 2 to a flue gas purification system 3 which operates using the wet method.
  • This flue gas cleaning system 3 is followed by a water separator 4, so that the cleaned flue gases, which have cooled the flue gas cleaning system 3 to about 500 degrees Celsius and are saturated with water vapor, contain only small residual amounts of water drops.
  • the cleaned flue gases pass through a clean gas line 5 through a silencer 6 into a chimney 7, through which they are discharged into the atmosphere.
  • a flue gas blower 8 is arranged in front of the silencer 6 in the clean gas line 5.
  • an essentially graphite ballast heat exchanger 9 is arranged in the clean gas duct 5, in which the flue gas coming from the flue gas cleaning system 3 is heated in such a way that all moisture still present in the flue gas evaporates.
  • the cleaned flue gas thus emerges heated and dried from the pre-heat exchanger and then passes into a heat exchanger 10, which is made of metal, preferably high-alloy steel.
  • a heat exchanger 10 which is made of metal, preferably high-alloy steel.
  • the group consisting essentially of graphite Vorschaltebenonesener 9 is a cleaning g un g Being upstream direction 11, which consists for example of several long retractable sootblowers, wherein the cleaning is performed by blowing off the heating surfaces with a steam jet.
  • cleaning g ungsdampf example dry superheated steam with a pressure of 12 to 16 bar and a Uberhitzungstemperatur of about 350 ° Celsius used.
  • Corresponding superheated steam can also be used for the parallel heating of the pre-heat exchanger 9 and the heat exchanger 10.
  • Part of the flue gas preheated and dried in the pre-heat exchanger 9 and heated in the heat exchanger 10 is branched off between the heat exchanger 10 and the flue gas blower 8 and fed into the clean gas line 5 through a recirculation line 12 between the water separator 4 and the cleaning device 11.
  • the returned part of the flue gas flow is 5 to 10% of the total gas throughput.
  • the recirculating partial flow of the heated flue gas which is admixed with the moist and cold flue gas flow and in this way causes predrying, is fed to the moist flue gas flow with the aid of a static mixer 14.
  • This mixer 14 ensures that a uniform temperature distribution over the entire flow cross section is achieved after a short mixing distance.
  • the heat carrier for the VorschaltezeSer 9 and the downstream heat exchanger 10 g in a Kreislaufleitun 15 circulated and heated in a flue gas cooler 16, which is arranged before the flue gas cleaning plant 3 in the flue gas line. 2
  • This flue gas cooler 16 consists essentially of graphite and thus corresponds to the pre-heat exchanger 9. Like this, the flue gas cooler 16 is preceded by a cleaning device 11.
  • the heat shift between the flue gas cooler 16 and the pre-heat exchanger 9 or heat exchanger 10 takes place with the aid of a circulation pump system 17, which is also shown schematically in FIG.
  • the cleaned flue gases are re-heated by means of a heat carrier which is circulated in a closed circuit and is preferably formed by water and which removes heat from the uncleaned flue gas, which has a temperature of approximately 140 ° Celsius before entering the flue gas cleaning system 3. Also in the embodiment according to FIG. 2, part of the cleaned flue gas is recirculated in order to dry the moist flue gas stream at least partially by adding dry flue gas before it is definitely dried in the pre-heat exchanger 9.
  • the flue gas cooler 16 has a high level time since it consists essentially of graphite. These tubes of the flue gas cooler 16 are regularly cleaned by an associated cleaning device 11.
  • a heater stage 18 can be provided downstream of the heat exchanger 10 as shown in FIG. 2.
  • steam-heated heater stage 18 has the task not only of achieving a further increase in the flue gas temperature, but also of preheating the flue gases flowing back through the recirculation line 12 when starting up.
  • the system can be kept dry by the explosive plume from the Rauchgasreinigun g sanla g e 3 heat exchanger surfaces by such a heater stage 18 when switched off.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wiederaufheizung von aus einer nach dem Naßverfahren arbeitenden Rauchgasreinigungsanlage kommenden Rauchgasen mittels eines im Rauchgasstrom angeordneten Wärmeaustauschers mit einer Mehrzahl von Rohren, die von einem Wärmeträger durchflossen und von den gereinigten Gasen umströmt werden, die anschließend über einen Schornstein in die Atmosphäre abgeleitet werden. Um trotz der mit Wasserdampf aus der Naßreinigung gesättigten Rauchgase längere Standzeiten der im gereinigten Rauchgasstrom angeordneten Wärmeaustauscher zu erzielen, wird das aus der Naßreinigung komende und über einen Tropfenabscheider geieitete Rauchgas in einem ersten, im wesentlichen aus Graphit bestehenden Vorschaltwärmeaustauscher derart aufgeheizt, daß sämtliche im Rauchgas noch vorhandenen Wassertropfen verdampfen. Das trockene Rauchgas wird durch nachgeschaltete Wärmeaustauscher aus Metall, vorzugsweise aus hochlegiertem Stahl, auf die für die Einleitung in den Schornstein erforderliche Temperatur erhitzt. Der Wärmeträger für die Wiederaufheizung der Rauchgase kann fremdbeheizt werden oder seine Wärme mittels eines im wesentlichen aus Graphit bestehenden Rauchgaskühlers dem ungereinigten Rauchgas entziehen. Die aus kunstharzimprägniertem Eletrographit hergestellten Rohre sind vorzugsweise mit unter Vorspannung stehenden Carbonfasern netzartig umwickelt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiederaufheizung von aus einer nach dem Naßverfahren arbeitenden Rauchgasreinigungsanlage kommenden Rauchgasen mittels eines im Rauchgasstrom angeordneten Wärmeaustauschers mit einer Mehrzahl von Rohren, die von einem Wärmeträger durchflossen und von den gereinigten Gasen umströmt werden, die anschließend über einen Schornstein in die Atmosphäre abgeleitet werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
  • Um gesetzlich vorgeschriebene Immissionsauflagen zu erfüllen, müssen Rauchgase gereinigt, u.a. entschwefelt werden.
  • Besonders günstige Werte lassen sich mit nach dem Naßverfahren arbeitenden Rauchgasreinigungsanlagen erzielen. Die aus derartigen Rauchgasreinigungsanlagen austretenden, gereinigten Rauchgase werden jedoch durch den nassen Reinigungsprozeß nicht nur auf eine Temperatur von ca. 50°Celsius abgekühlt, sondern sind darüber hinaus mit Wasserdampf gesättigt. Um derartige gereinigte Rauchgase in die Atmosphäre ableiten zu können, stehen derzeit zwei Verfahren zur Verfügung, nämlich einmal eine Ableitung der Rauchgase über einen Kühlturm, dessen Abluftstrom die Rauchgase beigemischt werden, und zum anderen eine rekuperative oder regenerative Wiederaufheizung der gereinigten Rauchgase vor deren Ableitung in die Atmosphäre mittels eines Schornsteins.
  • Sowohl für mit Rauchgasreinigungsanlagen nachzurüstende Altanlagen als auch für Neubauten läßt sich das wirtschaftlichste Verfahren nur unter Berücksichtigung der jeweiligen Standortbedingungen ermitteln, wie Energiekosten, Lastfahrplan, Anordnung der Rauchgasreinigungsanlage in Zuordnung zu den übrigen Kraftwerkskomponenten und verbleibender Betriebszeit. Die vorliegende Erfindung betrifft ausschließlich die Wiederaufheizung der gereinigten Rauchgase vor ihrer Ableitung in die Atmosphäre Ober einen Schornstein und läßt sich sowohl auf das rekuperative als auch auf das regenerative Verfahren der Wiederaufheizung anwenden.
  • Bei der Wiederaufheizung der aus einer nach dem Naßverfahren arbeitenden Rauchgasreinigungsanlage kommenden Rauchgase mittels eines im Rauchgasstrom angeordneten Wärmeaustauschers werden dessen vom wärmeabgebenden Wärmeträger durchflossehe und vom aufzuheizenden Rauchgas umströmte Rohre einer hohen korrosiven Beanspruchung ausgesetzt, da die gereinigten Rauchgase mit von der Naßreinigung herrührendem Wasserdampf gesättigt sind, der in Verbindung mit Restgehalten an chemischen Verunreinigungen starke Korrosionen hervorruft. Auch aus hochlegierten Stählen hergestellte Wärmeaustauscher erreichen somit nur eine unbefriedigende Standzeit.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zur Wiederaufheizung von aus einer nach dem Naßverfahren arbeitenden Rauchgasreinigungsanlage kommenden Rauchgasen zu schaffen, deren im Rauchgasstrom angeordnete Wärmeaustauscher Standzeiten erreichen, die denen der anderen Kraftwerkkomponenten entsprechen, wobei die Investitionskosten in wirtschaftlich vertretbarem Rahmen liegen.
  • Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Naßreinigung kommende und über einen Tropfenabscheider geleitete Rauchgas in einem ersten, im wesentlichen aus Graphit bestehenden Vorschaltwärmeaustauscher derart aufgeheizt wird, daß sämtliche im Rauchgas noch vorhandenen Wassertropfen verdampfen, und daß das trockene Rauchgas durch nachgeschaltete Wärmeaustauscher aus Metall, vorzugsweise hochlegiertem Stahl, auf die für die Einleitung in den Schornstein erforderliche Temperatur erhitzt wird.
  • Durch die Trocknung der feuchten Rauchgase in einem Vorschaltwärmeaustauscher, dessen Rohre und wesentliche Bestandteile aus Graphit bestehen, wird den Rauchgasen ihre korrosive Wirkung genommen, so daß sie anschließend durch nachgeschaltete Wärmeaustauscher aus Metall, vorzugsweise aus hochlegiertem Stahl, auf die für die Einleitung in den Schornstein erforderliche Temperatur erhitzt werden können. Der Einsatz verhältnismäßig teurer Wärmeaustauschflächen aus Graphit wird somit erfindungsgemäß auf einen Teil der im Rauchgasstrom angeordneten Wärmetauscherfläche beschränkt. Die Investitionskosten liegen somit in einem wirtschaftlichen Bereich, insbesondere wenn die erheblich gesteigerte Standzeit der für die Wiederaufheizung verwendeten Wärmetauscherflächen berücksichtigt wird. Als Vorschaltwärmeaustauscher werden erfindungsgemäß Bauteile verwendet, wie sie sich bereits in der chemischen Industrie bewährt haben. Derartige Wärmeaustauscher können in Modulbauweise ausgeführt werden, so daß für jeden Einzelfall entsprechende Vorschaltwärmeaustauscher zusammengestellt werden können.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Vorschaltwärmeaustauscher und der nachgeschaltete Wärmeaustauscher mittels Fremdenergie aufgeheizt werden als auch alternativ dadurch, daß ein Wärmeträger durch einen im wesentlichen aus Graphit bestehenden RauchgaskOhler aufgeheizt wird, der dem ungereinigten Rauchgasstrom vor der Naßreinigung einen Teil seiner Wärme entzieht. Bei diesem regenerativen Verfahren läuft der Wärmeträger, vorzugsweise Wasser, in einem geschlossenen Kreislauf um. Die zur Wiederaufheizung der gereinigten Rauchgase dienende Wärme wird dem ungereinigten Rauchgas entzogen, das vor Eintritt in die Naßreinigung beispielsweise eine Temperatur von etwa 140° Celsius hat. Obwohl der im ungereinigten Rauchgasstrom angeordnete Rauchgaskühler die Rauchgase bis unter den Taupunkt abkühlt, so daß eine hohe Korrosionsbeanspruchung z.B. durch schweflige Säure auftritt, widersteht der Rauchgaskühler diesen extremen Beanspruchungen, weil er in seinen wesentlichen Teilen aus Graphit besteht.
  • Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich schließlich erfindungsgemäß dadurch erzielen, daß ein Teil des erhitzten und getrockneten Rauchgasstromes vor der Ableitung in den Schornstein abgezweigt und über einen statischen Mischer strähnenfrei in den gereinigten Rauchgasstrom hinter dem Tropfenabscheider eingeleitet wird. Durch diesen rezirkulierenden Teilstrom des aufgeheizten gereinigten Rauchgases erfolgt eine Vortrocknung des den Wärmeaustauschern zugeführten Rauchgases, so daß sich durch diese Beimischung von trockenem, erhitztem Rauchgas eine Reduzierung der im wesentlichen aus Graphit bestehenden Wärmeaustauschflächen erzielen läßt.
  • Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre des zur Trocknung des gereinigten Rauchgases verwendeten Vorschaltwärmeaustauschers bzw. des im ungereinigten Rauchgasstrom angeordneten Rauchgaskühlers aus kunstharzimprägniertem Elektrographit hergestellt sind. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung können diese Rohre mit unter Vorspannung stehenden Carbonfasern netzartig umwickelt sein.
  • Durch die Verwendung kunstharzimprägnierten Elektrographits ergibt sich nicht nur eine sehr gute Korrosionsbeständigkeit und eine thermische Dauerbelastbarkeit bis 200° Celsius, sondern auch die Möglichkeit, die Rohre des Vorschaltwärmeaustauschers und des Rauchgaskühlers in einem kontinuierlichen Preßvorgang herzustellen. Das netzartige Umwickeln derartiger Rohre mit unter hoher Vorspannung stehenden Carbonfasern ergibt eine beträchtliche Erhöhung des Berstdruckes dieser Rohre, so daß die Wärmeaustauscher wesentlich unempfindlicher gegen Dampfschläoe und unzulässige Drucküberschreitungen werden. Da Carbonfasern eine negative thermische Längenausdehnung haben, hat eine Temperaturerhöhung der aus Elektrographit bestehenden Rohre eine zunehmende Vorspannung zur Folge. Auch wenn infolge Uberbeanspruchung ein Riß in derartigen Rohren auftritt, bleibt das Rohr bis zu einem Differenzdruck von mehreren bar Überdruck flüssigkeitsdicht, weil die das Rohr netzartig umgebenden Carbonfasern aufgrund ihrer hohen Vorspannung die Öffnung des Risses verhindern. Durch das vollelastische Verhalten der Carbonfasern wird schließlich erreicht, daß auch bei stark wechselnder bzw. schwellender Belastung die Vorspannung erhalten bleibt. Die chemische Beständigkeit von Carbonfasern ist im übrigen identisch mit der von Graphit und von Phenolharz, das zur Imprägnierung des Elektrographits verwendet wird.
  • Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele für nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Anlagen zur Wiederaufheizung von Rauchgasen und ein Ausführungsbeispiel für ein aus kunstharzimprägniertem Elektrographit hergestelltes und netzartig mit Carbonfasern umwickeltes Rohr dargestellt, und zwar zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels anhand eines dampfbeheizten Rauchgaserhitzers,
    • Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten AusfGhrungsbeispiels, bei dem die Aufheizung der gereinigten Rauchgase durch Wärmeverschiebung erfolgt, und
    • Fig. 3 ein AusfOhrungsbeispiel für ein aus Graphit bestehendes Rohr zur Verwendung in den Vorschaltwärmetauschern bzw. im Rauchgaserhitzer gemäß den Fig. 1 und 2.
  • Bei den in den Fig.1 und 2 dargestellten Anlagen ist eine Kesselanlage 1 dargestellt, deren mit Schadstoffen beladene Rauchgase durch eine Rauchgasleitung 2 einer nach dem Naßverfahren arbeitenden Rauchgasreinigungsanlage 3 zugeführt werden. Dieser Rauchgasreinigungsanlage 3 ist ein Wasserabscheider 4 nachgeschaltet, so daß die gereinigten Rauchgase, welche die Rauchgasreinigungsanlage 3 auf ca. 500 Celsius abgekühlt und mit Wasserdampf gesättigt verlassen, nur geringe Restmengen Wassertropfen enthalten. Die gereinigten Rauchgase gelangen durch eine Reingasleitung 5 über einen Schalldämpfer 6 in einen Schornstein 7, durch den sie in die Atmosphäre abgeleitet werden. Vor dem Schalldämpfer 6 ist in der Reingasleitung 5 ein Rauchgasgebläse 8 angeordnet.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist in der Reingasleituna 5 ein im wesentlichen aus Graphit bestehender Vorschaltwärmeaustauscher 9 angeordnet, in dem das aus der Rauchgasreinigungsanlage 3 kommende Rauchgas derart aufgeheizt wird, daß sämtliche im Rauchgas noch vorhandene Feuchtigkeit verdampft. Das gereinigte Rauchgas tritt somit aufgeheizt und getrocknet aus dem Vorschaltwärmeaustauscher aus und gelangt anschließend in einen Wärmeaustauscher 10, der aus Metall, vorzugsweise hochlegiertem Stahl besteht. Durch die Aufheizung und Trocknung des Rauchgases vor dem Eintritt in den Wärmeaustauscher 10 wird dessen korrosive Beanspruchung derart stark herabgesetzt, daß er in üblicher Technik aus Rippenrohren hergestellt werden kann. Dem im wesentlichen aus Graphit bestehenden Vorschaltwärmeaustauscher 9 ist eine Reinigungsein- richtung 11 vorgeschaltet, die beispielsweise aus mehreren Lanzenschraubbläsern besteht, wobei die Reinigung durch das Abblasen der Heizflächen mit einem Dampfstrahl erfolgt. Als Reinigungsdampf wird beispielsweise trockener,überhitzter Heißdampf mit einem Druck von 12 bis 16 bar und einer Uberhitzungstemperatur von ca. 350° Celsius verwendet. Entsprechender Heißdampf kann auch für die parallele Beheizung des Vorschaltwärmeaustauschers 9 und Wärmeaustauschers 10 verwendet werden.
  • Ein Teil des im Vorschaltwärmeaustauscher 9 vorgewärmten und getrockneten und im Wärmeaustauscher 10 aufgeheizten Rauchgases wird zwischen dem Wärmeaustauscher 10 und dem Rauchgasgebläse 8 abgezweigt und durch eine Rezirkulationsleitung 12 zwischen Wasserabscheider 4 und Reinigungseinrichtung 11 in die Reingasleitung 5 eingespeist. Je nach Aufheizungsgrad der gereinigten Rauchgase beträgt der zurückgeführte Teil des Rauchgasstromes 5 bis 10% des gesamten Gasdurchsatzes. Für den Transport des rezirkulierenden Rauchgases und zur Uberwinduna des Druckunterschiedes ist in der Rezirkulationsleitung 12 ein Rezirkulationsgebläse 13 eingesetzt. Der rezirkulierende Teilstrom des aufgeheizten Rauchgases, der dem feuchten und kalten Rauchgasstrom beigemischt wird und auf diese Weise eine Vortrocknung bewirkt, wird dem feuchten Rauchgasstrom mit Hilfe eines statischen Mischers 14 zugeführt. Dieser Mischer 14 sorgt dafür, daß nach kurzer Mischstrecke eine gleichmässige Temperaturverteilung über den gesamten Strömungsquerschnitt erreicht wird.
  • Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig.2 wird der Wärmeträger für den Vorschaltwärmeaustauscher 9 und den nachgeschalteten Wärmeaustauscher 10 in einer Kreislaufleitung 15 umgewälzt und in einem Rauchgaskühler 16 aufgeheizt, der vor der Rauchgasreinigungsanlage 3 in der Rauchgasleitung 2 angeordnet ist. Dieser Rauchgaskühler 16 besteht im wesentlichen aus Graphit und entspricht somit dem Vorschaltwärmeaustauscher 9. Ebenso wie diesem ist dem Rauchgaskühler 16 eine Reinigungseinrichtung 11 vorgeschaltet. Die Wärmeverschiebung zwischen dem Rauchgaskühler 16 und dem Vorschaltwärmeaustaucher 9 bzw. Wärmeaustauscher 10 erfolgt mit Hilfe einer Umwälzpumpanlage 17, die ebenfalls schematisch in Fig.2 dargestellt ist.
  • Bei dieser zweiten Ausführungsform werden die gereinigten Rauchgase mittels eines im geschlossenen Kreislauf umgewälzten, vorzugweise durch Wasser gebildeten Wärmeträgers wiederauf- geheizt,welches dem ungereinigten Rauchgas, das vor dem Eintritt in die Rauchgasreinigungsanlage 3 eine Temperatur von etwa 140° Celsius hat, Wärme entzieht. Auch bei der Ausführungsform nach Fig. 2 findet eine Rezirkulation eines Teils des gereinigten Rauchgases statt, um durch Beimischung von trockenem Rauchgas den feuchten Rauchgasstrom zumindest teilweise zu trocknen, bevor sie im Vorschaltwärmeaustauscher 9 definitiv getrocknet werden. Um die Zirkulation des Wärmeträgers zwischen Rauchgaskühler 16 und Vorschaltwärmeaustauscher 9 sowie Wärmeaustauscher 10 sicherzustellen, sind zwei parallel geschaltete Pumpen in der Umwälzpumpanlage 17 vorgesehen, so daß auch beim Ausfall einer Pumpe die Pumpanlage funktionsfähig bleibt.
  • Obwohl im Rauchgaskühler 16 die ungereinigten Rauchgase bis unter den Taupunkt abgekühlt werden und hierbei eine hohe korrosive Beanspruchung, zum Beispiel durch schweflige Säure, auftritt, besitzt der Rauchgaskühler 16 eine hohe Standzeit, da er im wesentlichen aus Graphit besteht. Diese Rohre des Rauchgaskühlers 16 werden regelmäßig durch eine zugeordnete Reinigungseinrichtung 11 gesäubert.
  • In Sonderfällen, in denen eine besonders hohe Rauchgastemperatur vor Eintritt in den Schornstein 7 gefordert wird, kann gemäß Fig. 2 eine dem Wärmeaustauscher 10 nachgeschaltete Erhitzerstufe 18 vorgesehen werden. Diese z.B. mit Dampf beheizte Erhitzerstufe 18 hat nicht nur die Aufgabe, eine weitere Erhöhung der Rauchgastemperatur zu erzielen, sondern auch beim Anfahren die durch die Rezirkulationsleitung 12 rückströmenden Rauchgase vorzuwärmen. Außerdem werden durch eine derartige Erhitzerstufe 18 beim Abschalten der Anlage die durch Schwaden aus der Rauchgasreinigungsanlage 3 gefährdeten Wärmetauscherflächen trocken gehalten.
  • Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines in den Vorschaltwärmeaustauschern 9 bzw. im Rauchgaskühler 16 verwendeten Rohres 19 zeigt ein glattwandiges Rohr, das aus kunstharzimprägniertem Elektrographit im kontinuierlichen Preßverfahren hergestellt worden ist. Dieses Rohr 19 ist netzartig mit Carbonfasern 20 umwickelt, die unter hoher Vorspannung stehen und somit als Armierung des Graphitrohres dienen. Bezugsziffernliste:
    • 1 Kesselanlage
    • 2 Rauchgasleitung
    • 3 Rauchgasreinigungsanlage
    • 4 Wasserabscheider
    • 5 Reingasleitung
    • 6 Schalldämpfer
    • 7 Schornstein
    • 8 Rauchgasgebläse
    • 9 Vorschaltwärneaustauscher
    • 10 Wärmeaustauscher
    • 11 Reinigungseinrichtung
    • 12 Rezirkulationsleitung
    • 13 Rezirkulationsgebläse
    • 14 Mischer
    • 15 Kreislaufleitung
    • 16 Rauchgaskühler
    • 17 Umwälzpumpanlage
    • 18 Erhitzerstufe
    • 19 Rohr
    • 20 Carbonfaser

Claims (6)

1. Verfahren zur Wiederaufheizung von aus einer nach dem Naßverfahren arbeitenden Rauchgasreinigungsanlage kommenden Rauchgasen mittels eines im Rauchgasstrom angeordneten Wärmeaustauschers mit einer Mehrzahl von Rohren, die von einem Wärmeträger durchflossen und von den gereinigten Gasen umströmt werden, die anschließend über einen Schornstein in die Atmosphäre abgeleitet werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß das aus der Naßreinigung (3) kommende und über einen Tropfenabscheider (4) geleitete Rauchgas in einem ersten, im wesentlichen aus Graphit bestehenden Vorschaltwärmeaustauscher (9) derart aufgeheizt wird, daß sämtliche im Rauchgas noch vorhandenen Wassertropfen verdampfen, und daß das trockene Rauchgas durch nachgeschaltete Wärmeaustauscher (10) aus Metall, vorzugsweise hochlegiertem Stahl, auf die für die Einleitung in den Schornstein (7) erforderliche Temperatur erhitzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger des Vorschaltwärmeaustauschers (9) und der nachgeschalteten Wärmeaustauscher (10) mittels Fremdenergie aufgeheizt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträger des Vorschaltwärmeaustauschers (9) und der nachgeschalteten Wärmeaustauscher (10) durch einen im wesentlichen aus Graphit bestehenden Rauchgaskühler (16) aufgeheizt wird, der dem ungereinigten Rauchgasstrom vor der Naßreinigung (3) einen Teil seiner Wärme entzieht.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des erhitzten und getrockneten Rauchgassstromes vor der Ableitung in den Schornstein (7) abgezweigt und Ober einen statischen Mischer (14) strähnenfrei in den gereinigten Rauchgasstrom hinter dem Tropfenabscheider (4) eingeleitet wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (19) des zur Trocknung des gereinigten Rauchgases verwendeten Vorschaltwärmeaustauschers (9) bzw. des im ungereinigten Rauchgasstrom angeordneten Rauchgaskühlers (16) aus kunstharzimpräoniertem Elektrographit hergestellt sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (19) mit unter Vorspannung stehenden Carbonfasern (20) netzartig umwickelt sind.
EP85104409A 1984-04-21 1985-04-12 Verfahren und Vorrichtung zur Wiederaufheizung von Rauchgasen Expired EP0162269B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3415238 1984-04-21
DE19843415238 DE3415238A1 (de) 1984-04-21 1984-04-21 Verfahren und vorrichtung zur wiederaufheizung von rauchgasen

Publications (3)

Publication Number Publication Date
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