NL8401282A - Werkwijze voor het benutten van de afkoeling van een rookgasstroom afgevoerde warmte. - Google Patents

Description

.«· S' -* -1- Λ · \ VO 6219

Werkwijze voor het benutten van de bij afkoeling van een rookgasstroom afgevoerde warmte.

De uitvinding betreft een werkwijze voor het benutten van de bij een verdere afkoeling van een voorgekoelde SC>2 houdende rookgasstroom voor zijn intrede in een ontzwaveling bij lage temperatuur (koude methode) afgevoerde warmte. Er zijn talrijke methoden voor 5 het onttrekken van SC^ uit rookgassen door absorptie met waterige oplossingen of suspensies bekend. Volgens de Wellman-Lord-methode wordt het SO^-houdende rookgas met een waterige natriumsulfietoplossing in contact gebracht, welke daarbij SO^ uit het gas onder ten dele vorming van natriumwaterstofsulfiet opneemt. De absorptie geschiedt bij tempera— 10 turen van bijv. ongeveer 50 tot 55°C, zodat het hete rookgas allereerst op ongeveer deze temperatuur afgekoeld moet worden. Het gereinigde rookgas heeft na het verlaten van de absorptietrap een temperatuur van ongeveer 50 tot 45°C. Om deze in de schoorsteen en bij afgifte aan de atmosfeer een voldoende drijfkracht te geven, moet het voor het intreden 15 in de schoorsteen tot ongeveer 80 a 100°C verwarmd worden. Deze eis bestaat bij. alle rookgas-ontzwavelingsmethoden, welke met waterige media voor het onttrekken van SO^ werken.

Het ongereinigde rookgas bevat naast zwaveldioxyde ook kleine hoeveelheden zwaveltrioxyde alsmede vaak andere corrosieve ver-20 ontreinigingen, zodat bij de afkoeling van het gas op het temperatuur-niveau van de ontzwavelingstrap het zwavelzuurdauwpunt onderschreden wordt en behalve aanzienlijke corrosie op de voor de rookgaskoeling toegepaste warmteuitwisselaar kan optreden. Ook op de voor het wederom verwarmen van het schone gas dienende warmteuitwisselaars kunnen corrosie 25 en/of aanbakkingen optreden, waarbij deze laatste door met het schone gas meegevoerde en in de uitwisselaar afgescheiden absorptiemiddelen gevormd worden. Volgens de Wellman-Lord-methode zijn deze afscheidingen in water oplosbaar en dus niet problematisch. Het hoge corrosiegevaar bij de uitwisselaar zowel bij de afkoeling van het ongereinigde rookgas 30 alsook bij het weer verwarmen van het ontzwavelde rookgas vereist een hoogwaardig corrosievast materiaal in beide trappen, waardoor een aanzienlijke kostenfaktor ontstaat.

Een voorstel voor het realiseren van de warmteuitwisselaar is het gebruik van een Ljungström-regenerator, welke, zoals bekend, bij 35 8401282 -2- stoomketelinstallaties voor het voorverwarmen van de verbrandingslucht door rookgas op aanzienlijk hoger temperatuurniveau vaak toegepast wordt (Ullmann,Enz.Techn.Chem., Bd.lf blz.278-9). Het toepassen van een Ljungström-regenerator in het lage temperatuurbereik aan de aan-5 stroomzijde van de rookgas-rontzwavelingsinstallatie maakt het dikwijls noodzakelijk, het gehele overdrachtsvlak uit corrosiebestendig materiaal, bijv. geëmailleerd plaat, uit te voeren. .Dergelijke apparaten zijn duur en werken niet lekvrij, d.w.z. afhankelijk van de drukver-houdingen wordt het ene of het andere medium door het tegenmedium ver-10 ontreinigd.

Derhalve moet men aan de zijde van het gereinigde gas met een hogere druk dan aan de zijde van het SC^-houdende gas werken, om te vermijden, dat SO^ houdend ruw gas naar het schone gas overstroomt en de graad van ontzwaveling nadelig beinvloedt. Dit nadeel 15 bestaat ook dan, wanneer met heet, SOj—houdend .rookgas via de Ljungstróm-regenerator niet schoon gas, doch een ander gas, zoals bijv. lucht, verwarmd wordt.

In VGB Kraftwerkstechnik 63 (1983) blz.332 e.v. is het regeneratief opnieuw verwarmen van koud rookgas volgens het nat ont-.20 zwavelen pp twee procesvarianten beschreven. Afgezien van de door toepassing van de regenerator verbonden gebreken (aanbakken, lekkages), is bij deze methode het benutten van de warmte niet optimaal.

In het ene geval wordt de voor de ontzwaveling uit het gas afgevoerde warmte in zijn geheel regeneratief op het koude ontzwavel-25 de gas overgedragen. Voor het weer opwarmen van het koude schone gas wordt echter in het algemeen slechts een gedeelte van de aldus ter beschikking staande warmte benodigd, zodat bij deze uitvoeringsvorm warmte door de schoorsteen verloren -gaat. Bij de andere werkwijzevariant -wordt de ter beschikking staande warmte in zijn geheel regeneratief op een 30 luchtstroom overgedragen, welke dan in de ketelluchtvoorverwarmer verder verhit wordt. Een deel van deze verder verhitte luchtstroom wordt met het koude ontzwavelde rookgas gemengd, om daaraan de noodzakelijke drijfkracht te geven. Deze uitvoeringsvorm is warmtetechnisch ongunstig, omdat de aan de rookgas ontnomen lage temperatuurwarmte in de ketel-35 luchtvoorverwarmer op hoge temperatuur getransformeerd wordt, dan echter er ten dele toe dient, door het bijmengen het koude rookgas tot 90 a 8401232 t I * -3- 100°C te verwarmen*

Aan de uitvinding ligt het probleem ten grondslag de bij het verder afkoelen van de voorgekoelde SO^-houdende rookgasstroom voor het .intreden in een ontzwavelingsinriehting bij lage temperatuur 5 af te voeren warmte op optimale wijze te benutten. In het bijzonder moet met deze warmte de temperatuur van het gereinigde rookgas op de voor het opdrijven noodzakelijke afgiftetemperatuur verhoogd en het warmteoverschot in nuttige vorm ter beschikking gesteld worden- Daarenboven moet de bij de rookgas-afkoeling tot ongeveer de bedrijfstempera-10 tuur van het nat rookgasontzwavelen in het lage temperatuurbereik af te voeren warmte voor het produceren van extra ketels toom benut worden, voor zover deze niet voor het opnieuw verwarmen van het ontzwavelde gas gebruikt wordt.

Volgens de uitvinding wordt dit probleem bij de hierboven 15 genoemde methode opgelost, doordat men de warmte met een vloeibaar of verdampbare warmtedrager op een luchtstroom overdraagt, welke daarbij voorverwarmd wordt, de temperatuur van de voorverwarmde luchtstroom met heet gas verder verhoogd en de hete luchtstroom in twee deelstromen scheidt, waarvan de ene als verbrandingslucht wordt gebruikt- Door het 20 koppelen van de rookgaskoeling en het weer opwarmen van het schone gas kan niet alleen het benutten van de rookgaswarmte geoptimaliseerd worden, doch men verkrijgt ook een wezenlijke besparing aan investeringskosten. Omdat bij warmteoverdracht van de hete warmtedrager op de koude lucht geen corrosieproblemen bestaan, kan deze warmteuitwisseltrap in gewoon 25 staal, d.w.z. gunstig in kosten, uitgevoerd worden. Uitsluitend de uitwisseltrap, waarin het SO^-houdende ruwe gas zijn warmte aan de warmtedrager afgeeft, moet uit een hoogwaardig, corrosievast materiaal vervaardigd worden. Dergelijke materialen zijn uit de zwavelzuurtechno-logie bekend. De luchtvoorverwarming heeft ten opzichte van het weer 30 opwarmen van het gereinigde gas dus het voordeel, dat geen door het schone gas in aanraking komende hete vlakken meer aanwezig zijn en derhalve een aanzienlijke besparing aan hoogwaardig corrosievast materiaal verkregen wordt. Daarenboven bestaat de mogelijkheid, de met het zwavel- i houdende ruwe gas in aanraking komende koelvlakken ten koste van de 35 met lucht in aanraking komende hete vlakken te beperken, doordat de temperatuur van het verhittingsmiddel laag gehouden wordt. Aldus wordt even- 84 0 1 2 8 2 Τ' ? -* * * . ' c ' -4- eens corrosievast materiaal in de rookgaskoeltrap tegen een meerve-rbruik aan gewoon koolstofstaal in de luchtvoorverwarmer bespaard. Bovendien , ontstaat een verbetering in het rendement. Door de overdracht van de bij de rookgaskoeling op. het lage temperatuumiveau. door het ruwe gas 5 af gegeven warmte aan de verbrandingslucht-wordt het .ketelvermogen opge voerd, d.w.z. de in het lage tenroeratuurbereik af gevoerde warmte wordt voor het produceren -van stoom onder hoge druk benut, terwijl daarentegen de in het temperatuurbereik van ongeveer 150 tot ongeveer 160° uit het ruwe gas direkt ter beschikking staande warmte overigens 10 slechts voor het produceren van stoom onder lage druk geschikt zou zijn. Door de volgens de uitvinding verkregen warmteterugvoer uit het lage temperatuurbereik in de ketelinstallatie ontstaat een verhoging van het ketelvermogen in de grootte varï 1% (bij een centrale van 200 MW).

Als verder voordeel van de .methode volgens de uitvinding ontstaan aan-15 .zienlijke besparingen ten aanzien-van de noodzakelijke rookgasleidingen.

Bij voorkeur is er verder voor gezorgd, dat men de uit de voorgekoelde rookgasstroom afgevoerde warmte slechts ten dele op de koude luchtstroom en voor een ander deel op het ontzwavelde rookgas overdraagt en met de niet als verbrandingslucht gebruikte deelstroom 20 van de hete lucht stoom produceert. De uit het rookgas in het lage temperatuurbereik (bijv. 150 tot 50°C) onttrokken warmte is wat betreft de temperatuur voor het weer opwarmen van het schone gas voldoende.

De noodzakelijke deelhoeveelheid van de warmte kan op geschikte wijze op het schone gas overgedragen'worden. Het overige deel van het aan het 25 SO^ houdende rookgas onttrokken warmte wordt op de verse lucht overgedragen, welke aldus bijv. van 30 tot 80°C voorverwarmd wordt. De luchtstroom wordt vervolgens in- de gebruikelijke ketelluchtvoorverwarmer hot bijv. 300 a 380°C verder verwarmd en dan in -twee deelstromen gescheiden.. De hoofdstroom dient als verbrandingslucht in de ketelinstal-30 latie, terwijl de overige deelstroom een stoomontwikkelaar doorstroomt, waarin een groot deel van de voelbare warmte van de luchtstroom voor de stoomproduktie benut wordt.

Door verandering van de op het schone gas en de luchtstroom overdragende warmteaandelen heeft men het in de hand, de afgiftetèmpera-35 tuur van het schone gas ten laste van de stoomproduktie op te voeren of de stoomproduktie bij het verlagen van de afgiftetemperatuur op te voeren.

8401282 - · - ' * ^ -5-

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding brengt men de warmteörager in een eerste trap met het hete rookgas en in een tweede trap met koude lucht in warmteuitwisseling en circuleert de warmtedrager tussen de beide warmteuitwisseltrappen. Omdat de tweede 5 warmteuitwisseltrap met lucht-van ongeveer omgevingstemperatuur of een iets daêiiboven liggende temperatuur belast wordt, kan de warmtedrager met relatief lage temperatuur circuleren, .zodat ook de temperatuur -van het te ontzwavelen rookgas bij het intreden in de rookgasontzwaveling-inrichting verlaagd kan worden. Daardoor zakt ook de bedrijfstemperatuur 10 van de SO2 absorptie, de absorptie wordt verbeterd, en het regenereren vereist derhalve een lagere behoefte aan warmte (hete stoom). Bij de S02_absorptie met waterig Na2S02~houdende oplossing volgens de Wellman-Lord-methode leidt de aldus verkregen verlaging van de gastemperatuur tot een besparing van stoom tijdens de regeneratie van ongeveer 10%.

15 Volgens de voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze vol gens de uitvinding koelt men het hete rookgas met de warmtedrager van een temperatuur in het bereik van 110-190°C op een temperatuur in het bereik van 40-80°C af en verwarmt de lucht met de warmtedrager van ongeveer omgevingstemperatuur of iets daarboven op een temperatuur in het 20 bereik van 70-110°C. In het bijzonder wordt het hete rookgas van een temperatuur in het bereik van 140-160°C op een temperatuur in het bereik van 50-70°C afgekoeld en de lucht van een temperatuur in het bereik van 20-35°C op een temperatuur in het bereik van 80-100°C voorverwarmd. Voorts is ervoor gezorgd, dat men de temperatuur van het koude ontzwavelde 25 gas door het bijmengen van hete lucht van 40-70°C op een temperatuur in het bereik van 70-110°C opvoert. De hete lucht heeft na een verdere verwarming een temperatuur in het bereik van ongeveer 250 tot, 400°C.

De verdere verwarming geschiedt op gebruikelijke wijze in een kêfcèl-luchtvoorverwarmer, welke in het bijzonder een Ijungstrom-regenerator 30 kan zijn.

Volgens de voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding is ervoor gezorgd, dat met de verwarmde lucht het uit de rookgasontzwaveling wegstromende koude rookgas wordt gemengd. Dit luchtaandeel moet weliswaar boven de noodzakelijke verbrandingslucht uit door een luchtventila-35 tor aangezogen worden. Omdat echter het drukverlies in de luchtvoorver-warmer en in de ketel-luchtvoorverwarmer naar verhouding klein is, zijn 8401282 & i - ·.·'·· '- - ' · · · Λ - -δ- de meerkosten voor het grotere ventilatorvermogen gering in verhouding tot hetboven besproken voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding.

Bij voorkeur drijft men de eerste warmteuitwisseltrap met een groter temperatuurverschil en een kleiner warmteuitwisselvlak 5 dan de -tweede warmteuitwisseltrap. Op deze -wijze wordt -een vermindering van de investeringskosten voor beide warmteuitwisseltrappen bereikt.

Doelmatig koelt men de voorgekoelde rookgasstroom in twee trappen af en draagt de in de eerste trap afgevoerde warmte over op het ontzwavelde rookgas en de in de tweede trap afgevoerde warmte op 10 de luchtstroom. Aldus wordt de in het bovenste temperatuurbereik ter beschikking staande lage temperatuurwarmte voor het wederom verhitten van het schone gas bruikbaar gemaakt, terwijl de in het onderste temperatuurbereik ter beschikking staande warmte (in het algemeen onder 100°C) nog voor het verwarmen van verse lucht dient.

15 Volgens een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding verenigt men de voor de stoomproduktie benutte deelluchtstroom weer met de hoofdluchtstroom voor zijn verdere verwarming. Door deze wijze van circulatie gaat de na het ontwikkelen van stoom in de deellucht nog aanwezige warmte niet verloren, doch wordt in de ketel-20 Luvo tezamen met de verbrandingslucht weer op hoge temperatuur getransformeerd, zodat deze opnieuw voor de stoomontwikkeling kan dienen.

Daarbij kan men volgens een eerste uitvoeringsvorm de voor de stoomontwikkeling gebruikte deelluchtstroom met de koude -stroom verse lucht verenigen. Doelmatig geschiedt .het verenigen door een verse lucht-25 ventilator, omdat dan een eigen ventilator voor de deellluchtstroom kan vervallen. Volgens een andere uitvoeringsvorm verenigt men de voor de stoomontwikkeling gebruikte deelluchtstroom met; de reeds voorgewarmde luchtstroom. In dit geval-wordt doelmatig-de voor de stoomont— wikkeling gebruikte deelluchtstroom voor het verenigen met de voorge-30 warmde luchtstroom door warmteuitwisseling verder afgekoeld en de daarbij afgevoerde warmte eveneens op het ontzwavelde rookgas overgedragen.

Volgens een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding, mengt men de voor de stoomontwikkeling gebruikte deelluchtstroom tenminste ten dele bij het ontzwavelde rookgas. Omdat 35 de deelluchtstroom na de stoomproduktie nog een temperatuur heeft, welke ! boven de gewenste afgiftetemperatuur van het ontzwavelde gas ligt, wordt door het bijmengen een verder opvoeren van de temperatuur van het schone 8401282 *£ ' - -7- gas bereikt. Bij deze uitvoeringsvorm wordt in het algemeen allereerst het koude ontzwavelde schone gas door warmteoverdracht direkt door het voorgekoelde rookgas verwarmd en zijn temperatuur dan door bijmenging van lucht op de gewenste afgiftetemperatuur verhoogd. Daarbij wordt 5 het grootste deel van de voor het opnieuw opwarmen van het schone gas noodzakelijke warmte van de voorgekoelde rookgasstroom-op direkte weg overgedragen en slechts een kleiner aandeel door het bijmengen van lucht toegevperd.

Volgens een speciale uitvoeringsvorm kan men aan de andere 10 deelstroom voor het gebruik als verbrandingslucht eventueel door stoomproduktie warmte onttrekken.

Bij de voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding draagt men de warmte van het voorgekoelde rookgas en eventueel voor de stoomproduktie gebruikte deelluchtstroom over op het 15 ontzwavelde rookgas, resp. -de luchtstroom met circulerende vloeibare of verdampbare warmtedragers. Het toepassen van circulerende warmte-dragers heeft ten opzichte van de tot nog toe voorgestelde en toegepaste regeneratieve warmteuitwisseling het voordeel, dat de warmteafgevende zijde volledig van de warmteopnemende zijde gescheiden is en dus de 20 bij de regeneratieve warmteuiwisseling optredende verontreiniging aan de zijde van het schone gas en beïnvloeding van de graad van ontzwaveling vermeden wordt. Voorts is de warmteoverdracht door circulerende warmtedragers minder gevoelig voor storingen dan de met circulerende hete vlakken, in het bijzonder, wanneer men rekening houdt met het 25 vormen van korsten op de verhittingsvlakken.

Volgens de voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding koelt men de deelluchtstroom door de stoomontwikkeling . van een temperatuur in het bereik van 300 tot. 380°C af tot een temperatuur in het bereik van 120-245°C. Nadat de warmteinhoud van de deellucht-30 stroom op deze wijze benut is, kan deze eventueel voor een verdere wazmteafgifte in circulatie naar de ketel-luvo teruggevoerd ofwel bij ontzwaveld gas gemengd worden. Ook combinaties van beide varianten zijn mogelijk, d.w.z. de voor de stoomproduktie benutte deelluchtstroom wordt ten dele gecirculeerd en ten dele bij het schone gas gemengd.

35 Het bijmengen kan aan de aanstroomzijde van de warmteover dracht bij het schone gas plaatsvinden. Zo kan eventueel bereikt worden, 8401282 P r. '' * " . ' 1 v ^ ; r' ’ - - . · - ·_.:. ·\.β*?Γ~ vr·'· .- ·' r-f'-VV:-· ~ ' '- * " 1 ' -8- dat het dauwpunt van de schone gasstroom reeds voor het toetreden in de warmteuitwisselaar overschreden wordt en dus corrosie in de warmte-uitwisselaar verminderd of vermeden wordt. Doelmatig verwarmt men het koude ontzwavelde uitlaatgas van de rookgasontwikkelingsinstallatie 5 van een temperatuur in het ibereik -van 40-70° op-een temperatuur in het bereik van 7.0-110°C* De afkoeling van het voorgekoelde SC^-hoadénde rookgas aan de aanstroomzijde van de rookgasontzwaveling- geschiedt bij voorkeur in twee trappen van een temperatuur-in het bereik van 120-250°C tot een temperatuur in het bereik van 40-100°C.

10 De uitvinding wordt aan de hand van de tekening nader beschreven. Daarin tonen: .figuur 1 het stromingsschema van een installatie voor het toepassen van -een eerste uitvoeringsvorm van de -werkwijze volgens de uitvinding; 15 figuur 2 schematisch het stromingsbeeld van een installa tie voor het toepassen van een tweede uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de .uitvinding, waarbij de voor de stoomproduktie benutte deel-luchtstroom met het ontzwavelde gas verenigd wordt; figuur 3 schematisch een stromingsbeeld van een installa--20 tie voor het toepassen van een derde uitvoeringsvorm van de werkwijze, waarbij de voor de stoomproduktie benutte deelluchtstroom na vereniging met verse lucht in circulatie wordt gebracht; en figuur 4 schematisch het stromingsbeeld van een installatie voor het toepassen van de vierde uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens . 25 de uitvinding, waarbij de voor de stoomproduktie benutte deelluchtstroom na een verder onttrekken van warmte met de voorverwarmde verse lucht verenigd en in circulatie gebracht wordt. v .

Bet rookgas verlaat volgens figuur 1 de ketelinstallatie 1 met een temperatuur van bijv. 450°C en wordt allereerst in een ketel-30 luchtvoor verwarmer 2 tot !50°C. afgekoeld. Na het passeren van een elek- trofilter 3 en een aanzuigventilator 4 wordt het rookgas in de gaskoeler 5 tot ongeveer 60° afgekoeld. Het passeert dan het absorptiedeel van de rookgasontzwavelingsinstallatie 6, waarin het SO^ alsmede andere zure gasbestanddelen, zoals SO^, met een waterige absorptieoplossing, in het 35 bijzonder een natriumsulfietoplossing, uit het gas verwijderd worden.

Het aldus gereinigde gas stroomt dan verder naar de voet van de schoorsteen 7.

8401282 • e -*ι -9-

Het koelen van het SO^-houdende rookgas in de gaskoeler 5 geschiedt door indirekte varmteuitwisseling met een vloeibare warmtedrager, zoals bijv. water, dat door de leiding 8a naar de koeler gevoerd wordt.

De in de koeler 5 verwaande. warmtedrager komt door leiding 8b naar een 5 primaire voorverwarmer 9. Deze is in warmteuitwisseling met lucht, welke door de luchtventilator 10 uit de atmosfeer aangezogen en in de voorverwarmer 9 geperst wordt. Daarbij wordt de lucht tot ongeveer 90°C verwarmd, terwijl de warmtedrager tot 40 a 60°C teruggekoeld wordt.

De voorverwarmde lucht passeert dan de gebruikelijke ketelluchtvoorver-10 warmer 2, welke als Ljungström-regenerator is uitgevoerd. Daarbij wordt de lucht door het uit de ketelinstallatie 1 wegstromende hete rookgas tot ongeveer 300°C verhit. 80% van deze verhitte lucht wordt als verbrandingslucht naar de letelinstallatie 1 gevoerd, terwijl de overige 20% van de tot ongeveer 300°C verhitte lucht met het uit de rookgas ont-15 zwavelingsinstallatie 6 wegstromende, gereinigde rookgas van een temperatuur van 50°C verenigd worden. De verenigde gassen hebben bij het toetreden in de schoorsteen 7 een -temperatuur van ongeveer 90°C en dus voor het opstijgen in de'schoorsteen en de verdeling in de atmosfeer voldoende drijfkracht.

20 De werkwijze volgens de uitvinding maakt het mogelijk, het gebruik van hoogwaardig corrosievast materiaal op de gaskoeler 5 te bepaiken en deze ten koste van de primaire voorverwarmer 9, welke als gebruikelijke luchtvoorverwarmer uit koolstofstaal vervaardigd kan zijn, wat de vlakken betreft, te beperken. Een verder voordeel moet daarin worden gezien, 25 dat de bij lage temperatuur in de gaskoeler 5 afgevoerde warmte naar de ketelinstallatie 1 teruggevoerd wordt en dus voor het produceren van hoge drukstoom dient, voorzover deze niet aan het schone gas. via de warme.].' luchtstroom voor het weer opwarmen toegevoerd wordt.

Volgens figuur 2 wordt het uit de ketelinstallatie 1 komende 30 hete rookgas door de aanzuigventilator 4 allereerst door een luchtvoorverwarmer 2 en vervolgens door een elektrofilter 3 gezogen. De luchtvoorverwarmer 2 is in het bijzonder een gebruikelijke Ljungström-regenerator, waarin het rookgas ten opzichte van verbrandingslucht op bijv.

130°C afgekoeld wordt. Het rookgas doorstroomt dan een tweetraps warmte-35 uitwisselaar 5, waarin dit verder op de intreedtemperatuur van de rookgasontzwavelingsinstallatie 6 afgekoeld wordt. Daarbij wordt in de beide 8401282 * » * · ' ·'·· · _. . -- ---- -10- trappen de warmte van het rookgas aan gescheiden warmtedragerkringlopen 7 resp. 8 af gegeven. De uit de kringloop 7 ontnomen warmte wordt in de warmteuitwisselaar 9 aan het uit de rookgasontzwavelingsinstallatie 6, in het bijzonder een Wellman-Dord-installatie komende, ontzwavelde gas 5 o ve r ge dragen- De in de tweede -trap van de uitwisselaar .5 aan het rookgas onttrokken warmte komt door de warmtedragerkringloop 8 in de uitwisse- , laar 10, -waarin de door de verse luchtventilator 11 aangezogen koude lucht voorverwarmd wordt. Deze voorverwarmde lucht doorstroomt dan de ketelluchtvoorverwarmer 2, waarin de temperatuur bijv. tot 340°C ver-10 hoogd wordt. Het grootste gedeelte van deze verhitte lucht wordt als verbrandingslucht in de ketelinstallatie 1 gebruikt. Het kleinere deel van de verhitte lucht doorstroomt volgens de uitvinding een stoomgenerator 12 en koelt daarbij tot ongeveer 150°C af. Deze lucht wordt dan met het uit de warmteuitwisselaar 9 komende, ontzwavelde gas gemengd 15 en aan de schoorsteen 13 afgegeven.

In de figuren 3 en 4 hebben dezelfde installatiedelen ook dezelfde verwijzingscijfers als in figuur 2. De uitvoeringsvorm volgens figuur 3 onderscheidt zich van die volgens figuur 2, totdat de uit de stoomgenerator 12 komende luchtstroom met verse lucht verenigd en door '20 de verse luchtventilator .11 weer aangezogen en opnieuw door de lucht-voorverwarmers 10 en 2 in circulatie wordt gebracht.

Bij de uitvoeringsvorm volgens figuur 4 doorstroomt de uit de stoomgenerator 12 komende luchtstroom een extra warmteuitwisselaar 14, waarin deze verder bijv. tot de temperatuur van de in de uitwisselaar 25 10 voorverwarmde lucht afgekoeld wordt. Daarbij geeft de lucht zijn warmte eveneens af aan de warmtedragerkringloop 7, welke zijn warmte in de uitwisselaar 9 op het ontzwavelde rookgas overdraagt..

De ventilator 15 dient ertoe, de deelluchtstroom door de uitwisselaars 12 en 14 te doen circuleren.

30 De werkwijze volgens de uitvinding maakt het mogelijk de warmteeconomie bij de rookgasontzwaveling volgens de lage temperatuur-methode te optimaliseren. Daarbij vervalt niet alleen het stoomverbruik voor het voorverwarmen van verbrandingslucht (zie VGB Kraftwerkstechnik 63 (1983) blz.333, figuur 1 en 2), doch het overschot aan lage tempera-35 tuurwarmte wordt zelfs voor de stoomproduktie benut.

Uitvoeringsvoorbeeld.

3

In de installatie volgens figuur 2 treden 218,2 Nm /s rook- 8401282

#' TT

• * - -- -11- gas met 134°C in de tweetraps warmteuitwisselaar 5. In de eerste trap met een uitwisselvlak van 2900 wordt het rookgas op 105,1°C en in

de tweede trap met een uitwisselvlak van 5800 x? tot ongeveer 65°C

2 af gekoeld. 221,2 Ito /s gas -verlaten de rookgasontzwavelingsinstallatie 5 6 (Wellman-rliord-installatie) met 47°C.

2

Zijn temperatuur wordt in de uitwisselaar 9 met 2900 m uitwisselvlak tot 76°C verhoogd, waarbij de temperatuur van de warmte—' drager van 105 tot 76°C zakt. Door de verse luchtventilator 11 worden

2 Q Q

180 Nni /s lucht met 30°C aangezogen en in de uitwisselaar 10 tot 80 C 10 voorverwarmd. In de ketelluchtvoorverwarmer 2 wordt zijn temperatuur verder tot 331°C verhoogd. 140 Nm^/s lucht worden als verbrandingslucht 3 naar de tetelinstallatie 1 gevoerd. Met de overige 40 Nm /s lucht worden in de stoomgeneratoren 12 14 t/h stoom geproduceerd. Daarbij zakt de temperatuur van de luchtstroom tot 166°C. De luchtstroom wordt dan 15 met het uit de uitwisselaar -9 komende ontzwavelde gas verenigd. Er worden 261,2 Nm^/s uitlaatgas met een temperatuur van 88°C aan de schoorsteen afgegeven.

• ^ - ...

8401282

Claims (20)

1. Werkwijze voor het benutten van de bij een verder afkoelen van een voorgekoeld SO^-houdende gasstroom voor zijn toetreden in een ontzwavelingsinrichting bij lage temperatuur af gevoerde warmte, met het .kenmerk, dat men de warmte met -een vloeibare of verdampbare 5 warmtedrager op een luchtstroom overdraagt, welke daarbij voorverwarmd wordt, de temperatuur van de voorverwarmde luchtstroom met heet rookgas verder opvoert en de hete luchtstroom in twee delen verdeelt, waarvan de ene als verbrandingslucht wordt gebruikt.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men 10 de andere, kleinere deelstroom van de hete lucht bij het onzwavelde koude gas mengt.

3. Werkwijze volgens conclusies 1 of 2, met het kenmerk, dat men de uit de voorgekoelde rookgasstroom a£gevoerde warmte slechts ten dele op de koude luchtstroom en voor een ander deel op het ontzwa- 15 velde rookgas overdraagt en met de niet als verbrandingslucht gebruikte deelstroom van de hete lucht stoom produceert,

4. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-3, met het kenmerk, dat men de warmtedrager tussen een eerste en een tweede trap circuleert, waarin men deze met het hete SO^-houdende rookgas resp. 20 met koude lucht in warmteuitwisseling brengt,

5. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-4, met het kenmerk, dat men de voorgekoelde rookgasstroom met de warmtedrager van 110-190°C op 40 tot 80°C afkoelt en de luchtstroom. met de warmtedrager van ongeveer omgevingstemperatuur tot 70 a 110°C voorverwarmt.

6. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-5, met het kenmerk, dat men de temperatuur van het ontzwavelde koude gas door het bijmengen van hete lucht van 40 tot 70°C op 70 -tot '110°C verhoogt.

7. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-6, met het kenmerk, dat men de temperatuur van de voorverwarmde luchtstroom op een 30 temperatuur in het bereik van 250 tot 400°C verhoogt.

8. Werkwijze volgens een van de conclusies 2-7, met het kenmerk, dat men 10 tot 30% van de hete lucht bij het koude gas mengt.

9. Werkwijze volgens een van de conclusies 4-8, met het kenmerk, dat men de eerste warmteuitwisseltrap met een groter temperatuur- ' 35 verschil tussen de warmteuitwisselende media en een kleiner warmteuit-wisselvlak als tweede warmteuitwisseltrap drijft. 84 0 1 2.8 2 * . . _ _ -:- -13-

10. Werkwijze volgens conclusie 3, met hetkenmerk, dat men de voorgekoelde rookgasstroom in twee trappen afkoelt en de in de eerste trap afgevoerde warmte op het ontzwavelde rookgas en de in de tweede trap afgevoerde warmte op de luchtstroom overdraagt.

11. Werkwijze volgens een van de conclusies 3-10, -met het kenmerk, dat men de voor het produceren van stoom gebruikte deellucht-stroom met de luchtstroom voor zijn eerste verwarming weer verenigt.

12. Werkwijze volgens een van de conclusies '3-11, met het kenmerk, dat men de voor de stoomproduktie gebruikte deelluchtstroom 10 met de koude verse luchtstroom verenigt.

13. Werkwijze volgens een van de conclusies 3-11, met het kenmerk, dat men de voor de stoomproduktie gebruikte deelluchtstroom met de voorverwarmde verse luchtstroom verenigt.

14. Werkwijze volgens conclusies 12-13, met het kenmerk, 15 dat men de voor de stoomproduktie gebruikte deelluchtstroom door warmte-uitwisseling verder afkoelt en de daarbij afgevoerde warmte eveneens op het ontzwavelde rookgas overdraagt.

15. Werkwijze volgens een van de conclusies 3-14, met het kenmerjc, dat men de voor de stoom-produktie gebruikte deelluchtstroom 20 tenminste ten dele bij het ontzwavelde rookgas mengt.

16. Werkwijze'volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat men het koude ontzwavelde rookgas allereerst met warmte uit het voorgekoelde rookgas voorverwarmt en zijn temperatuur dan door de bijmenging van lucht tot de afgifte temperatuur verhoogt.

17. Werkwijze volgens een van de conclusies 1-16, met het kenmerk, dat men aan de andere deelluchtstroom voor het gebruik van verbrandingslucht door stoomproduktie warmte onttrekt·''.:.^ -

18. Werkwijze-volgens een van.de conclusies'-!—17, -met'het kenmerk, dat men de warmte van het voorgekoelde rookgas en eventueel de 30 voor de stoomproduktie gebruikte deelluchtstroom op het ontzwavelde rookgas, resp. de luchtstroom met circulerende vloeibare of verdampbare warmtedragers overdraagt.

19. Werkwijze volgens een van de conclusies 3-18, met het kenmerk, dat men de deelluchtstroom door de stoomproduktie van een tem- 35 peratuur in het bereik van 30O-38O°C op een temperatuur in het bereik van 150-245°C afkoelt. 8401282 r . . . . -14-

20. Werkwijze volgens een van de conclusies 3-19, met het kenmerk, dat men het voorgekoelde rookgas in twee trappen van een temperatuur in het bereik van 120-250°C op een temperatuur in het bereik van 40-100°C afkoelt. 8401282