NO159044B - Fremgangsmaate og innretning til gjennoppvarming av avsvolvlede roekgasser. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til gjenoppvarming av avsvovlede røkgasser og en forbrenningsprosess.

Det er kjent en fremgangsmåte til oppvarming av vaskede avgasser i varmevekslere hvor det mellom vasker og varmeutveksler foregår en tilblanding av varme gasser til tørking og de tørkede forurensninger utskilles. Den tilblandede varme gass uttas derved bak røkgassuttaket. Gjenoppvarmingen av de vaskede røkgasser foregår derved ved hjelp av de varme, urensede røkgasser i en varmeutveksler.

Ved en annen fremgangsmåte til oppvarming av rensede avgasser, samt av forbrenning av avfall og som skal føres til atmosfæren hvor avgassene renses i direkte kontakt med en vaskeoppløsning og temperaturene ligger i områet fra 20-65'C og er mettet med vanndamp tilblandes til disse i et første oppvarmingstrinn varmluft, og blandingen bringes til en temperatur som ligger minst 10°C over blandingens duggpunkt. Deretter oppvarmes blandingen igjen i et annet oppvarmingstrinn med indirekte varmeveksling med et varmemedium til 110-140°C og føres i atmosfæren. Den for første oppvarmingstrinn nødvendige varmluft oppvarmes i en varmeutveksler, idet f.eks. vanndamp tjener som varmemedium. Tyngdepunktet av de rensede avgassers oppvarming ligger imidlertid i annet oppvarmingstrinn, og her anvendes som varmemedium enten den urensede avgass eller vanndamp.

Begge de kjente fremgangsmåter har den ulempe at gjenoppvarmingen av de rensede røkgasser resp. avgasser, foregår i en varmeutveksler, idet det fremfor alt fremkommer en nedsettelse av den samlede virkningsgrad.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den tanke, at gjenoppvarming av de avkjølte, rensede røkgasser foretas i en varmeutveksler med en tilblanding av varmluft. Det er riktignok kjent, å anvende en del av den for forbrenningen foroppvarmede luft til forbedring av ytelsen av en hul svovelholdig røkgassvifte. Temperaturen av den til skovlene tilførte luft utgjør ca. 200-300°C, således at det unngås en kondense-ring av den røkgassen på ca. 140'C inneholdte damp og dermed korrosjonsforeteelser på viften, skovler og hus, som slike opptrer når det anvendes kaldluft. Den tilførte luft tjener allerede på grunn av den lille temperaturdifferanse og den lille luftmengde her ikke til oppvarming av kalde røkgasser, men utelukkende på kjent måte til forbedring av røkgassvift-ens ytelse.

For utskilling av svovelinnholdet av røkgass, er det tidligere flere fremgangsmåter i bruk. Ved den såkalte våtfrem-gangsmåten når vaskeinnretningene ved tilsetning av kalksten eller brent kalk meget høye avsvovlingsgrader. Våtvaskingen har riktignok den ulempe at røkgassenes temperatur nedsettes sterkt, således at de igjen må oppvarmes før innføring i pipen. For noen år siden, foregikk ennå denne gjenoppvarming ved tilblanding av ikke-avsvovlet røkgass, som etter rege-nerativforvarmeren ble avgrenet. Dermed var det for gjenoppvarmingen ikke nødvendig med noe brennstoffanvendelse. Riktignok økte svovelinnholdet i røkgassen etter vaskingen med denne nye tilblanding, ved hvilket førte til lave samlede utskillingsgrader.

Det er blitt utviklet en gassforoppvarmer som fra røkgassen etter en regenerativforvarmer og før inntreden i vaskere fjerner ytterligere varme og anvender denne etter regenera-tivprinsippet til gjenoppvarming av røkgassen. Denne røkgassforoppvarmer er bygget korrosjonsfast, men har imidlertid den driftsmessige ulempe, at i den vaskede røkgass medrivende gipspartikler fører til avleiring på varmeflåtene.

Man forsøkte med egnet materialvalg og rensemetoder forgjeves å mestre disse problemer. En ytterligere ulempe ved gassfor-varmere ligger i, at ved utette steder kan urensede gassmeng-der gå over i den rensede røkgass-strøm, hvorved vaskerens virkningsgrad reduseres.

Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å tilveiebringe en fremgangsmåte og en innretning til dens gjennomføring hvortil de ikke hefter de nevnte ulemper.

Oppfinnelsen vedrører nå en fremgangsmåte til gjenoppvarming av avsvovlede røkgasser av en forbrenningsprosess hvor en større enn til forbrenning nødvendig luftmengde oppvarmes ved hjelp av en varmeutveksler ved hjelp av røkgassene, og den overskytende varmluftmengde tilblandes de rensede og avkjølte røkgasser, idet det til varmeutveksler tilføres allerede oppvarmet friskluft, idet fremgangsmåten er karakterisert ved at også den ekstra foroppvarming av luften foretas ved hjelp av røkgassene før deres inntreden i avsvovlingsanlegget. I en utførelse ifølge oppfinnelsen avstøves røkgassene mellom luftens foroppvarming og deres ekstra foroppvarming, og eventuelt ved hjelp av en bak støvfiltret liggende vifte utlignes det opptredende trykktap.

Oppfinnelsen vedrører videre en innretning med en luftforvarmer og en ekstra kaldluftforvarmer, samt med et røkgassav-svovlingsanlegg hvor det er anordnet en varmluftledning som tilfører en del av i luf tforvarmer oppvarmede luft til de rensede røkgasser på et sted bak avsvovlingsanlegget, for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, idet innretningen er karakterisert ved at kaldluftforvarmeren er anordnet røkgassgjennomstrømmet og røkgassidig før avsvovlingsanlegget .

Ved en foretrukket utførelsesform er en forbindelsesledning som har et regulerings- resp. avsperringsorgan anordnet mellom friskluftledning og varmluftledning, og hvis nødvendig er varmluftledningen utstyrt med et regulerings- resp. koblingsorgan mellom forbindelsesledningen og munningsstedet, hvor varmluftledningen munner i røkgasstrømmen.

En innretning ifølge oppfinnelsen hvor det i den nedre del av en kamin er foreskrevet en røkgassavsvovlingsinnretning hvortil det slutter seg oppad en innretning til innføring av varmluft i den rensede røkgass, idet innretningen er karakterisert ved at under avsvovlingsinnretningen er det anordnet fortrinnsvis fluktende en i det vesentlige prismatisk eller sylinderformet, regenerativforvarmer, som kaldluftforvarmer og innretningen til innføring av den varmeluft har flere symmetrisk anordnede dyser, som er rettet således at den innstrømmende luft overfører en ekstra impuls i røkgassens strømningsinnretning på denne.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen oppnår at oppvarming av røkgassene kan skje uten avleiring på berøringsvarmeflåtene og også de andre ulemper ved tidligere systemer unngås.

Fremgangsmåten og innretningen egner seg for alle typer av avsvovling av røkgassser, idet det imidlertid er nødvendig med en sterk temperaturregulering av de i avsvovlingsanlegget inntredende røkgasser. Herved er et viktig å gjennomføre denne regulering for at varmeutveksleren kan arbeide med god virkningsgrad. Dette kan oppnås ved at en del av den for gjenoppvarmingen av røkgassene etter dens avsvovling anordnede varmluft anvendes til oppvarming av frisk luft. Til gjennomføring av fremgangsmåten kan det være foreskrevet mellom friskluftledning og varmluftledning en forbindelsesledning som har regulerings- resp. sperreorganer.

Oppfinnelsen muliggjør å overbroe en av de to røkgassdrevne varmeutvekslere hvorfor de kan være anordnet tilsvarende omgåelsesledninger, samt de nødvendige regulerings- resp. sperreorganer.

Oppfinnelsen på tegningen er vist i flere eksempelvise utførelsesformer.

Figur 1 viser et anlegg med flere luftforvarmere,

figur 2 en variant hertil med avkoblbare bygningsenheter, og figur 3 et kompakt anlegg.

De urensede varme røkgasser kommer etter å ha forlatt dampfrembringeren 1 første rekke inn i luftforvarmeren 1 hvor de avkjøles og den allerede foroppvarmede luft oppvarmes til brennrominntredelsestemperatur, deretter kommer røkgassene til et støvfilter 2 og til en sugetrekkvifte 3 som minsker eller utligner det dannede trykktap. Deretter oppvarmes i en ytterligere varmeutveksler luftstrømmen under videre avkjø-ling av røkgassene inntil den har nådd den til inntreden i avsvovlingsanlegget 5 egnede temperatur. Etter å ha forlatt dette røkgassavsvovlingsanlegg 5, er røkgassen riktignok renset, men for kald for å slippes ut i det fri gjennom skorstenen da de allerede ligger for nært duggpunktet. Derfor tilsettes ved 11 oppvarmet ren luft i den grad at den kan sikkert hindre lavtemperaturkorrosjon i skorstenen 6.

Friskluftens vei fører fra ytre område 7 gjennom en friskluftvifte 8 og dampluftforoppvarmeren 9 til kaldluftforopp-varmeren 4, hvor luften videre oppvarmes.

I luftforvarmeren 1 oppnår luften en temperatur som er ønsket for innbringning i forbrenningsrommet og avhengig av den eventuelle kjeledimensjonering. Ved punktet 10 som ligger bak luftforvarmeren 1 avgrenes den luftmengde som overstiger den til forbrenningen nødvendige luftmengde, og tilføres ved II til de rensede kalde røkgasser.

Ifølge figur 2 er det mellom de to av røkgasser drevne luf tf orvarmere 1 og 4 anordnet et støvfilter 2 og en suge-trekkvif te. Røkgassen gjennomstrømmer deretter et avsvovlingsanlegg 5 og kommer som rensede kalde røkgasser til et sted 11, hvori det munner en varmluf tledning 12 som ved 10 avgrener fra frisklufttilførselen. Friskluftledning 7 har en friskluftvifte 8 og munner i en av turbindampen drevet luftforvarmer 9. Friskluften gjennomstrømmer da varmeutveksler 1 og 4 og tilføres til brennerne.

Mellom varmluftledning 12 og friskluftledning 7 er det anordnet en forbindelsesledning 13 som er utstyrt med et regulerings- resp. avsperringsorgan 14. Derved kan en del av den varme luft som gjennomstrømmer ledning 12 tilføres til friskluftledningen 7, derved påvirkes ytelsen av de to varmeutvekslere 4 og 1. Under tiden kan det ses bort fra varmeutveksler 4. Der hvor den imidlertid er tilstede, anordnes såvel friskluftledning 7, som også i røkgassledning 15, hver en omgåelsesledning 16, 17 og anordner de til ledning av luft resp. røkgass-strømmene anordnes de tilsvarende regulerings- resp. koblingsorganer 18-24.

Det er hensiktsmessig også for avsvovlingsanlegget å anordne en shunt 25 med de nødvendige regulerings- resp. koblingsorganer 26, 27.

Hvis nødvendig, kan det i varmluftledning 12 anordnes et støvfilter 28. Varmluftledningen har før dens innmunning i røkgassledningen bak avsvovlingsanlegget et regulerings-resp. koblingsorgan 29. Anordningen Ifølge oppfinnelsen muliggjør å variere inntredelsestemperaturen av røkgassene i avsvovlingsanlegget innen vide grenser og herved alltid å sikre en høy virkningsgrad av anlegget.

En strømningsteknisk gunstig bygningsmåte vises på figur 3.

Røkgassledning 35 som fører de varme, ennå svovelholdige røkgasser munner i en varmeutveksler 31, hvori de innførte røkgasser avgir en del av deres varme til i motstrøm ført luft. Denne bortføres ved hjelp av ledninger 36, 37. Røkgassene kommer deretter i et avsvovlingsanlegg 32, avsvovles der fortrinnsvis i våt-fremgangsmåten og forlater avsvovlingsanlegget 32 ved toppen 39, hvortil det slutter seg et blanderør 40. I dette området tilføres det røkgassen varmluft gjennom en luftledning 33, hvorved den oppvarmer seg og således tilveiebringer den nødvendige trekk i gjennom-strømningen av pipen 34. Anordningen av varmeutveksleren og avsvovlingsanlegget og blanderøret er anbragt fluktende nedenfra og oppad i den nedre delen av kaminen 34 således at det fremkommer en meget kompakt anordning.

Tilførselen av varmluft i blanderøret 40 kan selvsagt også foregå avvikende fra det viste utførelseseksempel ved hjelp av flere symmetrisk anordnede dyser som er rettet således at den til røkgassen overfører en ekstra impuls i strømningsret-ningen.

Varmeutveksler 31 har fortrinnsvis en regenerativvarmeutveks-ler som, som varmeoverføringsmaterial av korrosjonsgrunner har keramiske innbygninger eller keramisk løst gods. Synkront dreibare aksial naboplasserte kulisser på begge sider av varmebærematerialet adskiller røkgassrommet fra luftstrømmer og fast innbyggede kulisser i området for varmebærematerialet og hindrer en gjennomblanding av de to gass-strømmer.

Avsvovlingsanlegget er fortrinnsvis et våtavsvovlingsanlegg av kjent bygningstype, hvor et dråpeslør av en kjemisk sammensetning p.g.a. gravitasjonen beveger seg ovenfra og nedad i motstrøm til røkgassen og avsvovler denne.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til den viste utførelsesform, således kan eksempelvis tilførselen og bortføringen variere i avhengighet av de lokale forhold uten å overskride oppfinn-elsens ramme.

For å spare på kaminhøyde kan anordningen ifølge oppfinnelsen i bunnen oppstilles fordypet. Anordningens enkelte deler må ikke være likeakset til hverandre. De kan også være anordnet skrått eller delvis ved siden av hverandre. Herved er det å påse liten strømningsmotstand av luft- og røkgass-strømmene.

Claims (5)

1. Fremgangsmåte til gjenoppvarming av avsvovlede røkgasser av en forbrenningsprosess, hvor en større enn til forbrenning nødvendig luftmengde oppvarmes ved hjelp av en varmeutveksler (1) ved hjelp av røkgassene og den overskytende varmluftmengde tilblandes de rensede og avkjølte røkgasser, idet det til varmeutveksler (1) tilføres allerede oppvarmet friskluft, karakterisert ved at også den ekstra foroppvarming av luften foretas ved hjelp av røkgassene før deres inntreden i avsvovlingsanlegget.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at røkgassene avstøves mellom luftens foroppvarming og deres ekstra foroppvarming og eventuelt ved hjelp av en bak støvfilteret (2) liggende vifte (3) utlignes det opptredende trykktap.

3. Innretning med en luftforvarmer (1) og en ekstra kaldluftforvarmer (4) samt med et røkgassavsvovlingsanlegg (5), hvor det er anordnet en varmluftledning (12) som tilfører en del av i luftforvarmer (1) oppvarmede luft til de rensede røkgasser på et sted (11) bak avsvovlingsanlegget til gjennomføring av fremgangsmåten ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at kaldluftforvarmeren (4) er anordnet røkgassgjennomstrømmet og røkgassidig før avsvovlingsanlegget (5).

4. Innretning ifølge krav 3, karakterisert ved at en forbindelsesledning (13) som har et regulerings- resp. avsperringsorgan (14) er anordnet mellom friskluftledning (7) og varmluftledning (12) og, hvis nødven-dig, er varmluftledningen utstyrt med et regulerings- resp. koblingsorgan (29) mellom forbindelsesledningen (13) og munningsstedet (11) hvor varmluftledningen (12) munner i røkgass-strømmen.

5. Innretning ifølge krav 3 eller 4, hvor det i den nedre del av en kamin (34) er foreskrevet en røkgassavsvovlingsinnretning (32), hvortil det slutter seg oppad en innretning (40) til innføring av varmluft i den rensede røkgass, karakterisert ved at under avsvovlingsinnretningen (32) er det anordnet fortrinnsvis fluktende en i det vesentlige prismatisk eller sylinderformet regenerativforvarmer (31) som kaldluftforvarmer (4), og innretningen (40) til innføring av den varme luft har flere, symmetrisk anordnede dyser (33), som er rettet således at den innstrømm-ende luft overfører en ekstra impuls i røkgassens strømnings-innretning på denne.