SK278096B6 - Method of repeated heating of desulphurized fume gases and device for realization of this method - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu opätovného ohrevu odsírených dymových plynov zo spaľovacieho procesu a zariadenia na jeho uskutočnenie.

Doterajší stav techniky

Z DOS 1 551 878 a DAS 22 38 790 je známe predhrievať dymovými plynmi väčšie množstvo vzduchu, než je potrebné na spaľovanie, vo výmenníku tepla a prebytočné množstvo horúceho vzduchu potom pridávať k dymovým plynom po ich zbavení prachu a po ich ochladení odsírením. Pri tomto postupe sa zahrievanie prebytočného množstva vzduchu prejaví vo zvýšenej spotrebe paliva, čim sa znižuje účinnosť použitého zariadenia.

V DOS 3 110 361 je ďalej opísané zariadenie, v ktorom sa čerstvý vzduch, privádzaný do predhrievača, zahrieva z iného zdroja. Týmto spôsobom tiež dochádza ku zníženiu celkovej účinnosti zariadenia.

Vynález si kladie za úlohu navrhnúť spôsob, pri ktorom by bolo zaistené prídavné predhrievanie čerstvého vzduchu bez ďalších energetických nákladov.

Vynález si d'alej kladie za úlohu navrhnúť zariadenie na uskutočnenie tohto spôsobu.

Podstata vynálezu

Podstatou spôsobu opätovného ohrevu odsírených dymových plynov zo spaľovacieho priestoru, pri ktorom sa vo výmenníku tepla zahrieva dymovými plynmi väčšie množstvo vzduchu, než je potrebné na spaľovanie, a prebytočné množstvo horúceho vzduchu sa pridá k vyčistenému a ochladenému dymovému plynu, pričom sa do výmenníka tepla privádza predhriaty čerstvý vzduch je to, že sa aj predhrievanie vzduchu uskutočňuje dymovými plynmi pred ich odsírením.

Jedno uskutočnenie vynálezu spočíva v tom, že sa dymové plyny a vzduch vedú aspoň dvoma za sebou zaradenými výmenníkmi tepla, pričom sa dymové plyny zbavia prachu medzi prvým a posledným regeneračným výmenníkom tepla. Tlaková strata, vzniknutá odstránením prachových častíc, sa vyrovnáva nasávacím dúchadlom umiestneným za prachovým filtrom.

Zariadenie na uskutočnenie spôsobu podľa vynálezu sa skladá z výmenníka tepla s dvoma vstupmi a s dvoma výstupmi. Na prvý výstup výmenníka je cez prachový filter a nasávacie dúchadlo pripojený svojím prvým vstupom druhý výmenník tepla, ktorého prvý výstup je spojený so vstupom odsírovacieho zariadenia. Druhý vstup druhého výmenníka je prepojený cez predhrievač vzduchu a druhé dúchadlo s potrubím na čerstvý vzduch. Druhý výstup druhého výmenníka tepla je spojený s druhým vstupom výmenníka tepla, na ktorého druhý výstup je pripojené potrubie na horúci vzduch, spojené s výstupom z odsírovacieho zariadenia.

Spôsobom podľa vynálezu sa dosiahne zohriatie dymových plynov bez toho, aby dochádzalo k napekaniu na teplovýmenných plochách, pričom sa tiež zabráni aj ostatným nevýhodám doterajších spôsobov.

Spôsob podľa vynálezu a zariadenie na jeho uskutočnenie sú vhodné pre všetky druhy odsírenia dymových plynov, pričom však je nutná ďalekosiahla regulácia teploty dymových plynov vstupujúcich do odsírova cieho zariadenia. Pritom je dôležité uskutočňovať túto reguláciu takou formou, aby výmenníky tepla pracovali s dobrou účinnosťou. Toto možno dosiahnuť tým, že sa časť horúceho vzduchu, určeného na opätovný ohrev dymových plynov po ich odsírení, použije na predhriatie čerstvého vzduchu. Na uskutočňovanie spôsobu podľa vynálezu je možné upraviť spojovacie potrubie, opatrené regulačným, prípadne uzatváracím prvkom, medzi potrubím pre čerstvý vzduch a potrubím pre horúci vzduch.

Vynález umožňuje obísť jeden z oboch výmenníkov tepla, do ktorých sa privádzajú dymové plyny, takže zariadenie môže zahrňovať príslušné obtokové potrubia vrátane potrebných regulačných a uzatváracích prvkov. Vynález je znázornený na pripojených výkresoch v niekoľkých príkladných podobách uskutočnenia.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Obr. 1 znázorňuje zariadenie s niekoľkými predhrievačmi vzduchu; obr. 2 zobrazenie variantu s možnosťou vyradenia jednotlivých častí zariadenia z prevádzky; obr. 3 - pohľad na kompaktné zariadenie.

Príklady uskutočnenia vynálezu

V zariadení podľa obr. 1 prichádzajú nevyčistené horúce dymové plyny po výstupe z parného kotla najprv do výmenníka 1 tepla, kde sa ochladia a zahrejú už predhriaty vzduch na teplotu, ktorá je v spaľovacom priestore. Potom prichádzajú do prachového filtra 2 a nasávacieho dúchadla 3, zmierňujúceho alebo vyrovnávajúceho tlakovú stratu, vzniknutú úbytkom prachových častíc. Potom dymové plyny ohrievajú prúd vzduchu v druhom výmenníku 4 tepla, pričom sa ďalej ochladia, až dosiahnu teplotu, vhodnú pre vstup do odsírovacieho zariadenia 5.

Po výstupe z tohto odsírovacieho zariadenia 5 sú dymové plyny síce vyčistené, ale príliš chladné, aby ich bolo možné vypúšťať komínom 34 do okolitého ovzdušia, pretože ich teplota je príliš blízka rosnému bodu. Preto sa v mieste 11, označujúcom zaústenie potrubia 12 na horúci vzduch do výstupu 6 odsírovacieho zariadenia 5, pridáva k dymovým plynom čistý horúci vzduch v takom množstve, že je s istotou možné zabrániť nízkoteplotnej korózii v komíne.

Cesta čerstvého vzduchu vedie z potrubia 7 na čerstvý vzduch druhým dúchadlom 8 predhrievačom 9 vzduchu do druhého výmenníka 4 tepla, kde sa vzduch ďalej ohrieva. Vo výmenníku 1 tepla dosiahne vzduch teplotu, ktorá je potrebná na zavádzanie vzduchu do spaľovacieho priestoru a závisí od daného obloženia kotla. V mieste 10, ktoré leží za výmenníkom 1 tepla, sa oddelí také množstvo vzduchu, ktoré presahuje množstvo vzduchu, potrebné na spaľovanie, a pridáva sa v mieste 11 do vyčistených chladných dymových plynov.

Pri uskutočnení, znázornenom na obr. 2, sú medzi oboma výmenníkmi 1, 4 tepla, do ktorých sa privádzajú dymové plyny, upravené prachový filter 2 a nasávacie dúchadlo 3. Dymové plyny potom prechádzajú odsírovacíin zariadením 5 a prichádzajú ako vyčistené studené plyny do miesta 11, v ktorom ústi potrubie 12 na horúci vzduch, odvetvené v mieste 10 z druhého výstupu výmenníka 1 tepla. V potrubí 7 na čerstvý vzduch je upravené druhé dúchadlo 8 a toto potrubie 7 na čerstvý vzduch ústi do predhrievača 9 vzduchu, v ktorom sa vzduch predhrieva odberovou parou z turbíny. Čerstvý vzduch potom prechádza výmenníkmi 1, 4 tepla, a potom sa privádza do horákov.

Medzi potrubím 12 na na horúci vzduch a potrubím 7 na čerstvý vzduch je upravené spojovacie potrubie 13, opatrené regulačným, pripadne uzatváracím prvkom 14. Tým je možné časť horúceho vzduchu, prúdiaceho potrubím 12 na horúci vzduch priviesť do potrubia 7 na čerstvý vzduch. Tým sa reguluje výkon oboch výmenníkov 1, 4. Podľa okolností je možné sa zaobísť bez druhého výmenníka 4 tepla. Avšak tam, kde sa používa, je tak v potrubí 7 na čerstvý vzduch, ako aj v potrubí 15 na dymové plyny upravené vždy obtokové potrubie 16,17 s príslušnými regulačnými, prípadne uzatváracími prvkami 18 až 24.

Je účelné, aby aj v odsírovacom zariadení 5 bol upravený obtok 25 s potrebnými regulačnými, pripadne uzatváracími prvkami 26,27.

V prípade potreby je možné do potrubia 12 na horúci vzduch zaradiť prachový filter 28. V potrubí 12 na horúci vzduch je v mieste pred jeho zaústením do výstupu 6 z odsírovacieho zariadenia b upravené riadiace ústrojenstvo 29.

Usporiadanie podľa vynálezu umožňuje meniť vstupnú teplotu dymových plynov do odsírovacieho zariadenia 5 v širokom rozsahu a dosahovať pritom stále vysokú účinnosť zariadenia. Výhodná konštrukcia z hľadiska techniky prúdenia je znázornená na obr. 3.

Potrubie 15 na dymové plyny, v ktorom prúdia horúce dymové plyny obsahujúce ešte síru, ústí do výmenníka 4 tepla, v ktorom privádzané dymové plyny odovzdávajú časť svojho tepla protiprúdovo vedenému vzduchu. Tento vzduch sa privádza privádzacím potrubím 36 a odvádza sa odvádzacím potrubím 37. Dymové plyny potom idú do odsírovacieho zariadenia 5, kde sa zbavia síry, výhodne mokrým postupom, a odchádzajú z odsírovacieho zariadenia 5 v jeho hlave 39, na ktorú nadväzuje zmiešavacia rúra 40. V tejto oblasti sa do dymových plynov zavádza horúci vzduch potrubím 12 na horúci vzduch, čím sa ohreje a vytvorí tým potrebný ťah na prechod komínom 34. Usporiadanie výmenníka 4 tepla, odsírovacieho zariadenia 5 a zmiešavacej rúry 40 je uskutočnené smerom zdola nahor v dolnej časti komína 34, z čoho vyplýva veľmi kompaktné usporiadanie.

Prívod horúceho vzduchu do zmiešavacej rúry 40 môže byť samozrejme uskutočnený aj odlišne od znázorneného príkladu uskutočnenia pomocou niekoľkých symetricky usporiadaných dýz, ktoré sú nasmerované tak, že prenášajú na dymové plyny ešte ďalší impulz v smere prúdenia.

Výmenníkom 4 tepla je výhodne regeneračný výmenník tepla, ktorý má ako teplonosný materiál z koróznych dôvodov keramické priehradky alebo keramický sypný materiál. Synchrónne otočné axiálne susediace kulisy po obidvoch stranách teplonosného materiálu zabraňujú premiešaniu obidvoch plynových prúdov.

Odsírovacím zariadením 5 je výhodne mokré odsirovacie zariadenie známej konštrukcie, v ktorej sa následkom gravitácie pohybuje zhora nadol protiprúdovo s dymovými plynmi kvapôčkový závoj vhodného chemického zloženia, čím sa dymové plyny odsíria.

Vynález nie je obmedzený na znázornené uskutočnenia; môže sa napríklad meniť privádzacie a odvádzacie potrubie podľa miestnych podmienok bez toho, aby sa tým prekročil rámec vynálezu.

Aby sa ušetrilo na výške komína 34, môže byť celé usporiadanie zariadenia podľa vynálezu zapustené do zeme. Jednotlivé časti usporiadania nemusia byť navzájom súosové. Môžu byť upravené navzájom šikmo, alebo sčasti vedľa seba. Pritom je potrebné dbať na malý odpor pri prúdení vzdušného prúdu a prúdu dymových plynov.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spôsob opätovného ohrevu odsírených plynov zo spaľovacieho procesu, pri ktorom sa vo výmenníku tepla zahrieva dymovými plynmi väčšie množstvo vzduchu, než je potrebné na spaľovanie, a prebytočné množstvo horúceho vzduchu sa pridá k vyčistenému a ochladenému dymovému plynu, pričom sa do výmenníka tepla privádza predhriaty čerstvý vzduch, vyznačujúci sa t ý m , že sa aj predhrievanie vzduchu uskutočňuje dymovými plynmi pred ich odsírením.
2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým,žesa dymové plyny pred predhriatím vzduchu a pred ich opätovným ohrevom zbavia prachu.
3. 3. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým,že po odstránení prachu filtráciou sa dymové plyny vháňajú do nasávacieho dúchadla na vyrovnanie tlakovej straty, ktorá vzniká odstránením prachových častíc.
4. 4. Zariadenie na vykonávanie spôsobu podľa nárokov 1,2a 3,vyznačujúce sa tým,že sa skladá z výmenníka (1) tepla s prvým vstupom a prvým výstupom, na ktorý je cez prachový filter (2) a nasávacie dúchadlo (3) pripojený svojím prvým vstupom druhý výmenník (4) tepla, ktorého prvý výstup je spojený so vstupom odsírovacieho zariadenia (5), vybaveného výstupom (6), kde druhý vstup druhého výmenníka (4) tepla je prepojený cez predhrievač (9) vzduchu a druhé dúchadlo (8) s potrubím (7) na čerstvý vzduch a druhý výstup druhého výmenníka (4) tepla je spojený s druhým vstupom výmenníka (1) tepla, na ktorého druhý výstup je v mieste (10) pripojené potrubie (12) na horúci vzduch, spojené v mieste (11) s výstupom (6) odsírovacieho zariadenia (5).
5. 5. Zariadenie podľa nároku 4, vyznačujúce sa tým.žek potrubiu (12) na horúci vzduch a k potrubiu (7) na čerstvý vzduch je v mieste pred vstupom druhého dúchadla (8) pripojené spojovacie potrubie (13).
6. 6. Zariadenie podľa nároku 5, vyznačuj ú ce sa t ý m , že potrubie (12) na horúci vzduch je vybavené v mieste medzi jeho napojením na výstup (6) z odsírovacieho zariadenia (5) a jeho spojením so spojovacím potrubím (13) riadiacim ústrojenstvom (29).
7. 7. Zariadenie podľa nárokov 4, 5 alebo 6, v y z n í í u j ú c e sa tým, že druhý výmenník (4) tepla má hranolovitý alebo valcový tvar.
8. 8. Zariadenie podľa nároku 4,vyznačuj ú ce sa t ý m , že potrubie (12) na horúci vzduch je vybavené v mieste medzi jeho napojením na druhý výstup výmenníka (1) tepla a jeho spojením so spojovacím potrubím (13) prachovým filtrom (28).