DE3112997A1 - Method of drying and recovering heat energy from the smoke gas of furnace installations and device for implementing the method - Google Patents
Method of drying and recovering heat energy from the smoke gas of furnace installations and device for implementing the methodInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trocknung und Rück-The invention relates to a method for drying and re-
gewinnung von Wärmeenergie aus dem Rauchgas von Feuerungsanlagen, bei dem das aus der Feuertlngsanlage <#ust#etende Rauchgas in einem ersten Wärmetauscher iis tlllter den Taupunkt abgekühlt und in einem zweiten Wärmetauscher wieder soweit erwärmt wird, daß sich im Schornstein ein natürlicher Zug ausbildet, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens als Zusatz zur Patentanmeldung P 31 01 362.7.extraction of thermal energy from the flue gas of combustion systems, in which the flue gas leaving the fire installation is in a first heat exchanger iis tllter the dew point is cooled and in a second heat exchanger again so far is heated so that a natural draft forms in the chimney, and a device to carry out the process as an addition to patent application P 31 01 362.7.
Es hat sich gezeigt, daß durch das gattungsgemäße bekannte Verfahren eine Rauchgasreinigung nur in begrenztem Umfang möglich ist. Insbesondere wird bei der Verbrennung anfallendes Kohlendioxid und Schwefeldioxid nicht in ausreichendem Maße ausgeschieden und gelangt in die Atmosphäre, was zu erheblichen Umweltbeeinträchtigungen führen kann.It has been shown that by the generic known method flue gas cleaning is only possible to a limited extent. In particular, The carbon dioxide and sulfur dioxide produced by incineration are not sufficient Measures excreted and enters the atmosphere, causing significant environmental damage can lead.
Bei Müllverbrennungsanlagen u.dgl. ist es bekannt, zur Verminderung des Austritts von Kohlendioxid und Schwefeldioxid in die Atmosphäre das Rauchgas in einem Rauchgaswäscher zu reinigen. Bei diesen Anlagen besteht aber der Nachteil, daß die anfallende Säuremenge nicht ohne weiteres in Abwassersammler geleitet werden kann, sondern einer vorherigen Behandlung bedarf.In the case of waste incineration plants and the like, it is known to reduce the escape of carbon dioxide and sulfur dioxide into the atmosphere is the flue gas to be cleaned in a flue gas scrubber. With these systems, however, there is the disadvantage that the resulting amount of acid cannot be passed into sewage collectors without further ado can, but requires prior treatment.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, das bekannte Verfahren so zu verbessern, daß ein Austritt von Kohlendioxid und Schwefeldioxid in die Atmosphäre verhindert und besondere, nur dem Abwassersammler vorgeschaltete Einrichtungen zur Säurebehandlung vermieden werden. Ferner soll eine Vorrichtung geschaffen werden, mittels derer das Verfahren durchführbar ist.The object of the invention is the known method so to improve that leakage of carbon dioxide and sulfur dioxide into the atmosphere prevents and special devices only upstream of the sewage collector Acid treatment should be avoided. Furthermore, a device created by means of which the procedure can be carried out.
Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß das Rauchgas nach Abkühlung in dem ersten Wärmetauscher einen Rauchgaswäscher durchströmt und dann in einem weiteren Wärmetauscher in bekannter Weise wieder erwärmt wird, daß in dem Rauchgaswäscher das Kohlendioxid und Schwefeldioxid des Rauchascs duich Wasser ausgewaschen und gesammelt wird, welches dann chemisch neutralisiert und danach wieder dem Rauchgaswäscher zugeführt wird.According to the invention, the object is achieved in that the flue gas after cooling in the first heat exchanger flows through a flue gas scrubber and is then reheated in a further heat exchanger in a known manner that in the flue gas scrubber the carbon dioxide and sulfur dioxide from the flue gas as well as water is washed out and collected, which is then chemically neutralized and thereafter is fed back to the flue gas scrubber.
Nach einem weiteren Merkmale der Erfindung ist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten Wärmetauscher und dem zweiten Wärmetauscher ein Rauchgaswäscher angeordnet ist, der-mit frischem oder neutralisiertem Wasser beaufschlagbar ist und der über einen Zwischenkanal mit einem Sammelbehälter für aus dem Rauchgaswäscher austretendes Wasser, Kohlensäure und Schwefelsäure verbunden ist, der mit einem mit einer Lauge beaufschlagbaren Neutralisierungsbehälter verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Rauchgaswäscher in Wirkverbindung steht.According to a further feature of the invention, the device is for Implementation of the method, characterized in that between the first heat exchanger and the second heat exchanger a flue gas scrubber is arranged, which-with fresh or neutralized water can be applied and via an intermediate channel with a collecting container for water and carbon dioxide emerging from the flue gas scrubber and sulfuric acid is connected, which can be acted upon with an alkali Neutralization tank is connected, the output of which with the flue gas scrubber in Operational connection is.
Weitere Merkmale der Erfindung werden in den Unteransprüchen beschrieben. Die Erfindung wird darüber hinaus im folgenden am Beispiel der in der Zeichnung schematisch dargestellten Vorrichtung näher erläutert: Die erfindungsgemäße Vorrichtung 40 weist in bekannter Weise zwei Wärmetauscher 1, 3 auf, die an oder in einem Schornstein angeordnet sein können. In den Wärmetauscher 1 wird das aus einer FeuerungsanlaCje austretende Rauchgas eingeleitet und abgekühlt. Der Wärn,ctauscher 1 ist mittels eines Anschlußstutzens mit einem Zwischenkanal 25 verbunden, an dem in Rauchgasströmungsrichtung ausgangsseitig ein Rauchgaswäscher 2 angeordnet ist. An dem rauchgasseitigen Ausgang des Rauchgaswäschers 2 befindet sich der Wärmetauscher 3, der zur Nacherwärmung des in dem Rauchgaswäscher 2 und dem Wtirmetallscher 1 abgfkühlten Rauchgases dient. Hierdurch ist es möglich, daß das aus dem Ausgang 36 des Wärmetauschers 3 austretende Rauchgas durch natürlichen Zug im Schornstein aufsteigen kann.Further features of the invention are described in the subclaims. The invention is also illustrated below using the example of the one in the drawing schematically illustrated device explained in more detail: The inventive Device 40 has, in a known manner, two heat exchangers 1, 3, which on or can be arranged in a chimney. In the heat exchanger 1 this is off A combustion system discharging flue gas is introduced and cooled. The heat exchanger 1 is connected by means of a connecting piece to an intermediate channel 25 on which A flue gas scrubber 2 is arranged on the outlet side in the flue gas flow direction. The heat exchanger is located at the outlet of the flue gas scrubber 2 on the flue gas side 3, which is used to reheat the in the flue gas scrubber 2 and the Wtirmetallscher 1 cooled flue gas is used. This makes it possible that the exit 36 of the heat exchanger 3 escaping flue gas by natural draft in the chimney can rise.
In dem Rauchgaswäscher 2 wird das durchströmende Rauchgas vorzugsweise im Gegenstrom mit frischem oder neutralisiertem Wasser über Düsen od.dgl. beaufschlagt, wobei in dem Rauchgas befindliche Verunreinigungen sowie Kohlendioxid und Schwefeldioxid als Kohlensäure bzw. schweflige Säure abgeschieden werden. Die Verunreinigungen wie auch die Kohlensäure und die schweflige Säure werden in einem Sammelbehälter 4 gesammelt, der an dem dem Rauchgaswäscher 2 abgewandten Endabschnitt des Zwischenkanals 25 angeordnet ist. Der Sammelbehälter 4 ist mittels einer Verbindungsleitung 26 mit einem Neutralisationsbehälter 5 verbunden, in dem durch Zufuhr von Lauge aus einem Laugenbehälter 7 die von dem Sammelbehälter 4 zugeführte saure Wasserlösung neutralisiert wird. Dieses neutralisierte Wasser kann über eine Leitung 27 einem weiteren SaminelbehälLer 6 zufließen, dessen einer Ausgang 29 über eine Abfluß leitung 31 mit einem Abwassersammler 30 und dessen anderer Ausgang 32 über eine Verbindungsleitung 33 mit dem Rauchgaswäschervorlauf 34 verbunden ist.In the flue gas scrubber 2, the flue gas flowing through is preferably in countercurrent with fresh or neutralized water via nozzles or the like. applied, with impurities in the flue gas as well as carbon dioxide and sulfur dioxide be deposited as carbonic acid or sulphurous acid. The impurities as well as the carbonic acid and the sulphurous acid are in a collecting container 4 collected, the end portion of the intermediate channel facing away from the flue gas scrubber 2 25 is arranged. The collecting container 4 is connected by means of a connecting line 26 connected to a neutralization tank 5, in which by supplying lye the acidic water solution supplied from the collecting container 4 to a tub 7 is neutralized. This neutralized water can via a line 27 a further Saminel container 6 flow, whose one output 29 over a drain line 31 with a sewer 30 and its other output 32 is connected to the flue gas scrubber flow 34 via a connecting line 33.
In dem Sammelbehälter 4 ist ein Niveaufregler 8 angeordnet, der als Schwimmerschalter od.dgl. ausgebildet sein kann.In the collecting container 4, a level regulator 8 is arranged, which as Float switch or the like. can be formed.
Der Niveauregler 8 steht mit einer Pumpe 9 in Verbindung, die in der Verbindungsleitung 26 angeordnet ist. Sobald der Flüssigkeitsstand in dem Sammelbehälter 4 ein vorgegebenes Niveau übersteigt, wird die Pumpe 9 in Betrieb genommen und fördert in dem Wärmebehälter 4 befindliche Flüssigkeit in den Neutralisationsbehälter 5. In diesem befindet sich ebenfalls ein Niveauregler 10, der in geeigneter Weise über eine Regeleinrichtung mit den Pumpen 9, 16 sowie dem in der Abfluß leitung 31 angeordneten vorzugsweise als Magnetventil 21 ausgebildeten Absperrventil verbunden ist.The level controller 8 is connected to a pump 9 in the Connecting line 26 is arranged. As soon as the liquid level in the collecting container 4 exceeds a predetermined level, the pump 9 is put into operation and promotes Liquid in the heating container 4 into the neutralization container 5. In this there is also a level controller 10, which is in a suitable manner a control device with the pumps 9, 16 and the line 31 arranged in the drain preferably designed as a solenoid valve 21 shut-off valve is connected.
Ferner ist in dem Neutralisationsbehälter 5 ein Rührwerk 11 vorgesehen, durch das eine intensive Vermischung des von dem Sammelbehälter 4 zugeführten sauren Wassers mit der aus dem Laugenbehälter 7 ausströmenden Lauge gewährleistet ist. Ferner weist der Neutralisationsbehälter 5 einen pH-Wert-Regler 12 auf, durch den gewährleistet ist, daß aus dem Laugenbehälter 7 nur so viel Lauge dem Neutralisationsbehälter 5 zuströmt, daß eine Neutralisierung des von dem Sammelbehälter 4 kommenden Wassers gewährleistet ist. Der pH-Wert-Regler 12 steht mit einem Laugendosierventil 13 in Verbindung, das in der Dosierleitung 27 zwischen dem Neutralisierungsbehälter 5 und dem Laugenbehälter 7 angeordnet ist. Zweckmäßigerweise sind dem Laugendosierventil 13 Absperrventile sowie ggf. ein Rückflußverhindererzugeordnet.Furthermore, an agitator 11 is provided in the neutralization tank 5, by the intensive mixing of the acid supplied from the collecting container 4 Water with the liquor flowing out of the tub 7 is guaranteed. Furthermore, the neutralization tank 5 has a pH regulator 12 through which it is ensured that only so much liquor from the liquor container 7 to the neutralization container 5 flows in that a neutralization of the water coming from the collecting tank 4 is guaranteed. The pH regulator 12 is connected to an alkali metering valve 13 Compound in the metering line 27 between the neutralization tank 5 and the tub 7 is arranged. Appropriately, the caustic metering valve 13 shut-off valves and, if necessary, a backflow preventer assigned.
Der Laugenbehälter 7 weist ebenfalls einen Niveaufregler 14 auf, der auf eine Laugenförderpumpe 15 in der Laugenvorlaufleitung 28 wirkt. Sobald der Pegel der in dem Laugenbehälter 7 befindlichen Lauge einen unteren Grenzwert erreicht, wird über den Niveauregler 14 die Laugenförderpumpe 15 betätigt, wodurch der Laugenbehälter 7 wieder aufgefüllt wird.The tub 7 also has a level regulator 14, which acts on a lye feed pump 15 in the lye supply line 28. As soon as the level the lye in the tub 7 reaches a lower limit, the liquor pump 15 is actuated via the level controller 14, whereby the tub 7 is replenished.
In der Leitung 27 zwischen dem Neutralisationsbehälter 5 und dem Sammelbehälter 6 ist eine Pumpe 16, ein Filter 17 sowie ein als Magnetventil 19 od.dgl. ausgebildetes Regelventil angeordnet. Mittels der Pumpe 16 wird in dem Sammelbehälter 6 ein derartiger Druck erzeugt, daß das aus dem Neutralisationsbehälter 5 ausgeströmte und in dem Sammelbehälter 6 befindliche neutralisierte Wasser über eine Verbindungsleitung 33 dem Rauchgaswäschervorlauf 34 zugeführt werden kann. Das Filter 17 dient dazu, grobe Verunreinigungen, die aus dem Rauchgas ausgeschieden wurden und sich in dem neutralisierten Wasser befinden, abscheiden zu können, bevor letzteres wieder dem Rauchgaswäscher 2 zugeführt wird. Hierdurch wird die Gefahr einer Verstopfung der in dem Raucaswschcr 2 befindlichen Einspritzdüsen vermieden. Durch das Magnetventil 19 kann in Abhängigkeit vom jeweiligen Betriebszustand die Leitung 27 gesperrt werden.In the line 27 between the neutralization tank 5 and the collecting tank 6 is a pump 16, a filter 17 and a solenoid valve 19 or the like. trained Control valve arranged. By means of the pump 16 in the collecting container 6 is such a Pressure generated that the flowed out of the neutralization tank 5 and in the Collection tank 6 located neutralized water via a connecting line 33 can be fed to the flue gas scrubber flow 34. The filter 17 serves to coarse impurities that have been eliminated from the flue gas and are in the neutralized water are to be able to separate before the latter again Flue gas scrubber 2 is supplied. This reduces the risk of clogging the Avoided injection nozzles located in the Raucaswschcr 2. Through the solenoid valve 19th depending on the respective operating status, the line can 27 can be blocked.
Sobald das in dem Flüssigkeitskreislauf der Vorrichtung 40 befindliche Wasser nicht mehr zufriedenstellend durch Zufuhr von Lauge neutralisiert werden kann, wird das Magnetventil 21 in der Abflußleitung 31 geöffnet, so daß in dem Sammelbehälter 6 befindliches Wasser in den Abwasersammler 30 strömen kann. Sollte hierbei der pH-Wert von einem vorgegebenen Wert abweichen, wird diese Information über den pH-Wert-Fühler 22 dem pH-Wert-Regler 12 zugeführt, so daß über eine Betätigung des Laugendosierventils 13 ein Ausgleich erfolgen kann. Um einen Überdruck in dem Sammelbehälter 6 aufgrund einer Fehlschaltung der Absperrventile und Pumpen feststellen zu können, ist an dem Sammelbehälter 6 ein Manometer 20 vorgesehen. Dieses Manometer kann gegebenenfalls mit der Regeleinrichtung der Vorrichtung 40 verbunden sein, deren Elemente in einem Schaltschrank 24 zusammengeführt sind.As soon as it is in the fluid circuit of the device 40 Water can no longer be satisfactorily neutralized by adding lye can, the solenoid valve 21 is opened in the drain line 31, so that in the collecting container 6 located water can flow into the sewer 30. Should the If the pH value deviates from a specified value, this information is sent via the pH value sensor 22 fed to the pH regulator 12, so that an actuation of the caustic metering valve 13 compensation can be made. To an overpressure in the collecting container 6 due To be able to determine a faulty switching of the shut-off valves and pumps is on a manometer 20 is provided in the collecting container 6. This manometer can optionally be connected to the control device of the device 40, the elements in one Control cabinet 24 are merged.
An dem dem Abwasser sammler 30 abgewandten Ausgang 32 des Sammelkanals 6 ist eine Verbindungsleitung 33 angeschlossen, die mit dem Rauchgaswäschervorlauf 34 verbunden ist.At the outlet 32 of the collecting channel facing away from the sewage collector 30 6, a connecting line 33 is connected to the flue gas scrubber flow 34 is connected.
In der Verbindungsleitung 33 ist ein Magnetventil 18 od.dgl.In the connecting line 33 is a solenoid valve 18 or the like.
als Absperrventil angeordnet, durch das betriebszustandsabhängig der Durchfluß des aus dem Sammelbehälter 6 kommenden neutralisierten Wassers eingestellt werden kann. Die Frischwasserleitung 35 ist ebenfalls mit einem als Magnetventil 23 od.dgl. ausgebildeten Ventil versehen. In gegenseitiger Abstimmung zwischen den Magnetventilen 18, 23 ist es somit möglich, dem Rauchgaswäscher 2 stets eine konstante Wassermenge zuzuführen.arranged as a shut-off valve, through which the operating state depends Flow of the coming from the collecting container 6 neutralized Water can be adjusted. The fresh water line 35 is also with a as a solenoid valve 23 or the like. trained valve provided. In mutual coordination between the solenoid valves 18, 23 it is thus possible to keep the flue gas scrubber 2 to supply a constant amount of water.
Durch die gegenseitige Abstimmung der Regel- und Steuerorgane der Vorrichtung 40,deren Sollwerte an dem Schaltshrank 24 einstellbar und deren Istwerte dort vorzugsweise ebenfalls ablesbar sind, ist es möglich, in Anpassung an die jeweils anfallende Rauchgasmenge diese einer thermodynamischen Nachbehandlung zur Wärmerückgewinnung bei gleichzeitiger Ausscheidung von Kohlensäure und schweflicher Säure zu unterziehen. Von Vorteil ist es, daß wesentliche Elemente der Vorrichtung 40 wie die Wärmetauscher 1, 3, der Rauchgaswäscher 2 und der Sammelbehälter 4 in den Schornstein integriert werden können. Der durch die Kohlensäure und schwefliche Säure bedingten Korrosionsgefahr kann dadurch begegnet werden, daß die korrosionsgefährdeten Abschnitte der Vorrichtung 40 aus einem korrosionsbeständigen Werkstoff hergestellt werden. Hierdurch ist auch über einen längeren Betriebsablauf eine zuverlässige Funktion der Vorrichtung 40 gewährleistet.Through the mutual coordination of the regulatory and control bodies of the Device 40, whose setpoints can be set on the switching cabinet 24 and whose actual values are preferably also readable there, it is possible to adapt to the respective resulting amount of flue gas this a thermodynamic aftertreatment for heat recovery with simultaneous excretion of carbonic acid and sulphurous acid. It is advantageous that essential elements of the device 40 such as the heat exchanger 1, 3, the flue gas scrubber 2 and the collecting container 4 integrated into the chimney can be. The risk of corrosion caused by carbon dioxide and sulphurous acid can be countered by removing the sections of the device that are at risk of corrosion 40 can be made from a corrosion-resistant material. This is also A reliable function of the device 40 over a longer operating sequence guaranteed.
L e e r s e i t eL e r s e i t e
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