DE19601332A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Abgaswärmenutzung bei der Rauchgasreinigung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Nutzung der restlichen Wärme im Abgasstrom beispielsweise hinter dem Dampferzeuger eines Wärmekraftwerkes. Das in diesem Bereich gegebene Temperaturniveau bietet besonders in Verbin­ dung mit dem Abkühlvorgang bei der Rauchgasentschwefelung die Möglichkeit, Wärme u. a. für Fernheizsysteme oder auch zur zu­ sätzlichen Verbrennungsluftvorwärmung auszukoppeln.

Es ist bekannt, dem Abgas nutzbare Wärme auf der Rohgasseite vor der Rauchgasentschwefelung mit einem besonderen Wärme­ tauscher zu entnehmen, wobei derartige Wärmetauscher gewöhnlich anordnungs- und verfahrensbedingt mit einem Wärmeträgermedium arbeiten. Die europäische Patentanmeldung 0 562 278 zeigt bei­ spielsweise in der Fig. 2 die Abwärmenutzung zur zusätzlichen Verbrennungsluftvorwärmung. Die mit einem Wärmeträger arbei­ tenden Wärmetauscher, die als "Wärmeverschiebungssystem" oder auch "Kreislaufverbundsystem" bezeichnet werden, sind bei allen Vorteilen der Anordnung und Funktionsweise in der Herstellung und Betriebsweise teurer als ein mit direkter Übertragung arbei­ tender Gas/Gas-Wärmetauscher. Dies gilt besonders bei der An­ ordnung auf der Rohgasseite einer Rauchgasentschwefelung, wo bei Unterschreiten des Säuretaupunkts in Verbindung mit dem Reststaubgehalt Verschmutzungs- und Korrosionsprobleme gegeben sind und somit hohe Anforderungen an die Reinigungstechnik und Materialauswahl zu stellen sind.

Darüber hinaus gibt es Rauchgasreinigungsanlagen mit einer Ent­ staubungs- und nachgeschalteter Entschwefelungseinrichtung, die ohne Wiederaufwärmung arbeiten und das entschwefelte Abgas durch den Kühlturm ableiten. In diesen Fällen erfolgt die Wärme­ auskopplung hinter der Entstaubung vor der Rauchgasent­ schwefelung mit einem separat angeordneten Wärmetauscher, bei dem aus den oben genannten Gründen besonders auch das Gehäuse korrosionsbeständig und reinigungsfreundlich gestaltet und ausgeführt werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Technik der Abgas­ wärmenutzung bei der Rauchgasreinigung zu einem betriebs- und kostengünstigeren Konzept weiterzuentwickeln.

Diese Aufgabe wird bei einer Rauchgasentschwefelungsanlage mit Wiederaufwärmung des Reingases dadurch gelöst, daß die im Roh­ gas enthaltene, nutzbare Wärmeenergie vollständig auf das Rein­ gas übertragen und die Wärmeauskopplung nach der Rauchgasent­ schwefelung auf der Reingasseite vorgenommen wird, daß die Wärmeübertragung vom Roh- an das Reingas mit einem Gas/ Gas-Wärmetauscher, der vorzugsweise regenerativer oder auch re­ kuperativer Bauart ist, und die Auskopplung der Nutzwärme mit einem Wärmeträger-Wärmetauscher, der auch ggf. ein direkt über­ tragener Wärmetauscher sein kann, erfolgt.

Bei Anlagen mit einer Entstaubung und nachgeschalteter Rauchgas­ entschwefelung ohne Wiederaufwärmung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Wärmeauskopplung auf der Rohgasseite vor der Rauchgasentschwefelung erfolgt und der Wärmetauscher innerhalb der Abstromhaube der Entstaubungsanlage angeordnet ist. Diese Lösung läßt sich auch auf Rauchgasreinigungsanlagen, die keine nennenswerten Korrosionsprobleme aufweisen, anwenden.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ausführungsform für Nutz-Wärmeauskopplung auf der Reingasseite einer Rauchgasentschwefelung.

Fig. 2 eine Ausführungsform für die Nutz-Wärmeauskopplung am Austritt einer Entstaubungsanlage.

Gemäß dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel wird das Abgas nach dem Dampferzeuger in dem Filter 1 entstaubt, nach dem Förderven­ tilator 2 im Gas/Gas-Wärmetauscher 3 von 130° auf 60°C abge­ kühlt, nach der Entschwefelung 4 im Wärmetauscher 3 wieder von 45° auf 115°C aufgewärmt, anschließend in dem Nutz-Wärme­ tauscher 5 auf 75°C abgekühlt und über den Kamin 6 abgeleitet. Mit dieser Ausführung lassen sich die Verschmutzungs- und Korro­ sionsprobleme auf den Gas/Gas-Wärmetauscher beschränken. Sowohl in regenerativer als auch in rekuperativer Ausführung sind diese Wärmetauscher für derartige Anwendungsfälle zum bewährten Stand der Technik zu zählen.

Die Heizflächen lassen sich in einfacher Form reinigungsfreund­ lich und korrosionsbeständig ausführen sowie ggf. ohne be­ sondere Schwierigkeiten austauschen. Darüber hinaus sind der­ artige Gas/Gas-Wärmetauscher für diese Anwendungsbereiche be­ sonders anordnungsgünstig und lassen sich beispielsweise direkt auf die Rauchgasentschwefelungsanlage aufsetzen. Der technisch aufwendigere Nutz-Wärmetauscher 5 ist auf der Reingasseite einem sauberen, nicht aggressiven Medium ausgesetzt und bedarf somit keiner besonderen Reinigungs- und Korrosionsschutzmaß­ nahmen.

Im Vergleich mit einer über ein Wärmeverschiebungssystem ar­ beitenden Rohgasabkühlung und Reingaswiederaufwärmung, bei der gleichzeitig auf der Rohgasseite die nutzbare Wärme ausge­ koppelt wird, liegen bei dem erfindungsgemäßen Konzept die In­ vestitionskosten um ca. 40% niedriger.

Das zweite Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, daß nach der Rauchgas­ entschwefelung keine Wiederaufwärmung erfolgt.

Das Abgas wird im Filter 1 entstaubt, im nachgeschalteten, innerhalb der Abstromhaube angeordneten Nutz-Wärmetauscher 5 von 130° auf 80°C abgekühlt und nach der Entschwefelung 4 als Reingas bei einer Temperatur von 50°C über den Kühlturm 7 abge­ leitet. Der innerhalb der Abstromhaube des Filters 1 ange­ ordnete Nutz-Wärmetauscher 5 vergleichmäßigt gleichzeitig den strömungszustand, der sich sonst infolge der bei einer Quer­ schnittsverjüngung von beispielsweise 1 : 14 gegebenen Be­ schleunigungsvorgängen auf den Filteraustritt nachteilig aus­ wirken würde. Üblicherweise wird hierfür an dieser Stelle ein besonderes gitterartiges Element eingebaut.

Die Ausführungsform gemäß Fig. 2 zeichnet sich dadurch aus, daß der Nutz-Wärmetauscher 5 kein eigenes Gehäuse benötigt und darüber hinaus eine Einrichtung zur Vergleichmäßigung des Strömungszustandes innerhalb der Filterabströmhaube ersetzt.

Claims (2)

1. Verfahren und Vorrichtung zur Abgaswärmenutzung in Ver­ bindung mit der Rohgasabkühlung und der Reingaswiederauf­ wärmung einer Rauchgasentschwefelungsanlage dadurch gekennzeichnet, daß die im Roh­ gas enthaltene, nutzbare Wärmeenergie vollständig auf das Reingas übertragen und die nutzbare Wärme nach der Rauchgas­ entschwefelung (4) auf der Reingasseite ausgekoppelt wird, daß die Rohgasabkühlung und die Reingaswiederaufwärmung mit einem Gas/Gas-Wärmetauscher (3), der vorzugsweise regene­ rativer oder auch rekuperativer Bauart sein kann, und die Wärmeauskopplung mit einem separaten Nutz-Wärmetauscher (5) erfolgt.

2. Verfahren und Vorrichtung zur Abgaswärmenutzung in Ver­ bindung mit einer Entstaubungs- und nachgeschaltenen Rauch­ gasentschwefelungsanlage dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme­ auskopplung rohgasseitig vor der Rauchgasentschwefelung (4) erfolgt, und der Nutz-Wärmetauscher (5) innerhalb der Abstromhaube der Entstaubungsanlage (1) angeordnet ist.