DE2036061C3 - Waste heat boilers through which exhaust gases with a high dust content flow, especially for roasting ovens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen von Abgasen mit hohem Staubgehalt durchströmten Abhitzekessel, insbesondere für Röstofen, bestehend aus einem etwa horizontal liegenden Abgaskanal mit mindestens zwei darin senkrecht zur Richtung des Abgasstromes angeordneten Rohrschlangenbündeln, die jeweils mit Rüttelvorrichtungen versehen sind.The invention relates in particular to a waste heat boiler through which exhaust gases with a high dust content flow for roasting ovens, consisting of an approximately horizontal exhaust duct with at least two in it Bundles of coiled tubes arranged perpendicular to the direction of the exhaust gas flow, each with vibrating devices are provided.

Mit Hilfe von Röstofen wird z. B. sulfidischen Erzen der Schwefel entzogen. Als festes Röstgut fällt ein Erzoxid und als gasförmiges Röstgut fällt in den Abgasen SO> an, das zu Schwefelsäure weiterverarbeitet wird. Die aus dem Röstofen austretenden Gase enthalten bis zu ca. 350 gr/Nm¹ Staub mit eir.em großen Körnungsbereich. Sie müssen vor dem Eintritt in die nachgeschaltete Elektrofilteranlage und vor der Weiterverarbeitung des SO₂ zu H₂SO₄ auf ca. 350° abgekühlt werden, was in der Regel in einem Abhitzekessel durchgeführt wird.With the help of roasting oven z. B. sulphidic ores of sulfur withdrawn. An ore oxide falls as solid roasting material and SO> is produced as gaseous roasting material in the exhaust gases, which is further processed into sulfuric acid. The gases emerging from the roasting oven contain up to approx. 350 g / Nm ¹ dust with a large grain size range. They must be cooled to approx. 350 ° before entering the downstream electrostatic precipitator and before further processing the SO ₂ into H ₂ SO ₄ , which is usually carried out in a waste heat boiler.

Um Staubanlagerung an den Rohrschlangen zu vermeiden ist es bekannt, Rußbläser, Schlagvorrichtungen oder Rüttelvorrichtungen zu verwenden. Bei einer bekannten Rüttelvorrichtung greifen zwei Gestängerohre an das Rohrbündel an und versetzen in regelmäßigen Zeitabständen die Bündelrohre über einen zweiarmigen, von einem Arbeitszylinder angetriebenen Hebel, in eine Hin- und Herbewegung. Am Ende des Arbeitsweges werden die Bündelrohre plötzlich abgestoppt. Auf diese Weise entsteht eine Rüttelbewegung mit hohen örtlichen Beschleunigungen der Belegmassen.In order to avoid the accumulation of dust on the coils, it is known to use sootblowers and striking devices or use vibrators. In a known vibrating device, two drill pipes engage to the tube bundle and move the bundle tubes over at regular intervals a two-armed lever driven by a working cylinder in a reciprocating motion. At the end On the way to work, the bundle tubes are suddenly stopped. This creates a shaking movement with high local accelerations of the document mass.

Dabei wird jedoch der Grad der Verschmutzung im wesentlichen unberücksichtigt gelassen, so daß bei plötzlichem, erhöhten Staubanfall der den Abhitzekessel verlassenden Gase die Temperatur erheblich über die für die nachgeschalteten Apparate (Elektrofilter od. dgl.) zulässigen Werte ansteigen kann. In einem solchen Fall muß die gesamte Anlage abgeschaltet werden, um Störungen oder Defekte an den nachgeschalteten Apparaten zu vermeiden.In this case, however, the degree of soiling is essentially disregarded, so that at Sudden, increased accumulation of dust from the gases leaving the waste heat boiler significantly increases the temperature the permissible values for the downstream devices (electrostatic precipitator or the like) can increase. In one In such a case, the entire system must be switched off to avoid faults or defects in the downstream Avoid apparatus.

Werden die Zeitabstände zur Vermeidung zu hoher Abgastemperaturen sehr kurz gewählt, so wird die Rüttelvorrichtung häufig auch dann betätigt, wenn eine die nachgeschalteten Anlagen gefährdende Verschmutzung noch nicht vorliegt. Weiterhin ist ein gezielter Einsatz zur Beseitigung lokaler Verschmutzungen nicht möglich. Sowohl die zu häufige Betätigung bei kurzen Zeitabständen als auch die Betätigung aller Rüttelvorrichtungen zur Beseitigung einer lokalen Verschmutzung können einen hohen Verschleiß zur Folge haben, der zu einem vorzeitigen Ausfall der Rüttelvorrichtungen und damit zu einer sofortigen Abschaltung der Abhitzeanlage führen kann.If the time intervals are chosen to be very short to avoid excessively high exhaust gas temperatures, the Vibrating device is also often operated when the downstream systems are contaminated not yet available. Furthermore, a targeted use to remove local pollution is not possible. Both the too frequent actuation at short intervals as well as the actuation of all vibrating devices to remove local pollution can result in high wear and tear, which leads to a premature failure of the vibrating devices and thus to an immediate shutdown of the Waste heat system can lead.

Bei einer bekannten Schlagvorrichtung zur Reinigung von Lenk- und Zwischenwänden in Dampferzeugern können die die Schlagbewegung übertragenen Teile aus gekühlten Rohren bestehen. Der Nachteil dieser Vorrichtung ist ihre geringe Wirkung und ihr beschränkter Anwendungsbereich, da durch die Begrenzung der Schlagmassen zur Verhinderung von Zerstörungen auch nur geringe Massen bewegt und nur geringe Reinigungseffekte erzielt werden können. Wegen dieser Nachteile kommt die bekannte Vorrich tung nicht für einen, von Abgasen mit hohem Staubgehalt durchströmten Abhitzekessel gemäß der eingangs genannten Art in Frage.In a known impact device for cleaning steering and partition walls in steam generators the parts that transmit the impact movement can consist of cooled tubes. The disadvantage of this Device is their little effect and their limited scope because of the limitation the impact masses to prevent destruction also only moves small masses and only low cleaning effects can be achieved. It is because of these drawbacks that the known Vorrich comes not for a waste heat boiler through which flue gases with a high dust content flow according to initially mentioned type in question.

Bei der Reinigung der Heizflächen eines Dampferzeugers mit Hilfe von Rußbläsern ist es bekannt, die Rohrgruppen der Brennkammerwände des Dampferzeugers entsprechend dem jeweiligen Verschmutzungsgrad zu reinigen, und als Maß für den Verschmutzungsgrad den Wärmeübergang vom Rauchgas auf das Kühlmedium heranzuziehen. Hierbei wird die Temperatur des rohrseitigen Mediums gemessen. Rußbläser können nicht in Abhitzekesseln hinter Röstofen verwendet werden, da durch das Blasen ein hoher Falschluftanteil entsteht, der zu einer Verringerung des Schwefeldioxidgehaltes der Abgase führt, was eine erhebliche Vergrößerung der nachgeschalteten Anlagen, wie Elektrofilter und Kontaktanlagen, erforderlich machen würde.When cleaning the heating surfaces of a steam generator with the help of sootblowers, it is known that Tube groups of the combustion chamber walls of the steam generator according to the respective degree of pollution to clean, and as a measure of the degree of pollution, the heat transfer from the flue gas to the Use cooling medium. The temperature of the pipe-side medium is measured here. Sootblower cannot be used in waste heat boilers behind the roasting oven, as the blowing creates a high False air is created, which leads to a reduction in the sulfur dioxide content of the exhaust gases, which is a considerable enlargement of the downstream systems, such as electrostatic precipitators and contact systems, is required would do.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen von Abgasen mit hohem Staubgehalt durchströmten Abhitzekessel der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, daß eine dem jeweiligen Verschmutzungsgrad angepaßte Reinigung der von den heißen korrosiv wirkenden Abgasen beaufschlagten Rohrschlangenbündel zu erzielen, ohne daß die Abgase dabei verdünnt werden.The invention is therefore based on the object of exhaust gases with a high dust content flowing through it To develop waste heat boiler of the type mentioned in such a way that one of the respective Cleaning of those exposed to the hot, corrosive exhaust gases, adapted to the degree of pollution To achieve coil bundles without the exhaust gases being diluted.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Kombination der folgenden, teilweise an sich bekannten Maßnahmen gelöst: Jedem der Rohrschlangenbündel ist ein Thermoelement zur Messung der Temperatur der Abgase hinter jedem Bündel zugeordnet; jedes der Thermoelemente ist mit je einer Einrichtung zur Steuerung der zugehörigen Rüttelvorrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur verbunden; die gekühlten Zugstangen sind aus zu dem jeweiligen Rohrbündel gehörenden Rohrschlangen gebildet.This object is achieved according to the invention by the combination of the following, some of which are known per se Measures solved: Each of the coil bundles is a thermocouple to measure the temperature of the Exhaust gases assigned behind each bundle; each of the thermocouples is each with a device for Control of the associated vibrating device connected as a function of the temperature; the chilled Tie rods are formed from pipe coils belonging to the respective pipe bundle.

Die Verwirklichung dieser Maßnahmen ermöglicht es, jedes Rohrschlangenbündel unabhängig von den anderen Bündeln zu reinigen. Steigt die Abgastemperatur hinter einem bestimmten Bündel über einen zulässigen Grenzwert an, dann wird automatisch die Rüttelvorrichtung dieses Bündels in Betrieb gesetzt.The implementation of these measures makes it possible to each coil bundle independently of the other bundles to clean. If the exhaust gas temperature rises behind a certain bundle above one permissible limit value, then the vibrating device of this bundle is automatically put into operation.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below described. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Abhitzekessel nach der Erfindung,Fig. 1 is a longitudinal section through a waste heat boiler according to the invention,

Fig.2 einen Querschnitt durch den Abhitzekessel nach F i g. 1 und 2 shows a cross section through the waste heat boiler according to FIG. 1 and

F i g. 3 ein Ausführungsbeispiel für eine Rüttelvorrichtung. F i g. 3 shows an exemplary embodiment for a vibrating device.

Der in F i g. 1 dargestellte Abhitzekessel 1 wird von den staubhaltigen Abgasen in Richtung der Pfeile 2 und 3 durchströmt Der Abgaskanal 4 liegt horizontal und die Rohrschlangenbündel S bis 8 sind senkrecht zur Richtung des Abgasstromes hängend angeordnet. Die Versorgung der Rohrschlangen 5 bis 8 erfolgt durch ,, oberhalb (fcs Abgaskanals 4 angeordnete Sammler 9 bis 12. Unterhalb der Rohrschlangen sind die Staubtrichter 13 bis 15 vorgesehen.The in F i g. 1 shown waste heat boiler 1 is flowed through by the dusty exhaust gases in the direction of arrows 2 and 3. The exhaust gas duct 4 is horizontal and the coil bundles S to 8 are arranged hanging perpendicular to the direction of the exhaust gas flow. The pipe coils 5 to 8 are supplied by collectors 9 to 12 arranged above the exhaust gas duct 4. The dust funnels 13 to 15 are provided below the pipe coils.

Hinter jedem der Sohrschlangenbündel 5 bis 8 — in Richtung des Abgasstromes gesehen — sind jeweils die , Thermoelemente 16 bis 19 vorgesehen, die über die Leitungen 20 bis 23 mit den Einrichtungen 24 bis 27 zur Steuerung der zugehörigen, in der F i g. 1 der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellten Rüttelvorrichtungen verbunden sind. jBehind each of the snake bundles 5 to 8-in As seen in the direction of the exhaust gas flow - the thermocouples 16 to 19 are provided, which via the Lines 20 to 23 with the devices 24 to 27 for controlling the associated, shown in FIG. 1 for clarity are connected because of vibrating devices not shown. j

In der Fig.2 ist eine der vier Rüttelvorrichtungen dargestellt (Bezugszeichen 28), die über die Leitung 29 mit der zugehörenden Steuereinrichtung 24 in Verbindung steht.In Fig.2 is one of the four vibrating devices shown (reference numeral 28), which via line 29 with the associated control device 24 in connection stands.

Eine perspektivische Ansicht der Rüttelvorrichtung 28 ist in Fig.3 nochmals vergrößert dargestellt. Der hydraulisch oder pneumatisch betriebene Zylinder 30 ist mit seinem unteren Ende drehbar an der Kesselwand 31 gehaltert Die an seinem oberen Ende herausragende Kolbenstange 32 ist über den einarmigen Hebel 33 mitA perspective view of the vibrating device 28 is shown again enlarged in FIG. the Hydraulically or pneumatically operated cylinder 30 is rotatable with its lower end on the boiler wall 31 The piston rod 32 protruding at its upper end is supported by the one-armed lever 33

■ der Welle 34 verbunden, die auf an der Kesselwand gehalterten Stützen 35 und 36 gelagert ist Auf der Welle 34 sind doppelarmige Hebel 37 bis 39 vorgesehen, deren freie Enden jeweils mit einer Zugstange 40 verbunden sind. Die Zugstangen greifen jeweils durch eine in der■ the shaft 34 connected to the boiler wall mounted supports 35 and 36 is mounted on the shaft 34 double-armed levers 37 to 39 are provided, the free ends are each connected to a tie rod 40. The tie rods each grip through one in the

, Kesselwand 31 vorgesehene öffnung 41 an die jeweiligen Rohrschlangen. Das Hin- und Herbewegen der Kolbenstange 32 bwirkt somit eine Hin- und Herbwegung der Rohrschlangen, wodurch eine wirksame Reinigung erzielt wird., Boiler wall 31 provided opening 41 on the respective pipe coils. Moving back and forth the piston rod 32 thus acts a back and forth movement of the tube coils, whereby an effective Purification is achieved.

; Bei Anordnung eines Überhitzers in der Abhitzeanlage itann auch die Wärmeaufnahme der Überhitzerheizflächen und damit die Heißdampftemperatur durch Steuerung des Verschmutzungsgrades willkürlich beeinflußt werden. Ist zum Beispiel die Heißdampftemperatur; When arranging a superheater in the waste heat system The heat absorption of the superheater heating surfaces and thus the superheated steam temperature can also be achieved Control of the degree of pollution can be influenced arbitrarily. For example is the superheated steam temperature

i) zu hoch, dann wird die vorgeschaltete Heizfläche häufiger gereinigt, und die Überrritzerheizfläche läßt man verschmutzen (weniger rütteln). Ist die Heißdampftemperatur zu niedrig, werden entgegengesetzte Maßnahmen ergriffen, und beim Erreichen der gewünschteni) too high, then the upstream heating surface will be cleaned more often, and the scoring heating surface is left dirty (shaking less). Is the superheated steam temperature too low, opposite measures are taken, and in achieving the desired

, Abgastemperatur wird die Rüttelvorrichtung abgeschaltet. , Exhaust gas temperature, the vibrator is switched off.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Von Abgasen mit hohem Staubgehalt durchströmter Abhitzekessel, insbesondere für Röstöfen, bestehend aus einem etwa horizontal liegenden Abgaskanal mit mindestens zwei darin senkrecht zur Richtung des Abgasstromes angeordneten Rohrschlangenbündeln, die jeweils mit Rüttelvorrichtungen versehen sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender, teilweise an sich bekannter Maßnahmen:Waste heat boilers through which exhaust gases with a high dust content flow, especially for roasting ovens from an approximately horizontally lying exhaust duct with at least two therein perpendicular to Direction of the exhaust gas flow arranged coil bundles, each with vibrating devices are provided, characterized by the combination of the following, partly per se known measures: a) daß jedem der Rohrschlangenbündei (5 bis 8) ein Thermoelement (16 bis 19) zur Messung der Temperatur der Abgase hinter jedem Bündel zugeordnet ist;a) that each of the Rohrschlangenbündei (5 to 8) a thermocouple (16 to 19) for measuring the Temperature of the exhaust gases is assigned behind each bundle; b) daß jedes der Thermoelemente (16 bis 19)jnitje einer Einrichtung (24 bis 27) zur Steuerung der zugehörigen Rüttelvorrichtung in Abhängigkeit von der Temperatur verbunden ist;b) that each of the thermocouples (16 to 19) jnitje a device (24 to 27) for controlling the associated vibrating device as a function of related to temperature; c) daß die gekühlten Zugstangen (40) aus zu dem jeweiligen Rohrbündel (5 bis 8) gehörenden Rohrschlangen gebildet sind.c) that the cooled tie rods (40) belonging to the respective tube bundle (5 to 8) Coiled tubes are formed.