DE2753302A1

DE2753302A1 - Vorrichtung zum entstauben von gasen

Info

Publication number: DE2753302A1
Application number: DE19772753302
Authority: DE
Inventors: Albert Strassenmeyer
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1977-11-30
Filing date: 1977-11-30
Publication date: 1979-05-31
Also published as: CH642279A5; FR2410512B1; AT365945B; BE872293A; ATA721778A; FR2410512A1; DE2753302C2

Description

Ruhrkohle Aktiengesellschaft, Rellinghauser Straße 1, 4300 Essen

"Vorrichtung zum Entstauben von Gasen"

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entstauben von Gasen, insbesondere von beim Verbrennen von festen Brenn- und Abfallstoffen entstehenden Rauchgasen, bestehend aus einem zwischen Kessel und Saugzug-Ventilator bzw. -Kamin installierten Gehäuse mit einem sich verengenden Rohgaskanal und einem darüber liegenden, sich entsprechend erweiternden Reingaskanal, sowie ei-nem unter dem Rohgaskanal angeordneten Staubsammelraum, wobei in das Gehäuse bzw. in den Rohgaskanal Zyklone mit einem tangentialen Rohgaseintritt eingebracht sind, die in mehreren Reihen hintereinander und stufenförmig bzw. schräg übereinander angeordnet sind.

Im Rahmen der Umweltschutzmaßnahmen sind in der Verwaltungsvorschrift der TA-Luft 74 für neue Feuerungsanlagen bzw. bei Änderungen von bestehenden Kesselanlagen Entstaubungsanlagen mit hohen Abscheidegraden vorgeschrieben. Für den Kesselnormalbetrieb sind im großen und ganzen 150 mg/m bzw. 300 mg/m für Großraumwasserkessel vorgeschrieben. Diese Grenzwerte gelten für einen Sauerstoffgehalt von 7 % für Kohle und 13 % für Holz. Besonders schwierig ist die Einhaltung derartiger Grenzwerte beim sogenannten Rußblasen, weil dann erhebliche Mengen sehr feinkörnigen Staubes von den Entstaubungsanlagen niedergeschlagen werden müssen.

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Aus der DT-OS 2 150 733 ist ein derartiger Entstauber bekannt, bei dem durch die Anordnung kleiner Zyklone mit einem nach außen verlagerten tangentialen Rohgaseintritt neben- und übereinander im Filtergehäuse günstige Staub-Abscheideleistungen erzielt werden. Dadurch, daß der Rohgaseintritt der einzelnen Zyklone frei und gleichmäßig angeströmt werden kann und wegen der relativ niedrigen Geschwindigkeiten sind so geringe Strömungswiderstände zu überwinden, daß nur ein geringer Druckverlust insgesamt auftritt. Eingangs- und Ausgangsquerschnitt des Rohgas- bzw. Reingaskanales, sowie die Kanäle selbst sind so dimensioniert, daß annähernd an jeder Stelle gleich große Geschwindigkeiten erzielt werden, so daß keine Bunkerrücksaugungen auftreten und der Widerstand des Einzelzyklons optimal eingehalten werden kann. Die Anzahl der eingesetzten Zyklone wird entsprechend der ermittelten Rohgasmenge so gewählt, daß jeder Zyklon mit etwa 180 - 230 m /Std. belastet ist. Umfangreiche Versuche haben ergeben, daß die o.g. Werte für derartige Zyklone ein Optimum darstellen.

Voraussetzung für einen guten Abscheidegrad derartiger Entstaubungsanlagen ist ein etwa gleichmäßig mit Staub beladenes Rohgas, sowie eine möglichst grobe Körnung des anfallenden Staubes. Derartige Voraussetzungen können im Betrieb, insbesondere beim Rußblasen mit derartigen Entstaubern nicht eingehalten werden. Eine Rußblasphase ist im Intervall von 5 bis 8 Std. jeweils notwendig, um derartige Verbrennungsanlagen betriebsbereit zu halten.

Es ist versucht worden, diese von den Aufsichtsbehörden bzw. der TA-Luft 74 geforderten Grenzwerte durch eine

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höhere Belastung je Einzelzyklon bzw. durch eine Erhöhung der Zyklonzahl zu erreichen. Die geforderten Werte können jedoch nicht erreicht werden, weil dabei die Grenzen des optimalen Abscheidegrades verlassen werden. Der optimale Abscheidegrad ist bei einer ]
und Zyklon ermittelt worden.

Abscheidegrad ist bei einer Belastung von 180 - 230 m /Std.

Auch bei Einsatz von Elektrofilteranlagen können die geforderten Werte nur mit großem Aufwand eingehalten werden. Elektrofilteranlagen sind aber sowohl von den Herstellungskosten als auch von den Betriebskosten wesentlich aufwendiger als mechanisch arbeitende Fliehkraftentstauber.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, den Abscheidegrad von mechanischen Fliehkraftentstaubern unter Beibehaltung der Zyklonform und der Bauart der Entstaubungsanlagen so zu erhöhen, daß die von den Aufsichtsbehörden und der TA-Luft 74 geforderten Grenzwerte sicher eingehalten werden können. Auch bei der Rußblasphase sind die geforderten Werte möglichst weitgehend einzuhalten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rohgaskanal und der Staubsammelraum etwa mittig durch eine Trennwand und der Reingaskanal in Strömungsrichtung dazu versetzt durch ein Blech unterteilt sind, wobei im Boden des Reingaskanals zwischen der Anbindung von Trennwand und Boden und der Anbindung von Blech und Boden eine Öffnung vorgesehen ist. Durch eine derartige Ausbildung eines Entstaubers kann die optimale Belastung von 180 bis 230 m³/Std. und Zyklon für beide Filterkaramern eingehalten werden. Die Rauchgase müssen dabei jeweils mindestens zwei Zyklone durchströmen und werden dabei

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weitgehend von dem mitgenommenen Staub befreit. Eine Minderung der Dimensionen der Zyklone ist nicht notwendig, ebenso kann die äußere Form bzw. die Berechnung derartiger Entstaubungsanlagen beibehalten werden. aufgrund dieser erstaunlich einfachen und zweckmäßigen Anordnung werden Abscheidegrade von 95 bis 97,6 % erreicht. Derartige Werte sind mit mechanischen Flieh-■:r=iftentstaubern ansonsten nitet erreicht worden. .,„h die während der Rußblasphase mit Staub überladenen . ich gase werden aufgrund der zw-eimaligen Reinigung de.i Zyklonen weitgehendst vom Staub befreit.

Ir d=· ι meisten Fällen ist dar Staubanfall während des o.· jualbetriebes so gering, daß die Einschaltung einer Filterkammer ausreichend ist. Um diese Möglichkeit, die _:!^;..t exner Energieeinsparung verbunden ist, sicherzustellen, ist erfindnngsgemäß vorgesehen, daß die Öffnung εxne geringere Breite als das Gehäuseund eine geringere W=ItG als der Reinigungskanal in diesem Bereich aufweist. Damit kann die Öffnung durch das Blech, das als Regelklappe ausgebildet ist, jeweils bei Bedarf geschossen und z.B. bei der Rußblasphase wieder geöffnet werden.

Strömungsverluste können vermieden werden, wenn das Blech, wie vorgeschlagen, gegen die Strömungsrichtung geneigt angeordnet und strömungsfreundlich gebogen ausgebildet ist. Die Rauchgase werden dadurch aus dem ersten Teil des Reingaskanals in den zweiten Teil des Rohgaskanals so hineingeleitet, daß Wirbel und ähnliches nicht entstehen .

Der Vermeidung von Druckv-erlusten und von Wirbeln dient

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ebenfalls die weitere vorteilhafte Ausbildung, nach der an der Trennwand ein Umlenkblech angeordnet ist, das in Höhe der öffnung der ersten Zyklonreihe der zweiten Kammer befestigt und strömungsfreundlich ausgebildet ist. Die Anordnung und Ausbildung dieses Umlenkbleches optimiert die Führung der Rauchgase aus dem Reingaskanal in den Rohgaskanal der zweiten Filterkammer.

üblicherweise wird der Rohgas- und der Reingaskanal in Strömungsrichtung durchgehend und nur durch die Trennwände unterbrochen ausgebildet sein. Damit liegt der Reingasaustritt über dem Rohgaseintritt, d.h. das Gehäuse selbst weist eine unterschiedliche Höhe auf. Wenn die Höhe der gesamten Vorrichtung aufgrund baulicher Gegebenheiten begrenzt ist, kann in einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Vorrichtung so ausgebildet sein, daß die Fortsätze des Rohgaskanals und des Reingaskanals jeweils in der Höhe vers-etzt angeordnet sind. Danach kann also z.B. der Fortsatz des Reingaskanals so stark nach unten versetzt sein, daß die Oberkante des Reingasaustritts in Höhe der Oberkante des Reingaskanals im Bereich des Bleches liegt. Damit kann also die Gesamthöhe herabgesetzt werden.

Die Anbringung von Abdichtungselementen im Bereich der Durchtritte der Zyklone durch den Boden des Rohgas- bzw. des Reingaskanales erfordert eine einwandfreie Verarbeitung und richtige Einspannung der Zyklone. Diese Arbeiten werden erfindungsgemäß dadurch vereinbart, daß die Zyklone an die Böden angeschweißt sind. Hierdurch wird erreicht, daß der Arbeitsaufwand selbst herabges-etzt und zugleich die Abdichtungswirkung verbessert wird.

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Insbesondere bei großen Entstaubungsanlagen ist es schwierig, den notwendig gleichen Abstand zwischen den Böden des Rohgas- bzw. Reingaskanals immer gleich zu halten. Dies wird erfindungsgemäß bis zu mittleren Größen bei der erfindungsgemäßen Anlage dadurch vereinfacht, daß etwa mittig die Trennwand angeordnet ist. Für große Entstaubungsanlagen wird in Erweiterung dazu vorgeschlagen, zwischen den Böden Zuganker anzuordnen. Derartige Zuganker können jeweils bei Bedarf so nachgespannt werden, daß die Böden von Rohgas- und Reingaskanal jeweils im gleichen Abstand zueinander gehalten werden können.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist besonders vorteilhaft, daß unter Ausschaltung von Neukonstruktionen und ansonsten notwendigen Entwicklungen die bisher schon erfolgreich eingesetzte Konstruktion durch geringe Änderungen den neuen Bedingungen angepaßt werden kann. Die neue Vorrichtung bzw. die besondere Anordnung der einzelnen Filterkammern bzw . Rohgas- und Reingaskanäle führt zu einem geringeren Platzbedarf, zu einer einfacheren und leichteren ünterkonstruktion und damit zu einer Verringerung der Herstellungs kosten. Die geforderten Grenzwerte können mit einer derartigen Anlage eingehalten werden.

Es ist auch denkbar, daß bei besonders hohen Rohgasstaubkonzentrationen eine dritte Filterkammer an die zwei beschriebenen anges-chlossen wird. Dies ist deshalb möglich, weil bei der vorbeschriebenen Ausbildung der Druckverlust so gering ist ., daß mit den bisher eingesetzten Saugzugventilatoren weiter gearbeitet werden kann.

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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand der in der Zeichnung erläuterten Figur, die eine ertindungsgemäße Entstaubungsanlage teilweise im Schnitt zeigt.

Die Anlage selb-st ist schematisiert dargestellt. Das Gehäuse 1 ruht auf einem Querträger 21, der durch das Gerüst 22 gehalten ist. Das Rohgas tritt über den Rohgaskanaleintritt 3 in den Rohgaskanal 2 ein und wird durch die Öffnung 5 in den Zyklon 4 hineingeleitet. Dabei wird das mit Staub beladene Rohgas in eine Drehbewegung versetzt, wobei sich Staub und Gas so weit voneinander trennen, daß der Staub nach unten über den Zyklonmund 27 in den Staubsanunelraum ausgetragen wird, während die gereinigten Gase über das Reingasrohr 33 in den Reingaskanal 10 eingeleitet wird. Der Rohgaskanaleintritt ist so angeordnet, daß die Zyklonöffnungen 5 ihm gegenüber angeordnet sind, so daß Wirbel und ähnliches weitgehend verhindert werden.

Der Rohgaskanal 2 ist ebenso wie der Staubsanunelraum 7 etwa mittig durch die Tr-ennwand 6 unterteilt.Aufgrund dieser Unterteilung ist es notwendig, am unteren Ende des Staubsammelraums 7 zwei Staubabfüllstutzen 16 anzuordnen. Der Staub kann entweder über die Staubabfüllstutzen 16 in Säcke abgefüllt oder über Rohrleitungen in den Kessel zurückgeführt werden.

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Der Zyklon 4 weist im unteren Bereich einen Tragring 25 auf, der ein einwandfreies Aufsetzen auf den Rohgaskanalboden 15 sicherstellt, und es ermöglicht, daß dar Zyklon senkrecht zwis-chen dem Rohgaskanalboden 15 und dem Reingaskanalboden 13 verspannt wird. Zumindest das Reingasrohr 33 wird mit dem Reingaskanalboden 13 verschweißt. Genauso ist es aber auch möglich, im Bereich des Tragringes 25 eine Schweißnaht so einzubringen, daß auch hier eine optimale Abdichtung zwischen Rohgaskanal und Staubsammelraum 7 erreicht wird.

Das in Strömungsrichtung 8 auf die Zyklone 4 zugeführte und durch diese hindurchgeleitete Gas verläßt den Zyklon 4 im Bereich des Zyklonreingasaustrittes 26 und wird über den Reingaskanal 10 weitergeleitet. Durch das Blech 18 wird das Gas umgelenkt und durch das Umlenkblech 20, das ebenso wie das Blech 18 strömungsfreundlich ausgebildet ist, direkt der Zyklonöffnung 5 der Zyklone 9 in der zweiten Filterkammer zugeleitet. In den Zyklonen 9 erfolgt eine zweite Reinigung der Gase, wobei der Staub in den Staubsammelraum 7 ausgetragen^ wird. Das gereinigte Gas verläßt über den Zyklonreingasaustritt 3 4 den Zyklon 9 und gelangt über den Reingaskanalfortsat?; 19 und den Reingaskanalaustritt 11 in den Saugzugventilator. Um den Durchtritt der Gase vom Reingaskanal 10 in den Rohgaskanalfortsatz 14 zu ermöglichen, ist im Reingaskanalbotf.^r, 13 eine ':'·γtnun^ 12 vergesehen. Diese öffnung 12 ist go dimanjioniürt, daß die Gase keine Beschleunigung erfahren und andererseit s im Bedarfsfall die öffnung dur-jh das Blech 18, das als ReguliurungsKLappe ausgebildet sein kann., zu verschließen ist. Zur Verstärkung des Bleches 18 ist ein Träger /3 vorgesehen, der senkrecht

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auf dem Reingaskanalboden befestigt ist. Hierdurch wird die nötige Verstarrung des Reingaskanalbodens 13 im Bereich des Reingaskanalfortsatzes 19 bzw. der Anbindung 30 sichergestellt. Das Blech 35 ist zweckmäßig ebenso wie das Blech 18 strömungs-technisch ausgebildet, um Wirbel u.a. in diesem Bereich zu vermeiden. Der Träger 23 ist an der Decke 28 des Reingaskanals 10 sowie an der Anbindung 30 angeschweißt.

Der Strömungswiderstand wird auch noch dadurch herabgesetzt, daß die Reingasbodenecke 24, die gegenüber dem Blech 18 liegt, abgerundet ist. Eine weitere Verstärkung im Bereich der Anwendung 29 bzw. der Reingasbodenecke 24 ist gegebenenfalls durch Einziehen einer Verstärkungsrippe möglich. Insgesamt wi*t jedoch die Trennwand 6 so, daß Rohgaskanalboden und Reingaskanalboden erstarrt und der Abstand zwischen beiden fixiert ist. Bei großen Zyklonen kann es zweckmäßig sein, die mit 17 bezeichneten und nur schematis-ch angedeuteten Zuganker zwischen Reingas- und Rohgasboden anzuordnen. Mit Hilfe derartiger Zuganker 17 kann der Abstand zwischen den beiden Böden fixiert und im Bedarfsfalle nachjustiert werden.

Die Filterkammern 31 und 32 sind im Volumen nicht gleich, dies gilt insbesondere auch für den Staubsammelraum 7 der jeweiligen Filterkammern 31, 32. Die Unterschiede sind jedoch aufgrund der relativ geringen Strömungsgeschwindigkeiten unbeachtlich.

Die Bauhöhe der Gesamtvorrichtung kann dadurch herabgesetzt werden, daß der Reingaskanal 10 über den Bereich der öffnung 12 hinaus nach unten weitergezogen wird, bis

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die Oberkante 36 des Reingaskanalaustrittes 11 mit der Spitze 37 des Reingaskanals 10 übereinstimmt. Damit wird erreicht, daß derartige Anlagen auch unter sehr ungünstigen Platzbedingungen noch eingesetzt werden können. Die damit verbundenen Raumgrößenveränderungen sind wiederum bei derarti-gen Anlagen unbeachtlich, weil dadurch Verwirbelungen und Strömungsänderungen nicht hervorgerufen werden.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Entstauben von Gasen, insbesondere von beim Verbrennen von festen und Abfallstoffen entstehenden Rauchgasen, bestehend aus einem zwischen Kessel und Saugzug-Ventilator bzw. -Kamin installierten Gehäuse mit einem sich verengenden Rohgaskanal und einem darüber liegenden, sich entsprechend erweiternden Reingaskanal, sowie einem unter dem Rohgaskanal angeordneten Staubsammelraum, wobei in das Gehäuse bzw. in den Rohgaskanal Zyklone mit einem tangentialen Rohgaseintritt eingeb-racht sind, die in mehreren Reihen hintereinander und stufenförmig bzw. schräg übereinander angeordnet sind ,dadurch gekennzeichnet, daß der Rohgaskanal (2) und der Staubsammelraura (7) etwa mittig durch eine Trennwand (6) und der Reingaskanal (10) in Strömungsrichtung (8) dazu versetzt durch ein Blech (18) unterteilt sind, wobei im Boden (13) des Reingaskanals (10) zwischen der Anwendung (29) von Trennwand (6) und Boden (13) und der Anwendung (30) von Blech (18) und Boden (13) eine öffnung (12) vorgesehen ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzei chnet, daß die Öffnung (12) eine geringere Breite als das Gehäuse (1) und eine geringere Weite als der Reingaskanal (10) in diesem Bereich aufweist .
3. Vorrichtung nach Anspruch l,dadu rch gekennzeichnet , daß das Blech (18) gegen die Strömungsrichtung (8) geneigt angeordnet und strömungsfreundlich gebogen ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach Ans-pruch 1 ,dadurch gekennzeichnet , daß an der Trennwand (6) ein Umlenkblech (20) angeordnet ist, das in Höhe der Öffnung (5) der ersten Zyklonreihe (9) der zweiten Kammer (31) befestigt und strömungsfreundlich gebogen ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet , daß die Fortsätze (I4, 19) des Rohgaskanals (2) und des Reingaskanals (10) jeweils in der Höhe versetzt angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die Zyklone (4, 9) an die Böden (13, 15) angeschweißt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den Böden (13, 15) Zuganker (17) angeordnet sind.

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