DE2843627A1

DE2843627A1 - Vorrichtung zur temperaturueberwachung von adsorbern

Info

Publication number: DE2843627A1
Application number: DE19782843627
Authority: DE
Inventors: Stefan Ing Grad Gramelt; Rolf Dr Ing Noack
Original assignee: Deutsche Babcock AG
Current assignee: Deutsche Babcock AG
Priority date: 1978-10-06
Filing date: 1978-10-06
Publication date: 1980-04-17
Also published as: JPS5551328A; JPS646810B2; AT373691B; US4292054A; ATA458079A

Description

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Vorrichtung zur Temperaturüberwachung von Adsorbern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Temperaturüberwachung von Adsorbern, die aus mehreren Segmenten gebildet sind, in denen zwischen zwei perforierten Wänden sich eine wandernde, aus einem kohlenstoffhaltigen Material bestehende Schüttung befindet, die quer von einem zu reinigenden Gas durchströmt ist.

Derartige Adsorber dienen bevorzugt zur Entfernung von Schwefeldioxid aus Rauchgasen von Kraftwerken oder aus ähnlichen schwefeldioxidhaltigen Gasen. In der Schüttung dieser Adsorber tritt eine Oxidation der adsorbierten Schwefeloxide zu Schwefelsäure ein, wodurch sich aufgrund der Adsorptions- und Reaktionswärme eine Temperaturerhöhung des Adsorptionsmittels ergibt. Im normalen Betrieb wird die entstehende Wärme durch das zu reinigende Gas abgeführt. Unter ungünstigen Betriebsbedingungen, bei mangelnder Kühlung oder bei Einfall von Falschluft kann sich das kohlenstoffhaltige Adsorptionsmittel soweit aufheizen, daQ die Zündgrenze erreicht wird und sich Wärmenester bilden. Je reaktionsfreudiger das Adsorptionsmittel bezüglich der Schwefeldioxid-Adsorption ist, desto gröQer ist auch die Gefahr der Selbstentzündung. Die Wärmenester führen zu stärkeren Verbrennungen und damit zu Verlusten von Adsorptionsmittel. In besonders ungünstigen Fällen kann ein Brand der gesamten Schüttung entstehen. Es ist daher wünschenswert, Temperaturveränderungen in der Schüttung frühzeitig zu erkennen, ohne daß der dafür notwendige meßtechnische Aufwand zu groß wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Adsorber der eingangs erwähnten Art eine wenig aufwendige Vorrichtung zu entwickeln, mit deren Hilfe es möglich ist, eine Zunahme der Temperatur innerhalb der Schüttung frühzeitig zu erkennen.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb eines jeden Segmentes auf der Gasaustrittsseite mehrere, auf eine bestimmte Temperatur ansprechende Meßelemente vorgesehen sind, die über die Höhe und Breite des Austrittsquerschnittes verteilt angeordnet, elektrisch miteinander verbunden und in Reihe geschaltet sind und deren Zuleitungen zu einer außerhalb des Segmentes liegenden Spannungsquelle und einem Anzeigegerät geführt sind.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Temperatur des abziehenden Gases erfaßt. Ein Ansteigen der Gastemperatur an einer Stelle im Gaskanal deutet auf das Vorliegen eines Wärmenestes in der Schüttung hin. Obwohl bei dieser Vorrichtung der Temperaturverlauf über einen Großteil des Querschnittes zu überwachen ist, ist die Vorrichtung selbst wenig aufwendig. Dieses wird dadurch erreicht, daß auf eine Bestimmung der Temperatur nach absoluter Höhe und Verteilung über den Querschnitt verzichtet wird und stattdessen nur das Erreichen bzw. das Überschreiten einer als gefährlich anzusehenden Temperatur registriert wird. Wird das Erreichen dieser Temperatur an einer einzigen Stelle innerhalb eines Segmentes angezeigt, so wird der Adsorber von der Gaszufuhr abgeschaltet, und entsprechende Gegenmaßnahmen werden eingeleitet. Die Höhe der anzuzeigenden Temperatur läßt sich durch die Wahl eines geeigneten Werkstoffes für das Meßelement erreichen.

Als Meßelemente können Schmelzsicherungen oder Halbleiter-Widerstände bekannter Bauart verwendet werden. Eine besonders einfache Einrichtung dieser Art besteht darin, daß auf der Außenseite der perforierten Wand Isolatoren aufgebracht sind, zwischen denen ein durchgehender, aus Schmelzlot bestehender Draht gespannt ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 den Längsschnitt durch einen Adsorber
Figur 2 den Schnitt II—II nach Figur 1 und
Figur 3 den Schnitt III—III nach Figur 1.

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Der dargestallte Adsorber dient zum Entfernen von Schwefeldioxid aus den Rauchgasen einer Kesselanlage. Er besteht aus einem Gehäuse mit einem zylindrischen Außenmantel 1, einem Dach 2 und einem Bodenteil 3. Innerhalb des Gehäuses sind zwei konzentrische, perforierte Wände 4 aus jalousieartig übereinandergesetzten, schräggeneigten Blechen derart angeordnet, daß innen ein zentraler Gaszufuhrkanal 5 und außen ein ringförmiger Gasabzugskanal 6 entsteht. Zwischen den perforierten Wänden 4 wird eine Schüttung aus einem kohlenstoffhaltigen Adsorptionsmittel gehalten. Das Adsorptionsmittel besteht aus Aktivkohle oder Aktivkoks. Über eine Eintragsschleuse 7 wird das körnige Adsorptionsmittel dem Adsorber zugeführt und gelangt durch ein Rohrsystem 8 im Dach 2 des Adsorbers in den Raum zwischen den perforierten Wänden 4. Das Adsorptionsmittel durchwandert den Adsorber und wird über Schurren 9 im Bodenteil des Adsorbers und eine Austragsschleuse 10 mit einer kontrollierten Geschwindigkeit abgezogen. Auf einem Sieb 11 wird der aufgefangene Staub abgetrennt und anschließend das Adsorptionsmittel einer nicht dargestellten Regenerationsanlage zugeführt.

Durch radial angeordnete Bleche 12 ist der zentrale Gaszufuhrkanal 5, der Raum zwischen den perforierten Wänden 4 und der äußere Gasabzugskanal 6 in Segmente aufgeteilt. Das zu reinigende Rauchgas wird, nachdem es einen Staubabscheider durchströmt hat, mit einer Temperatur von etwa 100 bis 140 C durch eine Eintrittsöffnung 13 im Dach 2 in den Adsorber eingeführt. Es durchströmt in parallelen Einzelströmen die Schüttung zwischen den perforierten Wänden 4 und wird über einen Gasaustrittsstutzen 14, der sich an den Gasabzugskanal 6 anschließt, abgezogen.

Um Wärnenester innerhalb der Schüttung erkennen zu können, ist innerhalb eines jeden Segmentes auf der Gasaustrittsseite in dem Gasabzugskanal 6 eine Meßeinrichtung angeordnet. Diese Meßeinrichtung besteht nach Figur 3 aus einem durchgehenden Draht 15, der in einer Schleife durch den Gasabzugskanal 6 geführt ist. Der Draht besteht aus einem an sich bekannten Schmelzlot, dessen Zusammensetzung so gewählt ist, daß seine Schmelztemperatur etwa 170 - 180 C beträgt. Der Draht 15 ist um Isolatoren 16 geführt, die auf der äußeren perforierten Wand 4 befestigt sind. Die nach außen geführten Enden des Drahtes 15 sind mit einer Spannungsguelle 17 und einem Anzeigegerät 18 elektrisch verbunden.

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Schmilzt der Draht 15 aus Schmelzlot an einer Stelle durch, so hat die Temperatur an dieser Stelle den eingestellten Wert überschritten, was bedeutet, daß die Temperatur in der Schüttung an einer Stelle unzulässig hoch angestiegen ist. Das Abschmelzen des Schmelzlotes und das damit verbundene Durchtrennen des durchgehenden Drahtes läßt sich auf dem Anzeigegerät 18 feststellen. In diesem Fall wird die Rauchgaszufuhr zum Adsorber durch einen im Eingangsteil des Gaszuführungskanals 5 liegenden Schieber abgesperrt. Gleichzeitig wird über eine in jedem Segment des Gaszufuhrkanals 5 verlegte senkrechte Leitung 19 flüssiger Stickstoff in die Schüttung geblasen und so diese gekühlt.

Mit dieser äußerst einfachen Meßanordnung kann nur festgestellt werden, ob innerhalb der Schüttung eines Segmentes ein Wärmenest vorhanden ist. Um die Höhe des Wärmenestes exakter feststellen zu können, kann im Störfall durch das entsprechende Segment des Gasabzugskanals 6 mittels Stahlseil und Winde ein Thermoelement 20 von oben nach unten gefahren werden. Mit diesem Thermoelement 20 läßt sich die Höhe des Adsorbers kontinuierlich oder stufenweise abtasten. Das auf diese Weise lokalisierte Wärmenest kann dann gezielt durch Stickstoff beaufschlagt werden.

Anstelle eines durchgehenden Drahtes 15 können als Meßelemente vorgefertigte Schmelzsicherungen verwendet werden. Diese Schmelzsicherungen werden an den Stellen angebracht, an denen in Figur 3 die Isolatoren 16 vorgesehen sind. Derartige Schmelzsicherungen sind an sich bekannt und bestehen aus zwei stramdurchflossenen Kontakten, zwischen denen sich ein bei einer bestimmten Temperatur aufschmelzbarer Körper befindet. Die Kontakte der Schmelzsicherungen sind über eine elektrische Leitung miteinander verbunden und in Reihe geschaltet. Ähnlich wie in Figur 3 dargestellt, sind auch bei dieser Meßanordnung die Enden der elektrischen Leitungen zu einem Anzeigegerät und einer Spannungsguelle geführt.

In gleicher Weise können auch Halbleiter-Widerstände verwendet !«erden. Diese Halbleiter-Widerstände sind als Kaltleiter oder Heißleiter bekannt und zeichnen sich dadurch aus, daß bei Erreichung einer bestimmten Temperatur sich der Widerstand sprunghaft ändert. Bei dieser Meßanordnung wird die Widerstandsänderung auf dem Anzeigegerät als Maß für das Erreichen einer bestimmten Temperatur benutzt.

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Leerseite

Claims

BABC4g>CK PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Temperaturüberwachung von Adsorbern, die aus mehreren Segmenten gebildet sind, in denen zwischen zwei perforierten Wänden sich eine wandernde, aus einem kohlenstoffhaltigen Material bestehende Schüttung befindet, die quer von einem zu reinigenden Gas durchströmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines jeden Segmentes auf der Gasaustrittsseite mehrere, auf eine bestimmte Temperatur ansprechende Meßelemente vorgesehen sind, die über die Höhe und Breite des Austrittsquerschnittes verteilt angeordnet, elektrisch miteinander verbunden und in Reihe geschaltet sind, und deren Zuleitungen zu einer außerhalb des Segmentes liegenden Spannungsquelle (17) und einem Anzeigegerät (18) geführt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Außenseite der perforierten Wand (4) Isolatoren (16) angebracht sind, zwischen denen ein durchgehender, aus Schmelzlot bestehender Draht (15) gespannt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßelemente vorgefertigte Schmelzsicherungen verwendet sind, die über elektrische Leitungen miteinander verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßelemente Halbleiter-Widerstände verwendet sind, die über elektrische Leitungen miteinander verbunden sind.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Segment auf der Gasaustrittsseite mit einem über deren gesamte Höhe absenkbaren Thermoelement (29 versehen ist.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gaszufuhrkanal (5) eines jeden Segmentes eine Stickstoffleitung (19) verlegt ist und daß jede Stickstoffleitung getrennt beaufschlagt ist.