CZ153796A3 - Steam producer and method of operation thereof - Google Patents

Description

Oblast techniky jAiOINíSVIA cHSAmsxwgyd I avy o

to poslední sestává v podstatě z kontaktního výměníku tepla, přehříváku a ekonomizéru ,které jsou zařazeny za sebou na straně kouřových plynu, pricemz exonomrzer se * Λ . - ~ au siiu v , »

X' / v o;

_oužívá k přímé selekreaukci /'Způsob 30?./ oxidů adním plynu ze spaloven /hVA/, zfíčemž katalyzátor NO se dostává mřímo do styku s horkými kouřovými plyny p*ed pračkou.

:apo jen

Dosavadní stav techniky epelných spaloven odpadů nesmí oupit předepsané hodnoty. Jro které jsou obecně mezi 300 až je známo, používají primární spalování a/nebo účinně půsoatření odstraňování odpadních podle zákona přest snížení emisí NO , o Λ

450 mg/m , se,jak opatření techniky bicí sekundární op plynů, přičemž jako sekundární způsoby jsou 2< dispozici SNCR způsob / selective non-catalytic redukctio - selektivní rekatalyžovaná redukce / a SCR způsob / selective catalytic reduction - selektivní katalyzovaná redukce/.

Dři SNCR způsobu se redukce NO provádí te;ím že se redukční -prostředek / amoniak t

-2popřípadě močovina / vhání tryskou v teplotním rozmezí asi 900 až 1100 °G do topeniště nebo do kotle.

Iři SOS způsobu se naproti tomu nechají oxidy dusíku zreagovat při podstatně nižších, teplotách přídavkem čpavkové vody na katalyzátoru na dusík a ;chnikv vonní páru. roaie nyn-jsrno stavu je možné jen pomocí katalvtícxeno způsobů snížit hodnoty 3 nory menši než 100 mg/m .

lisí U0. na hodPro zapojení katalytického stupně existu^;í podle známého stavu techniky různé něžností. )=k se například kotle pro spalovny odpadků ;ory U0._r, k²

SICř

po	užívají	po prac
yy n-	pu vyno	au, se
ta	lyz ázoru	nebo b
si	ri A* *··?*n ---- *y — ,	ale na
	• ·<ι -
	O O λ' to - ----9	se nou

•e obvykle i -'edne strai*τι < θ gy*pc y* Jí t*q my. pj θ ůt Q.Q «· ré plvnv před vstupem do katalyzátoru musí znovu ohřívat.

Proto se u novějších zapojení zapojuje katalyzátor NO, před pračku. Tento je pak přímo zatěžován horkými kouřovými plyny,takže odpadá opětovné zahřívání odpadních plynů po praní. Při předchozím odstranění prachu /”direot-lo?.'-dust -zepojení / až na zbytkové obsahy prachu pod 10 mg/Um^ dosahují katalysavOrv podobnou životnost jako u zapojení sa prackou. Plektroíiltr / 2-filtr/ pro odstranění prachu může oyt ale tané UcoO a^,..

dl-rá.

'JU. J_ / i-i >-«· toren 1Ο._ζ / direct-high-iusx-sapo,

-3oracu

Tro optimální práci katalyzátoru a co nejdelší životnost je nutné, aby se teplota plynu před. katalyzátorem Ν0_χ udržovale poku4 možno konstantní na předen stancsené hodnotě, například 350 °C. Optimální provozní teplota katalyzátoru je 320 až 350 °C /K.J. Thomé-Hozmiensky / Thermiscbe Ab fallbehandlung ,E?-Verlag fíir Energie- und Umwelttechnik C-mbH, 2. vydání, 1994, str. 555-557/. Toto rozpětí může být v závislosti na použitém katalyzátoru ještě větší, například js znám katalyzátor , 'ící ve spisovně odpadů při provozní teplotě romoci znameno sravu udržet přibližně konstantní provozní teplotu při různých. provozních stavech. Tak má například u konvenčního KVA-kotle při dvou různých provozních p'ípadeoh teplota plynu následující hodnoty:

provozní případ te-lota

0-, ve 0 i plyn po

	přehříváku	odparce	ekonomi ze:	ru
plné zatížení znečištění	461	343	237

částečné zatížení čisté

370

290

190

Dochází tedy ke značný kouřových plynů / zde což se p~i přímém žatí mi kouřovými plyny pro m rozdílům ve výšce teasi 50 °C po ekonomizežení katalyzátoru NO

-Λjevuje nepříznivě.

-4Podstata vvnálezu

Vynález se pokouší zabránit všem těmto nedostatkům. Klade si, za základní úkol vyvinout vyvíječ páry, který by se dal použít pro SCR způsoby zapojení , u nichž je katalyzátor RO, zatě.j£ dován h.orkými kouřovými plyny přímo před pračkou, přičemž se za vynaložení relativně malého nákladu může teplota plynu před katalyzátorem udržet na přibližné, předem stanovené hodnotě.

Podle vynálezu se toto u vyvíječe páry podle patentového nároku 1 dosáhne tím,že

C θ θ'”	mizer nonsuruuje mvoumimy	a mezi ooa
díly se	dá katalyzátor RO , příče-	ž ekonomize:
uspořádá	nu ve směru proudu plynu o V X. X V X	řed katalýz.
torem ,	je rozdělen na nejméně dvě	sekce, jimi
protéká	jednak na straně koutového	plynu post;
y í2> V •ó' po	rovnoběžně pracovní prost	ředek, kter;

O z* ·% c 4- η /-i O . n Ov? :

-----w-Wj U _ X -x. -sekce je spojena vedením stále s bubnem a druhá sekce / nebo druhé sekce/ jsou volitelně uzavíratelné pomocí uzavíratelnýoh vedení.

Podle vynálezu se to dosáhne u způsobu pro provoz vyvíječe páry tím, že se teplota kouřových plynů měří p~ed vstupem do katalyzátoru RO a uzavře se ve vedení určitý počet uzavíracích orgánů, závislý na výšce této teploty. Voda se v těchto uzavřených sekcích, odpaří jen zčásti. Pára vytlačí zbylou vodu ze sekcí do přívodního vemeni. ů:

°e * ed^a ne ^rc vři a<

více sexci ekonomizéru před katalyzátorem odpojí od okruhu

-5vody a část výhřevné plochy se stane neúčinnou.

Přednosti vynálezu je možné mino jiné spa° třovat v tom, že se regulace teploty plynu před katalyzátorem NO provádí relativně jednoduše ^a při zaručení přibližně konstantní teploty zatěžující katalyzátor NO takže tento pracuje opiimálně a má dlouhou životnost. Vynález se může používat jak při zapojení direkt-lov dust , tak i. direkt -high dust , to znamená, že se S-filtr může uspořádat před něco za ekonomizérem.

výhodné ,kd; katalyzátorem dimenzován t =

U,

- mx d ~ ____ n ř e d při provozním plné zaxiženi znečištěním tyla vstupní teplota kouřového plynu vstupujícího do katalyzátoru menší než provozní teplota katalyzátoru nebo rovná provozní teplotě katalyzátoru.

Vále je výhodné,když konstrukční díly předřazené v kotli ekonomizéru před katalyzátorem , jako například přehřívák, ochranný svazek, prázdné kouřové kanály ,byly dimenzovány tak , aby v provozním případu částečně zatíženo čisté ” byla vstupní teplota větší než provozní teplota katalyzátoru nebo rovná provozní teplotě katalyzátoru.

uřehled obrázků na výkrese

Na výkresech jsou příklady provedení vynálezu znázorněny pomocí kotle spalovny odpadů.

Obr. ukazuji :

F

-0Obr. 1 tři schémata zapojení spaloven se způsobem SBC podle stavu techniky

I: konvenční

II: direkt-low dust

III: direkt-bkLgh dust;

obr. 2 schéma zapojení spalovny se způsobem SCn / direkt-high dust / podle vynálezu;

obr. 3 podrobné znázornění části obr. 2 v oblasti kotle, katalyzátoru NC a ekonomizéru;

λ oocastr mot •·Ό~' 7 3—· br. 4 schematické znázornění vynál

4-flitru, .katalyzátoru a ς m o > /

510/ direkt-low-dust = om zpusoo /.

porozumění vynálezu jsou znázorněny (statné prvky. U zařízení není znázorněno například zavážení kotle,topeniště a zařízení pro mokré praní, Směr proudění pracovního prostředku je naznačen šipkami.

Iříklady provedení vynálezu

Dále je vynález blíže vysvětlen pomocí příkladů provedení a obr. 1 až 4.

Iro lepší porozumění vynálezu jsou nejdříve na obr. 1 znázorněna tři SOK zapojení, známá ze stavu techniky, s teplotní hladinou plynu dosaženou nyní ro jednotlivých krocích zpracování.

Díl I ukazuje zapojení, ve kterém jsou uspořádány zařízení kotel 1/ekonomizer 2, E-íilter 2, pračka 4 , -'0„ katalyzátor <2 a chladič 6 v pořadí v jakém jimi proudí plyn,přičemž s ohledem na nízpo pračce 4 /napři-7klad. 70 °C/ se plyn musí před vstupem do 170 katalyzátoru 2 ještě jednou ohřívat / například na 350 °C/. Tento ohřev odpadá u zapojení low dust ,znázorněném v díle II, u něhož jsou agregáty uspořádány v pořadí kotel 1, elektrofiltr 3. NO katalyzátor jj, ekonomizér 2 a pračka 4 _? stejně tak jako u dílu III znázorněného zapojení ” high dust s uspořádáním v pořadí kotel 1, NO -katalyzátor jj, ekonomizér 2,, elektrofiltr a pračka 4.

Vzhledem k tomu, že u naposledy jmenovaných tavy nelze zaručit žá· : katalvzátorro ruzne ress i dle nenoz obr. 2 a 3. má dvoudílný jeana varianta je znázorněná na Trincipem je, že vyvíječ 1 páry ekonomizér 2. Tento sestává z jednoho dílu 2a, který je uspořádán na straně plynu před NO -katalyzátorem jj a z jednoho dílu 2b, který je uspořádán za NO -katalyzátorem 2· ^odle zapojení ,

Ai znázorněného na obr. 2 jsou potom v pořadí,jak proudí plíny uspořádány : filtr 2 a potom pračka 4. Teplota před NO katalyzátorem £ je pro různé provozní stavy přibližně konstantní / ve znázorněném provedení je to 350 °C/, tato se muže lišit o + 10 °C. Stálost teploty se múze ještě zlemšit / na + 1 °C/, když se mění množství nebo teplota napájecí vody, která vstupuje do ekonomizéru 2. ped katalyzátorem 2a, Obr. 3 ukazuje podrobné schematické znázornění vyvíječe pá3 dis vynálezu, který ss používá při zapojení high dust podle obr. 2 . Nad topeništěm 7 jsou dva svislé volné kouřové kanály^, které tvoří vyzařovací část vyvíječs páry. Ve vodorovné částí vyvíječe páry, který je k nim připojen, jsou v pořadí průtoku plynu uspořádány přehřívák £ a ekonomizér 2 , který je rozdělen na dva hlavní díly 2a a 2b, přičemž mezi oběma díly 2a a 2b je Z?0 kataly- zámor 2 , který je nezbytný pro selektivní katylytickou redukci oxidů dusílmu. Bil 2a ekonomizéru 2, uemořádaný vřed NO., katalyzátorem 5. je rozdělen ká rosturré dyn, zatímco rracovní prostře-> -o τ * m τ *** r* t l·- c ·*· ·*? -* n o ~ -x? JS .o .o Ί p o > /-»—

-C ‘ ~ — V J «-..V — / ..U U u LJX.s.· - — --- — — ru. -amo rovnoběžná spojovací potrubí 11 vy ústují nakonec do potrubí 12, které je spojeno s bubnem 13. S výjimkou jednoho potrubí 11 je ve všech rovnoběžně uspořádaných o 'trubích 11 uzavírací Ie iednotli:ar'íklad ven' :o;

vých sekcích 10 dílu 2a ekononieeru 2 před NO, katalyzátorem 2 > takže tyto sekce 10 mohou být volitelně odpojeny od okruhu vody, zatím co jedna sekce 10 dílu 2a ekonomizéru 2 před katalyzátorem 2 je v každém případě , to znamena i při uzavření všech ostatních sekcí 10,spojena s bub:em 13.

Pil 2a ekonomizéru 2 před NO katalyzátorem 2 je dimenzován tak, aby mohlo dojít k časmečnému cdnaření. Osho rozměry jsou tak velké, aby v :rovoznim nmi’ pin = zatizeni :istem:

-9byla vstupní teplota kouřového plynu v NO. kataíy£ zátoru nižší než provozní teplota NO katalyzátoru nebo byla rovná provozní teplotě NO katalyzátoru 2·

Konstrukční díly ,které jsou ve vyvíječi páry předřazeny dílu 2a ekonomizéru 2 , jako například předehřívák 2. , kontaktní výměník 10 tepla / ” ochranný svazek , které se dostávají nej íve do styku s kouřovým plynem /, volné kouřo3, , jsou dimenzovány tak, aby v provoscástečné zatížení -čisté, byla vstup ω·. t i<

kar álv 3 nm ό u r o v e no o i v nu c. <

-'i-alyzátorem 2 větší n zlota NC„ katalyzátoru 2 nebo rov.

ua ekon o m a z eru : provozní Ιοί jeho orovozni tepiozs.

2a poslední sekcí 10 ,která je uspořáiána vs směru proudění plynu,je připojen orgán 15 pro měření teploty. Druhý díl 2b ekonomizéru 2 , nacházející se na straně proudění plynu za katalyzátorem 2 » je v podstatě realizován v zapojení v Čerpadlo 16 čerpá přes potrubí 17 •omior

U.

vodu do dílu 2b ekonomizéru 2, který je uspořádán za NO katalyzátorem j>. Voda chladí kouřové plyny zbavené ozidů-dusíkuj- ktere/vý stupu jí dále z katalyzátoru 5 , dříve než jsou zbaveny prachu ve zde nesnázorněném filtru 2 ^a přivedeny do pračky 4. Potom se voda vede dále po NO katalyzátoru 5 rovnoběžně do sekcí 10 a proudí jimi zdola nahoru, přičemž dochází k další výměně tepla se zie ješt horkým kouřovým plynem. Aby se zaručila ořibližně konstantní vstupní teplota kouřových

-10rlynů v NO_V katalyzátoru Eěří se teplota kou řových plynů orgánem 15 pro měření teploty. 7 zá vislosti na výšce této teploty se může ovlivnit teplota kouřových plynů, tím že se uzavíráním nebo otevíráním uzavíracích orgánů 14 jednotlivé sekce 10 HO katalyzátoru odpojují popřípadě opět připojují k okruhu vody. To způsobí změnu aktivní výhřevné plochy. Způsob SCH sám potom probíhá podle známého stavu techniky.

Samozřejmě není vynález omezen pouze na zde popsaný příklad provedení. Může se samozřejmě “ ~J- ~~ i“ v O ··

- j , ^z ; » _ ha obr. 4 je schematicky znázorněn vyví ječ páry pro způsob SOS lov; dust. Na rozdíl od obr, 3 je zde mezi dílem 2a ekonomizéru před katalyzátorem £ 3-filtr 3. . Kromě toho ukazuje tento příklad provedení, že díl 2b ekonomizéři může být také uspořádán pro svislý tok plynu. V další neznázorněné variantě je díl 2o ekonomizéru uspořádán ve větší vzdálenoasti za HO kata· Ivzátorem 5.

Claims (10)

1. Vyvíječ páry s topeništím /7/ , za nímž je zařazen vyzařovací díl a s konvekSním dílem₉ který se k němu připojuje, přičemž tento poslední sestává v podstatě z kontaktního výměníku /18/ tepla , předehříváku /9/ a ekonomizéru /2/ ,které jsou zařazeny ne straně plynu za setou , a přičemž se vyvíječ páry pou'ívá v zapojení pro přímou selektivní katalytickou redukci / způ scc 31?. / oxidů dusíku v kouřovém plynu , v y u j ί o í se cín, že ekonomizér vytvořen dvoudílný a mezi oběma díly /2a , 2b / je uspo-ádán Ν0_χ katalyzátor /5/ , přičemž ve směru průtoku plynu /19/ je díl /2a/ ekonomizéru /2/ , uspořádaný před NO katalyzátorem /5/ rozdělen na nejméně dvě sekce /10a ,

10b /, jimiž protéká pracovní prostředek ,který se má zařvat , na straně plynu jednak postupně a jednak rovnoběžně , přičemž alespoň jedna sekce /10a,/ je spojena trvale přes potrubí /11a, 12/ s bubnem /13/ s. druhá sekce /10b / nebo druhé sekce /10b / jsou pomocí uzavírateln.^zch potrubí /11b/ volitelně odpojitelné od okruhu vody.

2. Vyvíječ páry podle nároku 1 , v y z r. aže v potrubích /11b/, sekcí /10b / dílu /2a/ ekonomirekatalyzátorem /5/, odpojitelných čující se tím, které vedou o ru /2/ před NO od okruhu vody, do potrubí /12/ jsou uspořádá-12ny uzavírací orgány /14/.

3. Vyví ječ páry podle nároku 1 něco 2 , vyznačující se t í a , že díl /21)/ ekonomizéru /2/ před katalyzátorem /5/ je dimenzován tak velký, aby v provozním případě plná zatížení znečištěním * byla vstupní teplota kouřového plynu /19/ v katalyzátoru /5/ menší než provozní teplota NO katalyzátoru /5/ nebo rovná jeho provozní teplotě.

4. Vyvíječ rány podle nároku 1 nebo 2, v y ¹ Λ f - H Ž-^{3 1} - a. — ,

10 1

m.-;o na^- .e’žívalo /9/ , k~n· /13/

-,'1volné kanály /3/ ko /_-/ , ^spořádané ve vyvíječi páry pmed dílem /2a/ ekonomizéru /2/ před 10^ katalyzátorem /5/ mají ta2< velké rozměry, aby př provozním případu 'částečné zarážení - čisté byla vstupní teplota kouřového plynu /19/ do dí lu /2a/ ekonomizéru /2/ před kamalyzátorem /5/ větší než provozní teplota NO katalyzátoru /5/ nebo rovná jeho provozní teplotě.

5. Vyvíječ páry podle nároku 1 , v y z η , čující se tím, že mezi dílem /2a/ ekonomizéru /2/ uspořádaným před iíO katalýzaA torem /5/ je uspořádán S-filtr /3/.

6. Vyvíječ páry podle nároku 1 , v y z n a čující se tím , že díl /2b/ ekonom seru /2/, uspořádaný za NO katalyzátorem /5/ j¹ v podstatě upraven pro protiproudové zapojení.

7. Vyvíječ páry poďe nároku 1, vyznačující se t í m , že dílem /2PJ ekonomizéru /2/ za katalyzátorem /5/ protéká kouřový plyn svisle.

8, Vyvíječ páry podle nároku 1, 6 nebo 7 , vyznačující se tím, že Díl /2b/ ekonomizéru /2/ zařazený za NO katalyzátorem /5/ je uspořádán v prostorové vzdálenosti od NO kata.Λ.

lyzátoru /5/.

9. Způsob provozování vyvíječe páry podle jednoho z nároků 1 až 3 , v y z n a č u j ící se t í ~ , že se teplota kouřových plynů /19/ měří nímo před jejich vstuoem do N0._r katalyzátoru /5/ a -.-potrubích /lib/ se uzavře počet uzavíracích orgánů /14/ závislý na výšce této teploty.

10. Způsob podle nároku 9, v y z n a č u teoiota kouroveno onu /19/ před Ν0_χ katalyzátorem /5/ je vyšší než teplota odpařování vody při tlaku kotle.