DK153182B - Fremgangsmaade ved genvinding af varme fra roeggas - Google Patents

Description

DK 153182 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde af den i krav l's indledning angivne art. En sådan metode til genvinding af varme fra røggas er f.eks. beskrevet i DE-offent-liggørelsesskrift nr. 28 20 826.

5 Ved en sådan fremgangsmåde opstår der problemer derved, at kondensatet, der dannes ved røggassens afkøling til· temperaturer under dugpunktet, foruden vand indeholder en svovloxidandel, der sammen med vandet medfører dannelsen af svovlsyrling og svovlsyre. I vandet opløses 10 også nitrogenoxider og kuldioxid, hvorved der dannes syrer. Disse syrer, især svovlsyrling og svovlsyre, har en stærkt korroderende virkning og medfører ved de kendte metoder ofte, at varmeveksleren og især varmeudvekslingsfladerne ødelægges.

15 Det er opfindelsens formål at tilvejebringe en fremgangsmåde til genvinding af varme fra røggas, ved hvilken man trods dannelsen af kondensatet med sikkerhed undgår korrosion i varmeveksleren. Dette formål opnås ved de i krav l's kendetegnende del angivne foranstaltninger.

20 Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen ledes således den varme røggas fra neden ind i lodrette røggas-varme-vekslerkanaler mellem varmeudvekslingsfladerne, og denne røggas føres opad og afkøles samtidigt hermed. Væggens temperatur har fra en bestemt højde en værdi under vand-25 syre-blandingens kogetemperatur, så at der fra dette punkt og opadtil dannes en væskefilm, fordi vand og syre kondenserer i tiltagende grad. Der dannes herved en syre i meget svag koncentration (ca. 750 mg syre pr. liter vand). På grund af varmevekslerfladernes lod-30 rette orientering og røggassens lodrette styring bort- strømmer kondensatet i modstrøm til røggasstrømmen, hvorved også de nedre varmeveksler flader, der på grund af den ud for disse endnu høje røggastemperatur normalt ville forblive tørre, fugtes med en væskefilm.

DK 153182 B

2

Ved det langs med warmewekslerfladen nedad strømmende, svagt koncentrerede kondensat undgår man aflejringer og skorpedannelse i området ved dugpunktgrænsen. Sådanne aflejringer o.g sådan skorpedannelse opstår normalt 5 i dugpunktområdet ved, at vand på den ene side og svovl syrling eller svovlsyre på den anden side har forskelligt kogepunkt (vand 373 °K, svovlsyre 611 °K). Svovlsyren kondenserer derfor normalt allerede på et lavere sted end vandet, så at der i overgangsområdet først 10 dannes stærkt koncentreret flydende syre. Det ovenfor dette kritiske område dannede kondensat strømmer imidlertid modsat røggasstrømmens retning nedad og skyller netop i dette kritiske område den kondenserede svovlsyre og den kondenserede svovlsyrling bort, hvorved 15 disse fortyndes- Denne skylleeffekt forhindrer således effektivt aflejringer og skorpedannelse i dette område.

Det er endvidere fordelagtigt, at den overhedede røggas i varmevekslerens nedre del atter fordamper en del af den nedad rislende film og fører dampen med opad.

15 Derved afkøles røggassen på grund af fjernelsen af for dampningsvarme og vanddamptilførselen hurtigere ned til dugpunkttemperaturen. Gennemblandingen med vanddampen fremmer via stofudvekslingen varmetransporten ved --------------------''varmeoverførselsfladerne. Kondensatet afkøles effektivt 20 på grund af den lange vej langs med væggen, inden det bortledes fuldstændigt på varmevekslerens underside.

Ued den ved udførelsesformen ifølge krav 2 tilvejebragte supplerende skylning med det fortsat udvundne kondensat forstærkes de oven omtalte fordelagtige virknin-25 ger, der opnås ved, at kondensatet risler ned på varme udvekslingsfladerne. I det følgende beskrives en til udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen egnet restvarmeveksler i forbindelse med tegningen, der er et snit i varmeveksleren.

DK 153182 B

3

Den på tegningen viste varmeveksler har en selve varmeveksleren på alle sider omgivende ydre væg 1 af keramik, metal, formstof eller et andet materiale. En røggasledning 2 fra en på tegningen kun skematisk vist 5 brænder 3 udmunder i varmevekslerens nedre del i horisontal retning i et nedre ringformet rum 4, der via lodrette, parallelle varmeudvekslingskanaler 3 står i forbindelse med et øvre ringformet samlerum 6, fra hvilket røggassen ledes ud af varmeveksleren gennem 10 en udstrømningsledning 7.

Det for røggassen disponible rum afgrænses af varmeudvekslingsflader 8, der i området mellem det nedre ringformede rum 4 og det øvre ringformede rum 6 strækker sig hovedsageligt vertikalt og kontinuerligt gennemgå-15 ende nedefra og opadtil uden fremspring eller recesser.

Uden for det for røggassen disponible volumen er varmeveksleren fyldt med et kølemiddel 9, der gennem en øvre tilførselsledning 10 ledes ind i varmeveksleren og via en nedre udløbsledning 11 atter kan fjernes fra denne.

20 Kølemidlet kan f.eks. være returløbsvand fra et varme anlæg. Kølemidlet 9 står i direkte varmekontakt med varmeudvekslings fladerne 8.

Fra ringrummet 4's underside udgår en ledning 12 til bortledning af kondensat, gennem hvilken det forneden 25 i ringrummet 4 samlede kondensat fuldstændigt kan fjer nes fra varmeveksleren. Under varmevekslerens drift passerer røggassen fra brænderen 3 med en høj temperatur via et kedelanlæg ind i det nedre ringrum 4 og strømmer fra dette lodret opad gennem varmeudvekslingskanaler-30 ne til det øvre ringrum 6, hvorfra røggassen gennem ledningen 7 ledes ud af varmeveksleren. Under røggassens passage opad mellem varmeudvekslingsfladerne 8 afkøles røggassen, hvorved den fra gassen fjernede varme via varmeudvekslingsfladerne tilføres kølemidlet. Varmeud-

DK 153182 B

4 vekslingskanalernes længde og/eller kølemidlets temperatur vælges således, at røggassen i varmevekslerens øvre del afkøles ned under dugpunktet, så at der dannes kondensat. Kondensatet strømmer på varmeudvekslings-5 kanalernes inderside nedad langs med varmeudvekslings- fladerne og skyller disse på den i det foregående beskrevne måde, hvorved man dels forhindrer aflejring af koncentreret syre på varmeudvekslingsfladerne og dels øger effektiviteten af varmeudvekslingen ved kon-10 densatet. Det nedad rislende kondensat skyller varmeud vekslingskanalernes udvekslingsflader i disses samlede længde og samler sig til slut på bunden af det nedre ringformede rum 4, hvorfra kondensatet via ledningen 12 fuldstændigt fjernes fra varmeveksleren.

15 Såfremt røggassen 6, der strømmer ud af det øvre ring- rum 6, afkøles yderligere, kan det derved dannede kondensat ligeledes anvendes til skylning af varmeudvekslingsfladerne, idet det på en på tegningen ikke vist måde ledes ind i varmeudvekslingskanalerne, så at også 20 dette supplerende kondensat strømmer ned langs med var meudvekslingsfladerne.

Ved varmevekslerens konstruktion er det væsentligt, . at-der. på. intet sted findes rum, i hvilke nedad rislen-den kondensat kan samle sig. Der må således ikke kunne 25 opstå fordybninger, og også i området ved overgangsste derne mellem lodrette og vandrette flader skal der være draget omsorg for, at en fuldstændig bortstrømning af kondensatet er sikret, da der ellers, såfremt der på et eller andet sted kan samle sig kondensat, ville væ-30 re risiko for, at kondensatet på et sådant sted kan blive koncentreret. En sådan koncentration kan opstå ved, at vand på grund af vands lavere kogepunkt end syrernes af den forbistrømmende røggas eller ved anlæggets stilstand fordampes hurtigere en syrerne. De kon-

DK 153182E

5 centrerede syrer, der ville blive tilbage i sådanne fordybninger, ville have en stærkt korroderende virkning og på disse steder ødelægge varmeveksleren. Det bør derfor også påses, at der ved svejsesømme ikke kan 5 samle sig kondensat. Det er i denne forbindelse endvidere fordelagtigt, at det nedre ringrums bundflade skråner lidt nedad mod bortledningsrøret 12, og at også andre afgrænsningsflader har en vis hældning som vist på tegningen.

10 Det er også væsentligt, at røggassen i det mindste i den del, hvor røggastemperaturen er for høj til kondensatdannelse, på alle sider er omsluttet af de med kølemidlet skyllede varmeudvekslingsflader, idet der ellers i dette område ville dannes højkoncentreret svovl-15 syre, hvilket ville medføre en ødelæggelse af varmeveks leren ved intensiv korrosion. På grund af varmeudvekslingsfladerne, der strækker sig i røggaspassagens samlede længde, opnår man en skylning med kondensatet på den samlede varmeudvekslingsflade hen til et område, 20 i hvilket der normalt ikke dannes kondensat, så at var meudvekslingsfladerne i deres samlede længde renses og beskyttes mod uønsket aflejring af koncentreret syre.

Claims (2)

1. Fremgangsmåde ved genvinding af varme fra røggas, ved hvilken røggassen i en varmeveksler via varmeudvekslingsflader bringes i berøring med et kølemiddel, 5 hvorved røggassens bestanddele delvis kondenseres, og hvor kondensatet ledes bort, kendetegnet ved, at røggassen hovedsageligt lodret nedefra og opadtil gennem varmeveksleren ledes langs med mindst én gennemgående varmeudvekslingsflade, at varmevekslerens længde 10 og/eller kølemidlets temperatur vælges således, at kondensationen finder sted i varmevekslerens øvre område, og at det dannede kondensat i form af en væskefilm strømmer nedad på varmeudvekslingsfladerne i modstrøm til røggas-strømmen .

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den fra varmeveksleren udstrømmende gas afkøles yderligere i en varmepumpes fordamper, og at det derved dannede kondensat bringes til at risle nedad på varmevekslerens varmeudvekslingsflader til skylning af disse.