WO2003008865A1 - Device for separating dust from flue gases from combustion plants, especially solid fuel combustion plants - Google Patents

Device for separating dust from flue gases from combustion plants, especially solid fuel combustion plants Download PDF

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WO2003008865A1
WO2003008865A1 PCT/DE2002/002561 DE0202561W WO03008865A1 WO 2003008865 A1 WO2003008865 A1 WO 2003008865A1 DE 0202561 W DE0202561 W DE 0202561W WO 03008865 A1 WO03008865 A1 WO 03008865A1
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bulk material
filter
dust
flue gases
dust separation
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Thomas Hagen
Harald Dichtl
Roland Klaus
Jörg LENGERT
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/022Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
    • F23J15/025Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow using filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00Heating of air supplied for combustion
    • F23L15/02Arrangements of regenerators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23JREMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
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    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Definitions

  • Device for separating dust from flue gases from combustion plants preferably solid fuel combustion plants
  • the invention relates to a device for dust separation from flue gases from combustion plants, preferably solid combustion plants, with at least one dust filter over which the flue gases are guided and by means of which the dust can be filtered out of the flue gases as they pass through the dust filter.
  • flue gas temperatures usually occur in large-scale combustion systems, for example in large boiler systems, which are above 240 degrees C, the heat contained in the flue gases is used to improve the energetic utilization of the flue gases before or upstream of the actual device for dust separation to the combustion system Preheat the combustion air to be supplied.
  • Electrostatic filter devices such. B. electrostatic precipitators, or Fabric filter, used.
  • LUVO combustion air flue gas air preheaters
  • the invention is based on the object of further developing the device for dust separation from flue gases from combustion plants, preferably solid combustion plants, such that, on the one hand, the heat contained in the flue gases of the combustion plant can be better used for preheating the combustion air to be supplied to the combustion plant , on the other hand, the technical-constructive structure of the device for dust separation is to be simplified.
  • the at least one dust filter is designed as a bulk material filter, in the bulk material of which heat from the flue gases can be absorbed when the bulk material filter flows through the flue gases, and by means of whose bulk material when the bulk material filter flows through the combustion air of the incineration plants the heat absorbed by the flue gases can be released into the combustion air.
  • Device for dust separation according to the prior art to 220 kW, in the case of the device for dust separation according to the invention to 150 kW.
  • a filter current requirement of 38 kW arises, whereas such a filter current requirement does not occur in the case of the device for dust separation according to the invention.
  • the device for smoke separation according to the invention expediently has at least two bulk material filters through which the flue gases and the combustion air can alternately flow.
  • the bulk material filters flow through the flue gases, the bulk material filters are heated, whereas the heat stored in them is released to the latter when the bulk air filters flow through them.
  • each bulk material filter has a multi-surface housing in which two gratings are arranged parallel to the surface, between which the bulk material of the bulk material filter is held. Since the two gratings can have a comparatively large surface area, the desired significantly improved flow properties of the bulk material filter used in the dust separation device according to the invention can be achieved.
  • the two gratings each have a rectangular cross section.
  • the two gratings each have a rectangular cross section.
  • the bulk material of the bulk material filter or filters is designed in such a way that it has a large specific surface area and a small contact area, it is ensured that the heat conduction through the individual components of the bulk material is negligibly small compared to the heat absorption of the bulk material from the flue gas is. This ensures that a reversible temperature curve with a steep temperature gradient occurs in the bulk material stratification.
  • a particularly advantageous bulk material has been found to be heat-storing rock, in particular natural chamotte.
  • the dimensions of the gratings of the bulk material filter and the thickness of the bulk material layer formed between the gratings can advantageously be designed to adapt to the size of the flue gas flow and the temperature level to be set, which of course also applies to the quality of the bulk material to be selected.
  • a flue gas or combustion air flow can optionally be passed through the respective bulk material filter by means of a flap control.
  • Gutfilter has a bulk material dedusting device, by means of which dust which is absorbed in the bulk material of the bulk material filter and separated from the flue gases can be separated from the bulk material.
  • the bulk material dedusting device of each bulk material filter can advantageously be put into operation when the combustion air flows through it, depending on the pressure loss at the bulk material filter.
  • its bulk material dedusting device advantageously has a first material lock arranged under the bulk material of the bulk material filter, by means of which bulk material dust mixture can be removed in batches from the bulk material filter. Due to the arrangement under the bulk material located between the gratings of the bulk material filter, the removal can take place gravitationally.
  • the bulk material dedusting device of each bulk material filter expediently has a lower collecting container which is arranged downstream of the first material lock in the material flow direction and from which the bulk material / dust mixture can be fed to a cyclone separator by means of a conveying air flow, in that the bulk material and the dust can be separated from one another.
  • the bulk material cleaned of dust gets into an upper collecting container, from which it is fed back between the gratings of the bulk material filter by means of a second material lock.
  • the collecting container or the second material lock is arranged above the two gratings, so that the cleaned bulk material can also be fed gravitationally into the space between the two gratings.
  • a dust extraction or an exhaust air flow of the cyclone separator of the bulk material dedusting device of each bulk material filter is advantageously conducted to an ash collecting container or to a fabric filter.
  • the heat contained in the flue gases is stored in the bulk material of the dust filter designed as a bulk material filter, and the heat stored in the bulk material is passed to the combustion air flowing through the bulk material filter issued.
  • each bulk material filter is switched from the flue gas stream into the combustion air stream as soon as or shortly before the bulk material filter reaches the flue gas temperature on its outlet side. In this way, the maximum heat absorption capacity of the bulk material is used, in which case this maximum heat absorption is also available for cooling combustion air.
  • the bulk material is expediently cleaned of the dust absorbed in it during the heat emission of the bulk material filter to the combustion air flow, wherein the cleaning process can be carried out continuously.
  • the contaminated bulk material is advantageously removed gravitationally in batches from the bulk material filter, the dust and the bulk material being separated from one another before the cleaned bulk material is gravitationally fed back to the bulk material filter in batches.
  • FIGURE 1 shows an embodiment of a device according to the invention for dust separation from flue gases from combustion plants, preferably solid combustion plants;
  • FIGURE 2 is a schematic diagram for the invention of essential components of a dust or bulk material filter of the inventive device for dust separation shown in Figure 1;
  • FIGURE 3 is a schematic diagram of flue gases that have a bulk filter of the one shown in FIG.
  • An embodiment of a device 1 according to the invention for dust separation from flue gases from combustion plants, preferably solid-fuel combustion plants, shown in a basic schematic illustration in FIG. 1, serves to reduce the dust content of the flue gases arising in the combustion process in the combustion plant.
  • smoke gases are only allowed to have a dust content of ⁇ 10 mg per standard cubic meter when they enter "(17.BlmschV and TA Lucas 2000).
  • a flue gas stream 2 discharged from the incineration plant and shown in FIG. 1 is conducted by means of a suction device 3 through the device 1 for dust separation shown in FIG.
  • a combustion air flow 5 is passed through the device 1 for dust separation and then to the combustion system by means of a fresh fan 4.
  • the device 1 for dust separation 2 shown there in principle has dust filters 6, 7.
  • the dust filters 6, 7 are each designed as bulk material filters 6, 7.
  • eight fittings 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 and 15 are provided in the line system of the device 1 for dust separation in the illustrated embodiment, which have a flap control 8 to 15 for the two dust or bulk material filters 6, 7 form.
  • the armature 8 is closed, the armature 9 is open and the armature 10 is closed , the valve 11 opened, the valve 12 opened, the valve 13 closed, the valve 14 closed and the valve 15 opened.
  • the flue gas stream 2 is passed through the fitting 9 into the upper dust or bulk material filter ⁇ in FIG. 1 and from there through the fitting 12 to the suction device 3; Accordingly, the combustion air flow 5 is passed from the fresh fan 4 through the fitting 15, the lower dust or bulk filter 7 in FIG. 1 and the fitting 11 to the combustion system.
  • the armature 8 is open, the armature 9 is closed, the armature 10 is open, the armature 11 is closed, the armature 12 is closed, the armature 13 opened, the valve 14 opened and the valve 15 closed.
  • the flue gas stream 2 is through the valve 10 to the lower dust in FIG. or bulk material filter 6 and from there via the valve 14 to the suction device 3;
  • the combustion air flow 5 is led through the fitting 13 to the dust or bulk material filter 6 shown in FIG. 1 and from there through the fitting 8 to the end section of the device 1 for dust separation facing the combustion system.
  • the two dust or bulk material filters 6, 7 are successively flowed through by the flue gas stream 2 and the combustion air stream 5.
  • each dust or bulk material filter 6, 7 is designed as follows:
  • Each dust or bulk material filter 6, 7 has a multi-surface housing 16, in the interior of which two gratings 17, 18 are arranged parallel to the surface. As can be seen from FIG. 3, the dimensions of the inner grating 18 are somewhat smaller than those of the outer grating 17, so that an intermediate or receiving space for bulk material 19 is formed between the two gratings 17, 18. The entire space between the gratings 17, 18 is filled with bulk material 19.
  • the bulk material 19 is advantageously a heat-storing rock, e.g. B. natural chamotte.
  • the hot flue gases 20 entering the device 1 for dust separation from the combustion system get into the interior of the dust or bulk material filter 6, 7 formed by the two gratings 17, 18 and the bulk material 19
  • the hot flue gases 20 must flow through the bulk material 19 held between the gratings 17, 18.
  • the dust contained in the flue gases 20 is separated from the flue gases 20 with a high degree of efficiency.
  • the flue gases 20 pass through the bulk material 19 into the Flue gases 20 contained and stored heat in the bulk material 19.
  • the quarry rock that is suitable for the bulk material 19 has only very small contact surfaces with one another. Therefore, heat transfer takes place almost exclusively between the flue gases 20 and the bulk material 19, whereas the heat transfer or heat conduction within the bulk material 19 is negligible. Accordingly, a reversible temperature profile curve with a steep temperature gradient occurs in the layering containing the bulk material 19.
  • the sizes of the gratings 17, 18 and the layer thickness of the bulk material 19 are based on the design of the dust or bulk material filter 6, 7 on the flue gas mass flow 2 to be expected during operation of the device 1 for dust separation and the expected flue gas temperature as well as the desired temperature adapted to the combustion air. While the flue gas stream 2 flows through the dust or bulk material filter 6, approximately 99% of the dusts contained in the flue gas stream 2 or in the flue gases 20 are separated. While the dust or bulk material filter 6, 7 after it is heated by the flue gases 20 through which the combustion air flow 5 flows, more than 95% of the bulk material 19 of the dust or. Bulk material filters 6, 7 stored heat are released to the combustion air stream 5.
  • Each dust or bulk material filter 6, 7, as can be seen in particular from FIG. 2, is equipped with a bulk material dedusting device 22. This is described in more detail below.
  • the dedusting cyclone or Cyclone separators 26 separate the dust and the bulk material 19 from one another, the dust-free bulk material 19 being blown through a bulk material discharge 27 of the dedusting cyclone or cyclone separator 26 into a collecting container, not shown in FIG. 2, arranged above the space between the gratings 17, 18 ,
  • a second material lock 28 also shown only in principle, the cleaned bulk material is gravitationally introduced again into the space between the two gratings 17, 18 of the dust or bulk material filter 6.
  • the 95% pre-cleaned exhaust air from the dedusting cyclone or cyclone separator 26 is cleaned using a fabric filter; a dust extraction 29 of the dust removal cyclone or cyclone separator 26 is guided to an ash collecting container.
  • the dust or bulk material filters 6, 7 of the device 1 for dust separation according to the invention described in more detail with reference to the above figures simultaneously function as a preheating filter or as integrated air preheating for the combustion air flow 5 to the incineration plant. This makes it possible to dispense with further measures for air preheating of the combustion air stream 5, or such measures can be reduced.

Abstract

The invention relates to a device for separating dust from flue gases from combustion plants, especially solid fuel combustion plants, comprising at least one dust filter (6, 7) via which the flue gases (20) are guided, and by means of which the dust from the flue gases can be filtered out as it passes through the dust filter (6,7). In order to produce a device which separates dust in a highly efficient manner and which can be operated in a highly reliable manner and be used to heat combustion air for the combustion plant, the at least one dust filter (6, 7) is embodied as a bulk material filter in whose bulk material heat from the flue gases (2) can be collected when the bulk material is cross-flown by the flue gases (2) and by means of whose bulk material heat collected from the flue gases (2) when the combustion air (5) of the combustion plant flows through the bulk material filter can be given off to said combustion air (5).

Description

Beschreibungdescription
Vorrichtung zur Staubabscheidung aus Rauchgasen von Verbrennungsanlagen, vorzugsweise FestbrennstoffverbrennungsanlagenDevice for separating dust from flue gases from combustion plants, preferably solid fuel combustion plants
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Staubabscheidung aus Rauchgasen von Verbrennungsanlagen, vorzugsweise von Feststoffverbrennungsanlagen, mit zumindest einem Staubfilter, über den die Rauchgase geführt sind und mittels dem Staub aus den Rauchgasen bei deren Durchtritt durch den Staubfilter herausfilterbar ist.The invention relates to a device for dust separation from flue gases from combustion plants, preferably solid combustion plants, with at least one dust filter over which the flue gases are guided and by means of which the dust can be filtered out of the flue gases as they pass through the dust filter.
Bei in Verbrennungsanlagen ablaufenden Verbrennungsprozessen treten - je nach eingesetztem Brennstoff - Staubemissionen auf, wobei diese insbesondere bei Feststoffverbrennungsanlagen und den dort verbrannten Brennstoffen von wesentlicher Bedeutung sind. Um zu verhindern, dass derartige Stäube in die Umgebung abgegeben werden, gelten je nach Staat unterschiedliche gesetzliche Regelungen, mit denen der Staubgehalt von Rauchgasen von Verbrennungsanlagen bei deren Eintritt in die Umgebungsatmosphäre begrenzt wird. So gilt z. B. in der Bundesrepublik Deutschland die 17.BlmschV und die TA Luft 2000, mit der der Staubgehalt des in die Umgebungsatmosphäre eintretenden Rauchgases auf < 10mg Staub je Normkubikmeter Rauchgas begrenzt ist.Depending on the fuel used, dust emissions occur in combustion processes taking place in incineration plants, these being of particular importance in solid-state incineration plants and the fuels burned there. In order to prevent such dusts from being released into the environment, different legal regulations apply, depending on the state, with which the dust content of flue gases from combustion plants is limited when they enter the ambient atmosphere. For example, B. in the Federal Republic of Germany the 17th Federal Immission Control Ordinance and the TA Luft 2000, with which the dust content of the flue gas entering the ambient atmosphere is limited to <10mg dust per standard cubic meter of flue gas.
Da bei großtechnologisch eingesetzten Verbrennungsanlagen, beispielsweise bei Großkesselanlagen, üblicherweise Rauchgastemperaturen auftreten, die oberhalb von 240 Grad C liegen, wird die in den Rauchgasen enthaltene Wärme zur besseren energetischen Ausnutzung der Rauchgase vor bzw. stromauf der eigentlichen Vorrichtung zur Staubabscheidung dazu eingesetzt, um der Verbrennungsanlage zuzuführende Verbrennungsluft vorzuwärmen.Since flue gas temperatures usually occur in large-scale combustion systems, for example in large boiler systems, which are above 240 degrees C, the heat contained in the flue gases is used to improve the energetic utilization of the flue gases before or upstream of the actual device for dust separation to the combustion system Preheat the combustion air to be supplied.
Als Vorrichtungen zur Staubabscheidung werden heute elektrostatische Filtereinrichtungen, z. B. Elektrofilter, oder Gewebefilter, eingesetzt. Zur Vorerwärmung der Verbrennungsluft werden bei bekannten Verbrennungsanlagen Rauchgas- Luftvorwärmer (LUVO) unterschiedlichster Bauformen eingesetzt, z. B. Dreh-Luvos, Lungström-Luvos, Platten-Luvos etc. Diese weisen neben relativ großen Verlustleistungen hoheElectrostatic filter devices such. B. electrostatic precipitators, or Fabric filter, used. For preheating the combustion air flue gas air preheaters (LUVO) of various designs are used in known combustion plants, z. B. rotary Luvos, Lungström-Luvos, plate-Luvos etc. These have high power losses in addition to relatively large
Druckverluste auf und unterliegen darüber hinaus hohen mechanischen Beanspruchungen.Pressure losses on and are also subject to high mechanical loads.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs ge- schilderte Vorrichtung zur Staubabscheidung aus Rauchgasen von Verbrennungsanlagen, vorzugsweise Feststoffverbrennungsanlagen, derart weiterzubilden, dass mit ihr einerseits die in den Rauchgasen der Verbrennungsanlage enthaltene Wärme besser zur Vorerwärmung der der Verbrennungsanlage zuzu- führenden Verbrennungsluft nutzbar ist, wobei andererseits der technisch-konstruktive Aufbau der Vorrichtung zur Staubabscheidung vereinfacht werden soll.The invention is based on the object of further developing the device for dust separation from flue gases from combustion plants, preferably solid combustion plants, such that, on the one hand, the heat contained in the flue gases of the combustion plant can be better used for preheating the combustion air to be supplied to the combustion plant , on the other hand, the technical-constructive structure of the device for dust separation is to be simplified.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der zumindest eine Staubfilter als Schüttgutfilter ausgebildet ist, in dessen Schüttgut beim Durchströmen des Schüttgutfilters durch die Rauchgase Wärme aus den Rauchgasen aufnehmbar ist und mittels dessen Schüttgut beim Durchströmen des Schüttgutfilters durch Verbrennungsluft der Verbrennungs- anläge, die aus den Rauchgasen aufgenommene Wärme an die Verbrennungsluft abgebbar ist.This object is achieved according to the invention in that the at least one dust filter is designed as a bulk material filter, in the bulk material of which heat from the flue gases can be absorbed when the bulk material filter flows through the flue gases, and by means of whose bulk material when the bulk material filter flows through the combustion air of the incineration plants the heat absorbed by the flue gases can be released into the combustion air.
Da separate Rauchgas-Luftvorwärmer im Falle der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Staubabscheidung nicht erforderlich sind, ergibt sich ein im Vergleich zum Stand der Technik erheblich geringerer wirtschaftlicher Aufwand. Dies geht auf geringere Druckverluste, auf einen geringeren Verbrauch an elektrischer Energie, auf Einsparungen bei der Wartung und auf geringere Abstrahlverluste durch kalte Oberflächen zurück. So beträgt der Druckverlust im Falle einer gemäß dem Stand der Technik ausgestalteten Vorrichtung zur Staubabscheidung - bei einem Rauchgasstrom von 46500 Normkubik- metern 23,7 g Wasser je kg Luft und einer angestrebten Verbrennungslufttemperatur von 128 Grad C - beispielsweise 18 mbar, wohingegen der Druckverlust bei einer erfindungsgemäß gestalteten entsprechenden Vorrichtung lediglich 13 mbar beträgt. Die Saugzugleistung beläuft sich im Falle derSince separate flue gas air preheaters are not required in the case of the device for dust separation according to the invention, this results in a considerably lower economic outlay than in the prior art. This is due to lower pressure losses, lower consumption of electrical energy, savings in maintenance and lower radiation losses due to cold surfaces. The pressure drop in the case of a device for dust separation designed according to the prior art - with a flue gas flow of 46500 standard cubic meters 23.7 g of water per kg of air and a target combustion air temperature of 128 degrees C - for example 18 mbar, whereas the pressure loss in a corresponding device designed according to the invention is only 13 mbar. The suction power is in the case of
Vorrichtung zur Staubabscheidung gemäß dem Stand der Technik auf 220 kW, im Falle der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Staubabscheidung auf 150 kW. Im Falle der Vorrichtung zur Staubabscheidung gemäß dem Stand der Technik, die als Filterelement einen Elektrofilter aufweist, entsteht ein Filterstrombedarf von 38 kW, wohingegen ein derartiger Filterstrombedarf im Falle der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Staubabscheidung nicht auftritt.Device for dust separation according to the prior art to 220 kW, in the case of the device for dust separation according to the invention to 150 kW. In the case of the device for dust separation according to the prior art, which has an electrostatic filter as a filter element, a filter current requirement of 38 kW arises, whereas such a filter current requirement does not occur in the case of the device for dust separation according to the invention.
Zweckmäßigerweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Rauchabscheidung zumindest zwei Schüttgutfilter auf, die abwechselnd von den Rauchgasen und der Verbrennungsluft durchströmbar sind. Beim Durchströmen der Schüttgutfilter mittels der Rauchgase werden die Schüttgutfilter aufgeheizt, wohingegen die in ihnen gespeicherte Wärme beim Durchströmen der Schüttgutfilter mittels der Verbrennungsluft an letztere abgegeben wird.The device for smoke separation according to the invention expediently has at least two bulk material filters through which the flue gases and the combustion air can alternately flow. When the bulk material filters flow through the flue gases, the bulk material filters are heated, whereas the heat stored in them is released to the latter when the bulk air filters flow through them.
Um die Schüttgutfilter der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Staubabscheidung mit möglichst günstigen Durchströmungseigenschaften zu versehen, ist es vorteilhaft, wenn jeder Schüttgutfilter ein mehrflächiges Gehäuse aufweist, in dem zwei Gitterroste flächenparallel angeordnet sind, zwischen denen das Schüttgut des Schüttgutfilters gehalten ist. Da die beiden Gitterroste eine vergleichsweise große Oberfläche aufweisen können, sind die angestrebten wesentlich verbesserten Durchströmungseigenschaften der im Falle der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Staubabscheidung eingesetzten Schüttgutfilter erreichbar.In order to provide the bulk material filters of the device for dust separation according to the invention with the most favorable flow properties, it is advantageous if each bulk material filter has a multi-surface housing in which two gratings are arranged parallel to the surface, between which the bulk material of the bulk material filter is held. Since the two gratings can have a comparatively large surface area, the desired significantly improved flow properties of the bulk material filter used in the dust separation device according to the invention can be achieved.
Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn die beiden Gitterroste jeweils einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Durch entsprechende Maßvorgaben ist es möglich, zwischen den beiden Gitterrosten einen hinsichtlich seiner Weite konstanten Zwischenraum zu schaffen, in dem das Schüttgut des Schüttgutfilters aufnehm- und halterbar ist.It is particularly advantageous here if the two gratings each have a rectangular cross section. By Corresponding dimensions, it is possible to create a space which is constant in terms of its width between the two gratings and in which the bulk material of the bulk material filter can be accommodated and held.
Wenn das Schüttgut des bzw. der Schüttgutfilter so ausgebildet ist, dass es eine große spezifische Oberfläche und eine kleine Berührungsfläche aufweist, wird sichergestellt, dass die Wärmeleitung durch die einzelnen Bestandteile des Schütt- guts im Vergleich zu der Wärmeaufnahme des Schüttguts aus dem Rauchgas vernachlässigbar klein ist. Hierdurch wird erreicht, dass sich eine reversible Temperaturverlaufskurve mit steilem Temperaturgradienten in der Schüttgutschichtung einstellt.If the bulk material of the bulk material filter or filters is designed in such a way that it has a large specific surface area and a small contact area, it is ensured that the heat conduction through the individual components of the bulk material is negligibly small compared to the heat absorption of the bulk material from the flue gas is. This ensures that a reversible temperature curve with a steep temperature gradient occurs in the bulk material stratification.
Als besonders vorteilhaftes Schüttgut hat sich wärmespeicher- fähiges Bruchgestein, insbesondere Naturschamotte, herausgestellt.A particularly advantageous bulk material has been found to be heat-storing rock, in particular natural chamotte.
Die Abmessungen der Gitterroste des Schüttgutfilters und die Dicke der zwischen den Gitterrosten ausgebildeten Schüttgutschicht kann vorteilhaft in Anpassung an die Größe des Rauchgasstroms und das einzustellende Temperaturniveau ausgelegt werden, wobei dies selbstverständlich auch für die Qualität des auszuwählenden Schüttguts zutrifft.The dimensions of the gratings of the bulk material filter and the thickness of the bulk material layer formed between the gratings can advantageously be designed to adapt to the size of the flue gas flow and the temperature level to be set, which of course also applies to the quality of the bulk material to be selected.
Zur zeitlich aufeinanderfolgenden Beaufschlagung der Schüttgutfilter der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Staubabscheidung mit Rauchgas und Verbrennungsluft ist es vorteilhaft, wenn mittels einer Klappensteuerung wahlweise ein Rauchgas- bzw. ein Verbrennungsluftstrom durch den jeweiligen Schüttgutfilter geführt werden kann.For the sequential loading of the bulk material filter of the device according to the invention for dust separation with flue gas and combustion air, it is advantageous if a flue gas or combustion air flow can optionally be passed through the respective bulk material filter by means of a flap control.
Um zu hohe Druckverluste aufgrund zu hoher Staubbeladung des Schüttguts der Schüttgutfilter der erfindungsgemäßen Vorrich- tung zur Staubabscheidung zu vermeiden wird vorgeschlagen, dass gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Staubabscheidung jeder Schutt- gutfilter eine Schüttgutentstaubungsvorrichtung aufweist, mittels der im Schüttgut des Schüttgutfilters aufgenommener, von den Rauchgasen abgeschiedener Staub vom Schüttgut abtrennbar ist.In order to avoid excessive pressure losses due to excessive dust loading of the bulk material of the bulk material filter of the device for dust separation according to the invention, it is proposed that, according to an advantageous embodiment of the device for dust separation according to the invention, Gutfilter has a bulk material dedusting device, by means of which dust which is absorbed in the bulk material of the bulk material filter and separated from the flue gases can be separated from the bulk material.
Die Schüttgutentstaubungsvorrichtung jedes Schüttgutfilters ist vorteilhaft bei Durchströmung desselben durch die Verbrennungsluft in Abhängigkeit vom Druckverlust am Schüttgutfilter in Betrieb setzbar.The bulk material dedusting device of each bulk material filter can advantageously be put into operation when the combustion air flows through it, depending on the pressure loss at the bulk material filter.
Zur Entnahme verunreinigten Schüttguts aus dem Zwischenraum zwischen den beiden Gitterrosten des Schüttgutfilters weist dessen Schüttgutentstaubungsvorrichtung vorteilhaft eine unter dem Schüttgut des Schüttgutfilters angeordnete erste Materialschleuse auf, mittels der Schüttgut-Staubgemisch chargenweise aus dem Schüttgutfilter abziehbar ist. Aufgrund der Anordnung unter dem zwischen den Gitterrosten des Schüttgutfilters befindlichen Schüttgut kann das Abziehen gravitatorisch erfolgen.To remove contaminated bulk material from the space between the two gratings of the bulk material filter, its bulk material dedusting device advantageously has a first material lock arranged under the bulk material of the bulk material filter, by means of which bulk material dust mixture can be removed in batches from the bulk material filter. Due to the arrangement under the bulk material located between the gratings of the bulk material filter, the removal can take place gravitationally.
Zweckmäßigerweise hat die Schüttgutentstaubungsvorrichtung jedes Schüttgutfilters einen in Materialflussrichtung stromab der ersten Materialschleuse angeordneten unteren Sammelbehälter, aus dem das Schüttgut-Staubgemisch mittels eines Förder- luftstroms einem Zyklonabscheider zuführbar ist, indem das Schüttgut und der Staub voneinander getrennt werden können.The bulk material dedusting device of each bulk material filter expediently has a lower collecting container which is arranged downstream of the first material lock in the material flow direction and from which the bulk material / dust mixture can be fed to a cyclone separator by means of a conveying air flow, in that the bulk material and the dust can be separated from one another.
Aus einem Schüttgutaustrag des Zyklonabscheiders gerät das vom Staub gereinigte Schüttgut in einen oberen Sammelbehäl- ter, aus dem es mittels einer zweiten Materialschleuse wieder zwischen die Gitterroste des Schüttgutfilters rückgeführt wird. Der Sammelbehälter bzw. die zweite Materialschleuse ist oberhalb der beiden Gitterroste angeordnet, so dass die Zuführung des gereinigten Schüttguts in den Zwischenraum zwischen die beiden Gitterroste ebenfalls gravitatorisch erfolgen kann. Vorteilhaft ist ein Staubabzug bzw. ein Abluftström des Zyklonabscheiders der Schüttgutentstaubungsvorrichtung jedes Schüttgutfilters zu einem Aschesammelbehälter bzw. zu einem Gewebefilter geführt.From a bulk material discharge of the cyclone separator, the bulk material cleaned of dust gets into an upper collecting container, from which it is fed back between the gratings of the bulk material filter by means of a second material lock. The collecting container or the second material lock is arranged above the two gratings, so that the cleaned bulk material can also be fed gravitationally into the space between the two gratings. A dust extraction or an exhaust air flow of the cyclone separator of the bulk material dedusting device of each bulk material filter is advantageously conducted to an ash collecting container or to a fabric filter.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Staubabscheidung aus Rauchgasen von Verbrennungs-, vorzugsweise Feststoffverbrennungsanlagen, bei dem die Rauchgase in Staubfiltern entstaubt werden, wird in den Rauchgasen enthaltene Wärme im Schüttgut der als Schüttgutfilter ausgebildeten Staubfilter gespeichert und die im Schüttgut gespeicherte Wärme an die die Schüttgutfilter durchströmende Verbrennungsluft abgegeben.In a method according to the invention for dust separation from flue gases from combustion, preferably solid, combustion plants, in which the flue gases are dedusted in dust filters, the heat contained in the flue gases is stored in the bulk material of the dust filter designed as a bulk material filter, and the heat stored in the bulk material is passed to the combustion air flowing through the bulk material filter issued.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Wärmerückgewinnungsgrade erreichen, die oberhalb von 95 % liegen. Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird jeder Schüttgutfilter aus dem Rauchgasstrom in den Verbrennungsluftstrom geschaltet, sobald bzw. kurz bevor der Schüttgutfilter an seiner Ausgangsseite die Rauchgastemperatur erreicht. Hierdurch wird die maximale Wärmeaufnahmekapazität des Schüttguts ausgenutzt, wobei dann diese maximal aufgenommene Wärme auch zur Kühlung von Verbrennungsluft zur Verfügung steht.With the method according to the invention, degrees of heat recovery can be achieved which are above 95%. According to a particularly advantageous development of the method according to the invention, each bulk material filter is switched from the flue gas stream into the combustion air stream as soon as or shortly before the bulk material filter reaches the flue gas temperature on its outlet side. In this way, the maximum heat absorption capacity of the bulk material is used, in which case this maximum heat absorption is also available for cooling combustion air.
Zweckmäßigerweise wird das Schüttgut während der Wärmeabgabe des Schüttgutfilters an den Verbrennungsluftstrom vom in ihm aufgenommenen Staub gereinigt, wobei der Reinigungsvorgang kontinuierlich durchgeführt werden kann.The bulk material is expediently cleaned of the dust absorbed in it during the heat emission of the bulk material filter to the combustion air flow, wherein the cleaning process can be carried out continuously.
Das verunreinigte Schüttgut wird vorteilhaft dem Schüttgutfilter chargenweise gravitatorisch entnommen, wobei der Staub und das Schüttgut voneinander getrennt werden, bevor das gereinigte Schüttgut dem Schüttgutfilter chargenweise gravi- tatorisch wieder zugeführt wird. Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.The contaminated bulk material is advantageously removed gravitationally in batches from the bulk material filter, the dust and the bulk material being separated from one another before the cleaned bulk material is gravitationally fed back to the bulk material filter in batches. The invention is explained in more detail below using an embodiment with reference to the drawings.
Es zeigen:Show it:
FIGUR 1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Staubabscheidung aus Rauchgasen von Verbrennungsanlagen, vorzugsweise von FeststoffVerbrennungsanlagen; FIGUR 2 eine Prinzipdarstellung für die Erfindung wesentlicher Bestandteile eines Staub- bzw. Schüttgutfilters der in Figur 1 gezeigten erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Staubabscheidung; und FIGUR 3 eine Prinzipdarstellung von Rauchgasen, die einen Schüttgutfilter der in Figur 1 gezeigtenFIGURE 1 shows an embodiment of a device according to the invention for dust separation from flue gases from combustion plants, preferably solid combustion plants; FIGURE 2 is a schematic diagram for the invention of essential components of a dust or bulk material filter of the inventive device for dust separation shown in Figure 1; and FIGURE 3 is a schematic diagram of flue gases that have a bulk filter of the one shown in FIG
Vorrichtung zur Staubabscheidung durchströmen.Flow through device for dust separation.
Eine in Figur 1 in perspektivischer Prinzipdarstellung gezeigte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Staubabscheidung aus Rauchgasen von Verbrennungsanlagen, vorzugsweise Feststoffverbrennungsanlagen, dient dazu, die bei dem Verbrennungsprozess in der Verbrennungsanlage anfallenden Rauchgase in ihrem Staubgehalt zu reduzieren. So dürfen beispielsweise derzeit in der Bundesrepublik Deutschland derartige Rauchgase bei ihrem Eintritt in "die Umgebungsatmosphäre je Normkubikmeter nur einen Staubgehalt von < 10 mg aufweisen (17.BlmschV u. TA Luft 2000).An embodiment of a device 1 according to the invention for dust separation from flue gases from combustion plants, preferably solid-fuel combustion plants, shown in a basic schematic illustration in FIG. 1, serves to reduce the dust content of the flue gases arising in the combustion process in the combustion plant. In the Federal Republic of Germany, for example, such smoke gases are only allowed to have a dust content of <10 mg per standard cubic meter when they enter "(17.BlmschV and TA Luft 2000).
Ein aus der Verbrennungsanlage abgeführter, in Figur 1 gezeigter Rauchgasstrom 2, wird mittels einer Saugzugeinrichtung 3 durch die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung 1 zur Staubabscheidung geleitet. In Gegenrichtung wird mittels eines Frischlüfters 4 ein Verbrennungsluftstrom 5 durch die Vorrichtung 1 zur Staubabscheidung und dann zur Verbrennungs- anläge geleitet. Im in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die dort prinzipiell gezeigte Vorrichtung 1 zur Staubabscheidung 2 Staubfilter 6, 7 auf. Die Staubfilter 6, 7 sind, wie später noch beschrieben werden wird, jeweils als Schüttgutfilter 6, 7 ausgebildet.A flue gas stream 2 discharged from the incineration plant and shown in FIG. 1 is conducted by means of a suction device 3 through the device 1 for dust separation shown in FIG. In the opposite direction, a combustion air flow 5 is passed through the device 1 for dust separation and then to the combustion system by means of a fresh fan 4. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the device 1 for dust separation 2 shown there in principle has dust filters 6, 7. As will be described later, the dust filters 6, 7 are each designed as bulk material filters 6, 7.
Jeder Staub- bzw. Schüttgutfilter 6, 7 wird abwechselnd vom Rauchgasstrom 2 und vom Verbrennungsluftstrom 5 durchströmt. Hierzu sind im Leitungssystem der Vorrichtung 1 zur Staubab- Scheidung im dargestellten Ausführungsbeispiel acht Armaturen 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 und 15 vorgesehen, die eine Klappensteuerung 8 bis 15 für die beiden Staub- bzw. Schüttgutfilter 6, 7 bilden.Flue gas stream 2 and combustion air stream 5 alternately flow through each dust or bulk material filter 6, 7. For this purpose, eight fittings 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 and 15 are provided in the line system of the device 1 for dust separation in the illustrated embodiment, which have a flap control 8 to 15 for the two dust or bulk material filters 6, 7 form.
Wenn der in Figur 1 obere Staub- bzw. Schüttgutfilter 6 durch den Rauchgasstrom 2 und der in Figur 1 untere Staub- bzw. Schüttgutfilter 7 durch den Verbrennungsluftstrom 5 durchströmt wird, ist die Armatur 8 geschlossen, die Armatur 9 geöffnet, die Armatur 10 geschlossen, die Armatur 11 geöff- net, die Armatur 12 geöffnet, die Armatur 13 geschlossen, die Armatur 14 geschlossen und die Armatur 15 geöffnet. Der Rauchgasstrom 2 wird durch die Armatur 9 in den in Figur 1 oberen Staub- bzw. Schüttgutfilter β und von dort durch die Armatur 12 zur Saugzugeinrichtung 3 geleitet; entsprechend wird der Verbrennungsluftstrom 5 vom Frischlüfter 4 durch die Armatur 15, den in Figur 1 unteren Staub- bzw. Schüttgutfilter 7 und die Armatur 11 weiter zur Verbrennungsanlage geleitet .If the upper dust or bulk material filter 6 in FIG. 1 is traversed by the flue gas stream 2 and the lower dust or bulk material filter 7 in FIG. 1 is the combustion air stream 5, the armature 8 is closed, the armature 9 is open and the armature 10 is closed , the valve 11 opened, the valve 12 opened, the valve 13 closed, the valve 14 closed and the valve 15 opened. The flue gas stream 2 is passed through the fitting 9 into the upper dust or bulk material filter β in FIG. 1 and from there through the fitting 12 to the suction device 3; Accordingly, the combustion air flow 5 is passed from the fresh fan 4 through the fitting 15, the lower dust or bulk filter 7 in FIG. 1 and the fitting 11 to the combustion system.
Wenn der Rauchgasstrom 2 durch den in Figur 1 unteren Staubbzw. Schüttgutfilter 7 und der Verbrennungsluftstrom 5 durch den in Figur 1 oberen Staub- bzw. Schüttgutfilter 6 geführt wird, ist die Armatur 8 geöffnet, die Armatur 9 geschlossen, die Armatur 10 geöffnet, die Armatur 11 geschlossen, die Armatur 12 geschlossen, die Armatur 13 geöffnet, die Armatur 14 geöffnet und die Armatur 15 geschlossen. Der Rauchgasstrom 2 wird durch die Armatur 10 zum in Figur 1 unteren Staub- bzw. Schüttgutfilter 6 und von dort über die Armatur 14 zur Saugzugeinrichtung 3 geleitet; entsprechend wird der Ver- brennungsluftstrom 5 durch die Armatur 13 zum in Figur 1 oberen Staub- bzw. Schüttgutfilter 6 und von dort durch die Armatur 8 zum der Verbrennungsanlage zugewandten Endabschnitt der Vorrichtung 1 zur Staubabscheidung geführt.If the flue gas stream 2 through the lower dust or. Bulk material filter 7 and the combustion air flow 5 through which the upper dust or bulk material filter 6 is guided in FIG. 1, the armature 8 is open, the armature 9 is closed, the armature 10 is open, the armature 11 is closed, the armature 12 is closed, the armature 13 opened, the valve 14 opened and the valve 15 closed. The flue gas stream 2 is through the valve 10 to the lower dust in FIG. or bulk material filter 6 and from there via the valve 14 to the suction device 3; Correspondingly, the combustion air flow 5 is led through the fitting 13 to the dust or bulk material filter 6 shown in FIG. 1 and from there through the fitting 8 to the end section of the device 1 for dust separation facing the combustion system.
Wie bereits erwähnt, werden die beiden Staub- bzw. Schüttgutfilter 6, 7 aufeinanderfolgend vom Rauchgasstrom 2 und vom Verbrennungsluftstrom 5 durchströmt.As already mentioned, the two dust or bulk material filters 6, 7 are successively flowed through by the flue gas stream 2 and the combustion air stream 5.
Wie aus den Figuren 2 und 3 hervorgeht, ist jeder Staub- bzw. Schüttgutfilter 6, 7 wie folgt ausgebildet:As can be seen from FIGS. 2 and 3, each dust or bulk material filter 6, 7 is designed as follows:
Jeder Staub- bzw. Schüttgutfilter 6, 7 hat ein mehrflächiges Gehäuse 16, in dessen Innenraum zwei Gitterroste 17, 18 flächenparallel angeordnet sind. Wie aus Figur 3 hervorgeht, sind die Abmessungen des inneren Gitterrostes 18 etwas geringer als die des äußeren Gitterrostes 17, so dass zwischen den beiden Gitterrosten 17, 18 ein Zwischen- bzw. Aufnahmeraum für Schüttgut 19 ausgebildet ist. Der gesamte Zwischenraum zwischen den Gitterrosten 17, 18 ist durch Schüttgut 19 aufgefüllt. Bei dem Schüttgut 19 handelt es sich vorteilhafterweise um wärmspeicherfähiges Bruchgestein, z. B. um Naturschamotte.Each dust or bulk material filter 6, 7 has a multi-surface housing 16, in the interior of which two gratings 17, 18 are arranged parallel to the surface. As can be seen from FIG. 3, the dimensions of the inner grating 18 are somewhat smaller than those of the outer grating 17, so that an intermediate or receiving space for bulk material 19 is formed between the two gratings 17, 18. The entire space between the gratings 17, 18 is filled with bulk material 19. The bulk material 19 is advantageously a heat-storing rock, e.g. B. natural chamotte.
Wie sich insbesondere aus Figur 3 ergibt, geraten die aus der Verbrennungsanlage in die Vorrichtung 1 zur Staubabscheidung eintretenden heißen Rauchgase 20 in den Innenraum des durch die beiden Gitterroste 17, 18 und das Schüttgut 19 ausgebildeten Staub- bzw. Schüttgutfilter 6, 7. Um den Staub- bzw. Schüttgutfilter 6, 7 zu verlassen, müssen die heißen Rauchgase 20 durch das zwischen den Gitterrosten 17, 18 gehaltene Schüttgut 19 hindurchströmen. Hierbei wird der in den Rauch- gasen 20 enthaltene Staub mit einem hohen Wirkungsgrad aus den Rauchgasen 20 abgeschieden. Darüber hinaus wird beim Durchtritt der Rauchgase 20 durch das Schüttgut 19 in den Rauchgasen 20 enthaltene Wärme im Schüttgut 19 aufgenommen und gespeichert.As can be seen in particular from FIG. 3, the hot flue gases 20 entering the device 1 for dust separation from the combustion system get into the interior of the dust or bulk material filter 6, 7 formed by the two gratings 17, 18 and the bulk material 19 To leave dust or bulk material filters 6, 7, the hot flue gases 20 must flow through the bulk material 19 held between the gratings 17, 18. The dust contained in the flue gases 20 is separated from the flue gases 20 with a high degree of efficiency. In addition, when the flue gases 20 pass through the bulk material 19 into the Flue gases 20 contained and stored heat in the bulk material 19.
Das für das Schüttgut 19 gewählte wärmespeicherfähige Bruch- gestein hat im Vergleich zu seiner spezifischen Oberfläche nur sehr geringe Berührungsflächen untereinander. Daher findet eine Wärmeübertragung nahezu ausschließlich zwischen den Rauchgasen 20 und dem Schüttgut 19 statt, wohingegen die Wärmeübertragung bzw. Wärmeleitung innerhalb des Schüttguts 19 vernachlässigbar ist. Entsprechend stellt sich in der das Schüttgut 19 enthaltenden Schichtung eine reversible Temperaturverlaufskurve mit steilem Temperaturgradienten ein.In comparison to its specific surface, the quarry rock that is suitable for the bulk material 19 has only very small contact surfaces with one another. Therefore, heat transfer takes place almost exclusively between the flue gases 20 and the bulk material 19, whereas the heat transfer or heat conduction within the bulk material 19 is negligible. Accordingly, a reversible temperature profile curve with a steep temperature gradient occurs in the layering containing the bulk material 19.
Sobald ein Temperaturdurchbruch durch die Schichtung des Schüttguts 19 bevorsteht, d. h. sobald die Temperatur imAs soon as a temperature break through the layering of the bulk material 19 is imminent, d. H. as soon as the temperature in the
Bereich der Ausgangsseite 21 bzw. des äußeren Gitterrosts 17 Rauchgastemperatur erreicht, wird die Zufuhr von Rauchgasen 20 zu dem betreffenden Staub- bzw. Schüttgutfilter 6, 7 unterbrochen, wobei dann der jeweils andere Staub- bzw. Schüttgutfilter 7 bzw. 6 mit Rauchgasen 20 beaufschlagt wird, wie dies vorstehend an Hand von Figur 1 beschrieben worden ist .When the flue gas temperature reaches the region of the outlet side 21 or the outer grating 17, the supply of flue gases 20 to the relevant dust or bulk material filter 6, 7 is interrupted, the respective other dust or bulk material filter 7 or 6 then being subjected to flue gases 20 is as described above with reference to Figure 1.
Der durch die Rauchgase 20 auf die Rauchgastemperatur erhitzte Staub- bzw. Schüttgutfilter 6, 7 wird dann durch den Verbrennungsluftstrom 5 durchströmt. Hierdurch wird der Verbrennungsluftstrom 5 erhitzt und der Staub- bzw. Schüttgutfilter 6 wird rückgekühlt.The dust or bulk material filter 6, 7, which is heated to the flue gas temperature by the flue gases 20, is then flowed through by the combustion air stream 5. As a result, the combustion air stream 5 is heated and the dust or bulk material filter 6 is recooled.
Die Größen der Gitterroste 17, 18 sowie die Schichtdicke des Schüttguts 19 wird bei der Auslegung des Staub- bzw. Schüttgutfilters 6, 7 an den im Betrieb der Vorrichtung 1 zur Staubabscheidung zu erwartenden Rauchgasmassenstrom 2 und die zu erwartende Rauchgastemperatur sowie die angestrebte Tempe- ratur der Verbrennungsluft angepasst. Während der Staub- bzw. Schüttgutfilter 6 vom Rauchgasstrom 2 durchströmt wird, werden ca. 99 % der im Rauchgasstrom 2 bzw. in den Rauchgasen 20 enthaltenen Stäube abgeschieden. Während der Staub- bzw. Schüttgutfilter 6, 7 nach seiner Aufheizung durch die Rauchgase 20 vom Verbrennungsluftström 5 durchströmt wird, können über 95 % der im Schüttgut 19 des Staubbzw. Schüttgutfilters 6, 7 gespeicherten Wärme an den Ver- brennungsluftstrom 5 abgegeben werden. Das heißt, mit dem vorstehend geschilderten Staub- bzw. Schüttgutfilter 6, 7 sind Wärmerückgewinnungsgrade von > 95 % möglich. Bei der größenmäßigen Auslegung der Staub- bzw. Schüttgutfilter 6, 7 der Vorrichtung 1 zur Staubabscheidung werden des weiteren wirtschaftliche Gesichtspunkte sowie die beabsichtigten Umschaltzyklen hinsichtlich der Beaufschlagung mit Rauchgas bzw. Verbrennungsluft berücksichtigt.The sizes of the gratings 17, 18 and the layer thickness of the bulk material 19 are based on the design of the dust or bulk material filter 6, 7 on the flue gas mass flow 2 to be expected during operation of the device 1 for dust separation and the expected flue gas temperature as well as the desired temperature adapted to the combustion air. While the flue gas stream 2 flows through the dust or bulk material filter 6, approximately 99% of the dusts contained in the flue gas stream 2 or in the flue gases 20 are separated. While the dust or bulk material filter 6, 7 after it is heated by the flue gases 20 through which the combustion air flow 5 flows, more than 95% of the bulk material 19 of the dust or. Bulk material filters 6, 7 stored heat are released to the combustion air stream 5. This means that with the dust or bulk material filter 6, 7 described above, degrees of heat recovery of> 95% are possible. When designing the size of the dust or bulk material filters 6, 7 of the device 1 for dust separation, further economic aspects and the intended switching cycles with regard to the exposure to flue gas or combustion air are taken into account.
Jeder Staub- bzw. Schüttgutfilter 6, 7 ist, wie insbesondere aus Figur 2 hervorgeht, mit einer Schüttgutentstaubungsvor- richtung 22 ausgerüstet. Diese wird im Folgenden näher beschrieben.Each dust or bulk material filter 6, 7, as can be seen in particular from FIG. 2, is equipped with a bulk material dedusting device 22. This is described in more detail below.
Wenn der Staub- bzw. Schüttgutfilter 6, 7 vom Verbrennungsluftstrom 5 durchströmt wird, - gesteuert durch den Druckverlust am Staub- bzw. Schüttgutfilter 6, 7 - wird die Entstau- bung des Schüttguts 17 durchgeführt. Das Schüttgut 19 ist zwischen dem inneren, kleineren Gitterrost 18 und dem äußeren, größeren Gitterrost 17 gehaltert. Im untere Bereich des Staub- bzw. Schüttgutfilters 6 ist eine in Figur 2 lediglich prinzipiell dargestellte erste Materialschleuse 23 vorgese- hen. Durch diese erste Materialschleuse 23 wird chargenweise das Gemisch aus Schüttgut 19 und in diesem aufgenommenem Staub gravitatorisch aus dem Zwischenraum zwischen den Gitterrosten 17, 18 abgezogen. Hierdurch gelangt das genannte Gemisch aus Staub und Schüttgut 19 in einen unteren Sammel- behälter 24, aus dem das Gemisch mittels eines Druck- bzw. Förderluftstroms 25 einem Entstaubungszyklon bzw. Zyklonabscheider 26 zugeführt wird. Im Entstaubungszyklon bzw. Zyklonabscheider 26 werden der Staub und das Schüttgut 19 voneinander getrennt, wobei das vom Staub gereinigte Schüttgut 19 über einen Schüttgutaustrag 27 des Entstaubungszyklons bzw. Zyklonabscheiders 26 in einen oberhalb des Zwischenraums zwischen den Gitterrosten 17, 18 angeordneten, in Figur 2 nicht dargestellten Sammelbehälter Verblasen wird. Durch eine ebenfalls lediglich prinzipiell dargestellte zweite Materialschleuse 28 wird das gereinigte Schüttgut gravitatorisch wieder in den Zwischenraum zwischen den beiden Gitterrosten 17, 18 des Staub- bzw. Schüttgutfilters 6 eingeführt .When the dust or bulk material filter 6, 7 flows through the combustion air stream 5, controlled by the pressure loss at the dust or bulk material filter 6, 7, the dedusting of the bulk material 17 is carried out. The bulk material 19 is held between the inner, smaller grating 18 and the outer, larger grating 17. In the lower area of the dust or bulk material filter 6, a first material lock 23, which is only shown in principle in FIG. 2, is provided. Through this first material lock 23, the mixture of bulk material 19 and dust absorbed therein is drawn off in batches from the space between the gratings 17, 18. As a result, said mixture of dust and bulk material 19 passes into a lower collecting container 24, from which the mixture is fed to a dedusting cyclone or cyclone separator 26 by means of a compressed or conveying air stream 25. In the dedusting cyclone or Cyclone separators 26 separate the dust and the bulk material 19 from one another, the dust-free bulk material 19 being blown through a bulk material discharge 27 of the dedusting cyclone or cyclone separator 26 into a collecting container, not shown in FIG. 2, arranged above the space between the gratings 17, 18 , By means of a second material lock 28, also shown only in principle, the cleaned bulk material is gravitationally introduced again into the space between the two gratings 17, 18 of the dust or bulk material filter 6.
Die zu 95 % vorgereinigte Abluft des Entstaubungszyklons bzw. Zyklonabscheiders 26 wird über einen Gewebefilter nachge- reinigt; ein Staubabzug 29 des Entstaubungszyklons bzw. Zyklonabscheiders 26 wird zu einem Aschesammelbehälter geführt.The 95% pre-cleaned exhaust air from the dedusting cyclone or cyclone separator 26 is cleaned using a fabric filter; a dust extraction 29 of the dust removal cyclone or cyclone separator 26 is guided to an ash collecting container.
Die Staub- bzw. Schüttgutfilter 6, 7 der an Hand der vorstehenden Figuren näher beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Staubabscheidung fungieren gleichzeitig als Vorwärmfilter bzw. als integrierte Luftvorwärmung für den Verbrennungsluftstrom 5 zur Verbrennungsanlage. Hierdurch ist es möglich, auf weitere Maßnahmen zur Luftvorwärmung des Verbrennungsluftstroms 5 zu verzichten bzw. derartige Maßnahmen können reduziert werden. The dust or bulk material filters 6, 7 of the device 1 for dust separation according to the invention described in more detail with reference to the above figures simultaneously function as a preheating filter or as integrated air preheating for the combustion air flow 5 to the incineration plant. This makes it possible to dispense with further measures for air preheating of the combustion air stream 5, or such measures can be reduced.

Claims

Patentansprüche claims
1. Vorrichtung zur Staubabscheidung aus Rauchgasen von Verbrennungsanlagen, vorzugsweise von Feststoffverbrennunganlagen, mit zumindest einem Staubfilter (6, 7), über den die Rauchgase (20) geführt sind und mittels dem Staub aus den Rauchgasen (20) bei deren Durchtritt durch den Staubfilter (6, 7) herausfilterbar ist, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , dass der zumindest eine Staubfilter (6, 7) als Schüttgutfilter (6, 7) ausgebildet ist, in dessen Schüttgut (19) beim Durchströmen des Schüttgutfilters (6, 7) durch die Rauchgase (20) Wärme aus den Rauchgasen (20) aufnehtmbar ist und mittels dessen Schüttgut (19) beim Durchströmen des Schüttgutfilters (6, 7) durch Verbrennungsluft (5) der Verbrennungsanlage die aus den Rauchgasen (20) aufgenommene Wärme an diese Verbrennungsluft (5) abgebbar ist.1.Device for dust separation from flue gases from combustion plants, preferably from solid combustion plants, with at least one dust filter (6, 7), through which the flue gases (20) are guided and by means of the dust from the flue gases (20) as they pass through the dust filter ( 6, 7) can be filtered out, characterized in that the at least one dust filter (6, 7) is designed as a bulk material filter (6, 7), in the bulk material (19) of which when the bulk material filter (6, 7) flows through the flue gases ( 20) heat from the flue gases (20) can be absorbed and by means of the bulk material (19) of the flue gas filter (6, 7) through combustion air (5) of the incineration plant the heat absorbed from the flue gases (20) can be released to this combustion air (5) is.
2. Vorrichtung zur Staubabscheidung nach Anspruch 1, die zumindest zwei Schüttgutfilter (6, 7) aufweist, die abwechselnd von den Rauchgasen (20) und der Verbrennungsluft (5) durchströmbar sind.2. Device for dust separation according to claim 1, which has at least two bulk material filters (6, 7) through which the flue gases (20) and the combustion air (5) can flow alternately.
3. Vorrichtung zur Staubabscheidung nach Anspruch 1 oder 2, bei der jeder Schüttgutfilter (6, 7) ein mehrflächiges Gehäuse (16) aufweist, in dem zwei Gitterroste (17, 18) flächenparallel angeordnet sind, zwischen denen das Schüttgut (19) des Schüttgutfilters (6, 7) gehalten ist.3. Device for dust separation according to claim 1 or 2, wherein each bulk material filter (6, 7) has a multi-surface housing (16) in which two gratings (17, 18) are arranged parallel to the surface, between which the bulk material (19) of the bulk material filter (6, 7) is held.
4. Vorrichtung zur Staubabscheidung nach Anspruch 3, bei der die beiden Gitterroste (17, 18) jeweils einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.4. A device for dust separation according to claim 3, wherein the two gratings (17, 18) each have a rectangular cross section.
5. Vorrichtung zur Staubabscheidung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der das Schüttgut (19) des bzw. der Schüttgut- filter (6, 7) so ausgebildet ist, dass es eine große spezifische Oberfläche und eine kleine Berührungsfläche aufweist.5. Device for dust separation according to one of claims 1 to 4, in which the bulk material (19) of the bulk material or filter (6, 7) is designed so that it has a large specific surface and a small contact area.
6. Vorrichtung zur Staubabscheidung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das Schüttgut (19) des bzw. der6. Device for dust separation according to one of claims 1 to 5, in which the bulk material (19) of the
Schüttgutfilter (6, 7) als wärmespeicherfähiges Bruchgestein, vorzugsweise als Naturschamott, ausgebildet ist.Bulk material filter (6, 7) is designed as a heat-storing rock, preferably as a natural refractory.
7. Vorrichtung zur Staubabscheidung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, bei der die Abmessungen der Gitterroste (17, 18) des7. Device for dust separation according to one of claims 3 to 6, wherein the dimensions of the gratings (17, 18) of the
Schüttgutfilters (6, 7) und die Dicke der zwischen den Gitterrosten (17, 18) ausgebildeten Schüttgutschicht in Anpassung an die Größe des Rauchgasstroms und das einzustellende Temperaturniveau auslegbar sind.Bulk material filter (6, 7) and the thickness of the bulk material layer formed between the gratings (17, 18) can be designed to match the size of the flue gas flow and the temperature level to be set.
8. Vorrichtung zur Staubabscheidung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Rauchgasstrom (2) und der Verbrennungsluftstrom (5) mittels einer Klappensteuerung (8 bis 15) in zeitlicher Aufeinanderfolge durch jeden Schüttgutfilter (6, 7) führbar sind.8. Device for dust separation according to one of claims 1 to 7, in which the flue gas flow (2) and the combustion air flow (5) by means of a flap control (8 to 15) in a chronological sequence through each bulk filter (6, 7) can be guided.
9. Vorrichtung zur Staubabscheidung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der jeder Schüttgutfilter (6, 7) eine Schüttgut- entstaubungsvorrichtung (22) aufweist, mittels der im Schütt- gut (19) des Schüttgutfilters (6, 7) aufgenommener, von den Rauchgasen (20) abgeschiedener Staub vom Schüttgut (19) abtrennbar ist.9. Device for dust separation according to one of claims 1 to 8, in which each bulk material filter (6, 7) has a bulk material dedusting device (22), by means of which in the bulk material (19) of the bulk material filter (6, 7), from the flue gases (20) separated dust can be separated from the bulk material (19).
10. Vorrichtung zur Staubabscheidung nach Anspruch 9, bei der die Schüttgutentstaubungsvorrichtung (22) des Schüttgutfilters (6, 7) bei Durchströmung desselben durch die Verbrennungsluft (5) in Abhängigkeit vom Druckverlust am Schüttgutfilter (6, 7) in Betrieb setzbar ist.10. A device for dust separation according to claim 9, in which the bulk material dedusting device (22) of the bulk material filter (6, 7) when it flows through the combustion air (5) depending on the pressure loss on the bulk material filter (6, 7) can be put into operation.
11. Vorrichtung zur Staubabscheidung nach Anspruch 9 oder 10, bei der die Schüttgutentstaubungsvorrichtung (22) jedes Schüttgutfilters (6, 7) eine unter dem Schüttgut (19) des Schüttgutfilters (6, 7) angeordnete erste Materialschleuse (23) aufweist, mittels der Schüttgut-Staubgemisch chargenweise aus dem Schüttgutfilter (6, 7) abziehbar ist.11. A device for dust separation according to claim 9 or 10, wherein the bulk material dedusting device (22) of each bulk material filter (6, 7) one under the bulk material (19) of the Bulk material filter (6, 7) arranged first material lock (23), by means of which bulk material dust mixture can be removed in batches from the bulk material filter (6, 7).
12. Vorrichtung zur Staubabscheidung nach Anspruch 11, bei der die Schüttgutentstaubungsvorrichtung (22) jedes Schüttgutfilters (6, 7) einen in Materialflussrichtung stromab der ersten Materialschleuse (23) angeordneten unteren Sammelbehälter (24) aufweist, aus dem das Schüttgut- Staubgemisch mittels eines Förderluftstroms (25) einem12. A device for dust separation according to claim 11, wherein the bulk material dedusting device (22) of each bulk material filter (6, 7) has a lower collecting container (24) arranged downstream of the first material lock (23) in the material flow direction, from which the bulk material / dust mixture by means of a conveying air flow (25) one
Zyklonabscheider (26) zuführbar ist, in dem das Schüttgut (19) und der Staub voneinander trennbar sind.Cyclone separator (26) can be supplied, in which the bulk material (19) and the dust can be separated from one another.
13. Vorrichtung zur Staubabscheidung nach Anspruch 12, bei der die Schüttgutentstaubungsvorrichtung (22) jedes13. A dust separator according to claim 12, wherein the bulk material dedusting device (22) each
Schüttgutfilters (6, 7) einen in Materialflussrichtung stromab eines Schüttgutaustrags (27) des Zyklonabscheiders (26) und über dem Schüttgut (19) des Schüttgutfilters (6, 7) angeordneten oberen Sammelbehälter aufweist, aus dem das gereinigte Schüttgut (19) mittels einer zweiten Materialschleuse (28) zwischen die Gitterroste (17, 18) des Schüttgutfilters (6, 7) rückführbar ist.Bulk material filter (6, 7) has an upper collecting container arranged downstream of a bulk material discharge (27) of the cyclone separator (26) and above the bulk material (19) of the bulk material filter (6, 7), from which the cleaned bulk material (19) can be removed by means of a second one Material lock (28) between the gratings (17, 18) of the bulk material filter (6, 7) can be returned.
14. Vorrichtung zur Staubabscheidung nach Anspruch 12 oder 13, bei der ein Staubabzug (29) bzw. ein Abluftstrom des14. A device for dust separation according to claim 12 or 13, wherein a dust extraction (29) or an exhaust air flow of
Zyklonabscheiders (26) der Schüttgutentstaubungsvorrichtung (22) jedes Schüttgutfilters (6, 7) zu einem Aschesammelbehälter bzw. zu einem Gewebefilter geführt ist.Cyclone separator (26) of the bulk material dedusting device (22) of each bulk material filter (6, 7) is guided to an ash collecting container or to a fabric filter.
15. Verfahren zur Staubabscheidung aus Rauchgasen von15. Process for dust separation from flue gases from
Verbrennungs-, vorzugsweise Feststoffverbrennungsanlagen, bei dem die Rauchgase (20) in Staubfiltern (6, 7) entstaubt werden, da du rch g e ke n n z e i chn e t , dass in den Rauchgasen (20) enthaltene Wärme im Schüttgut (19) der als Schüttgutfilter (6, 7) ausgebildeten Staubfilter (6, 7) gespeichert wird, und dass die im Schüttgut (19) gespeicherte Wärme an die Schüttgutfilter (6, 7) durchströmende Verbrennungsluft (5) abgegeben wird.Combustion, preferably solid-fuel, combustion plants, in which the flue gases (20) in dust filters (6, 7) are dedusted, since you can see that the heat contained in the flue gases (20) in the bulk material (19), which acts as a bulk material filter ( 6, 7) trained dust filter (6, 7) is stored, and that stored in the bulk material (19) Heat is emitted to the combustion air (5) flowing through the bulk material filter (6, 7).
16. Verfahren zur Staubabscheidung nach Anspruch 15, bei dem jeder Schüttgutfilter (6, 7) aus dem Rauchgasstrom (2) in den Verbrennungsluftstrom (5) geschaltet wird, sobald bzw. kurz bevor der Schüttgutfilter (6, 7) an seiner Ausgangsseite (21) die Rauchgastemperatur erreicht.16. A method for dust separation according to claim 15, wherein each bulk material filter (6, 7) from the flue gas stream (2) is switched into the combustion air stream (5) as soon as or shortly before the bulk material filter (6, 7) on its output side (21 ) reaches the flue gas temperature.
17. Verfahren zur Staubabscheidung nach Anspruch 15 oder 16, bei dem das Schüttgut (19) während der Wärmeabgabe des Schüttgutfilters (6, 7) an den Verbrennungsluftstrom (5) vom in ihm aufgenommenen Staub gereinigt wird.17. A method for dust separation according to claim 15 or 16, in which the bulk material (19) during the heat emission of the bulk material filter (6, 7) to the combustion air stream (5) is cleaned of the dust contained in it.
18. Verfahren zur Staubabscheidung nach Anspruch 17, bei dem das verunreinigte Schüttgut (19) dem Schüttgutfilter (6, 7) chargenweise gravitatorisch entnommen wird, der Staub und das Schüttgut (19) voneinander getrennt werden und das gereinigte Schüttgut (19) dem Schüttgutfilter (6, 7) chargenweise gravitatorisch zugeführt wird. 18. A method for dust separation according to claim 17, in which the contaminated bulk material (19) is removed from the bulk material filter (6, 7) in batches by gravitation, the dust and the bulk material (19) are separated from one another and the cleaned bulk material (19) is removed from the bulk material filter ( 6, 7) is fed in batches by gravitation.
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