DE4039801C2

DE4039801C2 - Beeinflussung der Abgasströmung in einem Schmelzofen

Info

Publication number: DE4039801C2
Application number: DE19904039801
Authority: DE
Inventors: Michael Hirth; Markus Hubig; Erwin Schmidl; Christian Wieckert
Original assignee: ABB KK
Current assignee: Alstom KK
Priority date: 1990-01-25
Filing date: 1990-12-13
Publication date: 2000-03-16
Anticipated expiration: 2010-12-14
Also published as: JPH0510671A; DE4039801A1; CH682107A5; US5173919A

Description

TECHNISCHES GEBIET

Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem Verfahren zur Beeinflussung der Abgasströmung in einem Schmelzofen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie von einem Schmelzofen zur Durchführung des Verfahrens nach dem Ober begriff des Patentanspruchs 2.

STAND DER TECHNIK

Mit dem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik Bezug, wie er aus der EP-A1-0 313 902 bekannt ist. Bei dem dort angegebenen Verfahren zur Abtrennung von giftigen, flüchtigen chemischen Verbindungen aus einem Ge menge von festen Partikeln mit einer Partikelgrösse bis zu 200 µm wird Elektrofilterstaub von industriellen Verbren nungsanlagen mit umweltfeindlichen Schadstoffen, wie z. B. Schwermetallen und deren Verbindungen, in einem Schmelz ofen bis auf 1350 °C erhitzt. Die dabei verdampfenden gif tigen chemischen Verbindungen und Elemente werden über einen Abzug aus dem Schmelzofen entfernt, kondensiert und ausgetragen. Der nicht verdampfte Rückstand wird suk zessive eingeschmolzen und die Schmelze kontinuierlich oder intermittierend aus dem Reaktionsraum ausgetragen und zur Erstarrung gebracht. Zum Erhitzen sind im Gasraum des Schmelzofens elektrische Heizleiter vorgesehen. Diese sind von der Ofenatmosphäre durch keramische Schutzrohre ge trennt.

Nachteilig dabei ist, dass die verdampfenden giftigen che mischen Verbindungen und Elemente die Schutzrohre angrei fen und korrodieren. Dieser Angriff erfolgt in besonderem Masse in Zonen, die im Ofeninneren im Strömungsschatten liegen.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung, wie sie im Patentanspruch 1 definiert ist, löst die Aufgabe, ein Verfahren zur Beeinflussung der Ab gaströmung in einem Schmelzofen anzugeben, das eine Korro sion der Heizleiterschutzrohre weitgehend verhindert. Ein Schmelzofen zur Durchführung des Verfahrens ist im Pa tentanspruch 2 definiert.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit einfa chen Massnahmen die Betriebsdauer der Heizleiterschutz rohre bedeutend erhöht werden kann. Durch die erfindungs gemässe Massnahme wird der chemische Angriff auf die kera mischen Schutzrohre deutlich verlangsamt und gleichmässi ger auf die ganze Oberfläche der Rohre verteilt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei spielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Schmelzofens ohne erfindungsgemässe Beeinflussung einer Ab gasströmung,

Fig. 2 einen Schmelzofen gemäss Fig. 1 mit Zwischenwän den zur Abgasführung und einem nach unten ver längerten Abgasabsaugrohr,

Fig. 3 eine Frontansicht eines Schmelzofens gemäss Fig. 1, jedoch mit seitlichen Zwischenwänden, und

Fig. 4 eine Frontansicht eines Schmelzofens gemäss Fig. 2 mit durchgehenden Zwischenwänden.

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

In Fig. 1 ist mit (1) ein Schmelzofen bezeichnet, der einen Schmelzbereich (2) zur Aufnahme einer Schmelze bzw. Glasschmelze, ferner eine Beschickungsöffnung (3) für eine Zufuhr von Filterstaub, einen Schmelz- bzw. Glasaustrag (6), mehrere von oben in der Gasraum des Schmelzofens ra gende Schutzrohre bzw. Heizleiterschutzrohre (4) und einen Abgasauslass (5) aufweist. Mit (7) ist ein Abgasströmungs bereich bzw. eine Abgasströmung bezeichnet, welche vom verdampfenden Filterstaub an den Heizleiterschutzrohren (4) vorbei zu dem Abgasauslass (5) führt. Mit (8) ist eine Korrosionsstelle im Strömungsschatten eines Heizleiter schutzrohres (4) angedeutet, die im Experiment nach ca. 1000 Betriebsstunden im keramischen Schutzrohr eine Korrosionstiefe von ca. 1 mm aufwies.

Um diesen chemischen Angriff zu verhindern, soll die Ab gasströmung durch geeignete Massnahmen in eine bestimmte Richtung gezwungen werden.

Fig. 2 zeigt einen Schmelzofen (1), bei dem die Abgasströ mung (7) durch von einem Deckenbereich (17) des Schmelz ofens (1) nach unten ragende, gepunktet angedeutete Zwi schenwände (10) und ein ebenfalls nach unten verlängertes Abgasabsaugrohr bzw. eine Abgasabzugseinrichtung (9) mit einer unteren Eintrittsöffnung (16) bis zu dieser im we sentlichen horizontal zwischen der Oberfläche der Schmelze und einer Unterseite (14) der Zwischenwände (10) verläuft. Die Unterseite (14) der Zwischenwände (10) sowie die Ein trittsöffnung (16) liegen mindestens so tief wie eine Un terseite (15) der Heizleiterschutzrohre (4), vorzugsweise mehr als 2 cm tiefer. Bei seitlicher Anordnung des Abgas absaugrohres (nicht dargestellt) ist die Eintrittsöffnung vorzugsweise nach unten geneigt (nicht dargestellt), um flüssiges Konzertrat in die Schmelze zurückzuleiten. Als Material für die Zwischenwände werden korrosionsbeständige Steine verwendet, die u. a. Chrom- und Manganoxide enthal ten können. Die Schmelze besteht überwiegend aus einer glasartigen Substanz, welches den nichtverdampfenden Rück stand und einen Teil der Schwermetalle aufnimmt. Mittels der Heizleiterschutzrohre (4) wird im Schmelzofen (1) durch Wärmestrahlung eine Temperatur von ca. 1300°C er zeugt, die zum Verdampfen der meisten Schwermetalle und der anderen Schadstoffe aus dem Filterstaub ausreicht.

Bei der Ausführung der Erfindung gemäss Fig. 3 ist der Gasabzug an der Ofendecke (17) vorgesehen, wobei 2 seitli che Zwischenwände (11, 12) in der Mitte eine Art Kamin freilassen, durch den die Abgasströmung (7) zum Abgasaus lass (5) gelangt.

Bei der Frontansicht des Schmelzofens (1) gemäss Fig. 4 sind durchgehende Zwischenwände (13) vorgesehen, wobei das Gasabsaugrohr (9) mit seiner Eintrittsöffnung (16) bis kurz oberhalb des Schmelzbereiches (2) geführt ist.

Es versteht sich, dass die Abgasströmung (7) statt durch die Zwischenwände (10) auch durch eine Strömung eines in erten Gases vom Deckenbereich (17) des Schmelzofens (1) längs der Heizleiterschutzrohre (4) zu einer Strömungs richtung gemäss Fig. 2 gezwungen werden könnte. Wichtig ist, dass ein Sperrmittel vorgesehen ist, das verhindert, dass nennenswerte Mengen des korrosiven Abgases zu den Heizleiterschutzrohren (4) gelangen können. Das nach unten verlängerte Abgasabsaugrohr (9) erfüllt bereits diesen Zweck. Die Zwischenwände (10-13) verstärken diesen Effekt.

Eine weitere Realisierungsmöglichkeit der Erfindung be steht in einem Absaugen der Gase direkt über der Schmelzoberfläche durch ein Abgasabsaugrohr, das seitlich durch die Ofenwand führt und nach unten geneigt ist (nicht dargestellt).

Claims

1. Verfahren zur Beeinflussung einer Abgasströmung (7) in einem Schmelzofen (1),

a) in welchem oberhalb eines Schmelzbereiches (2) mindestens ein Heizleiterschutzrohr (4) zum Erwärmen einer Schmelze im Schmelzbereich angeordnet ist, so dass das Abgas dieses mindestens eine Heizleiterschutzrohr (4) zumindest nicht nennenswert korrodieren kann,

dadurch gekennzeichnet, dass

a) die Abgasströmung (7) in einem vorgebbaren Abstand an dem mindestens einen Heizleiterschutzrohr (4) vorbei zu einem Abgasauslass (5) geführt wird, wobei
b) die Gasströmung (7) in einem Bereich oberhalb der Schmelze und unterhalb des mindestens einen Heizleiterschutzrohres (4) zu dem Abgasauslass (5) geführt wird und wobei
c) die Abgasströmung zumindest in der nahen Umgebung des mindestens einen Heizleiterschutzrohres (4) abgesperrt (10-13) oder abgeblockt wird.

2. Schmelzofen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1

a) mit einem Schmelzbereich (2) für eine Schmelze und
b) mindestens einem Heizleiterschutzrohr (4) oberhalb des Schmelzbereichs (2) zum Erwärmen der Schmelze sowie
c) einem Abgasauslass (5)

dadurch gekennzeichnet, dass

a) in dem Bereich des Schmelzofens (1), in dem sich das mindestens Heizleiterschutzrohr (4) befindet, mindestens eine Zwischenwand (10-13) als Sperre für die Abgasströmung (7) vorgesehen ist, welche von einem Deckenbereich (17) des Schmelzofens (1) zumindest soweit in dessen Innenraum ragt, wie das mindestens eine Heizleiterschutzrohr (4), und daß der Abgasauslaß (5) mindestens ein Abgasabsaugrohr (9) aufweist, das zumindest soweit in dessen Innenraum ragt, wie das mindestens eine Heizleiterschutzrohr (4), wobei sowohl die mindestens eine Zwischenwand (10-13) als auch das mindestens eine Abgasabsaugrohr (9) verhindern, das nennenswerte Mengen eines durch den Abgasauslass (5) abzuführenden Abgases zu dem mindestens einen Heizleiterschutzrohr (4) gelangen und diese korrodieren können.

3. Schmelzofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

a) darin mindestens 2 Reihen mit jeweils mindestens 2 voneinander beabstandeten Heizleiterschutzrohren (4) und
b) mindestens 2 Reihen mit jeweils mindestens 2 voneinander beabstandeten, seitlichen Zwischenwänden (11, 12) vorgesehen sind, wobei
c) die seitlichen Zwischenwände einen Zwischenraum begrenzen, der eine mit dem Abgasauslass (5) in Verbindung stehende Abgasabzugseinrichtung bildet.

4. Schmelzofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgasabsaugrohr (9) seitlich durch die Wand des Schmelzofens (1) führt und nach unten geneigt ist.