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Einrichtung zum Reinigen und Nachverbrennen von nach der Reinigung noch oxydierbaren Abgasen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Reinigen und Nachverbrennen von nach der Reinigung noch oxydierbaren Abgasen, insbesondere von Abgasen von Müllverbrennungsöfen oder Hüttenöfen, bei welchen die Abgase vor der Reinigung mittels Wärmetauscher abgekühlt werden.
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vor ihrer Einleitung in die freie Atmosphäre zu verbrennen, zu kühlen und in Entstaubungsanlagen zu reinigen. In all diesen Fällen wird ein Abgas mit noch oxydierbaren flüssigen Bestandteilen in die Atmosphäre geblasen, welches sich durch Geruchsbelästigungen und auch Kohlenoxydbeimengungen unangenehm bemerkbar macht.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Abhitzeverwertungsanlagen besteht darin, dass die Abgase vor ihrer Reinigung mit Luft vermischt werden und so verbrannt werden. Die Filteranlagen müssen auf diese Art und Weise für eine grössere Gasmenge ausgelegt werden als sie der unverbrannten Gasmenge entspricht. Gleichzeitig verringert sich prozentuell der Staubgehalt im Abgas, so dass, um den gleichen Entstaubungsgrad zu erreichen, die Filteranlage bedeutend grösser und komplizierter wird.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gestellt, die erwähnten Nachteile zu beheben.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher zum Aufwärmen von Verbrennungsluft und gegebenenfalls von abgekühltem Abgas eingerichtet ist, dass dem Wärmetauscher einerseits mindestens eine Filteranlage zum Reinigen der abgekühlten Abgase und anderseits eine Mischanlage zum Mischen der aus der Filteranlage anfallenden gereinigten Abgase mit der aus dem Wärmetauscher anfallenden Warmluft nachgeschaltet ist, welcher eine von der Müllverbrennungskammer oder dem Hüttenofen vollständig getrennte Nachverbrennungskammer mit Abgasauslass ins Freie angeschlossen ist.
Die Erfindung ist in den Fig. 1 bis 8 beispielsweise und schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt ein Schaltschema einer erfindungsgemässen Anlage, Fig. 2 und 3 zeigen ähnliche Anlagen. Fig. 3 und 5 zeigen einen Wärmetauscher im Auf-und Grundriss. Fig. 6 zeigt einen erfindungsgemässen Konverterabhitzekessel. Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch Fig. 6. Fig. 8 zeigt ein Teilschaltbild.
Fig. l offenbart ein Schaltschema, wobei die Abgase-28-einer Abgasquelle-12--, welche z. B. als Müll-, Leichen-, Schlempe, Ablaugeverbrennungsanlage oder auch als Kläranlage ausgebildet sein kann, in einen Wärmetauscher--l--strömen, wo sie einen Teil ihrer Wärme an die Verbrennungsluft-29--, welche durch einen Ventilator --5-- in die Mischkammer-7gedrückt werden, abgeben. Die Abgase --28-- strömen hiebei zuerst im Gleichstrom zu der Verbrennungsluft --29-- und hierauf im Gegenstrom durch den Wärmetauscher --1--.
Anschliessend werden die Abgase --28-- in einem Staubfilter ---2-- gereinigt und über einen Reingasventilator--4--in die Mischkammer--7--eingeführt, wo sie mit der Verbrennungsluft - vermischt werden. Das Gasgemisch strömt hierauf über die katalytische Verbrennungsanlage - einer etwaigen Wärmevcrwertungsanlage zu oder direkt in die freie Atmosphäre. Unterhalb der Figur ist ein TCl11pcraturdiagramm des Abgases-28--und der Verbrennungsluft-29-
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schematisch dargestellt. Die Temperatur des Abgases-28-verläuft hiebei im wesentlichen nach dem Linienzug-13-, jene der Verbrennungsluft --29-- nach dem Linienzug-14--.
Man erkennt aus diesem Diagramm, dass die Abgase mit relativ hoher Temperatur im Wärmetauscher auf etwa einen Bruchteil ihrer ursprünglichen Temperatur abgekühlt werden, während die Verbrennungslufttemperatur beträchtlich erhöht wurde. In der Mischkammer --7-- stellt sich ein gewisser Temperaturausgleich ein. In der katalytischen Nachverbrennungsanlage --3-- steigt die Gastemperatur wieder auf höhere Werte. Die nun von allen schädlichen Beimengungen gereinigten Abgase können nun gegebenenfalls nach einer weiteren Wärmeabfuhr oder direkt in die Atmosphäre geblasen werden.
In Fig. 2 ist ein weiteres Schaltbild dargestellt. Die Abgase --28-- werden hiebei nach
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ersichtlich ist. Die Abgase --28-- werden dann in einem Nass- oder Elektrofilter --2-- in an sich bekannter Weise gereinigt. Die weitere Behandlung der Abgase --28-- wurde bereits in Fig. l abgehandelt. Es gelten auch die gleichen Bezugszeichen.
In Fig. 3 ist ein weiteres Schaltbild dargestellt. Es gelten dieselben Bezugszeichen wie in den vorangegangenen Zeichnungen. Das Abgas-28-strömt hiebei von der Abgasquelle-12-über den Wärmetauscher --11--, wo es abgekühlt wird, in die Wassereinspritzeinrichtung --6-- und in die Filteranlage-2--. Hierauf wird es durch den Reingasventilator--4-abermals in den Wärmetauscher --1-- gedrückt, dort erhitzt und über die Mischkammer --7-- der katalytischen Verbrennungsanlage --3-- zugeführt. Das Schaltschema der Luftzuführung führt vom Luftventilator --5-- über den Wärmetauscher--l--in die Mischkammer--5--.
Die Temperaturen des Abgases - 28-- verlaufen im wesentlichen nach dem Linienzug --13-- und jene der Verbrennungsluft - 29-gemäss Linienzug-14-.
In Fig. 4 ist ein Wärmetauscher im Aufriss dargestellt. Das heisse Abgas strömt gemäss Pfeil
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hiebei durch Konvektion vom Abgas aufgeheizt. Das Abgas verlässt gemäss pfeil --18-- den Wärmetauscher --1--. Die Luft tritt bei-19-in den Wärmetauscher ein, durchströmt die Luftkanäle-9-und verlässt denselben bei-20--.
In Fig. 5 ist ein Schnitt durch den Wärmetauscher gemäss Schnittlinie --21-- in Fig. 6 dargestellt.
In Fig. 6 ist ein Anwendungsbeispiel des Wärmetauschers gemäss Fig. 4 dargestellt. Bei dieser
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freie Atmosphäre geblasen werden. Die Notesse-23-ist während des normalen Betriebes durch eine Klappe --24-- abgeschlossen.
In Fig. 7 ist ein Schnitt durch den Kühlkamin nach Fig. 6 gemäss Schnitt 21-21 dargestellt. Aus der Zeichnung ist zu entnehmen, dass im Luftkanal --9-- Rippen --25-- zur Verbesserung des Wärmeüberganges an die Kühlluft angeordnet sind.
In Fig. 8 ist ein Teil eines Schaltbildes dargestellt. Das relativ kühle saubere Abgas strömt über die Leitung --26-- in die Mischkammer-7-, wo es mit einem Teilstrom der Heissluft vermischt wird. Dieses Gasgemisch strömt hierauf in die katalytische Verbrennungsanlage-3-, wo die brennbaren Bestandteile des Abgases teilweise verbrannt werden. Das entweichende Abgas wird einer zweiten Mischkammer --27-- zugeführt, in welcher das Abgas mit der restlichen Heissluft vermischt wird. Dieses Gasgemisch strömt nun in eine Brennkammer--8--, wo vorzugsweise unter Zuführung von zusätzlichem Brennstoff die Restverbrennung der brennbaren Bestandteile des Abgases stattfindet.
Auch hier ist unterhalb des Schaltbildes ein Temperaturschaubild zur Veranschaulichung der Temperaturen der am Prozess beteiligten Gase dargestellt. Ansonsten gelten dieselben Bezugszeichen wie in den vorangegangenen Zeichnungen.
Die Erfindung ist nicht auf die eingangs erwähnten Abgasarten beschränkt. Mit Hilfe einer derartigen Anlage können auch kohlenoxydhältige Gase, wie z. B. Abgase von Verbrennungskraftmaschinen, erfindungsgemäss behandelt werden. Ebenso können petrochemische Abgase, die in den
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meisten Fällen unter Zufuhr von Zusatzbrennstoffen abgefackelt werden, oxydierend behandelt werden, so dass keinerlei Belästigung der Umgebung durch verschmutzte Luft oder Giftgasaustritte eintritt. Die Erfindung gestattet weiters Abgase mit stark schwankendem Kohlenoxydgehalt, wie z. B. Abgase von Stahlwerkskonvertern, in welchen Stahl nach dem Sauerstoffaufblasprozess erzeugt wird, vollständig zu verbrennen, so dass keine Kohlenmonoxyd-Belästigung der Umgebung auftritt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Reinigen und Nachverbrennen von nach der Reinigung noch oxydierbaren Abgasen, insbesondere von Abgasen von Müllverbrennungsöfen oder Hüttenöfen, bei welchen die Abgase
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Reinigen der abgekühlten Abgase und anderseits eine Mischanlage (7) zum Mischen der aus der Filteranlage (2) anfallenden gereinigten Abgase mit der aus dem Wärmetauscher (1) anfallenden Warmluft nachgeschaltet ist, welcher eine von der Müllverbrennungskammer oder dem Hüttenofen (12) vollständig getrennte Nachverbrennungskammer (3) mit Abgasauslass ins Freie angeschlossen ist.
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