AT517338B1 - Rauchgaswärmetauscher und Verfahren zum Betrieb eines Rauchgaswärmetauschers - Google Patents

Abstract

Rauchgaswärmetauscher (10) und Verfahren zum Betrieb eines Rauchgaswärmetauschers (10) mit einem Rauchgaseinlass (21), einem nach dem Rauchgaseinlass (21) angeordneten ersten Durchgangsbereich (22) für ein Rauchgas und einem zweiten Durchgangsbereich (24) für das Rauchgas. In dem zweiten Durchgangsbereich (24) für das Rauchgas ist eine Wärmetauschereinrichtung (30) angeordnet, mit wenigstens einem Rauchgasdurchgang (31) mit einer Eintrittsöffnung (32) und einer Austrittsöff-nung (33) für das Rauchgas aufweist, wobei die Austrittsöffnung (33) gegenüber der Eintrittsöffnung (32) horizontal nach oben versetzt angeordnet ist. Der Rauchgaswärmetauscher (10) weist ferner einen Rauchgasauslass (25) und mindestens einen Sammelbehälter (23) für Flüssigkeit auf.

Description

Beschreibung

RAUCHGASWÄRMETAUSCHER UND VERFAHREN ZUM BETRIEB EINES RAUCHGAS-WÄRMETAUSCHERS

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rauchgaswärmetauscher sowie ein Verfahren zum Betrieb eines Rauchgaswärmetauschers, wobei der Rauchgaswärmetauscher einen Rauchgaseinlass und einen Durchgangsbereich fiir das Rauchgas mit einer darin angeordneten Wärmetauschereinrichtung und einen Rauchgasauslass aufweist. Rauchgaswärmetauscher werden zur Gewinnung von Energie aus dem Rauchgas einer Verbrennungseinrichtung fiir fossile und/oder organische Brennstoffe eingesetzt. Solche Rauchgaswärmetauscher weisen üblicherweise eine Wärmetauschereinrichtung auf, welche vom Rauchgas durchströmt wird, wobei dem Rauchgas beim Durchströmen der Wärmetauschereinrichtung anderweitig nutzbare Wärmeenergie entzogen wird. In der Regel entzieht die Wärmetauschereinrichtung dem Rauchgas nur Wärme bis zum Kondensationspunkt des Rauchgases, da sich sonst das kon-densierte Wasser und die im Rauchgas vorhandenen Reststoffe zu Säuren verbinden können und so die Wärmetauschereinrichtung schädigen können. Beim Durchströmen der Wärmetau-schereinrichtung setzen sich ferner häufig im Rauchgas enthaltene Feststoffpartikel an den Oberflächen der Rauchgasdurchgänge test, was bei bekannten Rauchgaswärmetauschern zu einer Verschmutzung der Oberflächen der Rauchgasdurchgänge führt, woraus sich Wirkungs-gradverluste der Rauchgaswärmetauscher ergeben können. Dabei entstehen an den Wänden von Wärmetauschern oft so genannte „Anbackungen“, die nur sehr schwer wieder zu entfernen sind. Aus der EP 1 967 252 A2 ist eine Anlage zur Riickgewinnung von Wärmeenergie und zur Reinigung von Rauchgasen bekannt. Die Wärmetauschereinrichtungen sind im ersten Durchgangsbereich angeordnet und die Partikelabscheidung wird mittels eines Scheibenwäschers erst zwischen dem ersten und dem zweiten Durchgangsbereich realisiert. Es können somit in den Wärmetauschereinrichtungen sogenannte „Anbackungen“ entstehen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Rauchgaswärmetauscher und ein Verfahren zum Betrieb eines Rauchgaswärmetauschers mit verbessertem Aufbau vorzuschlagen. Dies wird erfin-dungsgemäß durch die Lehre der unabhängigen Ansprüche erreicht. Zu bevorzugende Weiter-bildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteranspriiche.

[0002] Zur Lösung der Aufgabe wird ein Rauchgaswärmetauscher vorgeschlagen, mit einem Rauchgaseinlass, einem nach dem Rauchgaseinlass angeordneten ersten Durchgangsbereich für ein Rauchgas und einem zweiten Durchgangsbereich für das Rauchgas. In dem zweiten Durchgangsbereich fiir das Rauchgas ist eine Wärmetauschereinrichtung angeordnet, die beispielsweise von einem Wärmetauschermedium durchströmbar ist, mit wenigstens einem Rauchgasdurchgang mit einer Eintrittsöffnung und einer Austrittsöffnung fiir das Rauchgas. Der Rauchgaswärmetauscher weist ferner einen Rauchgasauslass und mindestens einen Sammel-behälter fiir Fliissigkeit auf. Es wird vorgeschlagen, im ersten Durchgangsbereich eine erste Reinigungsfliissigkeit-Einspriiheinrichtung anzuordnen, mittels welcher eine Reinigungsfliissig-keit in den ersten Durchgangsbereich einspriihbar ist, wobei im ersten Durchgangsbereich eine Querschnittsverengungseinrichtung angeordnet ist, urn die Aufnahme von Partikeln aus dem Rauchgas in die Reinigungsfliissigkeit zu verbessern.

[0003] Beim Betrieb eines solchen Rauchgaswärmetauschers strömt das Rauchgas durch den Rauchgaseinlass in den Rauchgaswärmetauscher und dort in einen ersten Durchgangsbereich. Auf seinem weiteren Weg durch den Rauchgaswärmetauscher strömt das Rauchgas auch durch einen zweiten Durchgangsbereich, in welchem eine vom Rauchgas durchströmbare Wärmetauschereinrichtung angeordnet ist. Die Wärmetauschereinrichtung weist wenigstens einen Rauchgasdurchgang auf. Durch eine Eintrittsöffnung des Rauchgasdurchgangs strömt Rauchgas in den Rauchgasdurchgang ein und durch eine Austrittsöffnung strömt das Rauchgas wieder aus dem Rauchgasdurchgang aus, wobei das Rauchgas auf seinem Weg durch den Rauchgasdurchgang der Wärmetauschereinrichtung abgekühlt wird.

[0004] Die Wärmetauschereinrichtung ist vorzugsweise von einem Wärmetauschermedium durchströmbar, welches Wärmeenergie aufnehmen kann. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn ein Rauchgas durch den Rauchgasdurchgang der Wärmetauschereinrichtung strömt und das durch die Wärmetauschereinrichtung strömende Wärmetauschermedium eine niedrigere Temperatur aufweist als das Rauchgas. Eine Ausführungsform der Wärmetauschereinrichtung ist dabei so ausgebildet, dass Wärmeenergie vom Rauchgas mit möglichst geringen Verlusten auf das Wärmetauschermedium übertragen wird.

[0005] Die Abgabe der Wärmeenergie des Rauchgases in einem Rauchgasdurchgang der Wärmetauschereinrichtung erfolgt vorzugsweise dadurch, dass das Rauchgas an der ver-gleichsweise kühleren Oberfläche des Rauchgasdurchgangs entlangströmt und dabei Wärme-energie an die Wärmetauschereinrichtung abgibt. Das Rauchgas kühlt sich dabei ab. Bei einer Ausführungsform strömt ein Wärmetauschermedium insbesondere gleichzeitig durch die Wär-metauschereinrichtung und nimmt dabei an der Oberfläche des Rauchgasdurchgangs abgege-bene Wärmeenergie auf; das Wärmetauschermedium erwärmt sich dabei.

[0006] Bei einer solchen Ausfiihrungsform weist ein geeignetes Wärmetauschermedium folglich vor seinem Eintritt in die Wärmetauschereinrichtung eine geringere Temperatur auf als bei seinem Austritt aus der Wärmetauschereinrichtung und das Rauchgas weist vor seinem Eintritt in die Wärmetauschereinrichtung eine höhere Temperatur auf als bei seinem Austritt aus der Wärmetauschereinrichtung. Im Rahmen der Erfindung ist es ebenso möglich, anstelle Oder neben einer von einem Wärmetauschermedium durchströmten Wärmetauschereinrichtung auch jede andere geeignete Wärmetauschereinrichtung zu verwenden.

[0007] Abhängig von der Entstehung des Rauchgases enthält dieses einen gewissen Anteil Feuchtigkeit, so dass sich bei der Wärmeabgabe und damit bei der Abkiihlung des Rauchgases Flüssigkeit bilden kann. Der Rauchgaswärmetauscher weist wenigstens einen Sammelbehälter auf, in welchem sich gebildete Flüssigkeit sammelt. Ferner weist der Rauchgaswärmetauscher einen Rauchgasauslass auf, durch welchen das Rauchgas aus dem Rauchgaswärmetauscher strömt.

[0008] Abhängig von der Zusammensetzung und der Feuchte des Brennstoffs sowie der Zuluft entstehen beim Brennvorgang unterschiedliche Mengen an Wasserdampf sowie sonstiger kondensierbarer Stoffe im Rauchgas. Eine Kondensation dieser im Rauchgas enthaltenen Feuchtigkeit tritt ab einer Abkühlung des Rauchgases unter dessen Taupunkt auf. Eine Kondensation findet insbesondere an den vergleichsweise kühlen Wänden des Rauchgasdurchgangs im Wärmetauscher statt, die bei einer Ausfiihrungsform vom Wärmetauschermedium durchströmt werden. Dabei wird Kondensationsenergie frei, welche den Energieertrag des Rauchgaswärmetauschers erhöht.

[0009] Zusätzlich entstehen bei der Verbrennung von beispielsweise organischen Stoffen, Kohle Oder brennbaren Abfällen auch Glanzruß, Flugasche, Flugstaub, Holzteer Oder Teer und gegebenenfalls unverbrannte Kohlenwasserstoffe. Insbesondere im Zuge der Abkiihlung des Rauchgases im Rauchgasdurchgang scheiden sich diese Stoffe ab und verunreinigen die Ober-fläche des Rauchgasdurchgangs. Abhängig von der Oberflächentemperatur im Rauchgasdurchgang können diese Verunreinigungen auch so genannte Anbackungen bilden, die stark an der Oberfläche haften.

[0010] Beim Durchströmen eines Rauchgasdurchgangs der Wärmetauschereinrichtung können unterschiedliche Anteile des Rauchgases abgeschieden werden: Zunächst scheiden sich zu-meist Feststoffpartikel wie beispielsweise Stäube aus dem heißen Rauchgas an der Oberfläche des Rauchgasdurchgangs ab und verunreinigen diese. Durchströmt das Rauchgas weiter den Wärmetauscher, so kiihlt sich das Rauchgas im Rauchgasdurchgang weiter ab, vorzugsweise bis unter seinen Taupunkt, woraufhin im Rauchgas enthaltene Feuchtigkeit insbesondere an den Wänden des Rauchgasdurchgangs kondensiert.

[0011] Urn Partikel insbesondere von Feststoffen wie beispielsweise Stäuben bereits vor dem Eintreten des Rauchgases in einen Rauchgasdurchgang der Wärmetauschereinrichtung aus diesem zu entfernen wird vorgeschlagen, im ersten Durchgangsbereich des Rauchgaswärme- tauschers eine erste Reinigungsflüssigkeit-Einsprüheinrichtung anzuordnen, mittels welcher eine Reinigungsfliissigkeit in den ersten Durchgangsbereich einspriihbar ist. Die Reinigungs-flüssigkeit-Einsprüheinrichtung ist dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass sie eine Reinigungsfliissigkeit, welche beispielsweise auch Wasser Oder Wasser mit geeigneten Zusätzen sein kann, im ersten Durchgangsbereich fein verteilt, insbesondere vernebelt, so dass im Rauchgas enthaltene Partikel in der Reinigungsfliissigkeit gebunden und so ausgewaschen werden können. So können die Partikel bereits vor einem Eintreten in einen Rauchgasdurch-gang aus dem Rauchgas abgeschieden werden. Abgesehen von der damit verbundenen vor-teilhaften Reinigung des Abgases wird eine Verunreinigung der Oberfläche des Rauchgas-durchgangs deutlich reduziert.

[0012] Die Einspriiheinrichtung ist dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass eine möglichst große Menge der eingespriihten Reinigungsfliissigkeit von dem Rauchgas aufgenommen wird, das den ersten Durchgangsbereich durchströmt. Hierfiir ist die Einspriiheinrichtung so ausgebildet, dass die Reinigungsfliissigkeit einen möglichst großen Querschnitt des Durchgangsbe-reichs erfasst. Dies kann beispielsweise durch den Einsatz mehrerer Sprühöffnungen, insbesondere Spriihdiisen erfolgen, Oder auch mittels geeigneter Spriihkegel von Spriihdiisen, welche einen möglichst großen Anteil des Querschnitts des Durchgangsbereichs erfassen. Ferner ist die Einspriiheinrichtung vorzugsweise so ausgebildet, dass diese die Reinigungsfliissigkeit derart in den ersten Durchgangsbereich einspriiht, dass diese vom Rauchgas gut aufgenommen werden kann, wie beispielsweise in vernebelter Form Oder auch abhängig von der Strö-mungsgeschwindigkeit in verschiedenen Bereichen des ersten Durchgangsbereichs. Partikel im Rauchgas, insbesondere Feststoffpartikel wie Feinstaub wirken dabei als Kondensationskeime, die Reinigungsfliissigkeit an sich binden. Dabei entstehen Fliissigkeitstropfen, welche im Rauchgas enthaltene Partikel binden und aus dem Rauchgasstrom abgeschieden werden können.

[0013] Zum Ausscheiden der Fliissigkeitstropfen ist bevorzugt der untere Bereich des ersten Durchgangsbereichs geeignet ausgebildet, dass insbesondere an Partikeln gebildete Fliissigkeitstropfen der Reinigungsfliissigkeit dort gesammelt und in einen Sammelbehälter gefiihrt werden können. Dies kann beispielsweise mittels Schwerkraft und/ Oder einer Änderung der Strömungsrichtung und/oder Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases beim Durchströmen der Wärmetauschereinrichtung erfolgen. Bevorzugt ist im unteren Bereich des ersten Durchgangsbereichs ein Sammelbehälter angeordnet.

[0014] Es wird ferner vorgeschlagen, im ersten Durchgangsbereich eine Querschnittsveren-gungseinrichtung anzuordnen, urn die Aufnahme von Partikeln aus dem Rauchgas in die Reinigungsfliissigkeit zu verbessern. Durch die Verengung des Durchgangsquerschnitts wird das in den Rauchgaswärmetauscher eingeströmte Rauchgas insbesondere in dem Bereich, in den eine Reinigungsfliissigkeit eingespriiht wird, in geeigneter Weise beschleunigt, wodurch die Vermischung von Reinigungsfliissigkeitsnebel und Rauchgas verstärkt wird, urn die Bindung von Partikeln aus dem Rauchgas an die Reinigungsfliissigkeit zu verbessern.

[0015] Die Querschnittsverengung arbeitet vorzugsweise nach dem Venturi-Prinzip, d. h. im Bereich der Querschnittsverengung steigt die Strömungsgeschwindigkeit des Rauchgases während der statische Druck in diesem Bereich sinkt. Durch die Querschnittsverengung wird so eine bessere Vermischung der eingespriihten Reinigungsfliissigkeit mit dem Rauchgas erreicht, wodurch mehr Partikel im Rauchgas Reinigungsfliissigkeit an sich binden und dadurch aus dem Rauchgas ausgeschieden werden können. Dieser Effekt wird insbesondere auch durch die Verwirbelung des Rauchgases nach dem Durchtritt durch die Querschnittsverengung verstärkt. Dabei hat sich insbesondere eine Querschnittverengung von etwa 1:20 als vorteilhaft erwiesen. Jedoch bewirkt auch bereits eine Querschnittsverengung von 1:2 eine Verbesserung der Aus-scheidung von Partikeln aus dem Rauchgas. Eine stärkere Verengung des Querschnitts bis beispielweise 1:40 fiihrt ferner zu einer weiter verbesserten Ausscheidung von Partikeln, jedoch steigt mit zunehmender Querschnittsverengung der Aufwand, die Strömung im Rauchgaswär-metauscher aufrecht zu erhalten. Eine geeignete Querschnittsverengung wird daher insbesondere im Verhältnis in einem Bereich von 1:15 bis 1:25 gesehen, wobei auch andere Verhältnis- se abhängig von der Bauform des Rauchgaswärmetauschers vorteilhaft sein können.

[0016] Die Wirkung der Querschnittsverengung ist ferner von weiteren Faktoren der Ausgestal-tung abhängig. So kann die Wirkung durch Form und Anordnung der Verengung beeinflusst werden, ebenso beispielsweise durch die Oberfläche des ersten Durchgangsbereichs insbe-sondere im Bereich der Querschnittsverengung, wobei beispielsweise eine raue Oder struktu-rierte Oberfläche eine weitere Verwirbelung des Rauchgases begünstigen kann.

[0017] Das Anordnen von Querschnittsverengungen in Form von Strömungsleiteinrichtungen Oder dergleichen, die insbesondere eine Verwirbelung des Rauchgas-Reinigungsfliissigkeits-gemisches bewirken, Oder in Form eines Oder mehrerer angetriebener Ventilatoren ist ebenfalls möglich. Durch das Vorsehen einer Reinigungsflüssigkeits-Einsprüheinrichtung und einer Quer-schnittsverengungseinrichtung im ersten Durchgangsbereich eines Rauchgaswärmetauschers kann der Anteil von Partikeln, insbesondere von Feinstaubpartikeln im Rauchgas deutlich ge-senkt werden.

[0018] So können bereits im ersten Durchgangsbereich Partikel aus dem Rauchgas entfernt werden, welche während der weiteren Durchströmung des Rauchgaswärmetauschers zu einer Verunreinigung der Oberfläche des Rauchgasdurchgangs im Wärmetauscher führen können. Darüber hinaus bewirkt bereits der erste Reinigungsschritt im ersten Durchgangsbereich eine deutliche Verbesserung der Abgasqualität insbesondere des Feinstaubanteils des Rauchgases nach dem Verlassen des Rauchgaswärmetauschers.

[0019] Für eine Ausführungsform wird vorgeschlagen, die Austrittsöffnung des wenigstens einen Rauchgasdurchgangs gegenüber der Eintrittsöffnung des wenigstens einen Rauchgasdurchgangs der Wärmetauschereinrichtung horizontal nach oben versetzt anzuordnen. Das heißt, dass eine horizontal angeordnete Ebene, in welcher die Austrittsöffnung bzw. ein charak-teristischer Teil der Austrittsöffnung eines Rauchgasdurchgangs angeordnet ist, vertikal ober-halb einer horizontalen Ebene angeordnet ist, in welcher die Eintrittsöffnung bzw. ein charakte-ristischer Teil der Eintrittsöffnung des Rauchgasdurchgangs angeordnet ist. Dadurch wird er-reicht, dass das im Rauchgasdurchgang gebildete Kondensat aufgrund der Schwerkraft iiber die Oberfläche des Rauchgasdurchgangs in Richtung zu dessen Eintrittsöffnung hin fließt. Dabei kann diese Flüssigkeit auf ihrem Weg an der Oberfläche angesammelte Verunreinigun-gen wie Ruß, Asche, Flugstaub Oder Teer mitnehmen. Das im Rauchgasdurchgang gebildete Kondensat wird somit zur Reinigung des Rauchgasdurchgangs genutzt. Das Kondensat sam-melt sich anschließend in einem Sammelbehälter fiir Fliissigkeit.

[0020] Bei einer besonderen Ausfiihrungsform des Rauchgaswärmetauschers verläuft der wenigstens eine Rauchgasdurchgang im Wesentlichen senkrecht durch die Wärmetauscherein-richtung. Eine im wesentlichen senkrechte Anordnung des Rauchgasdurchgangs ermöglicht eine gute Fiihrung des sich bildenden Kondensats zur Eintrittsöffnung des Rauchgasdurchgangs, was zu einer höheren Fließgeschwindigkeit der Fliissigkeit fiihrt und damit eine verbes-serte Reinigungswirkung ermöglicht.

[0021] Bei einer weiteren Ausfiihrungsform des Rauchgaswärmetauschers ist nach dem Rauchgaseinlass, insbesondere im Eingangsbereich des ersten Durchgangsbereichs eine Vorabscheideeinrichtung angeordnet. Diese ist so ausgebildet, dass sie zur Verringerung des Anteils an Feinstaub, vorzugsweise je nach Ausfiihrung auch von Kohlenmonoxid und/ Oder von kurzkettigen organischen Verbindungen Oder weiteren Inhaltsstoffen des Rauchgases, welches in den Rauchgaswärmetauscher einströmt, dient. Eine solche Vorabscheideeinrichtung kann auf mechanische Weise, etwa in der Art eines Filters, und/oder auf chemische Weise, etwa durch Katalysatorwirkung, zur Vorabscheidung von Verunreinigungen des Rauchgases einge-setzt werden.

[0022] Bei einer besonderen Ausfiihrungsform des Rauchgaswärmetauschers ist im Austritts-bereich des wenigstens einen Rauchgasdurchgangs des Wärmetauschers eine zweite Reini-gungsfliissigkeit-Einspriiheinrichtung angeordnet, mittels welcher eine Reinigungsfliissigkeit auf wenigstens einen Teil der Oberfläche des wenigstens einen Rauchgasdurchgangs aufbringbar ist. Auch mit der zweiten Reinigungsflüssigkeit-Einsprüheinrichtung wird beispielsweise Wasser Oder Wasser mit geeigneten Zusätzen als Reinigungsflüssigkeit verwendet. Die Reinigungsfliis-sigkeit-Einspriiheinrichtung bringt die Reinigungsflüssigkeit möglichst so insbesondere im Be-reich der Austrittsöffnung des wenigstens einen Rauchgasdurchgangs ein, dass die Reini-gungsflüssigkeit vorzugsweise zumindest einen Teil der Oberfläche des Rauchgasdurchgangs benetzt und dort von der Austrittsöffnung für das Rauchgas her insbesondere aufgrund der Schwerkraft in Richtung zur Eintrittsöffnung für das Rauchgas fließen kann.

[0023] Dabei nimmt die Reinigungsfliissigkeit vorzugsweise an dieser Oberfläche angesammel-te Rauchgaspartikel auf und transportiert diese aus der Wärmetauschereinrichtung hinaus. Wird die Wärmetauschereinrichtung gleichzeitig von einem Rauchgas durchströmt, vermischt sich die Reinigungsfliissigkeit dabei mit dem vorzugsweise gleichzeitig an der Oberfläche des Rauchgasdurchgangs entstehenden Kondensat. Bei stärkeren „Anbackungen“ kann die zweite Reini-gungsflüssigkeit-Einsprüheinrichtung so lange betrieben werden, bis die Ablagerungen ausrei-chend aufgeweicht und mit der Reinigungsfliissigkeit abgeflossen sind. Die Reinigungsfliissigkeit sammelt sich nach dem Austritt aus dem Rauchgasdurchgang mit dem Kondensat in einem Sammelbehälter fiir Fliissigkeit. Bei einer Ausfiihrungsform ist es ebenso möglich, die zweite Reinigungsfliissigkeit-Einspriiheinrichtung zu betreiben, während die Wärmetauschereinrich-tung nicht von einem Rauchgas durchströmt wird, urn beispielsweise "Anbackungen" durch eine längere Einwirkungszeit der Feuchtigkeit zu lösen.

[0024] Bei einer weiteren Ausfiihrungsform des Rauchgaswärmetauschers ist die zweite Reini-gungsfliissigkeit-Einspriiheinrichtung auch zur Kiihlung des Rauchgases in der Wärmetausche-reinrichtung einsetzbar. Eine Kiihlung des Rauchgases, wenn dieses bereits durch den Rauch-gasdurchlass des Wärmetauschers strömt, ist insbesondere dann möglich, wenn die Rauchgas-temperatur so hoch ist, dass dessen Temperatur an der Austrittsöffnung der Wärmetauscher-einrichtung noch oberhalb des Taupunkts des Rauchgases liegt. In diesem Fall ist der dem Rauchgas entzogene Anteil der Wärmeenergie verhältnismäßig gering, da keine Kondensation der im Rauchgas enthaltenen Feuchtigkeit stattfindet. Zudem lagern sich aufgrund der hohen Temperatur Rauchgaspartikel an den Wänden des Rauchgasdurchgangs an und „backen dort test“. Urn diesen Effekt zu vermeiden Oder zumindest zu verringern, kann mittels einer zweiten Reinigungsfliissigkeit-Einspriiheinrichtung Reinigungsfliissigkeit in den wenigstens einen Rauchgasdurchgang zur Kiihlung des Rauchgases sowie zur Kiihlung und/oder Reinigung der Oberfläche des wenigstens einen Rauchgasdurchgangs eingebracht werden.

[0025] Bei einer besonderen Ausfiihrungsform des Rauchgaswärmetauschers ist vor dem Rauchgasauslass eine Tropfenabscheideeinrichtung angeordnet. Sofern das Rauchgas nach dem Durchströmen des Wärmetauschers noch Feuchtigkeit aufweist, welche beispielsweise in Form von Tropfen an Rauchgaspartikel gebunden ist Oder etwa mitgenommenes Kondensat, so werden diese Tropfen von der Tropfenabscheideeinrichtung aus dem Rauchgas entfernt. Dies ist vor allem zur Vermeidung einer „Versottung“ des sich vorzugsweise anschließenden Kamins durch eine zu hohe Feuchtigkeit des Rauchgases vorteilhaft, welcher zur Ableitung des durch den Rauchgaswärmetauscher nun abgekiihlten und gereinigten Rauchgases eingesetzt wird. Vorteilhafte Ausfiihrungsformen einer Tropfenabscheideeinrichtung weisen eine große Oberflä-che auf, welche von dem Rauchgas überstrichen wird, wie beispielsweise ein Labyrinth mit strömungsrichtungsändernden Kanten Oder Vorsprüngen, an welchen sich die Feuchtigkeit sammeln und vorzugsweise in einen Sammelbehälter abgeführt werden kann.

[0026] Bei einer besonderen Ausfiihrungsform des Rauchgaswärmetauschers enthält die Rei-nigungsflüssigkeit zumindest teilweise ein Kondensat des Rauchgases. Bei einer solchen Ausfiihrungsform wird zumindest ein Teil der Reinigungsfliissigkeit, welche in der ersten und/ Oder zweiten Reinigungsfliissigkeit-Einspriiheinrichtung verwendet wird, einem Sammelbehälter entnommen, in welchen zumindest ein Teil des in der Wärmetauschereinrichtung entstehenden Kondensats eingeleitet wird. Auf diese Weise ist es möglich, den Rauchgaswärmetauscher mit einem möglichst ressourcenschonenden Fliissigkeitssystem auszustatten, bei welchem die Verwendung von Wasser, das von außen zugefiihrt werden muss, weitgehend reduziert ist.

[0027] Bei einer weiteren Ausführungsform des Rauchgaswärmetauschers ist der Reinigungs-flüssigkeit ein Reinigungsmittel zuführbar. Im Betrieb des Rauchgaswärmetauschers ist es vorzugsweise zumeist möglich, die erste und zweite Reinigungsflüssigkeit-Einsprüheinrichtun-gen mit einer Reinigungsfliissigkeit wie insbesondere Wasser zu betreiben, bei welcher auf einen Zusatz eines Reinigungsmittels verzichtet werden kann. Allerdings kann abhängig von den im Rauchgas enthaltenen Verbrennungsrückständen der Zusatz eines Reinigungsmittels erforderlich sein, urn Ablagerungen und „Anbackungen“ insbesondere von der Oberfläche des wenigstens einen Rauchgasdurchgangs zu lösen. Ein verwendbares Reinigungsmittel bildet ferner vorzugsweise eine Lauge aus, so dass auf diese Weise sich möglicherweise durch im Rauchgas enthaltene Reststoffe gebildete Säuren wieder neutralisiert werden.

[0028] Eine besondere, insbesondere ressourcenschonende Ausfiihrungsform des Rauchgas-wärmetauschers weist einen geschlossenen Reinigungsflüssigkeitskreislauf auf. Ein solcher Rauchgaswärmetauscher weist vorzugsweise einen Sammelbehälter auf, in welchem die im Rauchgaswärmetauscher enthaltene Flüssigkeit gesammelt wird. Vorzugsweise ist dieser Sammelbehälter so aufgebaut, dass sich mit der Fliissigkeit transportierte Partikel dort ablagern und nicht wieder in den Reinigungsflüssigkeitskreislauf gelangen können.

[0029] Bei einer weiteren Entwicklung dieser Ausfiihrungsform ist im Sammelbehälter für Flüs-sigkeit eine weitere Wärmetauschereinrichtung angeordnet, die beispielsweise von einem Wär-metauschermedium durchströmbar ist. Diese weitere Wärmetauschereinrichtung ermöglicht zum einen eine weitere Entnahme der in der Fliissigkeit gespeicherten Wärmeenergie, und damit eine Erhöhung des Wirkungsgrads des Rauchgaswärmetauschers, zum anderen wird durch die Entnahme der Wärmeenergie die Reinigungsfliissigkeit gekiihlt, womit eine größere Kiihlwirkung der zweiten Reinigungsfliissigkeit-Einspriiheinrichtung erreichbar ist.

[0030] Eine weitere Ausfiihrungsform des Rauchgaswärmetauschers weist eine Überströmlei-tung auf, durch welche das Rauchgas aus dem ersten Durchgangsbereich in den Austrittsbe-reich des zweiten Durchgangsbereichs fiihrbar ist. Mittels dieser Uberströmleitung ist es mög-lich, dass das Rauchgas nicht durch die Wärmetauschereinrichtung gefiihrt wird. Dies kann beispielsweise aufgrund von Störungen bei der Zirkulation eines Wärmetauschermediums Oder fiir Wartungszwecke erforderlich sein. Bei einer bevorzugten Ausfiihrungsform ist die Über-strömleitung so angeordnet, dass diese das Rauchgas erst nach dem Durchströmen eines Abschnitts des ersten Durchgangsbereichs aufnimmt, in welchem eine erste Reinigung des Rauchgases mittels Reinigungsfliissigkeit erfolgt ist und/oder das Rauchgas durch eine mecha-nisch und/oder chemisch wirksame Vorabscheideeinrichtung geströmt ist.

[0031] Zur Lösung der Aufgabe wird weiter ein Verfahren zum Betrieb eines Rauchgaswärme-tauschers vorgeschlagen, welcher einen Rauchgaseinlass, einen ersten Durchgangsbereich, der nach dem Rauchgaseinlass angeordnet ist mit einer darin angeordneten Querschnittsver-engungseinrichtung, und einen zweiten Durchgangsbereich mit einer darin angeordneten Wär-metauschereinrichtung aufweist, die von einem Wärmetauschermedium durchströmt sein kann. Die Wärmetauschereinrichtung weist wenigstens einen Rauchgasdurchgang mit einer Eintritts-öffnung und einer Austrittsöffnung für ein Rauchgas auf. Der Rauchgaswärmetauscher weist ferner mindestens einen Sammelbehälter für Flüssigkeit und einen Rauchgasauslass auf. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine Reinigungsfliissigkeit in das Rauchgas im ersten Durchgangsbereich eingesprüht wird, die eingesprühte Reinigungsfliissigkeit insbesondere durch die Querschnittsverengungseinrichtung mit dem Rauchgas im ersten Durchgangsbereich vermischt wird, die Reinigungsfliissigkeit mit im ersten Durchgangsbereich aus dem Rauchgas aufgenommenen Partikeln, insbesondere Feststoffpartikeln in einem Sammelbehäl-ter gesammelt wird, und dass das Rauchgas durch den mindestens einen Rauchgasdurchgang der Wärmetauschereinrichtung geleitet wird.

[0032] Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird die eingesprühte Reinigungsfliissigkeit im Rauchgas verteilt, wodurch Partikel im Rauchgas als Kondensationskeime wirken, welche die Reinigungsfliissigkeit an sich binden. Auf diese Weise entstehen Flüssigkeitstropfen, welche im Rauchgas enthaltene Partikel binden, die mit den Flüssigkeitstropfen aus dem Rauchgasstrom abgeschieden werden können. Eine besonders gute Aufnahme von Partikeln aus dem Rauch-gas wird insbesondere durch eine feine Vernebelung der eingespriihten Reinigungsfliissigkeit erreicht. Durch die Vermischung der eingespriihten Reinigungsfliissigkeit mit dem Rauchgas im ersten Durchgangsbereich kann der Anteil der Rauchgaspartikel, die vom Reinigungsmedium aufgenommen werden, weiter erhöht werden. Fiir diesen Zweck können geeignete Mittel zur Verengung des Querschnitts im ersten Durchgangsbereich eingesetzt werden. Nach dem Durchströmen der Querschnittsverengung erhöht sich die Vermischung insbesondere aufgrund der Verwirbelung des Luft-Reinigungsmedium-Gemisches bei der Expansion des Gemisches nach dem Durchtritt der Querschnittsverengung.

[0033] Nachdem das Rauchgas die Querschnittsverengung durchströmt hat, wird die Reinigungsfliissigkeit mit den im ersten Durchgangsbereich aufgenommenen Partikeln aus dem Rauchgas abgeschieden in einem Sammelbehälter gesammelt. Auf diese Weise sind Feststoff-partikel bereits nach dem Rauchgaseinlass aus dem Rauchgas entfernbar, womit saubereres Rauchgas durch den Rauchgaswärmetauscher strömt, was zu einer Reduzierung von dessen Verschmutzung, insbesondere der Verschmutzung der Rauchgasdurchgänge der Wärmetau-schereinrichtung beiträgt.

[0034] Zum Durchfiihren eines besonderen Verfahrens zum Betrieb eines Rauchgaswärmetau-schers ist dieser so ausgebildet, dass die Austrittsöffnung der Wärmetauschereinrichtung ge-geniiber der Eintrittsöffnung des wenigstens einen Rauchgasdurchgangs horizontal nach oben versetzt angeordnet ist. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Temperatur des Rauchgases im Rauchgasdurchgang vor dem Austritt aus der Wärmetauschereinrichtung so-weit gesenkt wird, dass ein im Rauchgas enthaltener Wasserdampf bzw. Feuchtigkeit vor dem Austritt aus der Wärmetauschereinrichtung zumindest teilweise an der Oberfläche des Rauchgasdurchgangs kondensiert. Die abfließende kondensierte Fliissigkeit wird zumindest teilweise iiber die Oberfläche des Rauchgasdurchgangs in den Sammelbehälter gefiihrt, wobei die Fliissigkeit an der Oberfläche des Rauchgasdurchgangs dort angeordnete Rauchgaspartikel auf-nimmt.

[0035] Dadurch, dass ein Teil des Wasserdampfes im Rauchgasdurchgang der Wärmetausche-reinrichtung kondensiert, bildet sich an der Oberfläche des Rauchgasdurchgangs Feuchtigkeit, und zwar umso mehr, je mehr sich das Rauchgas im Rauchgasdurchgang abkiihlt, und damit auch umso mehr, je näher das Rauchgas der Austrittsöffnung kommt. Einerseits wird bei der Kondensation des Wasserdampfes Wärmeenergie frei - so dass mit der Menge des gebildeten Kondensats auch die Menge der abgegebenen Energie steigt. Andererseits bildet sich jedoch auch mehr Fliissigkeit, welche auf ihrem Weg von nahe an der Austrittsöffnung durch den Rauchgasdurchgang bis zur Eintrittsöffnung fiir das Rauchgas mehr an der Oberfläche des Rauchgasdurchgangs abgelagerte Rauchgaspartikel aufnehmen kann. Dadurch, dass das Kondensat in entgegengesetzter Richtung zur Strömung des Rauchgases durch die Wärmetau-schereinrichtung gefiihrt wird, kann das Kondensat iiber die Oberfläche des Rauchgasdurchgangs gefiihrt werden und dient so zur Reinigung der Oberfläche des Rauchgasdurchgangs.

[0036] Bei einer weiteren Entwicklung des Verfahrens wird eine Reinigungsfliissigkeit in wenigstens einen Durchgangsbereich und insbesondere in den wenigstens einen Rauchgasdurchgang eingebracht. Dabei kann während des Betriebs des Rauchgaswärmetauschers im Falle zu hoher Rauchgastemperaturen eine Abkiihlung des Rauchgases in wenigstens einem Rauchgasdurchgang erreicht werden, da die Reinigungsfliissigkeit eine geringere Temperatur auf-weist als das Rauchgas. Zum anderen kann dabei auch Reinigungsfliissigkeit auf die Oberflä-che des Rauchgasdurchgangs aufgebracht werden, welche, wie vorangehend bereits ausfiihr-lich beschrieben ist, zur Reinigung der Oberfläche des wenigstens einen Rauchgasdurchgangs beiträgt.

[0037] Bei einer weiteren Entwicklung des Verfahrens werden nach dem Durchströmen des Wärmetauschers sich noch im Rauchgas befindende Tröpfchen vor dem Austreten des Rauchgases aus dem Rauchgaswärmetauscher abgeschieden. Die dabei gesammelte Fliissigkeit wird vorzugsweise in einen Sammelbehälter fiir Fliissigkeit gefiihrt.

[0038] Bei einer weiteren Entwicklung des Verfahrens wird wenigstens ein Teil der im wenigs-tens einen Rauchgasdurchgang kondensierten Flüssigkeit als Reinigungsfliissigkeit verwendet. Dadurch, dass die in einem Rauchgasdurchgang kondensierte Flüssigkeit in einen Sammelbe-hälter geführt wird, aus dem zumindest ein Teil der verwendeten Reinigungsfliissigkeit ent-nommen wird, kann im Rauchgasdurchgang kondensierte Fliissigkeit auch weiter als Reini-gungsfliissigkeit verwendet werden. In einem weiteren Verfahrensschritt kann es erforderlich sein, dass der Reinigungsfliissigkeit ein Reinigungsmittel zugefiihrt wird. Dies kann beispiels-weise vom Verschmutzungsgrad der Rauchgasdurchgänge abhängig sein. In einem anderen Fall kann es auch aufgrund eines zu hohen Säuregehalts der Reinigungsfliissigkeit zweckmä-ßig sein, ein basisches Reinigungsmittel zuzusetzen, urn die Reinigungsfliissigkeit zu neutrali-sieren.

[0039] Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren.

[0040] Es zeigt: [0041] Fig. 1: eine schematische Darstellung eines beispielhaften erfindungsgemäßen Rauch- gaswärmetauschers, [0042] Fig. 2: eine schematische Draufsicht auf den beispielhaften Rauchgaswärmetauscher aus Fig. 1, [0043] Fig. 3: eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des beispielhaften Rauch- gaswärmetauschers aus Fig. 1 mit einer anderen beispielhaften Querschnitts-verengungseinrichtung, und [0044] Fig. 4: eine schematische Draufsicht auf einen Ausschnitt des beispielhaften Rauch- gaswärmetauschers aus Fig. 3.

[0045] Fig. 1 zeigt einen beispielhaften Rauchgaswärmetauscher 10, mit einem Rauchgasein-lass 21 und einem ersten Durchgangsbereich 22, einem Sammelbehälter 23 fiir Fliissigkeit, einem zweiten Durchgangsbereich 24 und einem Rauchgasauslass 25.

[0046] Im ersten Durchgangsbereich 22 ist nach dem Rauchgaseinlass 21 eine Vorabscheide-einrichtung 19 angeordnet. Diese enthält bei der beispielhaften Ausfiihrungsform ein Filtergra-nulat zum Abscheiden von Verunreinigungen des Rauchgases unmittelbar nach dessen Eintritt in den Rauchgaswärmetauscher 10.

[0047] Ebenfalls im ersten Durchgangsbereich 22 ist eine erste Reinigungsfliissigkeit-Einspriih-einrichtung 26 angeordnet, welche wenigstens eine Reinigungsflüssigkeit-Einsprühdüse 27 aufweist. Die Reinigungsflüssigkeit-Einsprühdüse 27 sprüht bzw. nebelt Reinigungsfliissigkeit in den ersten Durchgangsbereich 22 und damit in das durch den Rauchgaseinlass 21 eingeström-te Rauchgas. Zur Verbesserung der Vermischung des Rauchgases mit der eingespriihten Reinigungsfliissigkeit ist im ersten Durchgangsbereich 22 eine Querschnittsverengungseinrich-tung 28 in Form von geneigt angeordneten Blechen angeordnet, welche in der Art einer Venturi-Diise das Rauchgas im ersten Durchgangsbereich 22 zunächst aufstaut, damit es durch die Beschleunigung nach dem Durchtritt der Querschnittsverengungseinrichtung 28 verwirbelt wird und sich so verstärkt mit der Reinigungsfliissigkeit vermischt, urn einen möglichst großen Anteil von im Rauchgas enthaltenen Partikeln in dieser zu binden und mit dieser auszuscheiden. Damit wird bereits unmittelbar nach dem Eintritt des Rauchgases in den Rauchgaswärmetau-scher 10 der Anteil von Feinstaub und anderen fliissigkeitsbindbaren Partikeln im Rauchgas reduziert. Die beispielhaft gezeigte Querschnittsverengungseinrichtung 28 verengt den Quer-schnitt im ersten Durchgangsbereich 22 in einem Verhältnis von etwa 1:2.

[0048] Im zweiten Durchgangsbereich 24 ist eine Wärmetauschereinrichtung 30 angeordnet, welche mehrere Rauchgasdurchgänge 31 aufweist, in Fig. 1 sind beispielhaft fiinf Rauchgas-durchgänge 31 dargestellt. Jeder Rauchgasdurchgang 31 weist eine Eintrittsöffnung 32 und eine Austrittsöffnung 33 fiir das durchströmende Rauchgas auf, wobei die Austrittsöffnung 33 oberhalb der Eintrittsöffnung 32 und damit horizontal nach oben versetzt gegenüber der Ein- trittsöffnung 32 angeordnet ist.

[0049] Die Wärmetauschereinrichtung 30 ist von einem Wärmetauschermedium durchströmbar (nicht dargestellt), welches die vom Rauchgas innerhalb der Wärmetauschereinrichtung 30 abgegebene Wärmeenergie aufnimmt und der weiteren Nutzung zuführt.

[0050] Im zweiten Durchgangsbereich 24 ist oberhalb der Wärmetauschereinrichtung 30 eine zweite Reinigungsflüssigkeit-Einsprüheinrichtung 46 angeordnet, welche mehrere Reinigungs-flüssigkeit-Einsprühdüsen 47 aufweist. Die Reinigungsflüssigkeit-Einsprühdüsen 47 sprühen bzw. nebeln Reinigungsflüssigkeit in den zweiten Durchgangsbereich 24 und damit - sofern Rauchgas strömt - in das Rauchgas und/oder in die Rauchgasdurchgänge 31 im Bereich der Austrittsöffnungen 33 ein.

[0051] Unterhalb des ersten Durchgangsbereichs 22 und des zweiten Durchgangsbereichs 24 ist der Sammelbehälter 23 angeordnet, in welchem die im ersten und zweiten Durchgangsbereich 22, 24 anfallende Flüssigkeit gesammelt wird. Das Rauchgas strömt auf seinem Weg vom ersten Durchgangsbereich 22 zum zweiten Durchgangsbereich 24 oberhalb des Fliissigkeits-spiegels 29 durch den Sammelbehälter 23. Unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 29 ist eine weite-re Wärmetauschereinrichtung 45 angeordnet, die zum Abfiihren von Wärmeenergie zur weiteren Nutzung sowie gleichzeitig zur Kiihlung der im Sammelbehälter 23 gesammelten Fliissigkeit dient.

[0052] Unterhalb des Flüssigkeitsspiegels und oberhalb einer möglichen Sedimentablagerung ist eine Fliissigkeits-Entnahmeeinrichtung 44 angeordnet, welche mit der ersten und zweiten Reinigungsflüssigkeit-Einsprüheinrichtung 26, 46 verbindbar ist, urn die Fliissigkeit aus dem Sammelbehälter 23 als Reinigungsfliissigkeit zu verwenden und in den ersten und/oder zweiten Durchgangsbereich 22, 24 einzuspriihen. Ferner ist am Sammelbehälter 23 eine Überlaufein-richtung 48 angeordnet, welche im Falle eines Anstiegs des Fliissigkeitsspiegels 29 iiber eine maximale Höhe zum Abfiihren von Fliissigkeit aus dem Sammelbehälter 23 dient.

[0053] In Strömungsrichtung des Rauchgases schließt sich an den zweiten Durchgangsbereich 24 ein Tropfenabscheidebereich 40 an. Im Tropfenabscheidebereich 40 ist eine Tropfenab-scheideeinrichtung 41 (in Fig. 2 schematisch dargestellt) angeordnet, welche der Abscheidung von im Rauchgas enthaltenen Fliissigkeitstropfen dient. Wie in Fig. 1 gezeigt ist (gestrichelte Linie), ist der Tropfenabscheidebereich 40 so ausgebildet, dass die dort aus dem Rauchgas abgeschiedene Fliissigkeit ebenfalls in den Sammelbehälter 23 gefiihrt wird. Nach dem Durch-strömen des Tropfenabscheidebereichs 40 strömt das Rauchgas durch Rauchgasauslass 25 aus der Wärmetauschereinrichtung 10.

[0054] Der schematisch dargestellte Rauchgaswärmetauscher 10 weist eine Überströmleitung 36 auf, durch welche das Rauchgas aus dem oberen Abschnitt des ersten Durchgangsbereichs 22 in den oberen Abschnitt des zweiten Durchgangsbereichs 24 oberhalb der Wärmetauscher-einrichtung 30 fiihrbar ist. Zum Öffnen und Schließen der Überströmleitung 36 sind Überström-klappen 37 vorgesehen, mittels welchen das Rauchgas durch die Überströmleitung 36 leitbar ist.

[0055] Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf den beispielhaften Rauchgaswärmetau-scher 10 aus Fig. 1, bei welchem die obere Abdeckung nicht dargestellt ist. Die gleichen Ele-mente sind entsprechend mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

[0056] Das Rauchgas strömt durch den Rauchgaseinlass 21 und die Vorabscheideeinrichtung 19 in den ersten Durchgangsbereich 22 des Rauchgaswärmetauschers 10. Im ersten Durchgangsbereich 22 ist eine Reinigungsflüssigkeit-Einsprüheinrichtung 26 mit drei Reinigungsfliis-sigkeit-Einsprühdüsen 27 angeordnet. Ebenfalls schematisch ist die Verteilung der eingespriih-ten Reinigungsflüssigkeit im Durchgangsbereich mittels eines gestrichelten Kreises angedeutet. Ferner ist im ersten Durchgangsbereich 22 in Fig. 2 die Querschnittsverengungseinrichtung 28 erkennbar.

[0057] Das Rauchgas strömt durch den ersten Durchgangsbereich 22 durch die Querschnitts- verengungseinrichtung 28 nach unten und über den in Fig. 2 nicht sichtbaren Sammelbehälter 23 in den zweiten Durchgangsbereich 24. In Fig. 2 ist die Wärmetauschereinrichtung 30 mit fiinf Rauchgasdurchgängen 31 dargestellt. Oberhalb der Wärmetauschereinrichtung ist die zweite Reinigungsflüssigkeit-Einsprüheinrichtung 46 mit fiinf Reinigungsflüssigkeit-Einsprühdüsen 47 dargestellt sowie ebenfalls schematisch ist die Verteilung der eingespriihten Reinigungsfliissig-keit mittels gestrichelten Kreisen angedeutet.

[0058] In Fig. 2 ist ferner eine Überströmleitung 36 dargestellt, durch welche das Rauchgas aus dem ersten Durchgangsbereich 22 in den zweiten Durchgangsbereich 24 fiihrbar ist, um wie in Fig. 1 gezeigt die oberen Abschnitte der Durchgangsbereiche 22 und 24 zu verbinden und so eine "Bypass"-Leitung zur Umgehung der Wärmetauschereinrichtung 30 herzustellen. Die Überströmklappen 37 dienen zum Öffnen und Schließen der Überströmleitung 36 um das Rauchgas entweder durch die Wärmetauschereinrichtung 30 Oder durch die Überströmleitung 36 zu leiten.

[0059] Aus dem zweiten Durchgangsbereich 24 strömt das Rauchgas durch den Tropfenab-scheidebereich 40, in welchem eine Tropfenabscheideeinrichtung 41 angeordnet ist, um im Rauchgas verbliebene Fliissigkeitstropfen abzuscheiden. Die hier schematisch dargestellte beispielhafte Tropfenabscheideeinrichtung weist nebeneinander angeordnete wellenförmige Lamellen mit nicht dargestellten Abscheidekanten auf, an welchen sich die Feuchtigkeit sam-melt und in Richtung des Sammelbehälters 23 abfließt. Nach dem Durchströmen des Tropfen-abscheidebereichs 40 strömt das Rauchgas schließlich durch den Rauchgasauslass 25 aus der Wärmetauschereinrichtung 10.

[0060] Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts des beispielhaften Rauch-gaswärmetauschers 10 aus Fig. 1 mit einer anderen beispielhaften Querschnittsverengungsein-richtung 38. Die gleichen Elemente sind entsprechend mit den gleichen Bezugszeichen verse-hen. Der erste Durchgangsbereich 22 weist einen rechtwinklig ausgebildeten Querschnitt auf. Die Querschnittsverengungseinrichtung 38 wird von abgewinkelten Blechen gebildet. Die Ble-che erstrecken sich über die gesamte Breite des ersten Durchgangsbereichs 22 und sind so ausgebildet, dass diese jeweils geneigt von der Wandung des Durchgangsbereichs 22 weg aufeinander zu verlaufen und von dem Bereich der Abwinklung 39, an dem sich die Bleche am nächsten kommen, wieder in Richtung zur Wandung hin verlaufen. An der engsten Stelle ver-engen die Bleche der Querschnittsverengungseinrichtung 38, den Querschnitt des ersten Durchgangsbereichs 22 etwa im Verhältnis 1:20. Im Bereich der Abwinklung 39 und damit an der Stelle, welche den geringsten Öffnungsquerschnitt der Querschnittsverengungseinrichtung 38 darstellt und an welchem damit die Strömung des Rauchgases die höchste Strömungsge-schwindigkeit aufweist, weisen die Bleche zur Führung der Strömung einen Radius auf. Auch die in Fig. 3 dargestellte Querschnittsverengungseinrichtung 38 arbeitet damit nach dem Ven-turi-Prinzip. Insbesondere durch die Expansion und auch durch die damit verbundene Verwirbe-lung des Rauchgases nach dem Durchtritt der Querschnittsverengung bilden sich Tropfen der Reinigungsfliissigkeit aus, in welchen Feststoffpartikel aus dem Rauchgas gebunden sind. Diese Flüssigkeitstropfen werden beim Rauchgaswärmetauscher 10 einerseits durch die Schwerkraft und zusätzlich durch die Strömungsumlenkung des Rauchgasstroms beim Austritt aus dem ersten Durchgangsbereich aus dem Rauchgasstrom ausgeschieden und vom Sam-melbehälter 23 aufgenommen.

[0061] Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Ausschnitt des beispielhaften Rauchgaswärmetauschers 10 aus Fig. 3, bei welchem die obere Abdeckung nicht dargestellt ist. In dieser Darstellung sind die Abmessungen des Querschnitts des ersten Durchgangsbereichs 22 im Verhältnis zu den Abmessungen des Querschnitts im Bereich der größten Veren-gung durch die Querschnittsverengungseinrichtung 38 erkennbar.

Claims (12)

1. Patentansprüche

   1. Rauchgaswärmetauscher (10) mit - einem Rauchgaseinlass (21), - einem nach dem Rauchgaseinlass (21) angeordneten ersten Durchgangsbereich (22) für ein Rauchgas, - einem zweiten Durchgangsbereich (24) für das Rauchgas, in welchem eine Wärmetau-schereinrichtung (30) angeordnet ist, die wenigstens einen Rauchgasdurchgang (31) mit einer Eintrittsöffnung (32) und einer Aus-trittsöffnung (33) für das Rauchgas aufweist - mindestens einem Sammelbehälter (23) für Flüssigkeit, und - einem Rauchgasauslass (25), dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Durchgangsbereich (22) eine erste Reinigungsflüssigkeit- Einsprüheinrichtung (26) angeordnet ist, mittels welcher eine Reinigungsflüssigkeit in den ersten Durchgangsbereich (22) einsprühbar ist, wobei im ersten Durchgangsbereich (22) eine Querschnittsverengungseinrichtung (28, 38) angeordnet ist, urn die Aufnahme von Parti-keln aus dem Rauchgas in die Reinigungsflüssigkeit zu verbessern, und dass die Austrittsöffnung (33) des wenigstens einen Rauchgasdurchgangs (31) gegenüber der Eintrittsöffnung (32) des wenigstens einen Rauchgasdurchgangs (31) horizontal nach oben versetzt angeordnet ist.
2. 2. Rauchgaswärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Rauchgasdurchgang (31) im Wesentlichen senkrecht durch die Wärmetauscher-einrichtung verläuft.
3. 3. Rauchgaswärmetauscher nach einem der vorhergehenden Anspriiche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Durchgangsbereich (22) eine Vorabscheideeinrichtung (19) angeordnet ist.
4. 4. Rauchgaswärmetauscher nach einem der vorhergehenden Anspriiche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverengungseinrichtung (28, 38) den Querschnitt im ersten Durchgangsbereich (22) im Verhältnis in einem Bereich von 1:2 bis 1:40, insbesondere im Verhältnis in einem Bereich von 1:10 bis 1:30, insbesondere im Verhältnis in einem Bereich von 1:15 bis 1:25 und bevorzugt in einem Bereich von 1:20 verengt.
5. 5. Rauchgaswärmetauscher nach einem der vorhergehenden Anspriiche, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Durchgangsbereich (24) eine zweite Reinigungsfliissigkeit-Einspriiheinrichtung (46) angeordnet ist, mittels welcher eine Reinigungsfliissigkeit auf die Oberfläche des wenigstens einen Rauchgasdurchgangs (31) aufbringbar ist.
6. 6. Rauchgaswärmetauscher nach einem der vorhergehenden Anspriiche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsfliissigkeit-Einspriiheinrichtung (26, 46) zur Kiihlung des Rauchgases einsetzbar ist.
7. 7. Rauchgaswärmetauscher nach einem der vorhergehenden Anspriiche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Rauchgasauslass (25) eine Tropfenabscheideeinrichtung (41) angeordnet ist.
8. 8. Rauchgaswärmetauscher nach einem der vorhergehenden Anspriiche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauchgaswärmetauscher (10) einen geschlossenen Reinigungsfliissig-keitskreislauf aufweist.
9. 9. Rauchgaswärmetauscher nach einem der vorhergehenden Anspriiche, gekennzeichnet durch eine weitere Wärmetauschereinrichtung (45), die insbesondere von einem Wärme-tauschermedium durchströmbar ist, und welche im Sammelbehälter (23) fiir Fliissigkeit angeordnet ist.
10. 10. Verfahren zum Betrieb eines Rauchgaswärmetauschers, wobei der Rauchgaswärmetau-scher (10) aufweist: - einen Rauchgaseinlass (21), - einen ersten Durchgangsbereich (22) mit einer darin angeordneten Querschnittsveren-gungseinrichtung (28, 38), der nach dem Rauchgaseinlass (21) angeordnet ist, - einen zweiten Durchgangsbereich (24) mit einer darin angeordneten Wärmetauscherein-richtung (30), welche wenigstens einen Rauchgasdurchgang (31) mit einer Eintrittsöff-nung (32) und einer Austrittsöffnung (33) fiir ein Rauchgas aufweist, wobei die Austritts-öffnung (33) der Wärmetauschereinrichtung (30) gegenüber der Eintrittsöffnung (32) des wenigstens einen Rauchgasdurchgangs (31) horizontal nach oben versetzt angeordnet ist, - mindestens einen Sammelbehälter (23) für Flüssigkeit, und - einen Rauchgasauslass (25), gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: - Einsprühen einer Reinigungsfliissigkeit in das Rauchgas im ersten Durchgangsbereich (22), - Vermischen der eingesprühten Reinigungsfliissigkeit mit dem Rauchgas im ersten Durchgangsbereich (22), - Sammeln der Reinigungsfliissigkeit mit im ersten Durchgangsbereich (22) aus dem Rauchgas aufgenommenen Feststoffpartikeln in einem Sammelbehälter (23), - Leiten des Rauchgases durch den mindestens einen Rauchgasdurchgang (31) der Wärmetauschereinrichtung (30), - Senken der Temperatur des Rauchgases in dem wenigstens einen Rauchgasdurchgang (31) vor dem Austritt aus der der Wärmetauschereinrichtung (30) soweit, dass ein im Rauchgas enthaltener Wasserdampf vor dem Austritt aus der Wärmetauschereinrich-tung (30) zumindest teilweise an der Oberfläche des wenigstens einen Rauchgasdurchgangs (31) kondensiert, - Fiihren der abfließenden kondensierten Fliissigkeit zumindest teilweise iiber die Ober-fläche des wenigstens einen Rauchgasdurchgangs (31) in den wenigstens einen Sam-melbehälter (23), wobei die Fliissigkeit an der Oberfläche des wenigstens einen Rauchgasdurchgangs (31) dort angeordnete Rauchgaspartikel aufnimmt.
11. 11. Verfahren zum Betrieb eines Rauchgaswärmetauschers nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt: - Einbringen von Reinigungsfliissigkeit in den wenigstens einen Rauchgasdurchgang (31).
12. 12. Verfahren zum Betrieb eines Rauchgaswärmetauschers nach einem der Anspriiche 10 Oder 11, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt: - Kiihlen des Rauchgases durch Einbringen von Reinigungsfliissigkeit in den ersten Oder zweiten Durchgangsbereich (22, 24). Hierzu 3 Blatt Zeichnungen