AT525952A1

AT525952A1 - Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen einer Kleinfeuerungsanlage

Info

Publication number: AT525952A1
Application number: ATA50125/2022A
Authority: AT
Inventors: Beilschmidt Alfred; Sageder Dipl -Ing Dr Armin; Leopold Dr Markus
Original assignee: Beilschmidt Alfred
Priority date: 2022-02-24
Filing date: 2022-02-24
Publication date: 2023-09-15
Also published as: WO2023159259A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen einer Kleinfeuerungsanlage, insbesondere zur Abscheidung von Feinstaub, umfassend ein Gaszufuhrrohr (1) für das aus der Kleinfeuerungsanlage kommende Abgas, eine Behandlungskammer (2) sowie ein Gasauslassrohr (3) für das gereinigte Abgas. Die Behandlungskammer (2) ist zumindest teilweise mit Flüssigkeit gefüllt, wobei die Austrittsöffnung (4) aus dem Gaszufuhrrohr (1) unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (5) liegt und flanschförmig von einer Lochplatte (6) mit rasterförmig angeordneten Löchern (7) für den Gasdurchtritt umgeben ist. Die Lochplatte (6) ist von nach unten vom Flüssigkeitsspiegel (5) wegweisenden Seitenwänden (8) umrandet, wobei zwischen den Seitenwänden (8) der Lochplatte (6) und den Seitenwänden der Behandlungskammer (2) ein Spalt (9) verbleibt. Der Boden (10) der Behandlungskammer (2) ist in Richtung einer am tiefsten Punkt gelegenen Abflussöffnung (11) für die Waschflüssigkeit geneigt ausgeführt.

Description

sowie ein Gasauslassrohr für das gereinigte Abgas.

Kleinfeuerungsanlagen, die z.B. Holz, Holzpellets oder Kohle als Brennstoff benutzen, sind häufig in Häusern von Privathaushalten vorzufinden, wo sie herkömmliche Heizsysteme ergänzen oder ersetzen. Gerade aufgrund der Nachhaltigkeit von nachwachsenden Brennstoffen wächst der Anteil an Pelletsöfen für den Privatgebrauch. Nachteilig bei diesen Anlagen ist, dass durch den Biomassebrennstoff bei der Verbrennung größere Mengen an Feinstaub anfallen, welche ebenfalls wieder eine Belastung für die Umwelt darstellen. Es ist bekannt, die Abgase mittels verschiedener Methoden von Feinstaub weitgehend zu befreien. Dazu können beispielsweise Filter oder Sprühwäscher eingesetzt werden, welche Jedoch gerade bei Kleinfeuerungsanlagen einen zu hohen Kosten-, Platz- und Wartungsaufwand aufweisen und sich daher wirtschaftlich nicht durchsetzen können. Es besteht auch die Möglichkeit, die Feinstaubbelastung durch die Kontrolle der Feuchtigkeit im Brennraum zu reduzieren. Dies führt Jedoch dazu, dass an den Brennraum angrenzende Wärmetauscherflächen korrodieren oder verschlacken, was die Lebensdauer der Anlage

negativ beeinträchtigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen einer Kleinfeuerungsanlage zu schaffen, welche kostengünstig mit wenigen Bauteilen realisierbar ist, und welche eine effektive und effiziente Reinigung der Abgase, insbesondere eine Abscheidung von Feinstaub, ermöglicht. Die Anlage soll dabei auch einfach zu reinigen, bzw. vollautomatisch über die Anlagensteuerung für den Nutzer weitgehend wartungsfrei

operabel sein.

Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung dadurch gelöst, dass die Behandlungskammer zumindest teilweise mit Flüssigkeit gefüllt ist, wobei die Austrittsöffnung aus dem

Gaszufuhrrohr unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegt und

oder Wasser verschlackt.

Dabei ist es ein weiteres bevorzugtes Merkmal, dass anschließend an die Abflussöffnung für die Waschflüssigkeit ein S-förmiger Siphon angeordnet ist, dessen obenliegende Biegung den Flüssigkeitsspiegel in der Behandlungskammer definiert. Durch

den Siphon wird beim Nachfüllen von durch Verdunstung

Bevorzugt ist es ferner ein Merkmal, dass in der untenliegenden Biegung des S-förmigen Siphons eine über ein Absperrventil mit dem Siphon verbundene Flüssigkeitszuleitung vorgesehen ist. Dadurch kann einerseits periodisch Wasser nachgefüllt werden, um den Flüssigkeitsspiegel in der Behandlungskammer konstant zu halten, und gleichzeitig können die sich in der untenliegenden Biegung des Siphons sammelnden Verschmutzungen in Richtung Abfluss ausgespült werden. Da dieses periodische Spülen automatisierbar ist, kann die gesamte Vorrichtung über große

Zeiträume hinweg im Wesentlichen wartungsfrei betrieben werden.

Alternativ oder zusätzlich ist es ein weiteres Merkmal, dass in vertikaler Richtung oberhalb und/oder unterhalb der Lochplatte eine über ein Absperrventil mit der Behandlungskammer seitlich verbundene Flüssigkeitszuleitung vorgesehen ist. Sollten sich je nach Anlage auch Verschmutzungen an der Oberseite der Lochplatte oder am Boden der Behandlungskammer ansammeln, so können durch die seitlichen Zuleitungen auf der entsprechenden Höhe in der Behandlungskammer gezielte Spülvorgänge durchgeführt werden, um die Verschmutzungen in Richtung Abfluss zu befördern. Dabei können alle Zuleitungen oder auch nur einzelne davon vorgesehen

sein.

Gemäß einer möglichen bevorzugten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass in der Flüssigkeit in der Behandlungskammer oberhalb der Lochplatte Strömungskörper vorgesehen sind, die der Erhöhung des Gasaustauschs zwischen eintretendem Abgas und Flüssigkeit dienen, wobei als Strömungskörper bevorzugt eine Schicht aus Stahlwolle vorgesehen ist. Sollte eine Anlage einen höheren Austausch zwischen Gas und Flüssigkeit benötigen, so können weitere Strömungskörper vorgesehen werden, die einerseits

die Bläschengröße des eintretenden Abgases verkleinern und

Strömungskörper periodisch von Verschmutzungen freizuspülen.

Es ist ferner ein bevorzugtes Merkmal, dass die Kleinfeuerungsanlage eine Verbrennungsofenanlage für Biomasse, insbesondere Holzpellets ist, wobei die Anlage eine Wirbelschicht umfasst und damit im Überdruck betrieben ist. Eine derartige Verbrennungsofenanlage ist beispielsweise in der

EP 2827059 Al beschrieben. Diese hat den Vorteil, dass aufgrund der Wirbelschicht die eingebrachte Biomasse möglichst vollständig mit geringer Feinstaubbelastung verbrannt wird, und dass die Anlage durch die Luftströmung in der Wirbelschicht bereits im Überdruck betrieben wird. Dadurch kann auf ein zusätzliches Gebläse für den Betrieb der Vorrichtung zur Behandlung der Abgase verzichtet werden, was die Anlage

zusätzlich vereinfacht und kostengünstig umsetzbar macht.

Schließlich ist es ein zusätzliches bevorzugtes Merkmal, dass die vom Abgas an die Flüssigkeit in der Behandlungskammer abgegebene Wärme über einen mit der Behandlungskammer verbundenen Wärmetauscher ableitbar und damit der Heizung und/oder Warmwasserbereitung zuführbar ist. Im Betrieb der Vorrichtung kann es im Behandlungsraum zu Temperaturen von etwa 65° C kommen. Diese andernfalls als Abwärme verlorene Wärme kann über einen mit der Behandlungskammer verbundenen Wärmetauscher nutzbar gemacht werden, was die Effizienz der gesamten

Kleinfeuerungsanlage erhöht.

Die Erfindung wird nun in größerem Detail anhand eines Ausführungsbeispiels sowie mit Hilfe der beiliegenden Figuren beschrieben. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische seitliche Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und

Fig. 2 eine schematische Aufsicht auf eine erfindungsgemäße

Vorrichtung.

flanschförmig umgebenden Lochplatte 6 umgeben.

Wie insbesondere in Fig. 2 in einer schematischen Aufsicht auf die Behandlungskammer 2 mit abgenommener Deckplatte ersichtlich ist, werden im Ausführungsbeispiel acht Gaszufuhrrohre 1 eingeleitet, die jeweils unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 5 von einer gemeinsamen Lochplatte 6 umgeben sind. Die Lochplatte 6 weist eine Vielzahl von gleichmäßig rasterförmig verteilten Löchern 7 auf, durch welche das einströmende Gas in Form von

kleinen Bläschen aufsteigen kann.

Die Ränder der Lochplatte 6 sind nach unten hin gekrümmt und bilden Seitenwände 8 aus, damit das in die Behandlungskammer 2 geleitete Gas nur durch die Lochplatte 6 und nicht daran vorbei strömen kann. Gleichzeitig verbleibt zwischen den Seitenwänden der Behandlungskammer 2 und den Seitenwänden 8 der Lochplatte 6 ein Spalt 9, durch den etwaige auf der Lochplatte abgelagerte Verschmutzungen in Richtung einer Abflussöffnung 11 hin abgeleitet werden können. Der Boden 10 der Behandlungskammer 2 ist ebenfalls in Richtung der Abflussöffnung 11 hin geneigt, um die auftretenden Verschmutzungen abzuleiten. Das in Bläschen in der Flüssigkeit aufsteigende Gas wird von Feinstaub gereinigt und tritt anschließend über ein Gasauslassrohr 3 wieder aus der

Vorrichtung aus.

An der Abflussöffnung 11 ist ein S-förmiger Siphon 12 angeschlossen. Im Bereich der untenliegenden Biegung 14 des Siphons 12 ist eine über ein Absperrventil 15 angeschlossene Flüssigkeitszufuhrleitung 16 angeschlossen, über welche periodisch sowohl der Siphon 12 durchgespült als auch der

Flüssigkeitsspiegel 5 in der Behandlungskammer 2 auf seine

Biegung 13 des Siphons 12 vorgegeben.

Flüssigkeitszufuhrleitungen können alternativ oder zusätzlich auch an der Seitenwand der Behandlungskammer 2 entweder oberhalb oder unterhalb der Lochplatte angeordnet sein, um Bereiche stärkerer Verschmutzung periodisch zu spülen. Auch kann an die Behandlungskammer 2 ein nicht dargestellter Wärmetauscher angeschlossen werden, um die vom Abgas an die Flüssigkeit in der Behandlungskammer 2 abgegebene Wärme einer weiteren Nutzung zuzuführen. Um die reaktive Oberfläche zwischen Gas und Flüssigkeit bzw. die Verweildauer des Gases in der Flüssigkeit weiter zu erhöhen, können Strömungskörper, beispielsweise in Form einer Schicht aus Stahlwolle, oberhalb der Lochplatte 6

vorgesehen werden.

Claims

Telefon: ( +43 (1) 512 24 81 / Fax: +43 (1) 513 76 81 / E-Mail: #7 repatent@aon.at Konto (PSK): 1480 708 BLZ60000 BIC: OPSKATWW IBAN: AT19 6000 0000 0148 07081 480 708 16/48349 Alfred Beilschmidt 3150 Wilhelmsburg (AT) Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen einer Kleinfeuerungsanlage, insbesondere zur Abscheidung von Feinstaub, umfassend ein Gaszufuhrrohr (1) für das aus der Kleinfeuerungsanlage kommende Abgas, eine Behandlungskammer (2) sowie ein Gasauslassrohr (3) für das gereinigte Abgas, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlungskammer (2) zumindest teilweise mit Flüssigkeit gefüllt ist, wobei die Austrittsöffnung (4) aus dem Gaszufuhrrohr (1) unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (5) Liegt und flanschförmig von einer Lochplatte (6) mit rasterförmig angeordneten Löchern (7) für den Gasdurchtritt umgeben ist, und wobei die Lochplatte (6) von nach unten vom Flüssigkeitsspiegel (5) wegweisenden Seitenwänden (8) umrandet ist, wobei zwischen den Seitenwänden (8) der Lochplatte (6) und den Seitenwänden der Behandlungskammer (2) ein Spalt (9) verbleibt, und dass der Boden (10) der Behandlungskammer (2) in Richtung einer am tiefsten Punkt gelegenen Abflussöffnung (11) für die Waschflüssigkeit geneigt

ausgeführt ist.

2. Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen einer Kleinfeuerungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend an die Abflussöffnung (1) für die Waschflüssigkeit ein S-förmiger Siphon (12) angeordnet ist, dessen obenliegende Biegung (13) den Flüssigkeitsspiegel (5) in der Behandlungskammer (2)

definiert.

3. Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen einer

Kleinfeuerungsanlage nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, dass in der untenliegenden Biegung (14) des

vorgesehen ist.

Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen einer Kleinfeuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in vertikaler Richtung oberhalb und/oder unterhalb der Lochplatte (6) eine über ein Absperrventil mit der Behandlungskammer (2) seitlich

verbundene Flüssigkeitszuleitung vorgesehen ist.

Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen einer Kleinfeuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Flüssigkeit in der Behandlungskammer (2) oberhalb der Lochplatte (6) Strömungskörper vorgesehen sind, die der Erhöhung des Gasaustauschs zwischen eintretendem Abgas und Flüssigkeit dienen, wobei als Strömungskörper bevorzugt eine Schicht

aus Stahlwolle vorgesehen ist.

Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen einer Kleinfeuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kleinfeuerungsanlage eine Verbrennungsofenanlage für Biomasse, insbesondere Holzpellets ist, wobei die Anlage eine Wirbelschicht

umfasst und damit im Überdruck betrieben ist.

Vorrichtung zur Behandlung von Abgasen einer Kleinfeuerungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Abgas an die Flüssigkeit in der Behandlungskammer (2) abgegebene Wärme über einen mit der Behandlungskammer (2) verbundenen Wärmetauscher ableitbar und damit der Heizung und/oder

Warmwasserbereitung zuführbar ist.