DE10019269C1 - Vorrichtung zum Reinigen verunreinigter Abgase aus industriellen Prozessen, keramischer Wabenkörper zur Verwendung in einer solchen Vorrichtung sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Wabenkörpers - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zum Reinigen verunreinigter Abgase aus industriellen Prozessen umfaßt in bekannter Weise ein Gehäuse (1), in dem sich eine Mehrzahl von Wärmetauschermaterial (17) enthaltenden Segmenten befindet. Dieses Wärmetauschermaterial (17) wird von mindestens einem Stapel neben- und aufeinandergestellter Wabenkörper (17) gebildet, die aus Keramik bestehen und von einer Vielzahl im wesentlichen paralleler Kanäle durchzogen sind. Die Wabenkörper (17) weisen schräg gegen ihre Längsachse gestellte Stirnflächen auf, derart, daß sie in einer Seitenansicht die Gestalt eines Vierecks aufweisen, das kein Rechteck ist. Oberhalb des oder der Stapel von Wabenkörpern (17) befindet sich in bekannter Weise eine Verbrennungskammer (19). Das zu reinigende Gas wird dem oder den Stapeln von Wabenkörpern (17) in bekannter Weise von einer Ventileinrichtung (6) zugeführt, die zu reinigendes Gas in bestimmte Wärmetauschermaterial (17) enthaltende Segmente und gereinigtes Gas aus bestimmten Wärmetauschermaterial (17) enthaltenden Segmenten zum Auslaß leitet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen verunreinigter Abgase aus industriellen Prozessen, ins­ besondere eine regenerative thermische Nachverbrennungs­ vorrichtung, mit

• a) einem Gehäuse, welches einen unteren Bereich und einen oberen Bereich aufweist, wobei
  • a) der untere Bereich einen Einlaß für zu reini­ gendes Gas und einen Auslaß für gereinigtes Gas aufweist;
  • b) im oberen Bereich eine Mehrzahl von Segmenten vorgesehen ist, in denen sich Wärmetauscher­ material befindet, das von mindestens einem Stapel auf- und nebeneinander gestellter Waben­ körper gebildet ist, die aus Keramik bestehen und von einer Vielzahl im wesentlichen paralleler Kanäle durchzogen sind;
  • c) oberhalb der Segmente eine Verbrennungskammer vorgesehen ist;
• b) einer Ventileinrichtung, welche zu reinigendes Gas vom Einlaß wahlweise in mindestens ein Wärmetauscher­ material enthaltendes Segment leitet und gereinigtes Gas wahlweise aus mindestens einem anderen Wärmetauschermaterial enthaltenden Segment zum Auslaß leitet;

und
einen keramischen Wabenkörper zur Verwendung in einer solchen Vorrichtung;
sowie
ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Wabenkörpers, bei welchem ein Strang aus "grünem" Material auf eine sich bewegende Unterlage extrudiert wird und dieser Strang während seiner Bewegung durch eine Schneideinrichtung, die sich senkrecht zur Unterlage bewegt, in einzelne Stücke zerlegt wird, die später zu den Wabenkörpern gebrannt werden.

Eine regenerative thermische Nachverbrennungsvorrichturg der o. g. Art ist aus der EP 0 472 605 B1 bekannt. Die Wabenkörper sind hier senkrechte, quadratische Prismen, bei denen alle Begrenzungsflächen, also sowohl die Seiten­ flächen als auch die von den Kanälen durchzogenen Stirn­ flächen, Rechtecke sind. Die Herstellung dieser Wabenkör­ per geschieht folgendermaßen: Mit Hilfe einer Extruderma­ schine wird ein Strang aus grünem Material, welcher bereits die Querschnittsform des fertig gestellten Waben­ körpers aufweist und bereits von den Kanälen durchzogen ist, auf eine sich bewegende Unterlage abgelegt. Dieser Strang wird sodann von einer Schneideinrichtung durch­ schnitten. Dies geschieht während der Bewegung des grünen Stranges. Aufgrund der Überlagerung dieser Strangbewegung und der Bewegung der Schneideinrichtung in Richtung senkrecht auf die sich bewegende Unterlage zu werden die Stirnflächen der entstehenden Stücke schräg zu ihrer Längsachse abgeschnitten. Diese Stücke weisen also in einer Seitenansicht die Gestalt eines Viereckes auf, das kein Rechteck ist. Ist die Schnittrichtung am vorlau­ fenden und am nachlaufenden Ende der Stücke identisch, handelt es sich bei dem Viereck um ein Parallelogramm; sind jedoch die Schnittrichtungen am vorlaufenden und am nachlaufenden Ende der Stücke des grünen Stranges gegen­ sinnig, so handelt es sich bei dem Viereck, welches die sich bildenden Stücke des grünen Stranges in einer Seiten­ ansicht bilden, um ein Trapez. Um die in der EP 0 472 605 B1 beschriebenen Wabenkörper in Form senkrechter, quadra­ tischer Prismen zu erhalten, wurden bisher die in oben geschilderter Weise entstandenen Stücke des grünen Stranges von Hand nachgeschnitten: Es wurden im Bereich beider Stirnflächen solche "Zwickel" abgeschnitten, daß die sich neu bildenden Stirnflächen senkrecht zur Längsachse der Wabenkörper standen. Die so erzeugten grünen Strang­ stücke boten nunmehr in allen Seitenansichten die Gestalt eines Rechteckes. Sie wurden dann in dieser Form zu den fertigen Wabenkörpern gebrannt.

Dieses Verfahren ist wegen des geschilderten Nachbeschnei­ dungsvorganges, der im allgemeinen mit viel Handarbeit verbunden ist, verhältnismäßig teuer.

Auch die EP 0 037 236 A1 und die DE 695 05 459 T2 beschrei­ ben keranische Wabenkörper, bei denen es sich um senkrechte Prismen handelt, deren Stirnflächen senkrecht zur Längs­ achse verlaufen und deren Seitenflächen rechteckig sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß insbeson­ dere das Wärmetauschermaterial kostengünstiger ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

• a) zumindest ein Teil der Wabenkörper schräg gegen ihre Längsachse gestellte Stirnflächen aufweist, derart, daß sie in einer Seitenansicht die Gestalt eines Viereckes aufweisen, das kein Rechteck ist.

Mit der vorliegenden Erfindung wird zum ersten Mal erkannt, daß die bisher praktizierte Nachbeschneidung der grünen, aus dem extrudierten Strang herausgeteilten Stücke nicht notwendig ist. Dieser Nachbeschneidungsvorgang wird erfindungsgemäß schlicht weggelassen. Die grünen Stücke können so gebrannt werden, wie sie beim Schneidvorgang auf der entsprechenden Unterlage entstanden sind. Hierdurch werden erhebliche Kosteneinsparungen erzielt.

Je nach Art der Bewegung der Schneideinrichtung entstehen entweder Wabenkörper, die in einer Seitenansicht die Gestalt eines Parallelogramms aufweisen (Anspruch 2) oder solche, die in der Seitenansicht die Gestalt eines Trapezes aufweisen (Anspruch 6).

Die in Seitenansicht die Gestalt eines Parallelogramms aufweisenden Wabenkörper können im Stapel mit vertikal verlaufenden Seitenflächen angeordnet sein. Dies bedeutet, daß ihre Stirnflächen schräg zur Vertikalen verlaufen und daß die oberen Stirnflächen der obersten Wabenkörper im Stapel und die Stirnflächen der untersten Wabenkörper im Stapel in der Seitenansicht sägezahnförmige Begrenzungen des Stapels bilden. Dies stört jedoch die Funktion der Wabenkörper in ihrer Eigenschaft als Wärmetauschermaterial nicht. Wenn dies zur leichteren Errichtung der Stapel gewünscht ist, können jedoch auch die unteren Stirnflächen der untersten Wabenkörper im Stapel in der bekannten Weise beschnitten werden, so daß diese Stirnflächen senkrecht zur Längsachse der untersten Wabenkörper verlau­ fen.

Alternativ ist es möglich, die in Seitenansicht die Gestalt eines Parallelogramms aufweisenden Wabenkörper so zu einem Stapel zusammenzusetzen, daß sie im Stapel mit horizontal verlaufenden Stirnflächen angeordnet sind. Dies bedeutet, daß nunmehr die Seitenflächen der Wabenkörper und damit auch die den Wabenkörper durchziehen­ den Kanäle gegen die Vertikale geneigt sind.

Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Seitenflächen von im Stapel übereinander angeordneten Wabenkörpern gegensinnig zur Vertikalen geneigt sind. In diesem Falle durchlaufen die Gase den Stapel auf einem Zick-Zack-Weg, was die wärmetauschende Wirkung zusätzlich verbessert.

Die in Seitenansicht die Gestalt eines Trapezes aufweisen­ den Wabenkörper können ebenfalls im Stapel mit vertikal verlaufenden Seitenflächen angeordnet sein, wobei im Stapel übereinander angeordnete Wabenkörper gegensinnig orientiert sind. Unter "gegensinniger Orientierung" wird hier verstanden, daß bei übereinander liegenden Wabenkörpern jeweils eine kürzere Trapezseite des einen Wabenkörpers einer längeren Trapezseite des anderen Wabenkörpers fluchtend benachbart ist. Übereinander angeordnete Wabenkörper sind also jeweils um 180° gegen­ einander verdreht eingebaut.

Auch die in Seitenansicht trapezförmigen Wabenkörper brauchen mit ihren Seitenflächen nicht vertikal ausgerich­ tet zu sein. Eine vorteilhafte andere Ausgestaltung sieht so aus, daß jeweils zwei im Stapel übereinander angeordnete Wabenkörper in Paaren gegensinnig angeordnet sind, so daß die Seitenflächen der Wabenkörper im Paar fluchten und die obere Stirnfläche des oberen Wabenkörpers im Paar und die untere Stirnfläche des unteren Wabenkörpers im Paar etwa horizontal verlaufen. Durch die gegensinnige Positionierung der Wabenkörper im Paar entsteht ein Gebilde, das in der Seitenansicht parallelogrammförmig ist, wobei dann dieses Gebilde im Stapel gehandhabt werden kann wie ein Wabenkörper, der in der Seitenansicht die Gestalt eines Parallelogramms aufweist.

Insbesondere ist es daher auch möglich, mit in der Seitenan­ sicht trapezförmigen Wabenkörpern einen Gasweg bereitzu­ stellen, der zick-zack-förmig ist. Hierzu müssen die Seiten­ flächen von Wabenkörpern in im Stapel übereinander liegen­ den Paaren gegensinnig zur Vertikalen geneigt sein.

Die Wabenkörper im Stapel können mit ihren Stirnflächen direkt aneinander anliegen oder die Stirnflächen der Wabenkörper im Stapel können parallel im Abstand voneinan­ der verlaufen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ferner, einen Keramikkörper zur Verwendung in einer Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, der preiswerter herzustellen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wabenkörper schräg gegen seine Längsachse gestellte Stirnflächen aufweist, derart, daß er in einer Seitenan­ sicht die Gestalt eines Vierecks aufweist, das kein Rechteck ist.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen keramischen Wabenkörpers lassen sich sinngemäß den obigen Ausführungen zur erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung entnehmen.

Die beiden wichtigsten Ausführungsformen des erfindungsge­ mäßen Wabenkörpers sind in den Ansprüchen 13 und 14 angegeben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es schließlich, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Herstellung eines Wabenkörpers zu schaffen, das preiswerter durchzuführen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die grünen Stücke des extrudierten Stranges ohne nachträg­ liche Beschneidung der Stirnflächen direkt dem Brennen zugeführt werden.

Wegen der Vorteile dieses Verfahrens wird erneut auf die obigen Ausführungen verwiesen.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß die Material­ bärte, die beim Durchtrennen des grünen Strangs in die den grünen Strang durchsetzenden Kanäle hineingedrückt werden, nicht entfernt werden. Bei dem bisher eingesetz­ ten Verfahren wurden diese Materialbärte entfernt, um den Durchströmungsquerschnitt der Kanäle möglichst frei­ zuhalten. Mit der vorliegenden Erfindung wird erkannt, daß es zur Erzeugung einer stärker turbulenten Gasströ­ mung von Vorteil ist, diese Materialbärte nicht zu ent­ fernen, und daß aufgrund der geringen Materialdicke dieser Materialbärte hierdurch keine unzulässig hohe Drosselung entsteht. Gleichzeitig wird das Herstellungs­ verfahren noch einmal billiger, da auch insofern ein Nachbearbeitungsvorgang entfällt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Vorrichtung zur thermischen Nachverbrennung von Gasen;

Fig. 2 in etwas vergrößertem Maßstab einen horizontalen Schnitt durch die Vorrichtung von Fig. 1 gemäß der dortigen Linie II-II;

Fig. 3 in der Seitenansicht ein erstes Ausführungsbei­ spiel eines Wabenkörpers, wie es in der Vorrich­ tung von Fig. 1 eingesetzt werden kann;

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines solchen Wabenkörpers;

Fig. 5 eine erste Weise, wie eine Mehrzahl von Wabenkör­ pern der in Fig. 3 gezeigten Art zu einem Stapel zusammengesetzt werden kann;

Fig. 6 eine zweite Weise, wie aus einer Mehrzahl von Wabenkörpern der in Fig. 3 gezeigten Art ein Stapel zusammengesetzt werden kann;

Fig. 7 eine erste Weise, wie aus einer Mehrzahl von Wabenkörpern der in Fig. 4 gezeigten Art ein Stapel zusammengesetzt werden kann;

Fig. 8 eine zweite Weise, wie aus einer Mehrzahl von Wabenkörpern der in Fig. 4 gezeigten Art ein Stapel zusammengesetzt werden kann.

Die in der Zeichnung dargestellte und nachfolgend beschrie­ bene Vorrichtung zur regenerativen Nachverbrennung von Gasen entspricht weitestgehend derjenigen, die in der EP 0 719 984 A2 beschrieben ist, auf die Bezug genommen wird. Sofern in den nachfolgenden Ausführungen nichts anderes gesagt ist, stimmt die Bauweise der vorliegenden Vorrichtung mit der bekannten überein.

Die Vorrichtung weist ein Gehäuse 1 auf, das im Quer­ schnitt quadratisch ist (vergleiche Fig. 2). Das Gehäuse 1 setzt sich aus drei übereinander montierten Teilen, nämlich einem Unterteil 2, einem Mittelteil 3 und einem Oberteil 4 zusammen.

Über einen Einlaß 5 tritt das zu reinigende Gas (z. B. Abluft aus einer Lackieranlage) in die Vorrichtung ein und wird einem mittig angeordneten Drehverteiler 6 zuge­ führt, dessen Bauweise in der oben genannten EP 0 719 984 A näher beschrieben ist. Allerdings ist die Durchströmung des Drehverteilers 6 im vorliegenden Falle umgekehrt wie beim Stande der Technik, was jedoch keinen grundsätzlichen Unterschied darstellt. Der Drehteiler 6 leitet das Gas weiter nach oben in einen Verteilraum 7, der sich im unteren, dem Gehäuse-Unterteil 2 benachbarten Bereich des Gehäuse-Mittelteils 3 befindet und im wesentlichen den gesamten Querschnitt des Gehäuse-Mittelteiles 3 ausfüllt. Eine untere Platte 8 begrenzt den Verteilraum 7 nach unten und weist eine mittlere Öffnung 9 auf, an deren flanschar­ tig ausgebildetem Rand die obere Stirnfläche des Drehver­ teilers 6 anliegt.

Durch acht radial verlaufende Trennwände 10, die in Fig. 2 gestrichelt angedeutet sind, ist der Verteilraum 7 in acht tortenstückförmige Sektoren 11 unterteilt. Aufgrund seiner bekannten, in der EP 0 719 984 A be­ schriebenen Bauweise kann der Drehverteiler 6 - je nach seiner Drehstellung - eine Verbindung zwischen dem Einlaß 5 und einem der acht Sektoren 11 im Verteilraum 7 her­ stellen.

Der Verteilraum 7 wird nach oben durch eine zweite Platte 12 begrenzt. Diese zweite Platte 12 ist mit acht quadra­ tischen Öffnungen 13 versehen, von denen sich jeweils drei entlang einer Seite des quadratischen Gehäuses erstrecken, wobei im Mittelbereich der Vorrichtung eine quadratische Fläche vollständig verschlossen bleibt.

Jede Öffnung 13 kommuniziert mit einem Sektor 11 des Verteilraumes 7, läßt sich also über einen dieser Sek­ toren 11 mit Gas versorgen. Soweit ein Sektor 11 dabei unter einer Öffnung 13 hindurchläuft, zu deren Versorgung er nicht dient, ist er gegen diese Öffnung 13 durch eine horizontale Zwischenwand abgedichtet, die in der Zeichnung nicht eigens dargestellt ist.

Jede Öffnung 13 ist von einem Tragflansch 14 begrenzt. Ein solcher Tragflansch 14 ist in Fig. 2 im Bereich der rechten unteren Öffnung 13 sichtbar. Auf jeden Tragflansch 14 der Öffnungen 13 ist ein Einsatzbehälter 15 lösbar aufmontiert. Ein derartiger Einsatzbehälter 15 ist im Bereich der linken oberen Öffnung 13 in Fig. 2 gezeigt. Er weist selbst einen quadratischen Querschnitt auf; seine Wände divergieren etwas nach oben, wie der Fig. 1 zu entnehmen ist. Die Einsatzbehälter 15 sind - abgesehen von einer randseitigen Aufstandsfläche - nach unten geöffnet, so daß sie über die jeweiligen Öffnungen 13 mit dem entsprechenden Sektor 11 des Verteilraums 7 kommuni­ zieren können.

In einem gewissen Abstand oberhalb ihrer Aufstandfläche auf der Platte 12 ist in den Einsatzbehältern 15 jeweils ein Gitterrost 16 angebracht, der in Fig. 2 im Bereich der linken unteren Öffnung 13 dargestellt ist. Auf die Gitterroste 16 der acht Einsatzbehälter 15 ist jeweils ein Stapel aus einer Vielzahl von Wabenkörpern 17 aufge­ stellt. Jeder dieser Wabenkörper 17 ist in seiner Längs­ richtung von einer Vielzahl paralleler, kleiner Kanäle durchzogen. Die genaue Form dieser Wabenkörper 17 wird weiter unten erläutert.

Der die Einsatzbehälter 15 umgebende Wandbereich des Gehäuse-Mittelteiles 3 ist mit einer wärmedämmenden Schicht 18 ausgekleidet.

Die Oberseite des Gehäuse-Mittelteiles 3 kommuniziert frei mit dem Innenraum des Gehäuse-Oberteiles 4. Dieser enthält in bekannter Weise einen Brennraum 19, der eben­ falls mit einer wärmedämmenden Schicht 20 ausgekleidet ist. Mit Hilfe eines durch die Wand des Gehäuse-Oberteils 4 hindurch geführten Brenners 21 kann zum Starten und Aufwärmen sowie bei Bedarf der Brennraum 19 zusätzlich beheizt werden.

Aufgrund seiner bekannten Bauweise kann der Drehverteiler 6 nicht nur, wie schon beschrieben, je nach nach seiner Drehstellung eine Verbindung zwischen dem Einlaß 5 und einem bestimmten Sektor 11 im Verteilraum 7 herstellen. Gleichzeitig verbindet er einen anderen Sektor des Ver­ teilraumes 7, im Regelfall den etwa gegenüberliegenden Sektor, mit dem Innenraum 22 des Gehäuseunterteiles, in den ein Auslaß 23 für das gereinigte Gas mündet.

Schließlich ist der Drehverteiler 6 - ebenfalls in der aus der EP 0 719 984 A2 bekannten Weise - in der Lage, aus demjenigen Segment Spülluft abzuziehen, welches demjenigen vorauseilt, aus dem von dem Drehverteiler 6 gerade gereinigte Luft abgezogen wird. Diese Spülluft wird über einen Spülluftauslaß 24 aus dem Gehäuse-Unterteil 2 ausgeführt.

In Fig. 3 ist der Wabenkörper 17 von Fig. 1 in vergrö­ ßertem Maßstab in Seitenansicht dargestellt. Er hat in dieser Seitenansicht die Gestalt eines Parallelogramms und entsteht auf folgende Weise:

Bei der Herstellung der Wabenkörper 17 wird zunächst aus einer Extrusionsmaschine ein kontinuierlicher Strang aus grünem Material auf einer Unterlage, z. B. einem Förderband abgelegt. Dieser Strang hat rechteckigen oder quadratischen Querschnitt und enthält bereits die Vielzahl von Kanälen, die sich parallel zur Strangrichtung im Inneren erstrecken. Der kontinuierliche Strang wird sodann in Einzelstücke zerschnitten, die den späteren Wabenkörpern 17 entsprechen. Die Schnitte erfolgen bei sich kontinuierlich bewegendem Strang im wesentlichen senkrecht zur Auflagefläche des Stranges mit Hilfe eines Schneiddrahtes oder dergleichen.

In Fig. 3 ist die Bewegungsrichtung des Stranges, aus welchem der Wabenkörper 17 hergestellt ist, mit dem Pfeil A gekennzeichnet. Der Schneiddraht (nicht dargestellt) wird zur Herstellung des Wabenkörpers 17 von Fig. 3 an einer Art Rad im Kreise geführt, so daß er den extrudier­ ten Strang immer in Richtung der Pfeile B und C durchtrennt. Beim ersten "Durchlauf" des Schneiddrahtes wird eine Schnittfläche gebildet, welche beim fertiggestellten Wabenkörper die obere Stirnseite bildet. Aufgrund der Überlagerung der Bewegung des Stranges in Richtung des Pfeils A und der Bewegung des Schneidrahts in Richtung des Pfeils B wird diese Stirnfläche schräg, also unter einem von 90° abweichenden Winkel, abgeschnitten. Nach einer Umdrehung des "Rades", an welchem der Schneiddraht befe­ stigt ist, erfolgt dann ein zweiter Schnitt in Richtung des Pfeils C, bei dem die in Bewegungsrichtung nachlaufen­ de Stirnfläche des späteren Wabenkörpers 17 erzeugt wird. Auch diese Stirnfläche verläuft aus den oben erwähn­ ten Gründen schräg, also unter einem von 90° abweichenden Winkel, gegenüber den Seitenflächen, die zur Auflagefläche des extrudierten Stranges parallel sind. Auf diese Weise entsteht die Parallelogrammform des Wabenkörpers 17, der nach diesem Schnittvorgang direkt ohne weitere Nachbear­ beitung gebrannt wird, in der in den Fig. 1 und 3 dargestellten Seitenansicht.

Aus Wabenkörpern der in Fig. 3 gezeigten Art lassen sich in unterschiedlicher Weise Stapel zusammensetzen:

In Fig. 5 ist schematisch eine erste Art dargestellt, wie aus Wabenkörpern 17 ein Stapel aufgebaut werden kann. Alle diese Wabenkörper 17 stehen so, daß ihre inneren, in der Zeichnung nicht dargestellten Kanäle vertikal verlaufen und daher auch ihre Seitenflächen, welche zu der Auflagefläche während des Extrusionsvorganges parallel sind, vertikal ausgerichtet sind. Die schräg geneigten Stirnflächen der Wabenkörper 17 liegen dabei aneinander an; die Kanäle der übereinander gestapelten Wabenkörper 17 fluchten miteinander.

Um dem gesamten Stapel eine gute Standfestigkeit zu geben, ist die unterste Reihe von Wabenkörpern 17a am unteren Ende so beschnitten, daß die dortigen Stirnflächen einen rechten Winkel mit den Seitenflächen einschließen. Grundsätzlich wäre es auch möglich, bei entsprechender Gestaltung der Gitterroste 16 auch die unterste Reihe von Wabenkörpern 17a vollständig ohne Nachbearbeitung zu belassen.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Stapel aus Wabenkörpern 17 verlaufen, wie bereits erwähnt, die Kanäle in den übereinander gestapelten Wabenkörpern 17 durchgängig geradlinig; entsprechend geradlinig ist auch die Gasströ­ mung durch den Stapel.

Aus den Wabenkörpern 17 der Fig. 3 läßt sich auch in der in Fig. 6 dargestellten Weise ein Stapel errichten. Hier sind alle Wabenkörper 17 vollständig ohne Nachbe­ schneidung belassen, d. h., in der in Fig. 6 gezeigten Seitenansicht alle parallelogrammförmig. Die Wabenkörper 17a der untersten Reihe sind mit ihrer unteren Stirnfläche auf dem Gitterrost 16 aufgestellt. Die im Inneren dieser Wabenkörper 17a befindlichen Kanäle verlaufen nun nicht mehr vertikal sondern unter einem Winkel zur Vertikalen, entsprechend der Form des Parallelogramms, den die Waben­ körper 17a in der dargestellten Seitenansicht bilden. Auf die unterste Reihe von Wabenkörpern 17a wird eine zweite Reihe von Wabenkörpern 17b so aufgestellt, daß deren untere Stirnflächen an den oberen Stirnflächen der unteren Wabenkörper 17a anliegen. Die Ausrichtung der Wabenkörper 17b ist allerdings gegensinnig zu derjenigen der Wabenkör­ per 17a in der untersten Reihe. Auf die Wabenkörper 17b ist erneut in ähnlicher Weise eine weitere Reihe von Wabenkörpern 17c aufgesetzt, diesmal allerdings wieder gegensinnig und damit gleichsinnig zur Ausrichtung der Wabenkörper 17a in der untersten Reihe. Auf diese Weise ergibt sich ein Zick-Zack-Verlauf der Wabenkörper 17 und damit auch der Kanäle, die in diesen Wabenkörpern 17 vorhanden sind. Vorteil dieser Zick-Zack-Führung der Kanäle in den Wabenkörpern 17 ist, daß das Gas nicht so "glatt" den Stapel der Fig. 6 durchströmt, wie dies beim Stapel der Fig. 5 der Fall ist. Es tritt eine zusätzliche Verwirbelung der Gasströmung ein, was die Wärmetauscher­ wirkung unterstützt. Alle Kanäle des Wärmetauschers sind gleich lang und bewirken denselben Druckverlust.

Auch der in Fig. 4 in Seitenansicht dargestellte Waben­ körper 117 wird durch Extrusion eines grünen Stranges auf eine sich bewegende Unterlage, z. B. ein Förderband, hergestellt. Die Bewegungsrichtung des Förderbandes ist wiederum durch den Pfeil A gekennzeichnet. Der Strang wird zur Herstellung der Wabenkörper 117 nunmehr jedoch anders als im Ausführungsbeispiel von Fig. 3 nicht immer in der selben Richtung in Einzelstücke zerschnitten.

Vielmehr führt der Schneiddraht ein hin- und hergehende Bewegung aus. So wird also beispielsweise die vorauseilen­ de Stirnfläche des Wabenkörpers 117 von Fig. 4 durch eine Bewegung des Schneiddrahtes in Richtung des Pfeils B erzeugt. Erneut entsteht so eine Stirnfläche, deren Anstellwinkel aus der Überlagerung der Bewegung des Förderbandes und damit des Stranges und der Bewegung des Schneiddrahtes resultiert. Nach Durchführung dieses ersten Schnittes verweilt der Schneiddraht eine bestimmte Zeit auf der entsprechenden Seite des extrudierten Stranges. Sobald der Strang so weit vorgerückt ist, daß die gewünsch­ te Länge des herzustellenden Wabenkörpers 117 erreicht ist, kehrt der Schneiddraht in entgegengesetzter Rich­ tung, die durch den Pfeil C angedeutet ist, wieder auf die gegenüberliegende Seite des Stranges zurück. Resul­ tat ist ein Stück des grünen Stranges, welches in der in Fig. 4 dargestellten Seitenansicht die Form eines Trapezes besitzt. Diese Stücke werden sodann ohne weitere Nachbearbeitung zum fertigen Wabenkörper 117 gebrannt.

In Fig. 7 ist schematisch eine erste Art von Stapel dargestellt, der sich aus den Wabenkörpern 117 der Fig. 4 zusammensetzen läßt. Alle Wabenkörper 117a, 117b und 117c sind so ausgerichtet, daß ihre inneren Kanäle verti­ kal verlaufen und somit auch die Flächen, die zu ihrer Auflagefläche beim Extrusionsvorgang parallel sind, vertikal stehen. Hierzu sind die Wabenkörper 117a, 117b, 117c gegensinnig angeordnet, d. h. so, wie sie auch bei dem anhand der Fig. 4 erläuterten Schneidvorgang anfallen. Die schräg verlaufenden Stirnflächen liegen dabei aneinander an; die Kanäle in übereinander liegenden Wabenkörpern 117a, 117b, 117c fluchten.

Bei dem in Fig. 7 dargestellten Stapel sind die untersten Wabenkörper 117a auch an ihrer unteren Stirnfläche unbeschnitten belassen, erfordern also eine entsprechende Ausgestaltung der Gitterroste 16, auf die sie aufgestellt werden. Alternativ können sie selbstverständlich auch in der in Fig. 5 dargestellten Art "geradegeschnitten" werden.

Aufgrund der durchgängig vertikalen Ausrichtung der Kanäle in den verschiedenen Wabenkörpern 117a, 117b und 117c entspricht der Stapel der Fig. 7 weitgehend in seiner Wirkung demjenigen der Fig. 5.

Bei dem in Fig. 8 schematisch gezeigten Stapel, der ebenfalls aus Wabenkörpern 117 der in Fig. 4 gezeigten Art zusammengebaut ist, verlaufen die Kanäle in den Wabenkörpern 117a, 117b, 117c und 117d ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 6 nicht mehr durchgängig gerade sondern haben einen zick-zack-förmigen Verlauf. Anders als beim Ausführungsbeispiel der Fig. 6 ändert sich jedoch die Richtung der inneren Kanäle nicht mit jeder "Lage" von Wabenkörpern 117a, 117b, 117c, 117d sondern nur in jeder zweiten Lage. D. h., beim Ausführungs­ beispiel des Stapels von Fig. 8 werden jeweils zwei in der Seitenansicht trapezförmige Wabenkörper 117a, 117b bzw. 117c, 117d so aufeinander gelegt, daß sie zusammen in der Seitenansicht ein parallelogrammförmiges Gebilde ergeben. Aus diesen, jeweils zwei Wabenkörper 117 umfas­ senden Gebilden wird dann, ähnlich wie in Fig. 6, der Gesamtstapel erstellt.

Bei der obigen Beschreibung der in den Fig. 5 bis 8 gezeigten Stapel wurde davon ausgegangen, daß die schräg abgeschnittenen Stirnflächen übereinander gestapelter Wabenkörper 17 bzw. 117 direkt aneinander anliegen. Dies ist nicht unbedingt erforderlich; es kann zwischen diesen Stirnflächen auch jeweils ein gewisser Abstand eingehalten werden, was mit entsprechenden Abstandshaltern erreicht werden kann.

Sowohl beim Ausführungsbeispiel des Wabenkörpers 17 von Fig. 3 als auch beim Wabenkörper 117 der Fig. 4 entstehen im Herstellungsprozeß beim Schneiden der Stirn­ flächen "Bärte" aus Material, welche von dem sich bewegen­ den Schneiddraht im Bereich der Stirnflächen in den lich­ ten Querschnitt der Kanäle hineinragen. Diese "Bärte" werden bewußt nicht entfernt, um an dieser Stelle die durch die Kanäle verlaufende Gasströmung zusätzlich turbulenter zu machen.

Die Funktion der beschriebenen Vorrichtung zur thermischen Nachverbrennung von Gasen entspricht weitgehend derjenigen, die schon in der EP 0 719 984 A2 beschrieben ist. Sie wird nachfolgend anhand der Fig. 1 für die Wabenkörper 17 beschrieben, würde sich jedoch auch bei Einsatz der Wabenkörper 117 nicht nennenswert ändern.

Das zu reinigende Gas tritt über den Einlaß 5 in die Vorrichtung zur thermischen Nachverbrennung ein und wird vom Drehverteiler 6 in einen bestimmten Sektor 11 des Verteilraumes 7 geleitet. Das Gas strömt von dort aus über diejenige Öffnung 13 in der Platte 12, die diesem Sektor 11 entspricht, nach oben, tritt in den dortigen Einsatzbehälter 15 von unten her ein, durchströmt die Tragroste 16 und die auf diesen aufgebauten Waben­ körper 17. Das zu reinigende Gas verteilt sich bei der Durchströmung durch die Wabenkörper 17 auf die vielen Kanäle, welche die Wabenkörper 17 durchsetzen. Die dem betrachteten Sektor zugeordneten Wabenkörper 17 haben sich zuvor in einer nachfolgend zu beschreibenden Weise erwärmt. Beim Durchgang durch die Wabenkörper 17, deren Durchgangskanäle große Wärmetauscherflächen zur Verfügung stellen, heizt sich daher das zu reinigende Gas auf eine Temperatur auf, die beim Austritt aus den Waben­ körpern 17 nach oben entweder bereits die zur Nachverbren­ nung erforderliche Temperatur erreicht hat oder jedenfalls sehr nahe bei dieser Temperatur liegt. Die Gase verbren­ nen nunmehr im Verbrennungsraum 19. Die heißen Verbren­ nungsgase strömen über diejenigen Wabenkörper 17 wieder nach unten, die demjenigen Sektor 11 im Verteilraum 7 entsprechen, der durch den Drehverteiler 6 mit dem Innenraum 22 des Gehäuse-Unterteiles 2 und damit mit dem Reinluftauslaß 23 verbunden sind. Beim Durchgang dieser Verbrennungsgase nehmen die Wabenkörper 17 die­ jenige Wärme auf, die sie später bei einer Weiterdrehung des Drehverteilers 6 wieder an nach oben strömendes, zu reinigendes Gas abgeben. Die gereinigten Verbrennungsgase durchströmen also den entsprechenden Sektor 11 im Vertei­ lerraum 7 radial nach innen zum Drehverteiler 6, und von dort über den Innenraum 22 des Gehäuse-Unterteiles 2 zum Reinluftauslaß 23.

Derjenige Sektor 11 innerhalb des Verteilraumes 7, der in Drehrichtung des Drehverteilers 6 gesehen demjenigen Sektor 11 vorauseilt, der von Reinluft durchströmt wird, ist über den Drehverteiler 6 jeweils mit dem Spülluft­ auslaß 24 verbunden. Diese Luft wird von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Gebläse in bekannter Weise abgesaugt und - da die Wabenkörper 17 dieses Sektors 11 zunächst noch ungereinigtes Gas enthalten - mit dem zu reinigenden Gas zusammengeführt und über die Einlaßöffung 5 erneut in die Vorrichtung eingegeben.

Der von den Wabenkörpern 17 umgebene Raum 25 ist eben­ falls mit wärmedämmenden Material 26 ausgefüllt; er wird nicht durchströmt.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Reinigen verunreinigter Abgase aus industriellen Prozessen, insbesondere regenerative ther­ mische Nachverbrennungsvorrichtung, mit

• a) einem Gehäuse, welches einen unteren Bereich und einen oberen Bereich aufweist, wobei
  • a) der untere Bereich einen Einlaß für zu reinigen­ des Gas und einen Auslaß für gereinigtes Gas aufweist;
  • b) im oberen Bereich eine Mehrzahl von Segmenten vorgesehen ist, in denen sich Wärmetauschermate­ rial befindet, das von mindestens einem Stapel auf- und nebeneinandergestellter Wabenkörper gebildet ist, die aus Keramik bestehen und von einer Vielzahl im wesentlichen paralleler Kanäle durchzogen sind;
  • c) oberhalb der Segmente eine Verbrennungskammer vorgesehen ist;
• b) einer Ventileinrichtung, welche zu reinigendes Gas vom Einlaß wahlweise in mindestens ein Wärmetauscher­ material enthaltendes Segment leitet und gereinigtes Gas wahlweise aus mindestens einem anderen Wärmetau­ schermaterial enthaltenden Segment zum Auslaß leitet,

dadurch gekennzeichnet, daß

• a) zumindest ein Teil der Wabenkörper (17; 117) schräg gegen ihre Längsachse gestellte Stirnflächen aufweist, derart, daß sie in einer Seitenansicht die Gestalt eines Vielecks aufweisen, das kein Rechteck ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wabenkörper (17) in einer Seitenansicht die Gestalt eines Parallelogramms aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, die Wabenkörper (17) im Stapel mit vertikal verlaufen­ den Seitenflächen angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wabenkörper (17) im Stapel mit horizontal verlaufenden Stirnflächen angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen von im Stapel übereinander angordneten Wabenkörpern (17) gegensinnig zur Vertikalen geneigt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wabenkörper (117) in einer Seitenansicht die Gestalt eines Trapezes haben.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wabenkörper (117) im Stapel mit vertikal verlaufenden Seitenflächen angeordnet sind, wobei im Stapel übereinander angeordnete Wabenkörper (117) gegen­ sinnig orientiert sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei im Stapel übereinander angeordnete Wabenkörper (117) in Paaren gegensinnig angeordnet sind, so daß die Seitenflächen der Wabenkörper (117) im Paar fluchten und die obere Stirnfläche des oberen Wabenkörpers (117) im Paar und die untere Stirnfläche des unteren Wabenkörpers (117) im Paar horizontal verlaufen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen von Wabenkörpern (117) in im Stapel übereinanderliegenden Paaren gegensinnig zur Vertikalen geneigt sind.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wabenkörper (17; 117) im Stapel mit ihren Stirnflächen aneinander anliegen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen der Wabenkörper (17; 117) im Stapel parallel in Abstand voneinander verlaufen.

12. Keramischer Wabenkörper zur Verwendung in einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß er schräg gegen seine Längsachse gestellte Stirnflächen aufweist, derart, daß er in einer Seitenansicht die Gestalt eines Viereckes aufweist, das kein Rechteck ist.

13. Wabenkörper nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß er in einer Seitenansicht die Gestalt eines Parallelogramms aufweist.

14. Wabenkörper nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß er in einer Seitenansicht die Gesalt eines Tra­ pezes aufweist.

15. Verfahren zur Herstellung eines Wabenkörpers nach
einem der Ansprüche 12 bis 14, bei welchem ein Strang aus grünem Material auf eine sich bewegende Unterlage extrudiert wird und dieser Strang während seiner Bewegung durch eine Schneideinrichtung, die sich senkrecht zur Unterlage bewegt, in einzelne Stücke zerlegt wird, die später zu dem Wabenstein gebrannt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß
die grünen Stücke ohne nachträgliche Beschneidung ihrer Stirnflächen direkt dem Brennen zugeführt werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialbärte, die beim Durchschneiden des grünen Stranges in die den grünen Strang durchsetzenden Kanäle hineingedrückt werden, nicht entfernt werden.