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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Neutralisation von sauren
Verbrennungskondensaten, enthaltend mindestens einen einen Siebboden aufweisenden
Behälter zur Aufnahme eines granulatförmigen Neutralisationsmittels,
das von dem Kondensat durchströmt wird.
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Die
Abgase von gas- oder ölbetriebenen Heizanlagen kühlen
sich im Heizkessel und im Schornstein ab. Durch die Abkühlung
entsteht ein Kondensat, in dem Säure und Verbrennungsrückstände
enthalten sind. Bevor diese Verbrennungskondensate wie übliches
Abwasser z. B. in einen Kanalanschluss geleitet werden können,
müssen diese Kondensate zuerst gereinigt und dann neutralisiert werden,
und zwar beispielsweise mittels einer in der
EP 0 174 349 B1 beschriebenen
Vorrichtung, bestehend aus einem Durchflussbehälter, in
der in Abhängigkeit von der Strömungsrichtung
des Kondensates nacheinander angeordnet sind, eine Quarzkiesschicht,
eine Aktivkohleschicht und eine Neutralisationsmittelschicht, vorzugsweise
bestehend aus granulatförmigem Magnesiumoxid und/oder Magnesiumcarbonat.
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In
der
DE 35 40 164 A1 ist
eine Filtervorrichtung zur Neutralisation saurer Kondensate aus
Abgasen von Heizungsanlagen mit einem Feststoffgranulat beschrieben,
wobei ein mit einem Zulauf und einem Ablauf ausgestattetes Gehäuse
ein Feststoffgranulat aufnimmt, welches vom Kondensat durchströmt
und austauschbar ist. Dieses Granulat ist in einen oben offenen
Einsatz lose eingeschüttet, der im Bodenbereich Öffnungen,
z. B. Sieböffnungen, für den Austritt des Kondensats
aufweist und herausnehmbar in das Gehäuse eingesetzt ist,
welches den Zulauf für das Kondensat oberhalb der Granulatschicht
und den Ablauf am Gehäuseboden aufweist.
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Öl-
oder gasbetriebene Heizkessel bzw. Brenner sind meist Geräte,
die auf dem Boden stehen. Die Entwässerung ist an der tiefsten
Stelle des Gerätes angebracht. Dies erfordert eine möglichst flache
Bauweise der Neutralisationsanlage, um das Anbringen von zusätzlichen
Pumpen etc. zu vermeiden.
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Nachteilig
ist es bei den bekannten Neutralisationsanlagen, dass der Wirkungsgrad
(Ausnutzung des im Gerät befindlichen Neutralisierungsmaterials und
der Aktivkohle) gering ist. Das Kondensat durchfließt die
Aktivkohle und das Neutralisationsmaterial meist auf direktem Weg.
Hierbei wird die in der Neutralisationsanlage enthaltene Aktivkohle
sowie das Neutralisationsmaterial im Wesentlichen nur in der Fliessrichtung
verbraucht. Entsprechend of müssen diese Materialien erneuert
werden, obwohl nur eine geringe Menge wirklich verbraucht ist. Die
Neutralisationsanlage wird auf den Boden gestellt um eine möglichst
geringe Ein- und Auslaufhöhe zu erreichen. Die Fußböden
sind kalt und damit auch das in der Neutralisationsanlage vorhandene
Kondensat. Kondensatzuflüsse aus dem Heizkessel oder dem Schornstein
sind jedoch warm, so dass das neue, warme Kondensat wegen seiner
geringen Dichte nach dem Eintritt in der Neutralisationsanlage nach oben
steigt. Beim Aufsteigen durchfließt das Kondensat die Aktivkohle
bzw. das Neutralisationsmaterial in senkrechter Richtung. Die restliche,
waagerechte Entfernung bis zum nächsten Übergang
oder Abfluss wird jedoch auf der Oberfläche überwunden,
wo das Material entweder bereits verbraucht ist oder bereits nicht
mehr vorhanden ist, weil es bereits verbraucht wurde. Tiefer gelegene
Materialschichten werden so nicht ausreichend ausgenutzt.
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Ein
weiterer Nachteil besteht darin, dass sich Neutralisationsanlagen
zusetzen oder verstopfen können. Zwar haben die bekannten
Geräte einen Sicherheitsüberlauf, damit kein Kondensat
im Heizkessel oder Schornstein aufsteigen kann, aber ihre Funktion
stellen diese Geräte dann ein. Bei bekannten Neutralisationsanlagen
mit Labyrinth-Durchlauf findet der Übergang zur jeweils
nächsten Neutralisationskammer wechselweise oben und unten
statt. Ist eine Kammer zugesetzt, muss das Kondensat aufsteigen
und über einen Überlauf in die nächste
Kammer fließen. Da sich unten in der Kammer wiederum kaltes
Kondensat befindet, fließt das wärmere, neue Kondensat
auf der Oberfläche waagerecht bis zur nächsten
Trennwand, die jedoch den Übertritt in die nächste
Kammer auch oben hat; das Kondensat fließt weiter bis zur
nächsten Trennwand mit Übertritt im unteren Kammerbereich
und es sinkt erst hier wieder ab und kann mit dem Neutralisationsmaterial
reagieren. Der gesamte Rest des in den beiden letzten Kammern gelegenen
Neutralisationsmaterials wird dann nicht genutzt.
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Ein
weiterer Nachteil besteht darin, das die Aktivkohlefilter sowie
das Neutralisationsmaterial nicht während des laufenden
Betriebes ausgetauscht werden können. Die Geräte
müssen demontiert, gereinigt, gewartet, neu bestückt
und anschließend wieder zusammengebaut werden. Oftmals
ist dazu Fachpersonal erforderlich.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine demgegenüber
verbesserte Vorrichtung zur Neutralisation von sauren Verbrennungskondensaten
zu schaffen.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs beschriebene Vorrichtung
dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Siebbodens mindestens
eine Schlammabsetzkammer angeordnet ist, und dass der Kondensatzulauf
oberhalb des Siebbodens benachbart zu diesem an der einen Behälter-wand
und der Kondensatablaub an der gegenüberliegenden Behälterwand
ebenfalls oberhalb des Siebbodens benachbart zu diesem angeordnet
ist, wobei vorzugsweise in Strömungsrichtung mehrere Schlammabsetzkammem
hintereinander angeordnet sind.
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Während
des Durchflusses des Kondensats durch die Granulatpackung wird das
Granulat teilweise unter Schlammbildung aufgelöst, und
dieser Granulatschlamm sinkt durch den Siebboden in die einzelne
Schlammabsetzkammer, so dass ein Verschlammen im Bereich der Granulatschicht
weitgehend ausgeschlossen ist. Bei mehreren in Kondensatdurchflussrichtung
hintereinander angeordneten Schlammabsetzkammern werden diese in
Strömungsrichtung weitgehend hintereinander mit Kondensat/Granulatschlamm
gefüllt, so dass die Funktionsfähigkeit der Neutralisationsanlage über
einen langen Zeitraum erhalten bleibt.
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Weitere
Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen behandelt
und deren vorteilhafte Auswirkungen sind in Verbindung mit der folgenden Beschreibung
erläutert.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher
beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 eine
isometrische Darstellung einer Vorrichtung zur Neutralisation und
Reinigung von sauren Verbrennungsmassen mit mehreren modulartig
in ein Gehäuse einsetzbaren Einzelkomponenten in Form von
Neutralisationsbehältern und Aktivkohlefiltern.
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2 zeigt
im wesentlichen in isometrischer Darstellung eine Draufsicht auf
die erfindungsgemäße Vorrichtung bei abgenommenem
Deckel;
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3 zeigt
eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie III-III
in 1;
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4 zeigt
in vereinfachter Darstellung eine Schnittansicht eines quaderförmigen
Aktivkohlefilters;
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5 zeigt
in vereinfachter Darstellung eine Schnittansicht einer zusätzlichen
quaderförmigen Vorneutralisationskammer.
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Die
in 1 dargestellte Neutralisationsanlage besteht aus
einem im wesentlichen quaderfömigen Gehäuse 1,
in das modulartig gestaltete Neutralisationsbehälter 2 und
gegebenenfalls eine Aktivkohlefiltereinheit 3 gegeneinander
austauschbar einsetzbar sind. Eine ebenefalls in das Gehäuse 1 einsetzbare
Zwischenwand 4 dient in der anhand von 2 noch
zu beschreibenden Weise als Begrenzungswand für einen Kondensatrücklaufkanal.
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Gemäß 2 ist
das Außengehäuse 1 mit einer vorgeschalteten
Absetzkammer 30 ausgerüstet, in die eine Kondensateinlassleitung 31 mündet, die
zur Erzielung eines Siphoneffektes einen Leitungs- oder Rohransatz 32 aufweist,
der im unteren Bereich der Absetzkammer 30 ausmündet.
Die Wand 33 der Absetzkammer 30 hat in ihrem oberen
Wandbereich eine Öffnung 33.1 in Form eines Überlaufwehrs,
das in eine Zwischenkammer 34 mündet, die durch
eine Längswand 34.1 begrenzt ist. Diese Wand 34.1 bildet
gleichzeitig eine Begrenzungswand für einen daran anschließenden
Raum, in den gemäß den 1 und 2 die
vorzugsweise modulartig gestaltete Aktivkohlefiltereinheit 3 eingesetzt
werden kann. Diese Aktivkohlefiltereinheit 3 ist im Bodenbereich
ihrer Außenwand 3.1 (siehe 1) mit einer
Kondensateinlassöffnung 3.2 versehen, die einer
im unteren Bereich der Begrenzungswand 34 angebrachten Öffnung 34.2 gegenüber
liegt. Die Öffnung 3.2 mündet in eine
Vorkammer der Aktivkohleeinheit 3. Diese Kammer ist durch
die Außenwand 3.1 und eine Zwischenwand 3.4 begrenzt,
die in ihrem oberen Wandbereich eine Öffnung 3.5 in
Form eines Überlaufwehrs aufweist. Über dieses
Wehr 3.5 strömt zu reinigendes Kondensat in die
die beiden zylinderförmigen Aktivkohlefilter 36 aufnehmende
Kammer 37 ein. Die Aktivkohlefilter 36 sind so
durch Trennwände 38 abgeschirmt sind, dass das
zu neutralisierende Kondensat in den ersten Filter von unten eintritt
und den Filter von unten nach oben durchströmt. Anschließend
strömt das Kondensat durch eine im Bodenbereich der zweiten
Trennwand 38 befindliche Öffnung in den Bereich
des zweiten Filters, um diesen wiederum von unten nach oben zu durchströmen.
Das oben aus dem zweiten Filter 36 ausströmende
Kondensat strömt anschließend über eine
Wand 38, deren Oberkante unterhalb des oberen Randes des
Außengehäuses 1 liegt, in eine weitere
Vorkammer 39. An diese Vorkammer 39 schließt
dann der Zulauf zu dem eigentlichen Neutralisationsaggregat an.
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Gemäß den 2 und 3 enthält
die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Neutralisation
von sauren Verbrennungsgasen mindestens einen einen Siebboden 5 aufweisenden
Neutralisationsbehälter 2 zur Aufnahme eines ganulatförmigen
Neutalisationsmittels, z. B. Magnesiumclorid. Unterhalb des Siebbodens
ist mindestens eine Schlammabsetzkammer 6 angeordnet. Ein
Kondensatzulauf 7 ist oberhalb des Siebbodens 5 benachbart
zu diesem im Bereich der einen Behälterwand 2.1 vorgesehen,
während die gegenüberliegende Behälterwand 2.2 einen
Kondensatablauf 8 aufweist, der ebenfalls oberhalb des Siebbodens 6 benachbart
zu diesem angeordnet ist. Die Kondensatzu- und Kondensatabläufe 7, 8 sind vorzugsweise
sieb- bzw. gitterförmig gestaltet, um in dem Neutralisationsbehälter 2 befindliches
Neutralisationsgranulat zurück zu halten.
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Die
die Kondensatzu- und abläufe 7, 8 aufweisenden
Seitenwände 2.1, 2.2 bilden die Behälterstirnwände
und sind kürzer als die in Kondensatdurchflussrichtung – angedeutet
durch die Pfeile – verlaufenden Behälterlängswände.
Zwischen den Behälterlängswänden 2.3 bzw. 2.4 sind
Querwände 9 vorgesehen, deren untere Ränder
zur Bildung von Kondensat durchflössen oberhalb des Siebbodens 5 liegen.
Auf den Behälterlängswänden 2.3; 2.4 liegt
im wesentlichen abdichtend eine Deckelplatte 10 auf. Die
unteren Ränder der Querwände 9 liegen
mit Abstand oberhalb des Siebbodens 5, und die oberen Ränder
der Querwände 9 liegen mit Abstand unterhalb der
Deckelplatte 10. Die Behälterstirnwände 2.1 und 2.2 sind
im wesentlichen kammartig gestaltet, um damit mindestens eine Kondensatdurchflussöffnung
zu bilden.
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Der
den Kondensatzulauf 7 aufweisenden Behälterstirnwand 2.1 ist
eine Kondensateinlasskammer 11 vorgeschaltet, und der den
Kondensatablauf 8 aufweisenden Behälterstirnwand 2.2 ist
eine Kondensatauslasskammer 12 nachgeschaltet. Eine Wand
der Kondensateinlasskammer 11 ist durch die zugeordnete
Seitenwand des Außengehäuses 1 gebildet,
während eine Wand der Kondensatauslasskammer 12 durch
die Zwischenwand 4 gebildet ist.
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Wenn
zu neutralisierendes Kondensat durch den Kondensatzulauf 7 in
den mit granulatförmigem Neutralisationsmittel gefülltem
Neutralisationsbehälter 2 einströmt,
findet eine Neutralisierung des Kondensats mit gleichzeitiger Auflösung
des Neutralisationsmittels statt. Dabei bildet sich auch in Abhängigkeit
von der Korngröße des Granulats ein Schlamm, der
sich durch den Siebboden 5 in der darunter befindlichen
Schlammabsetzkammer 6 ablagert, so dass oberhalb des Siebbodens 5 eine
Schlammansammlung weitgehend unterbleibt. Die Schlammablagerung
findet gleichmäßig und oder aufeinanderfolgend
in den durch die Trennwände 6.1 voneinander getrennten,
aufeinanderfolgenden Schlammabsetzkammern 6 statt. In Abhängigkeit
von den Betriebsbedingungen lässt sich jedoch auch nicht
immer eine den Zulauf 7 teilweise oder ganz verschließende Schlammablagerung
oberhalb des Siebbodens vermeiden, so dass dann nach Füllung
der Kondensateinlasskammer 11 das zu neutralisierende Kondensat
durch die oberhalb der Behälterstirnwand 2.1 befindlichen
Kondensateinlassöffnungen in den Neutralisationsbehälter
einströmen kann.
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Für
den Fall eines Verstopfens der sich unterhalb der einzelnen Querwand 9 befindenden
Kondensatdurchflussöffnung 9.1 kann das Kondensat durch
die oberhalb der Querwände 9 befindlichen Kondensatdurchflussöffnungen 9.2 jeweils
in den nächsten Behälterabschnitt fließen.
Aufgrund der erfindungegemäßen Ausgestaltung des
Neutralisationsbehälters 2 mit vorzugsweise mehreren
durch Querwände 9 abgegrenzten Neutralisationskammern bleibt
selbst bei größerem Schlammanfall der einzelne
Neutralisationsbehälter über lange Zeit funktionsfähig,
bevor er gegebenenfalls gegen einen mit frischem Neutralisationsgranulat
gefüllten Neutralisationsbehälter ausgetauscht
werden muss.
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Gemäß den 1 und 2 sind
mehrere parallel nebeneinander liegende Neutralisationsbehälter 2 derart
einander zugeordnet, dass die Kondensatablaufseite eines Neutralisationsbehälters
jeweils an die Kondensatzulaufseite eines folgenden Neutralisationsbehälters
angrenzt, wobei die Kondensatauslasskammer 12 eines Neutralisationsbehälters 2 jeweils
mit der Kondensateinlasskammer eines nachfolgenden Neutralisationsbehälters
in Verbindung steht, und zwar vorzugsweise durch jeweils im unteren
Kammerbereich befindlichen Öffnungen 2.5, wie
sie in 1 angedeutet sind.
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An
die Kondensatauslasskammer 12 des letzten Neutralisationsbehälters 2 schließt
ein zwischen der Behälterlängswand 2.4 und
der Außenwand des Außenbehälters 1 verlaufender
Sammelkanal 15 für gereinigtes Kondensat an. An
diesem Sammelkanal 15 schließt ein weiterer Sammelkanal 16 an,
der zwischen einer Außenwand des Außengehäuses 1 und
der Zwischenwand 4 verläuft.
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Die
Vorrichtung weist gemäß weiterer Erfindung einen
zusätzlichen mit Neutralisationsmittel auffüllbaren
Neutralisationsbehälter 50 mit einem Siebboden 51 auf,
der oberhalb von dem Boden 50.1 dieses zusätzlichen
Netralisationsbehälters 50 liegt. Dieser zusätzliche
Neutralisationsbehälter hat an seiner Oberseite einen durch
den Pfeil 52 repräsentierten Kondensatzulauf an
der diesem Kondensatzulauf 52 gegenüberliegenden
Behälterseite ist ein Kondensatablauf 53 vorgesehen,
der unterhalb des Siebbodens 51 liegt.
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In
dem zusätzlichen Neutralisationsbehälter, der
vorzugsweise auch anstelle eines Aktivkohlefilters in das Außengehäuse 1 eingesetzt
werden kann, sind Schlammanhäufungen a, b, c andeutungsweise eingezeichnet,
die verdeutlichen, wie beim Aufbau von solchen Schlammanhäufungen
dennoch der freie Durchfluss des Kondensats durch den mit Neutralisationsgranulat
gefüllten Behälter 50 möglich
ist. Dieser zusätzliche Neutralisationsbehälter
bildet eine erste Neutralisationsstufe und kann, wenn er z. B. durch
Schlammablagerungen verstopft ist, aus dem Gehäuse 1 herausgenommen,
gereinigt und nach Füllen mit neuem Neutralisationsmittel
wieder in das Gehäuse 1 eingesetzt werden.
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Zur
besseren Raumausnutzung im Bereich der Aktivkohlefiltereinheit können
die zylinderförmigen Aktivkohlefilter 36 durch
quaderförmige Aktivkohlefilter ersetzt sein, wie sie schematisch
in 3 dargestellt sind. Der einzelne Aktivkohlefilter 60 hat ein
im wesentlichen quaderförmiges Gehäuse mit einer
durch ein Sieb oder Gitter 61 verschlossenen unteren Einlauföffnung
und einer ebenfalls durch ein Sieb 62 verschlossenen, oberen
Auslauföffnung. Im Inneren des mit Aktivkohle befüllten
Behälters sind mehrere, im vorliegenden Fall zwei Trennwände 60.1 und 60.2 derart
angeordnet, dass das hindurchströmende Kondensat mäanderförmig
durch das Gehäuse strömt.
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Für
die Verwendung des Gesamtaggregates als Kondensatreinigungs- und
Kondensatneutralisationsanlage für Öl- oder Gasbrenner
sind die Abmessungen des Außengehäuses auf die
Abmessungen des Öl- oder Gasbrenners abgestimmt, derart,
dass das Gesamtaggregat unter dem Öl- oder Gasbrenner angebracht
werden kann. Für einen üblichen Öl- oder Gasbrenner
hat das Außengehäuse 1 z. B. eine Länge
im Bereich von etwa 400 mm und eine Breite im Bereich von etwa 300
mm.
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Die
eigentliche Neutralisationseinheit hat zwischen dem Zulauf und dem
Ablauf eine Länge in der Größenordnung
von etwa 240 bis 280 mm bei einer Breite von ca. 90 mm.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0174349
B1 [0002]
- - DE 3540164 A1 [0003]