DE102008019733A1 - Heat exchanger, at a solid fuel burner, passes gas through a liquid-filled zone to separate solids and warm fresh combustion air for the burner - Google Patents

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Abstract

The heat exchanger (1'), especially at a solid fuel burner, has a pipe (1) at its lower end to take exhaust gas from the burner. Angled guide plates (2) lead the gas downwards without turbulence to escape upwards through a gap at the end of the plates. Stabilizers (3) are bonded to the plates. Perforated angled plates (4) are under the guide plates to prevent the liquid in the space (5) under them from flowing back to the burner. Further guide plates (6) are over the guide plate stabilizers to give the gas an eddy flow towards the upper outflow (7).

Description

Die vorliegende Erfindung gehört, zum technischen Gebiet des Wärmetauschs sowie der Abgasreinigung von Feuerungsanlagen und betrifft eine Anordnung und eine Verfahrensweise des Wärmetauschs und der Abgasreinigung, bei dem einesteils die Wärmetauschmittel, von denen eines Gas (das Abgas) und das andere eine Flüssigkeit ist, in direkter Berührung stehen, andernteils die Wärmetauschmittel nicht in direkte Berührung miteinander kommen.The The present invention belongs to the technical field of Heat exchange and the emission control of combustion plants and relates to an arrangement and a method of heat exchange and the exhaust gas purification, in which partly the heat transfer medium, one of which gas (the exhaust) and the other a liquid is in direct contact with the other part of the heat transfer medium do not come into direct contact with each other.

Die u. a. zum Stand der Technik gehörenden DE 44 36 412 A1 und EP 0 648 982 A1 befassen sich mit einem Verfahren und einer Anlage zur Rückgewinnung von Wärme aus Abgasen von Feuerungsanlagen durch Übertragung in ein im Kreislauf geführtes Heizmedium, wobei eine Abkühlen der Abgase bis unter den Wassertaupunkt der Abgase, ein Abzug des hierbei gebildeten Kondensats und eine nachfolgender Wiedererwärmung der Abgase erfolgt. Aus v. g. DE und EP ist auch bekannt, dass Wärmetauscher mehrstufig ausgeführt werden, wenn eine Abkühlung der Abgase bis unter die in Frage kommenden Taupunkte erreicht werden soll, wobei jede Stufe dann einem eigenen Kreislauf des Heizmediums zugeordnet wird und solche technischen Lösungen mit mehreren Wärmetauscherstufen mit jeweils eigens zugeordneten Heizkreisläufen erhöhte Investitions- und erhöhte Einbindungskosten erfordern. Nach allgemeiner technischer Kenntnis und den Ausführungen der v. g. DE und EP sind die mit Abgas in Berührung kommenden Flächen der Wärmetauscheranlagen stark der Korrosion unterliegend, da die im Abgas in fester und gasförmiger Zustandsform vorliegenden Stoffe (z. B Schlacke-/Aschestäube, Schwefel- und schweflige Säure, Salzsäure) an den Flächen der Wärmetauscheranlagen und an Flächen nachfolgender Anlagenbestandteile anhaften oder sogar in die Umwelt austreten könnten, wenn keine geeigneten und damit kostenintensiven Filteranlagen eingesetzt werden. Auf Grund der sich immer sauer einstellenden Betriebsbedingungen bei der Abkühlung von aggressiven Heiz-/Brenneranlagenabgasen und der Belastung nachfolgender Apparateteile durch nicht ausgeschiedenen aggressiven Substanzen, stellen sich die beide v. g. technischen Lösungen die Aufgabe, die bis dato bestehenden Nachteile des Standes der Technik u. a. dadurch zu lösen, die Abgase unter allen möglichen Bedingungen eines Heizungsanlagenbetriebs auf ein sehr niedriges Niveau unterhalb des Wassertaupunktes abzukühlen, wobei der Wärmetausch mit dem Heizmedium der Heizungsanlage, welches durch weitere Wärmetauscher in Heizmedienkreisläufen zuvor stark abgekühlt wurde, erfolgt, d. h. die aus den Abgasen überschüssige Wärme wird jedenfalls in das Heizmedium/die Heizmedien der Heizungsanlage eingetragen. Nachteilig ist bei diesen technischen Lösungen insbesondere, dass sie bei der Wärmerückgewinnung nur auf die Überführung der Wärmemenge der Abgase in den Heizkreislauf abzielen und damit der Vorwärmung der Brennerzuluft keine Beachtung schenken, wodurch es nötig ist, für diese extra eine Wärmequelle bereit zu stellen, um diesem Erfordernis gerecht zu werden. Neue Energiebereitstellung, z. B. das Dazwischenschalten von Solaranlagen etc., mit ihren technischen und finanziellen Erfordernissen und u. U. auch negativen umwelttechnischen Erfordernissen wird damit notwendig.The others belonging to the state of the art DE 44 36 412 A1 and EP 0 648 982 A1 are concerned with a method and a plant for the recovery of heat from waste gases from combustion plants by transfer into a recirculated heating medium, wherein a cooling of the exhaust gases to below the dew point of the exhaust gases, a deduction of the condensate formed in this case and a subsequent reheating of the exhaust gases , From DEG and EP is also known that heat exchangers are executed in several stages, if a cooling of the exhaust gases to be achieved below the dew points in question, each stage is then assigned to its own cycle of the heating medium and such technical solutions with several heat exchanger stages with each assigned heating circuits require increased investment and increased integration costs. According to general technical knowledge and the embodiments of the above DE and EP, the surfaces of the heat exchanger systems that come into contact with exhaust gas are heavily subject to corrosion, since the substances present in the exhaust gas in solid and gaseous state form (eg slag / ash dust, sulfur and sulfur) Sulfurous acid, hydrochloric acid) adhere to the surfaces of the heat exchanger systems and surfaces of subsequent plant components or even escape into the environment, if no suitable and therefore costly filter systems are used. Due to the always sour adjusting operating conditions in the cooling of aggressive heating / Brenneranlagenabgasen and the burden of subsequent equipment parts by non-excreted aggressive substances, the two vg technical solutions set the task, the existing disadvantages of the prior art, inter alia due to solve, the exhaust gases under all possible conditions of a heating system operation to cool to a very low level below the water dew point, the heat exchange with the heating medium of the heating system, which was previously strongly cooled by other heat exchangers in Heizmedienkreisläufen done, ie, the excess heat from the exhaust gases in any case entered in the heating medium / the heating media of the heating system. A disadvantage of these technical solutions, in particular, that they aim at heat recovery only on the transfer of the amount of heat of the exhaust gases in the heating circuit and thus pay no attention to the preheating of Brennerzuluft, making it necessary to provide a heat source for this extra to to meet this requirement. New energy supply, z. As the interposition of solar systems, etc., with their technical and financial needs and u. U. also negative environmental requirements is thus necessary.

Vom Stand der Technik und seinen Mängeln ausgehend, liegt der hier vorgeschlagenen technischen Lösung die Aufgabe zugrunde, bei mit „hohen” Abgastemperaturen (> 110°C am oberen Kaminausgang) arbeitenden Feststoffbrennern einesteils möglichst viel Wärmeinhalt nicht in die Umgebung „abzublasen”, sondern der Anlage wieder erneut zuzuführen, somit die Effektivität zu verbessern und Kosten, incl. Brennstoffkosten, deutlich zu senken, andernteils die bei der Verbrennung aller biogenen Feststoffe (außer Holz), wie z. B. Strohpellets, Rapskuchen, Energiegetreide und Getreideabfall entstehenden Schadstoffe wie z. B. gasförmige Chlor- und Schwefelverbindungen aber auch Staub- und Feinstaubanteile wirkungsvoll zu entfernen, damit einen Beitrag für umweltschonendere Technik und Technologie im Bereich der Wärmeversorgung zu leisten.from Based on the state of the art and its shortcomings, lies the here proposed technical solution the task, with "high" exhaust gas temperatures (> 110 ° C am upper chimney outlet) working solid burners on the one hand as possible a lot of heat content does not "blow off" into the environment, but the plant again to feed again, thus the Improve efficiency and costs, including fuel costs, significantly lower, partly the combustion of all biogenic Solids (except wood), such as B. straw pellets, rape cake, energy crops and grain waste resulting pollutants such. B. gaseous Chlorine and sulfur compounds but also dust and particulate matter Effectively remove, thereby contributing to more environmentally friendly Technology and technology in the field of heat supply afford to.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgaben- und Zielstellung durch die Merkmale der Hauptansprüche 1 und 9 sowie in vorteilhaft ausgestaltender Form durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche gelöst.According to the invention This task and objective by the features of the main claims. 1 and 9 and in advantageous ausgestaltender form by the features of the dependent claims.

Das nachfolgend Dargestellte soll insbesondere die vorteilhaften Wirkungen des Aufbaus der Vorrichtung und der damit realisierten Verfahrensweise darstellen.The In the following, in particular, the advantageous effects the construction of the device and the procedure thus implemented represent.

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher besteht im Wesentlichen aus einem alles umschließenden Gehäuse mit einem Abgasein- und -ausgang für die Feststoffbrennerabgase und einem Zuluftein- und Zuluftausgang für die Frisch- bzw. Zuluft, die dem Feststoffbrenner zugeführt wird, weiteren diversen Zuläufen und einem Medienablauf sowie Rohren oder anderweitigen Gestaltungen für die Medientrennung zwischen den Wärmetauschmedien.Of the consists of heat exchanger according to the invention essentially from an enclosing housing with an exhaust gas inlet and outlet for the solid fuel exhaust gases and a fresh air and fresh air outlet for the fresh or supply air, which is supplied to the solid fuel burner, another various inlets and a media outlet as well as pipes or other forms of media separation between the heat exchange media.

Im unteren Bereich des Wärmetauschers, im sogenannten Wasserteil des Abgasweges, ist ein Anschlussrohr angeordnet, wodurch die Feststoffbrennerabgase in diesen eintreten. Diesem Anschlussrohr ist ein Wärmetauscher, z. B. in Form einer Doppelrohrausführung, zugeordnet, mit dem einerseits die Abgase des Brenners gekühlt (1. Abkühlung) und andererseits die Zuluft zum Brenner vorgewärmt werden.in the lower area of the heat exchanger, in the so-called water part of the exhaust path, a connecting pipe is arranged, whereby the Feststoffbrennerabgase enter into this. This connection pipe is a heat exchanger, z. B. in the form of a double tube design, associated with on the one hand cooled the exhaust gases of the burner (1st cooling) and on the other hand, the supply air to the burner are preheated.

Über bzw. oberhalb von diesem Anschlussrohr sind im unteren Teil des erfindungsgemäßen Wärmetauschers Leitbleche über die ganze Tiefe des Wärmetauschers derart geneigt angebracht, dass sie die Brennerabgase zunächst über der ganzen Tiefe des Wärmetauschers nach unten leiten, dort nahezu wellenförmig weiterleiten, nicht zulassen, dass sie innerhalb des Wärmetauschergehäuses in diesem nach oben steigen und erst am Ende der wellenförmigen Abgasbewegung den Brennerabgasen einen Spalt freigeben, durch den die Brennerabgase dann nach oben steigen können. Über den Leitblechen sind ausschließlich zur Zweckbestimmung der Leitblechstabilisierung Stabilisierungselemente mit Verbindungen zu den Leitblechen angeordnet. Diese Stabilisierungselemente sind vorzugsweise als Bleche vorgesehen, können aber auch aus äquivalenten Elemente bestehen. An den Leitblechen sind auf deren Unterseite Bleche in Schrägstellung und mit Durchbrüchen angebracht. Dies können Lochbleche, Schlitze enthaltende Bleche oder anderweitig mit Durchbrüchen versehene Bleche sein. Dieser sich unter den Leitblechen bildende Rauminhalt im Wärmetauschergehäuse ist mit einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, angefüllt, wobei gesichert ist, dass diese nicht zurück in den Brenner fliesen kann. Dieser Flüssigkeit sind neutralisierende und gegebenenfalls weitere Zusätze beigemischt. In diesem Bereich kommt es zu einem Flüssigkeit/Wasser-Luftblasen-Gemisch, auf Grund des „Hindurchziehens” der Abgase durch die Bleche mit Durchbrüchen und durch die/das dort anstehende Flüssigkeit/Wasser, wodurch eine direkte Berührung der Wärmetauschmittel realisiert wird. Dieses „Hindurchziehen” wird durch im Abgasweg angeordnete, einen Unterdruck erzeugende Apparatur(en), wie z. B. eine Niederdruckturbine bewirkt. Durch die innige Vermischung der Abgase mit der/dem anstehenden Flüssigkeit/Wasser in Form eines Flüssigkeits-/Wasser-Gasbläschengemischs, der erzeugten Verwirbelung und Strömung kommt es zu einem innigen Kontakt beider Medien und in der Folge dessen zu einem Wärmeübergang vom Abgas auf die/das Flüssigkeit/Wasser, wodurch eine starke 2. Abkühlung des Abgases bewirkt wird. Durch gleichen innigen Kontakt beider Medien kommt es zu einem Übergang der staubförmigen Stoffe sowie gasförmigen Schadstoffe des Abgases auf die/das Flüssigkeit/Wasser, wodurch eine Bindung der festen Bestandteile sowie eine Lösung der gasförmigen Schadstoffe im flüssigen Medium erfolgt. Dieses Wärmetausch- und Reinigungsmedium wird in diesem Bereich weiterbehandelt und dann durch einen nicht dargestellten Ablauf mit einer Gassperre, einem Siphon, der im Bereich der Flüssigkeitsfüllung angeordnet ist, abgeleitet. Mit einem einstellbaren Siphon lässt sich der Flüssigkeitsstand des Wärmetausch- und Reinigungsmediums konstant auf einem gewünschten Niveau halten. Oberhalb der Leitblech-Stabilisierungsanordnung sind ein oder weitere Leitbleche zur Zweckbestimmung der Abgasverwirbelung angeordnet. Im unteren und mittleren Bereich des Wärmetauschers sind nicht dargestellte Zuflussanschlüsse angeordnet, die einesteils dem Zufluss von Flüssigkeit/Wasser zum Zwecke des Nachfüllens des Wärmetausch- und Reinigungsmediums, andernteils dem Zufluss von Neutralisationsmittel zum Wärmetausch- und Reinigungsmedium dienen. Vorteilhafterweise werden an diesen Zuflussanschlüssen Magnetverschlüsse angeordnet. Mit beispielsweise Seifenlauge lässt sich diese Flüssigkeitsfüllung, die mehr und mehr einen sauren Zustand einnimmt, neutralisieren. Im mittleren und oberen Bereich des Wärmetauschers, oberhalb des/der Verwirbelungsblechs/-bleche, ist eine Kondensationswärmetauscherbaueinheit über die ganze Innenausdehnung des Wärmetauschers mit ihren Lufteintritts- und Luftaustrittsanschlüssen angeordnet. Durch diesen Kondensationswärmetauscher strömt in Gegenrichtung die Frischluft/Zuluft für den Feststoffbrenner. In diesem Bereich des Wärmeaustauschs erfolgt die 3. Abkühlung des nun gereinigten Brennerabgases, bevor es durch den Brennerabgasausgang und über die Unterdruck erzeugende Apparatur, z. B. eine Saugturbine, zum Kamin gezogen wird. Im gleichen Bereich erfolgt aber auch die 1. Vorwärmung der Brennerzuluft, wobei dieser Bereich als Wärmetauscher ohne direkte Berührung der Wärmetauschmittel fungiert. Im weiteren Verlauf der Brennerzuluftführung kann, muss aber nicht, vorgesehen sein, dass die Brennerzuluft über das untere Ende bzw. den Ausgang des Kondensationswärmetauschers danach über eine Rohrverbindung zu einem in der Reinigungsflüssigkeit alternativ angeordneten Rohranteil (2. Vorwärmung der Brennerzuluft) und danach zum Feststoffbrenner über den am eingangs erwähnten Anschlussrohr befindlichen weiteren obligatorischen Wärmetauscher (3. ggf. 2. Vorwärmung der Brennerzuluft) geführt wird.about or above this connecting pipe are in the lower part of Heat exchanger according to the invention baffles the entire depth of the heat exchanger mounted so inclined, that they first the burner exhaust gases over the whole Guide the depth of the heat exchanger downwards, where it almost waves forward, do not allow them inside the heat exchanger housing rise in this upward and only at the end of the wave-shaped Exhaust move the burner exhaust gases release a gap through which the burner exhaust gases can then rise to the top. about the baffles are for purpose of use only the baffle stabilization stabilizing elements with compounds arranged to the baffles. These stabilizing elements are preferably provided as sheets, but can also be made of equivalent elements consist. At the baffles are on the underside of sheets in Inclined position and with openings. These can be perforated plates, slots containing plates or otherwise be provided with perforations sheets. This under the baffles forming volume in the heat exchanger housing is filled with a liquid, in particular water, being assured that these are not back in the burner can tile. This liquid is neutralizing and optionally added further additives. In this Area, it comes to a liquid / water-air bubbles mixture, due to the "pulling through" of the exhaust gases through the sheets with breakthroughs and by the pending there Liquid / water, creating a direct contact the heat transfer medium is realized. This "pulling through" is through arranged in the exhaust path, a negative pressure generating apparatus (s), such as B. causes a low pressure turbine. Due to the intimate mixing of Exhaust gases with the / the upcoming liquid / water in the form a liquid / water gas bubble mixture, the generated turbulence and flow it comes to a intimate contact of both media and subsequently to a heat transfer from the exhaust gas to the liquid / water, creating a strong 2nd cooling of the exhaust gas is effected. By the same intimate contact between the two media, there is a transition the dust-like substances and gaseous pollutants of the exhaust gas on the liquid / water, creating a bond the solid constituents as well as a solution of gaseous Pollutants in the liquid medium takes place. This heat exchange and cleaning medium is further treated in this area and then by a process, not shown, with a gas barrier, a siphon in the area of liquid filling is arranged, derived. With an adjustable siphon leaves the fluid level of the heat exchange and Cleaning medium constant at a desired level hold. Above the baffle stabilization arrangement are a or arranged further baffles for the purpose of Abgasverwirbelung. In the lower and middle area of the heat exchanger are Not shown, arranged inflow connections, the one part of the Inflow of liquid / water for refilling the heat exchange and cleaning medium, otherwise the Influence of neutralizing agent for heat exchange and Serve cleaning medium. Advantageously, at these inflow connections Magnetic locks arranged. With, for example, soap suds can this liquid filling, which more and more assumes an acidic state, neutralize. In the middle and upper area of the heat exchanger, above of the swirl plate (s) is a condensation heat exchanger unit the whole internal extent of the heat exchanger with their Air inlet and outlet connections arranged. By This condensation heat exchanger flows in the opposite direction the fresh air / supply air for the solid fuel burner. In this The area of the heat exchange is the 3rd cooling of the now cleaned burner exhaust gas before passing through the burner exhaust and on the negative pressure generating apparatus, for. Legs Suction turbine, is pulled to the fireplace. In the same area is done but also the first preheating of the burner supply air, whereby this Range as a heat exchanger without direct contact the heat exchange agent acts. In the further course of the Burner air supply can, but need not, be provided that the burner supply air via the lower end or the output Thereafter, the condensing heat exchanger via a Pipe connection to one in the cleaning liquid alternatively arranged pipe part (2nd preheating of the burner supply air) and then to the solid fuel burner over the above-mentioned Connecting pipe further obligatory heat exchanger (3. if necessary 2. preheating the burner supply air) becomes.

Verfahrensgemäß wird die Reinigung des Feststoffbrennerabgases und der Wärmeübergang von diesem auf die Feststoffbrennerzuluft so vorgesehen, dass das mit festen und gasförmigen Schadstoffen belastete, hohe Temperatur enthaltende Feststoffbrennerabgas mittels Unterdruck, welchen vorzugsweise eine dem Wärmetauscher zugeordnete Niederdruckturbine erzeugt, in die/das Flüssigkeit/Wasser gezogen wird. Damit wird das Abgas mit dem ersten Wärmetauschmittel, somit auch eine reinigende Flüssigkeit, in direkte Berührung gebracht. Dort wird das Abgas durch die Durchbrüche der entsprechenden Bleche gezogen, wodurch Gasblasen gebildet werden. Somit wird weiterhin ein direkter und noch intensivierter Kontakt mit dem ersten Wärmetauschmittel erzeugt. Die Feststoffbrennerabgasbläschen werden auf diesem Weg in nahezu wellenförmige Strömung gezwungen und das Feststoffbrennerabgas wird nach dem Austritt aus dem Wasserbad nach oben gezogen und verwirbelt. Anschließend wird es, die Feststoffbrennerzuluft enthaltenden Kondensationswärmetauscherbaueinheit umspühlend, weiter nach oben gezogen, wodurch es mit dem zweiten Wärmetauschmittel, der in diesem Kondensationswärmetauscher befindlichen Feststoffbrennerzuluft, in nicht direkte Berührung gebracht. Nach Erreichen der Abkühlung auf die beabsichtigte Temperatur wird das gereinigte Abgas in den Kamin abgeleitet. Der für Betrieb des Brenners erforderliche Unterdruck wird mit einem Drucksensor überwacht und die dafür entsprechende Leistung der Unterdruck erzeugenden Apparatur, wird dem entsprechend angepasst, vorzugsweise eine Unterdruckturbine mit Drehzahlregelung. Die Vorwärmung der Feststoffbrennerzuluft erfolgt in einer ersten Stufe durch Wärmetausch im oberen und mittleren Teil des Wärmetauscher im Kondensationswärmetauscher, ggf. in einer weiteren Stufe beim Durchgang durch den in der Reinigungsflüssigkeit befindlichen Rohranteil sowie im Wärmetauscher am vom Brenner kommenden Anschlussrohr.According to the method, the cleaning of the Feststoffbrennerabgases and the heat transfer from this to the Feststoffbrennerzuluft provided so that the loaded with solid and gaseous pollutants, high temperature solid burner exhaust gas by means of negative pressure, which preferably generates a heat exchanger associated low-pressure turbine, drawn in the / the liquid / water becomes. Thus, the exhaust gas is brought into direct contact with the first heat exchange medium, thus also a cleaning liquid. There, the exhaust gas is drawn through the openings of the corresponding plates, whereby gas bubbles are formed. Thus, a direct and even more intensive contact with the first heat exchange medium is generated. The Feststoffbrennerabgasbläschen be forced in this way in almost undulating flow and the solid burner exhaust gas is pulled up after exiting the water bath and swirled up. Subsequently, it will contain the Feststoffbrennerzuluft Condensing heat exchanger unit umspühlend, further pulled upwards, whereby it brought into non-direct contact with the second heat exchange medium, the solid fuel burner located in this condensation heat exchanger. After cooling to the intended temperature, the purified exhaust gas is discharged into the chimney. The vacuum required for operation of the burner is monitored by a pressure sensor and the corresponding power of the vacuum generating apparatus is adjusted accordingly, preferably a vacuum turbine with speed control. The preheating of the Feststoffbrennerzuluft takes place in a first stage by heat exchange in the upper and middle part of the heat exchanger in the condensation heat exchanger, optionally in a further stage when passing through the pipe located in the cleaning liquid pipe portion and in the heat exchanger at the connection pipe coming from the burner.

An einem Ausführungsbeispiel wird eine bevorzugte Ausgestaltung erläutert.At An embodiment is a preferred embodiment explained.

1 zeigt den erfindungsgemäßen Wärmetauscher im Schnitt 1 shows the heat exchanger according to the invention in section

2 zeigt der erfindungsgemäßen Wärmetauscher teilgeöffnet 2 shows the heat exchanger according to the invention partially open

Im unteren Bereich des Wärmetauschers ist ein Anschlussrohr 1 mit einem zugeordnetem Wärmetauscher 1' angeordnet, wodurch die Feststoffbrennerabgase in diesen eintreten. Im Innern des Wärmetauschers sind oberhalb von diesem Anschlussrohr 1 Leitbleche 2 über seine ganze Tiefe derart geneigt angebracht, dass sie die Brennerabgase zunächst über die ganze Tiefe des Wärmetauschers nach unten leiten, dort nahezu wellenförmig weiterleiten, nicht zulassen, dass sie innerhalb des Wärmetauschergehäuses in diesem nach oben steigen und erst am Ende der nahezu wellenförmigen Abgasbewegung den Brennerabgasen einen Spalt freigeben, durch den sie nach oben steigen können. Über den Leitblechen 2 sind ausschließlich zur Zweckbestimmung der Leitblechstabilisierung Stabilisierungsbleche 3 mit Verbindungen zu den Leitblechen 2 angeordnet. An den Leitblechen 2 sind auf deren Unterseite Bleche 4 in Schrägstellung und mit Durchbrüchen angebracht. Dieser sich unter den Leitblechen 2 bildende Rauminhalt 5 ist im Wärmetauschergehäuse mit Wasser 5 angefüllt, wobei gesichert ist, dass dieses nicht zurück in den Brenner fliesen kann. Das Wasser enthält neutralisierende Zusätze. Im Bereich der Flüssigkeitsfüllung 5 ist ein nicht dargestellter Ablauf mit Gassperre angeordnet und oberhalb der Leitblech-Stabilisierungsanordnung sind weitere Leitbleche 6 zur Zweckbestimmung der Abgasverwirbelung angebracht. Im unteren und mittleren Bereich des Wärmetauschers sind Zuflussanschlüsse angeordnet. Am oberen Ende des Wärmetauschers ist der Brennerabgasausgang 7 vorgesehen. Im mittleren und oberen Bereich des Wärmetauschers ist eine Kondensationswärmetauscherbaueinheit 8 über die ganze Innenausdehnung des Wärmetauschers mit ihren Lufteintritts- 9 und Luftaustrittsanschlüssen 10 angeordnet. Durch die Kondensationswärmetauscherbaueinheit 8 wird Frischluft, die als Zuluft zum Feststoffbrenner vorgesehen ist, zugeführt. Am unteren Luftaustrittsanschluss 10 ist eine weitere Wärmetauschanordnung nachgeordnet, die als Rohranteil durch das Wasser führt und in einen am Anschlussrohr 1 angeordneten Wärmetauscher weiterführt.In the lower part of the heat exchanger is a connection pipe 1 with an associated heat exchanger 1' arranged, whereby the Feststoffbrennerabgase enter into this. Inside the heat exchanger are above this connection pipe 1 baffles 2 mounted so inclined over its entire depth that they first guide the burner exhaust gases over the entire depth of the heat exchanger, forward there almost wavy, do not allow them rise inside the heat exchanger housing in this up and only at the end of the almost wavy exhaust movement the Burner exhaust gases release a gap through which they can rise to the top. Over the baffles 2 are stabilizing sheets exclusively for the purpose of baffle stabilization 3 with connections to the baffles 2 arranged. At the baffles 2 are on their underside sheets 4 in inclination and with openings attached. This is under the baffles 2 forming volume 5 is in the heat exchanger housing with water 5 filled, but it is ensured that this can not tile back into the burner. The water contains neutralizing additives. In the area of liquid filling 5 an unillustrated drain with gas barrier is arranged and above the baffle stabilization arrangement are further baffles 6 attached for the purpose of Abgasverwirbelung. In the lower and middle region of the heat exchanger inflow ports are arranged. At the top of the heat exchanger is the burner exhaust 7 intended. In the middle and upper area of the heat exchanger is a condensation heat exchanger unit 8th over the entire internal extent of the heat exchanger with its air inlet 9 and air outlet connections 10 arranged. Through the condensation heat exchanger unit 8th is fresh air, which is provided as supply air to the solid fuel burner supplied. At the lower air outlet connection 10 is arranged downstream of another heat exchange arrangement, which leads as a proportion of pipe through the water and in a connection pipe 1 continues arranged heat exchanger.

Die Verfahrensdurchführung der Reinigung der Feststoffbrennerabgase und des Wärmeübergangs von diesen auf die Feststoffbrennerzuluft wird wie folgt realisiert. Das mit festen und gasförmigen Schadstoffen belastete, hohe Temperatur enthaltende Feststoffbrennerabgas wird mittels Unterdruck, welchen vorzugsweise eine dem Wärmetauscher zugeordnete Niederdruckturbine erzeugt, zunächst am vom Brenner kommenden Anschlussrohr 1 wärmetauschend 1' gekühlt, dann in das Wasser 5 gezogen, damit in direkte Berührung mit dem ersten Wärmetauschmittel gebracht wird, und dort durch die Durchbrüche der entsprechenden Bleche 4 gezogen. Dadurch werden Gasblasen gebildet, somit weiterhin ein direkter und noch intensivierter Kontakt mit dem ersten Wärmetauschmittel erzeugt und die Feststoffbrennerabgasbläschen werden auf diesem Weg in nahezu wellenförmige Strömung gezwungen. Das Feststoffbrennerabgas wird nach dem Austritt aus dem Wasserbad 5 nach oben gezogen, verwirbelt und anschließend am Kondensationswärmetauscher 8, diesen umspühlend, vorbei gezogen, wodurch es mit dem zweiten Wärmetauschmittel in nicht direkte Berührung gebracht wird. Nach dem Erreichen der Abkühlung auf die beabsichtigte Temperatur wird das gereinigte Abgas in den Kamin abgeleitet.The process implementation of the purification of the Feststoffbrennerabgase and the heat transfer from these to the Feststoffbrennerzuführuft is realized as follows. The loaded with solid and gaseous pollutants, high temperature solid burner exhaust gas is by means of negative pressure, which preferably generates a heat exchanger associated with the low-pressure turbine, first at the connection pipe coming from the burner 1 heat trucking 1' cooled, then into the water 5 pulled so that is brought into direct contact with the first heat exchange medium, and there through the openings of the corresponding sheets 4 drawn. As a result, gas bubbles are formed, thus further generating a direct and intensified contact with the first heat exchange medium and the Feststoffbrennerabgasbläschen be forced in this way in almost undulating flow. The solid fuel gas exhaust gas exits the water bath 5 Pulled up, swirled and then at the condensation heat exchanger 8th By passing it over, it is drawn past, causing it to be brought into non-direct contact with the second heat exchange medium. After reaching cooling to the intended temperature, the purified exhaust gas is discharged into the chimney.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - DE 4436412 A1 [0002] - DE 4436412 A1 [0002]
  • - EP 0648982 A1 [0002] - EP 0648982 A1 [0002]

Claims (9)

Wärmetauscher, insbesondere für einen Feststoffbrenner, im Wesentlichen bestehend aus einem alles umschließenden Gehäuse mit einem Abgasein- und -ausgang für die Feststoffbrennerabgase und einem Zuluftein- und Zuluftausgang für die Frisch- bzw. Zuluft, die dem Feststoffbrenner zugeführt wird, weiteren diversen Zuläufen und einem Medienablauf sowie Rohren für die Medientrennung zwischen den Wärmetauschmedien dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Bereich des Wärmetauschers ein Anschlussrohr (1) mit einem zugeordnetem Wärmetauscher (1') angeordnet ist, wodurch die Feststoffbrennerabgase in diesen eintreten, dass über, d. h. oberhalb, von diesem Anschlussrohr (1) im Innern des Wärmetauschers Leitbleche (2) über seine ganze Tiefe derart geneigt angebracht sind, dass sie die Brennerabgase zunächst über die ganze Tiefe des Wärmetauschers nach unten leiten, dort nahezu wellenförmig weiterleiten, nicht zulassen, dass sie innerhalb des Wärmetauschergehäuses in diesem nach oben steigen und erst am Ende der nahezu wellenförmigen Abgasbewegung den Brennerabgasen einen Spalt freigeben, durch den sie nach oben steigen können, dass über den Leitblechen (2) ausschließlich zur Zweckbestimmung der Leitblechstabilisierung Stabilisierungselemente (3) mit Verbindungen zu den Leitblechen (2) angeordnet sind, dass an den Leitblechen (2) auf deren Unterseite Bleche (4) in Schrägstellung und mit Durchbrüchen angebracht sind, dass ein sich unter den Leitblechen (2) bildender Rauminhalt im Wärmetauschergehäuse mit einer Flüssigkeit (5) angefüllt ist, wobei gesichert ist, dass diese nicht zurück in den Brenner fliesen kann, dass im Bereich der Flüssigkeitsfüllung (5) ein nicht dargestellter Ablauf mit Gassperre angeordnet ist, dass oberhalb der Leitblech-Stabilisierungsanordnung weitere Leitbleche (6) zur Zweckbestimmung der Abgasverwirbelung angeordnet sind, dass im unteren und mittleren Bereich des Wärmetauschers Zuflussanschlüsse und angeordnet sind, dass am oberen Ende des Wärmetauschers ein Brennerabgasausgang (7) vorgesehen ist, dass im mittleren und oberen Bereich des Wärmetauschers eine Kondensationswärmetauscherbaueinheit (8) über die ganze Innenausdehnung des Wärmetauschers mit ihren Lufteintritts- (9) und Luftaustrittsanschlüssen (10) angeordnet ist und dass dem unteren Luftaustrittsanschluss (10) eine weitere Wärmetauschanordnung nachgeordnet sein kann.Heat exchanger, in particular for a solid fuel burner, essentially consisting of an all enclosing housing with a Abgasein- and output for the Feststoffbrennerabgase and a Zuluftein- and supply air outlet for the fresh air or supply air, which is fed to the solid fuel burner, other diverse inlets and a Media outlet and pipes for the media separation between the heat exchange media characterized in that in the lower region of the heat exchanger, a connecting pipe ( 1 ) with an associated heat exchanger ( 1' ), whereby the Feststoffbrennerabgase enter into this, that over, ie above, from this connecting pipe ( 1 ) inside the heat exchanger baffles ( 2 ) are mounted so inclined over its entire depth that they first lead the burner exhaust gases over the entire depth of the heat exchanger, forward there almost wavy, do not allow them to rise within the heat exchanger housing in this upward and only at the end of the almost wavy Exhaust move the burner exhaust gases release a gap, through which they can rise to the top that above the baffles ( 2 ) exclusively for the purpose of baffle stabilization stabilizing elements ( 3 ) with connections to the baffles ( 2 ) are arranged, that at the baffles ( 2 ) on the underside of sheets ( 4 ) are mounted in an inclined position and with openings, that a below the baffles ( 2 ) forming volume in the heat exchanger housing with a liquid ( 5 ), whereby it is ensured that it can not tile back into the burner, that in the area of liquid filling ( 5 ) is arranged a non-illustrated drain with gas barrier, that above the baffle stabilization arrangement further baffles ( 6 ) are arranged for the purpose of Abgasverwirbelung that in the lower and central region of the heat exchanger inflow ports and are arranged, that at the upper end of the heat exchanger, a burner exhaust gas outlet ( 7 ) is provided that in the middle and upper region of the heat exchanger, a condensation heat exchanger unit ( 8th ) over the entire internal extent of the heat exchanger with its air inlet ( 9 ) and air outlet connections ( 10 ) and that the lower air outlet connection ( 10 ) may be arranged downstream of a further heat exchange arrangement. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Stabilisierungselemente (3) vorzugsweise aus Blechen bestehen, aber auch äquivalente Elemente hierfür vorgesehen sein können.Heat exchanger according to claim 1, characterized in that stabilizing elements ( 3 ) preferably consist of sheets, but also equivalent elements can be provided for this purpose. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Unterseite der Leitbleche (2) in Schrägstellung angeordneten Bleche (4) als Lochbleche, als Schlitze enthaltende Bleche oder als anderweitig mit Durchbrüchen versehene Bleche vorgesehen sind.Heat exchanger according to claim 1, characterized in that on the underside of the baffles ( 2 ) arranged in inclined position sheets ( 4 ) are provided as perforated plates, as plates containing slots or as otherwise provided with openings sheets. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der sich unter den Leitblechen (2) bildende Rauminhalt (5) im Wärmetauschergehäuse mit Wasser (5) angefüllt ist, welchem neutralisierende und gegebenenfalls weitere Zusätze beigemischt sind und wodurch eine direkte Berührung der Wärmetauschmittel realisiert wird.Heat exchanger according to claim 1, characterized in that under the baffles ( 2 ) forming volume ( 5 ) in the heat exchanger housing with water ( 5 ) is added, which neutralizing and optionally further additives are admixed and whereby a direct contact of the heat exchange medium is realized. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Raum (5) ein Ablauf vorzugsweise mit einem Siphon versehen ist.Heat exchanger according to claim 1, characterized in that from the room ( 5 ) a drain is preferably provided with a siphon. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im unteren Bereich des Wärmetauschers ein Zuflussanschluss, gegebenenfalls mit Magnetverschluss, für das Nachfüllen von Wasser vorgesehen ist und dass dort ein weiterer Zuflussanschluss, gegebenenfalls mit Magnetverschluss, zum Nachfüllen von Neutralisationsmittel vorgesehen ist.Heat exchanger according to claim 1, characterized in that that in the lower part of the heat exchanger an inflow connection, optionally with magnetic closure, for refilling is provided by water and that there is another inflow port, optionally with magnetic closure, for refilling Neutralizing agent is provided. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kondensationswärmetauscher (8), der sich über den ganzen oberen Innenraum des Wärmetauschers ausdehnt, die Frischluft, die als Zuluft zum Feststoffbrenner vorgesehen ist, zugeführt wird, diese beinhaltet und durch ihn gefördert wird, somit in diesem Bereich keine direkte Berührung mehr zwischen den Wärmetauschmitteln erfolgt.Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the condensation heat exchanger ( 8th ), which expands over the entire upper interior of the heat exchanger, the fresh air, which is provided as supply air to the solid burner, is supplied to this and is supported by him, thus no direct contact takes place between the heat exchange means in this area. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem unteren Luftaustrittsanschluss (10) nachgeordnete weitere Wärmetauschanordnung ein in der Reinigungsflüssigkeit (5) angeordneter Rohranteil sein kann, der dann fortfolgend zum Feststoffbrenner weitergeführt ist.Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the lower air outlet connection ( 10 ) downstream heat exchange arrangement a in the cleaning liquid ( 5 ) can be arranged pipe portion, which is then continued to the solid fuel burner. Verfahrensdurchführung der Reinigung der Feststoffbrennerabgase und des Wärmeübergangs von diesen auf die Feststoffbrennerzuluft, dadurch gekennzeichnet, dass das mit festen und gasförmigen Schadstoffen belastete, hohe Temperatur enthaltende Feststoffbrennerabgas mittels Unterdruck, welchen vorzugsweise eine dem Wärmetauscher zugeordnete Niederdruckturbine erzeugt, zunächst am vom Brenner kommenden Anschlussrohr (1) wärmetauschend (1') gekühlt, in Wasser (5) gezogen, damit in direkte Berührung mit dem ersten Wärmetauschmittel gebracht wird, und dort durch die Durchbrüche der entsprechenden Bleche (4) gezogen wird, dass dadurch Gasblasen gebildet werden, somit weiterhin direkter und noch intensivierter Kontakt mit dem ersten Wärmetauschmittel erzeugt wird, dass die Feststoffbrennerabgasbläschen auf diesem Weg in nahezu wellenförmige Strömung gezwungen werden, dass das Feststoffbrennerabgas nach dem Austritt aus dem Wasserbad (5) nach oben gezogen und verwirbelt wird und anschließend an der Kondensationswärmetauscherbaueinheit (8), diese umspühlend, vorbei gezogen wird, wodurch es mit dem zweiten Wärmetauschmittel in nicht direkte Berührung gebracht wird und dass nach Erreichen der Abkühlung auf die beabsichtigte Temperatur das gereinigte Abgas in den Kamin abgeleitet wird.Process implementation of the cleaning of Feststoffbrennerabgase and the heat transfer from these to the Feststoffbrennerzuluftuft, characterized in that the loaded with solid and gaseous pollutants, high temperature solid burner exhaust gas by means of negative pressure, which preferably generates a heat exchanger associated low-pressure turbine, first on coming from the burner connecting pipe ( 1 ) heat exchanging ( 1' ) cooled, in water ( 5 ), so that it is brought into direct contact with the first heat exchange medium, and there through the openings of the corresponding sheets ( 4 ), thereby forming gas bubbles, thus further producing direct and even more intensive contact with the first heat exchange medium, forcing the solid fuel waste gas bubbles in a nearly undulating flow in this way to cause the solid burner exhaust gas after exit from the water bath ( 5 ) is pulled upwards and swirled and then at the condensation heat exchanger module ( 8th ), wiping them, is drawn past, whereby it is brought into non-direct contact with the second heat exchange medium and that after reaching the cooling to the intended temperature, the purified exhaust gas is discharged into the chimney.
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