DE102013224212A1

DE102013224212A1 - Method for operating a gas oxidation plant

Info

Publication number: DE102013224212A1
Application number: DE102013224212.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan Gores; Christoph Dötsch
Original assignee: Caverion Deutschland GmbH
Current assignee: Krantz GmbH
Priority date: 2013-11-27
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2015-05-28
Also published as: EP2878886A1; PL2878886T3; EP2878886B1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Gasoxidationsanlage (1) zur thermischen Behandlung eines mit oxidierbaren Bestandteilen belasteten Rohgasvolumenstroms, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: e) Der Rohgasvolumenstrom wird durch mindestens eine erste Wärmespeichermasse (2, 3) der Gasoxidationsanlage (1) geleitet, wobei in der Wärmespeichermasse (2, 3) gespeicherte Wärmeenergie auf den Rohgasvolumenstrom übergeht und diesen erwärmt. f) In der Gasoxidationsanlage (1), vorzugsweise in einer Brennkammer (4) derselben, werden Bestandteile des Rohgasvolumenstroms oxidiert und der Rohgasvolumenstrom auf diese Weise in einen Reingasvolumenstrom umgewandelt, wobei eine Temperatur des gebildeten Reingasvolumenstroms höher ist als eine Temperatur des zuvor vorliegenden Rohgasvolumenstroms. g) Der Reingasvolumenstrom wird zumindest teilweise und/oder zeitweise – durch mindestens eine zweite Wärmespeichermasse (2, 3) geleitet, wobei in dem Reingasvolumenstrom enthaltene Wärmeenergie auf die zweite Wärmespeichermasse (2, 3) übergeht und diese erwärmt und/oder – mittels eines Bypasskanals (10) abgeleitet, wobei der Bypasskanal (10) vorzugsweise eine Wärmetauschereinrichtung (11) aufweist. Um den Betrieb einer Gasoxidationsanlage (1) derart zu gestalten, dass eine planmäßige und zuverlässige Nutzung von in der Gasoxidationsanlage (1) anfallender thermischer Energie im Zuge eines überautothermen Betriebs möglich ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, mittels des Bypasskanals (10) zumindest zeitweise so viel thermische Energie aus der Gasoxidationsanlage (1) zu entnehmen, dass eine Erhaltung einer Mindestoxidationstemperatur in der Gasoxidationsanlage (1), bei der die oxidierbaren Bestandteile des Rohgasvolumenstroms im Wesentlichen vollständig oxidieren, in einem entsprechenden Zeitraum nur mittels einer Zufuhr von zusätzlicher Energie in die Gasoxidationsanlage (1) möglich ist.The present invention relates to a method for operating a gas oxidation plant (1) for the thermal treatment of a crude gas volume flow charged with oxidizable constituents, comprising the following process steps: e) the crude gas volume flow is passed through at least one first heat storage mass (2, 3) of the gas oxidation plant (1), wherein heat energy stored in the heat storage mass (2, 3) is transferred to the raw gas volume flow and heated. f) In the gas oxidation system (1), preferably in a combustion chamber (4) thereof, components of the raw gas volume flow are oxidized and the raw gas volume flow is converted in this way into a clean gas volume flow, wherein a temperature of the pure gas volume flow formed is higher than a temperature of the previously present raw gas volume flow. g) The clean gas volume flow is at least partially and / or temporarily - passed through at least one second heat storage mass (2, 3), wherein contained in the clean gas volume flow heat energy to the second heat storage mass (2, 3) passes and these heated and / or - by means of a bypass channel (10), wherein the bypass channel (10) preferably has a heat exchanger means (11). In order to design the operation of a gas oxidation plant (1) in such a way that a planned and reliable use of thermal energy in the gas oxidation plant (1) is possible in the course of overautothermal operation, the invention proposes, at least temporarily, so much by means of the bypass channel (10) thermal energy from the gas oxidation plant (1), that a minimum oxidation temperature in the gas oxidation plant (1), at which the oxidizable constituents of the crude gas volume flow are substantially completely oxidized, can only be supplied in a corresponding period of time by supplying additional energy into the gas oxidation plant ( 1) is possible.

Description

Einleitungintroduction

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Gasoxidationsanlage zur thermischen Behandlung eines mit oxidierbaren Bestandteilen belasteten Rohgasvolumenstroms, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:

a) Der Rohgasvolumenstrom wird durch mindestens eine erste Wärmespeichermasse der Gasoxidationsanlage geleitet, wobei in der Wärmespeichermasse gespeicherte Wärmeenergie auf den Rohgasvolumenstrom übergeht und diesen erwärmt.
b) In der Gasoxidationsanlage, vorzugsweise in einer Brennkammer derselben, werden Bestandteile des Rohgasvolumenstroms oxidiert und der Rohgasvolumenstrom auf diese Weise in einen Reingasvolumenstrom umgewandelt, wobei eine Temperatur des gebildeten Reingasvolumenstroms höher ist als eine Temperatur des zuvor vorliegenden Rohgasvolumenstroms.
c) Der Reingasvolumenstrom wird zumindest teilweise und/oder zeitweise
– durch mindestens eine zweite Wärmespeichermasse geleitet, wobei in dem Reingasvolumenstrom enthaltene Wärmeenergie auf die zweite Wärmespeichermasse übergeht und diese erwärmt und/oder
– mittels eines Bypasskanals abgeleitet, wobei der Bypasskanal vorzugsweise eine Wärmetauschereinrichtung aufweist.

The present invention relates to a method for operating a gas oxidation system for the thermal treatment of a crude gas volume flow charged with oxidizable components, comprising the following method steps:

a) The raw gas volume flow is passed through at least a first heat storage mass of the gas oxidation plant, wherein stored in the heat storage mass heat energy passes to the raw gas volume flow and this heated.
b) In the gas oxidation plant, preferably in a combustion chamber thereof, constituents of the raw gas volume flow are oxidized and the raw gas volume flow is converted in this way into a clean gas volume flow, wherein a temperature of the pure gas volume flow formed is higher than a temperature of the previously present raw gas volume flow.
c) The clean gas volume flow is at least partially and / or temporarily
- Passed through at least a second heat storage mass, wherein contained in the clean gas volume flow heat energy passes to the second heat storage mass and these heated and / or
- Derived by means of a bypass channel, wherein the bypass channel preferably has a heat exchange device.

Bei den Wärmespeichermassen kann es sich zum einen um separate Wärmespeichermassen handeln, die örtlich voneinander getrennt in der Gasoxidationsanlage angeordnet sind. Zum anderen ist es jedoch ebenso denkbar, dass die beiden Wärmespeichermassen lediglich von zwei Bereichen einer einzigen Wärmespeichermasse gebildet sind. Charakteristisch ist dabei lediglich, dass die erste Wärmespeichermasse beziehungsweise der erste Teil der einzigen Wärmespeichermasse von dem Rohgasvolumenstrom durchströmt wird, während die zweite Wärmespeichermasse beziehungsweise der zweite Teil der einzigen Wärmespeichermasse von dem Reingasvolumenstrom durchströmbar ist. In der Regel sind die Wärmespeichermassen getrennt voneinander in unterschiedlichen Behältern angeordnet, wobei die Behälter mittels der Brennkammer strömungstechnisch miteinander verbunden sind.The heat storage masses may be, on the one hand, separate heat storage masses, which are arranged locally separate from one another in the gas oxidation plant. On the other hand, however, it is also conceivable that the two heat storage masses are formed only by two areas of a single heat storage mass. It is merely characteristic that the first heat storage mass or the first part of the single heat storage mass flows through the raw gas volume flow, while the second heat storage mass or the second part of the single heat storage mass can be flowed through by the clean gas volume flow. In general, the heat storage masses are arranged separately from each other in different containers, wherein the containers are fluidically connected to each other by means of the combustion chamber.

Unter einem Bypasskanal ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung ein Kanal zu verstehen, mittels dessen Reingas aus der Gasoxidationsanlage entnommen wird, und zwar in der Regel bevor das Reingas die zweite Wärmespeichermasse erreicht und seine Wärmeenergie an ebenjene zweite Wärmespeichermasse abgibt. Typischerweise ist ein derartiger Bypasskanal direkt an die Brennkammer angeschlossen. Der Begriff des „Bypasses” ist darauf zurückzuführen, dass selbiger Kanal genutzt wird, um die zweite Wärmespeichermasse zu umgehen und gebildetes Reingas „direkt” aus der Gasoxidationsanlage zu entnehmen.For the purposes of the present application, a bypass channel is to be understood as a channel by means of which clean gas is taken from the gas oxidation plant, and as a rule before the clean gas reaches the second heat storage mass and releases its heat energy to the second heat storage mass. Typically, such a bypass channel is connected directly to the combustion chamber. The term "bypass" is due to the fact that the same channel is used to bypass the second heat storage mass and remove generated clean gas "directly" from the gas oxidation plant.

Bei dem Roh- und dem Reingasvolumenstrom handelt es sich um Gasvolumenströme, die sich durch eine Konzentration in ihnen befindlicher oxidierbarer Bestandteile unterscheiden. Eine Grenze, ab dem ein Gasvolumenstrom als behandlungsbedürftig eingestuft wird und somit als Rohgasvolumenstrom bezeichnet wird, kann je nach Belastungsfall und gesetzlichen Bestimmungen unterschiedlich sein. Eine Angabe von diskreten Werten ist nicht allgemein möglich. Eine Oxidation der oxidierbaren Bestandteile in dem Umfang, dass deren Konzentration unter die jeweilige Grenze fällt, führt dazu, dass der verbleibende Gasstrom sodann als Reingas bezeichnet wird. Eine diskrete Grenze in der Gasoxidationsanlage, jenseits welcher „noch” Rohgas und diesseits welcher „schon” Reingas vorliegt, ist geometrisch nicht eindeutig festlegbar. Insbesondere kann die Oxidation über eine gewisse „Strömungsstrecke” des Gasvolumenstroms innerhalb der Gasoxidationsanlage stattfinden. Beispielsweise ist es denkbar, dass eine Oxidation erster oxidierbarer Bestandteile des Rohgasvolumenstroms bereits innerhalb der ersten Wärmespeichermasse beginnt, wenngleich nicht in einem ausreichenden Umfang, so dass der Rohgasvolumenstrom die erste Wärmespeichermasse typischerweise weiterhin als „Rohgasvolumenstrom” verlässt. Ebenso kann theoretisch die Oxidation oxidierbarer Bestandteile in der zweiten Wärmespeichermasse weiterhin anhalten, wobei eine Konzentration oxidierbarer Bestandteile in dem Gasvolumenstrom weiter reduziert wird. Unabhängig davon kann bereits zuvor die Konzentration der oxidierbaren Bestandteile ausreichend niedrig gewesen sein, um den Gasvolumenstrom als Reingasvolumenstrom bezeichnen zu können. Mit anderen Worten ist die Umwandlung von Roh- in Reingas nicht als Prozess an einer bestimmten Stelle zu verstehen, sondern als örtlich nicht vollständig festgelegtes Phänomen, an dessen Beginn in jedem Fall ein Rohgasvolumenstrom und an dessen Ende in jedem Fall ein Reingasvolumenstrom steht.The raw and clean gas flow rates are gas flow rates that differ by a concentration of oxidizable constituents present in them. A limit from which a gas volume flow is classified as requiring treatment and thus referred to as crude gas volume flow, may vary depending on load case and legal requirements. An indication of discrete values is not generally possible. Oxidation of the oxidizable constituents to the extent that their concentration falls below the respective limit results in that the remaining gas stream is then referred to as pure gas. A discrete limit in the gas oxidation plant, beyond which "still" raw gas and this side which "already" clean gas is present, can not be clearly defined geometrically. In particular, the oxidation can take place over a certain "flow path" of the gas volume flow within the gas oxidation plant. For example, it is conceivable that an oxidation of first oxidizable constituents of the raw gas volume flow already begins within the first heat storage mass, although not to a sufficient extent, so that the crude gas volume flow typically continues to leave the first heat storage mass as "raw gas volume flow". Likewise, theoretically, the oxidation of oxidizable constituents in the second heat storage mass may continue to persist, further reducing a concentration of oxidizable constituents in the gas volumetric flow. Irrespective of this, the concentration of the oxidizable constituents may already have been sufficiently low in order to be able to designate the gas volume flow as pure-gas volume flow. In other words, the conversion of raw into clean gas is not to be understood as a process at a certain point, but as a locally incompletely defined phenomenon, at the beginning in each case a raw gas volume flow and at the end in each case a clean gas volume flow.

Stand der TechnikState of the art

Das eingangs erläuterte Verfahren ist gemäß dem Stand der Technik bereits seit geraumer Zeit bekannt. Beispielhaft wird hierzu auf die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2010 012 005 A1 verwiesen.The method explained in the introduction has already been known for some time according to the prior art. For example, this is based on the German patent application DE 10 2010 012 005 A1 directed.

Die Verwendung eines Bypasskanals dient der Abfuhr überschüssiger thermischer Energie aus der Gasoxidationsanlage. Eine solche Abfuhr von Energie wird regelmäßig dann nötig, wenn ein Energieeintrag in Form der oxidierbaren Bestandteile in die Oxidationsanlage betragsmäßig so groß ausfällt, dass sich die Gasoxidationsanlage als Ganzes mit fortschreitender Zeit zunehmend aufheizt. Unter einem solchen Aufheizen der Gasoxidationsanlage ist zu verstehen, dass sich die Wärmespeichermassen derselben aufheizen, das heißt über die Zeit ein mittleres Temperaturniveau in den Wärmespeichermassen ansteigt. Ein solches Verhalten der Gasoxidationsanlage wird typischerweise in einem so genannten „überautothermen Betrieb” erreicht, bei dem die Schaffung der Voraussetzungen für den Reaktionsprozess der oxidierbaren Bestandteile weniger Energie benötigt, als mittels der Oxidation freigesetzt wird. Der jeweils entstehende Reingasvolumenstrom gibt seine Wärmeenergie dabei in so hohem Maße an die jeweilig von ihm durchströmte Wärmespeichermasse ab, dass nach einer Strömungsrichtungsumkehr der Gasvolumenströme der Rohgasvolumenstrom, der sodann die zuvor aufgeheizte Wärmespeichermasse durchströmt, gar nicht vollständig aufnehmen kann, so dass bei einer erneuten Strömungsrichtungsumkehr besagte Wärmespeichermasse „immer noch” verhältnismäßig warm ist und nicht ausreichend auskühlen konnte. Umso länger sich dieser Prozess wiederholt, desto heißer werden die Wärmespeichermassen der Gasoxidationsanlage.The use of a bypass channel serves to remove excess thermal energy from the gas oxidation plant. Such a removal of energy is needed regularly when a Energy input in the form of oxidizable components in the oxidation system in terms of amount so large that the gas oxidation system as a whole increasingly heats up as time progresses. Under such a heating of the gas oxidation plant is to be understood that the heat storage masses of the same heat up, that is, over time, an average temperature level increases in the heat storage masses. Such a behavior of the gas oxidation plant is typically achieved in a so-called "overautothermal operation" in which the creation of the conditions for the reaction process of the oxidizable constituents requires less energy than is released by means of the oxidation. The resulting clean gas volume flow is its heat energy to such a degree to each flowed through it from heat storage mass that after a flow direction reversal of gas flow rates of Rohgasvolumenstrom, then flows through the previously heated heat storage mass, not completely, so that in a new flow direction reversal said heat storage mass "still" is relatively warm and could not cool sufficiently. The longer this process repeats, the hotter the heat storage masses of the gas oxidation plant.

Ist ein solcher Zustand der Gasoxidationsanlage erreicht, ist es regelmäßig notwendig, die überschüssige Wärmeenergie, die zum Aufheizen der Gasoxidationsanlage führt, mittels des Bypasskanals aus selbiger abzuführen, wobei die Wärmespeichermassen umgangen werden und sich infolgedessen auch nicht aufgrund des heißen Reingasvolumenstroms aufheizen können. Die Häufigkeit und Regelmäßigkeit eines überautothermen Betriebs einer Gasoxidationsanlage kann in Abhängigkeit von dem jeweiligen Einsatzgebiet sehr unterschiedlich sein. Manche zu behandelnde Rohgasvolumenströme weisen eine derart niedrige Konzentration an oxidierbaren Bestandteilen auf, dass ein autothermer Betrieb niemals erreicht wird, so dass dem Prozess ständig Energie zum Beispiel in Form eines Brennstoffs von außen zugeführt werden muss. Bei anderen Anwendungen hingegen kann die Grenze zum überautothermen Betrieb dauerhaft überschritten werden. Je nachdem, wie planbar und regelmäßig mittels des Bypasskanals überschüssige thermische Energie aus der Gasoxidationsanlage abgeführt wird, kann es sinnvoll sein, den Bypasskanal mit einer Wärmetauschereinrichtung auszustatten, um die abgeführte Wärmeenergie technisch nutzbar zu machen.If such a state of the gas oxidation plant is reached, it is regularly necessary to dissipate the excess heat energy which leads to heating of the gas oxidation plant by means of the bypass channel from the same, wherein the heat storage masses are bypassed and consequently can not heat up due to the hot clean gas volume flow. The frequency and regularity of overautothermal operation of a gas oxidation plant may vary widely depending on the particular application. Some raw gas volume flows to be treated have such a low concentration of oxidizable constituents that autothermal operation is never achieved, so that the process must constantly be supplied with energy, for example in the form of a fuel from the outside. For other applications, however, the limit to overautothermal operation can be permanently exceeded. Depending on how planned and regularly by means of the bypass channel excess thermal energy is removed from the gas oxidation system, it may be useful to equip the bypass channel with a heat exchanger device to make the heat energy dissipated technically usable.

Häufig kommt die Frage auf, ob die Anordnung eines Wärmetauschers in dem Bypasskanal einer bestimmten Gasoxidationsanlage wirtschaftlich sinnvoll ist oder nicht. Die Entscheidung hängt gleichermaßen von der zu erwartenden Konzentration oxidierbarer Bestandteile des Rohgasvolumenstroms und von dem erwarteten Wärmebedarf ab, der sodann möglicherweise mittels der aus dem Reingasvolumenstrom entzogenen thermischen Energie gedeckt werden könnte. Gegebenenfalls kann die Wärmeenergie, die voraussichtlich aus dem Reingasvolumenstrom im Bereich des Bypasskanals entnommen werden kann, sogar planungsseitig bei der Auslegung einer Anlage zur Energiebereitstellung berücksichtigt werden. Diese Wärmeenergie kann beispielsweise zur Erzeugung von Dampf, Thermalöl, Heißwasser oder Heißluft genutzt werden. Mittels Gasoxidationsanlagen gemäß dem Stand der Technik ist dies zumeist nur schwerlich möglich, da eine genaue Prognose anfallender Betriebszeiten, in denen ein überautothermer Betrieb tatsächlich vorliegt und tatsächlich thermische Energie aus der Gasoxidationsanlage entnommen werden kann, nicht präzise und womöglich nicht zeitlich koordiniert vorausgesagt werden kann. Außerdem ist im Falle des Falles ferner eine Menge der entnehmbaren Wärmeenergie, die überschüssig ist, nicht verlässlich prognostizier- und planbar.Often the question arises as to whether the arrangement of a heat exchanger in the bypass duct of a particular gas oxidation plant is economically sensible or not. The decision depends equally on the expected concentration of oxidizable constituents of the raw gas volume flow and on the expected heat demand, which could then possibly be covered by means of the extracted from the clean gas volume flow thermal energy. If necessary, the heat energy that can probably be taken from the clean gas volume flow in the area of the bypass channel can even be taken into account on the planning side in the design of a plant for the provision of energy. This heat energy can be used for example for the production of steam, thermal oil, hot water or hot air. By means of gas oxidation plants according to the state of the art, this is in most cases only possible with difficulty because an accurate forecast of operating times in which an overautothermic operation actually exists and in fact thermal energy can be taken from the gas oxidation plant can not be predicted precisely and possibly not in a time-coordinated manner. In addition, in the case of the case, moreover, an amount of the extractable heat energy that is excessive can not be reliably predicted and planned.

Aufgabetask

Der vorliegenden Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, den Betrieb einer Gasoxidationsanlage derart zu gestalten, dass eine planmäßige und zuverlässige Nutzung von in der Gasoxidationsanlage anfallender thermischer Energie im Zuge eines überautothermen Betriebs möglich ist.It is therefore an object of the present invention to design the operation of a gas oxidation plant in such a way that a planned and reliable use of thermal energy accumulating in the gas oxidation plant in the course of a superautothermic operation is possible.

Lösungsolution

Die zugrunde liegende Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß durch den folgenden Verfahrensschritt gelöst:

d) Mittels des Bypasskanals wird zumindest zeitweise so viel thermische Energie aus der Gasoxidationsanlage entnommen, dass eine Erhaltung einer Mindestoxidationstemperatur in der Gasoxidationsanlage, bei der die oxidierbaren Bestandteile des Rohgasvolumenstroms im Wesentlichen vollständig oxidieren, in einem entsprechenden Zeitraum nur mittels einer Zufuhr von zusätzlicher Energie in die Gasoxidationsanlage möglich ist.

The underlying object is achieved on the basis of a method of the type described above according to the invention by the following method step:

d) By means of the bypass channel so much thermal energy is removed from the gas oxidation system at least at times that a minimum Oxidationstemperatur in the gas oxidation, in which substantially oxidize the oxidizable components of the crude gas volume flow, in a corresponding period only by a supply of additional energy in the gas oxidation plant is possible.

Unter der Einschränkung „im Wesentlichen” ist dabei zu verstehen, dass in jedem Fall zumindest ein so großer Anteil der oxidierbaren Bestandteile oxidiert wird, dass jeweils regionale gesetzliche Bestimmungen im Bezug auf die maximal zulässige Belastung des gebildeten Reingasvolumenstroms mit verbleibenden oxidierbaren Bestandteilen erfüllt sind. Per definitionem liegt folglich in jedem Fall nach der Oxidation der oxidierbaren Bestandteile ein Reingasvolumenstrom vor.The term "essentially" is understood to mean that in any case at least such a large proportion of the oxidizable constituents is oxidized that in each case regional legal provisions with respect to the maximum permissible load of the generated clean gas volume flow with remaining oxidizable components are fulfilled. By definition, therefore, in each case after the oxidation of the oxidizable constituents, there is a clean gas volume flow.

Unter der Mindestoxidationstemperatur ist in jedem Fall diejenige Temperatur zu verstehen, die in dem jeweiligen Einsatzfall der Gasoxidationsanlage die Mindestoxidationstemperatur der dort zu oxidierenden Bestandteile bildet. Je nach Einsatzgebiet der Gasoxidationsanlage kann die Mindestoxidationstemperatur also sehr unterschiedlich sein, je nachdem, welche oxidierbaren Bestandteile zu behandeln sind. Optimalerweise wird ein Temperaturniveau in der Gasoxidationsanlage oberhalb der Mindestoxidationstemperatur gewünscht. Als absolute Untergrenze zum Gelingen der Oxidation wird jedoch die Mindestoxidationstemperatur angesehen. Sofern der Rohgasvolumenstrom unterschiedliche oxidierbare Bestandteile aufweist, beschreibt die Mindestoxidationstemperatur diejenige Temperatur, die mindestens erreicht werden muss, um eine „kritische Menge” an oxidierbaren Bestandteilen potentiell oxidieren zu können. Beispielsweise ist eine Temperatur, bei der zwar einige der oxidierbaren Bestandteile bereits oxidieren, besagte Bestandteile jedoch lediglich beispielsweise 1% aller vorhandenen oxidierbaren Bestandteile ausmachen, nicht als „Mindestoxidationstemperatur” zu verstehen, da es mittels dieser Temperatur nicht möglich ist, den jeweiligen Rohgasvolumenstrom derart zu behandeln, dass er nach der Behandlung als Reingasvolumenstrom vorliegt, da 99% der oxidierbaren Bestandteile nach wie vor in dem Gasvolumenstrom enthalten sind. In each case, the minimum oxidation temperature is to be understood as the temperature which, in the respective application of the gas oxidation plant, forms the minimum oxidation temperature of the constituents to be oxidized there. Depending on the field of application of the gas oxidation plant, the minimum oxidation temperature can thus be very different, depending on which oxidizable constituents are to be treated. Optimally, a temperature level in the gas oxidation plant above the minimum oxidation temperature is desired. As an absolute lower limit for the success of the oxidation, however, the minimum oxidation temperature is considered. If the raw gas volume flow has different oxidizable constituents, the minimum oxidation temperature describes that temperature which must at least be reached in order to be able to potentially oxidize a "critical amount" of oxidisable constituents. For example, a temperature at which some of the oxidizable constituents already oxidize, but said constituents only account for example 1% of all oxidizable constituents, not to be understood as "minimum oxidation temperature", since it is not possible by means of this temperature, the respective crude gas flow rate so treat it as a pure gas flow after treatment since 99% of the oxidizable components are still present in the gas flow.

Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die Gasoxidationsanlage grundsätzlich zur Erzeugung beispielsweise von Dampf, Thermalöl, Heißwasser oder Heißluft oder Prozesswärme im Allgemeinen zu nutzen und auf diese Weise einen möglicherweise vorliegenden Wärmebedarf umliegender Gebäude, beispielsweise Verwaltungsgebäude der Gasoxidationsanlage, und sonstiger Einrichtungen dauerhaft decken zu können. Optimalerweise wird das Verfahren so durchgeführt, dass eine separate Wärmeenergieerzeugung, beispielsweise mittels einer konventionellen Heizungsanlage, vollständig entfallen kann und auf diese Weise die entsprechenden Errichtungskosten einer solchen Heizungsanlage vollständig entfallen.The present invention is based on the idea to generally use the gas oxidation plant for the production of, for example, steam, thermal oil, hot water or hot air or process heat and in this way permanently cover a possibly existing heat demand surrounding buildings, such as administrative buildings of the gas oxidation plant, and other facilities can. Optimally, the method is carried out so that a separate heat energy generation, for example by means of a conventional heating system, can be completely eliminated and thus completely eliminates the corresponding construction costs of such a heating system.

Um jedoch vollständig auf eine konventionelle Heizungsanlage verzichten zu können, ist es wiederum unverzichtbar, dass dauerhaft und garantiert so viel thermische Energie aus der Gasoxidationsanlage entnommen werden können muss, dass der jeweils vorliegende Wärmebedarf fortwährend gedeckt werden kann. Letzterer kann zum Beispiel für die Bereitstellung von Warmwasser oder den Betrieb von Raumheizungen anfallen, die in Verwaltungsgebäuden oder dergleichen installiert sind. Zumindest in der Heizperiode wird ein solcher Wärmebedarf dauerhaft vorhanden sein, was dazu führt, dass auch dauerhaft thermische Energie aus der Gasoxidationsanlage entnommen werden müsste. Das im Stand der Technik vorliegende Problem der schwankenden Belastung des Rohgasvolumenstroms mit oxidierbaren Bestandteilen und ein daraus resultierender womöglich nicht dauerhafter überautothermer Betrieb stehen der erfindungsgemäßen Idee prinzipiell entgegen. Lediglich in Fällen, in denen sicher dauerhaft ein überautothermer Betrieb vorliegen wird, könnten eine entsprechende Auslegung des Bypasskanals und eines darin installierten Wärmetauschers möglich sein, mittels dessen sodann ein externer Wärmebedarf gedeckt wird. In allen sonstigen Fällen, in denen ein überautothermer Betrieb lediglich zeitweise, nur selten oder sogar gar nicht möglich ist, ist es nicht denkbar, einen zusätzlichen Wärmeerzeuger in Form einer Heizungsanlage vollständig substituieren zu können.However, in order to be able to completely do without a conventional heating system, it is indispensable that permanently and guaranteed so much thermal energy must be removed from the gas oxidation plant that the respective heat demand can be covered continuously. The latter may be incurred, for example, for the provision of hot water or the operation of space heaters installed in administrative buildings or the like. At least in the heating season, such a heat demand will be permanently present, which means that even permanent thermal energy from the gas oxidation plant would have to be removed. The present problem in the prior art of the fluctuating load of the raw gas volume flow with oxidizable constituents and a resulting possibly non-permanent overautothermal operation are in principle contrary to the idea according to the invention. Only in cases in which a permanently overautothermic operation will certainly exist permanently, a corresponding design of the bypass channel and a heat exchanger installed therein could be possible, by means of which then an external heat demand is covered. In all other cases in which an overautothermic operation is only temporary, rarely or even impossible, it is not conceivable to fully substitute an additional heat generator in the form of a heating system.

Dies liegt darin begründet, dass eine Entnahme von thermischer Energie aus einer Gasoxidationsanlage in einem Betriebszustand derselben, der „gerade so” autotherm oder sogar unterautotherm läuft, dazu führt, dass der Gasoxidationsanlage ”übermäßig” Energie entzogen wird. Dies führt zu einer Auskühlung der Wärmespeichermassen, die wiederum nicht länger geeignet sind, den Rohgasvolumenstrom derart vor- beziehungsweise aufzuheizen, dass die Oxidation der oxidierbaren Bestandteile stattfinden kann. Die Gasoxidationsanlage ist sodann nicht länger funktionstüchtig.This is due to the fact that extraction of thermal energy from a gas oxidation plant in an operating condition thereof which is "just" autothermal or even underautothermal causes energy to be "excessively" depleted of the gas oxidation plant. This leads to a cooling of the heat storage masses, which in turn are no longer suitable to pre-heat or heat the raw gas volume flow such that the oxidation of the oxidizable constituents can take place. The gas oxidation plant is then no longer functional.

Um den Betrieb der Gasoxidationsanlage dauerhaft aufrechterhalten zu können, ist es daher notwendig, die Mindestoxidationstemperatur in der Gasoxidationsanlage zu keinem Zeitpunkt zu unterschreiten. Dies führt gemäß dem Stand der Technik dazu, dass eine Entnahme von thermischer Energie mittels des Bypasskanals lediglich dann vorgenommen werden kann, wenn die Konzentration oxidierbarer Bestandteile so hoch ist, dass ein überautothermer Betrieb der Gasoxidationsanlage möglich ist, so dass parallel zur Entnahme der thermischen Energie ohne Weiteres die jeweilig geforderte Mindestoxidationstemperatur aufrechterhaltbar ist. Das Maß an entnehmbarer thermischer Energie entspricht dabei der Differenz zwischen der Energiemenge, die tatsächlich anfällt und derjenigen, bei der die Gasoxidationsanlage (gerade noch) autotherm arbeitet.In order to be able to permanently maintain the operation of the gas oxidation plant, it is therefore necessary at no time to fall below the minimum oxidation temperature in the gas oxidation plant. This leads according to the prior art that a removal of thermal energy by means of the bypass channel can only be made if the concentration of oxidizable constituents is so high that a überautothermer operation of the gas oxidation plant is possible, so that in parallel to the removal of thermal energy readily the respective required minimum oxidation temperature is maintained. The measure of removable thermal energy corresponds to the difference between the amount of energy that actually arises and the one at which the gas oxidation plant works (just yet) autothermally.

Ein solcher nach dem Stand der Technik bekannter Betrieb, der dauerhaft von der Konzentration der oxidierbaren Bestandteile in dem Rohgasvolumenstrom abhängig ist, ist nicht geeignet, um einen durchgehenden, für einen externen Prozess benötigten Energiebedarf zu decken. Schließlich muss eine Wärmeauskopplung analog zum aktuellen anderweitigen Energiebedarf und unabhängig von einer aktuellen Zusammensetzung eines zu behandelnden Rohgasvolumenstroms möglich sein. Deshalb ist es für einen vollständigen Ersatz einer separaten Energiebereitstellungsanlage notwendig, fortwährend so viel thermische Energie aus der Gasoxidationsanlage entnehmen zu können wie tatsächlich benötigt wird und zwar unabhängig von der Zusammensetzung des jeweils vorliegenden Rohgasvolumenstroms. Nur auf diese Weise kann eine planmäßige Nutzung der Energie erfolgen und eine separate Anlage zur Energiebereitstellung womöglich vollständig ersetzt werden. Dieses Erfordernis führt dazu, dass dauerhaft eine Entnahme der jeweils anfallenden thermischen Energie möglich sein muss, also auch dann, wenn – sofern keine Gegenmaßnahmen ergriffen würden – dadurch die Gasoxidationsanlage in einen unterautothermen Betrieb geraten würde, das heißt die Oxidationstemperatur innerhalb der Gasoxidationsanlage mit der Zeit abnähme und unter die Mindestoxidationstemperatur fiele, da effektiv ein – bezogen auf den Energieeintrag durch den Rohgasvolumenstrom – ”übermäßiger” Energieaustrag aus der Gasoxidationsanlage stattfände. Ein solches Vorgehen hätte jedoch zur Folge, dass die jeweilige Mindestoxidationstemperatur in der Gasoxidationsanlage auf Dauer unterschritten würde, so dass die oxidierbaren Bestandteile nur noch in unzureichendem Maße, schlimmstenfalls sogar gar nicht, oxidieren würden und der „Reingasvolumenstrom” eine zu hohe Konzentration der oxidierbaren Bestandteile aufweisen würde, mit anderen Worten der Rohgasvolumenstrom niemals in einen Reingasvolumenstrom umgewandelt würde. Folglich könnte die Gasoxidationsanlage ihrem eigentlichen Zweck der Abluftreinigung nicht länger nachkommen.Such prior art operation, which is permanently dependent on the concentration of oxidisable constituents in the raw gas volume flow, is not suitable for meeting a continuous energy demand required for an external process. Finally, a heat extraction analogous to the current other energy needs and regardless of a current composition of a raw gas volume flow to be treated must be possible. Therefore, it is necessary for a complete replacement of a separate energy supply plant, constantly doing so to be able to remove a lot of thermal energy from the gas oxidation plant as is actually required, regardless of the composition of the respective present raw gas volume flow. Only in this way can a planned use of energy take place and a separate plant for the provision of energy may possibly be completely replaced. This requirement leads to the fact that a permanent removal of the respective accumulating thermal energy must be possible, even if - if no countermeasures were taken - the gas oxidation plant would fall into underautothermic operation, ie the oxidation temperature within the gas oxidation plant over time and would fall below the minimum oxidation temperature, since effective - based on the energy input by the raw gas volume flow - "excessive" energy discharge from the gas oxidation plant would take place. However, such a procedure would have the consequence that the respective minimum oxidation temperature in the gas oxidation plant would be permanently exceeded, so that the oxidizable constituents oxidize only to an insufficient extent, in the worst case not at all, and the "clean gas volume flow" would be too high a concentration of the oxidizable constituents In other words, the raw gas volume flow would never be converted into a clean gas volume flow. Consequently, the gas oxidation plant could no longer fulfill its actual purpose of exhaust air purification.

Um einer solchen Entwicklung innerhalb der Gasoxidationsanlage entgegenzuwirken, wird gemäß dem Stand der Technik bei fallender Oxidationstemperatur in jedem Fall als erste Maßnahme der möglicherweise geöffnete Bypasskanal geschlossen, um einen auf diesem Weg stattfindenden Energieaustrag aus der Gasoxidationsanlage direkt einzustellen. Da diese Maßnahme einige Zeit benötigt, um innerhalb der Gasoxidationsanlage zu wirken, ist es ferner üblich, die Brennstoffzufuhr zum Brenner zu erhöhen und auf diese Weise kurzfristig externe Energie in das System einzutragen. Eine Öffnung des Bypasskanals oder ein „Geöffnet-lassen” desselben in einer Situation einer fallenden Oxidationstemperatur mit möglicher Unterschreitung der Mindestoxidationstemperatur ist gemäß dem Stand der Technik nicht denkbar. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es hingegen gerade sinnvoll sein, dass der Bypasskanal während eines unterautothermen Betriebs der Gasoxidationsanlage geöffnet wird, um benötigte Energie zu entnehmen. Insoweit setzt sich das erfindungsgemäße Verfahren in einen genauen Widerspruch zur bekannten technischen Lehre.In order to counteract such a development within the gas oxidation plant, according to the prior art with decreasing oxidation temperature in each case as a first measure the possibly opened bypass channel is closed in order to directly adjust an energy discharge from the gas oxidation plant taking place in this way. Since this measure takes some time to act within the gas oxidation plant, it is also common to increase the fuel supply to the burner and thus to enter in the short term external energy into the system. An opening of the bypass channel or an "open-let" the same in a situation of a falling oxidation temperature with possible drop below the minimum oxidation temperature is not conceivable according to the prior art. By contrast, according to the method according to the invention, it may be just meaningful that the bypass channel is opened during a subautothermic operation of the gas oxidation plant in order to remove the required energy. In that regard, the inventive method is in a precise contradiction to the known technical teaching.

Um dies zu ermöglichen, ist es daher vorgesehen, in einer Situation, in der infolge einer Entnahme thermischer Energie mittels des Bypasskanals die Mindestoxidationstemperatur nicht aufrecht erhalten werden könnte, zusätzliche Energie in die Gasoxidationsanlage einzubringen, den Bypasskanal gleichwohl geöffnet zu lassen. Mittels dieses Vorgehens ist es möglich, dauerhaft thermische Energie aus der Gasoxidationsanlage zu entnehmen, insbesondere auch dann, wenn der Betrieb der Gasoxidationsanlage entweder ohnehin bereits unterautotherm ist oder aufgrund der Entnahme der thermischen Energie von einem überautothermen Niveau in einen unterautothermen Bereich geraten würde. Ein solches Vorgehen widerspricht dem Stand der Technik essentiell, da das willentliche Herbeiführen eines unterautothermen Betriebs nach dem Stand der Technik in jedem Fall zu vermeiden ist. Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren deshalb, weil die zusätzliche Energieerzeugung ohne eine separate Einrichtung (Kesselhaus o. ä.) erfolgt, wodurch Investitionskosten von erheblichem Ausmaß vermieden werden können. Vielmehr wird die Energie mittels bzw. in der ohnehin vorhandenen Gasoxidationsanlage erzeugt die zu diesem Zweck in der Regel nicht größer dimensioniert bzw. umgerüstet werden müsste.In order to make this possible, it is therefore envisaged, in a situation in which, as a result of removal of thermal energy by means of the bypass channel, the minimum oxidation temperature could not be maintained to introduce additional energy in the gas oxidation plant to leave the bypass channel still open. By means of this procedure, it is possible to permanently remove thermal energy from the gas oxidation plant, in particular even if the operation of the gas oxidation plant is either already underautomotive anyway or would fall due to the removal of thermal energy from a superautothermic level in a unterautothermal area. Such an approach is essentially inconsistent with the state of the art, since the intentional induction of underwater thermal operation according to the prior art must always be avoided. The inventive method is particularly advantageous because the additional power generation takes place without a separate device (boiler house o. Ä.), Which investment costs of considerable extent can be avoided. Rather, the energy is generated by means of or in the already existing gas oxidation plant which would not have to be dimensioned or retrofitted for this purpose in the rule.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, eine Menge pro Zeit von mittels des Bypasskanals aus der Gasoxidationsanlage abgeführten Gases auf mindestens 30%, vorzugsweise mindestens 35%, weiter vorzugsweise mindestens 40%, des Rohgasvolumenstroms einzustellen.It has been found to be particularly advantageous to set an amount per time of gas discharged by means of the bypass channel from the gas oxidation system to at least 30%, preferably at least 35%, more preferably at least 40%, of the crude gas volume flow.

Das Verfahren ist dann besonders vorteilhaft, wenn die zusätzliche Energie der Gasoxidationsanlage in Form zusätzlicher oxidierbarer Bestandteile, insbesondere Erdgas, zugeführt wird, die z. B. dem Rohgasvolumenstrom zugesetzt werden. Beispielsweise ist es denkbar, dass an einen Rohgaskanal, mittels dessen der Rohgasvolumenstrom in die Gasoxidationsanlage geleitet wird, ein Stichkanal angeschlossen ist, mittels dessen ein separater, vergleichsweise hoch belasteter Rohgasvolumenstrom zugeführt wird, der sich sodann mit dem ursprünglichen Rohgasvolumenstrom vermischt und die mittlere Konzentration oxidierbarer Bestandteile in dem Rohgasvolumenstrom derart anhebt, dass in der Gasoxidationsanlage genügend thermische Energie erzeugt wird, um den jeweils vorliegenden Wärmebedarf zu decken und dennoch gleichzeitig die Mindestoxidationstemperatur in der Gasoxidationsanlage zu erhalten. Dieses Vorgehen ist nach dem Stand der Technik gleichermaßen unüblich, da eine Gasoxidationsanlage dazu genutzt wird, einen belasteten Gasvolumenstrom von dessen oxidierbaren Bestandteilen zu befreien. Eine vorsätzliche „Verschlechterung” des Zustands des Rohgasvolumenstroms, die in der Erhöhung der Konzentration der im Prinzip ungewollten oxidierbaren Bestandteile liegt, steht dem eigentlichen Reinigungsgedanken grundsätzlich entgegen.The method is particularly advantageous if the additional energy of the gas oxidation plant in the form of additional oxidizable constituents, in particular natural gas, is fed to the z. B. are added to the raw gas volume flow. For example, it is conceivable that a branch channel is connected to a raw gas channel, by means of which the raw gas volume flow is passed into the gas oxidation plant, by means of which a separate, comparatively highly loaded crude gas volume flow is supplied, which then mixes with the original raw gas volume flow and the average concentration oxidizable Components in the raw gas volume flow raises such that sufficient thermal energy is generated in the gas oxidation plant to meet the current heat demand and still receive the same minimum oxidation temperature in the gas oxidation plant. This procedure is equally unusual in the prior art, since a gas oxidation plant is used to free a polluted gas volume flow of its oxidizable constituents. An intentional "deterioration" of the state of the crude gas volume flow, which is in the increase of the concentration of the in principle unwanted oxidizable constituents, is in principle contrary to the actual idea of purification.

Alternativ oder in Kombination mit der vorstehenden Ausführungsvariante ist es ferner denkbar, dass die zusätzliche Energie mittels eines Brenners bereitgestellt wird, wobei der Brenner vorzugsweise in einer Brennkammer der Gasoxidationsanlage angeordnet ist. Bei einer solchen Variante könnte der Rohgasvolumenstrom als solcher unverändert bleiben und die zusätzliche Energie, die zur Aufrechterhaltung der Mindestoxidationstemperatur benötigt wird, mittels des Brenners zur Verfügung gestellt werden. Der Brenner ist mittels üblicher Primärenergieträger antreibbar, beispielsweise Gas oder Öl, und meist ohnehin zum ”Starten” der Gasoxidationsanlage aus einem kalten Zustand vorhanden. Alternatively or in combination with the above embodiment, it is also conceivable that the additional energy is provided by means of a burner, wherein the burner is preferably arranged in a combustion chamber of the gas oxidation plant. In such a variant, the raw gas volume flow as such could remain unchanged and the additional energy needed to maintain the minimum oxidation temperature could be provided by means of the burner. The burner can be driven by means of conventional primary energy sources, for example gas or oil, and usually anyway for "starting" the gas oxidation system from a cold state.

Gemäß vorstehender Erläuterung ist das erfindungsgemäße Verfahren dann besonders von Vorteil, wenn mittels der thermischen Energie, die der Gasoxidationsanlage entnommen wird, ein Warmwasserspeicher versorgt, das heißt in diesem gespeichertes Wasser erwärmt wird. Solches Wasser ist sodann technisch nutzbar, beispielsweise zur Erzeugung von Wasserdampf, Thermalöl, Heißwasser oder Heißluft, z. B. für technische Prozesse oder ähnliches. Ein Einsatz einer sonstigen Vorrichtung zur Erwärmung des Wassers ist zumindest zeitweise, vorteilhafterweise dauerhaft, nicht nötig.According to the above explanation, the inventive method is particularly advantageous if, by means of the thermal energy which is taken from the gas oxidation plant, a hot water tank is supplied, that is, heated in this stored water. Such water is then technically usable, for example for the production of steam, thermal oil, hot water or hot air, eg. B. for technical processes or the like. A use of another device for heating the water is at least temporarily, advantageously permanently, not necessary.

Das Verfahren ist dann besonders einfach ausführbar, wenn der Bypasskanal strömungstechnisch unmittelbar mit einer Brennkammer verbunden ist, wobei der Bypasskanal vorzugsweise mit einem Reingaskanal verbunden ist, mittels dessen in der Gasoxidationsanlage anfallendes Reingas aus selbiger abgeleitet wird. Eine solche Anordnung des Bypasskanals ist baulich besonders einfach realisierbar. Ferner ist eine Temperatur des Reingasvolumenstroms – und mithin sein Gehalt an thermischer Energie – in der Brennkammer typischerweise am höchsten, so dass eine Nutzbarkeit der mittels des Bypasskanals entnommenen thermischen Energie besonders gut ist.The method is particularly simple to carry out when the bypass channel is fluidically connected directly to a combustion chamber, wherein the bypass channel is preferably connected to a clean gas duct, by means of which in the gas oxidation plant resulting clean gas is derived from selbiger. Such an arrangement of the bypass channel is structurally particularly easy to implement. Furthermore, a temperature of the clean gas volume flow - and thus its content of thermal energy - is typically highest in the combustion chamber, so that a usability of the thermal energy extracted by means of the bypass duct is particularly good.

In einer besonders vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Entnahmemenge von mittels des Bypasskanals aus der Gasoxidationsanlage entnommener thermischer Energie anhand einer Differenz zwischen Temperaturen des noch nicht in die erste Wärmespeichermasse eingetretenen Rohgasvolumenstroms und des bereits aus der zweiten Wärmespeichermasse ausgetretenen Reingasvolumenstroms bestimmt, wobei die Entnahmemenge der mittels des Bypasskanals entnommenen thermischen Energie umso größer gewählt wird, desto größer die Differenz ausfällt. Mit anderen Worten wird ein umso größerer Anteil des gesamten Reingasvolumenstroms mittels des Bypasskanals aus der Gasoxidationsanlage abgeführt, umso „heißer” das die zweite Wärmespeichermasse verlassende Reingas noch ist. Dieser Art der Steuerung der Gasoxidationsanlage liegt der Gedanke zugrunde, dass eine Energiebilanz der Gasoxidationsanlage umso besser ist, desto geringer die Differenz zwischen den Temperaturen von Roh- und Reingas ausfällt. In dem Reingasvolumenstrom gespeicherte thermische Energie, die gemeinsam mit dem Reingas die Gasoxidationsanlage beispielsweise durch einen Schornstein verlässt, ist in jedem Fall nicht länger technisch nutzbar. Daher ist eine vorige Entnahme dieser thermischen Energie mittels des Bypasskanals und eine anschließende technische Nutzung derselben mittels einer Wärmetauschereinrichtung besonders vorteilhaft.In a particularly advantageous variant of the method according to the invention, a removal amount of thermal energy removed by means of the bypass channel from the gas oxidation system is determined based on a difference between temperatures of the raw gas volume flow that has not yet entered the first heat storage mass and the clean gas volume flow already leaked from the second heat storage mass, the withdrawal amount of The larger the difference is, the larger the thermal energy extracted by means of the bypass channel. In other words, an even greater proportion of the total clean gas volume flow is removed from the gas oxidation system by means of the bypass channel, the more "hot" the clean gas leaving the second heat storage mass is. This type of control of the gas oxidation plant is based on the idea that an energy balance of the gas oxidation plant is the better, the lower the difference between the temperatures of raw and clean gas fails. In the pure gas volume flow stored thermal energy, which leaves the gas oxidation plant, for example, through a chimney together with the clean gas, is no longer technically usable in any case. Therefore, a previous removal of this thermal energy by means of the bypass channel and a subsequent technical use of the same by means of a heat exchanger device is particularly advantageous.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn eine Menge der mittels des Bypasskanals aus der Gasoxidationsanlage entnommenen Energie mittels einer in dem Bypasskanal angeordneten Ventileinrichtung reguliert wird, wobei mittels der Ventileinrichtung der durch den Bypasskanal strömende Reingasvolumenstrom mengenmäßig eingestellt wird.It is particularly advantageous if an amount of energy extracted by means of the bypass channel from the gas oxidation system is regulated by means of a valve arranged in the bypass valve means, wherein by means of the valve means the flowing through the bypass channel clean gas flow rate is set in terms of volume.

Ferner ist es für einen energetisch günstigen Betrieb der Gasoxidationsanlage von großem Vorteil, wenn eine Umschaltung einer Durchströmungsrichtung der Gasoxidationsanlage, die eine Strömungsrichtung des Rohgasvolumenstroms und des Reingasvolumenstroms beschreibt, frühestens alle 60 s, vorzugsweise frühestens alle 90 s, weiter vorzugsweise frühestens alle 120 s, erfolgt, wobei die Gasoxidationsanlage vorzugsweise genau zwei Wärmespeichermassen besitzt. Bei einem Betrieb einer Gasoxidationsanlage wird eine Strömungsrichtung der Gasvolumenströme zyklisch verändert, um die in den Wärmespeichermassen gespeicherte Energie nutzbar zu machen. Im Einzelnen bedeutet dies, dass eine mittels heißen Reingases aufgewärmte Wärmespeichermasse nach einer Umschaltung der Strömungsrichtung der Gasvolumenströme (Roh- und Reingas) nicht länger von dem heißen Reingas- sondern dem vergleichsweise kühlen Rohgasvolumenstrom durchströmt wird. Der Rohgasvolumenstrom wird mittels der aufgeheizten Wärmespeichermasse erwärmt und „auf Oxidationstemperatur” gebracht. Nach einer gewissen Betriebsdauer, die sich typischerweise im Bereich zwischen ca. 1 min bis ca. 3 min, ist die den Rohgasvolumenstrom aufwärmende Wärmespeichermasse so weit ausgekühlt, dass eine Umschaltung der Strömungsrichtung stattfinden muss. Fortan wird die kühle Wärmespeichermasse wieder mit dem heißen Reingasvolumenstrom durchströmt und die besagte Wärmespeichermasse aufwärmt. Ebenso ist es denkbar, dass eine Umschaltung stattfinden muss, da die von dem Reingas durchströmte Wärmespeichermasse zu heiß wird.Furthermore, it is of great advantage for an energetically favorable operation of the gas oxidation plant if a switchover of a flow direction of the gas oxidation plant, which describes a flow direction of the crude gas volume flow and the clean gas volume flow, at the earliest every 60 s, preferably at the earliest every 90 s, more preferably at the earliest every 120 s, takes place, the gas oxidation plant preferably has exactly two heat storage masses. During operation of a gas oxidation system, a flow direction of the gas volume flows is cyclically changed in order to make use of the energy stored in the heat storage masses. In detail, this means that a heated by means of hot clean gas heat storage mass is no longer flowed through by switching the flow direction of the gas flow rates (raw and clean gas) from the hot clean gas but the relatively cool raw gas volume flow. The raw gas volume flow is heated by means of the heated heat storage mass and brought to "oxidation temperature". After a certain period of operation, which is typically in the range between about 1 min to about 3 min, the heat storage mass which heats up the crude gas volume flow has cooled down to such an extent that a changeover of the flow direction must take place. From now on, the cool heat storage mass is again flowed through by the hot clean gas volume flow and the said heat storage mass is heated up. It is also conceivable that a change must take place, since the heat storage mass flowed through by the clean gas becomes too hot.

Eine Verlängerung der Umschaltzyklen in der beschriebenen Art ist insoweit vorteilhaft, als solche Gasoxidationsanlagen besser nutzbar werden, die mit lediglich zwei Wärmespeichermassen ausgestattet sind. Die seltenere Umschaltung der Strömungsrichtung führt unmittelbar zu einem geringeren Ausstoß verfahrensbedingter Emissionsspitzen, die bei der Umschaltung der Strömungsrichtung normalerweise anfallen. Besagte Emissionsspitzen fallen aus zwei Gründen an: Da zum einen im Moment der Umschaltung noch Rohgas in der „kühlen” Wärmespeichermasse befindlich ist, sind dessen oxidierbaren Bestandteile noch nicht oxidiert. Wird die Strömungsrichtung in diesem Moment umgedreht, wird dieses Rohgas direkt wieder aus der kühlen Wärmespeichermasse heraus und somit aus der Gasoxidationsanlage abgeführt, ohne behandelt worden zu sein. Zum anderen werden im Zuge der Umschaltung der Strömungsrichtung die Strömungsklappen in den Gas führenden Kanälen derart umgeschaltet, dass die Stichkanäle, die die Hauptkanäle des Roh- und Reingases mit den jeweiligen Wärmespeichermassen verbinden, in ihrer Zuordnung wechseln. Das heißt, dass ein Stichkanal, der vormals Rohgas geführt hat, nunmehr Reingas führt und umgekehrt. Die Umschaltung der Strömungsklappen muss dabei simultan erfolgen, da sich ansonsten anstauendes Gas einen Überdruck im System erzeugen und selbiges schädigen könnte. Im Zuge der Umschaltung der Strömungsklappen wird dabei ein kurzer Moment geschaffen, in dem ein „Kurzschluss” zwischen dem Roh- und dem Reingaskanal vorliegt, so dass Rohgas direkt und unbehandelt in den Reingaskanal und somit in die Umwelt gelangen kann. Die Folge beider Effekte ist die besagte Emissionsspitze an oxidierbaren Bestandteilen. Derartige Emissionsspitzen werden typischerweise mittels eines so genannten Dreikammersystems unterbunden, bei denen eine „Rückströmung” unbehandelter Rohgasvolumenströme nicht stattfindet. Bei derartigen Dreikammersystemen kommen drei Wärmespeichermassen zum Einsatz. Allerdings sind solche Dreikammersysteme technisch aufwendig und folglich kostenintensiv. Sofern eine gewisse Emission oxidierbarer Bestandteile vertretbar ist, kann bereits die hier vorgeschlagene und im Vergleich zum Stand der Technik deutlich seltenere Umschaltung der Strömungsrichtung bei einem Zweikammersystem ausreichen, um bestehende Grenzwerte einzuhalten, ohne dass ein Dreikammersystem notwendig wird. Außerdem kann es aufgrund der längeren Umschaltzyklen sogar möglich sein, der Gasoxidationsanlage höhere Konzentrationen oxidierbarer Bestandteile zuzuführen.An extension of the switching cycles in the manner described is advantageous insofar as such gas oxidation plants are better usable, with only two heat storage masses are equipped. The less frequent switching of the flow direction leads directly to a lower emission process-related emission peaks that normally occur when switching the flow direction. Said emission peaks are due to two reasons: First, because at the moment of switching raw gas is still in the "cool" heat storage mass, its oxidizable constituents are not oxidized. If the flow direction is reversed at this moment, this raw gas is discharged directly out of the cool heat storage mass and thus out of the gas oxidation plant without being treated. On the other hand, in the course of switching the flow direction, the flow flaps are switched in the gas-conducting channels such that the branch channels that connect the main channels of the raw and clean gas with the respective heat storage masses change in their assignment. This means that a branch canal, which used to carry raw gas, now carries clean gas and vice versa. The switching of the flow flaps must be done simultaneously, since otherwise accumulating gas could generate an overpressure in the system and could damage the same. In the course of switching the flow flaps, a short moment is created, in which there is a "short circuit" between the raw and the clean gas duct, so that raw gas can pass directly and untreated into the clean gas duct and thus into the environment. The consequence of both effects is the said emission peak of oxidizable constituents. Such emission peaks are typically prevented by means of a so-called three-chamber system in which a "backflow" of untreated crude gas volume flows does not take place. In three-chamber systems of this type, three heat storage masses are used. However, such three-chamber systems are technically complicated and therefore expensive. If a certain emission of oxidizable constituents is justifiable, the switching of the direction of flow in a two-chamber system proposed here, which is much less frequent than in the prior art, can already be sufficient to comply with existing limit values without the necessity of a three-chamber system. In addition, due to the longer switching cycles, it may even be possible to add higher concentrations of oxidizable components to the gas oxidation plant.

Ein weiterer Vorteil der im Vergleich zum Stand der Technik selteneren Umschaltung der Strömungsrichtung liegt in einer Verlängerung der Lebenserwartung der in der Gasoxidationsanlage verwendeten Antriebe und Umschaltklappen begründet.A further advantage of the less frequent changeover of the flow direction than in the prior art is due to an extension of the life expectancy of the drives and change-over flaps used in the gas oxidation plant.

Die verlängerten Umschaltzyklen werden unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, da eine Temperatur des Reingasvolumenstroms durch die Entnahme der thermischen Energie mittels des Bypasskanals vergleichsweise gering ist und eine Überhitzung der „wärmeren” Wärmespeichermasse weniger schnell auftritt.The extended switching cycles are possible using the method according to the invention, since a temperature of the clean gas flow through the removal of the thermal energy by means of the bypass channel is comparatively low and overheating of the "warmer" heat storage mass occurs less quickly.

Ferner kann es für eine besonders vorteilhafte Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens günstig sein, eine maximale in der Brennkammer vorliegende Temperatur auf mindestens 1000°C, vorzugsweise mindestens 1050°C, weiter vorzugsweise mindestens 1100°C, einzustellen. Diese Temperaturen gelten, sofern die oxidierbaren Bestandteile keine halogenierten Verbindungen enthalten, also typischerweise die üblichen Lacklösemittel. Gemäß dem Stand der Technik sind derart hohe Temperaturen in der Brennkammer unüblich, da sie einen unnötigen Energieeinsatz und infolge dessen einen unnötig hohen Energieaustrag aus der Gasoxidationsanlage in Form besonders heißen Reingases bedeuten. Die Temperatur der Brennkammer wird gemäß dem Stand der Technik sinnvoller Weise lediglich auf das zur Oxidation der jeweiligen oxidierbaren Bestandteile notwendige Niveau angehoben bzw. darauf eingestellt. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann aber genau umgekehrt eine erhöhte Brennkammertemperatur dazu führen, dass die Temperatur des die Gasoxidationsanlage verlassenden Reingases gegenüber dem üblichen Zustand absinkt und die Gasoxidationsanlage insgesamt effizienter arbeitet. Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass eine Anhebung der maximalen Temperatur der Brennkammer zu einer umso besseren Nutzbarkeit des in der Brennkammer vorliegenden und mittels des Bypasskanals austragbaren Gases führt. Mit anderen Worten ist das Interesse, vermehrt heißes Gas mittels des Bypasskanals aus der Brennkammer auszutragen umso größer, umso heißer dieses ist, da die höhere Temperatur eine umso bessere technische Nutzbarkeit des Gases bedeutet. Infolge des anteilig höheren Gasaustrags aus der Brennkammer mittels des Bypasskanals nimmt der über den „normalen Weg” aus der Gasoxidationsanlage ausströmende Anteil des Reingases entsprechend ab. Dieser Volumenstrom entspricht dem Volumenstrom, der durch die zweite, das heißt durch die der Brennkammer nachgeschalteten, Wärmespeichermasse strömt. Da dieser Volumenstrom betragsmäßig aufgrund der starken Ausschleusung mittels des Bypasskanals entsprechend stark reduziert ist, ist die gesamte Energiemenge, die mittels dieses Volumenstroms in die zweite Wärmespeichermasse eingebracht wird, trotz dessen unüblich hoher Temperatur geringer, als zu dem Zeitpunkt, in dem die Brennkammer „kühler” war und weniger Gas mittels des Bypasskanals abgeführt wurde.Furthermore, for a particularly advantageous implementation of the method according to the invention, it may be advantageous to set a maximum temperature present in the combustion chamber to at least 1000 ° C., preferably at least 1050 ° C., more preferably at least 1100 ° C. These temperatures are valid if the oxidisable constituents do not contain any halogenated compounds, that is to say typically the customary lacquer solvents. According to the prior art, such high temperatures in the combustion chamber are unusual, since they mean an unnecessary use of energy and as a result an unnecessarily high energy discharge from the gas oxidation plant in the form of particularly hot clean gases. According to the prior art, the temperature of the combustion chamber is expediently raised only to the level necessary for the oxidation of the respective oxidizable constituents or set thereon. However, in accordance with the method according to the invention, an increased combustion chamber temperature, conversely, can lead to the temperature of the clean gas leaving the gas oxidation system decreasing compared with the usual state and the gas oxidation plant operating more efficiently overall. This is based on the consideration that an increase in the maximum temperature of the combustion chamber leads to an even better usability of the present in the combustion chamber and can be discharged by means of the bypass channel gas. In other words, the hotter the gas is, the hotter it is, the hotter it is because the higher temperature means the better technical usability of the gas. As a result of the proportionately higher gas discharge from the combustion chamber by means of the bypass channel, the portion of the clean gas flowing out of the gas oxidation system via the "normal path" decreases accordingly. This volume flow corresponds to the volume flow flowing through the second, that is through the combustion chamber downstream, heat storage mass. Since this volume flow is greatly reduced in magnitude due to the strong discharge by means of the bypass channel, the total amount of energy that is introduced by means of this volume flow in the second heat storage mass, despite its unusually high temperature is lower than at the time in which the combustion chamber "cooler "And less gas was removed by means of the bypass channel.

Ausführungsbeispieleembodiments

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Figur dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt:The method according to the invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment, which is illustrated in the FIGURE. It shows:

1: Ein idealisiertes Schaltbild einer Gasoxidationsanlage. 1 : An idealized diagram of a gas oxidation plant.

Das in 1 abgebildete Ausführungsbeispiel umfasst eine idealisiert dargestellte Gasoxidationsanlage 1 mit zwei Wärmespeichermassen 2, 3 und einer Brennkammer 4. Die Wärmespeichermassen 2, 3 sind jeweils in einem Behälter 5, 6 angeordnet. Besagte Behälter 5, 6 sind jeweils strömungstechnisch mit einem Gaskanal 7, 8 verbunden, wobei mittels der Gaskanäle 7, 8 den Wärmespeichermassen 2, 3 wahlweise ein Rohgasvolumenstrom zugeführt oder ein Reingasvolumenstrom aus diesen abgeführt werden kann. Der Gaskanal 7, 8, der den Rohgasvolumenstrom führt, wird typischerweise als Rohgaskanal bezeichnet, während derjenige, der den Reingasvolumenstrom führt, als Reingaskanal bezeichnet wird.This in 1 Illustrated embodiment includes an idealized gas oxidation system 1 with two heat storage masses 2 . 3 and a combustion chamber 4 , The heat storage masses 2 . 3 are each in a container 5 . 6 arranged. Said containers 5 . 6 are each fluidic with a gas channel 7 . 8th connected, wherein by means of the gas channels 7 . 8th the heat storage masses 2 . 3 optionally a crude gas flow supplied or a clean gas flow can be removed from these. The gas channel 7 . 8th , which carries the Rohgasvolumenstrom is typically referred to as the raw gas channel, while the one which leads the clean gas volume flow, is referred to as a clean gas channel.

Die dargestellte Gasoxidationsanlage 1 dient im Allgemeinen der regenerativen Nachbehandlung von belasteten Gasvolumenströmen, die mit oxidierbaren Bestandteilen beladen sind. Die Nachbehandlung besteht darin, die oxidierbaren Bestandteile zu oxidieren und auf diese Weise aus dem belasteten Gasvolumenstrom, das heißt dem Rohgasvolumenstrom, zu entfernen. Auf diese Weise wird der Rohgasvolumenstrom in einen Reingasvolumenstrom umgewandelt. Mit anderen Worten entsprechen sich Roh- und Reingasvolumenstrom, wobei der Reingasvolumenstrom lediglich eine geringere Konzentration an oxidierbaren Bestandteilen aufweist.The illustrated gas oxidation plant 1 is generally used for regenerative aftertreatment of contaminated gas flows laden with oxidizable constituents. The aftertreatment consists in oxidizing the oxidizable components and in this way removing them from the loaded gas volume flow, that is to say the raw gas volume flow. In this way, the raw gas volume flow is converted into a clean gas volume flow. In other words, the raw and clean gas volume flow correspond, the pure gas volume flow having only a lower concentration of oxidizable constituents.

Um die oxidierbaren Bestandteile oxidieren zu können, muss der Rohgasvolumenstrom auf eine bestimmte Mindestoxidationstemperatur erwärmt werden, ab der die Oxidation der oxidierbaren Bestandteile einsetzt. Diese Mindestoxidationstemperatur ist abhängig von den jeweilig zu oxidierenden Bestandteilen. Da die Aufheizung des Rohgasvolumenstroms auf diese Mindestoxidationstemperatur einen gewissen Energieeinsatz erfordert, ist man bestrebt, die im Zuge der Oxidation frei werdende Wärmeenergie zu nutzen, um eben jenen Wärmebedarf zur Aufheizung des Rohgasvolumenstroms zumindest teilweise zu decken. Sofern zusätzlich zu der frei gesetzten Energie noch ein weiterer Energieinput notwendig ist, um den Rohgasvolumenstrom auf die Mindestoxidationstemperatur zu bringen, ist von einem „unterautothermen Betrieb” der Gasoxidationsanlage 1 die Rede. Decken sich die Energiebeträge, spricht der Fachmann von einem „autothermen Betrieb”. Ein Betrieb, bei dem bei der Oxidation der oxidierbaren Bestandteile mehr Energie freigesetzt wird, als zur Aufwärmung des Rohgasvolumenstroms benötigt wird, wird als „überautotherm” bezeichnet. Für den Fall eines unterautothermen Betriebs verfügt die Gasoxidationsanlage 1 über einen Brenner 9, mittels dessen der Rohgasvolumenstrom unter Einsatz externer Energie zusätzlich aufgeheizt werden kann. Der Brenner 9 ist in der Brennkammer 4 angeordnet. Eine Gasoxidationsanlage ohne zusätzlichen Brenner ist gleichermaßen denkbar, sofern aufgrund der prognostizierten Belastung des Rohgasvolumenstroms mit oxidierbaren Bestandteilen klar ist, dass ein zumindest autothermer Betrieb jederzeit möglich ist. In diesem Fall ist auch – abgesehen von einer Aufheizung ausgehend von einem kalten Zustand der Anlage – eine Brennkammer für ein Funktionieren der Gasoxidationsanlage nicht zwingend.In order to oxidize the oxidizable constituents, the raw gas volume flow must be heated to a certain minimum oxidation temperature, starting from the oxidation of the oxidizable constituents used. This minimum oxidation temperature depends on the components to be oxidized. Since the heating of the raw gas volume flow to this minimum oxidation temperature requires a certain amount of energy, it is endeavored to use the heat energy released in the course of the oxidation in order to cover at least partially those heat requirements for heating the raw gas volume flow. If, in addition to the released energy, a further energy input is necessary to bring the raw gas volume flow to the minimum oxidation temperature, this is due to a "underautothermal operation" of the gas oxidation plant 1 the speech. Cover the energy amounts, the expert speaks of an "autothermal operation". An operation in which more energy is released during the oxidation of the oxidizable constituents than is needed for heating the raw gas volume flow is referred to as "overautothermic". In the case of underautothermic operation, the gas oxidation plant has 1 over a burner 9 , by means of which the raw gas volume flow can be additionally heated using external energy. The burner 9 is in the combustion chamber 4 arranged. A gas oxidation plant without additional burner is equally conceivable, if it is clear from the predicted load of the crude gas volume flow with oxidizable constituents that at least autothermal operation is possible at any time. In this case, apart from a heating starting from a cold state of the plant, a combustion chamber for functioning of the gas oxidation plant is not mandatory.

Die Aufwärmung des Rohgasvolumenstroms erfolgt mittels der Wärmespeichermassen 2, 3, wobei jeweils lediglich eine der Wärmespeichermassen 2, 3 gleichzeitig zum Einsatz kommt. Beispielsweise wird die in 1 links dargestellte Wärmespeichermasse 2 von dem Rohgasvolumenstrom durchströmt. In der Wärmespeichermasse 2 gespeicherte Wärmeenergie wird dabei auf den Rohgasvolumenstrom abgegeben. Hierzu verfügen die Wärmespeichermassen 2, 3 typischerweise über ein keramisches Wärmespeichermaterial, welches mit Strömungskanälen versehen ist. Um eine möglichst große Oberfläche zu erzeugen, weisen die Wärmespeichermassen vorzugsweise eine Vielzahl von Strömungskanälen mit entsprechend geringem Durchmesser auf.The warming up of the crude gas volume flow takes place by means of the heat storage masses 2 . 3 , in each case only one of the heat storage masses 2 . 3 used simultaneously. For example, the in 1 left illustrated heat storage mass 2 flows through the raw gas volume flow. In the heat storage mass 2 stored heat energy is released to the raw gas volume flow. For this purpose, the heat storage masses 2 . 3 typically via a ceramic heat storage material provided with flow channels. In order to produce the largest possible surface, the heat storage masses preferably have a plurality of flow channels with a correspondingly small diameter.

Nachdem der Rohgasvolumenstrom die Wärmespeichermasse 2 verlässt und in die Brennkammer 4 eintritt, weist dieser eine gewisse Temperatur auf, die hier beispielhaft noch unterhalb der Mindestoxidationstemperatur liegt. Mittels des Brenners 9 wird der Rohgasvolumenstrom schließlich auf seine Mindestoxidationstemperatur erwärmt, so dass die Oxidation der oxidierbaren Bestandteile beginnt. Bei dieser Reaktion wird Wärmenergie freigesetzt, die die Temperatur des gebildeten Reingasvolumenstroms deutlich über die Mindestoxidationstemperatur erhöht. Der so aufgeheizte Reingasvolumenstrom wird ausgehend von der Brennkammer 4 in die Wärmespeichermasse 3 geleitet, die in 1 rechts angeordnet ist. Beim Durchströmen der Wärmespeichermasse 3 geht die in dem Reingasvolumenstrom gespeicherte Wärmeenergie auf die Wärmespeichermasse 3 über und heizt diese auf. Der sodann abgekühlte Reingasvolumenstrom wird abschließend in den Reingaskanal geleitet, der an die Wärmespeichermasse 3 angeschlossen ist.After the raw gas volume flow, the heat storage mass 2 leaves and into the combustion chamber 4 occurs, this has a certain temperature, which is here, for example, still below the minimum oxidation temperature. By means of the burner 9 the raw gas volume flow is finally heated to its minimum oxidation temperature, so that the oxidation of the oxidizable constituents begins. In this reaction, heat energy is released, which increases the temperature of the clean gas volume flow formed well above the minimum oxidation temperature. The thus heated clean gas volume flow is starting from the combustion chamber 4 into the heat storage mass 3 directed in the 1 is arranged right. When flowing through the heat storage mass 3 the heat energy stored in the clean gas volume flow goes to the heat storage mass 3 over and heat up this. The then cooled clean gas volume flow is finally passed into the clean gas duct, which is connected to the heat storage mass 3 connected.

Um die in der Wärmespeichermasse 3 gespeicherte Wärmeenergie nutzbar zu machen, wird im Lauf des Betriebs der Gasoxidationsanlage 1 eine Durchströmungsrichtung derselben verändert, das heißt der Rohgasvolumenstrom in den Behälter 6 mit der Wärmespeichermasse 3 eingeleitet und der gebildete Reingasvolumenstrom aus dem Behälter 5 mit der Wärmespeichermasse 2 entnommen. Auf diese Weise kann die Wärmeenergie der Wärmespeichermasse 3 verwendet werden, um den Rohgasvolumenstrom aufzuheizen, während der heiße Reingasvolumenstrom genutzt wird, um die zwischenzeitlich ausgekühlte Wärmespeichermasse 2 zu regenerieren. Der beschriebene Umschaltprozess wird zyklisch wiederholt, wobei ein Umschaltzyklus typischerweise alle 60 s bis 180 s stattfindet.To those in the heat storage mass 3 stored thermal energy is used in the course of operation of the gas oxidation plant 1 a flow direction of the same changed, that is, the raw gas flow into the container 6 with the heat storage mass 3 introduced and the formed clean gas flow from the container 5 with the heat storage mass 2 taken. In this way, the heat energy of the heat storage mass 3 be used to heat the crude gas flow while the hot Clean gas volume flow is used to the meantime cooled heat storage mass 2 to regenerate. The described switching process is repeated cyclically, with a switching cycle typically taking place every 60 seconds to 180 seconds.

Zusätzlich zu den beschriebenen Bauteilen verfügt die erfindungsgemäße Gasoxidationsanlage 1 über einen Bypasskanal 10. Dieser Bypasskanal 10 ist strömungstechnisch unmittelbar an die Brennkammer 4 angeschlossen. Er wird dazu genutzt, um heißes Reingas (bei beiden Durchströmungsrichtungen) direkt aus der Brennkammer 4 zu entnehmen, so dass dieses Reingas nicht länger der jeweils nachgeschalteten Wärmespeichermasse 2, 3 zugeführt wird. Nach dem Stand der Technik ist dieses Vorgehen bekannt, um überschüssige Wärmeenergie im Zuge eines überautothermen Betriebs aus der Gasoxidationsanlage zu entnehmen. Der Bypasskanal 10 ist mit einer Wärmetauschereinrichtung 11 verbunden, die dazu geeignet ist, dem durch den Bypasskanal 10 strömenden Reingasvolumenstrom Wärmeenergie zu entziehen und diese technisch nutzbar zu machen. Das auf diese Weise abgekühlte Reingas wird sodann dem Reingaskanal zugeführt. Alternativ ist es ebenso denkbar, dass das Reingas des Bypasskanals direkt einem Schornstein oder ähnlichem zugeführt wird.In addition to the components described, the gas oxidation system according to the invention has 1 via a bypass channel 10 , This bypass channel 10 is fluidically directly to the combustion chamber 4 connected. It is used to remove hot clean gas (in both flow directions) directly from the combustion chamber 4 to remove, so that this clean gas no longer the respective downstream heat storage mass 2 . 3 is supplied. According to the prior art, this procedure is known to remove excess heat energy in the course of a überautothermen operation of the gas oxidation plant. The bypass channel 10 is with a heat exchanger device 11 connected, which is suitable to that through the bypass channel 10 flowing clean gas flow volume heat energy to withdraw and make this technically usable. The clean gas cooled in this way is then fed to the clean gas channel. Alternatively, it is also conceivable that the clean gas of the bypass channel is fed directly to a chimney or the like.

Erfindungsgemäß ist es nunmehr vorgesehen, den Bypasskanal 10 dauerhaft oder zumindest auch dann bzw. in einem solchen Umfang zu nutzen, selbst dann, wenn bzw. dass der Energiebedarf der Gasoxidationsanlage 1 selbst aufgrund der Energieentnahme durch den Bypasskanal allein durch die Oxidation der oxidierbaren Bestandteile nicht länger gedeckt ist. Die dauerhafte Entnahme des heißen Reingases über den Bypasskanal 10 dient dazu, dauerhaft der Wärmetauschereinrichtung 11 eine bestimmte Wärmeenergiemenge zuzuführen, die sodann technisch genutzt wird. Ein sich möglicherweise in der Gasoxidationsanlage ergebendes Energiedefizit wird durch die Zuführung externer Energie gedeckt. Im gezeigten Beispiel erfolgt dies mittels des Brenners 9, der Erdgas als Brennstoff verwendet.According to the invention, it is now provided, the bypass channel 10 permanently or at least then or to such an extent to use, even if or that the energy needs of the gas oxidation plant 1 itself is no longer covered due to the removal of energy through the bypass channel solely by the oxidation of the oxidizable constituents. The permanent removal of the hot clean gas via the bypass channel 10 serves to permanently heat exchanger device 11 to supply a certain amount of thermal energy, which is then used technically. Any energy deficit that may occur in the gas oxidation plant is covered by the supply of external energy. In the example shown, this is done by means of the burner 9 using natural gas as fuel.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: GasoxidationsanlageGas oxidation plant
22: WärmespeichermasseHeat storage mass
33: WärmespeichermasseHeat storage mass
44: Brennkammercombustion chamber
55: Behältercontainer
66: Behältercontainer
77: Gaskanalgas channel
88th: Gaskanalgas channel
99: Brennerburner
1010: Bypasskanalbypass channel
1111: Wärmetauschereinrichtungheat exchanger device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010012005 A1 [0005]

Claims

Method for operating a gas oxidation plant ( 1 ) for the thermal treatment of a raw gas volume flow charged with oxidizable constituents, comprising the following process steps: a) the raw gas volume flow is passed through at least one first heat storage mass ( 2 . 3 ) of the gas oxidation plant ( 1 ), wherein in the heat storage mass ( 2 . 3 ) Transfers stored heat energy to the raw gas flow and this heated. b) In the gas oxidation plant ( 1 ), preferably in a combustion chamber ( 4 ) thereof, components of the raw gas volume flow are oxidized and the raw gas volume flow is converted in this way into a clean gas volume flow, wherein a temperature of the clean gas volume flow formed is higher than a temperature of the previously present raw gas volume flow. c) The clean gas volume flow is at least partially and / or temporarily - by at least one second heat storage mass ( 2 . 3 ), wherein contained in the clean gas volume flow heat energy to the second heat storage mass ( 2 . 3 ) goes over and these are heated and / or - by means of a bypass channel ( 10 ), whereby the bypass channel ( 10 ) preferably a heat exchanger device ( 11 ), characterized by the following method step: d) by means of the bypass channel ( 10 ) is at least temporarily so much thermal energy from the gas oxidation plant ( 1 ) that a conservation of a minimum oxidation temperature in the gas oxidation plant ( 1 ), in which the oxidizable components of the raw gas volume flow substantially completely oxidize, in a corresponding period of time only by means of a supply of additional energy into the gas oxidation system ( 1 ) is possible.

A method according to claim 1, characterized in that the raw gas volume flow additional oxidizable components, in particular natural gas, liquefied petroleum gas, biogas or fuel oil, are added.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the additional energy by means of a burner ( 9 ), the burner ( 9 ) preferably in the combustion chamber ( 4 ) is arranged.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bypass channel ( 10 ) fluidically directly with the combustion chamber ( 4 ), wherein the bypass channel ( 10 ) is preferably connected to a clean gas channel, by means of which in the gas oxidation plant ( 1 ) resulting clean gas is derived from selbiger.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that a removal amount of by means of the bypass channel ( 10 ) from the gas oxidation plant ( 1 ) extracted thermal energy based on a difference between temperatures of not yet in the first heat storage mass ( 2 . 3 ) raw gas volume flow and already from the second heat storage mass ( 2 . 3 ) leaked clean gas volume flow is determined, wherein the removal amount of the by means of the bypass channel ( 10 ) is selected the larger the difference, the larger the thermal energy taken.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that an amount of the by means of the bypass channel ( 10 ) from the gas oxidation plant ( 1 ) extracted energy by means of a in the bypass channel ( 10 ) is regulated, wherein by means of the valve means by the bypass channel ( 10 ) flowing clean gas volume flow is adjusted in terms of volume.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that a switching of a flow direction of the gas oxidation plant ( 1 ), which describes a flow direction of the crude gas volume flow and the clean gas volume flow, at the earliest every 60 s, preferably at the earliest every 90 s, more preferably at the earliest every 120 s, whereby the gas oxidation system ( 1 ) preferably exactly two heat storage masses ( 2 . 3 ) owns.

Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the bypass channel ( 10 ) during underautothermal operation of the gas oxidation plant ( 1 ) is opened.

Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that an amount per time of by means of the bypass channel ( 10 ) from the gas oxidation plant ( 1 ) discharged gas at least 30%, preferably at least 35%, more preferably at least 40%, corresponds to the crude gas volume flow.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that a maximum in the combustion chamber ( 4 ) present temperature of at least 1000 ° C, preferably at least 1050 ° C, more preferably at least 1100 ° C, is.