DE102019218807A1 - Exhaust gas aftertreatment device, kit and process for its manufacture and solid fuel firing system - Google Patents

Exhaust gas aftertreatment device, kit and process for its manufacture and solid fuel firing system Download PDF

Info

Publication number
DE102019218807A1
DE102019218807A1 DE102019218807.9A DE102019218807A DE102019218807A1 DE 102019218807 A1 DE102019218807 A1 DE 102019218807A1 DE 102019218807 A DE102019218807 A DE 102019218807A DE 102019218807 A1 DE102019218807 A1 DE 102019218807A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
aftertreatment device
exhaust gas
shaped elements
disc
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102019218807.9A
Other languages
German (de)
Inventor
Mohammadshayesh Aleysa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE102019218807.9A priority Critical patent/DE102019218807A1/en
Priority to EP20210898.1A priority patent/EP3832205B1/en
Publication of DE102019218807A1 publication Critical patent/DE102019218807A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/022—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
    • F23J15/027—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow using cyclone separators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B10/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers
    • F23B10/02—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers including separate secondary combustion chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B40/00—Combustion apparatus with driven means for feeding fuel into the combustion chamber
    • F23B40/02—Combustion apparatus with driven means for feeding fuel into the combustion chamber the fuel being fed by scattering over the fuel-supporting surface
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B50/00—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone
    • F23B50/12—Combustion apparatus in which the fuel is fed into or through the combustion zone by gravity, e.g. from a fuel storage situated above the combustion zone the fuel being fed to the combustion zone by free fall or by sliding along inclined surfaces, e.g. from a conveyor terminating above the fuel bed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23B—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING ONLY SOLID FUEL
    • F23B80/00—Combustion apparatus characterised by means creating a distinct flow path for flue gases or for non-combusted gases given off by the fuel
    • F23B80/02—Combustion apparatus characterised by means creating a distinct flow path for flue gases or for non-combusted gases given off by the fuel by means for returning flue gases to the combustion chamber or to the combustion zone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2217/00—Intercepting solids
    • F23J2217/40—Intercepting solids by cyclones
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
    • F23J2900/15003—Supplying fumes with ozone

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungseinrichtung (2), welche aus einer Mehrzahl von scheibenförmigen Elementen (3) zusammengesetzt ist, welche jeweils einen Längsabschnitt der Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) bilden und welche jeweils eine Ausnehmung (35) aufweisen. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Feststofffeuerungsanlage (1) mit einer solchen Abgasnachbehandlungseinrichtung, einen Bausatz zur Herstellung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung.The invention relates to an exhaust gas aftertreatment device (2) which is composed of a plurality of disc-shaped elements (3) which each form a longitudinal section of the exhaust gas aftertreatment device (2) and which each have a recess (35). The invention also relates to a solid fuel firing system (1) with such an exhaust gas aftertreatment device, a kit for manufacturing an exhaust gas aftertreatment device and a method for manufacturing an exhaust gas aftertreatment device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasnachbehandlungseinrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung eine mit einer solchen Abgasnachbehandlungseinrichtung ausgestattete Feuerungsanlage, einen Bausatz zur Herstellung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung. Solche Abgasnachbehandlungseinrichtung können beispielsweise in Feststofffeuerungsanlagen oder Industrieöfen eingesetzt werden.The invention relates to an exhaust gas aftertreatment device. The invention also relates to a combustion system equipped with such an exhaust gas aftertreatment device, a kit for producing an exhaust gas aftertreatment device and a method for producing an exhaust gas aftertreatment device. Such exhaust gas aftertreatment devices can be used, for example, in solid fuel systems or industrial furnaces.

Aus der Praxis sind Heizkessel für Festbrennstoffe bekannt, welche eine Zyklonbrennkammer aufweisen. Eine solche Zyklonbrennkammer dient zugleich als Brennkammer und als Feinstaubabscheider. Hierdurch kann einerseits eine effiziente Vermischung von Brenngas und Oxidationsmittel erreicht werden, so dass bei der Verbrennung geringere Schadstoffkonzentrationen entstehen. Darüber hinaus wird eine schnelle Belegung eines Wärmeübertragers mit Feinstaub bzw. Verbrennungsasche vermieden. Hierdurch entsteht ein besserer Wärmeaustausch und ein höherer Kesselwirkungsgrad über eine längere Betriebszeit, ohne notwendige Kesselreinigung durch den Bediener. Die Zyklonbrennkammer gewährleistet dabei gegenüber metallischen oder keramischen Pall-Ringen eine deutliche Verlängerung der Verweilzeit des Brenngases und des Oxidationsmittels in der Brennkammer sowie eine effektive mechanische Abscheidung der Stäube. Boilers for solid fuels which have a cyclone combustion chamber are known from practice. Such a cyclone combustion chamber serves both as a combustion chamber and as a fine dust separator. In this way, on the one hand, an efficient mixing of fuel gas and oxidizing agent can be achieved, so that lower concentrations of pollutants arise during combustion. In addition, a rapid occupancy of a heat exchanger with fine dust or incineration ash is avoided. This results in a better heat exchange and a higher boiler efficiency over a longer operating time, without the operator having to clean the boiler. Compared to metallic or ceramic Pall rings, the cyclone combustion chamber ensures a significant increase in the residence time of the fuel gas and the oxidizing agent in the combustion chamber and an effective mechanical separation of the dusts.

Nachteilig an dieser bekannten Zyklonbrennkammer ist jedoch die unzureichende Reinigungswirkung auf die Abgase. Gefordert ist eine weiter verbesserte Reduktion von gasförmigen Schadstoffen und Feinstäuben im Abgas bei geringem Wartungsaufwand und geringem Bauraum der Abgasnachbehandlungseinrichtung.However, the disadvantage of this known cyclone combustion chamber is the inadequate cleaning effect on the exhaust gases. What is required is a further improved reduction of gaseous pollutants and fine dusts in the exhaust gas with little maintenance effort and little installation space for the exhaust gas aftertreatment device.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, eine Abgasnachbehandlungseinrichtung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben, welches einfach an unterschiedliche Anforderungen, insbesondere unterschiedliche Leistungsklassen und Brennstoffe anpassbar ist.Proceeding from the prior art, the invention is therefore based on the object of specifying an exhaust gas aftertreatment device and a method for its production which can be easily adapted to different requirements, in particular different power classes and fuels.

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Abgasnachbehandlungseinrichtung anzugeben, welche eine verbesserte Minderung von staub- und/oder gasförmigen Emissionen ermöglicht.The invention is also based on the object of specifying an exhaust gas aftertreatment device which enables an improved reduction in dust and / or gaseous emissions.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Abgasnachbehandlungseinrichtung gemäß Anspruch 1, eine Feststofffeuerungsanlage nach Anspruch 15, einen Bausatz nach Anspruch 17 und ein Verfahren nach Anspruch 19 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention by an exhaust gas aftertreatment device according to claim 1, a solid fuel firing system according to claim 15, a kit according to claim 17 and a method according to claim 19. Advantageous further developments of the invention can be found in the subclaims.

Erfindungsgemäß wird gemäß einer Ausführungsform eine Feuerungseinrichtung vorgeschlagen, welcher ein fester oder flüssiger Brennstoff zugeführt werden kann. Der Brennstoff kann insbesondere ein nachwachsender Rohstoff sein, beispielsweise Scheitholz. Der Brennstoff wird bei Betrieb der Feuerungseinrichtung mit einem Oxidationsmittel umgesetzt. In einer Ausführungsform der Erfidnung kann das dabei entstehende Abgas unmittelbar der vorgeschlagenen Abgasnachbehandlungseinrichtung zugeführt werden.According to the invention, according to one embodiment, a firing device is proposed to which a solid or liquid fuel can be fed. The fuel can in particular be a renewable raw material, for example split logs. The fuel is converted with an oxidizing agent when the furnace is in operation. In one embodiment of the invention, the resulting exhaust gas can be fed directly to the proposed exhaust gas aftertreatment device.

In anderen Ausführungsformen weist die Feuerungseinrichtung eine optionale Zyklonbrennkammer auf, welcher ein bei der Pyrolyse des Brennstoffes entstehendes Pyrolysegas und ein Oxidationsmittel zuführbar ist. Innerhalb der Zyklonbrennkammer wird das Pyrolysegas mit dem Oxidationsmittel exotherm umgesetzt, so dass Wärme freigesetzt wird. Diese Wärme kann nachfolgend an einen Wärmetauscher abgegeben werden, um auf diese Weise ein Wärmeträgermedium zu erwärmen. Das Wärmeträgermedium kann dazu eingesetzt werden, Wärme zu einem Wärmeverbraucher zu transportieren. Der Wärmeverbraucher kann beispielsweise die Raumheizung eines Gebäudes sein. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Wärme für Trocknungsprozesse in der industriellen Fertigung oder der Landwirtschaft verwendet werden.In other embodiments, the firing device has an optional cyclone combustion chamber to which a pyrolysis gas and an oxidizing agent can be supplied, which is produced during the pyrolysis of the fuel. Inside the cyclone combustion chamber, the pyrolysis gas is reacted exothermically with the oxidizing agent, so that heat is released. This heat can then be given off to a heat exchanger in order to heat a heat transfer medium in this way. The heat transfer medium can be used to transport heat to a heat consumer. The heat consumer can, for example, be the room heating of a building. In other embodiments of the invention, the heat can be used for drying processes in industrial production or agriculture.

Das der Zyklonbrennkammer zugeführte Oxidationsmittel kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung Umgebungsluft sein oder Umgebungsluft enthalten. In einigen Ausführungsformen kann das Oxidationsmittel Ozon (O3) oder Suaerstoffradikale (O) enthalten. Das Pyrolysegas kann beispielsweise aus der Pyrolyse eines Festbrennstoffes erhalten werden, beispielsweise Scheitholz, Holzpellets, landwirtschaftliche Produktionsabfälle, Tierdung, organische Abfallstoffe oder andere, hier nicht genannte Medien. Durch die Pyrolyse der genannten Medien in einer sauerstoffarmen Atmosphäre wird ein brennbares Pyrolysegase erhalten, welches insbesondere Kohlenstoff, Kohlenmonoxid, Wasserstoff und/oder Kohlenwasserstoffe enthält oder daraus besteht.The oxidizing agent supplied to the cyclone combustion chamber can, in some embodiments of the invention, be or contain ambient air. In some embodiments, the oxidizer can include ozone (O 3 ) or oxygen radicals (O). The pyrolysis gas can be obtained, for example, from the pyrolysis of a solid fuel, for example logs, wood pellets, agricultural production waste, animal manure, organic waste materials or other media not mentioned here. By pyrolysis of the media mentioned in a low-oxygen atmosphere, a flammable pyrolysis gas is obtained which in particular contains or consists of carbon, carbon monoxide, hydrogen and / or hydrocarbons.

Das Pyrolysegas und das Oxidationsmittel werden der Zyklonbrennkammer an einem Ende zugeführt. Durch die Form der Zyklonbrennkammer können Turbulenzen entstehen, welche zur intensiven Durchmischung des Pyrolysegases und des Oxidationsmittels führen. Hierdurch kann vermieden werden, dass durch unvollständige Oxidation beim Abbrand eine hohe Schadstoffkonzentration entsteht. Die in der Zyklonbrennkammer entstehenden Turbulenzen können weiterhin bewirken, dass Feinstäube, insbesondere Ruß, fein dispergiert und dadurch oxidiert werden. Alternativ oder zusätzlich können Feinstäube und Asche an den Wänden der Zyklonbrennkammer abgeschieden werden, so dass diese im Rahmen der Wartung oder des Austausches der Zyklonbrennkammer einfach entfernt werden können und nachfolgende Komponenten einer Feuerungsanlage nicht verschmutzen.The pyrolysis gas and oxidizer are fed to the cyclone combustion chamber at one end. The shape of the cyclone combustion chamber can cause turbulence, which leads to intensive mixing of the pyrolysis gas and the oxidizing agent. In this way, it can be avoided that a high concentration of pollutants is created due to incomplete oxidation during combustion. The turbulence that arises in the cyclone combustion chamber can also cause fine dust, in particular soot, to be finely dispersed and thereby be oxidized. Alternatively or in addition, fine dust and ash can be deposited on the walls of the cyclone combustion chamber so that they can be easily removed during maintenance or replacement of the cyclone combustion chamber and do not contaminate subsequent components of a combustion system.

Erfindungsgemäß wird nun vorgeschlagen, dass aus der Zyklonbrennkammer austretende Abgas bzw. das aus der unmittelbaren Verbrennung des Brennstoffes entstehende Abgas einer Abgasnachbehandlungseinrichtung zuzuführen, welche eine weitere Reduktion der gasförmigen Schadstoffe und/oder der Feinstäube ermöglicht. Die Abgasnachbehandlungseinrichtung ist aus einer Mehrzahl von scheibenförmigen Elementen zusammengesetzt, welche jeweils einen Längsabschnitt der Abgasnachbehandlungseinrichtung bilden und welche jeweils zumindest eine Ausnehmung aufweisen. Die scheibenförmigen Elemente können in unterschiedlicher Form und Größe vorhanden sein, so dass durch Übereinanderstapeln einer bestimmten Anzahl von Elementen und/oder durch Auswahl von Elementen mit unterschiedlichen Ausnehmungen und/oder durch Wahl der relativen Ausrichtung der scheibenförmigen Elemente zueinander unterschiedliche Abgasnachbehandlungseinrichtungen einfach zusammengesetzt werden können. Gleichzeitig ist die Lagerhaltung stark vereinfacht, da eine geringere Anzahl unterschiedlicher scheibenförmiger Elemente zu einer großen Vielzahl von unterschiedlichen Abgasnachbehandlungseinrichtungn für unterschiedliche Anwendungen führen kann. Die in den scheibenförmigen Elementen angeordnete Ausnehmung kann in allen scheibenförmigen Elementen identisch sein. Sofern die Ausnehmung zumindest teilweise außermittig in den scheibenförmigen Elementen angeordnet ist, kann durch Verdrehen der scheibenförmigen Elemente ein nichtgeradliniger Strömungspfad durch die Abgasnachbehandlungseinrichtung realisiert oder Prallflächen in den Strömungspfad eingebracht werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Ausnehmungen und die Ausrichtung identisch sein, so dass sich der Querschnitt über die Länge der Abgasnachbehandlungseinrichtung nicht ändert. In anderen Ausführungsformen der Erfindung können an einem Ende der Abgasnachbehandlungseinrichtung kleinere Ausnehmungen in den scheibenförmigen Elementen angeordnet sein wie am anderen Ende der Abgasnachbehandlungseinrichtung. Hierdurch kann der Querschnitt variabel gestaltet sein, insbesondere stetig zunehmend oder stetig abnehmend.According to the invention, it is now proposed that exhaust gas exiting the cyclone combustion chamber or the exhaust gas resulting from the direct combustion of the fuel be fed to an exhaust gas aftertreatment device which enables a further reduction in gaseous pollutants and / or fine dusts. The exhaust gas aftertreatment device is composed of a plurality of disk-shaped elements which each form a longitudinal section of the exhaust gas aftertreatment device and which each have at least one recess. The disk-shaped elements can be present in different shapes and sizes, so that by stacking a certain number of elements and / or by selecting elements with different recesses and / or by choosing the relative alignment of the disk-shaped elements to one another, different exhaust gas aftertreatment devices can be easily assembled. At the same time, storage is greatly simplified, since a smaller number of different disc-shaped elements can lead to a large number of different exhaust gas aftertreatment devices for different applications. The recess arranged in the disk-shaped elements can be identical in all disk-shaped elements. If the recess is arranged at least partially eccentrically in the disk-shaped elements, a non-straight flow path through the exhaust gas aftertreatment device can be implemented by rotating the disk-shaped elements or baffles can be introduced into the flow path. In some embodiments of the invention, the recesses and the orientation can be identical, so that the cross section does not change over the length of the exhaust gas aftertreatment device. In other embodiments of the invention, smaller recesses can be arranged in the disk-shaped elements at one end of the exhaust gas aftertreatment device than at the other end of the exhaust gas aftertreatment device. As a result, the cross section can be designed to be variable, in particular continuously increasing or continuously decreasing.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Ausnehmung so gestaltet sein, dass ausgehend vom Mittelpunkt des scheibenförmigen Elementes unter einem vorgebbaren Radius unter einem ersten Winkel ein offener Flächenbereich vorhanden ist und unter einem zweiten Winkel ein geschlossener Flächenbereich vorhanden ist. In Polarkoordinaten wechseln sich somit offene und geschlossene Flächenbereich in Abhängigkeit der Winkelkoordinate bei konstantem Radius ab. Diese Merkmal hat die Wirkung, dass durch Änderung der Orientierung der scheibenförmigen Elemente innerhalb des die Abgasnachbehandlungseinrichtung bildenden Stapels in einfacher Weise nicht lineare, beispielsweise schraubenförmige oder gewendelte Strömungspfade realisiert werden können, wenn die Ausnehmungen der scheibenförmigen Elemente nicht exakt übereinander positioniert werden, sondern um einen vorgebbaren Winkelbereich versetzt. An den so entstehenden Stufen innerhalb des Strömungspfades können Mikroturbulenzen auftreten, welche die Durchmischung des Abgases und/oder die Feinstaubabscheidung und/oder die Feinstaugagglomeration verbessern können.In some embodiments of the invention, the recess can be designed in such a way that, starting from the center of the disk-shaped element, an open surface area is present at a predeterminable radius at a first angle and a closed surface area is present at a second angle. In polar coordinates, open and closed surface areas alternate depending on the angle coordinate with a constant radius. This feature has the effect that by changing the orientation of the disk-shaped elements within the stack forming the exhaust gas aftertreatment device, non-linear, for example helical or coiled flow paths can be implemented in a simple manner if the recesses of the disk-shaped elements are not positioned exactly one above the other, but around one predeterminable angular range offset. Microturbulences can occur at the stages within the flow path that are created in this way, which can improve the mixing of the exhaust gas and / or the fine dust separation and / or the fine dust agglomeration.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Ausnehmung ausgehend vom Mittelpunkt des scheibenförmigen Elementes zumindest eine Teilfläche aufweisen, welche sich radial nach außen erstreckt und welche einen Öffnungswinkel von etwa 10° bis etwa 50° aufweist. Solche, nach Art eines Tortenstücks gestaltete Ausnehmungen lassen sich ebenfalls durch nachfolgende scheibenförmige Elemente zumindest teilweise verlegen, so dass die Fläche eines Strömungskanals nicht linear ausgebildet werden kann, beispielsweise oszillierend oder schraubenförmig bzw. gewendelt. Ein solcher Strömungskanal kann zur zusätzlichen Ausbildung einer Turbulenz beitragen, so dass die Durchmischung von Pyrolysegas und Oxidationsmittel verbessert ist.In some embodiments of the invention, starting from the center point of the disk-shaped element, the recess can have at least one partial surface which extends radially outward and which has an opening angle of approximately 10 ° to approximately 50 °. Such recesses, designed in the manner of a pie slice, can also be at least partially relocated by subsequent disk-shaped elements, so that the surface of a flow channel cannot be linear, for example oscillating or helical or coiled. Such a flow channel can contribute to the additional formation of turbulence, so that the mixing of pyrolysis gas and oxidizing agent is improved.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Ausnehmung einen Flächenanteil von etwa 25 % bis etwa 50 % der Gesamtfläche des scheibenförmigen Elementes aufweisen. Dies ermöglicht einerseits eine kompakte Bauweise und andererseits einen hinreichenden Innenquerschnitt der Abgasnachbehandlungseinrichtung.In some embodiments of the invention, the recess can have an area proportion of approximately 25% to approximately 50% of the total area of the disk-shaped element. This enables, on the one hand, a compact design and, on the other hand, a sufficient internal cross-section of the exhaust gas aftertreatment device.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung können benachbarte scheibenförmige Elemente aus der Mehrzahl von scheibenförmigen Elementen um einen vorgebbaren Winkel zueinander verdreht angeordnet sein. Der vorgebbare Winkel kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung zwischen etwa 5° und etwa 30° oder zwischen etwa 10° und etwa 25° betragen. Wie bereits dargelegt, führt eine solche Ausführungsform zu einem nicht linearen Strömungspfad innerhalb der Abgasnachbehandlungseinrichtung, was zu einer längeren Verweildauer des Pyrolysegases und des Oxidationsmittels beiträgt. Durch die längere Verweildauer kann vermieden werden, dass durch nur teilweise Oxidation hohe Schadstoffkonzentrationen beim Abbrand auftreten.In some embodiments of the invention, adjacent disk-shaped elements from the plurality of disk-shaped elements can be arranged rotated relative to one another by a predeterminable angle. In some embodiments of the invention, the predeterminable angle can be between approximately 5 ° and approximately 30 ° or between approximately 10 ° and approximately 25 °. As already stated, such an embodiment leads to a non-linear flow path within the exhaust gas aftertreatment device, which contributes to a longer dwell time for the pyrolysis gas and the oxidizing agent. The longer dwell time prevents high concentrations of pollutants from occurring during combustion due to only partial oxidation.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die scheibenförmigen Elemente eine Außenkontur aufweisen, welche rund ist. Die scheibenförmigen Elemente weisen somit eine in etwa zylindrische Außenform auf. Hierdurch können die scheibenförmigen Elemente in einfacher Weise unter unterschiedlichen Winkelorientierungen zueinander aufeinandergestapelt werden, ohne dass die Außenkontur von einer Zylinderform abweicht. Dies erleichtert den Einbau der Abgasnachbehandlungseinrichtung in einem Gerät, insbesondere in einer Feststofffeuerungsanlage.In some embodiments of the invention, the disk-shaped elements can have an outer contour that is round. The disk-shaped elements thus have an approximately cylindrical outer shape. As a result, the disk-shaped elements can be stacked on top of one another in a simple manner at different angular orientations without the outer contour deviating from a cylindrical shape. This facilitates the installation of the exhaust gas aftertreatment device in a device, in particular in a solid fuel firing system.

In anderen Ausführungsformen der Erfindung können die scheibenförmigen Elemente eine Außenkontur aufweisen, welche polygonal ist. Eine polygonale Außenkontur kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung achteckig, sechseckig oder viereckig, insbesondere quadratisch sein. Hierdurch weist die Abgasnachbehandlungseinrichtung eine quaderförmige Außenkontur auf, welches einen einfachen Einbau in ein Gerät erlaubt, beispielsweise eine Feststofffeuerungsanlage. Darüber hinaus werden Fehler beim Zusammenbau vermieden, da die Orientierung der scheibenförmigen Elemente durch ihre Außenkontur fest vorgegeben ist. In diesem Fall können die Ausnehmungen in den scheibenförmigen Elemente relativ zur Außenkontur unterschiedlich orientiert sein. Die scheibenförmigen Elemente können mit einer fortlaufenden Nummerierung versehen sein, so dass durch einfaches aufeinanderstapeln in der richtigen Reihenfolge eine Abgasnachbehandlungseinrichtung mit dem gewünschten Innenquerschnitt in Form und Durchmesser erhalten wird. Fehler beim Zusammenbau, wie diese beim Stapeln zylinderförmiger Elemente entstehen können, werden dadurch vermieden.In other embodiments of the invention, the disk-shaped elements can have an outer contour which is polygonal. In some embodiments of the invention, a polygonal outer contour can be octagonal, hexagonal or square, in particular square. As a result, the exhaust gas aftertreatment device has a cuboid outer contour, which allows simple installation in a device, for example a solid fuel firing system. In addition, errors during assembly are avoided, since the orientation of the disk-shaped elements is fixed by their outer contour. In this case, the recesses in the disk-shaped elements can be oriented differently relative to the outer contour. The disk-shaped elements can be provided with a consecutive numbering so that an exhaust gas aftertreatment device with the desired internal cross-section in shape and diameter is obtained by simply stacking them on top of one another in the correct order. This avoids assembly errors, such as those that can arise when stacking cylindrical elements.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die scheibenförmigen Elemente zumindest ein Verbindungselement enthalten. Ein solches Verbindungselement kann beispielsweise ein Zapfen sein oder einen solchen Zapfen enthalten, welcher in eine zugeordnete Bohrung eines benachbarten scheibenförmigen Elementes eingreift. Ein solches Verbindungselement kann den Zusammenbau vereinfachen, die mechanische Stabilität der Abgasnachbehandlungseinrichtung erhöhen und Montagefehler vermeiden.In some embodiments of the invention, the disk-shaped elements can contain at least one connecting element. Such a connecting element can, for example, be a pin or contain such a pin which engages in an associated bore of an adjacent disk-shaped element. Such a connecting element can simplify assembly, increase the mechanical stability of the exhaust gas aftertreatment device and avoid assembly errors.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann der Flächeninhalt der Ausnehmungen der scheibenförmigen Elemente vom ersten Ende der Abgasnachbehandlungseinrichtung zum zweiten Ende der Abgasnachbehandlungseinrichtung zunehmen. Dies ermöglicht die Herstellung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung, welche vom ersten Ende zum zweiten Ende einen sich vergrößernden Querschnitt aufweist, dadurch kann der mit zunehmender Umsetzung zunehmenden Gasmenge Rechnung getragen werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Abgasnachbehandlungseinrichtung einen nach Art einer Lavalle-Düse zunehmenden Querschnitt aufweisen, so dass die Strömungsgeschwindigkeit vom ersten Ende zum zweiten Ende zunimmt.In some embodiments of the invention, the surface area of the recesses of the disk-shaped elements can increase from the first end of the exhaust gas aftertreatment device to the second end of the exhaust gas aftertreatment device. This enables the production of an exhaust gas aftertreatment device which has an increasing cross-section from the first end to the second end, thereby taking into account the increasing amount of gas that increases with the conversion. In some embodiments of the invention, the exhaust gas aftertreatment device can have an increasing cross section in the manner of a Lavalle nozzle, so that the flow velocity increases from the first end to the second end.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Ausnehmungen der scheibenförmigen Elemente vom ersten Ende der Abgasnachbehandlungseinrichtung zum zweiten Ende der Abgasnachbehandlungseinrichtung einen gewendelten Pfad ausbilden. Hierdurch kann bei unveränderten Außenmaßen die Weglänge des Pyrolysegases innerhalb der Abgasnachbehandlungseinrichtung vergrößert werden, was aufgrund längerer Verweilzeiten zu einer verbesserten Umsetzung des Pyrolysegases führen kann. Dies kann den Schadstoffausstoff reduzieren und die Wärmeausbeute vergrößern.In some embodiments of the invention, the recesses of the disk-shaped elements can form a coiled path from the first end of the exhaust gas aftertreatment device to the second end of the exhaust gas aftertreatment device. As a result, the path length of the pyrolysis gas within the exhaust gas aftertreatment device can be increased with unchanged external dimensions, which can lead to an improved conversion of the pyrolysis gas due to longer residence times. This can reduce the pollutants and increase the heat yield.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die scheibenförmigen Elemente aus einem Metall oder einer Legierung bestehen. Diese Materialien zeichnen sich durch vergleichsweise große spezifische Wärmekapazität sowie hohe thermische und mechanische Stabilität aus. Hierdurch werden eine starke Wärmestrahlung und Wärmeabgabe während des Betriebes gewährleistet, so dass die Oxidation des Pyrolysegases gewährleistet werden kann.In some embodiments of the invention, the disk-shaped elements can consist of a metal or an alloy. These materials are characterized by a comparatively large specific heat capacity and high thermal and mechanical stability. This ensures a strong heat radiation and heat emission during operation, so that the oxidation of the pyrolysis gas can be guaranteed.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die scheibenförmigen Elemente stoffschlüssig gefügt sein, beispielsweise durch Sintern und/oder Schweißen und/oder Kleben.In some embodiments of the invention, the disc-shaped elements can be joined in a materially bonded manner, for example by sintering and / or welding and / or gluing.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die scheibenförmigen Elemente aus einem anorganischen nicht metallischen Werkstoff bestehen. Ein anorganischer nichtmetallischer Werkstoff kann insbesondere eine Keramik enthalten oder daraus bestehen, beispielsweise eine Oxidkeramik oder ein Karbid oder ein Nitrid oder ein Oxinitrid. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann Siliziumdioxid und/oder Aluminiumoxid und/oder Magnesiumoxid und/oder Kalziumoxid und/oder Zirconiumoxid und/oder Chromoxid und/oder Siliziumkarbid Verwendung finden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung können diese Materialien eine katalytische Wirkung haben, so dass die Abbrandtemperatur für Feinstaub, insbesondere Ruß und/oder gasförmige Bestandteile des Pyrolysegases sinkt. Somit kann der Schadstoffgehalt auch bei geringen Brenntemperaturen niedrig gehalten werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Oberfläche einer Keramik porös sein oder adhäsive Eigenschaften aufweisen, so dass eine effektive Feinstaubbindung ermöglicht wird.In some embodiments of the invention, the disk-shaped elements can consist of an inorganic, non-metallic material. An inorganic non-metallic material can in particular contain or consist of a ceramic, for example an oxide ceramic or a carbide or a nitride or an oxynitride. In some embodiments of the invention, silicon dioxide and / or aluminum oxide and / or magnesium oxide and / or calcium oxide and / or zirconium oxide and / or chromium oxide and / or silicon carbide can be used. In some embodiments of the invention, these materials can have a catalytic effect, so that the combustion temperature for fine dust, in particular soot and / or gaseous constituents of the pyrolysis gas, drops. This means that the pollutant content can be kept low even at low firing temperatures. In some embodiments of the invention, the surface of a ceramic can be porous or have adhesive properties, so that effective binding of fine dust is made possible.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann organischer Feinstaub in Betriebszuständen mit niedriger Abgastemperatur an den Wänden der Abgasnachbehandlungseinrichtung gebunden werden und in Betriebszuständen mit hoher Abgastemperatur oxidiert werden. Unter einer niedrigen Abgastemperatur wird in diesem Zusammenhang eine Abgastemperatur unterhalb 450°C oder unterhalb 500°C verstanden. Unter einer hohen Abgastemperatur wird in diesem Zusammenhang eine Abgastemperatur oberhalb 500°C oder oberhalb 520°C verstanden.In some embodiments of the invention, fine organic dust can be used in operating states low exhaust gas temperature are bound to the walls of the exhaust gas aftertreatment device and are oxidized in operating states with high exhaust gas temperature. In this context, a low exhaust gas temperature is understood to mean an exhaust gas temperature below 450 ° C or below 500 ° C. In this context, a high exhaust gas temperature is understood to mean an exhaust gas temperature above 500 ° C or above 520 ° C.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung können anorganische Feinstäube an den Wänden der Abgasnachbehandlungseinrichtung gebunden werden bzw. Agglomerate bilden. Diese Agglomerate können geschlossene Schichten bzw. Krusten bilden, welche sich bei Überschreiten einer bestimmten Schichtdicke aufgrund innerer Spannungen von den Wänden der Abgasnachbehandlungseinrichtung ablösen. Diese können nachfolgend über eine Revisionsöffnung oder über den Brennraum bzw. den Aschekasten entfernt werden.In some embodiments of the invention, inorganic fine dusts can be bound to the walls of the exhaust gas aftertreatment device or form agglomerates. These agglomerates can form closed layers or crusts which, when a certain layer thickness is exceeded, detach from the walls of the exhaust gas aftertreatment device due to internal stresses. These can then be removed via an inspection opening or via the combustion chamber or ash pan.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die scheibenförmigen Elemente jeweils zwischen einer und etwa 30 Ausnehmungen aufweisen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann eine Ausnehmung so in dem scheibenförmigen Element angeordnet sein, dass die Mittelpunkte des scheibenförmigen Elementes und der Ausnehmung zusammenfallen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung können mehrere scheibenförmige Elemente so ausgestaltet sein, dass diese jeweils eine identische Zahl von Ausnehmungen haben, deren Mittelpunkte an den gleichen Stellen der jeweiligen Scheiben angeordnet sind und welche in unterschiedlichen Scheiben eine unterschiedliche Winkelorientierung aufweisen.In some embodiments of the invention, the disk-shaped elements can each have between one and about 30 recesses. In some embodiments of the invention, a recess can be arranged in the disk-shaped element in such a way that the center points of the disk-shaped element and the recess coincide. In other embodiments of the invention, several disc-shaped elements can be designed so that they each have an identical number of recesses, the center points of which are arranged at the same points of the respective discs and which have a different angular orientation in different discs.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Abgasnachbehandlungseinrichtung und/oder eine damit ausgestattete Feststofffeuerungsanlage zumindest eine Sprühelektrode enthalten, welche dazu eingerichtet ist, in zumindest einem Teilabschnitt ein elektrisches Feld zu erzeugen. Bei Betrieb der Feststofffeuerungsanlage kann das elektrische Feld unterhalb der Durchbruchsfeldstärke gewählt sein und beispielsweise weniger als 1 kV/mm oder weniger als 0,7 kV/mm oder weniger als 0,6 kV/mm betragen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann das elektrische Feld größer sein als etwa 0,4 kV/mm. Die umgesetzte elektrische Leistung kann zwischen etwa 15 W und wetwa 35 W betragen. Durch den Einbau der Sprühelektrode in die Abgasnachbehandlungseinrichtung wird die Einwirkung von Ruß- oder Teerablagerungen zumindest reduziert, so dass das Wartungsintervall verlängert sein kann.In some embodiments of the invention, the exhaust gas aftertreatment device and / or a solid fuel firing system equipped with it can contain at least one spray electrode which is set up to generate an electric field in at least one section. When the solid fuel firing system is in operation, the electric field can be selected below the breakdown field strength and, for example, be less than 1 kV / mm or less than 0.7 kV / mm or less than 0.6 kV / mm. In some embodiments of the invention, the electric field can be greater than about 0.4 kV / mm. The converted electrical power can be between about 15 W and about 35 W. By installing the spray electrode in the exhaust gas aftertreatment device, the effect of soot or tar deposits is at least reduced, so that the maintenance interval can be extended.

Das elektrische Feld bewirkt eine Agglomeration von Feinstaub, so dass die dann größeren Staubpartikel einfacher an den Wänden der Abgasnachbehandlungseinrichtung oder einem optionalen Filterelement zurückgehalten werden können. Darüber hinaus kann das elektrische Feld Sauerstoffradikale und/oder Ozon erzeugen, so dass die Oxidation organischer Bestandteile des Abgases oder entstehender Stäube einfacher, insbesondere bei niedrigeren Temperaturen erfolgen kann.The electric field causes an agglomeration of fine dust, so that the then larger dust particles can be retained more easily on the walls of the exhaust gas aftertreatment device or an optional filter element. In addition, the electric field can generate oxygen radicals and / or ozone, so that the oxidation of organic constituents of the exhaust gas or the dust that occurs can take place more easily, in particular at lower temperatures.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Abgasnachbehandlungseinrichtung und/oder eine damit ausgestattete Feststofffeuerungsanlage zumindest eine Elektrode oder ein Elektrodenpaar enthalten, welches dazu eingerichtet ist, eine dielektisch behinderte Entladung (DBE) zu ermöglichen. Hierzu kann im Entladungsspalt ein Dielektrikum angeordnet sein, welches in einigen Ausführungsformen der Erfindung ausgewählt ist aus einer Keramik oder Porzellan. Hierdurch können Ozon und/oder atomarer Sauerstoff mit hoher Effizienz aus Umgebungsluft erzeugt werden.In some embodiments of the invention, the exhaust gas aftertreatment device and / or a solid fuel firing system equipped with it can contain at least one electrode or a pair of electrodes which is set up to enable a dielectically impeded discharge (DBE). For this purpose, a dielectric can be arranged in the discharge gap, which in some embodiments of the invention is selected from a ceramic or porcelain. As a result, ozone and / or atomic oxygen can be generated from ambient air with high efficiency.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Entladung entweder in Form vieler Filamente oder als homogene Entladung ausgebildet sein, so dass sich die Entladung über das gesamte Entladungsvolumen oder einen Großteil des Volumens erstreckt. Die DBE hat die Wirkung, dass näherungsweise nur Elektronen beschleunigt werden, da die Entladungsdauer so gering ist, dass die schwereren Ionen, bedingt durch ihre Massenträgheit, nur wenig Impuls aufnehmen. Die Entladung erlischt, sobald das angelegte elektrische Feld von der vor dem Dielektrikum angesammelten elektrischen Ladung kompensiert wird. Die Zeitdauer einer Entladung kann im Bereich von einigen Nanosekunden liegen.In some embodiments of the invention, the discharge can be designed either in the form of many filaments or as a homogeneous discharge, so that the discharge extends over the entire discharge volume or a large part of the volume. The DBE has the effect that approximately only electrons are accelerated, since the discharge duration is so short that the heavier ions, due to their inertia, only absorb a small amount of momentum. The discharge ceases as soon as the applied electric field is compensated by the electric charge accumulated in front of the dielectric. The duration of a discharge can be in the range of a few nanoseconds.

Zur Erzeugung einer DBE ist eine gepulste Anregung bzw. Das gepulste Anlegen einer Betriebsspannung an die zumindest eine Elektrode vorteilhaft. Die DBE kann mit uni- oder bipolaren Pulsen mit Pulsdauern von etwa 1 bis etwa 10 µs oder von etwa 20 ns bis etwa 900 ns betrieben werden. In einigen Ausführungsformen kann die Amplitude der Betriebsspannung zwischen etwa 2 kV und etwa 10 kV betragen. Das Puls-Pausenverhältnis kann kleiner als etwa 20% oder kleiner als etwa 15% oder kleiner als etwa 10% sein.To generate a DBE, pulsed excitation or the pulsed application of an operating voltage to the at least one electrode is advantageous. The DBE can be operated with unipolar or bipolar pulses with pulse durations of approximately 1 to approximately 10 microseconds or of approximately 20 ns to approximately 900 ns. In some embodiments, the amplitude of the operating voltage can be between about 2 kV and about 10 kV. The pulse / pause ratio can be less than about 20% or less than about 15% or less than about 10%.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die scheibenförmigen Elemente der Abgasnachbehandlungseinrichtung aus einem Material mit einer Wärmekapazität von etwa 0,55 kJ/(kg·K) bis etwa 1,2 kJ/(kg·K) bestehen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Abgasnachbehandlungseinrichtung eine Masse von etwa 15 kg bis etwa 50 kg oder von etwa 20 kg bis etwa 40 kg aufweisen. Dies ermöglicht es, bei Temperaturen zwischen 490°C und 520°C eine Wärmemenge zu speichern, welche zumindest der bei der Verbrennung von etwa 0,75 kg bis etwa 1,1 kg Holz freiwerdenden Wärme entspricht. Dies erlaubt eine gleichbleibend schadstoffarme Verbrennung, auch wenn die Brenntemperatur vorübergehend absinkt.In some embodiments of the invention, the disk-shaped elements of the exhaust gas aftertreatment device can consist of a material with a heat capacity of approximately 0.55 kJ / (kg · K) to approximately 1.2 kJ / (kg · K). In some embodiments of the invention, the exhaust gas aftertreatment device can have a mass of about 15 kg to about 50 kg or from about 20 kg to about 40 kg. This makes it possible to store an amount of heat at temperatures between 490 ° C and 520 ° C, which is at least that of about 0.75 kg to about 1.1 kg of wood corresponds to the heat released. This allows a consistently low-pollutant combustion, even if the combustion temperature drops temporarily.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Länge der Abgasnachbehandlungseinrichtung bzw. die Länge des gewendelten Pfades so gewählt sein, dass die Durchströmzeit des Pyrolysegases zumindest zwischen etwa 1,2 s und etwa 1,8 s beträgt. Dies ermöglicht eine effiziente Abgasnachbehandlung mit gutem Wirkungsgrad und geringem Schadstoffausstoß.In some embodiments of the invention, the length of the exhaust gas aftertreatment device or the length of the coiled path can be selected such that the flow time of the pyrolysis gas is at least between approximately 1.2 s and approximately 1.8 s. This enables efficient exhaust gas aftertreatment with good efficiency and low pollutant emissions.

Nachfolgend soll die Erfindung ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigt

  • 1 eine Feststofffeuerungsanlage gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt eine Abgasnachbehandlungseinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform in einer ersten Ansicht.
  • 3 zeigt die Abgasnachbehandlungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform in einer zweiten Ansicht.
  • 4 zeigt einen Schnitt durch eine Abgasnachbehandlungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
  • 5 zeigt die Abgasnachbehandlungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform in einer dritten Ansicht.
  • 6 verdeutlich den Strömungspfad innerhalb der Abgasnachbehandlungseinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
  • 7 zeigt ein scheibenförmiges Element gemäß einer ersten Ausführungsform in einer ersten Ansicht.
  • 8 zeigt das scheibenförmige Element gemäß der ersten Ausführungsform in einer zweiten Ansicht.
  • 9 zeigt ein scheibenförmiges Element gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • 10 zeigt ein scheibenförmiges Element gemäß einer dritten Ausführungsform.
  • 11 zeigt eine Feststofffeuerungsanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 12 zeigt eine Feststofffeuerungsanlage gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 13 zeigt eine genauere Ansicht eines Bauteils der Feststofffeuerungsanlage gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 14 zeigt einen Abschnitt einer Abgasnachbehandlungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • 15 zeigt einen Abschnitt einer Abgasnachbehandlungseinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform
The invention is to be explained in more detail below with reference to figures, without restricting the general inventive concept. It shows
  • 1 a solid fuel furnace according to a first embodiment of the present invention.
  • 2 shows an exhaust gas aftertreatment device according to a first embodiment in a first view.
  • 3rd shows the exhaust gas aftertreatment device according to the first embodiment in a second view.
  • 4th shows a section through an exhaust gas aftertreatment device according to the first embodiment.
  • 5 shows the exhaust gas aftertreatment device according to the first embodiment in a third view.
  • 6th illustrates the flow path within the exhaust gas aftertreatment device according to the first embodiment.
  • 7th shows a disk-shaped element according to a first embodiment in a first view.
  • 8th shows the disk-shaped element according to the first embodiment in a second view.
  • 9 shows a disk-shaped element according to a second embodiment.
  • 10 shows a disk-shaped element according to a third embodiment.
  • 11 Fig. 3 shows a solid fuel furnace according to a second embodiment of the present invention.
  • 12th Fig. 13 shows a solid fuel furnace according to a third embodiment of the present invention.
  • 13th shows a more detailed view of a component of the solid fuel combustion system according to the third embodiment of the present invention.
  • 14th shows a section of an exhaust gas aftertreatment device according to a second embodiment.
  • 15th shows a section of an exhaust gas aftertreatment device according to a third embodiment

Anhand der 1 wird eine Feststofffeuerungsanlage gemäß der vorliegenden Erfindung näher erläutert.Based on 1 a solid fuel furnace according to the present invention is explained in more detail.

Die Feststofffeuerungsanlage 1 enthält ein Gehäuse 10, welches aus einem feuerresistenten Material gefertigt ist, beispielsweise einem Metall oder einer Legierung. Fallweise können die Wandungen des Gehäuses 10 auch mehrlagig ausgeführt sein und beispielsweise eine Wärmedämmung enthalten.The solid fuel furnace 1 contains a housing 10 , which is made of a fire-resistant material, for example a metal or an alloy. In some cases, the walls of the housing 10 also be made in several layers and contain, for example, thermal insulation.

Durch Innenwände ist das Gehäuse 10 in eine erste Kammer 11, eine zweite Kammer 12 und eine dritte Kammer 13 unterteilt. Im Bodenbereich der jeweiligen Kammern befinden sich zugeordnete Ascheabfuhrsysteme 111, 121 und 131 in Form jeweils einer Förderschnecke. Diese sind jedoch optional und können in anderen Ausführungsformen der Erfindung auch entfallen.The housing is through inner walls 10 in a first chamber 11 , a second chamber 12th and a third chamber 13th divided. There are assigned ash removal systems in the floor area of the respective chambers 111 , 121 and 131 each in the form of a screw conveyor. However, these are optional and can also be omitted in other embodiments of the invention.

Die erste Kammer 11 ist als Pyrolysekammer ausgelegt. In der ersten Kammer 11 befindet sich daher ein Feuerrost 112 sowie eine Beschickungseinreichung 15, durch welche fester Brennstoff, wie beispielsweise Holzpellets, zugeführt werden kann. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann selbstverständlich auch Scheitholz, Biomasse oder jeder andere feste Brennstoff Verwendung finden. In diesen Fällen kann die Beschickungseinreichung 15 eine andere Bauform annehmen oder auch entfallen.The first chamber 11 is designed as a pyrolysis chamber. In the first chamber 11 there is therefore a grate of fire 112 as well as a submission of receipts 15th , through which solid fuel, such as wood pellets, can be fed. In other embodiments of the invention, split logs, biomass or any other solid fuel can of course also be used. In these cases, the submission of the submission 15th adopt a different design or omit.

In der ersten Kammer 11 wird der zugeführte Brennstoff pyrolysiert, wobei ein Pyrolysegas entsteht. Das Pyrolysegas kann Kohlenstoff und/oder Kohlenmonoxid und/oder Wasserstoff und/oder Kohlenwasserstoffe enthalten oder daraus bestehen. Dieses Pyrolysegas wird durch den Gaseinlass 115 in die zweite Kammer geleitet.In the first chamber 11 the fuel supplied is pyrolysed, producing a pyrolysis gas. The pyrolysis gas can contain or consist of carbon and / or carbon monoxide and / or hydrogen and / or hydrocarbons. This pyrolysis gas is released through the gas inlet 115 passed into the second chamber.

Die zweite Kammer 12 enthält eine Zyklonbrennkammer 125 sowie eine Abgasnachbehandlungseinrichtung 2. In der Zyklonbrennkammer 125 wird das Pyrolysegas mit einem Oxidationsmittel, insbesondere Umgebungsluft, umgesetzt. Das entstehende Abgas wird in die Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 geleitet. Nach Durchtritt durch die Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 wird das so gereinigte Abgas teilweise über eine Abgasleitung 122 in die erste Kammer 11 zurückgeleitet und dient dort der Pyrolyse des Brennstoffes. Ein anderer Teil des Abgases wird in die dritte Kammer 13 geleitet, welche einen Wärmetauscher 132 enthält. Dort wird die im Abgas enthaltene Wärme an ein flüssiges oder gasförmiges Wärmeträgermedium abgeführt und zum Ort ihrer Verwendung transportiert.The second chamber 12th contains a cyclone combustion chamber 125 and an exhaust aftertreatment device 2 . In the cyclone combustion chamber 125 the pyrolysis gas is reacted with an oxidizing agent, in particular ambient air. The resulting exhaust gas is fed into the exhaust gas aftertreatment device 2 directed. After passing through the exhaust gas aftertreatment device 2 the exhaust gas cleaned in this way is partially passed through an exhaust pipe 122 in the first chamber 11 returned and serves there the Pyrolysis of fuel. Another part of the exhaust gas goes into the third chamber 13th passed which a heat exchanger 132 contains. There, the heat contained in the exhaust gas is transferred to a liquid or gaseous heat transfer medium and transported to the place of use.

Ein optionales Saugzuggebläse 135 dient der Aufrechterhaltung des Abgasstromes durch die zweite Kammer 12 und die dritte Kammer 13.An optional induced draft fan 135 serves to maintain the flow of exhaust gas through the second chamber 12th and the third chamber 13th .

Es sei darauf hingewiesen, dass die dargestellte Feststofffeuerungsanlage 1 lediglich beispielhaft zu verstehen ist. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Feststofffeuerungsanlage auch eine andere Bauform annehmen, so dass einige der genannten Bauteile anders ausgeführt sein können oder auch entfallen. Die Erfindung lehrt nicht die Verwendung einer bestimmten Feststofffeuerungsanlage als Lösungsprinzip. Vielmehr bezieht sich die Erfindung primär auf die Abgasnachbehandlungseinrichtung 2, welche in Ausführungsbeispielen nachfolgend anhand der 2 bis 6 und 14 bis 15 näher erläutert wird.It should be noted that the solid combustion system shown 1 is only to be understood as an example. In other embodiments of the invention, the solid fuel firing system can also have a different design, so that some of the components mentioned can be designed differently or are also omitted. The invention does not teach the use of a particular solid fuel furnace as a principle of solution. Rather, the invention relates primarily to the exhaust gas aftertreatment device 2 , which in exemplary embodiments below based on the 2 to 6th and 14th to 15th is explained in more detail.

2 zeigt eine axonometrische Darstellung der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2, 3 zeigt eine Ansicht und 5 zeigt eine Aufsicht. In 4 ist ein Schnitt durch die Abgasnachbehandlungseinrichtung entlang der Linie A-A dargestellt, wie in 3 ersichtlich ist. 6 zeigt eine axonometrische Schnittdarstellung, wobei der gewendelte Pfad durch die Abgasnachbehandlungseinrichtung hervorgehoben ist. 2 shows an axonometric representation of the exhaust gas aftertreatment device 2 , 3rd shows a view and 5 shows a top view. In 4th FIG. 13 shows a section through the exhaust gas aftertreatment device along the line AA, as shown in FIG 3rd can be seen. 6th shows an axonometric sectional view, with the coiled path through the exhaust gas aftertreatment device being emphasized.

Wie aus den Figuren ersichtlich ist, ist die Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 aus einer Mehrzahl scheibenförmiger Elemente 3 zusammengesetzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind 20 scheibenförmige Elemente vorhanden. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Anzahl der scheibenförmigen Elemente 3 größer oder geringer sein und beispielsweise zwischen etwa 5 und etwa 100 oder zwischen etwa 10 und etwa 50 oder zwischen etwa 15 und etwa 40 oder zwischen etwa 5 und etwa 25 betragen.As can be seen from the figures, the exhaust gas aftertreatment device 2 from a plurality of disc-shaped elements 3rd composed. In the illustrated embodiment, there are 20 disc-shaped elements. In other embodiments of the invention, the number of disc-shaped elements 3rd be larger or smaller and for example between about 5 and about 100 or between about 10 and about 50 or between about 15 and about 40 or between about 5 and about 25.

Die scheibenförmigen Elemente können eine Dicke von etwa 10 mm bis etwa 100 mm oder von etwa 10 mm bis etwa 50 mm aufweisen. Der Durchmesser der im dargestellten Ausführungsbeispiel dargestellten kreisförmigen Elemente kann in einigen Ausführungsformen der Erfindung zwischen etwa 70 mm und etwa 500 mm oder zwischen etwa 100 mm und etwa 400 mm betragen.The disk-shaped elements can have a thickness of about 10 mm to about 100 mm or from about 10 mm to about 50 mm. In some embodiments of the invention, the diameter of the circular elements shown in the exemplary embodiment shown can be between approximately 70 mm and approximately 500 mm or between approximately 100 mm and approximately 400 mm.

Wie aus 2 und 5 ersichtlich ist, enthält jedes scheibenförmige Element 3 eine Ausnehmung 35, welche in etwa die Form eines vierblättrigen Kleeblattes hat, d.h. ausgehend von einem im Mittelpunkt 33 des scheibenförmigen Elementes angeordneten, etwa kreisförmigen Zentralbereichs erstreckt sich die Ausnehmung 35 in vier, in radialer Richtung äquidistanten Teilflächen radial nach außen. Beschreibt man die Ausnehmung in Polarkoordinaten mit einem Koordinatenursprung im Mittelpunkt 33 des scheibenförmigen Elementes, so gibt es unter einem vorgebbaren Radius r unter unterscheidlichen Werte der Winkelkoordinate sowohl offene Flächenbereiche bzw. Teilflächen der Ausnehmung 35 als auch geschlossene Flächenbereiche des scheibenförmigen Elementes 3.How out 2 and 5 As can be seen, each disc-shaped element contains 3rd a recess 35 which has the shape of a four-leaf clover, ie starting from one in the center 33 of the disk-shaped element arranged, approximately circular central region, the recess extends 35 in four sub-areas that are equidistant in the radial direction radially outwards. If you describe the recess in polar coordinates with a coordinate origin in the center 33 of the disk-shaped element, there are both open surface areas or partial surfaces of the recess under a predeterminable radius r with different values of the angular coordinate 35 as well as closed surface areas of the disk-shaped element 3rd .

Wie in den 4, 5 und 6 ersichtlich ist, sind die scheibenförmigen Elemente 3 in unterschiedlicher Ausrichtung zueinander innerhalb des die Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 bildenden Stapels übereinandergelegt. Die Ausnehmung 35 eines scheibenförmigen Elementes 3 ist somit durch eine Teilfläche des darüberliegenden scheibenförmigen Elementes teilweise verdeckt. Die Ausnehmungen 35 der scheibenförmigen Elemente 3 bilden somit vom ersten Ende 21 der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 zum zweiten Ende 22 der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 einen gewendelten Pfad 36 aus. Dies kann zu einer längeren Verweildauer des Pyrolysegases führen, so dass eine verbesserte Umsetzung mit dem Oxidationsmittel erfolgt. Weiterhin kann die Strömung durch die Form der Brennkammer auf eine Kreisbahn beschleunigt werden, so dass Feinstaub, Ruß und Ascheteilchen nach außen getragen werden und im Inneren der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 abgeschieden werden. Dies kann das Verstopfen des Wärmetauschers einer Feststofffeuerungsanlage vermeiden oder reduzieren.As in the 4th , 5 and 6th can be seen are the disc-shaped elements 3rd in different orientations to one another within the exhaust gas aftertreatment device 2 forming stack placed one on top of the other. The recess 35 a disc-shaped element 3rd is thus partially covered by a partial area of the disk-shaped element located above. The recesses 35 of the disc-shaped elements 3rd thus form from the first end 21 the exhaust aftertreatment device 2 to the second end 22nd the exhaust aftertreatment device 2 a winding path 36 out. This can lead to a longer dwell time of the pyrolysis gas, so that an improved reaction with the oxidizing agent takes place. Furthermore, the flow can be accelerated to a circular path through the shape of the combustion chamber, so that fine dust, soot and ash particles are carried to the outside and inside the exhaust gas aftertreatment device 2 to be deposited. This can prevent or reduce clogging of the heat exchanger in a solid fuel plant.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Querschnitt des Strömungspfades innerhalb der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 vom ersten Ende 21 und zweiten Ende 22 konstant. Dies bedeutet, dass die scheibenförmigen Elemente 3 sämtlich eine identische Form und Größe aufweisen. In anderen Ausführungsformen der Erfindung können unterschiedliche scheibenförmige Elemente 3 verwendet werden, so dass der Querschnitt des Strömungspfades 36 vom ersten Ende 21 zum zweiten Ende 22 hin variabel ist. Beispielsweise kann der Querschnitt vom ersten Ende 21 zum zweiten Ende 22 hin zunehmen.In the exemplary embodiment shown, the cross section of the flow path is within the exhaust gas aftertreatment device 2 from the first end 21 and second end 22nd constant. This means that the disc-shaped elements 3rd all have an identical shape and size. In other embodiments of the invention, different disk-shaped elements 3rd used so that the cross section of the flow path 36 from the first end 21 to the second end 22nd is variable. For example, the cross section from the first end 21 to the second end 22nd to increase.

Anhand der 7 wird nochmals die Form der Ausnehmung 35 erläutert. Die Beschreibung der Ausnehmung 35 erfolgt in Polarkoordinaten, wobei der Koordinatenursprung am Mittelpunkt 33 des scheibenförmigen Elementes 3 gewählt ist. Bei einem vorgebbaren Radius liegt somit eine ersten Teilfläche 31 unter einem vorgebbaren Winkel α im Inneren der Ausnehmung 35. Dies bedeutet, dass die erste Teilfläche 31 materialfrei ist. Unter einem zweiten Winkel β, welcher im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 90° beträgt, sind zweite Teilflächen 32 ausgebildet, welche geschlossen sind.Based on 7th becomes the shape of the recess again 35 explained. The description of the recess 35 takes place in polar coordinates, the origin of the coordinates being at the center point 33 of the disc-shaped element 3rd is chosen. In the case of a predefinable radius, there is thus a first partial area 31 at a predeterminable angle α inside the recess 35 . This means that the first face 31 is material-free. At a second angle β, which in the illustrated embodiment is approximately 90 ° are second sub-areas 32 formed, which are closed.

Dieses anhand von 7 erläuterte Prinzip kann für verschiedene Winkel und Radien fortgeführt werden, so dass die in 7 gezeigte Form der Ausnehmung beschrieben werden kannn. Wesentlich für die beschriebene erste Ausführungsform der Erfindung ist, dass die Ausnehmung 35 zumindest teilweise außermittig in dem scheibenförmigen Element 3 angeordnet ist, so dass durch unterschiedliche Winkelorientierung des scheibenförmigen Elementes 3 die Ausnehmungen 35 versetzt übereinander zu liegen kommen und den in 6 dargestellten gewendelten Pfad 36 ausbilden. Die konkrete Form und Größe der Ausnehmung 35 kann selbstverständlich in anderen Ausführungen der Erfindung auch anders gewählt sein.This based on 7th The principle explained can be continued for different angles and radii, so that the in 7th Shown shape of the recess can be described. It is essential for the described first embodiment of the invention that the recess 35 at least partially off-center in the disk-shaped element 3rd is arranged so that by different angular orientation of the disk-shaped element 3rd the recesses 35 come to lie offset on top of each other and the in 6th winding path shown 36 form. The specific shape and size of the recess 35 can of course also be chosen differently in other embodiments of the invention.

Dieser Sachverhalt wird nochmals anhand der 8 erläutert, welche die Ausnehmung 35 darstellt, welche ausgehend vom Mittelpunkt 33 des scheibenförmigen Elementes 3 zumindest eine Teilfläche 34 aufweist, welche sich radial nach außen erstreckt und einen Öffnungswinkel γ vom etwa 10° bist etwa 50° aufweist. Die in 8 dargestellte Begrenzungslinie 341 und die weiteren Kanten der Ausnehmung 35 bzw. der sich radial nach außen erstreckenden Teilfläche 34 müssen nicht zwingend wie in 8 dargestellt, geradlinig verlaufen. Andere Ausführungsformen der Erfindung können auch konkav oder konvex gekrümmte Begrenzungslinien vorliegen.This fact is again based on the 8th explains which the recess 35 represents which starting from the center point 33 of the disc-shaped element 3rd at least a partial area 34 which extends radially outward and has an opening angle γ of about 10 ° to about 50 °. In the 8th shown limit line 341 and the other edges of the recess 35 or the partial surface extending radially outward 34 do not necessarily have to be as in 8th shown, run in a straight line. Other embodiments of the invention can also be concavely or convexly curved boundary lines.

Die anhand der 2 bis 8 dargestellten scheibenförmigen Elemente 3 weisen eine etwa kreisrunde Außenkontur 39 auf. Dies ermöglicht es, in Abhängigkeit der Länge der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 die gewünschte Anzahl an scheibenförmigen Elementen in beliebiger Winkelbeziehung zueinander übereinander zu stapeln. Jedes der scheibenförmigen Elemente 3 kann somit etwa 1° bis etwa 30° oder etwa 5° bis etwa 15° relativ zum vorhergehenden scheibenförmigen Element 3 aufgesetzt werden, um die Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 zu bilden.Based on the 2 to 8th shown disc-shaped elements 3rd have an approximately circular outer contour 39 on. This makes it possible, depending on the length of the exhaust gas aftertreatment device 2 to stack the desired number of disc-shaped elements in any angular relationship to one another. Each of the disc-shaped elements 3rd can thus about 1 ° to about 30 ° or about 5 ° to about 15 ° relative to the preceding disk-shaped element 3rd be placed on the exhaust aftertreatment device 2 to build.

Anhand der 9 und 10 werden scheibenförmige Elemente 3 gemäß einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Diese weisen eine quadratische Außenkontur 39 auf. In anderen Ausführungsformen der Erfindung kann die Außenkontur selbstverständlich auch eine andere polygonale Form aufweisen.Based on 9 and 10 become disc-shaped elements 3rd shown according to a second embodiment. These have a square outer contour 39 on. In other embodiments of the invention, the outer contour can of course also have a different polygonal shape.

Wie bereits anhand der vorstehenden Ausführungsform erläutert, weisen die scheibenförmigen Elemente gemäß 9 und 10 eine Ausnehmung 35 auf, welche punktsymmetrisch zum Mittelpunkt 33 ausgerichtet ist. Die in den 9 und 10 dargestellten Ausführungsformen des scheibenförmigen Elementes 3 weisen jedoch Ausnehmungen 35 auf, welche zwar eine identische Form und Größe aufweisen, jedoch relativ zur Außenkontur 39 eine unterschiedliche Orientierung annehmen. Dies ermöglicht es, beim Stapeln der scheibenförmigen Elemente 3 zum Aufbau einer Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 die scheibenförmigen Elemente 3 entlang ihrer Außenkonturen auszurichten. Aufgrund der unterschiedlichen Ausrichtung der Ausnehmungen 35 sind diese gleichwohl auch bei identischer Orientierung der Außenkontur 39 um einen bestimmten Winkel zueinander verdreht innerhalb der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 angeordnet, so dass sich der aus 6 ersichtliche gewendelte Pfad 36 ergibt.As already explained with reference to the above embodiment, the disk-shaped elements according to FIG 9 and 10 a recess 35 on which are point symmetrical to the center point 33 is aligned. The ones in the 9 and 10 illustrated embodiments of the disc-shaped element 3rd however, have recesses 35 which have an identical shape and size, but relative to the outer contour 39 assume a different orientation. This makes it possible when stacking the disc-shaped elements 3rd for the construction of an exhaust aftertreatment device 2 the disc-shaped elements 3rd align along their outer contours. Due to the different alignment of the recesses 35 these are nevertheless also with an identical orientation of the outer contour 39 rotated by a certain angle to each other within the exhaust gas aftertreatment device 2 arranged so that the out 6th obvious winding path 36 results.

Zum Aufbau größerer Abgasnachbehandlungseinrichtungn 2 können auch mehrere unterschiedliche scheibenförmige Elemente 3 Verwendung finden, bei welchen die Ausnehmungen 35 um etwa 1° bis etwa 30° oder um etwa 5° bis etwa 15° relativ zur polygonalen Außenkontur 39 angeordnet sind. Die Erfindung lehrt nicht die Verwendung von genau 2 unterschieldichen scheibenförmigen Elementen 3 als Lösungsprinzip.For setting up larger exhaust aftertreatment devices 2 can also have several different disc-shaped elements 3rd Find use in which the recesses 35 by about 1 ° to about 30 ° or by about 5 ° to about 15 ° relative to the polygonal outer contour 39 are arranged. The invention does not teach the use of exactly 2 different disc-shaped elements 3rd as a solution principle.

Anhand der 11 wird eine Feststofffeuerungsanlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Gleiche Bestandteile der Erfindung sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass sich die nachfolgende Beschreibung auf die wesentlichen Unterschiede beschränkt.Based on 11 a solid fuel furnace according to a second embodiment of the present invention will be explained. The same components of the invention are provided with the same reference symbols, so that the following description is limited to the essential differences.

Auch die Feststofffeuerungsanlage gemäß der zweiten Ausführungsform enthält ein Gehäuse 10, welches aus einem feuerresistenten Material, wie beispielsweise Stahlblech, gefertigt sein kann. Teilflächen der Wandung können doppelwandig ausgeführt werden, wobei der Zwischenraum durch Luftströmung und/oder Dämmmaterial wie Mineralwolle oder Vermiculit gedämmt werden kann.The solid fuel combustion system according to the second embodiment also contains a housing 10 , which can be made of a fire-resistant material such as sheet steel. Partial areas of the wall can be made double-walled, the space in between can be insulated by air flow and / or insulating material such as mineral wool or vermiculite.

Wie die Schnittdarstellung der zweiten Ausführungsform zeigt, entfallen bei der zweiten Ausführungsform die in der ersten Ausführungsform vorhandenen Innenwände, welche das Gehäuse in eine Mehrzahl von Kammern unterteilen. Vielmehr ist die einzige Kammer des Gehäuses 10 als Feuerraum ausgebildet, welcher durch eine Feuerraumtür 101 zugänglich ist. Dort kann Brennstoff auf ein Feuerrost 112 aufgelegt werden. Die zur Verbrennung erforderliche Luft kann entweder über nicht dargestellte Luftzuführungen oder von unten durch den Feuerrost 112 zugeführt werden. Entstehende Asche fällt durch den Feuerrost 112 in den darunterliegenden Aschekasten 113.As the sectional view of the second embodiment shows, the inner walls present in the first embodiment, which divide the housing into a plurality of chambers, are omitted in the second embodiment. Rather, it is the only chamber of the housing 10 designed as a combustion chamber, which is through a combustion chamber door 101 is accessible. There can be fuel on a fire grate 112 be put on. The air required for combustion can either be supplied via air inlets (not shown) or from below through the grate 112 are fed. The resulting ash falls through the grate 112 in the ash box below 113 .

Die beim Abbrand des Brennstoffes anfallenden Abgase steigen durch Konvektion getrieben auf, wobei sie vor ihrem Austritt aus der Rauchgasöffnung 103 durch die Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 strömen. Innerhalb der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 werden oxidierbare Gase im Rauchgas nachoxidiert, sodass diese nicht als Luftschadstoff an die Umgebung abgegeben werden. Darüber hinaus können organische Feinstäube in der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 nachoxidiert werden, sodass diese nicht als Feinstaub in die Umgebung gelangen. Alternativ oder zusätzlich können Feinstäube in zumindest einigen Betriebszuständen zu Grobstaub agglomeriert werden. Der Grobstaub kann entweder an das Material der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 angelagert werden, bis dieser bei hinreichend hohen Temperaturen oxidiert werden kann. Alternativ bzw. zusätzlich können anorganische Stäube Schichten bzw. Krusten an den Oberflächen der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 bilden, welche aufgrund von Temperaturschwankungen oder aufgrund von mechanischen, durch die Schichtdicke induzierten Spannungen abplatzen und in den Aschekasten 113 fallen. In diesem Fall können die Stäube zusammen mit den übrigen Verbrennungsrückständen entsorgt werden, ohne dass diese in die Atmosphäre abgegeben werden.The exhaust gases that arise when the fuel is burned up, driven by convection, rise before they exit the flue gas opening 103 through the exhaust aftertreatment device 2 stream. Inside the exhaust aftertreatment device 2 oxidizable gases in the flue gas are post-oxidized so that they are not released into the environment as air pollutants. In addition, fine organic dust can enter the exhaust gas aftertreatment device 2 be post-oxidized so that they do not get into the environment as fine dust. Alternatively or additionally, fine dust can be agglomerated to coarse dust in at least some operating states. The coarse dust can either be attached to the material of the exhaust gas aftertreatment device 2 are deposited until it can be oxidized at sufficiently high temperatures. Alternatively or in addition, inorganic dusts can form layers or crusts on the surfaces of the exhaust gas aftertreatment device 2 form, which flake off due to temperature fluctuations or due to mechanical stresses induced by the layer thickness and into the ash pan 113 fall. In this case, the dust can be disposed of together with the remaining combustion residues without them being released into the atmosphere.

Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 weist einen polygonalen, insbesondere viereckigen oder quadratischen Grundriss auf. In der Abgasnachbehandlungseinrichtung befinden sich eine Vielzahl von Öffnungen, welche jeweils einen gewendelten Strömungspfad ausbilden, wie vorstehend anhand der 2 bis 10 erläutert. Beispiele für Abgasnachbehandlungseinrichtung 2, welche eine Mehrzahl von parallel verlaufenden Strömungspfaden enthalten, werden nachstehend anhand der 14 und 15 näher erläutert.The exhaust aftertreatment device 2 has a polygonal, in particular rectangular or square, outline. In the exhaust gas aftertreatment device there are a plurality of openings which each form a coiled flow path, as above with reference to FIG 2 to 10 explained. Examples of exhaust aftertreatment devices 2 , which contain a plurality of parallel flow paths, are described below with reference to FIG 14th and 15th explained in more detail.

11 zeigt weiterhin eine optionale Sprühelektrode 45, welche mit einer Hochspannungsversorgung 4 verbunden ist. Auch diese Funktion wird nachstehend anhand der 15 näher erläutert. 11 also shows an optional spray electrode 45 , which with a high voltage supply 4th connected is. This function is also explained below using the 15th explained in more detail.

Anhand der 12 und 13 wird eine Feststofffeuerungsanlage gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Dabei zeigt 12 ein Schnittbild der gesamten Feststofffeuerungsanlage und 13 zeigt ein Bauteil der Feststofffeuerungsanlage. Auch in diesem Fall bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bestandteile der Erfindung, sodass sich die nachstehende Beschreibung auf die wesentlichen Unterschiede beschränken kann.Based on 12th and 13th a solid fuel furnace according to a third embodiment of the present invention will be explained. It shows 12th a sectional view of the entire solid fuel furnace and 13th shows a component of the solid fuel combustion system. In this case too, the same reference symbols denote the same components of the invention, so that the following description can be limited to the essential differences.

Wie bereits vorstehend anhand von 1 erläutert, ist das Gehäuse 10 durch eine Wand in eine erste Kammer 11 und eine zweite Kammer 12 unterteilt. Die erste Kammer 11 ist als Pyrolysekammer ausgelegt. In der ersten Kammer 11 befindet sich daher ein Feuerrost 112, auf welchem ein organischer Brennstoff pyrolysiert werden kann. Das dadurch entstehende Pyrolysegas tritt durch den Gaseinlass 115 in die Zyklonbrennkammer 125 ein, welche sich in der zweiten Kammer 12 befindet. Das Pyrolysegas wird in der Zyklonbrennkammer 125 mit einem Oxidationsmittel umgesetzt. Das hierbei entstehende Abgas wird sodann durch die Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 geleitet, ehe das gereinigte Abgas durch den Rauchgasanschluss 103 in die Umgebung abgeführt wird.As already mentioned above with reference to 1 explained is the case 10 through a wall into a first chamber 11 and a second chamber 12th divided. The first chamber 11 is designed as a pyrolysis chamber. In the first chamber 11 there is therefore a grate of fire 112 on which an organic fuel can be pyrolyzed. The resulting pyrolysis gas passes through the gas inlet 115 into the cyclone combustion chamber 125 one, which is in the second chamber 12th is located. The pyrolysis gas is in the cyclone combustion chamber 125 reacted with an oxidizing agent. The resulting exhaust gas is then passed through the exhaust gas aftertreatment device 2 before the cleaned exhaust gas through the flue gas connection 103 is discharged into the environment.

Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 weist eine im Wesentlichen zylindrische Grundform auf und ist aus einer Mehrzahl scheibenförmiger Elemente zusammengesetzt. In der zylindrischen Grundform von jedem scheibenförmigen Element 3 befinden sich mehrere Öffnungen 35, sodass eine Mehrzahl paralleler Strömungspfade ausgebildet wird. Hierdurch kann der Abgasgegendruck der Abgasnachbehandlungseinrichtung gesenkt werden und/oder der Rauchgasdurchsatz ansteigen.The exhaust aftertreatment device 2 has an essentially cylindrical basic shape and is composed of a plurality of disc-shaped elements. In the basic cylindrical shape of each disc-shaped element 3rd there are several openings 35 so that a plurality of parallel flow paths are formed. As a result, the exhaust gas back pressure of the exhaust gas aftertreatment device can be reduced and / or the flue gas throughput can increase.

Wie 13 zeigt, enthält die zweite Kammer 12 weiterhin eine optionale Zuführöffnung 123, welche mit einem an sich bekannten Ozongenerator 124 verbunden ist. Auf diese Weise kann dem aus der Zyklonbrennkammer 125 austretenden Abgasstrom Ozon und/oder Sauerstoffradikale zugeführt werden, welche die Umsetzung der im Abgas enthaltenen Schadstoffe innerhalb der Abgasnachbehandlungseinrichtung verbessern oder ermöglichen. Insbesondere kann durch die Zugabe von Ozon oder Sauerstoffradikalen die Oxidation von Schadstoffen und Feinstäuben bei niedrigerer Temperatur erfolgen.How 13th shows contains the second chamber 12th furthermore an optional feed opening 123 , which with a known ozone generator 124 connected is. In this way, the can from the cyclone combustion chamber 125 exiting exhaust gas flow ozone and / or oxygen radicals are supplied, which improve or enable the conversion of the pollutants contained in the exhaust gas within the exhaust gas aftertreatment device. In particular, the addition of ozone or oxygen radicals can oxidize pollutants and fine dust at a lower temperature.

Auch die 12 und 13 zeigen eine optionale Hochspannungseinrichtung 4, welche mit zumindest einer Sprühelektrode den Abgasstrom zumindest abschnittsweise einem elektrischen Feld aussetzt. Dieses elektrische Feld kann die Anlagerung von nicht verbrannten Feinstäuben an die Wände der Strömungspfade der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 fördern und/oder die Agglomeration von Feinstäuben unterstützen, sodass aus Feinstaub ein Grobstaub wird, welcher entweder gegen den Rauchgasstrom zu Boden sinkt und vom Boden der Zyklonbrennkammer 125 entfernt werden kann. Alternativ oder zusätzlich können die Stäube in der Abgasnachbehandlungseinrichtung gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt nachoxidiert werden.Also the 12th and 13th show an optional high voltage device 4th , which with at least one spray electrode exposes the exhaust gas flow at least in sections to an electric field. This electrical field can cause the accumulation of unburned fine dust on the walls of the flow paths of the exhaust gas aftertreatment device 2 promote and / or support the agglomeration of fine dust, so that the fine dust becomes a coarse dust, which either sinks against the flue gas flow to the ground and from the bottom of the cyclone combustion chamber 125 can be removed. Alternatively or additionally, the dusts can be stored in the exhaust gas aftertreatment device and post-oxidized at a later point in time.

Die Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 kann eine Masse von etwa 20 kg bis etwa 40 kg aufweisen. Das Material der die Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 bildenden scheibenförmigen Elemente 3 kann eine Wärmekapazität von etwa 0,55 kJ/(kg·K) bis etwa 1,2 kJ/(kg·K) aufweisen. Auf diese Weise lässt sich in der Abgasnachbehandlungseinrichtung bei einer Temperatur von etwa 500°C eine Wärmemenge speichern, welche derjenigen Wärme entspricht, welche bei der Verbrennung von etwa 0,7 kg bis etwa 1 kg Holz frei wird. Diese Wärmemenge ist ausreichend, um beim vorübergehenden Absinken der Abgastemperatur, beispielsweise beim Nachlegen von Brennstoff, die Abgasnachbehandlung der entstehenden Rauchgase sicherzustellen. Diese Wirkung beruht insbesondere darauf, dass an die in diesen Betriebsphasen kälteren Rauchgase in der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 Wärme abgegeben wird, bis diese eine zur Schadstoffminimierung günstige Temperatur von mehr als etwa 500°C oder mehr als etwa 550°C erreicht haben. Die Länge der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 bzw. der in der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 ausgebildeten Strömungspfade 36 ist so gewählt, dass die Durchströmzeit eines Abgases zumindest zwischen etwa 1,2 sec und etwa 1,8 sec beträgt. Diese Zeit ist ausreichend, um eine effiziente Abgasnachbehandlung zu ermöglichen und den Schadstoffausstoß zu minimieren. Gleichzeitig ist der hierfür benötigte Bauraum hinreichend klein, um die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungseinrichtung in gängigen Kleinfeueranlagen einzusetzen.The exhaust aftertreatment device 2 can have a mass of about 20 kg to about 40 kg. The material of the exhaust aftertreatment device 2 forming disc-shaped elements 3rd can have a heat capacity of about 0.55 kJ / (kg · K) to about 1.2 kJ / (kg · K). In this way, the Exhaust aftertreatment device store an amount of heat at a temperature of about 500 ° C, which corresponds to the heat that is released during the combustion of about 0.7 kg to about 1 kg of wood. This amount of heat is sufficient to ensure the exhaust gas aftertreatment of the resulting flue gases when the exhaust gas temperature drops temporarily, for example when adding fuel. This effect is based in particular on the fact that the flue gases, which are colder in these operating phases, are present in the exhaust gas aftertreatment device 2 Heat is given off until it has reached a temperature of more than about 500 ° C or more than about 550 ° C, which is favorable for minimizing pollutants. The length of the exhaust aftertreatment device 2 or that in the exhaust gas aftertreatment device 2 formed flow paths 36 is chosen so that the flow time of an exhaust gas is at least between about 1.2 seconds and about 1.8 seconds. This time is sufficient to enable efficient exhaust gas aftertreatment and to minimize pollutant emissions. At the same time, the installation space required for this is sufficiently small to use the exhaust gas aftertreatment device according to the invention in common small fire systems.

14 zeigt einen Längsabschnitt einer Abgasnachbehandlungseinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Im Unterschied zu der anhand der 2 bis 10 dargestellten ersten Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich die zweite Ausführungsform insbesondere dadurch, dass jedes scheibenförmige Element 3 eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist. In 14 sind die Öffnungen 35a, 35b und 35c beispielhaft mit Bezugszeichen bezeichnet. Insbesondere kann die Anzahl der Öffnungen 35 in einigen Ausführungsformen der Erfindung zwischen etwa 2 und etwa 30 betragen. 14th shows a longitudinal section of an exhaust gas aftertreatment device according to a second embodiment of the invention. In contrast to the 2 to 10 illustrated first embodiment of the invention, the second embodiment differs in particular in that each disk-shaped element 3rd has a plurality of openings. In 14th are the openings 35a , 35b and 35c designated by way of example with reference symbols. In particular, the number of openings 35 be between about 2 and about 30 in some embodiments of the invention.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung können die Öffnungen 35 an gleichen Stellen unterschiedlicher scheibenförmiger Elemente 3 angeordnet sein, wobei die Öffnungen jedoch in unterschiedlichen scheibenförmigen Elementen 3 um einen vorgebbaren Winkelbetrag zueinander verdreht sind, wie anhand der 9 und 10 für eine einzelne Öffnung erläutert wurde. Somit bilden sich beim Übereinanderstapeln der scheibenförmigen Elemente 3 wiederum gewendelte Pfade 36 aus. Weiterhin entstehen an den Grenzen benachbarter scheibenförmiger Elemente 3 Kanten bzw. Stufen im gewendelten Pfad 36, welche eine Mikroturbulenz hervorrufen. Diese Turbulenz führt einerseits zur Durchmischung des Abgases mit dem Oxidationsmittel, sodass eine effiziente Nachoxidierung gas- oder staubförmiger Schadstoffe erfolgen kann. Darüber hinaus trägt die Mikroturbulenz dazu bei, nicht oxidierbare Stäube an den Wänden abzulagern, bis diese entweder als anorganische Kruste aus der Abgasnachbehandlungseinrichtung 2 herausfallen oder hinreichende Bedingungen, insbesondere hinreichend hohe Temperaturen, zu deren Oxidation vorliegen.In some embodiments of the invention, the openings 35 in the same places of different disc-shaped elements 3rd be arranged, but the openings in different disc-shaped elements 3rd are rotated to each other by a predeterminable angular amount, as based on the 9 and 10 has been explained for a single opening. Thus, when the disc-shaped elements are stacked one on top of the other, they are formed 3rd again winding paths 36 out. Furthermore, at the borders of adjacent disc-shaped elements arise 3rd Edges or steps in the winding path 36 causing microturbulence. On the one hand, this turbulence leads to the exhaust gas being mixed with the oxidizing agent, so that an efficient post-oxidation of gaseous or dusty pollutants can take place. In addition, the microturbulence contributes to the deposition of non-oxidizable dust on the walls, until it either emerges as an inorganic crust from the exhaust gas aftertreatment device 2 fall out or sufficient conditions, in particular sufficiently high temperatures, exist for their oxidation.

14 zeigt lediglich beispielhaft acht scheibenförmige Elemente 3. Wie anhand der 1 und 11 bis 13 ersichtlich ist, kann die erfindungsgemäße Abgasnachbehandlungseinrichtung selbstverständlich auch größere Längsausdehnung erreichen, so dass die gewünschte Längsausdehnung oder die gewünschte Gesamtmasse erreicht wird. 14th shows eight disc-shaped elements by way of example only 3rd . How with the 1 and 11 to 13th As can be seen, the exhaust gas aftertreatment device according to the invention can of course also achieve a greater longitudinal extent, so that the desired longitudinal extent or the desired total mass is achieved.

Anhand der 15 wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von den vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsformen insbesondere durch das Vorhandensein einer Sprühelektrode 45. Die Sprühelektrode 45 besteht aus einem Metall oder einer Legierung. Die Sprühelektrode weist in etwa die Form der scheibenförmigen Elemente 3 auf. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Außenkontur bzw. der gesamte Flächeninhalt der Sprühelektrode 45 kleiner sein als die Außenkontur der benachbarten scheibenförmigen Elemente 3. Die scheibenförmigen Elemente 3 können eine Ausnehmung aufweisen, welche die Sprühelektrode 45 aufnimmt. Hierdurch kann die Sprühelektrode vollständig von den scheibenförmigen Elementen 3 umgeben sein, sodass diese vor versehentlicher Berührung geschützt ist. Zumindest die unmittelbar an die Sprühelektrode 45 angrenzenden scheibenförmigen Elemente 3 können aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt sein, beispielsweise einer Keramik. Im Übrigen weist die Sprühelektrode 45 identische oder ähnliche Öffnungen 35a und 35b auf wie die darüber und darunterliegenden scheibenförmigen Elemente 3, so dass die Pfade 36 durchgängig bleiben.Based on 15th a third embodiment of the present invention is explained in more detail. The third embodiment differs from the first and second embodiments described above in particular in the presence of a spray electrode 45 . The spray electrode 45 consists of a metal or an alloy. The spray electrode has roughly the shape of the disk-shaped elements 3rd on. In some embodiments of the invention, the outer contour or the entire surface area of the spray electrode can 45 be smaller than the outer contour of the adjacent disc-shaped elements 3rd . The disc-shaped elements 3rd can have a recess which the spray electrode 45 records. This allows the spray electrode to be completely removed from the disk-shaped elements 3rd be surrounded so that it is protected from accidental contact. At least the one directly on the spray electrode 45 adjacent disc-shaped elements 3rd can be made of an electrically insulating material, for example a ceramic. Incidentally, the spray electrode 45 identical or similar openings 35a and 35b like the disk-shaped elements above and below 3rd so that the paths 36 remain consistent.

Die Sprühelektrode 45 ist über einen elektrischen Leiter 41 mit einem Hochspannungsgenerator 43 verbunden. Der Hochspannungsgenerator 43 kann mittels eines Netzkabels oder batteriebetrieben oder durch einen Thermogenerator eine Primärspannung beziehen und an seinem Ausgang eine Hochspannung abgeben, welche beispielsweise mehr als 500 V oder mehr als 1 kV oder mehr als 5 kV oder mehr als 10 kV oder mehr als 20 kV beträgt. Die Hochspannung kann so gewählt werden, dass an der Sprühelektrode 45 elektrische Feldstärken unterhalb der Durchbruchspannung erzeugt werden. In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Feldstärke an der Sprühelektrode 45 geringer sein als beispielsweise 1 kV/mm oder weniger als 0,7 kV/mm oder weniger als 0,6 kV/mm. Die Spannung kann jedoch so hoch gewählt sein, dass das elektrische Feld an der Sprühelektrode 45 größer ist als etwa 0,4 kV/mm.The spray electrode 45 is via an electrical conductor 41 with a high voltage generator 43 connected. The high voltage generator 43 can obtain a primary voltage by means of a mains cable or battery-operated or through a thermal generator and emit a high voltage at its output, which is, for example, more than 500 V or more than 1 kV or more than 5 kV or more than 10 kV or more than 20 kV. The high voltage can be chosen so that on the spray electrode 45 electric field strengths are generated below the breakdown voltage. In some embodiments of the invention, the field strength at the spray electrode 45 be less than, for example, 1 kV / mm or less than 0.7 kV / mm or less than 0.6 kV / mm. However, the voltage can be selected to be so high that the electric field at the spray electrode 45 is greater than about 0.4 kV / mm.

Der elektrische Leiter 41 kann durch eine elektrische Isolation 42 vor Berührung geschützt werden. Die Isolation 42 kann in an sich bekannter Weise Rippen aufweisen, um die Weglänge für Kriechspannungen zu erhöhen und hierdurch die Isolation zu verbessern. Die Isolation 42 kann in einem Rohr 44 aus einem Kunststoff oder einer Keramik geführt werden, um den Benutzer der mit der Einrichtung ausgestatteten Kleinfeueranlage vor dem Berühren der Hochspannung zu schützen.The electrical conductor 41 can through electrical insulation 42 be protected from contact. The isolation 42 can have ribs in a manner known per se in order to increase the path length for creep stresses and thereby improve the insulation. The isolation 42 can in a tube 44 made of a plastic or a ceramic to protect the user of the small fire system equipped with the device from touching the high voltage.

Bei Betrieb der Hochspannungsquelle 43 liegt somit an der Sprühelektrode 45 ein elektrisches Feld an. Die im gewendelten Pfad 36 strömenden Rauchgase durchlaufen somit zumindest einen Längsabschnitt in der Abgasnachbehandlungseinrichtung, in welchem diese einem elektrischen Feld ausgesetzt werden. Das elektrische Feld kann die Agglomeration von Feinstäuben und damit die Umsetzung von Feinstaub zu Grobstaub unterstützen. Darüber hinaus können die elektrisch geladenen Feinstäube elektrostatisch an den Wänden der gewendelten Pfade 36 haften und dadurch aus dem Abgasstrom gefiltert werden. Durch diese Maßnahme kann somit die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Abgasnachbehandlungseinrichtung weiter gesteigert werden.When operating the high voltage source 43 is therefore on the spray electrode 45 an electric field. The ones in the winding path 36 Flowing flue gases thus pass through at least one longitudinal section in the exhaust gas aftertreatment device, in which they are exposed to an electrical field. The electric field can support the agglomeration of fine dust and thus the conversion of fine dust into coarse dust. In addition, the electrically charged fine dust can electrostatically on the walls of the winding paths 36 adhere and are thereby filtered out of the exhaust gas flow. This measure can thus further increase the effectiveness of the exhaust gas aftertreatment device according to the invention.

In einigen Ausführungsformen der Erfindung kann die Sprühelektrode dazu eingerichtet sein, eine dielektrisch behinderte Entladung zu erzeugen. Hierdurch können Ozon und/oder atomarer Sauerstoff mit hoher Effizienz aus Umgebungsluft erzeugt werden, so dass Schadstoffe effizient oxidiert werden können.In some embodiments of the invention, the spray electrode can be designed to generate a dielectrically impeded discharge. As a result, ozone and / or atomic oxygen can be generated from ambient air with high efficiency, so that pollutants can be efficiently oxidized.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung „erste“ und „zweite“ Ausführungsformen definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Ausführungsformen, ohne eine Rangfolge festzulegen.Of course, the invention is not limited to the embodiments shown. The above description is therefore not to be regarded as restrictive, but rather as explanatory. The following claims are to be understood in such a way that a named feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of further features. Insofar as the claims and the above description define “first” and “second” embodiments, this designation serves to distinguish between two similar embodiments without defining an order of precedence.

Claims (21)

Abgasnachbehandlungseinrichtung (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) aus einer Mehrzahl von scheibenförmigen Elementen (3) zusammengesetzt ist, welche jeweils einen Längsabschnitt der Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) bilden und welche jeweils zumindest eine Ausnehmung (35) aufweisen.Exhaust aftertreatment device (2), characterized in that the exhaust aftertreatment device (2) is composed of a plurality of disc-shaped elements (3) which each form a longitudinal section of the exhaust aftertreatment device (2) and which each have at least one recess (35). Abgasnachbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Ausnehmung (35) so gestaltet ist, dass ausgehend vom Mittelpunkt (33) der Ausnehmung (35) unter einem vorgebbaren Radius (r) unter einem ersten Winkel (a) ein offener Flächenbereich (31) vorhanden ist und unter einem zweiten Winkel (β) ein geschlossener Flächenbereich (32) vorhanden ist.Exhaust aftertreatment device according to Claim 1 , characterized in that the at least one recess (35) is designed in such a way that, starting from the center (33) of the recess (35) at a predeterminable radius (r) at a first angle (a), there is an open surface area (31) and a closed surface area (32) is present at a second angle (β). Abgasnachbehandlungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (35) ausgehend vom Mittelpunkt (33) der Ausnehmung (35) zumindest eine Teilfläche (34) aufweist, welche sich radial nach außen erstreckt und einen Öffnungswinkel (y) von etwa 10° bis etwa 50° aufweist.Exhaust aftertreatment device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the recess (35), starting from the center point (33) of the recess (35), has at least one partial surface (34) which extends radially outward and has an opening angle (y) of approximately 10 ° to approximately 50 ° . Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (35) einen Flächenanteil von etwa 25% bis etwa 50% der Gesamtfläche des scheibenförmigen Elementes (3) aufweist.Exhaust aftertreatment device according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the recess (35) has an area proportion of approximately 25% to approximately 50% of the total area of the disk-shaped element (3). Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die scheibenförmigen Elemente (3) jeweils zwischen einer und etwa 30 Ausnehmungen (35) aufweisen.Exhaust aftertreatment device according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the disc-shaped elements (3) each have between one and about 30 recesses (35). Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte scheibenförmige Elemente (3) aus der Mehrzahl von scheibenförmigen Elementen (3) um einen vorgebbaren Winkel zueinander verdreht angeordnet sind.Exhaust aftertreatment device according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that adjacent disk-shaped elements (3) from the plurality of disk-shaped elements (3) are arranged rotated relative to one another by a predeterminable angle. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die scheibenförmigen Elemente (3) eine Außenkontur (39) aufweisen, welche polygonal oder rund ist oder dass die scheibenförmigen Elemente (3) eine Außenkontur (39) aufweisen, welche viereckig, insbesondere quadratisch ist.Exhaust aftertreatment device according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the disc-shaped elements (3) have an outer contour (39) which is polygonal or round or that the disc-shaped elements (3) have an outer contour (39) which is quadrangular, in particular square. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche der Ausnehmungen (35) der scheibenförmigen Elemente (3) vom ersten Ende (21) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) zum zweiten Ende (22) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) zunimmt.Exhaust aftertreatment device according to one of the Claims 1 to 7th , characterized in that the area of the recesses (35) of the disc-shaped elements (3) increases from the first end (21) of the exhaust gas aftertreatment device (2) to the second end (22) of the exhaust gas aftertreatment device (2). Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (35) der scheibenförmigen Elemente (3) vom ersten Ende (21) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) zum zweiten Ende (22) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) einen gewendelten Pfad (36) ausbilden.Exhaust aftertreatment device according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the recesses (35) of the disc-shaped elements (3) form a coiled path (36) from the first end (21) of the exhaust gas aftertreatment device (2) to the second end (22) of the exhaust gas aftertreatment device (2). Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die scheibenförmigen Elemente (3) aus einem Metall oder einer Legierung oder einem anorganischen nichtmetallischen Werkstoff bestehen, insbesondere einem Werkstoff, welcher Siliciumdioxid und/oder Aluminiumoxid und/oder Magnesiumoxid und/oder Calciumoxid und/oder Zirconiumoxid und/oder Chromoxid und/oder Siliciumcarbid enthält oder daraus besteht und/oder dass die scheibenförmigen Elemente (3) aus einem Material mit einer Wärmekapazität von etwa 0,55 kJ/(kg·K) bis etwa 1,2 kJ/(kg·K) bestehen.Exhaust aftertreatment device according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the disc-shaped elements (3) from a metal or an alloy or an inorganic non-metallic material, in particular a material which contains or consists of silicon dioxide and / or aluminum oxide and / or magnesium oxide and / or calcium oxide and / or zirconium oxide and / or chromium oxide and / or silicon carbide and / or that the disk-shaped elements (3) consist of a material with a heat capacity of approximately 0.55 kJ / (kg · K) to approximately 1.2 kJ / (kg · K). Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Masse von etwa 15 kg bis etwa 50 kg oder von etwa 20 kg bis etwa 40 kg aufweist.Exhaust aftertreatment device according to one of the Claims 1 to 10 , characterized in that it has a mass of about 15 kg to about 50 kg or from about 20 kg to about 40 kg. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass deren Länge bzw. die Länge des gewendelten Pfades (36) so gewählt sein, dass die Durchströmzeit eines Abgases zumindest zwischen etwa 1,2 s und etwa 1,8 s beträgtExhaust aftertreatment device according to one of the Claims 1 to 11 , characterized in that the length or the length of the coiled path (36) can be selected so that the flow time of an exhaust gas is at least between about 1.2 s and about 1.8 s Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, weiterhin enthaltend zumindest eine Sprühelektrode (45), welche dazu eingerichtet ist, in zumindest einem Teilabschnitt ein elektrisches Feld zu erzeugen.Exhaust aftertreatment device according to one of the Claims 1 to 12th , further comprising at least one spray electrode (45) which is set up to generate an electric field in at least one section. Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, weiterhin enthaltend zumindest eine Sprühelektrode (45), welche dazu eingerichtet ist, eine dielektrisch behinderte Entladung zu erzeugen.Exhaust aftertreatment device according to one of the Claims 1 to 13th , further comprising at least one spray electrode (45) which is set up to generate a dielectrically impeded discharge. Feststofffeuerungsanlage (1) mit einer Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14.Solid fuel firing system (1) with an exhaust gas aftertreatment device according to one of the Claims 1 to 14th . Feststofffeuerungsanlage nach Anspruch 15, weiterhin enthaltend einen Ozongenerator (124) und eine Zufuhröffnung (123) welche dazu eingerichtet sind, einer Verbrennungsluft und/oder einem Abgasstrom Ozon (O3) und/oder Sauerstoffradikale (O) zuzuführen.Solid fuel firing system according to Claim 15 , further comprising an ozone generator (124) and a supply opening (123) which are set up to supply ozone (O 3 ) and / or oxygen radicals (O) to a combustion air and / or an exhaust gas flow. Bausatz zur Herstellung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, enthaltend zumindest eine Mehrzahl von scheibenförmigen Elementen (3), welche jeweils eine Ausnehmung (35) aufweisen.Kit for the production of an exhaust aftertreatment device according to one of the Claims 1 to 14th containing at least a plurality of disc-shaped elements (3), each of which has a recess (35). Bausatz nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die scheibenförmigen Elemente (3) eine Außenkontur (39) aufweisen, welche viereckig, insbesondere quadratisch ist und die jeweilige Ausnehmung (35) in zumindest zwei scheibenförmigen Elementen (3) relativ zur Außenkontur eine andere Orientierung aufweist.Kit according to Claim 17 , characterized in that the disc-shaped elements (3) have an outer contour (39) which is rectangular, in particular square, and the respective recess (35) in at least two disc-shaped elements (3) has a different orientation relative to the outer contour. Verfahren zur Herstellung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, mit folgenden Schritten: Bereitstellen einer Mehrzahl von scheibenförmigen Elementen (3), welche jeweils zumindest eine Ausnehmung (35) aufweisen; Stapeln der Mehrzahl von scheibenförmigen Elementen (3), so dass diese jeweils einen Längsabschnitt der Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) bilden.Method for producing an exhaust gas aftertreatment device according to one of the Claims 1 to 14th , with the following steps: providing a plurality of disc-shaped elements (3), each of which has at least one recess (35); Stacking the plurality of disc-shaped elements (3) so that they each form a longitudinal section of the exhaust gas aftertreatment device (2). Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl von scheibenförmigen Elementen (3) so gestapelt wird, dass die Ausnehmungen (35) der scheibenförmigen Elemente (3) vom ersten Ende (21) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) zum zweiten Ende (22) der Abgasnachbehandlungseinrichtung (2) einen gewendelten Pfad (36) ausbilden.Procedure according to Claim 19 , characterized in that the plurality of disk-shaped elements (3) are stacked in such a way that the recesses (35) of the disk-shaped elements (3) from the first end (21) of the exhaust gas aftertreatment device (2) to the second end (22) of the exhaust gas aftertreatment device (2 ) form a coiled path (36). Verfahren nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin zumindest eine Sprühelektrode (45) zwischen die Mehrzahl von scheibenförmigen Elementen (3) eingebracht wird.Method according to one of the Claims 19 or 20th , characterized in that furthermore at least one spray electrode (45) is introduced between the plurality of disc-shaped elements (3).
DE102019218807.9A 2019-12-03 2019-12-03 Exhaust gas aftertreatment device, kit and process for its manufacture and solid fuel firing system Pending DE102019218807A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019218807.9A DE102019218807A1 (en) 2019-12-03 2019-12-03 Exhaust gas aftertreatment device, kit and process for its manufacture and solid fuel firing system
EP20210898.1A EP3832205B1 (en) 2019-12-03 2020-12-01 Exhaust gas aftertreatment device, manufacturing method and solid fuel combustor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019218807.9A DE102019218807A1 (en) 2019-12-03 2019-12-03 Exhaust gas aftertreatment device, kit and process for its manufacture and solid fuel firing system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019218807A1 true DE102019218807A1 (en) 2021-06-10

Family

ID=73654669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019218807.9A Pending DE102019218807A1 (en) 2019-12-03 2019-12-03 Exhaust gas aftertreatment device, kit and process for its manufacture and solid fuel firing system

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3832205B1 (en)
DE (1) DE102019218807A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022253929A1 (en) 2021-06-02 2022-12-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Exhaust gas aftertreatment device
DE102022204799A1 (en) 2022-05-16 2023-11-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Exhaust gas treatment device and small combustion system equipped with it

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016200081A1 (en) * 2016-01-07 2017-07-13 Continental Automotive Gmbh Electric machine

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120090561A1 (en) * 2010-10-15 2012-04-19 Wen-Lo Chen Gas water heater with waste gas purification and filtration functions
KR101363689B1 (en) * 2012-02-13 2014-02-14 (주)귀뚜라미 Pellet boiler
DE102013210985A1 (en) * 2013-06-12 2014-12-31 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Small combustion plant with installation
DE202016100216U1 (en) * 2016-01-19 2016-02-29 Schmid Feuerungstechnik GmbH & Co. KG Furnace insert for exhaust gas treatment

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016200081A1 (en) * 2016-01-07 2017-07-13 Continental Automotive Gmbh Electric machine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022253929A1 (en) 2021-06-02 2022-12-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Exhaust gas aftertreatment device
DE102021205653A1 (en) 2021-06-02 2022-12-08 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein exhaust aftertreatment device
DE102022204799A1 (en) 2022-05-16 2023-11-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Exhaust gas treatment device and small combustion system equipped with it
WO2023222531A1 (en) 2022-05-16 2023-11-23 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Exhaust gas treatment device and small combustion installation equipped therewith

Also Published As

Publication number Publication date
EP3832205A1 (en) 2021-06-09
EP3832205C0 (en) 2024-05-15
EP3832205B1 (en) 2024-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3789670B1 (en) Biomass heating system and components of same
EP3832205B1 (en) Exhaust gas aftertreatment device, manufacturing method and solid fuel combustor
EP3789676B1 (en) Rotary grate with a cleaning device for a biomass heating system
EP0220588A2 (en) Method for oxidizing the soot deposit in soot filter systems
EP3789672A1 (en) Biomass heating system with secondary air conduit, and components of same
EP2166287A2 (en) Solid fuel fireplace for buildings and a solid fuel fireplace for such
WO2016169638A1 (en) Treatment of exhaust gases from cement clinker production
EP4056899B1 (en) Rotary grate with a fuel-independent cleaning device for a biomasse heating system and method for cleaning the grate
EP4305352A1 (en) Biomass heating system having an improved cleaning device
EP3008383A1 (en) Small-scale furnace system with integrated structure
DE4230311C1 (en) Process and incinerator for incinerating waste
DE102006021133A1 (en) Purification of polluted exhaust gas stream, comprises catalytically purifying the gas stream in a reactor containing a fill of metal chips and dedusting magnetizable particles of the exhaust gas stream by a magnetic field
EP1918015B1 (en) Flue gas equilibration in waste incineration plants
DE3119300A1 (en) METHOD FOR SEPARATING SOLID PARTICLES FROM EXHAUST GASES
DE102018008522A1 (en) Regenerative burner, industrial furnace and method of making a fired article
EP3831912A1 (en) Method and apparatus for combustion of solid fuels
EP4332436A1 (en) Biomass heating system with an improved electrostatic filter device
EP4375570A1 (en) Biomass heating system with improved cleaning and blockage detection thereof
DE102014001785A1 (en) Smallest firing system for biogenic solid fuels
AT11549U1 (en) APPARATUS FOR TREATING EXHAUST GASES OF A SMALL FIRING SYSTEM
DE102011012266A1 (en) Device for cleaning an exhaust gas stream
WO1994015078A1 (en) Arrangement for cleaning sooty exhaust fumes, in particular exhaust fumes from diesel engines

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed