DE19519868A1 - Einrichtung zur thermischen Abluftreinigung - Google Patents
Einrichtung zur thermischen AbluftreinigungInfo
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Description
Bei der thermischen Abluftreinigung unter Verwendung regene
rativer Wärmetauscher werden zwei oder mehr Behälter verwen
det, welche von der Abluft durchströmte Wärmespeichermassen
enthalten und deren eine Enden über mindestens eine Brenn
kammer miteinander verbunden sind. Die schadstoffhaltige Ab
luft, welche verbrennbare, gas- oder dampfförmige Bestand
teile, wie Lösungsmitteldämpfe, enthält und aus einem Pro
duktions- oder Veredelungsprozeß abgeführt wird, durchströmt
zunächst einen der Behälter, wird dabei von zuvor aufgeheiz
ter Wärmespeichermasse erwärmt und gelangt dann in die Brenn
kammer, in der die Schadstoffbestandteile, erforderlichen
falls unter Zuführung eines Brennstoffs, bei Temperaturen von
beispielsweise zwischen 800 und 1000°C insbesondere zu CO₂
und H₂O oxidiert werden. Anschließend durchströmt die so ge
reinigte, heiße Abluft (das sogenannte Reingas) den anderen
Behälter und erhitzt die in diesem enthaltene Wärmespeicher
masse. Alle Behälter werden alternierend mit zu reinigender
Abluft beschickt oder von abzukühlendem Reingas durchströmt.
Zwischen diesen beiden Vorgängen wird üblicherweise ein Spül
vorgang durchgeführt, d. h. der zuvor mit zu reinigender Ab
luft beschickte Behälter wird mit Reingas oder Frischluft ge
spült, um zu vermeiden, daß Schadstoffbestandteile der zu
reinigenden Abluft in das Reingas verschleppt werden; alter
nativ wird aus dem betrachteten Behälter das schadstoffhal
tige Gasvolumen abgesaugt und der erst noch zu reinigenden
Abluft zugeführt.
Der alternierende Betrieb eines Behälters als die zu reini
gende Abluft erhitzende Vorrichtung, als durch das heiße
Reingas zu erhitzende Vorrichtung oder als Behälter, aus dem
schadstoffhaltiges Restgas zu entfernen ist, wird bei be
kannten derartigen Einrichtungen dadurch realisiert, daß
jedem Behälter jeweils eine Einströmklappe, eine Ausström
klappe und eine Absaug- bzw. Spülgasklappe oder ein Dreh
schieber zugeordnet wird, welcher die Funktionen der erwähn
ten Klappen übernimmt.
Bei Verwendung von Klappen ist eine erhebliche Antriebsener
gie für die Klappenbetätigung erforderlich, des weiteren aber
auch ein hoher Steuerungsaufwand. Da die Klappen üblicher
weise mit Preßluft betätigt werden, öffnen und schließen sie
ohne besondere weitere Zusatzvorrichtungen schlagartig, so
daß in der Anlage starke Druckschwankungen entstehen, welche
sich negativ auf den der Abluftreinigung vorausgehenden Pro
zeß auswirken können. Auch entstehen beim Schalten der Klap
pen Emissionsspitzen im Reingas (höhere Anteile an Schad
stoffen) infolge der kurzzeitigen Bildung von Bypass-Kurz
schlüssen zwischen der Anlage zugeführter, zu reinigender
Abluft und aus der Anlage abgeführtem Reingas.
Die Verwendung eines Drehschiebers bedingt kreiszylindrische
Formen der die Wärmespeichermassen aufnehmenden Behälter;
dadurch wird es nahezu unmöglich, für die Wärmespeichermassen
handelsübliche keramische Wabenkörper (welche quaderförmig
sind) zu verwenden, so daß für die Wärmespeichermassen
Schüttgut verwendet werden muß, das jedoch zu einem Druck
verlust führt, der ungefähr das Zehnfache des von Wabenkör
pern bewirkten Druckverlustes beträgt, was sich negativ auf
den Verbrauch elektrischer Energie für einen Ventilator aus
wirkt, mit dem die zu reinigende Abluft in die Anlage geför
dert wird.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur
thermischen Abluftreinigung zu schaffen, deren grundsätzli
cher Aufbau es ermöglicht, die Einrichtung ohne weiteres so
zu gestalten, daß sich mit ihr alle oder wenigstens ein Teil
der vorstehend geschilderten Nachteile der bekannten Einrich
tungen vermeiden lassen bzw. läßt.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird ausgegangen von einer
Einrichtung zur thermischen Reinigung von verbrennbare gas-
oder dampfförmige Bestandteile enthaltender Abluft, mit min
destens einer Brennkammer zur thermischen Abluftreinigung und
wenigstens zwei von Gasen durchströmbaren, Wärmespeicher
massen enthaltenden Behältern zum Erwärmen der zu reinigenden
Abluft vor deren Eintritt in die Brennkammer bzw. zur Aufhei
zung der Wärmespeichermasse durch die von der Brennkammer
kommende gereinigte Abluft (Reingas), wobei jeder der Behäl
ter mindestens eine erste Öffnung zum Verbinden des Behälter
inneren mit der Brennkammer und mindestens eine zweite Öff
nung zum Zuführen zu reinigender Abluft zum Behälterinneren
bzw. Abführen von Reingas aus dem Behälterinneren besitzt,
welche sich an in Durchströmrichtung des Behälters einander
entgegengesetzt angeordneten Behälterenden befinden, sowie
mit einem Abluftzufuhrkanal, einem Reingasabführkanal und
Steuervorrichtungen zum alternierenden Verbinden der zweiten
Behälteröffnungen mit dem Abluftzufuhrkanal und dem Reingas
abführkanal.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß vor
geschlagen, eine solche Einrichtung derart zu gestalten, daß
für jeden Behälter mindestens ein erstes und ein zweites, dem
betreffenden Behälter zugeordnetes Schieberventil vorgesehen
ist, jedes der ersten Schieberventile einerseits mit dem Ab
luftzufuhrkanal und jedes der zweiten Schieberventile einer
seits mit dem Reingasabführkanal kommuniziert, die ersten und
zweiten Schieberventile andererseits mit den zweiten Behäl
teröffnungen der den Ventilen zugeordneten Behälter kommuni
zieren, alle ersten Schieberventile einen ersten Ventilschie
ber und alle zweiten Schieberventile einen zweiten Ventil
schieber aufweisen, Antriebsvorrichtungen zur synchronen Ver
schiebung aller Ventilschieber vorgesehen und die Ventil
schieber derart ausgebildet und durch die Antriebsvorrich
tungen derart verschiebbar sind, daß beim gleichzeitigen und
synchronen Verschieben aller Ventilschieber von den den bei
den Behältern zugeordneten Schieberventilen stets das erste
Schieberventil des einen Behälters und das zweite Schieber
ventil des anderen Behälters geschlossen sind, solange das
zweite Schieberventil des einen Behälters und das erste
Schieberventil des anderen Behälters zumindest teilweise ge
öffnet sind bzw. das zweite Schieberventil des einen Behäl
ters und das erste Schieberventil des anderen Behälters ge
schlossen sind, solange das erste Schieberventil des einen
Behälters und das zweite Schieberventil des anderen Behälters
zumindest teilweise geöffnet sind.
Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist man in der Gestal
tung der die Wärmespeichermassen aufnehmenden Behälter zu
mindest nahezu völlig frei, so daß man als Wärmespeicher
massen, falls erwünscht, auch die marktüblichen, quaderförmi
gen keramischen Wabenkörper verwenden kann; da alle Ventil
schieber gleichzeitig und synchron verschoben werden sollen,
ist die Voraussetzung für die Verwendung eines zumindest
mehreren Ventilschiebern gemeinsamen Antriebs geschaffen, bei
dem es sich z. B. um einen elektrischen Getriebemotor handeln
kann, so daß das Öffnen und Schließen der zweiten Behälter
öffnungen nicht schlagartig erfolgt; schließlich lassen sich
die Ventilschieber ohne weiteres so gestalten, daß Bypass-
Kurzschlüsse zwischen in die Einrichtung einströmender, zu
reinigender Abluft und aus der Einrichtung abströmendem Rein
gas und damit Emissionsspitzen in dem die Einrichtung verlas
senden Reingas vermieden werden. Auch läßt sich dadurch, daß
alle Ventilschieber gleichzeitig und synchron verschoben wer
den, der Steuerungsaufwand für eine solche Einrichtung im
Vergleich zu den bekannten Einrichtungen deutlich vermindern.
Eine weitere Reduzierung des Aufwands für die Betätigung der
Ventile der erfindungsgemäßen Einrichtung läßt sich dadurch
erzielen, daß alle ersten Schieberventile in einer ersten
Ebene liegen und in einer ersten Richtung in gleichen Ab
ständen voneinander angeordnet sind, daß alle zweiten Schie
berventile in einer zweiten Ebene liegen und in einer zweiten
Richtung in gleichen Abständen voneinander angeordnet sind,
und daß alle ersten Schieberventile einen diesen gemeinsamen
ersten, in der ersten Ebene in der ersten Richtung verschieb
baren Ventilschieber und alle zweiten Schieberventile einen
diesen gemeinsamen zweiten, in der zweiten Ebene in der zwei
ten Richtung verschiebbaren Ventilschieber besitzen, denn
dann bedarf es maximal zweier Antriebe für die Ventilschie
ber, nämlich eines ersten Antriebs für den ersten und eines
zweiten Antriebs für den zweiten Ventilschieber.
Wenn dann noch der erste und der zweite Ventilschieber in
derselben Richtung verschiebbar und die Behälter in dieser
Richtung aufeinanderfolgend angeordnet sind, ist es sogar
möglich, beide Ventilschieber durch einen einzigen Motor zu
betätigen.
Die erfindungsgemäße Einrichtung könnte z. B. "karussell
artig" gestaltet sein, d. h. die Behälter könnten längs eines
Kreises angeordnet werden, wobei dann die beiden Ventilschie
ber Kreisringform oder die Gestalt eines Teils eines Kreis
rings hätten und um das Kreiszentrum bewegbar wären. Ein
facher wird die Konstruktion jedoch dann, wenn die Behälter
in gerader Richtung aufeinanderfolgend angeordnet sind und
eine Behälterreihe bilden und sich die Ventilschieber in
dieser Richtung erstrecken, also z. B. die Form von schmalen,
langgestreckten Rechtecken haben, die in ihrer Längsrichtung
hin- und hergeschoben werden; natürlich könnte aber auch für
das erste und das zweite Schieberventil eines jeden Behälters
ein diesen beiden Ventilen gemeinsamer Ventilschieber vorge
sehen sein, der sich quer zur Behälterreihe erstreckt und in
seiner Längsrichtung hin- und hergeschoben werden kann.
Noch einfacher wird die Konstruktion insbesondere hinsicht
lich der Ventilschieberantriebe bzw. des Ventilschieber
antriebs, wenn der erste und/oder der zweite Ventilschieber
von einem flexiblen Endlosband gebildet wird, welches für
jedes der ersten bzw. zweiten Schieberventile mindestens eine
Öffnung aufweist und über zwei derart angeordnete Umlenkwal
zen geführt ist, daß sich das eine Trum des Endlosbandes über
die ganze Behälterreihe erstreckt, denn dann bedarf es nur
eines ständig in derselben Richtung laufenden Motors, um min
destens eine der Umlenkwalzen ständig anzutreiben.
Wenn die erste und die zweite Ebene identisch sind, kann
sogar mit einem einzigen Endlosband und mit nur zwei Umlenk
walzen gearbeitet werden.
Als immer in derselben Richtung angetriebene Endlosbänder
gestaltete Ventilschieber haben gegenüber hin- und herge
schobenen Ventilschiebern nicht nur den Vorteil, daß sich ein
einfacherer ventilschieberantrieb verwenden läßt, sondern ein
kontinuierlich immer in derselben Richtung bewegter Ventil
schieber unterliegt auch einem geringeren Verschleiß, da am
Ventilschieber immer nur Gleitreibung auftritt und niemals
eine Haftreibung überwunden werden muß.
Grundsätzlich wäre es möglich, jeden der Behälter mit nur
einer einzigen zweiten Öffnung zu versehen, von der sich ein
Kanal weg erstreckt, welcher zwischen dem Behälter und dem
Abluftzufuhrkanal sowie dem Reingasabführkanal in zwei Kanäle
verzweigt, denen ein erstes bzw. ein zweites Schieberventil
zugeordnet ist. Im Sinne einer Emissionsminimierung zweck
mäßiger ist es jedoch, wenn jeder Behälter zwei zweite Öff
nungen aufweist, deren eine mit dem ersten und deren andere
mit dem zweiten, dem betreffenden Behälter zugeordneten
Schieberventil über jeweils einen Kanal in Verbindung steht.
Vor allem dann, wenn mit zwei Endlosbändern als Ventilschie
bern gearbeitet wird, empfiehlt es sich, die ersten Schieber
ventile im Abluftzufuhrkanal und die zweiten Schieberventile
im Reingasabführkanal anzuordnen und die Konstruktion so zu
gestalten, daß sich an jedes Schieberventil - dem diesem Ven
til zugeordneten Behälter zu - ein in den betreffenden Kanal
hineinragender und gegenüber der Kanalwand abgedichteter
Rohrstutzen anschließt. Dann müssen nämlich die Ventilschie
ber nicht irgendwelche Kanäle oder Stutzen durchqueren, son
dern können die Enden der in den Abluftzufuhrkanal bzw. den
Reingasabführkanal hineinragenden Rohrstutzen entweder ab
dichten oder für eine Durchströmung freigeben. Vor allem in
diesem Fall empfiehlt es sich, als Endlosbänder Stahlbänder
zu verwenden, d. h. Bänder aus einem flexiblen, dünnen Stahl
blech, in welchem die Durchströmung der Rohrstutzen frei
gebende Öffnungen vorgesehen sind. Um in einfacher Weise für
ein dichtes Verschließen dieser Rohrstutzen zu sorgen, ist
eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ein
richtung so gestaltet, daß die Endlosbänder außerhalb ihrer
Öffnungen mittels an den ventilseitigen Enden der Rohrstutzen
vorgesehenen Gleitdichtungen sowie an den Endlosbändern an
greifenden Anpreß- und Führungselementen abdichtend gegen
diese Rohrstutzenenden anliegen.
Um die erwähnten Bypass-Kurzschlüsse zu vermeiden, sind die
Endlosbänder so gestaltet, daß - in einer Seitenansicht der
als Ventilschieber wirkenden Trums in Laufrichtung der letz
teren - die Öffnungen des einen Trums diejenigen des anderen
Trums nicht überlappen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie der
beigefügten zeichnerischen Darstellung einer besonders vor
teilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung;
in der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt (längs einer verti
kalen Ebene) durch die Abluft-Reinigungsanlage (ent
sprechend der Linie 1-1 in Fig. 3);
Fig. 2 einen horizontalen Schnitt entsprechend der Linie
2-2 in Fig. 1 durch die Behälter der Anlage, wobei
in Abweichung von der Darstellung in Fig. 1 die drei
Behälter der Anlage in Längsrichtung der letzteren
unmittelbar nebeneinander liegen (diese Abwandlung
berücksichtigen auch die weiteren Zeichnungsfiguren);
Fig. 3 einen Schnitt durch die Anlage entsprechend der
Linie 3-3 in Fig. 1;
Fig. 4 einen Schnitt durch den ersten Behälter der Anlage
entsprechend der Linie 4-4 in Fig. 1;
Fig. 5 den unteren Teil der in Fig. 3 gezeigten Schnittdar
stellung in größerem Maßstab, wobei jedoch zusätz
liche Teile der Anlage dargestellt wurden;
Fig. 6 den Ausschnitt "Y" aus Fig. 5 in größerem Maßstab;
Fig. 7 eine Draufsicht auf jeweils einen Bereich der oberen
Trums der die beiden Ventilschieber bildenden End
losbänder der Anlage, und
Fig. 8 eine der Fig. 7 entsprechende Darstellung, in die
jedoch die unteren Öffnungen der drei Behälter der
Anlage in einer vertikalen Projektion auf die End
losbänder eingezeichnet wurden.
Für das Folgende soll der Einfachheit halber die zu reinigen
de Abluft als Rohgas, die gereinigte Abluft als Reingas be
zeichnet werden.
Wie die Fig. 1 zeigt, besitzt die erfindungsgemäße Anlage
drei in gerader Linie hintereinander angeordnete Behälter I,
II und III, deren jeder erfindungsgemäß denselben und vor
zugsweise einen rechteckigen Querschnitt hat (siehe Fig. 2).
Jeder Behälter besitzt eine obere Öffnung 10, deren Quer
schnitt vorzugsweise gleich dem Querschnitt des eigentlichen
Behälters ist, und über den Behältern befindet sich ein
Längskanal 12, der sich über alle drei Behälter erstreckt und
mit diesen über deren obere Öffnungen 10 in Verbindung steht,
ansonsten aber allseitig geschlossen ist. In der einen Sei
tenwand 12a des Längskanals 12 befinden sich zwei Brenner 14,
und zwar jeweils im Übergangsbereich zwischen zwei Behältern;
mit Hilfe dieser z. B. mittels eines brennbaren Gases be
schickten Brenner werden die im Rohgas enthaltenen Schad
stoffe verbrannt, sofern deren Natur und Konzentration auch
nach entsprechender Aufheizung des Rohgases nicht dazu ge
eignet ist, daß das erhitzte Rohgas im Längskanal 12 von
selbst brennt; alternativ könnten die Schadstoffbestandteile
des Rohgases gegebenenfalls aber auch katalytisch oxidiert
werden, wenn sie sich für eine solche katalytische Oxidation
eignen - in diesem Fall wären die in den Behältern I bis III
enthaltenen, später noch zu beschreibenden Wärmespeicher
massen mit einem geeigneten Katalysator beschichtet.
Wie vor allem die Fig. 2 in Verbindung mit Fig. 3 erkennen
läßt, hat jeder der Behälter I bis III unten zwei sich nach
unten verjüngende Hutzen, deren eine Bestandteil eines Roh
gas-Eintrittskanals 16 und deren andere Bestandteil eines
Reingas-Austrittskanals 18 ist und an die sich jeweils ein
Rohrstutzen 20 bzw. 22 anschließt, der zusammen mit der be
nachbarten Hutze den betreffenden Kanal 16 bzw. 18 bildet. Zu
jedem der Behälter I bis III gehört also eine Rohgas-Ein
trittsöffnung 24 und eine Reingas-Austrittsöffnung 26, wie
die Fig. 2 jedoch erkennen läßt, besitzt jeder der Behälter
aber auch noch eine Spülluftöffnung 28, die der Rohgas-Ein
trittsöffnung 24 benachbart ist.
Die Rohrstutzen 20 der Rohgas-Eintrittskanäle 16 ragen in
einen Rohgaskanal 30 hinein und sind dicht durch die Wandung
dieses Kanals hindurchgeführt; in gleicher Weise ragen die
Rohrstutzen 22 der Reingas-Austrittskanäle 18 in einen Rein
gaskanal 32 hinein. Vorteilhafterweise enden die Rohrstutzen
20 und 22 alle in derselben horizontalen Ebene, und bei der
bevorzugten Ausführungsform sind die unteren Öffnungsquer
schnitte der Rohrstutzen 20 und 22 quadratisch und gleich
groß, so wie dies auch für die Strömungsquerschnitte der
Kanäle 16 und 18 an anderen Stellen gilt. Wie sich der Fig. 1
entnehmen läßt, hat der Rohgaskanal 30 die Gestalt eines hoh
len, langgestreckten Quaders, der an seinen beiden Stirnenden
bis auf einen Rohgas-Anschlußstutzen 34 geschlossen ist; wie
in Fig. 1 durch einen Pfeil angedeutet wurde, wird das zu
reinigende Rohgas über den Anschlußstutzen 34 dem Rohgaskanal
30 zugeführt. Entsprechendes gilt für den Reingaskanal 32,
welcher mit einem nicht dargestellten Anschlußstutzen zum
Abführen des Reingases versehen ist. Vorteilhafterweise haben
Rohgaskanal 30 und Reingaskanal 32 dieselben Abmessungen und
liegen auf demselben Niveau.
Allen Rohgas-Eintrittskanälen 16 ist ein diesen gemeinsames
erstes Endlosband 38 zugeordnet, allen Reingas-Austritts
kanälen 18 ein zweites Endlosband 40. Bei diesen beiden End
losbändern soll es sich um flexible, jedoch über ihren Quer
schnitt gasundurchlässige Bänder handeln, vorzugsweise aus
dünnem, rostfreiem Stahl, und mindestens die nach außen ge
kehrten einen Hauptoberflächen der beiden Endlosbänder sollen
absolut glatt sein. Das im Rohgaskanal 30 verlaufende Endlos
band 38 ist über eine vordere und eine hintere Umlenkwalze 44
bzw. 46 geführt, welche um horizontale und zueinander paral
lele Achsen drehbar im Rohgaskanal 30 gelagert sind und von
denen z. B. die vordere Walze 44 mittels eines in Fig. 5 dar
gestellten Motors 50 angetrieben ist. Das obere Trum 38a des
Endlosbandes 38 liegt gegen die unteren Enden der Rohrstutzen
20 an, wie dies später anhand der Fig. 6 noch näher erläutert
werden wird.
Entsprechendes gilt für das im Reingaskanal 32 verlaufende
zweite Endlosband 40 und sein oberes Trum 40a, welches gegen
die unteren Enden der Rohrstutzen 22 anliegt. Wie in Fig. 5
angedeutet, werden beide Endlosbänder 38 und 40 vorzugsweise
über einen einzigen Motor angetrieben, und zwar synchron, mit
gleicher Laufgeschwindigkeit und in gleicher Richtung, z. B.
in Richtung der in die Fig. 1 und 8 eingezeichneten Pfei
le. Für einen solchen gemeinsamen Antrieb ist es nur erfor
derlich, die in Fig. 5 gestrichelt angedeutete Welle 50a des
Motors 50 gasdicht durch die Wandungen des Reingaskanals 32
und des Rohgaskanals 30 hindurchzuführen. Die Lagerungen für
die beiden Umlenkwalzen 44 und 46 wurden der Einfachheit hal
ber weggelassen.
Wie die Fig. 5 erkennen läßt, ist in jeden der Rohgas-Ein
trittskanäle 16 ein Spülluftkanal 60 integriert, dessen
unteres Ende die in Fig. 2 gezeigte Spülluftöffnung 28 bildet
und der über einen Teil der Länge des Rohgas-Eintrittskanals
16, und zwar von unten her, vom Strömungspfad des in den be
treffenden Behälter einströmenden Rohgases durch eine Trenn
wand 62 abgetrennt ist.
Das obere Trum 38a bzw. 40a eines jeden der Endlosbänder 38,
40 ist am unteren Ende des Rohrstutzens 20 bzw. 22 so in
Gleitführungen geführt, daß das betreffende Endlosband den
zugeordneten Rohrstutzen unten dicht verschließt, es sei
denn, es läuft gerade eine Öffnung im Endlosband an dem Rohr
stutzen vorbei (hierauf wird später noch näher eingegangen
werden). Entsprechendes gilt natürlich für den Spülluftkanal
60 und das obere Trum 38a des ersten Endlosbandes 38. Wie die
Bandführung und Abdichtung erfolgt, soll nun anhand der Fig.
6 erläutert werden:
Am unteren Ende einer Wand des betreffenden Rohrstutzens, bei
dem in Fig. 6 dargestellten Ausschnitt am unteren Ende einer
Wand 60a des den Spülluftkanal 60 bildenden Rohrstutzens, ist
ein Trägerblech 66 befestigt, z. B. angeschweißt, an dessen
Unterseite eine erste Dichtung 68 befestigt, beispielsweise
angeklebt, ist. Die Dichtung besteht aus einem solchen Werk
stoff, daß sie zu einer verhältnismäßig geringen Gleitreibung
zwischen Dichtung ,und betreffendem Endlosband, jedoch zu
einer guten Gasabdichtung führt. Am Trägerblech 66 sind in
Richtung senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. 6 hinterein
ander mehrere Gewindebolzen 70 befestigt, welche einen Spann
bügel 72 halten und durchgreifen. An diesem Spannbügel ist
eine zweite, der Dichtung 68 entsprechende Dichtung 74 samt
zugehörigem Trägerblech 76 befestigt, und die Dichtungen 68
und 74 schließen einen Längsrandbereich des oberen Trums
(hier das obere Trum 38a) des betreffenden Endlosbandes zwi
schen sich ein. Jeder Gewindebolzen 70 durchgreift eine zwi
schen Trägerblech 66 und Spannbügel 72 angeordnete Druckfeder
78, zwischen deren oberem Ende und einer auf den Gewindebol
zen 70 aufgeschraubten Mutter 80 der obere Schenkel des
Spannbügels 72 auf dem Gewindebolzen vertikal verschieblich
angeordnet ist. Die Druckfeder 78 führt also dazu, daß das
obere Trum des betreffenden Endlosbandes zwar zwischen den
Dichtungen 68 und 74 gleiten kann, diese jedoch mit den er
forderlichen Abdichtkräften gegen das Endlosband anliegen.
Entsprechendes gilt für die vier anderen, in Fig. 5 darge
stellten Abdicht- und Führungsstellen.
Die Fig. 5 zeigt schließlich noch einen der Behälterreihe
entlanglaufenden Spülluftkanal 86, von dem für jeden der
Behälter I bis III eine Stichleitung 88 abzweigt, welche
gasdicht durch die Wandung des Rohgaskanals 30 hindurchge
führt ist und an der Unterseite des oberen Trums 38a des
Endlosbandes 38 endet. Zweckmäßigerweise ist dieses Ende der
Stichleitung 88 mit einer ringförmigen Gleitdichtung ver
sehen, gegen die das obere Trum 38a mit leichter Pressung
anliegt. Bei der dargestellten Ausführungsform soll dem
Spülluftkanal 86 beispielsweise über ein Gebläse Frischluft
zugeführt werden, und zwar so, daß im Spülluftkanal 86 stets
ein gewisser Überdruck aufrechterhalten wird (im Vergleich
zum Gasdruck innerhalb der Behälter I bis III).
Wie die Fig. 7 und 8 erkennen lassen, sind die die Endlos
bänder 38 und 40 bildenden Stahlbänder in sich periodisch
wiederholender Weise perforiert, d. h. mit Gasdurchtritts
öffnungen versehen. Innerhalb eines jeden, eine Periode bil
denden Längsabschnittes hat das Endlosband 38 (in Laufrich-
tung aufeinanderfolgend) eine Spülluft-Durchtrittsöffnung 100 und eine Rohgas-Durchtrittsöffnung 102, während das Endlos band 40 innerhalb eines jeden eine solche Periode bildenden Längenabschnitts nur eine einzige Öffnung besitzt, nämlich eine Reingas-Durchtrittsöffnung 104. Quer zur Band-Längsrich tung bzw. zur Band-Laufrichtung gesehen, d. h. gesehen in Richtung des Pfeils B in Fig. 7, sind die beiden Öffnungen 100 und 102 einander nahe benachbart, die Öffnungen sind jedoch so in den beiden Endlosbändern 38 und 40 angeordnet, daß sie sich in Richtung des Pfeils B gesehen nicht überlap pen, jedenfalls dann, wenn die beiden Endlosbänder 38 und 40 relativ zueinander phasenrichtig auf ihre Umlenkwalzen 44, 46 aufgebracht wurden.
tung aufeinanderfolgend) eine Spülluft-Durchtrittsöffnung 100 und eine Rohgas-Durchtrittsöffnung 102, während das Endlos band 40 innerhalb eines jeden eine solche Periode bildenden Längenabschnitts nur eine einzige Öffnung besitzt, nämlich eine Reingas-Durchtrittsöffnung 104. Quer zur Band-Längsrich tung bzw. zur Band-Laufrichtung gesehen, d. h. gesehen in Richtung des Pfeils B in Fig. 7, sind die beiden Öffnungen 100 und 102 einander nahe benachbart, die Öffnungen sind jedoch so in den beiden Endlosbändern 38 und 40 angeordnet, daß sie sich in Richtung des Pfeils B gesehen nicht überlap pen, jedenfalls dann, wenn die beiden Endlosbänder 38 und 40 relativ zueinander phasenrichtig auf ihre Umlenkwalzen 44, 46 aufgebracht wurden.
Wie der Fig. 4 entnommen werden kann, nimmt jeder der Behäl
ter I bis III innerhalb einer einen rechteckigen und insbe
sondere einen quadratischen Querschnitt definierenden und mit
einer Wärmeisolierung versehenen Umfangswand 90 eine insge
samt mit 92 bezeichnete Wärmespeichermasse auf (siehe auch
z. B. die Fig. 1 und 3), welche sich aus handelsüblichen,
quaderförmigen keramischen Wabenkörpern 94 zusammensetzt,
deren jeder eine Vielzahl von in vertikaler Richtung verlau
fenden Durchströmkanälen 96 aufweist. Die in dem betreffenden
Behälter bzw. I bzw. II bzw. III enthaltene Wärmespeicher
masse 92 setzt sich also aus mehreren, aufeinanderge
schichteten Lagen von Wabenkörpern 94 zusammen, wobei bei der
dargestellten Ausführungsform jede Lage von 25 identisch ge
stalteten Wabenkörpern 94 gebildet wird. Die Durchströmkanäle
96 eines jeden Wabenkörpers 94 fluchten mit den Durchström
kanälen der über und unter diesem Wabenkörper angeordneten
Wabenkörper, so daß sich in jedem Behälter I bis III eine
große Zahl von vertikalen Durchströmkanälen und infolgedessen
ein verhältnismäßig kleiner Druckverlust ergibt.
Anhand der Fig. 1 und 8 soll nun die Funktion der erfin
dungsgemäßen Anlage noch näher erläutert werden.
In die Fig. 8 wurden nicht nur die Rohgas-Eintrittsöffnungen
24, Reingas-Austrittsöffnungen 26 und Spülluftöffnungen 28
der drei Behälter I bis III eingezeichnet, sondern durch quer
zu den beiden Endlosbändern verlaufende gestrichelte Linien
und die Bezugszeichen I bis III diejenigen Abschnitte ange
deutet, in denen die drei Behälter I bis III liegen. Wie be
reits erwähnt, sollen sich die oberen Trums 38a und 40a der
beiden Endlosbänder 38 und 40 in Richtung der in die Fig. 8
eingezeichneten Pfeile bewegen, und zwar mit gleichen Ge
schwindigkeiten und mit der aus Fig. 8 ersichtlichen Phasen
lage der beiden Bänder relativ zueinander.
Bei der Funktionsbeschreibung soll mit der Beschreibung des
jenigen Zustands begonnen werden, welcher in Fig. 8 wiederge
geben ist. Befindet sich die Anlage in diesem Zustand, strömt
dem Rohgaskanal 30 zugeführtes Rohgas durch die in Fig. 8
rechts dargestellte Rohgas-Durchtrittsöffnung 102 hindurch in
den Behälter III von unten ein, und zwar durch dessen Roh
gas-Eintrittsöffnung 24 hindurch. Wie sich aus dem Folgenden
noch ergeben wird, befindet sich die Wärmespeichermasse 92
des Behälters III in diesem Zustand auf einer verhältnismäßig
hohen Temperatur, so daß sie das die Wärmespeichermasse von
unten nach oben durchströmende Rohgas aufheizt. Es tritt dann
durch die obere Behälteröffnung 10 hindurch in den eine
Brennkammer bildenden Längskanal 12 ein, worauf das Rohgas im
Längskanal 12 thermisch gereinigt wird, und zwar insbesondere
beim Vorbeiströmen an dem in Fig. 1 rechts dargestellten
Brenner 14.
Das so gebildete, von Schadstoffen freie Reingas strömt nun
gemäß Fig. 1 von rechts nach links durch den Längskanal 12
hindurch und über die obere Öffnung 10 des Behälters I von
oben in diesen ein. Beim Durchströmen der im Behälter I ent
haltenen Wärmespeichermasse 92 von oben nach unten gibt das
heiße Reingas Wärme an diese Wärmespeichermasse ab und heizt
diese so auf, ehe das Reingas über die Reingas-Austritts
öffnung 26 den Behälter I verläßt, durch die in Fig. 8 links
dargestellte Reingas-Durchtrittsöffnung 104 hindurch das
obere Trum 40a des Endlosbandes 40 durchquert und in den
Reingaskanal 32 einströmt.
Da die Durchtrittsöffnungen 102 und 104 in Laufrichtung der
Endlosbänder verhältnismäßig lang gestaltet sind, dauert der
vorstehend beschriebene Vorgang entsprechend lange an (natür
lich in Abhängigkeit von der Laufgeschwindigkeit der Endlos
bänder). Während dieses Vorgangs gibt das Endlosband 38 ganz
kurzzeitig die Spülluftöffnung 28 des Behälters II frei, und
zwar dank der in Fig. 8 rechts dargestellten Spülluft-Durch
trittsöffnung 100. In demjenigen Zeitintervall, in dem die
Spülluftöffnung 28 des Behälters II freigegeben ist, wird
Spülluft aus dem Spülluftkanal 86 durch die zum Behälter II
gehörende Stichleitung 88 hindurch in den Behälter II ge
drückt, durchströmt diesen von unten nach oben, nimmt dabei
im Behälter II noch verbliebene Rohgasreste mit nach oben und
gelangt dann in den Längskanal 12, wo diese Rohgasreste durch
den stromabwärts befindlichen Brenner 14 verbrannt werden.
Alternativ könnten die Rohgasreste über den Kanal 86 aus dem
Behälter II aber auch abgesaugt und dem noch zu reinigenden
Rohgas zugeführt werden. Eine weitere Alternative besteht
darin, den Behälter II von oben nach unten zu spülen, und
zwar mit Reingas, welches aus dem Rohgas gewonnen wurde, das
den Behälter III von unten nach oben durchströmt hat; auch in
diesem Fall wäre dann das schadstoffbelastete Spülgas wieder
dem noch zu reinigenden Rohgas zuzuführen.
Da sich das obere Trum 38a des ersten Endlosbandes und das
obere Trum 40a des zweiten Endlosbandes gemäß Fig. 8 kon
tinuierlich nach rechts bewegen, wird zunächst die Spülluft
öffnung 28 des Behälters II geschlossen und die Reingas-Aus
trittsöffnung 26 des Behälters II durch die in Fig. 8 links
dargestellte Reingas-Durchtrittsöffnung 104 langsam freige
geben; sodann wird die Reingas-Austrittsöffnung 26 des Behäl
ters 1 geschlossen, während die Reingas-Austrittsöffnung 26
des Behälters II noch längere Zeit offen bleibt. Solange die
Reingas-Austrittsöffnung 26 des Behälters II offen ist, wird
zunächst die Rohgas-Eintrittsöffnung 24 des Behälters III
langsam geschlossen und gleichzeitig die Rohgas-Eintritts
öffnung 24 des Behälters I langsam geöffnet - wenn letztere
ganz offen ist, ist die Rohgas-Eintrittsöffnung 24 des Behäl
ters III ganz geschlossen. Für eine gewisse Zeit strömt dann
thermisch gereinigtes, aus den Behältern I und III kommendes
Gas als Reingas über den Behälter II ab, woran sich eine
Phase anschließt, in der das thermisch zu reinigende Rohgas
nur noch aus dem Behälter I stammt und das Reingas über den
Behälter II abströmt. Unmittelbar nach dem Schließen der Roh
gas-Eintrittsöffnung 24 des Behälters III wird dessen Spül
luftöffnung 28 kurzzeitig freigegeben und so der Behälter III
gespült. Solange die Rohgas-Eintrittsöffnung 24 des Behälters
I offen ist, wird die Reingas-Austrittsöffnung 26 des Behäl
ters II langsam geschlossen und gleichzeitig die Reingas-Aus
trittsöffnung 26 des Behälters III langsam freigegeben.
Schließlich wird die Reingas-Austrittsöffnung 26 des Behäl
ters II geschlossen und die Rohgas-Eintrittsöffnung 24 des
Behälters II langsam freigegeben, während die Rohgas-Ein
trittsöffnung 24 des Behälters I langsam geschlossen wird.
Während die Rohgas-Eintrittsöffnung 24 des Behälters II und
die Reingas-Austrittsöffnung 26 des Behälters III offen sind,
wird der Behälter I gespült, indem seine Spülluftöffnung 28
kurzzeitig freigegeben wird. Daraufhin wird die Reingas-Aus
trittsöffnung 26 des Behälters III langsam geschlossen,
gleichzeitig die Reingas-Austrittsöffnung 26 des Behälters I
langsam freigegeben. Nach dem Schließen der Reingas-Aus
trittsöffnung 26 des Behälters III wird die Rohgas-Ein
trittsöffnung 24 des Behälters III langsam freigegeben und
gleichzeitig die Rohgas-Eintrittsöffnung 24 des Behälters II
langsam geschlossen, worauf der Vorgang von neuem beginnt.
In der erfindungsgemäßen Anlage wird also zu reinigendes
Rohgas stets aufgeheizt, solange es einen der Behälter I bis
III und damit die in diesem enthaltene, zuvor aufgeheizte
Wärmespeichermasse 92 von unten nach oben durchströmt; sodann
erfolgt im Längskanal 12 die thermische Reinigung des Gases,
worauf es einen anderen der Behälter I bis III und damit die
in diesem enthaltene Wärmespeichermasse 92 von oben nach
unten durchströmt, dabei einen Teil seiner Wärme abgibt und
diese Wärmespeichermasse aufheizt. Anschließend werden die
Behälter so umgeschaltet, daß das zu reinigende Rohgas den
zuvor aufgeheizten Behälter von unten nach oben durchströmt
und dabei erhitzt wird.
Claims (16)
1. Einrichtung zur thermischen Reinigung von verbrennbare
gas- oder dampfförmige Bestandteile enthaltender Abluft,
mit mindestens einer Brennkammer zur thermischen Abluft
reinigung und wenigstens zwei von Gasen durchströmbaren,
Wärmespeichermassen enthaltenden Behältern zum Erwärmen
der zu reinigenden Abluft vor deren Eintritt in die
Brennkammer bzw. zur Aufheizung der Wärmespeichermasse
durch die von der Brennkammer kommende gereinigte Abluft
(Reingas), wobei jeder der Behälter mindestens eine
erste Öffnung zum Verbinden des Behälterinneren mit der
Brennkammer und mindestens eine zweite Öffnung zum Zu
führen zu reinigender Abluft zum Behälterinneren bzw.
Abführen von Reingas aus dem Behälterinneren besitzt,
welche sich an in Durchströmrichtung der Behälter ein
ander entgegengesetzt angeordneten Behälterenden befin
den, sowie mit einem Abluftzufuhrkanal, einem Reingasab
führkanal und Steuervorrichtungen zum alternierenden
Verbinden der zweiten Behälteröffnungen mit dem Abluft
zufuhrkanal und dem Reingasabführkanal, dadurch gekenn
zeichnet, daß für jeden Behälter (I, II, III) minde
stens ein erstes und ein zweites, dem betreffenden Be
hälter zugeordnetes Schieberventil (24, 26, 38, 40)
vorgesehen ist, jedes der ersten Schieberventile (24,
38) einerseits mit dem Abluftzufuhrkanal (30) und jedes
der zweiten Schieberventile (26, 40) einerseits mit dem
Reingasabführkanal (32) kommuniziert, die ersten und
zweiten Schieberventile andererseits mit den zweiten
Behälteröffnungen (24, 26) der den Ventilen zugeordneten
Behälter kommunizieren, alle ersten Schieberventile (24, 38)
einen ersten Ventilschieber (38) und alle zweiten
Schieberventile (26, 40) einen zweiten Ventilschieber
(40) aufweisen, Antriebsvorrichtungen (50, 50a, 44) zur
synchronen Verschiebung aller Ventilschieber (38, 40)
vorgesehen und die Ventilschieber derart ausgebildet und
durch die Antriebsvorrichtungen derart verschiebbar
sind, daß beim gleichzeitigen und synchronen Verschieben
aller Ventilschieber von den den beiden Behältern (I, II
bzw. I, III bzw. II, III) zugeordneten Schieberventilen
(24, 38, 26, 40) stets das erste Schieberventil (24, 38)
des einen Behälters (z. B. I) und das zweite Schieber
ventil (26, 40) des anderen Behälters (z. B. III) ge
schlossen sind, solange das zweite Schieberventil (26,
40) des einen Behälters (I) und das erste Schieberventil
(24, 38) des anderen Behälters (III) zumindest teilweise
geöffnet sind bzw. das zweite Schieberventil (26, 40)
des einen Behälters (I) und das erste Schieberventil
(24, 38) des anderen Behälters (III) geschlossen sind,
solange das erste Schieberventil (24, 38) des einen Be
hälters (I) und das zweite Schieberventil (26, 40) des
anderen Behälters (III) zumindest teilweise geöffnet
sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
alle ersten Schieberventile (24, 38) in einer ersten
Ebene liegen und in einer ersten Richtung in gleichen
Abständen voneinander angeordnet sind, daß alle zweiten
Schieberventile (26, 40) in einer zweiten Ebene liegen
und in einer zweiten Richtung in gleichen Abständen von
einander angeordnet sind, und daß alle ersten Schieber
ventile einen diesen gemeinsamen ersten, in der ersten
Ebene in der ersten Richtung verschiebbaren Ventilschie
ber (38) und alle zweiten Schieberventile einen diesen
gemeinsamen zweiten, in der zweiten Ebene in der zweiten
Richtung verschiebbaren Ventilschieber (40) besitzen.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die erste und die zweite Richtung identisch und
die Behälter (I, II, III) in dieser Richtung aufeinan
derfolgend angeordnet sind.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Behälter (I, II, III) in gerader Rich
tung aufeinanderfolgend angeordnet sind und eine Behäl
terreihe bilden und sich die Ventilschieber (38, 40) in
dieser Richtung erstrecken.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Ventilschieber (38) von einem flexiblen End
losband gebildet wird, welches für jedes der ersten
Schieberventile (24, 38) mindestens eine Öffnung (102)
aufweist und über zwei derart angeordnete Umlenkwalzen
(44, 46) geführt ist, daß sich das eine Trum (38a) des
Endlosbandes über die ganze Behälterreihe erstreckt.
6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich
net, daß der zweite Ventilschieber (40) von einem
flexiblen Endlosband gebildet wird, welches für jedes
der zweiten Schieberventile (26, 40) mindestens eine
Öffnung (104) aufweist und über zwei derart angeordnete
Umlenkwalzen (44, 46) geführt ist, daß sich das eine
Trum (40a) des Endlosbandes über die ganze Behälterreihe
erstreckt.
7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
2-6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die
zweite Ebene identisch sind.
8. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvor
richtungen einen einzigen, allen Ventilschiebern gemein
samen Motor (50) besitzen.
9. Einrichtung nach den Ansprüchen 5-8, dadurch gekenn
zeichnet, daß die beiden Umlenkwalzen beiden Ventil
schiebern gemeinsam sind.
10. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Behälter
(I, II, III) zwei zweite Öffnungen (24, 26) aufweist,
deren eine (24) mit dem ersten (38) und deren andere
(26) mit dem zweiten (40), dem betreffenden Behälter
zugeordneten Schieberventil über jeweils einen Kanal
(16, 18) in Verbindung steht.
11. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten
Schieberventile (24, 38) im Abluftzufuhrkanal (30) und
die zweiten Schieberventile (26, 40) im Reingasabführ
kanal (32) angeordnet sind und daß sich an jedes Schie
berventil - dem diesem Ventil zugeordneten Behälter zu -
ein in den betreffenden Kanal hineinragender und gegen
über der Kanalwand abgedichteter Rohrstutzen (20 bzw.
22) anschließt.
12. Einrichtung nach den Ansprüchen 5, 6 und 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Endlosbänder (38, 40) außerhalb
ihrer Öffnungen (100, 102, 104) mittels an den ventil
seitigen Enden der Rohrstutzen (20, 22) vorgesehenen
Gleitdichtungen (68, 74) sowie an den Endlosbändern
angreifenden Anpreß- und Führungselementen (72) abdich
tend gegen diese Rohrstutzenenden anliegen.
13. Einrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß in einer Seitenansicht der als Ventil
schieber wirkenden Trums (38a, 40a) in Laufrichtung der
letzteren die der Zufuhr der zu reinigenden Abluft bzw.
der Ableitung von Reingas dienenden Öffnungen (102) des
einen Trums diejenigen (104) des anderen Trums nicht
überlappen.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß in einer Seitenansicht der als Ventilschieber wir
kenden Trums (38a, 40a) in Laufrichtung der letzteren
zwischen diesen Öffnungen (102) des einen Trums (38a)
und denjenigen (104) des anderen Trums (40a) Abstände
vorhanden sind.
15. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (I,
II, III) - im Schnitt senkrecht zur Richtung ihrer
Durchströmung - einen rechteckigen Querschnitt aufweisen.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmespeichermassen (92) von in die Behälter (I,
II, III) eingesetzten quaderförmigen keramischen Waben
körpern (94) mit in Durchströmrichtung der Behälter ver
laufenden Kanälen (96) gebildet werden.
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