DE19645585A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Verbrennungsabgasen unterschiedlicher Strömungsrate und/oder Temperatur - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Verbrennungsabgasen unterschiedlicher Strömungsrate und/oder TemperaturInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Ver
brennungsabgasen unterschiedlicher Strömungsrate und/oder
Temperatur sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens.
Abgase von kleineren Verbrennungsanlagen mit einem Volumen
strom von 2000 bis 10000 Nm³/h sind im gleichen Maße mit
Schadstoffen belastet wie Abgase von Großverbrennungsanlagen,
d. h. Heizkraftwerke, Müllverbrennungsanlagen oder ähnlichem.
Insbesondere diskontinuierlich arbeitende Kessel und Öfen mit
variablen zu verbrennenden Materialien, z. B. Altholz- und
Sonderabfallverbrennungsanlagen sowie Krematorien, weisen
einen hohen Anteil von organischen Schadstoffen, vor allem
Dioxine/Furane (PCDD/F) auf. Für die relativ geringen Abgas
mengen, die zudem oft noch diskontinuierlich anfallen, fehlt
es derzeit an effizienter, d. h. kostengünstiger und bauseitig
leicht zu erbringender Anlagentechnik, die eben auf die
besonderen Bedingungen der vorgenannten kleineren Verbren
nungsanlagen abgestimmt ist.
Es ist zwar bekannt, Katalysatoren zur Reduzierung von gas
förmigen Schadstoffen in Abgasen zu verwenden, jedoch sind
diese primär bei Großverbrennungsanlagen im Einsatz, wobei die
Katalysatorvolumina erheblichen Bauraum benötigen, mit der
Folge entsprechend aufwendiger Technik.
Gemäß EP 0 558 452 A1 wurde bereits vorgeschlagen, kleinere
Katalysatormengen in ein entsprechendes Katalysatorgehäuse aus
Metall zu verbringen, wobei innerhalb des Gehäuses Kanäle
verlaufen, durch die das Abgas die Katalysatoren an- bzw.
durchströmt. Im Anströmkanal ist bei der bereits vorgeschla
genen Baugruppe ein statischer Mischer zur Vergleichmäßigung
der Teilstromtemperaturen des Abgases sowie bei Bedarf eine
Injektordüse vorhanden, durch die beispielsweise Harnstoff als
Hilfsmittel zum Abbau von NOx dem Abgas zugeführt werden kann.
Es ist weiterhin bekannt, daß die Katalysatoren nur in einem
bestimmten Betriebstemperaturbereich, beispielsweise zwischen
200°C und 450°C optimal arbeiten. In diesem beispielsweisen
Temperaturbereich werden die notwendigen Abbauraten der
Schadgase erzielt. Hierfür ist allerdings sicherzustellen, daß
die zu reinigenden Abgase die entsprechenden Temperaturen
aufweisen. Darüber hinaus bestehen Probleme dann, wenn einer
bekannten Katalysatorbaugruppe z. B. Textil-Filter zur Staub
abscheidung nachgeordnet sind. Derartige Filter sind für
Abgastemperaturen oberhalb 200°C ungeeignet, so daß das Abgas
katalysatorausgangsseitig ebenfalls auf eine entsprechende
Temperatur gebracht werden muß.
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, bekannte Katalysator
baugruppen im Sinne eines konstruktiven Skalierungsprozesses
für kleinere Verbrennungsanlagen einsatzfähig zu gestalten,
wobei allerdings die zusätzlich notwendigen Komponenten im
Einzelfall entsprechend individuell gefertigt werden müssen,
wodurch sich insgesamt ein hoher fertigungstechnologischer
Aufwand ergibt, was mit einer entsprechenden Kostensteigerung
verbunden ist. Dies ist letztendlich Ursache dafür, daß klei
nere Verbrennungsanlagen mit den eingangs genannten Volumen
strömen bisher nicht oder nur mit einfacher, unzureichender
Reinigungstechnik versehen wurden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Reinigung von Verbrennungsabgasen unter
schiedlicher Strömungsrate und/oder Temperatur anzugeben, bei
welchem bzw. bei welcher durch verschiedenste Brennstoffauf
gaben auftretende Schwankungen der Abgasvolumenströme und
Abgastemperaturen während des Verbrennungsprozesses für einen
katalytischen Reinigungsprozeß optimal einstellbar sind, wobei
vorrichtungsseitig die zu erstellende Anlage kompakt und
raumsparend realisiert werden soll, und wobei weiterhin die
Energiebilanz der Vorrichtung optimiert ist dergestalt, daß
Abwärme des Abgases einer weiteren Nutzung zugeführt werden
kann.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt verfahrensseitig
mit einem Gegenstand nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Vorrichtungsseitig wird zur Lösung der Aufgabe auf die neben
geordneten Patentansprüche 2 und 4 verwiesen, wobei die
Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung umfassen.
Der verfahrensseitige Grundgedanke der Erfindung besteht
darin, bei dem Reinigungsverfahren zunächst ein erstes Abküh
len des Abgases vorzunehmen, wobei bei diesem Abkühlungs
schritt vorgewärmte Verbrennungsluft für den eigentlichen
Verbrennungsprozeß, vorzugsweise mittels eines Abgas/Luft-Wärmetauschers,
erzeugt wird. In einem zweiten Abkühlschritt
wird das Abgas auf einen vorgegebenen Temperaturbereich
mittels eines Abgas/Flüssigkeits-Wärmetauschers gebracht,
wobei die Leistung dieses Wärmetauschers mittels eines
regelbaren Bypasses eingestellt werden kann.
Der Abgasstrom wird dann über einen statischen Mischer zum
weiteren Homogenisieren der Temperatur der Teilströme des
Abgases geleitet. Anschließend wird verfahrensgemäß der
Abgasstrom über einen oder mehrere an sich bekannte
Katalysatoren geführt, wobei ausgangsseitig des Katalysators
der Abgasstrom auf einen zweiten Abgas/Flüssigkeits-Wärme
tauscher gelangt. Die Flüssigkeits-Kreisläufe der Abgas/Flüs
sigkeits-Wärmetauscher sind miteinander verbunden und regel
bar, so daß auf die Temperatur des Abgases sowohl beim
Eintreten in den Katalysator als auch ausgangsseitig des
Katalysators Einfluß genommen werden kann. Durch die zusätz
liche ausgangsseitige Senkung des Temperaturniveaus des
Abgases kann weitere Abwärme einer Nutzung zugeführt werden
und es ist ohne technische Probleme möglich, übliche, z. B.
Textil-Filter, im Abgasstrom anzuordnen.
Die Auslegung der Komponenten zur Durchführung des Verfahrens
erfolgt derart, daß die notwendige Katalysatorbetriebstempe
ratur, die beispielsweise im Bereich zwischen 200°C und 450°C
liegt, auch bei schwankenden Volumenströmen zwischen 1000 bis
10000 Nm³/h und sich ändernden Abgastemperaturen sicher
gewährleistet werden kann.
Gemäß dem vorrichtungsseitigen Grundgedanken der Erfindung
wird zur Reinigung von Verbrennungsabgasen von einer kompakten
Baugruppe ausgegangen, die einen geschlossenen Abgaskanal
bildet. Im Abgaskanal ist zunächst ein erster, vorzugsweise
Abgas/Luft-Wärmetauscher und daran anschließend ein zweiter,
vorzugsweise Abgas/Flüssigkeits-Wärmetauscher angeordnet. Der
zweite Wärmetauscher ist mit einem integrierten, vorzugsweise
mittels Drehklappen regelbaren Bypaß versehen. Ausgangsseitig
des regelbaren Bypasses ist eine statische Mischkammer vorge
sehen, über die das Abgas, ggfs. mittels Umlenkkanal, auf
mindestens einen Katalysator gelangt.
In Strömungsrichtung hinter bzw. ausgangsseitig des Kataly
sators ist ein dritter Wärmetauscher vorzugsweise als Abgas/
Flüssigkeits-Wärmetauscher angeordnet, dessen Flüssigkeits-
Kreislauf bevorzugt mit demjenigen des zweiten Abgas/Flüssig
keits-Wärmetauschers verbunden ist, wobei Anschlüsse zur
Abwärmenutzung des ersten bis dritten Wärmetauschers oder des
Flüssigkeits-Kreislaufes vorhanden sind.
Durch die vorteilhafte Verbindung der Flüssigkeits-Kreisläufe
zwischen zweitem und drittem Wärmetauscher, die regelbar
gestaltet ist und die hin zu einer äußeren Wärmesenke führt,
kann der fertigungstechnische Aufwand sowie der Bauraum, der
von der Baugruppe eingenommen wird, reduziert werden.
Ein weiterer vorrichtungsseitiger Grundgedanke der Erfindung
besteht darin, die komplette Baugruppe aus zwei säulenartigen
Tragteilen zu erstellen. Ein erstes säulenartiges Tragteil
besteht aus übereinander angeordnetem ersten Wärmetauscher,
zweitem Wärmetauscher mit Bypaß und statischer Mischkammer.
Dieses erste Tragteil stützt sich über einen seitlichen Fuß
ab.
Ein zweites säulenartiges Tragteil umfaßt den dritten Wärme
tauscher, eine Abscheidekammer sowie mindestens einen Kataly
sator. Beide Tragteile bilden ein U, wobei der Verbindungs
schenkel des U eine Gasstrom-Umlenkeinrichtung ist, welche
Strömungsleitbleche enthält.
Konstruktiv wird erfindungsgemäß eine kompakte Baugruppe
gestaltet, die mindestens einen Katalysator und verschiedene
Wärmetauscher umfaßt. Vor dem mindestens einen Katalysator ist
mindestens ein Wärmetauscher zur Einstellung des Katalysator-
Betriebstemperaturbereiches angeordnet. Die Komponenten der
Baugruppe, nämlich Wärmetauscher und Katalysatoren, können in
Einzelgehäusen untergebracht sein, welche form- und abmes
sungsseitig so gestaltet sind, daß die Verwendung handelsüb
licher Typen möglich ist. Zwischen den Einzelkomponenten der
Baugruppe sind Abschnitte des Abgaskanals z. B. in Form von
Blechkanälen ausgebildet, die einen vorgegebenen Querschnitt
aufweisen. In den Abgaskanalabschnitten sind Abgasleitvor
richtungen, Mischvorrichtungen und Vorrichtung zum Homoge
nisieren der Abgasgeschwindigkeiten sowie entsprechende
Sensorik angeordnet. Die die Baugruppe bildenden Komponenten
sind so gestaltet, daß ein geschlossener Abgaskanal entsteht.
Vorzugsweise erfolgt die Anordnung derart, daß die Einzel
komponenten hintereinander oder übereinander, vorzugsweise wie
bereits beschrieben U-förmig miteinander verbunden werden.
Die gesamte Baugruppe ist mit einer Umhausung abgeschlossen.
Die Umhausung kann durch ein Profilstahl-Metallgerüst gebildet
sein, welches eine Verkleidung aufnimmt. Die Räume zwischen
der Verkleidung und den Komponenten der Baugruppe können mit
wärmeisolierenden Materialien, vorzugsweise mit keramischen
bzw. Mineralfasern verfüllt werden.
Mittels der Erfindung kann also ein Katalysator beliebiger
Gestalt, z. B. in Form keramischer Waben oder als Metalloxid
katalysator bzw. als granulierte Schüttung Komponente einer
Baugruppe mit mehreren Wärmetauschern sein, wobei die Einzel
komponenten in einer Umhausung angeordnet sind. Die Komponen
ten selbst bilden ein Modul und sind beispielsweise durch
Parallelschaltung erweiterbar, so daß eine Anpassung an
größere Strömungsraten möglich ist. Die Bauart der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung ist kompakt, so daß eine raumsparende
Aufstellung möglich wird. Vorhandene Verbrennungsanlagen
können mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einfacher
Weise und kostengünstig nachgerüstet werden. Die Auslegung der
Einzelkomponenten ist so konzipiert, daß Abgasvolumenströme im
Bereich von 1000 bis 10000 Nm³/h einer Behandlung unterzogen
werden können.
Durch die ausgangsseitig des Katalysators vorgesehene Anord
nung eines weiteren Wärmetauschers zur Kühlung des ent
sprechenden Abgasstromes ist es möglich, Restwärme zu nutzen
und ein Textil-Filter zum Entfernen von entsprechenden Parti
keln vorzusehen. Alternativ besteht die Möglichkeit des Ein
satzes eines Heißgasfilters ausgangsseitig des Katalysators
oder im Bereich zwischen dem Ausgang des zweiten Wärme
tauschers und dem Katalysatoreingang.
Die Erfindung soll nun nachstehend anhand eines Ausführungs
beispiels und unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert
werden.
Hierbei zeigen:
Fig. 1 die Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel in
Seitenansicht;
Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Rückansicht und
Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Vorrichtung längs der
Linie A-A nach Fig. 1.
Bei dem Ausführungsbeispiel wird von einer Reinigungsvor
richtung ausgegangen, die im Volumenstrombereich von 1000 bis
3500 Nm³/h mit einem Oxydations-Metallkatalyasator zur Reini
gung von Abgasen eines Krematoriums ausgerüstet ist. Die
Vorrichtung dient vorzugsweise der Beseitigung von CO und
PCDD/F, bei Bedarf auch von NOx.
Wie die Figuren erkennen lassen, besteht die Vorrichtung gemäß
Ausführungsbeispiel aus einem ersten säulenartigen Tragteil,
umfassend übereinanderstehende Komponenten Rekuperator 1 bzw.
erster Wärmetauscher, ein Teil des Abgaskanals 2, und eine
erste Economiserstufe 3, die aus einem zweiten Wärmetauscher
in Form eines Abgas/Flüssigkeits-Wärmetauschers 3 und einem
integrierten Bypaß 4 besteht, sowie einem statischen
Mischer 6.
Das erste säulenartige Tragteil ist auf einer Bodenplatte 19
fixiert und wird über einen seitlichen Fuß 18 abgestützt.
Der erste Wärmetauscher 1 ist ein Abgas/Luft-Wärmetauscher, in
dem durch die Abkühlung des Abgases, das in Pfeilrichtung
einströmt, vorgewärmte Verbrennungsluft für den Verbrennungs
ofen erzeugt wird. Die Luft wird hierbei im zweifachen Kreuz
gleichstrom geführt. Ausgangsseitig des ersten Wärmetauschers
1 ist die erwähnte erste Stufe des Economisers 3 angeordnet,
wobei der Economiser 3 einen Abgas/Flüssigkeits-Wärmetauscher
umfaßt. Der zweite Wärmetauscher ist als zweiregistriges
Rohrbündel ausgeführt.
Innerhalb des Economisers ist ein Bypaß 4 angeordnet. Der
Strömungsquerschnitt des Bypasses 4 kann vorzugsweise mittels
zweier motorgetriebener 20 Drehklappen 5 eingestellt bzw.
geregelt werden, wodurch der Einfluß unterschiedlicher
Volumenströme und Abgastemperaturen, die während einer
Verbrennung auftreten, ausgeglichen wird, wodurch eine
weitgehend konstante Katalysatoreintrittstemperatur im Bereich
von 350°C bis 425°C gewährleistet ist.
Dem Abgasstrom schließt sich ein statischer Mischer 6 zur
Vergleichmäßigung der Teilströme- bzw. Teilstromtemperaturen
des Abgases an. Zusätzlich kann vor dem statischen Mischer 6
eine Düse in einem Stutzen 22 angeordnet werden, wobei die
Düse dem gezielten Einbringen eines Hilfsstoffes, z. B. Harn
stoff zum Abbau von NOx, das im Abgas befindlich ist, dient.
Eine Gasstrom-Umlenkeinrichtung 7 verbindet das obere Ende des
ersten säulenartigen Tragteiles, indem es am statischen
Mischer 6 angeflanscht ist.
Die Gasstrom-Umlenkeinrichtung 7 besteht aus warmfestem Blech
und weist im Inneren Leitbleche 8 auf, die die Strömungs
umkehr, wie durch den Pfeil symbolisiert, unterstützen. Die
Gasstrom-Umlenkeinrichtung 7 besitzt darüber hinaus eine von
oben zugängliche Wartungsöffnung, die durch eine Abdeckplatte
9 und Abdeckklappen 10 verschließbar ist.
Die Gasstrom-Umlenkeinrichtung 7 führt mit ihrem zweiten
Flansch auf ein zweites säulenartiges Tragteil, das in
Strömungsrichtung mindestens einen Katalysator 12 umfaßt.
Eingangsseitig des Katalysators 12 ist ein Lochblech 11 zum
Erreichen eines gleichmäßigen An- und Durchströmens des
Katalysators 12 vorhanden. Das Lochblech 11 erstreckt sich
hierbei im wesentlichen über den Eingangsquerschnitt des
Katalysators 12.
Der Katalysator 12 besteht beim Ausführungsbeispiel aus
Metall-Oxydationskatalysatoren, welche von einem kasten
förmigen Metallgehäuse umfaßt sind. Das Metallgehäuse weist
Flansche zur Befestigung einerseits an der Gasstrom-Umlenk
einrichtung 7 und andererseits an ein kastenförmiges Gehäuse
13 auf.
Das ausgangsseitig des Katalysators 12 befindliche kasten
förmige Gehäuse 13 ist ebenfalls ein Element des Abgaskanals
und weist im Inneren ein diagonal verlaufendes Leitblech 14
auf. Mit Hilfe des Leitbleches 14 wird das (Metall-)Gehäuse 13
in zwei Kammern getrennt. Am Kammerende befindet sich die
zweite Stufe des Economisers 15 bzw. ein zweiter Abgas/Flüs
sigkeits-Wärmetauscher.
Durch die Anordnung der Leitbleche im Metallgehäuse 13 strömt
das Abgas die zweite Stufe des Economisers 15 nur halbseitig
an, wird am Boden umgelenkt und gelangt durch die andere
Hälfte der Kammer aufwärts zu einem Abgangs- bzw.
Auslaßstutzen 16, aus dem das Abgas die Baugruppe mit einer
Temperatur von im wesentlichen 120°C verläßt. Der Boden der
zweiten Stufe des Economisers 15 ist als herausnehmbarer
dichtschließender Kasten 17 ausgebildet, um Schmutz und andere
Ablagerungen aufzufangen und um diese problemlos zu entfernen.
Das erste säulenartige Tragteil, die Gasstrom-Umlenkeinrich
tung und das zweite säulenartige Tragteil bilden eine U-Form.
Zweckmäßigerweise ist das erste säulenartige Tragteil mit
seitlichem Fuß stehend ausgebildet, wobei das zweite säulen
artige Tragteil über bzw. mittels der Gasstrom-Umlenkeinrich
tung hängend befestigt ist. Durch diese Anordnung sind Wärme
spannungen, die sich aus den unterschiedlichen Temperatur
niveaus der Einzelkomponenten der Baugruppe ergeben, vermeid
bar bzw. es können derartige Wärmespannungskräfte abgefangen
werden.
Die säulenartigen Tragteile und die Gasstrom-Umlenkeinrichtung
umgebend ist ein Rahmen beispielsweise aus Profilstahl ge
setzt, welcher mit entsprechend oberflächenbehandelten Ver
kleidungen bzw. Paneelen 21 beplankt ist. Verbleibende Hohl
räume zwischen der Verkleidung bzw. den Paneelen 21 und den im
Inneren befindlichen Komponenten werden mit Isoliermaterial
verfüllt.
Zusätzlich weist die Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel
nicht gezeigte Meß-, Stell- und Regelglieder auf und besitzt
einen Wasser-Glykol-Rückkühlkreislauf. Die Rückkühlanschlüsse
des zweiten und dritten Abgas/Flüssigkeits-Wärmetauschers
können vorzugsweise auf einen gemeinsamen weiteren Wärme
tauscher mit dem Ziel vorhandene Abwärme einer weiteren
Nutzung zuzuführen, oder auf einen gemeinsamen Rückkühler
führen, um bei Nichtnutzung der Abwärme die Kühlflüssigkeit
auf Wärmetauschereintrittstemperatur zurückzukühlen.
In einer weiteren Ausführungsform besteht die Möglichkeit,
über eine Mischeinrichtung dem Abgas sowie dem Katalysator
eingang gezielt Kühlluft aus der Umgebung zuzuführen.
Mittels des ersten Abgas/Luft-Wärmetauschers wird Umgebungs
luft von einer Temperatur von 20°C auf 250°C erwärmt, wobei in
diesem Fall die Abgastemperatur ca. 1050°C beträgt.
Der zweite und dritte Abgas/Flüssigkeits-Wärmetauscher besitzt
einen Rückkühlkreislauf wie erwähnt, welcher sich durch eine
Reihenschaltung der Einzelrückkühlkreisläufe ergibt. Bei
spielsweise kann im Rückkühlkreislauf ein nicht gezeigter
Plattenwärmetauscher befindlich sein, der zu einer Vorlauf
strecke einer Heizungsanlage führt. Im Rückkühlkreislauf ist
mindestens eine Umwälzpumpe sowie ein Mischer angeordnet, so
daß eine optimale Betriebsweise im Sinne einer Konventions
rückkühlung eingestellt werden kann.
Die tragende Konstruktion 21 der Verkleidung ist geeignet,
einen Heißgasfilter im Bereich zwischen Wärmetauscher 1 oder 3
aufzunehmen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die
Abdeckplatte 9 der Gasstrom-Umlenkeinrichtung 7 mit einem
Durchbruch versehen, über dem der Filter angebracht werden
kann. Die Gewichtskräfte, die aus dem befestigten Filter
resultieren, werden durch entsprechende Stützen, die an den
Rändern der Abdeckplatte angebracht sind, aufgenommen.
Claims (8)
1. Verfahren zur Reinigung von Verbrennungsabgasen unter
schiedlicher Strömungsrate und/oder Temperatur mit folgenden
Schritten:
- - erstes Abkühlen des Abgases und Erzeugung vorgewärmter Verbrennungsluft mittels eines Abgas/Luft-Wärmetauschers,
- - zweites Abkühlen des Abgases auf einen vorgegebenen Temperaturbereich mittels Abgas/Flüssigkeits-Wärmetauscher und Einstellen eines vorgegebenen Volumenstromes mittels regelbarem Bypaß,
- - Leiten des Abgases über einen statischen Mischer zum Homogenisieren der Temperatur der Teilströme des Abgases,
- - Führen des Abgasstromes über einen an sich bekannten Katalysator, wobei ausgangsseitig des Katalysators der Abgasstrom über einen mit dem Rückkühlflüssigkeits-Kreis lauf des Abgas/Flüssigkeits-Wärmetauschers der zweiten Abkühlstufe geregelt verbundenen weiteren Abgas/Flüssig keits-Wärmetauscher zum Reduzieren der Temperatur des gereinigten Abgases gelangt, wobei weiterhin die Wärme energie des gemeinsamen Flüssigkeits-Kreislaufes als nutzbare Abwärme zur Verfügung steht.
2. Vorrichtung zur Reinigung von Verbrennungsabgasen unter
schiedlicher Strömungsrate und/oder Temperatur, umfassend
Wärmetauscher, mindestens einen Katalysator sowie strömungs
leitende Mittel,
dadurch gekennzeichnet,
daß innerhalb einer kompakten Baugruppe ein geschlossener Abgaskanal ausgebildet ist, wobei im Abgaskanal ein erster vorzugsweise Abgas/Luft-Wärmetauscher (1) und ein zweiter, Abgas/Flüssigkeits-Wärmetauscher (3), welcher mit einem inte grierten, mittels Drehklappen (5) od. dgl. regelbaren Bypaß (4) versehen ist, angeordnet sind, weiterhin ausgangsseitig des regelbaren Bypasses (4, 5) eine statische Mischkammer (6) vorgesehen ist, über die das Abgas auf mindestens einen Katalysator (12) gelangt,
daß in Strömungsrichtung hinter dem Katalysator (12) ein dritter Abgas/Flüssigkeits-Wärmetauscher (15) angeordnet ist, dessen Flüssigkeits-Kreislauf mit demjenigen des zweiten Abgas/Flüssigkeits-Wärmetauschers (3) verbunden ist, und wobei Anschlüsse zur Abwärmenutzung der ersten bis dritten Wärme tauscher oder am Flüssigkeits-Kreislauf ausgebildet sind.
daß innerhalb einer kompakten Baugruppe ein geschlossener Abgaskanal ausgebildet ist, wobei im Abgaskanal ein erster vorzugsweise Abgas/Luft-Wärmetauscher (1) und ein zweiter, Abgas/Flüssigkeits-Wärmetauscher (3), welcher mit einem inte grierten, mittels Drehklappen (5) od. dgl. regelbaren Bypaß (4) versehen ist, angeordnet sind, weiterhin ausgangsseitig des regelbaren Bypasses (4, 5) eine statische Mischkammer (6) vorgesehen ist, über die das Abgas auf mindestens einen Katalysator (12) gelangt,
daß in Strömungsrichtung hinter dem Katalysator (12) ein dritter Abgas/Flüssigkeits-Wärmetauscher (15) angeordnet ist, dessen Flüssigkeits-Kreislauf mit demjenigen des zweiten Abgas/Flüssigkeits-Wärmetauschers (3) verbunden ist, und wobei Anschlüsse zur Abwärmenutzung der ersten bis dritten Wärme tauscher oder am Flüssigkeits-Kreislauf ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die komplette Baugruppe ein erstes säulenartiges Tragteil umfaßt, das aus den übereinander angeordneten ersten Wärme tauscher (1), zweiten Wärmetauscher (3), Bypaß mit Regel klappen (4, 5) und statischer Mischkammer (6) gebildet ist, wobei sich das erste säulenartige Tragteil über einen seit lichen Fuß (18) abstützt,
sowie ein zweites säulenartiges Tragteil ausgebildet ist, welches den dritten Wärmetauscher (15), eine Abscheidekammer (13, 17) sowie den mindestens einen Katalysator (12) umfaßt und wobei weiterhin die Tragteile ein umgekehrtes U bilden und der Verbindungsschenkel des U eine Gasstrom-Umlenkeinrichtung (7), enthaltend Strömungsleitbleche (8), ist.
daß die komplette Baugruppe ein erstes säulenartiges Tragteil umfaßt, das aus den übereinander angeordneten ersten Wärme tauscher (1), zweiten Wärmetauscher (3), Bypaß mit Regel klappen (4, 5) und statischer Mischkammer (6) gebildet ist, wobei sich das erste säulenartige Tragteil über einen seit lichen Fuß (18) abstützt,
sowie ein zweites säulenartiges Tragteil ausgebildet ist, welches den dritten Wärmetauscher (15), eine Abscheidekammer (13, 17) sowie den mindestens einen Katalysator (12) umfaßt und wobei weiterhin die Tragteile ein umgekehrtes U bilden und der Verbindungsschenkel des U eine Gasstrom-Umlenkeinrichtung (7), enthaltend Strömungsleitbleche (8), ist.
4. Vorrichtung zur Reinigung von Verbrennungsabgasen unter
schiedlicher Strömungsrate und/oder Temperatur, umfassend
Wärmetauscher, mindestens einen Katalysator sowie strömungs
leitende Mittel,
dadurch gekennzeichnet,
daß der mindestens eine Katalysator (12) mit mehreren Wärme
tauschern (1; 3; 15) in einer gemeinsamen kompakten Baugruppe
zusammengefaßt ist, wobei vor dem mindestens einen Katalysator
(12) mindestens ein Wärmetauscher (1; 3) zur Einstellung der
Katalysatorbetriebstemperatur angeordnet ist und die genannten
Komponenten Einzelgehäuse aufweisen, die ggfs. durch metalli
sche kanalartige Abschnitte (7; 13) verbindbar sind, wobei in
den metallischen Abschnitten Abgasleitvorrichtungen (8),
Mischvorrichtungen (6) und Vorrichtungen zur Vergleichmäßigung
der Abgasgeschwindigkeiten (11) sowie Sensoren angeordnet
sind, wobei weiterhin die Verbindung der Komponenten derart
erfolgt, daß sich ein geschlossener Abgaskanal ausbildet und
daß vorzugsweise die Einzelkomponenten in Strömungsrichtung
hintereinander, vorzugsweise in U-Form angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Baugruppe mit einer Umhausung aus Profilstahl (21)
versehen ist, das mit einer Verkleidung versehen ein Gehäuse
bildet, wobei die Zwischenräume zwischen Verkleidung und
Einzelkomponenten der Baugruppe mit wärmeisolierenden
Materialien, vorzugsweise keramischer Faser, verfüllt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß der oder die Wärmetauscher (1; 3) vor dem mindestens einen
Katalysator (12) leistungsseitig in Abhängigkeit von der
Abgastemperatur und dem Abgasvolumenstrom regulierbar sind,
wobei das Regeln vorzugsweise durch einen integrierten Bypaß,
dessen offener Querschnitt mit Regelklappen (4; 5) varriert
werden kann, erfolgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß ausgangsseitig in Strömungsrichtung hinter den Wärme
tauscherregistern (3) eine Mischvorrichtung zum Homogenisieren
der Teilstromtemperaturen des Abgasstromes, vorzugsweise ein
statischer Mischer (6) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich zwischen Wärmetauscher (3) und Katalysator
(12), ein Heißgasfilter angeordnet ist, in dem gleichzeitig
die Umlenkung des Abgasstromes erfolgt.
Priority Applications (1)
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DE19645585A DE19645585C2 (de) | 1996-08-22 | 1996-11-05 | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Verbrennungsabgasen unterschiedlicher Strömungsrate und/oder Temperatur |
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DE19645585A Expired - Fee Related DE19645585C2 (de) | 1996-08-22 | 1996-11-05 | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung von Verbrennungsabgasen unterschiedlicher Strömungsrate und/oder Temperatur |
Country Status (1)
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