DE2201803A1 - Verfahren zum Hochtreiben der von einem Schornstein ausgeblasenen Rauchfahne - Google Patents

Description

DR. MOLLER-BORt DIPU-PHYS. DR. MANITZ DIPL-CHEM. DR. DEUFEL

DIPL-INQ. FINSTERWALD DIPL-ING. GRAMKOW

PATENTANWÄLTE

München, U JAH. Hl/U - A 2202

AGENCE NATIONALE DE VALORISATION DE LA BECHERGHE₁ Tour Aurore

PARIS-DEi¹ENSE, COURBEVOIE, Hauts-de-Seine / PRAIiKEEICH

Verfahren zum Hochtreiben der von einem Schornstein "j , ausgeblasenen Rauchfahne

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, das das Hochtreiben der Rauchfahne (oder Abgasfahne mit schädlicher Eigenschaft) gestattet, die von einem Schornstein oder jeder anderen Abfuhreinrichtung abgeblasen wird, zur Bekämpfung der Verschmutzung der Atmosphäre«,

Die Vielzahl selbst der Ursachen der Atmosphärenver-

fcegon schmutzung bewirkt, dass das Vorgehen/diese ■ Effekte nur in Sä abwechslungsreich gestalteter Weise erfolgen kann. So kann unter anderem für die Industrie und die Verschmutzungsquellen die vorbeugende Massnahme auf

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Or. MHmrnort Or· MmNs · Dr. DwM · Dlpl.-Ing. Flmttnmld Dlpl.-Ing. Orfcnkow

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zwei Niveaus bzw. an zwei Stellen erfolgen: Reinigung der Abgangsstoffe und Verbesserung der Ausstossbedingungen. Ziel der Erfindung ist gerade die Verbesserung dieser Ausstossbedingungen.

Das Ausstossen der Abgase erfolgt in sehr verbreiteter und bekannter Weise mittels Schornsteinen, deren Aufgabe darin besteht, für die Abgasfahne eine genügende Höhe zu gewährleisten, damit deren Diffusion in der Atmosphäre genügend intensiv ist und so gewährleistet ist, dass Niederschläge auf den Boden in zulässigen Grenzen liegen. Die Verwirklichung dieser Bedingung unter Berücksichtigung der dominierenden meteorologischen Gegebenheiten ebenso wie der Eigenschaften der Lage und der Betriebs-

der

weise der Fabriken oder der Räume und/Bchmutzstoffe abgebenden Quellen zieht beachtliche Höhen für die Schornsteine und somit erhöhte Kosten für diese nach sich. Andererseits bilden niedrigere Schornsteine den Ursprung einer gefährlichen Verschmutzung.

Ziel der Erfindung ist es insbesondere:

- die Niederschläge auf den Boden und in geringem Abstand von der abgebenden Quelle Niederschläge holler Konzentration bei ungünstigen meteorologischen Bedingungen oder einer ungünstigen Betriebsweise zu vermeiden und dabei vernünftige Schornsteinhöhen beizubehalten,

- in einer allgemeinen Weise den Prozentsatz der Verschmutzung in geringem oder grossem Abstand von dem Ort des Abblasens zu vermindern, indem eine dynamische überhöhe für die Fahne gewährleistet und deren Diffusion begünstigt wird, und

- gegebenenfalls die Abmessungen gebauter Einrichtungen

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bzw. Gebäude zu vermindern, wobei die Überhöhe für die Fahne und die Druckverminderung am Kopf des Schornsteins erfindungsgemäss realisiert werden, wobei diese Verminderung kompensiert wird.

Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäss ein Verfahren vorgesehen, gemäss dem Luft oder irgend ein anderes Gas, das das Abgas selbst sein kann, an der Spitze der Abführlei-

bzw. des Schornsteins , . _ .. - , _T, tung/um dessen Umfang- oder nur einen Teil von dessen Umfang von aussen in den Schmutzstoffstrahl geblasen wird«

Bevorzugt ist erfindungsgemäss weiterhin vorgesehen:

- dass die Gasgeschwindigkeit der Luft zumindest gleich der Geschwindigkeit des Abgases am Ausgang des Schornsteines ist,

- dass vorteilhafterweise die Geschwindigkeit der Gebläseluft höher als die Geschwindigkeit des Abgases am Austritt des Schornsteins ist, und

- dass in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit ν und der Geschwindigkeit U1 des Abgases am Ausgang des Schornsteins,die Geschwindigkeit U2 der Gebläseluft in der Weise geregelt wird, dass das Verhältnis U2/v zumindest gleich dem und bevorzugt grosser als das Verhältnis TJ1/v ist.

Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Blasen der Luft durch eine zylindrische Hülse, die koaxial um die Hauptleitung des Schornsteins vorgesehen ist und einen Durchmesser aufweist, der grosser als der Durchmesser des letzteren ist.

Gerngss einer Variante wird Luft nur in zumindest einen Abschnitt der Hülse eingeblasen, der bevorzugt zum Wind gelegen ist. 209830/0817

Schliesslich erfolgt gemäss einer weiteren Variante das Blasen der Luft durch jedes geeignete Mittel des Typs ausserhalb des Abgasstrahles vorgesehener und in einem Kranz um diesen verteilter zylindrischer Strahlen·

Die Erfindung bezieht sich gleichfalls auf die Verwendung der Einrichtungen zur Durchführung des oben definierten Verfahrens·

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben} in dieser zeigt:

Pig. 1 eine schematische Schnittansicht im Aufriss des oberen Teils eines Schornsteins, der erfindungsgemäsB mit einer zylindrischen Hülse ausgerüstet ist,

Fig. 2 eine entsprechende Draufsicht,

Fig. 3 eine schematische Ansicht zur Erläuterung des erfindungsgemassen Verfahrens und des erhaltenen Ergebnisses, wobei die Geometrie des Gebläseluft-Zuführkreises in keiner Weise eine Besonderheit des Verfahrens darstellt,

Fig. 4- eine geschnittene Draufsicht einer Variante zur Verwirklichung des erfindungsgemassen Verfahrens und

Fig. 5-13 Kurven, die die Ergebnisse darstellen, die durch die Realisierung des erfindungsgemassen Verfahrens in dem Fall eines ringförmigen Blasspaltes von 2,25 mm mit U1/v - 0,5» Ü1/V - 1, bzw, U1/v ·

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gemäss den Figuren 5-10 und einem ringförmigen Blasspalt von 5 mm mit U1/v » 1, U1/v = 2 bzw. U1/v « 4 für die Figuren 11-13 erhalten werden.

nach den Pig· 1 und 2 ist eine Hauptleitung 1 eines Schornsteins von einer zylindrischen Hülse 2 mit grosserem Barchmesser umgeben, wobei der so geschaffene Ringraum 3 dazu dient, Gebläseluft zur Spitze des Schornsteins zu führen, wie es in Fig· 3 dargestellt ist. Nach Fig. 3 weist die Leitung 1 einen Durchmesser d, die Hülse 2 einen Durchmesser D und der Ringraum 3 die Abmessung 1 auf· Bei 4 ist die Quelle des Gases oder des schmutzigen Bauches F und bei 5 und 5a die Quelle für die Gebläseluft in der Hülse 2 dargestellt. Mit ν ist die Geschwindigkeit des Windes bezeichnet und die Geschwindigkeiten des schmutzigen Gases und der Luft (die besonders variabel sind) sind mit U1 und U2 bezeichnet.

Bio Strecke unter dem Wind ist mit χ bezeichnet und sie ist ausgehend von dem Zentrum des Schornsteins berechnet. 4h ist die Höhe der Achse der Rauchfahne Ap nach der Strecke χ gerechnet von der Spitze des Schornsteins in dem Fall, wenn das erfindungsgemässe Verfahren benutzt wird, d.h. mit Blasen; dabei gibt Δ ho die gleiche Höhe nach derselben Strecke ohne Blasen an.

Venn vorausgesetzt wird:

1) dass das schmutzige Gas sich auf einer {Temperatur gleich der der Gebläseluft befindet (wobei der thermische Effekt auf Grund der den Rauch erzeugenden Verbrennung vernachlässigbar ist), was dem am meisten bevorzugten Fall entspricht, in welchem die

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thermische Überhöhung Null ist,

2) dass die Geschwindigkeit des Windes ebenso wie dessen Temperatur gleichförmig ist, was dem Fall einer isothermen Atmosphäre ohne vertikalen Geschwindigkeit sgradi ent en entspricht, und

3) dass die Achse der Rauchfahne Ap den Ort der äquidistanden Punkte der Enden von dieser bezeichnet,

dann zeigt die Reihe der Kurven der Fig. 5, 6 und 7» dass wenn der Wert Ah/D auf den Ordinaten und der Wert x/D auf den Abszissen aufgetragen wird, für einen Blasringspalt von 2,25 mm für U1/v » 0,5 (Fig· 5), U1/v = 1 (Fig· 6), U1/v = 2 (Fig. 7) und für von O (kein Blasen) bis 8 variierende Werte für das Blasen U2/v, ein sehr schwaches Blasen (U2/v im Bereich von 1 oder 2) eine massige Überhöhung (surelevation;Ah/D) hervorruft, wobei es dagegen radikal die "Niederschläge" zum Fuss des Schornsteins eliminiert·

Ausgehend von den obigen Ergebnissen zeigen die unter den gleichen Bedingungen

- f (x/D)

liefernden Kijven (Fig· 8, 9 und 10) den Vorteil, der sich aus dem Blasen ergibt oder den "Gewinn" des Blasens. Eine Untersuchung der Kurven ergibt, dass dieser "Gewinn" umsomehr bemerkbar ist, je kleiner das Verhältnis U1/v ist, was den Bedingungen gefährdender Verschmutzungen entspricht·

Die Breite des Gebläsespaltes 1 ebenso wie der Anfangs-

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Neigungswinkel des Gebläsestrahls sind Parameter von primärer Bedeutung uucj. sind eine FiBction der "betrachteten auszuführenden Arbeit/ Die Kurven in den Fig. 11, 12 und 15, die unter den gleichen Bedingungen, wie die in den Figo 5$ 6 und 7 (Jedoch mit einem Spalt von 5 nun ) für U1/v =* 1, 2 und 4 mit einer Variation von U2/v zwischen O und 10 erhalten worden sind, zeigen durch Vergleich mit den Fig· 6 und 7, dass der Wirkungsgrad des Blasens mehr von der Austrittsgeschwindigkeit der Luft als deren Durchsatz abhängt_o

Bei Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens ergeben sich die folgenden Vorteile:

- Der Blaskreis für die Luft ist unabhängig von dem für die Schmutzstoffe,

- bereits gebaute Schornsteine können ausgerüstet werden, da es genügt, die Spitzen in geeigneter Weise mit äusseren Leitungen auszurüsten, die beispielsweise die Luft zu einem Verteiler führen,

- die einmal montierte Gealntheit umfasst kein bewegliches Teil, und

- das aussere Aussehen des Schornsteins wird vom "ästhetischen" Gesichtspunkt nur wenig modifiziert«

A_usserdem ist festzustellen:

- dass keine bevorzugte Windrichtung vorhanden ist,

da die Funktionsweise des erfindungsgemässen Systems nicht richtungsabhängig ist,

- die Benutzung einer erfindungsgemässen Anlage bleibt sehr anpassungsfähig, es braucht nur eingegriffen zu werden, wenn die Bedingungen nachteilig sind und die Benutzungskosten können somit auf ein absolutes Minimum

■ gesenkt werden,

- dass das Verfahren verbessert werden kann, indem Warmluft * bzw« des betrachtenden auszurüstenden Bauwerks

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zugeführt wird,

- dass eine automatische Einrichtung für das Inbetriebsetzen und Regeln nach dem Wert des Verhältnisses U1/v vorgesehen werden kann und

- dass die einzige Modifikation, die durch das Ingangsetzen des Blasens hervorgerufen wird, die Steigerung des Unterdrucks an der Spitze des Schornsteins ist.

Es ergibt sich daraus die vorteilhafte Konsequenz für die folgenden zwei Punkte:

- Sie verbessert die Zugbedingungen und

- der Durchsatz der Luft ist konstant und der Unterdruck ist fixiert, was es gestattet, beispielsweise leichter die Funktionsweise von Brennern in dem Fall von Rauchschwaden zu stabilisieren, die von Müllverbrennungen kommen.

Gemäss einer Variante der Erfindung ist es möglich, den erforderlichen Energieverbrauch so weit wie möglich zu verringern, indem der Teil des Blasumfangs (Fig.2 und 4) in 3,4 oder η unabhängige Abschnitte 6,7»8,9 oder η unterteilt wird und Luft nur in den oder die (8 und/oder 9 beispielsweise) bevorzugt zu dem Wind , ν . . gelßgeuen .
(v) hingeblasen wird«

- Patentansprüche -

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Claims (8)

Patentansprüche

1. J Verfahren zum Hochtreiben der Rauchfahne oder der ^— Volke verschiedener Schmutzstoffe, die durch einen Schornstein oder eine Abfuhrleitung abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet , dass Luft oder irgend ein anderes Gas. das das Abgas selber ^m seiner Spitze^sein kann,/von aussen in den Strahl der Schmutzstoffe geblasen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Blasgeschwindigkeit für die Luft zumindest gleich der Geschwindigkeit des Abgases am Austritt des Schornsteins ist₀

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Geschwindigkeit der Gebläseluft höher als die Geschwindigkeit des Abgases am Austritt des Schornsteines ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit ν und der Geschwindigkeit U1 des Abgases am Austritt des Schornsteins «* die Geschwindigkeit U2 der geblasenen Luft so geregelt wird, dass das Verhältnis U2/v zumindest gleich und bevorzugt grosser als das Verhältnis U1/v ist.

5· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4-, dadurch gekennzeichnet , dass das Blasen der luft durch eine zylindrische Hülse erfolgt, die

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koaxial zu der Hauptleitung des Schornsteins angeordnet ist und einen Durchmesser aufweist, der grosser als der Durchmesser des letzteren ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , dass Luft nur in zumindest einen Abschnitt der Hülse eingeblasen wird, der bevorzugt zum Wind gelegen ist.

7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet , dass das Blasen der Luft durch jedes geeignete Mfctel des Typs ausserhalb des Abgasstrahles vorgesehener und kranzförmig um diesen verteilter zylindrischer Strahlen erfolgt«

8. Verwendung von Einrichtungen zur Durchführung des Verfahrens nach eiaem der Ansprüche 1-7β

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