DE2238790B1 - Abgasreinigungsanlage - Google Patents

Description

• Wie Fig.1 zeigt, strömt heißes Abgas, von einer nicht dargestellten Feuerung kommend, durch einen Kanal 1 zum Wärmeaustauscher 2, durch den ein Ventilator 3 Luft fördert, die erhitzt durch einen Kanal 4 direkt zum Abgaskanal oder Schlot 11 ge- führt wird, während das gekühlte Abgas durch einen Ventilator 5 einer nassen Gasreinigungsanlage 6 zugeführt wird in dem es einem innigen Kontakt mit Wasser ausgesetzt wird, das die zu entfernenden Beistoffe aus dem Abgas herauswäscht und unvermeidlicherweise das Abgas bis zu dem sich ergebenden Taupunkt abkühlt. Die Naßreinigungsanlage 6 mag eine Einspritzanlage, ein Waschturm, ein mechanischer Wäscher, ein Naßelektrofilter oder eine beliebige andere zweckentsprechende Einrichtung sein.
• Ein Tröpfchenfänger 7 über der Naßreinigung hält den weitaus größten Teil mitgerissener Wassertröpfchen zurück, wobei jedoch eine relativ geringe Menge feinster Tröpfchen und Nebel im Abgas verbleibt.
• Durch den Kanal 8 strömt das nasse kühle Abgas in den Innenmantel 9 des Schlotes 11. Am Außenmantel 10 des Schlotes ist der Heißluftkanal 4 tangential angeschlossen, wie es die Fig. 2 zeigt oderlin oder hinter der Anschlußstelle mit Leitblechen 14, wie in F i g. 3 gezeigt, versehen, so daß die Heißluftströmung im Ringraum 12 des unteren Schlotteiles um den Innenmantel 9 rotiert und ihn beheizt. Rotierend tritt der Heißluftstrom durch die Mündung 13 des Ringraums in den Schlot 11 ein und liegt durch seine Rotation zunächst dem Schlotmantel 10 an, vermischt sich jedoch durch die Turbulenz der Strömung allmählich mit dem kühlen Abgas, dieses erwärmend und trocknend, wobei die Rotation der Heißluft verhindert, daß das Abgas, solange es die Taupunkttemperatur nicht wesentlich überschritten hat, mit dem tragenden Außenmantel 10 des Schlotes in Kontakt kommt.
• Fig. 3 zeigt ein etwa gleiches Bild wie Fig.1, enthält jedoch beispielhafte Angaben über Mengen, Temperaturen und Taupunkte, die die Wirkung der Einrichtung auf das Abgas wiedergeben. Die Lehre zur Bemessung der Einrichtung wird nachstehend dargelegt, wobei der einfachen Darstellung wegen die wenig unterschiedlichen spezifischen Wärmen und Gewichte der trockenen und nassen Abgase und der Luft gleichgesetzt und die zuströmende Luft und das zuströmende heiße Abgas als frei von Wasserdampf angesetzt wird.
• In A strömen 1000 mn3 trockenes Abgas von beispielsweise 5000 C und werden bis B auf 3000 C abgekühlt, während beispielsweise 1000 mn3 Luft von C mit 0° kommend bis D auf 2000 C aufgewärmt werden. In der Naßreinigung kühlt sich das Abgas ab, indem es seine latente Wärme zur Verdampfung von Wasser freisetzt, woraus durch die Sättigung der Ab gase mit Wasserdampf bis E eine Abkühlung auf etwa 650 C erfolgt, wie es sich mit bekanntem Rechnungsgang ermitteln läßt. Bei 650 C beträgt der Partialdruck des Wasserdampfes etwa 0,25 ata, wodurch bei E ein Viertel des Abgases Wasserdampf ist. Demnach ist bei E die Menge der nassen Abgase 1333 mn3 von 650 C mit einem Taupunkt von 650 C.
• Darin können sich etwa 10 kg feinste Wassertröpfchen und Nebel befinden. Bei der Vermischung dieser kühlen nassen Abgase von Punkt E mit der von Punkt D kommenden trockenen Heißluft werden die 10 kg Tröpfchen verdampft. Deren Verdampfungswärme von 560 kcal/kg kühlen die 1000mm3 heiße Luft, die eine spezifische Wärme von etwa 0,3 kcal/ mn30 C hat, ab um 10. 560/1000. 0,3 = 190 C, so derenTemperatur vermindernd auf 200 - 19 = 1810 C, während die Abgasmenge durch die verdampften 10 kg Tröpfchen auf 1340 mn3 vergrößert wird. Aus der Mischung von 1000 mm3 von 1810 c mit 1340 mn3 von 650 C entstehen bis Punkt F 2340 mn3 von 1150 c. Der Partialdruck des Wasserdampfes vermindert sich dabei auf 340/2340=0,148 ata, was einem Taupunkt von etwa 530 C entspricht, womit ein Zweck der Erfindung dahingehend erreicht ist, daß beispielsweise das Abgas von 65 auf 1150 C aufgewärmt und von einem Taupunkt von 65 auf 530 C getrocknet ist.
• Die Wahl der Mischtemperatur sowie von Menge und Temperatur der Heißluft kann vom Ingenieur nach den Gegebenheiten ausgeübt werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Abgasreinigungsanlage, bei der das Abgas-in Wärmetausch mit Luft mittels Wärmetauscher gebracht ist, anschließend einer Naßreinigung unterworfen ist und beim erneuten Wärmetausch mit der erhitzten Luft (Heißluft) wieder erwärmt und anschließend mit ihr vermischt wird, da durch gekennzeichnet, daß die Wiedererwärmung des Abgases im unteren Teil des Schornsteins mittels eines Manteleinsatzes (9) erfolgt durch dessen mit der Schornsteimnnenwand gebildeten Ringraum (12) die Heißluft strömt.
2. 2. Abgasreinigungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißluft mittels eines tangentialen Eintrittsstutzens oder mittels Leitbleche in den Ringraum so eingeführt ist, daß sie im Schornstein eine rotierende Strömung ausführt.

   Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsanlage, bei der das Abgas in Wärmetausch mit Luft mittels Wärmetauscher gebracht ist, anschließend einer Naßreinigung unterworfen ist und beim erneuten Wärmetausch mit der erhitzten Luft (Heißluft) wieder erwärmt und anschließend mit ihr vermischt wird.

   Derartige Anlagen dienen zum Zweck einer Kühlung und Reinigung von lästigen oder schädlichen Beistoffen oder zu einer sonstigen physikalischen oder chemischen Behandlung der Gase. Insbesondere sollen in solchen Anlagen die Gase bis zu einer Sättigung mit Wasserdampf abgekühlt werden, wonach sie im allgemeinen Reste in flüssiger Phase, wie Nebel oder Tröpfchen, enthalten.

   Bei den bekannten Abhltzeverwertungsanlagen (z. B. liacS tder österreichischen PatentsChrift 282 046) ist der Wärmetauscher zum Aufwärmen von Verbrennungsluft und gegebenenfalls von abgekähltem Abgas eingerichtet. Hierbei sind dem Wärmetauscher mindestens eine Filteranlage zum Reinigen der gekühlten Abgase und eine Mischanlage zum Mischen der aus der Filteranlage anfallenden gereinigten Abgase mit der aus dem Wärmetauscher anfallenden Warmluft nachgeschaltet.

   In den bekannten Naßreinigungsanlagen (z.B. nach der deutschen Patentschrift 1271296) in denen das nasse - Abgas in einem-Wärmetauscher wieder aufgewärmt wird, bewirken die aggressiven Reste der Beistoffe durch Korrosion Ündidder Verstopfung im Wärmetauscher solche Betriebsschwierigkeiten und Schäden, daß ein solches Verfahren der Wiederaufwärmung wirtschaftlich fast untragbar erscheint.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Betriebsschwierigkeiten und Schäden zu vermeiden.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wiedererwärmung des Abgases im unteren Teil des Schornsteins mittels eines Manteleinsatzes erfolgt, durch dessen mit der Schornsteininnenwand gebildeten Ringraum die Heißluft strömt.

   Der Manteleinsatz ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung derart ausgebildet, daß die Heißluft mittels eines tangentialen Eintrittsstutzens oder mittels Leitbleche in den Ringraum so eingeführt ist, daß sie im Schornstein eine rotierende Strömung ausführt.

   Die Aufwärmung des nassen oder feuchten Abgases durch trockene heiße Luft erfolgt hierbei derart, daß die heiße Luft zunächst die Wandungen der Kanäle und des unteren Schlotteiles von außen erwärmt und danach im anschließenden Schlotteil rotierend das nasse Abgas umströmt, um dessen Kontakt mit der Schlotwandung so lange zu verhindern, bis es durch die in der Turbulenz der Strömung vor sich gehenden Vermischung mit der trockenen heißen Luft ausreichend erwärmt und getrocknet ist, um Kondensation an der Schlotwandung und nach dem Austritt aus der Schlotmündung Tröpfchenbildung in der umgebenden Luft zu verhindern.

   Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, 1. daß die vom nassen kühlen Abgas berührten Wandungen auf eine Temperatur über der Taupunktstemperatur erwärmt werden, 2. daß sich ein Mantel heißer trockener Luft zwischen das kühle nasse Abgas und die Schlotwandungen legt, - die#'#iicht von außen beheizt werden, und 3. daß die Abgase durch Zu mischung heißer Luft ausreichend erwärmt undgetrocknet werden.

   Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Anordnung def erfinderischen Naßreinigungsanlage, Fig. 2 einen Querschnitt des Schornsteins in der in Fig 1 mit X gekennzeichneten Ebene und den tangentialen Eintritt in den Ringraum, Fig. 3 ein nasses Elektrofilter und Leitbleche 14 im Schornsteinfuß al&-:Drallerzeuger. Beispielhaft sind in F i g.
3. 3 Mengen, Temperaturen und Taupunkte an verschiedenen Stellen der Ånlage angegeben.

   Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält im wesentlichen folgende Anlagenteile: einen Wärmeaustauscher 2, iX dem das heiße; Abgas Luft auf mindestens 150 bis 2000 C aufwärmt, im unteren Teil des Schlotes 11 einen inneren 9 und einen äußeren 10 Mantel, wobei der Innere vom kühlen nassen Abgas und der Ringraum l-2 zwischen äußerem und innerem Mantel vòn Heißluft durchströmt wird, einen tangentialen Eintrittsstutzen für die Heißluft am Ringraum oder Leitflächenirl, wodurch der Heißluft im Ringraum eine rotierende Strömung aufgezwungen wird, eine Höhe des Innenmantels von etwa dem Drei- bis Fünffachen des Durchmessers des Außenmantels, de#r sich -tragend über die ganze Schlothöhe erstreckt, eine freie Mündung 13 des Ringraumes in den Schlotraum, aus dem die heiße Luft die kühlen Gase ummantelnd austritt, sich durch ihre rotierende Strömung weiterhin dem Schlotmantel anlegt, sich jedoch durch die Turbulenz allmählich mit dem Abgas vermischt, wobei sich dieses erwärmt und trocknet.