DE2238790C2 - Abgasreinigungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsanlage, bei der das Abgas in Wänrietausch mit Luft mittels Wärmetauscher gebracht ist, anschließend einer Naßreinigung unterworfen ist und beim erneuten Wärmetausch mit der erhitzten LuH (Heißluft) wieder erwärmt und anschließend mit ih 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 Abhitzeverwertungsanlagen (z. B. nach der österreichischen Patentschrift 282 046) ist der Wärmetauscher zum Aufwärmen von Verbrennungsluft und gegebenenfalls von abgekühltem 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 1 271 296) in denen das nasse Abgas in einem Wärmetauscher wieder aufgpwärmt wird, bewirken die aggressiven TL.-· «; der Beistoffe durch Korrosion und/oder Ve· jtopfung im Wärmetauscher solche Betriebsschwierigkeiten und Schaden, daß ein solches Verfahren der Wiederaufwärmung wirtschaftlich fast untragbar erscheint.

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

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Wiedererwärmung des Abgases im unteren Teil des Schornsteins mittels eines Mantclcinsatzes erfolgt, durch dessen mit der Schomsteininnenwand 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 voa außen erwärmt und danach im anschließenden Schlotteil ro-

»o tierend 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

»5 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 zwi- *⁵ sehen das kühle nasse Abgas und die Schlotwandungen legt, die nicht von außen beheizt werden, und

3. daß die Abgase durch Zumischung heißer Luft ausreichend erwärmt und getrocknet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindnug sind in den Zeichnungen sclicmatisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Anordnung der 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 als Drallerzeuger. Beispielhaft sind in F i g. 3 Mengen, Temperaturen und Taupunkte an verschiedenen Stellen der Anlage angegeben.

Die erfindungsgemäße Einrichtung enthält im wesentlichen folgende Anlagenteile: einen Wärmeaus-

«5 tauscher 2, in dem das heiße Abgas Luft auf mindestens 150 bis 200° 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 12 zwischen äußerem und inne-

rem Mantel von Heißluft durchströmt wird, einen tangentialen Eintrittsstutzen für die Heißluft am Ringraum oder Leitflächen 14, wodurch der Heiß-._u.rt im Ringraum eine rotierende Strömung aufgezwungen wird, eine Höhe des Innenmantels von etwa dem Drei- bis Fünffachen des Durchmessers des Außenmantels, der 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.
Wie Fig.l 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-

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führt wird, während das gekühlte Abgas durch einen Luft gleichgesetzt und die zuströmende Luft und das

Ventilator 5 einer nassen Gasreinigiingsanlagc 6 zu- zuströmende heiße Abgas als frei von Wasserdampf

geführt wird in dem es einem innigen Kontakt mit angesetzt wird,

Wasser ausgesetzt wird, das die zu entfernenden Bei- In A strömen 1000 mn·¹ trockenes Abgas von beistoffe aus dem Abgas herauswäscht und unvermeid- 5 spielsweise 500° C und werden bis B auf 300 C ablicherweise das Abgas bis zu dem sich ergebenden gekühlt, während beispielsweise 1000 m„³ Luit von C Taupunkt abkühlt. Die Naßreinigungsanlage 6 mag mit 0° kommend bis D auf 200° C aufgewärmt wereine Einspritzanlage, ein Waschturm, ein mechani- den. In der Naßreinigung kühlt sich das Abgas ab, scher Wäscher, ein Naßelektrofilter oder eine belie- indem es seine latente Wärme zur Verdampfung von bige andere zweckentsprechende Einrichtung sein. io Wasser freisetzt, woraus durch die Sättigung der Ab-Ein Tröpfchenfänger 7 über der Naßreinigung hält gase mit Wasserdampf bis E eine Abkühlung auf den weitaus größten Teil mitgerissener Wassertröpf- etwa 65° C erfolgt, wie es sich mit bekanntem Rechchen zurück, wobei jedoch eine relativ geringe Menge nungsgang ermitteln läßt. Bei 65° C beträgt der Parfeinster Tröpfchen und Nebel im Abgas verbleibt. tialdruck des Wasserdampfes etwa 0,25 ata, wodurch Durch den Kanal 8 strömt das nasse kühle. Abgas in 15 bei E ein Viertel des Abgases Wasserdampf ist. Demdon Innenmantel 9 des Schlotes 11. Am Außen- nach ist bei E die Menge der nassen Abgase mantel 10 des Schlotes ist der Heißluftkanal 4 tan- 1333 m_n ³ von 65° C mit einem Taupunkt von 65 C. gential angeschlossen, wie es die Fig. 2 zeigt oder/in Darin können sich etwu 10 kg feinste Wasseitröpf- oder hinter der Anschlußstelle mit Leitblechen 14, chen und Nebel befinden. Bei der Vermischung diewie in Fig. 3 gezeigt, versehen, so daß die Heißluft- ao ser kühlen nassen Abgase vun PunktE mit der von strömung im Ringraum 12 des unteren Schlotteiles Punkt D kommenden trockenen Heißluft werden die um den Innenmantel 9 rotiert und ihn beheizt. Rotie- 10 kg Tröpfchen verdampft. Deren Verdampfungsrend tritt der Heißluftstrom durch die Mündung 13 wärme von 560 kcal/kg kühlen die 1000 m_n ³ heiße des Ringraums in den Schlot 11 ein und liegt durch Luft, die eine spezifische Wärme vcn etwa 0,3 kcal/ seine Rotation zunächst dem Schlotmantel 10 an, ver- as "V¹⁰C hat, ab um 10 · 560/1000 · 0,3 = 19⁰C^So mischt sich jedoch durch dieTurbulenz der Strömung deren Temperatur vermindernd auf200—19=181°C, allmählich mit dem kühlen Abgas, dieses erwärmend während die Abgasmenge durch die verdampften und trocknend, wobei die Rotation der Heißluft ver- 10 kg Tröpfchen auf 1340 In_n- vergrößert wird. Aus hindert, daß das Abgas, solange es die Taupunkt- der Mischung von 1000m„³ von 181° C mit temperatur nicht wesentlich überschritten hat, mit 30 1340 m„^:i von 65° C entstehen bis Punkt F 2340 m_n ³ dem tragenden Außenmantel 10 des Schlotes in Kon- von 115° C. Der Partialdruck des Wasserdampfes takt kommt. vermindert sich dabei auf 340/2340^=0,148 ata, was Fig. 3 zeigt ein etwa gleiches Bild wie Fig. 1, einem Taupunkt von etwa 53° C entspricht, womit enthält jedoch beispielhafte Angaben über Mengen, ein Zweck der Erfindung dahingehend erreicht ist, Temperaturen und Taupunkte, die die Wirkung der 35 daß beispielsweise das Abgas von 65 auf 115° C aufEinrichtung auf das Abgas wiedergeben. Die Lehre gewärmt und von einem Taupunkt von 65 auf 53° C zur Bemessung der Einrichtung wird nachstehend getrocknet ist.

dargelegt, wobei der einfachen Darstellung wegen die Die Wahl der Mischtemperatur sowie von Menge

wenig unterschiedlichen spezifischen Wärmen und und Temperatur der Heißluft kann vom Ingenieur

Gewichte der trockenen und nassen Abgase und der 40 nach den Gegebenheiten ausgeübt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Abgasreinigungsanlage, bei der das Abgas in Wärmetausch mit Luft mittels Wärmetauscher gebracht ist, anschließend einer Naßreinigung unterworfen ist und beim erneuten Wärnietausch mit der erhitzten Luft (Heißluft) wieder erwärmt und anschließend mit ihr vermischt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedererwärmung des Abgases im unteren Teil des Schornsteins mittels eines Manteleinsatzes (9) erfolgt durch dessen mit der Schomsteininnenwand gebildeten Ringraum (12) die Heißluft strömt.

2. Abgasreinigungsariilage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißluft mittels eines tangentialen Eintrittsstutzens oder mittels Leitblech"; in den Ringraum so eingeführt ist, daß sie im Schornstein eine rotierende Strömung ausführt.