DE2331363A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufheizen eines waermetraegerkreislaufes - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum aufheizen eines waermetraegerkreislaufes

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Description

Andrejewski, Honke & Gesthuysen Patentanwälte
Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Ingenieur Anwaltsakte: 41 864/Wa-ma Hans Dieter Gesthuysen
4300 Essen, den 19. Juni 1973 Theaterplatz 3
Patentanmeldung
Mineralöl- und Pllterteohnik (MbH
43 Essen, Huyssenallee 66-68
Verfahren und Vorrichtung zum Aufheizen eines Wärmeträgerkreislaufes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum zentralen Aufheizen eines Wärmeträgerkreislaufes durch Wärmeaustausch mit durch Verbrennung von Brennstoffen erzeugten Rauchgasen.
Bei bekannten Verfahren der genannten Gattung wird zur Erzeugung der Rauchgase regelmäßig Heizöl, Stadt- bzw. Erdgas oder auch Kohle als Brennstoff eingesetzt. Im Zuge der bekannten Maßnahmen liegt es auch (vgl. Zeitschrift "Brennstoff-Wärme-Kraft (BWK)" Bd. 16, 1964, Nr. 8, S. 397 bis 399), Altöle,
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wässrige sowie giftige Schlämme, phenolhaltige Wasser und dgl. gegebenenfalls nach Erhöhung des Heizwertes durch Heizölzusatz zu verbrennen und damit zu vernichten. Das hat sich bewährt, solange die Brennstoffe bzw. Brennstoffgemische nach Verbrennung im Rauchgas praktisch keine korrosiven, d. h. die zum Wärmeaustausch erforderlichen Wärmeaustauscher angreifenden Verbindungen enthalten. Würde man im Rahmen des bekannten Verfahrens gasförmige Korrosivverbindungen bildende Brennstoffe einsetzen, würden die Wärmeaustauscher innerhalb kürzester Zeit durch Korrosion unbrauchbar werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung zu finden, mit welchen auch der Einsatz von bei einer Verbrennung große Mengen gasförmiger Korrosivverbindungen bildenden flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen oder Brennstoffkombinationen ohne nennenswerte Schädigung der Wärmeaustauscher durch Korrosion ermöglicht wird. "Bei einer Verbrennung große Mengen gasförmiger Korrosivverbindungen bildende flüssige oder gasförmige Brennstoffe oder Brennstoffkombinationen" meint hierbei insbesondere flüssige oder gasförmige Brennstoffe oder Brennstoffkombinationen aus flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen mit einem unteren Heizwert von wenigstens 4ooo kcal/kg, die ausschließlich oder teilweise aus flüssigen oder gasförmigen Abfallprodukten mit einem hohen Gehalt an Wasser (Io - 5o Gew.^) und einem hohen
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Gehalt an Chlor, Schwefel und dgl. bestehen.
In verfahrensmäßiger Hinsioht besteht die Erfindung darin, daß bei Erzeugung der Rauchgase aus bei einer Verbrennung große Mengen gasförmiger Korrosiwerbindungen bildenden flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen oder Brennstoffkombinationen der Wärmeaustausch ausschließlich bei einer oberhalb der Taupunkttemperatur der im Rauchgas enthaltenen Korrosivverbindungen liegenden Temperatur vorgenommen wird. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Wärmeaustausch bei einer Temperatur der Wärmeträger von wenigstens 2oo°C vorgenommen. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß aus den genannten Brennstoffen oder Brennstoffkombinationen erzeugte Rauchgase ihre korrosive Wirkung nur dann entfalten, wenn die Taupunkttemperatur der gasförmigen Korrosiwerbindungen unterschritten wird und deren Kondensation am Wärmeaustauscher erfolgt.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einem Wärmeträgerkreislauf zugeordneter zentraler Aufheizst&ion mit in einen Verbrennungsraum einmündender Brenneranordnung, an den Verbrennungsraum anschließendem Rauohgasabzug und im Rauchgasabzug angeordnetem, dem Wärmeträgerkreislauf zwisohengesohaltetem Wärmeaustauscher, welche daduroh gekennzeichnet ist, daß die Brenneranordnung mit einem Umschalter für die wahlweise Verbrennung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen oder
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Brennstoffkombinationen mit großen Mengen gasförmiger Korrosivverbindungen im Rauchgas einerseits und von korrosivverbindungsfreien flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen andererseits versehen ist, daß dem Wärmeaustauscher ein Temperaturfühler zugeordnet ist und der Temperaturfühler als Eingabeglied an eine Steuereinrichtung mit dem Umschalter als Stellglied angeschlossen ist.
Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin zu sehen, daß zum zentralen Aufheizen eines Wärmeträgerkreislaufes nunmehr auch bei einer Verbrennung große Mengen gasförmiger Korrosivverbindungen bildende Abfallbrennstoffe ohne Gefahr für den Wärmeaustauscher eingesetzt werden können.
Nachfolgend werden die Erfindung und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zum zentralen Aufheizen eines Wärmeträgerkreislaufes.
Die in der Figur dargestellte Vorrichtung zeigt eine zentrale Aufheizstation 1 mit einem Wärmeträgerkreislauf 2. Die Aufheizstation 1 besitzt einen Verbrennungsraum 3* an welchen sich über eine Umlenkkammer 4 ein konzentrisch um den Verbrennungsraum 3 angeordneter Rauchgasabzug 5 mit Rauchgasaustritt 6
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anschließt. Dem Rauchgasaustritt 6 kann eine nicht dargestellte Rauohgasreinigungseinrichtung nachgeschaltet sein.
In den Verbrennungsraum 3 der Aufheizstation 1 mündet eine Brenneranordnung 7 ein, die im Ausführungsbeispiel aus einem einzigen Spezialbrenner 8 besteht, der sowohl für die Verbrennung von Flüssigbrennstoff mit gasförmigen Korrosiwerbindungen im Rauchgas als auch für die Verbrennung von korrosiwerbindungsfreien Flüssigbrennstoffen eingerichtet ist. Dazu sind an den Brenner 8 über ein Ventil 9 zwei Zuführungsleitungen lo, Il für die beiden Brennstoffarten angeschlossen, wobei die erste Zuführungsleitung Io zu einem nicht dargestellten Heizölbehälter und die zweite Zuführungsleitung 11 zu einem Behälter mit einer stark wasser-, chlor- und/oder schwefelhaltigen Abfallflüssigkeit führt. Besitzt die letztgenannte Flüssigkeit ausreichenden Heizwert, so ist das Ventil 9 als Umschaltventil ausgeführt. Bei unzureichendem Heizwert kann das Ventil 9 aus einem Mischventil bestehen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Brenneranordnung 7 aus zwei Brennern für die beiden Brennstoffarten aufzubauen. Jedenfalls bestehen hier viele Möglichkeiten der Ausgestaltung.
Im Rauchgasabzug 5 befindet sich ein Wärmeaustauscher 12, an den der Wärmeträgerkreislauf 2 angeschlossen ist. Im Wärmeträgerkreislauf 2 läuft im Ausführungsbeispiel öl als Wärmeträger um.
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Zur Steuerung der zentralen Aufheizstation 1 dient eine Steuereinrichtung 13, an welche ein im Bereich des Rauchgasaustrittes 6 am Wärmeaustauscher 12 befestigter Temperaturfühler l4 als Eingabeglied und ein das Ventil 8 betätigender Umschalter als Stellglied angeschlossen sind.
Die Punktionsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgendermaßen: Zur Inbetriebnahme wird das öl im Wärmeträgerkreislauf 2 in Umlauf gebracht, wobei es den Wärmeaustauscher durchfließt. Nach Einschalten der Steuereinrichtung IJ mißt der Temperaturfühler 14 Raumtemperatur, so daß mittels des Umschalters 15 das Ventil 9 auf Versorgung des Brenners 8 mit reinem Heizöl über die Zuführungsleitung Io geschaltet wird. Nach Zünden des Brenners 8 wird das Heizöl im Verbrennungsraum 3 verbrannt. Die entstehenden Rauchgase strömen über die Umlenkkammer 4 in den Rauchgasabzug 5 und am Wärmeaustauscher 12 vorbei zum Rauchgasaustritt 6. Die Wärme der Rauchgase heizt dabei den den Wärmeaustauscher 12 durchströmenden Wärmeträger (öl) auf. Sobald der Wärmeträger eine Temperatur von wenigstens 2oo°C erreicht hat, schaltet die Steuereinrichtung IJ das Ventil 9 über den Umschalter 15 um, so daß nunmehr die Zuführungsleitung 11 mit dem bei der Verbrennung gasförmige Korrosiwerbindungen bildenden Flüssigbrennstoff ein- oder zugeschaltet ist. Der Umschaltpunkt wird in jedem Falle so gewählt, daß eine Kondensation der gasförmigen Korrosiwerbindungen am Wärmeaustauscher 12 nicht auftreten
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kann. Sollte die Temperatur des Wärmeträgers unter die vorgegebene Temperatur abfallen, steuert die Steuereinrichtung IJ selbsttätig wieder auf reines Heizöl um.
Sollten je nach Art der zu vernichtenden Abfallprodukte bei der Verbrennung feste oder flüssige Verbrennungsprodukte auftreten, so empfiehlt sich vertikale Aufstellung der Aufheizstation 1. Die festen oder flüssigen Verbrennungsprodukte, beispielsweise Salze, können dann vom Boden der Umlenkkammer mit Hilfe einer nicht dargestellten Austragvorrichtung entfernt werden.
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Claims (1)

  1. Andrejewski, Honlce & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen 1, Theaterplatz 3
    Patentansprüche
    Verfahren zum zentralen Aufheizen eines Wärmeträgerkreislaufes durch Wärmeaustausch mit durch Verbrennung von Brennstoffen erzeugten Rauchgasen, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erzeugung der Rauchgase aus bei einer Verbrennung große Mengen gasförmiger Korrosiwerbindungen bildenden flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen oder Brennstoffkombinationen der Wärmeaustausch ausschließlich bei einer oberhalb der Taupunkttemperatur der im Rauchgas enthaltenen Korrosiwerbindungen liegenden Temperatur vorgenommen wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustausch bei einer Temperatur der Wärmeträger von wenigstens 2oo°C vorgenommen wird.
    J)» Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus einem Wärmeträgerkreislauf zugeordneter zentraler Aufheizstation mit in einem Verbrennungsraum einmündender Brenneranordnung, an den Verbrennungsraum anschließendem Rauchgasabzug und im Rauchgasabzug angeordnetem, dem Wärmeträgerkreislauf zwischengeschaltetem Wärmeaustauscher, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenneranordnung (7) mit einem Umschalter (15) für die wahlweise Verbrennung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen oder Brennstoffkombinationen mit
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    mit großen Mengen gasförmiger Korrosiwerbindungen im Rauchgas einerseits und von korrosiwerbindungsfreien flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen andererseits versehen ist, daß dem Wärmeaustauscher (12) ein Temperaturfühler (l4) zugeordnet ist und der Temperaturfühler (lA) als Eingabeglied an eine Steuereinrichtung (13) mit dem Umschalter (15) als Stellglied angeschlossen ist.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenneranordnung (7) aus einem ersten Brenner für die Verbrennung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen oder Brennstoffkombinat ionen mit gasförmigen Korrosiwerbindungen im Rauchgas und einem zweiten Brenner für die Verbrennung von korrosiwerbindungsfreien flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen besteht.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenneranordnung (7) aus einem einzigen Brenner (8) mit Zuführungsleitungen (lo, 11) für beide Brennstoffarten besteht und der Umschalter (15) den 2uführungsleitungen (lo, 11) zugeordnet ist.
    6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche J bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeträgerkreislauf (2) öl als Wärmeträger enthält.
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    Andrejewski, Honke & Gesthuysen, Patentanwälte, 4300 Essen 1, Theaterplatz
    - Io -
    7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche j5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (l4) im Bereich des Rauchgasaustrittes (6) des Rauchgasabzuges (5) am Wärmeaustauscher (12) befestigt ist.
    8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche j5 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchgasabzug (5) über eine Umlenkkammer (4) an den Verbrennungsraum (j5) angeschlossen ist.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rauchgasabzug (5) konzentrisch um den Verbrennungsraum angeordnet ist.
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DE19732331363 1973-06-20 1973-06-20 Vorrichtung zum Aufheizen eines Wärmeträgerkreislaufes Expired DE2331363C3 (de)

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