DE2603492A1

DE2603492A1 - Verbrennungseinrichtung fuer vorzugsweise industrielle abgase

Info

Publication number: DE2603492A1
Application number: DE19762603492
Authority: DE
Inventors: Martin Braun; Peter Witkowski
Original assignee: GOEMAC GES fur INDUSTRIEOEFEN
Current assignee: GOEMAC GES fur INDUSTRIEOEFEN
Priority date: 1976-01-30
Filing date: 1976-01-30
Publication date: 1977-08-04

Description

Verbrennungseinrichtung für vorzugsweise industrielle Abgase
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbrennungseinrichtung fUr vorzugsweise indiz strielle Abgase, insbesondere für Dömpfe von Wärmebehandiungsanlcsen, mit einer die zu verbrennenden Abgase zuführenden Zufuhrleitung mit Gebisse, mit einem Brenner, einer dem Brenner nachgeschalteten Brennkammer'mit oder ohne Katalysator und mit einem an den Brennkammerauslaß angeschlossenen Abzug.
Derartige Verbrennungseinrichtungen eignen sich prinzipiell zur mehr oder weniger vollstandigen Verbrennung industrieller Abgcse,z.B. auch von Dämpfen, die bei der Wärmebehandlung von Metall teilen, insbesondere Stahl teilen, dadurch entstehen, daß man diese Teile zum Abschrecken in eine Abschreckflussigkeit, z.B. öl, Wasser, eine Emulsion od. dgl. eintaucht. Bisher werden derartige Dampf oder Schwaden einfach in die Atmosphäre abgeführt, und zwar entweder ungefiltert oder nach Passieren z.B. eines Elektrofilters oder eines Naßabscheiders. Letztere haben den Nachteil, daß die abgeschiedenen Bestandteile bei Ölschwaden das Öl, in das Abscheidewasser gelangen, dieses also verunreinigen. Die ungefilferfe Ableitung in die Atmosphäre verbietet sich wegen der hohen Umweltbelastung. Hier schaffen somit Verbrennungseinrichtungen der vorgenannten Art Abhilfe.
Es ist eine Verbrennungseinrichtung zur katalytischen Oxidation von Kohlenwasserstoffen, die in industriellen Abgasen enthalten sind, bekannt. Bei dieser Einrichtung werden die Abgase ober ein Gebläse in der Zufuhrleitung in die Brennkammer eingeleitet, nach mehrfacher Umlenkung durcn einen Katalysator, der in einem RinggehAuse enthalten ist, hindurchgeleitet und erst von dort aus in den Brennkamrtierinnenraum abgegeben, wo die Abgase an einem nahezu den ganzen Brennkammerinnenraum ausfüllenden Wärmeaustauscher vorbeistreichen. Der Brenner ist innerhalb eines Pral Itopfes angeordnet, der in Flammrichtung geschlossen, gegen die Flommrichtung hingegen offen ist, so daß die Verbrennungsgase des Brenners gegen den Pralltopfboden schlagen und an diesem um ca. 1800 in eine gegen die Flammrichtung gerichtete Strömung umgelenkt werden. Nach erneuter Umlenkung, ebenfalls um ca 1800, gelangen die Verbrennungsgase des Brenners dann durch einen Ringkanal zwischen Prall topf und Ringgehause des Katalysators in den Brennkammerinnenraum hinein. Es wird somit erreicht, daß die Verbrennungsgase des Brenners mit den zu verbrennenden Abgasen erst dann in Berührung gelangen, wenn diese Abgase bereits in den Brennkammerinnenroum eingeströmt sind. Als Brenner dient ein Ölbrenner, was von Nachteil ist, weil dadurch der natürliche Vorrat an Rohöl nicht geschont wird und die Einrichtung von der Kostenseite her den Preiserhöhungen auf dem Pvohölmarkt ausgesetzt ist. Durch die vielfache Umlenkung wird ein großer Teil der Strömungsenergie der Brennerflamme vernichtet.
Um das zu verbrennende Abgas in die Brennkammer, durch den Katalysator und dann in den Brennkammerinnenraum, sowie durch letzteren hindurch am Wärmeaustauscher vorbeizuführen, ist eine erhebliche Gelaseleistung notwendig. Eine unmittelbare Brennerspeisung mit dem zu verbrennenden Abgas selbst entFällt. Die Einrichtung hat somit einen erheblichen Energiebedarf.
Es ist ferner eine Einrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der der Brenner unmittelbar und allein mit dem zu verbrennenden Abgas gespeist wird. Das Verbrennungsgas des Brenners passiert im Brennkammerinnenraum einen Katalysator und wird dann dem Abzug zugeführt. Nachteilig ist an dieser Einrichtung, daß diese nicht für alle möglichen, stark variierenden Zusammensetzungen von zu verbrennendem Abgas einsetzbar ist, sondern nur dann, wenn es sich um solche Abgase handelt, die im Brenner ein zündfähiges Gas bilden. Der Einsatzbereich dieser Einrichtung ist somit auf SonderFälle beschränkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbrennungseinrichtung für vorzugsweise industrielle Abgase zu schaffen, die den Einsatz eines mit Gas, und zwar verschiedenster Zusammensetzung, und/oder Öl speisbaren Brenners, also eines Universalbrenners, zuläßt, einen geringen Gesamtenergiebedarf hat und universell fdr alle möglichen Zusammensetzungen von zu verbrennenden Abgasen einsetzbar ist und die bei allem einen geringen Gesamtaufwand erfordert.
Die Aufgabe ist bei einer Verbrennungseinrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Brenner als Universalbrenner ausgebildet ist, der mit einem fremd zugeführten Brennstoff und/oder mit dem zu verbrennenden Abgas selbst speisbar ist, daß der Brenner innerhalb eines die Brennerflamme stabilisierenden Flammengehäuses angeordnet ist, das endseitig zum Brennkammereinlaß geöffnet ist, daß das Flammengehäuse von einem Fanggehöuse umgeben ist, das in Richtung quer zur Flammrichtung mit Abstand vom Flammengeho-use, unter Ausbildung eines lnjektianskanales, angeordnet ist und das, in Flammrichtung gesehen, an beiden Enden offen und mit einem Ende in den Brennkammerinnenraum hineingeführt ist, daß die Brennkammer am Einlaß, in Richtung quer zur Flammrichtung gesehen, bis hin zum Fanggehduse abgeschlossen ist daß das Fanggehäuse von einem Abschlußgehduse mit Abstand umgeben ist, dessen Inneres einerseits zur Brennkammer hin und andererseits mit Abstand von dem offenen Fanggehäuseende, das der Brennkammer abgewandt ist, abgeschlossen ist, und daß die Zufuhrleitung in Strömungsrichtung hinter dem Gebläse sich in eine unmittelbar zum Brenner führende Speiseleitung und eine an das Abschlußgehduse angeschlossene und in dessen Inneres einmündende Eingangsleitung teilt, wobei die Speiseleitung und die Eingangsleitung jeweils eine Absperrvorrichtung enthalten, die wahlweise zusammen oder alternativ zur Zuführung der zu verbrennenden Abgase öffenbar sind.
Die Gestaltung des Brenners als Universalbrenner und Anordnung der Speiseleitung und Eingangsleitung erlauben es, je nach Zusammensetzung des zu verbrennenden Abgases, sowie je nach Mengenanfall desselben pro Zeiteinheit, den Brenner z.B.
allein und ausschließlich mit dem zu verbrennenden Abgas selbst zu speisen. In diesem Fall entfällt eine Fremdspeisung des Brenners mit fremd zugeführtem Brennstoff, also Öl oder Gas. Das Abgas wird ausschließlich durch den Brenner verbrannt. Eine Paralleleinleitung eines zu verbrennenden Abgasteilstromes über die zur Speiseleitung parallele Eingangsleitung in das Abschlußgehäuse, den lnjektionskanal und von dort in den Brennkammerinnenraum entfällt dann, wenn der Mengenanfall des Abgases, das vom Gebläse zugeführt wird, pro Zeiteinheit gerade zur Speisung des Brenners selbst ausreichend ist.
Ist dieser zeitliche Mengenanfall größer, erfolgt die besagte Paralleleinleitung eines Abgosteilstromes über die Eingangsleitung. Dieser Abgasteilstrom wird dann der Brennerflamme ringsum zugeführt und somit ebenfalls verbrannt. Reicht der über die Speiseleitung direkt dem Brenner zu dessen Speisung zugeführte Abgasstrom nicht zur Aufrechterhaltung der Brennerflamme aus, dann kann der Brenner zusätzlich mit Fremdbrennstoff, also Fremdgas oder 01, gespeist werden. Eignet sich das zu verbrennende Abgas überhaupt nicht oder schlecht zur Speisung des Brenners, so wird die Speiseleitung durch Schließen ihrer Absperrvorrichtung geschlossen, der Brenner mit Fremdgas oder 01 gespeist und das zu verbrennende Abgas ausschließlich über die Eingangsleitung eingeführt. Die erfindungsgemäße Einrichtung gestattet also einen universellen Einsatz bei außerordentlich geringem Energie- und Kostenaufwand. Zur weiteren Energiesenkung trägt die Anordnung einmal des Flammengehäuses, durch das die Brennerflamme stabilisiert wird und deren Strömungsenergie weitgehend erhalten bleibt, und zum anderen des Fanggehäusesund des Abschlußgehöuses, die wie erläutert gestaltet sind, bei; denn die besondere Anordnung schafft, quer zur Flammrichtung gesehen, zwischen Flammengehäuse und Fanggehäuse einen Injektionskanal, wodurch ein Einsaugen des in das Innere des Abschlußgehduses über die Eingangsleitung eingeführten Abgases unter Injektorwirkung, also nach dem Prinzip der Wassers trahl pumpe, erreicht wird. Daraus resultieren eine gleichmäßige Durchströmung des lnjektionskanales und Einleitung in den Brennkammerinnenraum Der Leistungsbedarf für das Gebläse in der Zufuhrleitung kann verringert werden, weil die Strömungsenergie der Brennerflamme als zusätzlicher Antrieb für das einzuführende Abgas herangezogen wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Brennkammerinnenraum einerseits und das Flammengehäuse, das Fanggehäuse und das Abschlvßgehäuse andererseits im wesentlichen kreiszylindrische Gestalt besitzen, wobei letztere im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind und in einer Flucht mit dem Brennkammerinnenraum verlaufen. Es ergibt sich somit für diese Teile jeweils Rohrform, was fertigungstechnisch einfach und billig ist und den Materialaufwand für diese Teile so klein wie möglich halt.
Dies ist von besonderer Bedeutung, weil zumindest das Fanggehäuse, unter Umstanden auch das Abschlußgehäuse, sowie die äußere ES Elechmantelumkleidung des im Inneren gemauerten Flammengehäuses aus hoch hitzebeständigem, teurem Blech hergestellt sein müssen.
Die Eingangsleitung kann, in Flommrichtung gesehen, in Abstand von jedem offenen Ende des Fanggehöuses in das Innere des Abschlußgehäuses einmünden.
Dadurch ist sichergestellt, daß das eingeleitete Abgas nicht unmittelbar und nicht im wesentlichen nur an einer Umfangsstelle in den Injektionskanal hineingeführt wird. Vielmehr verteilt sich das Abgas im Abschlußgehause rund um das Fanggehäuse und strömt nach etwa rechtwinkliger Umlenkung längs des Fanggehäuses, in dessen Injektionskanal es dann nach Umlenkung um etwa 1800 hineingesaugt wird. Vorteilhafterweise mündet die Eingangsleitung etwa tangential zum Abschlungehäuse in dessen Inneres ein. Das Abgas wird somit im wesentlichen tangential in das Innere des Abschlußgehäuses eingeleitet. Dadurch wird - um eine gleichmäßige Umströmung des Fanggehäuses vor Eintritt des Abgases in den Injektionskanal zu erreichen - die Strömungsenergie des eingeleiteten Abgases genutzt und eine Verteilung rund um das Fanggehäuse sichergestellt, und zwar ohne große Strömungsverluste. Auch hierdurch wird der Energiebedarf der Einrichtung so klein wie möglich gehalten.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Fanggehäuse sich auf einem Längenbereich, der sich etwa von der Einmündungsstelle der Eingangsleitung bis hin zu dem offenen Fanggehäuseende, das der Brennkammer abgewandt ist, erstreckt, zum genannten Fanggehäuseende hin erweitert, vorzugsweise etwa kegelstumpfförmig. Dieser sich erweiternde Teil hat zwei Aufgaben. Zunächst trägt er mit dazu bei, eine gleichmäßige Verteilung des zugeführten Abgases rund um das Fanggehäuse sicherzustellen und ein vorschnelles, evtl. nur auf einen Umfangsbereich begrenztes Eintreten des Abgases in den Injektionskanal zu verhindern, weil die Erweiterung sich der Strömung in Richtung zum Eingang des Injektionskanales entgegenstellt und so die Umströmung in Umfangsrichtung stabilisiert.
Ferner verleiht die Erweiterung dem Injektionskanal an dessen Eingang Düsencharakter, was bezüglich der Injektorwirkung von Vorteil ist.
Die Anordnung kann ferner in vorteilhafter Weise so getroffen sein, daß in der Brennkammer ein Brennrohr enthalten ist, das den Brennkammerinnenraum umgrenzt, am einen Ende den Brennkammerauslaß und am gegenüberliegenden, zum Brenner weisenden Ende den Brennkammereinlaß bildet und an diesem Ende offen ist und das Ende des Fanggehäuses, in Richtung quer zur Flammrichtung gesehen, mit Abstand übergreift. Hierbei kann es ferner von Vorteil sein, wenn die Brennkammer am zum Brenner weisenden Ende mittels eines bis zum Fanggehäuse geführten Abschlußdeckels gegenüber dem zwischen Abschlußgehause und Fanggehäuse vorhandenen Raum abgeschlossen ist, wobei der Abschlußdeckel in Längsrichtung des Brennrohres in Abstand von dessen zum Brenner weisenden Ende angeordnet ist. Ferner kann die Anordnung so getroffen sein, daß das Brennrohr mit dem zum Abzug gerichteten Ende in die Brennkammer eingepasst ist und quer zur Flammrichtung gesehen, mit Abstand von der Brennkammerwand verläuft und daß zwischen letzterer und Brennrohr ein Heißgaskanal gebildet ist, der über die ringförmige Öffnung zwischen Fanggehäuse und Brennrohr mit dem Brennkammerinnenraum in Verbindung steht und in den über eine durch die Brennkammerwand geführte Heizleitung ein Heißgas, insbesondere zur Vorheizung der Brennkammer, einleitbar ist. Das Brennrohr kann auf dem zum Brenner weisenden Längenabschnitt einen sich zum zugewandten Fanggehäuseende hin erweiternden Teil besitzen, der das Fanggehäuseende also etwa haubenartig mit Umfangsspiel übergreift. Der Heißgaskanal ist am einen Ende durch die gemauerte Brennkammerwandung selbst und am anderen Ende durch den Abschlußdeckel stirnseitig abgeschlossen. Über die dem Umfangsspiel entsprechende, ringförmige Öffnung zwischen Brennrohr und Fanggehäuseende steht der Heißgaskanal mit dem Inneren des Brennrohres, also mit dem Brennkammerinnenraum, in Verbindung. Über die Heizleitung kann ein zusätzliches Gas z.B. zum Vorheizen der Einrichtung, eingeleitet werden, und natürlich auch zumindest ein Teilstrom des zu verbrennenden Abgases selbst, das dann aber nicht den Injektionskanal passiert, sondern über die ringförmige Öffnung sofort in den Brennkammereinlaß gelangt. Auch hierbei ist eine Injektorwirkung vorhanden, da das aus dem Fanggehäuse aus- und in das Brennrohr eintretende Gas als Antrieb für das über die ringförmige Öffnung in den Brennkammerinnenraum hineingeführte Heizgas dient. Somit stellt die ringförmige Öffnung ebenfalls einen Injektionskanal für das im Heißgaskanal geführte Heizgas dar. Das Brennrohr besteht ebenfalls aus hoch hitzebeständigem Blech, weil im Brennkammerinnenraum Temperaturen von etwa 7000 C bis 900° C zu beherrschen sind.
Als Katalysator können im Brennkammerinnenraum Metallstäbe angeordnet sein, die sich quer zur Brennkammerlängsrichtung erstrecken. Die Metallstäbe können horizontal und/oder vertikal angeordnet sein, vorzugsweise zu einem aus Vertikal-und/oder Horizontalstäben gebildeten Gitter zusammengefasst sein. In Strömungsrichtung können mehrere Gitter hintereinander, vorzugsweise mit jeweils zu nehmendem Längsabstand voneinander, angeordnet sein. Dabei kann ein Gitter gegenüber dem vorhergehenden Gitter mit seinen Vertikal-und/oder Horizontalstäben versetzt angeordnet sein. Die Metallstäbe können im Betrieb der Einrichtung bei den üblichen Brennkammertemperaturen von z.B. 7000 C bis 9000 C auf rotglühenden Zustand gebracht und gehalten werden, so daß sie hochwirksame Katalysatoren bilden.
Von Vorteil kann es ferner sein, wenn der Abzug quer, vorzugsweise etwa rechtwinklig, zur Längserstreckung des Brennrohres ausgerichtet ist. Dadurch wird im Bereich des Abzuges ein Großteil der Gasströmungsenergie vernichtet und das abzuziehende Gas stark heruntergekühlt. Der Abzug ist zweckmäßigerweise vertikal ausgerichtet, während die übrigen Teile der Brennkammern horizontal angeordnet sind. Diese vertikale Anordnung des Abzuges kommt der Neigung des warmen, abzuziehenden Gases, vertikal nach oben aufzusteigen, entgegen. Am Ausgang des Abzuges kann in Abstand von diesem eine Abzugshaube angeordnet sein, die den Abzug überdeckt und zur Umgebung der Einrichtung geöffnet ist und an die eine Abzugsleitung angeschlossen ist. Hierdurch wird, ebenfalls nach dem Prinzip der Wasserstrahlpumpe'durch das im Abzug abgeleitete, warme Gas als Antriebsmedium ein Einsaugen von Umgebungsluft in die Abzugshaube und Abzugsleitung erreicht. Diese kalte Umgebungsluft vermischt sich intensiv mit dem abzuziehenden Gas und kühlt dieses weiter ab.
Die Erfindung ist nachfolgend an Hand eines in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispieles einer Verbrennungseinrichtung für industrielle Abgase naher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt mit teilweiser Seitenansicht der Verbrennungseinri chtung, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie ll-ll in Fig. 1.
Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Verbrennungseinrichtung ist für industrielle Abgase, insbesondere für Dämpfe von WärmebehandlungsanlagenJgeeignet.
Sie weist eine Zufuhrleitung 10 mit darin enthaltenem Gebläse 11 auf, über das ein zu verbrennendes Abgas der Verbrennungseinrichtung zugeführt wird. Letztere besitzt einen Universalbrenner 12, eine von der äußeren Kontur her etwa rechteckförmige, langgestreckte und gemauerte Brennkammer 13 die dem Brenner 12 nachgeschaltet ist, und ferner einen an den Brennkammerauslaß 14 angeschlossenen, ebenfalls gemauerten Abzug 15. An den Brenner 12 ist eine Fremdspeiseleitung 16 angeschlossen, über die dem Brenner 12 je nach Bedarf ein Fremdbrennstoffsz.B. Gas oder 01, zuführbar ist, und zwar zur direkten Speisung des Brenners 12. Der Brenner 12 ist aber alternativ dazu oder gleichzeitig auch mit dem zu verbrennenden Abgas selbst speisbar, das in der Zufuhrleitung 10 herangeführt wird.
Der Brenner 12 ist innerhalb eines Flammengehauses 17 angeordnet, das aus einem Außenmantel 18 aus Blech und einer inneren Ausmauerung 19 gebildet ist. Das Flummengehäuse 17 ist endseitig zum Einlaß 20 der Brennkammer 13 hin geöffnet und dient u.a. zur Stabilisierung der angedeuteten Brennerflamme 21. Das Flammengehause 17 hat kreiszylindrische Form. Es ist von einem rohrförmigen Fanggehäuse 22 aus hoch hitzebeständigem Blech umgeben. Das Fanggehäuse 22 ist, quer zur Richtung der Brennerflamme 21 gesehen, mit Abstand vom Außenmantel 18 des Flammengehäuses 17 derart angeordnet, daß sich zwischen Fanggehäuse 22 und Außenmantel 18 ein longgestreckter, ringförmiger Injektionskanal 23 ergibt. Das Fanggehäuse 22 ist, in Richtung der Brennerflamme 21 gesehen, am in Fig. 1 rechten Ende 24 und linken Ende 25 offen und mit dem letztgenannten Ende 25 in den Brennkammerinnenraum 26 hineingeführt.
Die Brennkammer 13 ist an ihrem Einlaß 20, in Richtung quer zur Brennerflamme 2i gesehen, bis hin zum Fanggehöuse 22 abgeschlossen, und zwar durch einen etwa rechte winklig zum Fanggehäuse 22 ausgerichteten Abschlußdeckel 27, der an der Brennkammer 13 angeflanscht ist und quer zu deren Längserstreckung bis hin zum Fanggehäuse 22 reicht, Das Fanggehäuse 22 ist seinerseits von einem etwa topfartigen, kreiszylindrischen Abschlußgehäuse 28jebenfalls aus Blech1 mit Abstand umgeben. Im Inneren des AS schlußgehäuses 28 sind, dazu konzentrisch und zueinander konzentrisch, das Flammengehäuse 17 mit Brenner 12 und das Fanggehäuse 22 enthalten. Alle diese Teile einschließlich des Abschlußgehöuses 28 verlaufen im wesentlichen in einer Flucht mit dem Brennkammerinnenraum 26. Das Innere 29 des Abschlußgehauses 28 ist über den Abschlußdeckel 27 in Fig. 1 nach links hin zur Brennkammer 13 abgeschlossen. Andererseits ist es durch den Boden des Abschlußgehöuses 28, der in Abstand von dem in Fig.
1 rechten Ende 24 des Fanggehöuses 22 verläuft, auch zu dieser Seite hin abgeschlossen.
Die Zufuhrleitung 10 teilt sich in Strömungsrichtung gesehen hinter dem Gebläse 11 in eine unmittelbar zum Brenner 12 führende Speiseleitung 30 und eine dazu parallele, an das Abschlußgehöuse 28 angeschlossene und in dessen Inneres 29 einmündende Eingangsleitung 31. Sowohl in der Speiseleitung 30 als auch in der Eingangsleitung 31 ist eine Absperrvorrichtung 32 bzw. 33 enthalten, die wahlweise zusammen oder alternativ zur Zuführung der zu verbrennenden Abgase öffenbar sind.
Wie Fig. 1 zeigt, mündet die Eingangsleitung 31 in Abstand von den beiden offenen Enden 24 und 25 des Fanggehäuses 22 in das Innere 29 des Abschlußgehöuses 28 ein.
Fig. 2 läßt dabei erkennen, daß die Eingangsleitung 31 etwa tangential an das rohrförmige Abschlußgehäuse 28 herangeführt ist und etwa tangential in dessen Inneres 29 einmündet.
Die Absperrvorrichtung 33 der Eingangsleitung 31 kann in Wirkverbindung mit einem Thermoelement 34 stehen, das die Brennkammertemperatur tastet und die Absperrvorrichtung 33 in Abhängigkeit von dieser Temperatur betätigt.
Auf einem Längenbereich, der sich etwa von der Einmündungsstelle der Eingangsleitung 31 bis hin zum in Fig. 1 rechten offenen Ende 24 erstreckt, erweitert sich das Fanggehäuse 22 zum in Fig. 1 rechten Ende 24 hin etwa kegelstumpfförmiwa. Dieser sich kegelstumpfförmig erweiternde Abschnitt des Fanggehäuses 22 ist in Fig. 1 mit 35 bezeichnet.
In der Brennkammer 13 ist ein langgestrecktes Brennrohr 36 aus hoch hitzebeständigem Blech enthalten, das den Brennkammerinnenraum 26 umgrenzt, am in Fig. 1 linken Ende den Brennkammerauslaß 14 und am gegenüberliegenden, zum Brenner 12 weisenden Ende den Brennkammereinlaß 20 bildet und das an diesem in Fig. 1 rechten Ende offen ist und dos Ende 25 des Fanggehäuses 22, in Richtung quer zur Brennerflamme 21 gesehen, mit Abstand übergreift, so daß zwischen dem in Fig. 1 rechten Ende des Brennrohres 36 und dem Ende 25 des Fanggehduses 22 eine ringförmige Öffnung 37 gebildet ist.
Diese ringförmige Öffnung 37 liegt in Abstand vom Abschlußdeckel 27.
Aus Fig. 1 ist ferner ersichtlich, daß das Brennrohr 36 mit dem Ende, das zum Abzug 15 weist, in die Brennkammer 13, und zwar deren Mauerung, dicht eingepaßt ist und daß das Brennrohr 36, quer zu seiner Längserstreckung gesehen, mit Abstand von der Brennkammerwand 38 verläuft. Dadurch ist zwischen der. Brennkammerwand 38 und dem Brennrohr 36 ein langgestreckter, ringförmiger Heißgaskanal 39 gebildet. Dieser steht am in Fig. 1 rechten Ende über die ringförmige Öffnung 37 zwischen Fanggehälse 22 und Brennrohr 36 mit dem Brennkammerinnenraum 26 in Verbindung. In den Heißgaskanal 39 ist über eine durch die Brennkammerwand 38 geführte Heizleitung 40 ein Heißgas, insbesondere zur Vorheizung der Brennkammer 13'einleitbar.
Im Inneren des Brennrohres 36 und damit im Brennkammerinnenraum 26 sind als Katalysaloren eine Vielzahl von Gittern 41 - 47 enthalten. Jedes Gitter 41 - 47 ist aus vertikalen Metallstäben 48 und horizontalen Metallstäben 49 zusammengesetzt.
Die einzelnen Gitter 41 - 47 sind in Strömungsrichtung gesehen bei der Darstellung gemaß Fig. 1 von rechts nach links mit jeweils zunehmenden Längsabständen angeordnet. Dabei verlaufen zumindest die horizontalen Metallstäbe 49 eines Gitters 42 gegenüber denjenigen des vorhergehenden Gitters 41 versetzt.
Der Abzug 15 ist etwa rechtwinklig zur Längserstreckung des Brennrohres 36 und etwa vertikal ausgerichtet. An seinem Abgang ist in Abstand von diesem eine Abzugshaube 50 angeordnet, die den Abzug 15 überdeckt und zur Umgebung der Verbrennungseinrichtung geöffnet ist An die Abzugshaube 50 ist eine Abzugsleitung 51 zur Ableitung angeschlossen. Letztere ist über eine Bypassleitung 52 mit der Eingongsleitung 3i verbunden.
Die Gestaltung des Brenners 12 als Universalbrenner und die Anordnung der Speiseleitung 30 und Eingangsleitung 31 erlauben es, je nach Zusammensetzung des über die Zufuhrleitung 10 zugeführten, zu verbrennenden Abgases, sowie je nach dessen ~ngenanfall pro Zeiteinheit, den Brenner 12 allein und ausschließlich mit dem zu verbrennenden Abgas zu speisen. In diesem Fall bleibt die Fremdspeiseleitung 16 geschlossen, desgleichen über die Absperrvorrichtung 33 die Eingangsleitung 31. Hingegen ist dann die Absperrvorrichtung 32 in der Speiseleitung 30 geöffnet, so daß das über das Gebläse 11 zugeführte Abgas allein über die Speiseleitung 30 dem Brenner 12 zur Verbrennung zugeführt wird. Der Brenner 12 wird dann allein von dem zu verbrennenden Abgas selbst gespeist. Die Verbrennungsgase des Brenners 12 werden dann durch den Einlaß 20 dem Brennkammerinnenraum 26 zugeführt und aus diesem über den Auslaß 14 abgeführt und in den Abzug 15 eingeleitet. Die Strömungsrichtung durch das Brennrohr 36 hindurch und durch den Abzug 15 ist durch Pfeile 53 angedeutet. Innerhalb des Abzuges 15 steigen die Verbrennungsabgose infolge ihrer gegenüber Umgebungstemperatur höheren Temperatur in vertikaler Richtung auf nach oben. Sie ziehen dabei im oberen Bereich des Abzuges 15 in Richtung der Pfeile 54 Umgebungsluft mit, mit denen die Verbrennungsobgase vermischt werden, so daß sie abkühlen und danach in der Abzugshaube 50 und Abzugsleitung 51 weiter abkühlen. Über letztere erfolgt die Abgabe der kalten Verbrennungsabgabe nach draußen.
Beim zwor beschriebenen Beispiel - geschlossene Fremdspeiseleitung 16 und Absperrvorrichtung 33 in der Eingangsleitung 31 - entfällt eine Parnlleleinleitung eines Abgasteilstromes über die Eingangsleitung 31 in das Innere 29 des Abschlußgehäuses 28, den Injektionskanal 23 und von dort in den Brennkammerinnenraum 26. Diese Paralleleinleitung enffällt z.B, dann, wenn der Mengenanfall des Abgases, das vom Gebläse 11 zugeführt wird, pro Zeiteinheit gerade zur Speisung des Brenners selbst ausreichend ist.
Ist dieser zeitliche Mengenanfall hingegen größer, dann kann die besagte Paralleleinleitung eines Abgasteilstromes über die Eingangsleitung 31 erfolgen. Hierzu wird dann die Absperrvorrichtung 33 geöffnet, so daß nun das über das Gebläse 11 zugeführfe Abgas sich in zwei Teilströme teilt, von denen der eine durch die Speiseleitung 30 direkt zum Brenner 12 geführt wird und der andere durch die Eingangsleitung 31 in das Abschlußgehäuse 28 hineingeführt wird. Der VerlauF dieses in das Innere 29 geführten Abgasteilstromes ist durch Pfeile 55 angedeutet. Das Abgas umströmt im Inneren 29 zunächst das Fanggehäuse 22 in Umfangsrichtung, und zwar im wesentlichen gleichmäßig, bevor es bei der Darstellung gemäß Fig. 1 um etwa 90° nach rechts zum Ende 24 des Fanggehäuses 22 umgelenkt wird und dann eine erneute Umlenkung um etwa 180° in den Injektionskanal 23 hinein erfährt. Das Gas durchströmt dann den Injektionskanal 23, in den es durch die Strömungsenergie der Brennerflamme 21 nach dem Prinzip der Wasserstrahl pumpe hineingesaugt wird.lm linken etwa letzten Drittel auf der Lunge des Fanggehäuses 22 kann sich der Abgasstrom mit der Brennerflamme 21 vermischen, also zum Teil I in der Flamme mit verbrannt werden. Die restliche weitere Verbrennung erfolgt dann beim Durchgang durch das Brennrohr 36 in Richtung der Pfeile 53, wobei das Gas die Gitter 41 - 47 nacheinander überstreicht und vollständig verbrannt wird. Die gasförmigen Restprodukte werden dann dem Abzug 15 zugeführt.
Reicht im Gegensatz zu den beiden zworbeschriebenen Möglichkeiten der über die Speiseleitung 30 direkt dem Brenner 12 zu dessen Speisung zugeführte Abgasstrom bzw, Abgasteilstrom nicht zur Aufrechterhaltung der Brenner,!amme 21 aus, z.B.
weil der Mengenanfall pro Zeiteinheit zu gering ist, oder weil es sich um ein zu verbrennendes Abgas handelt, das keine zündfähige Brennerflamme 21 ergibt, dann kann der Brenner 12 entweder zusätzlich oder ausschließlich auch mit Fremdbrennstoff, also z.B Fremdgas oder Öl, gespeist werden. Letzteres wird dann über die Fremdspeiseleitung 16 dem Brenner 12 zugeführt. Eignet sich das zu verbrennende Abgas überhaupt nicht zur Speisung des Brenners 12, so wird die Absperrvorrichtung 32 in der Speiseleitung 30 geschlossen. Das zu verbrennende Abgas wird dann ausschließlich bei geöffneter Absperrvorrichtung 33 über die Eingangsleitung 31 zugeführt.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 1. Verbrennungseinrichtung für vorzugsweise industrielle Abgase, insbesondere für Dampfe von Wörmebehandlungsanlagen, mit einer die zu verbrennenden Abgase zuführenden Zufuhrleitung mit Geblase1mit einem Brenner, einer dem Brenner nachgeschalteten Btennkammer mit oder ohne Katalysator und mit einem an den Brennkammerauslaß angeschlossenen Abzug, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner als Universolbrenner ( 12 ) ausgebildet ist, der mit einem fremd zugeführten Brennstoff ( 16 ) und/oder mit dem zu verbrennenden Abgas selbst speisbar ist dOn der Brenner (12 ) innerhalb eines die Brennerflamme ( 21 ) stabilisierenden Flammengehduses ( 17 ) angeordnet ist, das endseitig zum Brennkammereinlaß (20 ) geöffnet ist, daß das Flammengehäuse (17 ) von einem Fanggehäuse ( 22 ) umgeben ist, das in Richtung quer zur Flammrichtung ( 21 ) mit Abstand vom Flcmmengehduse ( 17 ), unter Ausbildung eines Injektionskanales ( 23 ), angeordnet ist, und das, in Flammrichtung (21 ) gesehen, an beiden Enden ( 24 und 25 ) offen und mit einem Ende ( 25 ) in den Brennkammerinnenraum (26 ) hineingeführt ist, daß die Brennkammer (13 ) am Einlaß ( 20 ), quer zur Flammrichtung (21 ) gesehen, bis hin zum Fanggehäuse ( 22 ) abgeschlossen ist, daß das Fcnggehduse ( 22 ) von einem Abschlußgehause ( 28 ) mit Abstand um.

geben ist, dessen Inneres ( 29 ) einerseits zur Brennkammer ( 13 ) hin und andererseits mit Abstand von dem offenen Fanggehäuseende (24 ), das der Brennkammer (13 ) abgewandt ist, abgeschlossen ist, und daß die Zufuhrleitung ( 10 ) in Strömungsrichtung hinter dem Gebläse ( 11 ) sich in eine unmittelbar zum Brenner (12) führende Speiseleitung ( 30 ) und eine an das Abschlußgehäuse (28 ) angeschlossene und in dessen Inneres (29 ) einmündende Eingcngsleitung ( 31 ) teilt, wobei die Speiseleitung ( 30 ) und die Eingangsleitung ( 31 ) jeweils eine Absperrvorrichtung (32 bzw. 33 ) enthalten, die wahlweise zusammen oder alternativ zur Zuführung der zu verbrennenden Abgase öffenbar sind.

2, Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennkammerinnenraum (26 ) einerseits und das Flammengehäuse ( 17 ), das Fanggehduse ( 22 ) und das Abschlußgehduse ( 28 ) andererseits im wesentlichen kreiszylindrische Gestalt besitzen, wobei letztere ( 17, 22, 28 ) im wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind und in einer Flucht mit dem Brennkammerinnenraum ( 26 ) verlaufen.

3. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsleitung (31), in Flammrichtung (21) gesehen, in Abstand von jedem offenen Ende (24, 25 ) des Fonggehauses ( 22 ) in dos Innere (29) des Abschfußgehäuses (28 ) einmündet.

4. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsleitung ( 31 ) etwa tangential zum Abschlußgehbuse (28 ) in dessen Inneres ( 29 ) einmündet.

5, Verbrennungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dqdurch gekennzei chne t, daß das Fanggehäuse (22 ) sich auf einem Längenbereich ( 35 ), der sich etwa von der Einmündungsstelle der Eingangsleitung (31 ) bis hin zu dem - offenen Fanggehduseende ( 24 ), das der Brennkammer ( 13 ) abgewandt ist, erstreckt, zum genannten lFanggeha..useende (24 3 erweitert, vorzugsweise etwa kegelstumpfförmig.

6. Verbrennungseinrichtung nach einem der AnsprUche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Brennkammer 13 ) ein Brennrohr (36 ) enthalten ist, das den Brennkammerinnenraum ( 26 ) umgrenzt, am einen Ende den Brennkammer auslaß ( 14 3 und om gegenüberliegenden, zum Brenner ( 12 3 weisenden Ende den Brennkammereinlaß (20) bildet und an diesem Ende offen ist und das Ende (25 ) des Fanggehäuses (22 ), in Richtung quer zur Flammrichtung ( 21 ) gesehen, mit Abstand übergreift.

7. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennkammer ( 13 ) am zum Brenner ( 12 ) weisenden Ende mittels eines bis zum Fanggehdwe (22 ) geführten Abschlußdeckels (27 ) gegenüber dem zwischen Abschlußgehäuse (28 ) und Fanggehäuse ( 22 ) vorhandenen Raum ( 29 ) abgeschlossen ist, wobei der Abschlußdeckel ( 27 ) in Längsrichtung des Brennrohres ( 36 ) in Abstand von dessen zum Brenner ( 12 ) weisenden Ende angeordnet ist.

8, Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennrohr ( 36 ) mit dem zum Abzug ( 15 ) gerichteten Ende in die Brennkammer ( 13 ) eingepaßt ist und,quer zur Flammrichtung ( 21 ) gesehen, mit Abstand von der Brennkammerwand ( 38 ) verläuft und daß zwischen letzterer ( 38 ) und Brennrohr ( 36 ) ein Heißgaskanal ( 39 ) gebildet ist, der über die ringförmiga Öffnung ( 37 ) zwischen Fanggehäuse (22 ) und Brennrohr (36 ) mit dem Brennkammerinnenraum ( 26 ) in Verbindung steht und in den über eine durch die Brennkammerwand ( 38 ) geführte Heizleitung ( 40 ) ein Heißgas, insbesondere zur Vorheizung der Brennkammer ( 13 )einleitbar ist.

9. Verbrennungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator im Brennkammerinnenraum (26 ) Metallstäbe (48, 49 ) angeordnet sind, die sich quer zur Brennkammerl ängsrichtung erstrecken.

10. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstäbe (48, 49 ) horizontal und/oder vertikal angeordnet sind, vorzugsweise zu einem aus Vertikal- und/oder Horizontalstäben gebildeten Gitter (41 41 47 ) zusammengesetzt sind.

11 Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung mehrere Gitter (41 - 47 ) hintereinander, vorzugsweise mit jeweils zunehmendem Längsabstand, angeordnet sind.

12,Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gitter (42 ) gegenüber dem vorhergehenden Gitter < 41 ) mit seinen Vertikal- und/oder Horizontalstäben ( 48, 49 ) versetzt angeordnet ist.

13. Verbrennungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Abzug ( 15 ) quer, vorzugsweise etwa rechtwinklig, zur Längserstreckung des Brennrohres ( 36 ) ausgerichtet ist.

14. Verbrennungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Abgang des Abzuges ( 15 ) in Abstand von diesem eine Abzugshaube (50 ) angeordnet ist, die den Abzug ( 15 ) überdeckt und zur Umgebung der Einrichtung geöffnet ist und an die eine Abzugsleitung (51 ) angeschlossen ist.