DE2915795A1

DE2915795A1 - Heating system with direct scrubbing - having heat exchanger as scrubbing tower for hot combustion products for maximum heat recovery and minimum environmental pollution

Info

Publication number: DE2915795A1
Application number: DE19792915795
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl Chem Ulrich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-04-19
Filing date: 1979-04-19
Publication date: 1980-10-23

Abstract

Heating system has source of hot combustion products and a circulating liquor circuit which is used to heat some user. The hot combustion gases are cooled in a scrubbing tower, into which the recirculating liquid is sprayed in counter-current to the gas stream. The heat source can be an oil or gas burner or the outlet of an i.c. engine. NH3 can be added to the liquid esp. strong salt soln. to neutralise acids present in the gases and prevent corrosion. The liquid is collected in a sump at the base of the column from where it is pumped through a heat exchanger and then back to the column. For use in central heating or water heating systems. Gives a much more efficient use of the heat in a stream of combustion products with reduced atmospheric pollution.

Description

Heizungsanlage Heating system

Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizungsanlage mit Einrichtungen zur Erzeugung eines Stromes heißer Verbrennungsgase und einem mittels dieser Verbrennungsgase erwärmten Wärmetauschmittelkreislauf, welcher direkt oder indirekt die aus den Verbrennungsgasen aufgenommene Wärme einem Verbraucher zuführt.The invention relates to a heating system with devices for generating a stream of hot combustion gases and one by means of these combustion gases heated heat exchange medium circuit, which is derived directly or indirectly from the combustion gases supplies absorbed heat to a consumer.

Die allgemein bekannten Warmwasser- oder Dampf-Zentralheizungs anlagen kleinerer oder mittlerer Leistung für Haushaltungen besitzen den Nachteil einer vergleichsweise schlechten Ausnutzung des Brennstoffes sowie hoher Anlagekosten für den Heizungskessel.The well-known hot water or steam central heating systems lower or medium power for households have the disadvantage of a comparatively poor utilization of the fuel and high investment costs for the heating boiler.

Die Verbrennungsgase werden mit hoher Temperatur im Kamin abgeführt, wobei ein Kondensieren des bei der Verbrennung entstehenden Wasserdampfes vermieden werden muß, um eine Versottung des Kamines und einen Angriff der Kessel-Wärmetauscherwände durch Säuren zu vermeiden, die sich bilden, wenn das Kondensatwasser mit den Rauchgasen der Feuerung reagiert.The combustion gases are discharged at a high temperature in the chimney, condensation of the water vapor produced during combustion is avoided must be in order to soot the chimney and attack the boiler heat exchanger walls by avoiding acids that form when the condensate water with the flue gases the furnace reacts.

Die Zentralheizungskessel mit den den Feuerungsraum begrenzenden Wärmetauscherwänden sind in der Herstellung teuer und haben außerdem eine beachtliche Trägheit, derart, daß nach Inbetriebnahme Wärmeenergie dem Nutzkreislauf erst mit einer größeren Zeitverzögerung entnommen werden kann, nachdem das Kesselsystem eine große eigene Wärmekapazität aufweist.The central heating boilers with those delimiting the combustion chamber Heat exchanger walls are expensive to manufacture and also have considerable inertia, such as that after commissioning heat energy the useful cycle only with a greater time delay can be taken after the boiler system has a large own heat capacity having.

Schließlich stellen die bekannten Heizungsanlagen wegen der im Rauchgas enthaltenen Schadstoffe eine beträchtliche Umweltbelastung dar, welche nur durch aufwendige zusätzliche Maßnahmen verringert werden kann. Dies gilt insbesondere für den Kohlenstoff oder Ruß bei unvollständiger Verbrennung in der Startphase des Betriebs, für höher kondensierte Kohlenwasserstoffe, Schwefeldioxid, Stickoxide und dergleichen.Finally, the known heating systems make because of the in the flue gas Contained pollutants represent a considerable environmental pollution, which only by costly additional measures can be reduced. This is especially true for the carbon or soot in the case of incomplete combustion in the starting phase of the Operational, for higher condensed hydrocarbons, sulfur dioxide, nitrogen oxides and the same.

Größere Wärmetauschflächen zur Erniedrigung der in die Umgebung austretenden Abgastemperatur unter Außerachtlassen von Kondensationserscheinungen lassen sich nur durch komplizierte und verfeinerte Oberflächenprofilierung bei vorgegebenen Raumbedarf verwirklichen, so daß nach längerer Betriebsdauer eine Reinigung von Ablagerungen erforderlich wird.Larger heat exchange surfaces to reduce the amount escaping into the environment Exhaust gas temperature, disregarding condensation phenomena, can be only through complicated and refined surface profiling with given Realize space requirements, so that after a long period of operation a cleaning of Deposits becomes necessary.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Heizungsanlage der eingangs umrissenen Art so auszugestalten, daß mit geringen Anlagekosten eine bessere Ausnützung des Brennstoffs erzielt und gleichzeitig eine bedeutend geringere Belastung der Umwelt mit Schadstoffen erreicht wird.The object of the invention is to be achieved, a heating system of the type outlined at the beginning so that with low investment costs a Better utilization of the fuel achieved and at the same time a significantly lower one Pollution of the environment with pollutants is achieved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Flüssigkeitsrieselsäule oder Flüssigkeitssprühsäule vorgesehen ist, in welcher die Verbrennungsgase in der einen Richtung strömend geführt sind und in welcher eine Wärmetauschflüssigkeit insgesamt im wesentlichen in der anderen Richtung rieselt oder wandert und daß der Wärmetauschmittelkreislauf einen Wärmetauscher enthält, welcher von der Wärmetauschflüssigkeit der Flüssigkeitsrieselsäule oder Flüssigkeitssprühsäule im Gegenstrom zu einem Nutzkreislauf durchströmt ist.This object is achieved according to the invention in that a liquid trickle column or liquid spray column is provided in which the combustion gases in the are guided in a flowing direction and in which a heat exchange fluid generally trickles or wanders in the other direction and that the Heat exchange medium circuit contains a heat exchanger, which from the heat exchange fluid the liquid trickle column or liquid spray column in countercurrent to a useful circuit is flowed through.

Aus der Verfahrenstechnik sind zwar Rieselsäulen zum Wärmeaustausch zwischen Gasen und Dämpfen einerseits und Flüssigkeiten andererseits seit langem in Gebrauch. Bisher hat man jedoch nicht erkannt, daß derartige Rieselsäulen in Heizungsanlagen insbesondere für Haushaltungen, eingesetzt werden können, um die wirksamen Wärmeaustauschflächen mit außerordentlich geringen Anlagekosten beträchtlich zu erhöhen. Insbesondere ist dies ohne eine merkliche Erhöhung des Strömungswiderstandes für die Verbrennungsgase möglich, welche dem Abgaskamin zuströmen, wobei für eine Heizungsanlage der hier vorgeschlagenen Art ein echter Kamin entfallen kann und durch eine einfache Abgabeöffnung, etwa an der Gebäudefront ersetzt werden kann, nachdem die Abgabe auf Temperaturen von beispielsweise 450 c gebracht werden können.From process engineering there are trickle columns for heat exchange between gases and vapors on the one hand and liquids on the other hand for a long time in use. So far, however, it has not been recognized that such trickle columns in Heating systems especially for households, can be used to the effective heat exchange surfaces with extremely low investment costs to increase. In particular, this is without a noticeable increase in the flow resistance possible for the combustion gases which flow into the exhaust chimney, whereby for one Heating system of the type proposed here can be dispensed with and a real fireplace can be replaced by a simple dispensing opening, for example on the front of the building, after the release can be brought to temperatures of, for example, 450 c.

In den der Eintrittsstelle der Verbrennungsgase nahen Bereichen der Flüssigkeitsrieselsäule oder Flüssigkeitssprühsäule findet eine lebhafte Verdampfung der Wärmetauschflüssigkeit statt, welche dann in von der Eintrittsstelle der Verbrennungsgase entfernteren Bereichen der Säule wieder kondensiert, wobei Partikelchen der Verbrennungsgase, etwa Ruß oder Ascheteilchen als Kondensationskerne wirksam werden und schließlich von der Wärmetauschflüssigkeit mitgenommen werden.In the areas of the near the point of entry of the combustion gases Liquid trickle column or liquid spray column finds brisk evaporation the heat exchange fluid instead, which then flows in from the entry point of the combustion gases more distant areas of the column condensed again, with particles of the combustion gases, for example soot or ash particles act as condensation nuclei and finally be carried along by the heat exchange fluid.

Die bei der hier vorgeschlagenen Heizungsanlage auf engsten Raum konzentrierten Wärmetauschflächen bedingen keine erhöhte Verschmutzung oder Zusetzung aufgrund von Ablagerungen aus den Verbrennungsgasen, da die Wärmetauschflächen von der Oberfläche der Wärmetauschflüssigkeit in ihrer feinen Verteilung selbst gebildet sind. Aus den Verbrennungsgasen sich absondernde oder lösende Schadstoffe werden in der Wärmetauschflüssigkeit abgeführt und lassen sich ausfiltern oder zu unschädlichen Stoffen neutralisieren.Concentrated in the heating system proposed here in the smallest of spaces Heat exchange surfaces do not cause increased contamination or clogging of deposits from the combustion gases, as the heat exchange surfaces from the surface the heat exchange fluid are themselves formed in their fine distribution. the end The pollutants that separate or dissolve in the combustion gases become in the heat exchange fluid dissipated and can be filtered out or neutralized to harmless substances.

Die durch die Flüssigkeitsrieselsäule oder Flüssigkeitssprüh säule geleiteten Verbrennungsgase können von einer unterhalb der Säule befindlichen Ölfeuerung, Gasfeuerung, Kohle- oder Koksfeuerung oder dergleichen ausgehen. Es kann sich jedoch auch um die Abgase eines Verbrennungsmotors handeln, insbesondere dann, wenn die Heizungsanlage einen Wärmepumpenkreislauf enthält, dessen Verdichter von dem Verbrennungsmotor angetrieben wird und welcher zusätzliche Wärmetauschmittel enthält, über die dem Verbrennungsmotor-Abgas entzogene Wärme energie in den Nutzkreislauf eingespeist wird.The column through the liquid trickle column or liquid spray column Ducted combustion gases can come from an oil furnace located below the column, Gas firing, coal or coke firing or the like go out. However, it can also around act the exhaust gases of an internal combustion engine, in particular if the heating system contains a heat pump circuit, its compressor is driven by the internal combustion engine and which additional heat exchange medium contains, via the heat energy withdrawn from the combustion engine exhaust gas in the utility cycle is fed in.

Bei der im Wärmetauschmittelkreislauf umlaufenden Wärmetauschflüssigkeit handelt es sich vorzugsweise um eine solche hinreichend niedrigen Dampfdruckes, beispielsweise Wasser, so daß nur geringe Mengen der Wärmetauschflüssigkeit mit den Verbrennungsgasen auf der Ausgangsseite der Flüssigkeitsrieselsäule oder Flüssigkeitssprühsäule abgeführt werden, insbesondere, nachdem das in die Umgebung austretende Abgas eine sehr niedrige Temperatur von beispielsweise 450 C besitzt. Als Wärmetauschflüssigkeiten eignen sich, falls eine Vorlauftemperatur von beispielsweise über 1000 C gewünscht wird, hochkonzentrierte Salzlösungen, beispielsweise eine Sodalösung, welche zur Ausscheidung bestimmter Schadstoffe der Verbrennungsgase Zusätze enthalten kann.With the heat exchange fluid circulating in the heat exchange medium circuit it is preferably a sufficiently low vapor pressure, for example water, so that only small amounts of the heat exchange fluid with the combustion gases on the outlet side of the liquid trickle column or liquid spray column be discharged, in particular after the exhaust gas escaping into the environment a has a very low temperature of 450 C, for example. As heat exchange fluids are suitable if a flow temperature of, for example, over 1000 C is required is, highly concentrated salt solutions, for example a soda solution, which for Excretion of certain pollutants of the combustion gases may contain additives.

Bemerkenswert ist fernerhin, daß das Volumen der Wärmetauschflüssigkeit des die Flüssigkeitsrieselsäule oder Flüssigkeitssprühsäule enthaltenden Wärmetauschmittelkreislaufes gering ist, so daß bei Verunreinigungen nach längerem Gebrauch, etwa nach einer Heizperiode, der Austausch gegen eine neue Wärmetauschflüssigkeitsfüllung keine Schwierigkeiten bereitet. Auch können im Wärmetauschmittelkreislauf Filtereinrichtungen vorgesehen sein, welche Schadstoffe oder Ablagerungsstoffe ausscheiden.It is also noteworthy that the volume of the heat exchange liquid of the heat exchange medium circuit containing the liquid trickle column or liquid spray column is low, so that when contaminated after prolonged use, such as after a Heating period, the exchange for a new heat exchange liquid filling is not Causes difficulties. Filter devices can also be used in the heat exchange medium circuit be provided which pollutants or deposits excrete.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen der hier vorgeschlagenen Heizungsanlage sind Gegenstand der anliegenden Ansprüche, deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum Gegenstand der Beschreibung gemacht wird, ohne den Wortlaut im einzelnen an dieser Stelle zu wiederholen. Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher beschrieben. Es stellen dar Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Heizungsanlage der hier angegebenen Bauart; Fig. 2 bis 4 schematische Abbildungen der der Flüssigkeitsrieselsäule zugeordneten, die Verbrennungsgase erzeugenden Feuerung; Fig. 5 einen Horizontalschnitt durch eine Flüssigkeitsrieselsäule in der Höhe des Einlasses für die Verbrennungsgase; Fig. 6 eine schematische Abbildung der Heizungsanlage in Kombination mit einer Wärmepumpenanlage; Fig. 7 einen Vertikalschnitt durch eine Heizungsanlage der hier angegebenen Art mit einer horizontal liegenden Flüssigkeitssprühsäule nach Ströderwäscher-Bauart und Fig. 8 einen Vertikalschnitt durch eine Heizungsanlage in einer gegenüber Fig. 7 abgewandelten Bauart.Appropriate refinements and developments of the proposed here Heating systems are the subject of the attached claims, their content hereby is expressly made the subject of the description, without the wording in each to be repeated at this point. Below are some exemplary embodiments described in more detail with reference to the accompanying drawing. It represent Fig. 1 is a schematic side view of a heating system of the type specified here; FIGS. 2 to 4 are schematic illustrations of the liquid trickle column assigned, the furnace producing combustion gases; Fig. 5 is a horizontal section through a liquid spill column at the level of the inlet for the combustion gases; 6 shows a schematic illustration of the heating system in combination with a heat pump system; 7 shows a vertical section through a heating system of the type specified here with a horizontal liquid spray column of the Ströder scrubber design and FIG. 8 shows a vertical section through a heating system in a manner compared to FIG. 7 modified design.

Die Heizungsanlage nach Fig. 1 enthält einen beispielsweise zylindrischen Kessel 1, in dessen unterem Teil sich ein Feuerungsraum oder Sammelraum 2 befindet. In den Feuerungsraum oder Sammelraum 2 treten, wie in Fig. 1 durch Pfeile 3 angedeutet, Verbrennungsgase ein. Oberhalb des Feuerungs- oder Sammelraumes 2 befindet sich in dem Kessel 1 eine Flüssigkeitsrieselsäule 5, welche von den Verbrennungsgasen in Richtung vertikal nach aufwärts durchströmt wird. Die Verbrennungsgase gelangen zu einem Kopfraum 6 am oberen Ende des Kessels 1 und strömen über einen Auslaß 7 i die Umgebung ab.The heating system according to FIG. 1 contains, for example, a cylindrical one Boiler 1, in the lower part of which there is a combustion chamber or collecting chamber 2. Enter the combustion chamber or collecting chamber 2, as indicated in Fig. 1 by arrows 3, Combustion gases a. Above the firing or collecting space 2 is located in the boiler 1 a liquid trickle column 5, which from the combustion gases is flowed through in the vertical upward direction. The combustion gases arrive to a head space 6 at the upper end of the boiler 1 and flow through an outlet 7 i off the environment.

Von oben reicht in den Kopfraum 6 eine Sprüheinrichtung 8 hinein, mittels welcher eine Wärmetauschflüssigkeit von oben in die Flüssigkeitsrieselsäule 5 einsprühbar ist. Die Wärmetauschflüssigkeit wird in solcher Menge und mit solcher Geschwindigkeit zugeführt, daß in axialer Richtung in der Flüssigkeitsrieselsäule 5 ausreichende Temperaturgradienten entstehen, wobei in hohen Bereichen nahe dem Einlaß der Verbrennungsgase eine Verdampfung der Wärmetauschflüssigkeit und in höheren Lagen eine Wiederkondensation eintritt, wodurch eine intensive Reinigung der Verbrennungsgase stattfindet.A spray device 8 extends into the head space 6 from above, by means of which a heat exchange liquid can be sprayed into the liquid trickle column 5 from above is. The heat exchange fluid is generated in such quantity and at such speed supplied that in the axial direction in the liquid trickling column 5 sufficient Temperature gradients arise, being in high areas near the inlet of the combustion gases evaporation of the heat exchange fluid and recondensation at higher altitudes occurs, whereby an intensive cleaning of the combustion gases takes place.

Die Wärmetauschflüssigkeit sammelt sich schließlich in einem Sumpf oder Auffangtrichter 9, von dessen unterem Ende eine zu einer Pumpe 10 führende Leitung 11 ausmündet. Ein Überlauf 12 mit einem Standrohr innerhalb des Sumpfes oder Auffangtrichters 9 bewirkt, daß der Flüssigkeitsstand der Wärmetauschflüssigkeit in dem Sumpf oder Auffangtrichter 9 nicht über ein bestimmtes Niveau ansteigt, wenn fortwährend in den Verbrennungsgasen enthaltener Wasserdampf innerhalb der Flüssigkeitsrieselsäule 5 auskondensiert.The heat exchange fluid eventually collects in a sump or collecting funnel 9, from the lower end of which one leads to a pump 10 Line 11 opens. An overflow 12 with a standpipe within the sump or collecting funnel 9 causes the liquid level of the heat exchange liquid in the sump or collecting funnel 9 does not rise above a certain level, if water vapor continuously contained in the combustion gases within the liquid trickle column 5 condensed out.

Durch entsprechende Einstellung des Wärmetauschflüssigkeitsdurchsatzes kann erreicht werden, daß die Temperatur im Bereich des unteren Endes des Sammelraumes 2 etwa 70 °C beträgt, die Flüssigkeitstemperatur im Kopfraum 6 bei etwa 400 C liegt und die Temperatur der den Auslaß 7 verlassenden Abgase bei 45 OC liegt.By setting the heat exchange fluid flow rate accordingly can be achieved that the temperature in the area of the lower end of the collecting space 2 is about 70.degree. C., the liquid temperature in the head space 6 is about 400.degree and the temperature of the exhaust gases leaving outlet 7 is 45.degree.

Die Pumpe 10 und die Sprüheinrichtung 8 sind in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise mit einem Wärmetauscher 13 verbunden, den das von der Flüssigkeitsrieselsäule 5 hergeleitete Wärmetauschmittel im Gegenstrom zu einem Nutzkreislauf 14 durchströmt. Ein Sicherheitsthermostat 15 bewirkt, daß entweder der Zustrom der Verbrennungsgase unterbunden oder der Umlauf von Wärmetauschflüssigkeit durch die Flüssigkeitsrieselsäule 5 hindurch, beispielsweise vermittels der. Pumpe 10, erhöht wird, wenn die Temperatur im Kopfraum 6 des Kessels 1 über einen bestimmten Wert ansteigt.The pump 10 and the spray device 8 can be seen in FIG. 1 Way connected to a heat exchanger 13, the one from the liquid trickle column 5 derived heat exchange medium flows through in countercurrent to a useful circuit 14. A safety thermostat 15 causes either the flow of combustion gases prevented or the circulation of heat exchange liquid through the liquid trickle column 5 through, for example by means of. Pump 10, increases when the temperature in the head space 6 of the boiler 1 rises above a certain value.

Bei dem zuvor gewählten Beispiel eingestellter Temperaturen hat das sich im Sumpf oder Auffangtrichter 9 sammelnde Wärmetauschmittel eine Temperatur von etwa 75 0C, so daß auch die am Einlaß 17 des Wärmetauschers 13 auftretende Temperatur der Wärmetauschflüssigkeit bei 75 oC liegt. Die Auslaßtemperatur der Wärmetauschflüssigkeit am Auslaß 18 des Wärmetauschers 13 beträgt 400 c, was mit der Temperatur der Wärmetauschflüssigkeit übereinstimmt, die von der Sprüheinrichtung 8 am oberen Ende der Flüssigkeitsrieselsäule 5 abgegeben wird.In the previously selected example of set temperatures, the in the sump or collecting funnel 9 collecting heat exchange medium a temperature of about 75 0C, so that the temperature occurring at the inlet 17 of the heat exchanger 13 the heat exchange fluid is at 75 oC. The outlet temperature of the heat exchange fluid at the outlet 18 of the heat exchanger 13 is 400 c, which corresponds to the temperature of the heat exchange fluid matches that of the spray device 8 at the upper end of the liquid trickle column 5 is delivered.

Es sei bemerkt, daß wegen der geringen Temperaturen in dem Kessel 1 dieser aus dünnem korrosionsbeständigem Blech oder auch aus korrosionsbeständig beschichtetem Mauerwerk bestehen kann.It should be noted that because of the low temperatures in the kettle 1 of these made of thin corrosion-resistant sheet metal or of corrosion-resistant coated masonry can exist.

Die Wände des Feuerungs- oder Sammelraumes 2 sind gegen Angriff durch die Verbrennungsgase durch den Flüssigkeitsfilm der in diesem Bereich an der Wand herabrieselnden Wärmetauschflüssigkeit besitzt.The walls of the firing or collecting space 2 are through against attack the combustion gases through the liquid film in this area on the wall has trickling down heat exchange fluid.

Ist die durch die Flüssigkeitsrieselsäule 5 geleitete Wärmetauschflüssigkeit Wasser, so gehen Schwefeldioxid und Stickoxide in wässrige Lösung. Eine Entsäuerung kann durch Sodalösung im Wäremtauschmittelkreislauf vorgenommen werden. Das zunächst sich bildende Natriumsulfit wandelt sich aufgrund des von den Verbrennungsgasen mitgeführten Luftsauerstoffes in Sulfrat um, so daß ein die Umwelt nicht belastender Stoff entsteht.Is the heat exchange liquid passed through the liquid trickle column 5 Water, sulfur dioxide and nitrogen oxides go into aqueous solution. A deacidification can be done with soda solution in the heat exchange medium circuit. First of all The sodium sulphite that forms changes due to the effects of the combustion gases entrained atmospheric oxygen in sulphate, so that the environment is not polluting Fabric is created.

Wird anstelle der Sodalösung Kaliumcarbonatlösung verwendet, so ergibt sich durch Reaktion mit den Verbrennungsgasen Kaliumsulfat und in geringen Mengen Kaliumnitrat, welches gegebenenfalls als Dünger verwendbar ist.If potassium carbonate solution is used instead of the soda solution, the result is through reaction with the combustion gases potassium sulphate and in small quantities Potassium nitrate, which can be used as fertilizer if necessary.

Weiter ist es möglich, Kalkstein oder Dolomit im Auffangtrichter oder Sumpf 9 anzuordnen, wobei die freie Oberfläche des Wärmetauschflüssigkeitssumpfes abgedeckt und der Zutritt von Kohlendioxid an dieser Stelle verhindert wird. Eine Reinigung der vom Sumpf oder Sammeltrichter 9 abgezogenen Wärmetauschflüssigkeit kann auch durch ein der Pumpe 10 insbesondere vorgeschaltetes Kalksteinfilter oder Kohlefilter vorgesehen sein, was jedoch in Fig. 1 nicht zeichnerisch dargestellt ist.It is also possible to use limestone or dolomite in the collecting funnel or To arrange sump 9, the free surface of the heat exchange fluid sump covered and the entry of carbon dioxide is prevented at this point. One Purification of the heat exchange liquid withdrawn from the sump or collecting funnel 9 can also by a limestone filter or charcoal filter connected upstream of the pump 10 in particular be provided, but this is not shown in the drawing in FIG.

Schließlich kann die Entsäuerung der Wärmetauschflüssigkeit auch durch Ammoniak (beispielsweise als Ammoniumcarbonat oder Ammoniumbicarbonat zugeführt) erreicht werden. Hierbei entsteht Ammoniumsulfat und etwas Ammoniumnitrat. Bei geringer, durch automatische Dosierung einzuhaltender Ammoniakkonzentration kann das Überlaufwasser aus dem Sumpf oder Auffangtrichter 9 unmittelbar als stark verdünnter flüssiger Dünger verwendet werden. Der hohe Kohlendioxidgehalt der Rauchgase oder Verbrennungsgase bewirkt, daß der Ammoniakgehalt des Wärmetauschflüssigkeitskreislaufes durch Abdampfen des Ammoniak nur in geringem Maße abnimmt.Finally, the deacidification of the heat exchange fluid can also be done by Ammonia (for example supplied as ammonium carbonate or ammonium bicarbonate) can be achieved. This creates ammonium sulfate and some ammonium nitrate. At low, through automatic dosing of the ammonia concentration to be maintained, the overflow water from the sump or collecting funnel 9 directly as a highly diluted liquid Fertilizers are used. The high carbon dioxide content of the flue gases or combustion gases causes the ammonia content of the heat exchange fluid circuit to evaporate of ammonia decreases only to a small extent.

Fig. 2 der Zeichnung zeigt eine Ausführungsform des Kessels 1, bei welcher sich ein Feuerungsraum 19 unmittelbar unterhalb der Flüssigkeitsrieselsäule 5 befindet und über eine Zugangsöffnung 20 von der Front her mit Brennstoff beschickt werden kann. Der Feuerungsraum 19 ist unten durch einen Rost 21 abgeschlossen und oben durch eine Haubenanordnung 22 abgedeckt, welche ein Durchtropfen von Wärmetauschflüssigkeit aus der Rieselsäule 5 verhindert. Im Bereich des Feuerungsraumes 19 ist der Kessel 1 doppelwandig ausgebildet, so daß der Auffangraum 9 durch einen Ringraum gebildet ist, der in entsprechender Weise wie der Auffangtrichter 9 gemäß Fig. 1 eine Ausmündung für die zur Pumpe 10 führende Leitung 11 sowie eine weitere Ausmündung für den Überlauf 12 auf etwas höherem Niveau besitzt. Durch strichpunktierte Linien ist bei 23 deutlich gemacht, daß die Zuführung von Brennstoff auch von oben über einen entsprechenden Schacht geschehen kann, wobei die Flüssigkeitsrieselsäule 5 diesen Schacht als Zylindermantel umgibt und die Sprüheinrichtung am oberen Ende der Füllkörpersäule als ein mit Düsen versehenes Ringrohr vorzusehen ist.Fig. 2 of the drawing shows an embodiment of the boiler 1, at which is a furnace 19 immediately below the liquid trickle column 5 is located and charged with fuel via an access opening 20 from the front can be. The combustion chamber 19 is closed off at the bottom by a grate 21 and covered at the top by a hood assembly 22, which allows a dripping of heat exchange fluid from the trickle column 5 prevented. The boiler is in the area of the combustion chamber 19 1 double-walled, so that the collecting space 9 is formed by an annular space is which, in a manner corresponding to the collecting funnel 9 according to FIG. 1, has an opening for the line 11 leading to the pump 10 and another outlet for the overflow 12 at a slightly higher level. By dash-dotted lines it is clear at 23 made that the supply of fuel also from above via a corresponding Shaft can happen, the liquid trickle column 5 this shaft as a cylinder jacket surrounds and the spray device at the top of the packed column as one with nozzles provided ring pipe is to be provided.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 sieht vor, daß in den Feuerungs- oder Sammelraum 2 die Flamme eines Ölbrenners 24 hineinreicht. Im übrigen stimmen die Einzelheiten der Anlage nach Fig. 3 mit denjenigen der Anlage nach Fig. 1 überein.The embodiment of FIG. 3 provides that in the furnace or Collecting space 2, the flame of an oil burner 24 extends into it. Otherwise they are correct Details of the system according to FIG. 3 correspond to those of the system according to FIG.

Der Kessel i der Ausführungsform einer Heizungsanlage nach Fig.4 ist doppelwandig ausgebildet und führt einen zusätzlichen Wärmetauschmittelkreislauf, welcher direkt oder indirekt mit dem Nutzkreislauf thermisch koppelbar ist. Ist der Wärmetauschmittelkreislauf der die Flüssigkeitsrieselsäule 5 durchrieselnden Wärmetauschflüssigkeit aus irgendeinem Grunde gestört, so kann der Kessel 1 der Ausführungsform nach Fig. 4 als normaler Zentralheizungskessel betrieben werden und setzt einen die Kesseldoppelwand enthaltenden Wärmetauschmittelkreislauf in Gang, welcher durch geeignete Ventilmittel 25 von Hand oder automatisch gesteuert werden. kann.The boiler i is the embodiment of a heating system according to Fig.4 double-walled and leads an additional heat exchange medium circuit, which can be thermally coupled directly or indirectly to the useful cycle. is the heat exchange medium circuit which trickles through the liquid trickle column 5 Heat exchange fluid disturbed for any reason, the boiler 1 of the Embodiment according to FIG. 4 can be operated as a normal central heating boiler and sets in a heat exchange medium circuit containing the boiler double wall Gear, which is controlled manually or automatically by suitable valve means 25 will. can.

Für die angestrebte Wirkungsweise der Flüssigkeitsrieselsäule ist es wesentlich, daß Wirbel und Kreisströmungen mit Bezug auf vertikale Schnittebenen vermieden werden1 wobei kleinere Flüssigkeitströpfchen auf diesen Wegen nicht mehr im Gegenstrom, sondern im Gleichstrom zu den Verbrennungsgasen bewegt würden.For the desired mode of action of the liquid trickle column is it is essential that eddies and circular currents with respect to vertical cutting planes can be avoided1 whereby smaller liquid droplets no longer occur in this way would be moved in countercurrent, but in cocurrent to the combustion gases.

Derartige Wirbel oder Kreis strömungen mit Bezug auf vertikale Schnittebenen können durch ein tangentiales Einleiten der Verbrennungsgase in die Flüssigkeitsrieselsäule 5 vermieden werden, wie in Fig. 5 schematisch dargestellt ist.Such eddies or circular currents with respect to vertical cutting planes can be achieved by introducing the combustion gases tangentially into the liquid trickle column 5 can be avoided, as is shown schematically in FIG.

Eine vorteilhafte Anwendungsmöglichkeit der hier vorgeschlagenen Heizungsanlage ist in Fig. 6 schematisch wiedergegeben.An advantageous application of the heating system proposed here is shown schematically in FIG. 6.

Hier ist die Quelle der dem Kessel 1 zugeführten Verbrennungsgase ein Verbrennungsmotor, beispielsweise ein Dieselmotor 26, welcher zum Antrieb eines Verdichters 27 dient. Der Verdichter 27 ist Teil eines Wärmepumpenkreislaufes 28. Die dem Wärmetauscher 13 entnehmbare Wärmeenergie kann in den Wärmepumpenkreislauf 28 mittelbar oder unmittelbar eingespeist werden. Die Ausnützung der in den Abgasen des Verbrennungsmotors 26 enthaltenen Wärmeenergie vermittels der hier vorgeschlagenen Heizungsanlage hat den Vorteil einer hervorragenden Geräuschdämpfung, einer Reinigung der Abgase des Verbrennungsmotors und einer Ausnützung der aufgewendeten Primärenergie bis zu ihrem oberen Heizwert.Here is the source of the combustion gases supplied to the boiler 1 an internal combustion engine, for example a diesel engine 26, which is used to drive a Compressor 27 is used. The compressor 27 is part of a heat pump circuit 28. The heat energy that can be extracted from the heat exchanger 13 can be fed into the heat pump circuit 28 can be fed in directly or indirectly. The exploitation of the in the exhaust gases of the internal combustion engine 26 contained Thermal energy by means of the heating system proposed here has the advantage of excellent noise reduction, a cleaning of the exhaust gases of the internal combustion engine and a utilization of the expended Primary energy up to its upper calorific value.

Heizungsanlagen der hier vorgeschlagenen Art können auch üblichen Heizungsanlagen im Weg der Verbrennungsgase zum Abgaskamin nachgeschaltet werden. Der hier erwähnte, im Gegenstrom arbeitende Wärmetauscher liegt dann wegen der niedrigen Temperaturen im Rücklauf des Nutzkreislaufes der üblichen Heizungsanlage.Heating systems of the type proposed here can also be customary Heating systems are connected downstream in the way of the combustion gases to the exhaust gas chimney. The countercurrent heat exchanger mentioned here is then because of the low Temperatures in the return of the useful circuit of the usual heating system.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform mit einer horizontal liegenden Flüssigkeitssprühsäule 100 nach Ströderwäscher Bauart, welche bei dieser Ausführungsform anstelle der vertikal stehenden Flüssigkeitsrieselsäule 5 gemäß Fig. 1 verwendet wird. Die übrigen Anlageteile stimmen mit den entsprechenden Teilen der Anlage nach Fig. 1 überein und sind auch gleich bezeichnet. Die Flüssigkeitssprühsäule 10 wird von den durch die Pfeile 3 angedeuteten Verbrennungsgase in Horizontalrichtung mit Bezug auf die Lage nach Fig. 7 von links nach rechts durchströmt und treten dabei durch aufeinanderfolgend kühler werdende Vorhänge von Sprühwasser. Diese Vorhänge werden durch Sprühscheiben 101 erzeugt, die auf einer gemeinsamen, durch einen Motor 102 angetriebenen Welle sitzen und beim Umlauf das sich im unteren Teil der Sprühsäule 100 sammelnde Wärmetauschmittel oder Wasser aufnehmen und sodann tangential jeweils als Flüssigkeitsvorhang 103 abschleudern. Das im unteren Teil der Sprühsäule 100 stehende Wasser strömt aufgrund der Förderrichtung der Pumpe 10 entgeg-en der Richtung der Verbrennungsgase 3. Anstelle der Pumpe 10 können auch Leitbleche innerhalb der Sprühsäule 100 vorgesehen sein, so daß die Wärmetauschmittel voll Förderung von den Sprühscheiben 101 zumindest indirekt bewirkt wird.Fig. 7 shows an embodiment with a horizontally lying liquid spray column 100 according to Ströderwäscher type, which in this embodiment instead of the vertical standing liquid trickling column 5 according to FIG. 1 is used. The remaining parts of the plant agree with the corresponding parts of the system according to FIG. 1 and are also labeled the same. The liquid spray column 10 is represented by the arrows 3 indicated combustion gases in the horizontal direction with respect to the position after Fig. 7 flows through from left to right and step through one after the other cooler curtains from water spray. These curtains are made by spray discs 101 generated on a common shaft driven by a motor 102 sit and while circulating the heat exchange medium that collects in the lower part of the spray column 100 or absorb water and then tangentially in each case as a liquid curtain 103 hurl off. The water standing in the lower part of the spray column 100 flows due to it the conveying direction of the pump 10 is opposite to the direction of the combustion gases 3. Instead of the pump 10, baffles can also be provided within the spray column 100, so that the heat exchange medium is fully conveyed by the spray disks 101 at least is effected indirectly.

Fig. 8 schließlich zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Wärmetauscher 13 mit der Flüssigkeitssprühsäule 100 gleichsam vereinigt ist, so daß das sich innerhalb der Sprühsäule 100 befindende, von den Sprühscheiben 101 versprühte Wärmetauschmittel innerhalb der Sprühsäule 100 eine Vermittlerfunktion besitzt und den Wärmetransport im Querstromverfahren von den Verbrennungsgasen eines Feuerungsraumes 104 zu der Doppelwand 105 der Sprühsäule 100 vornimmt, wobei die Doppelwand 105 dem Nutzkreislauf der Heizungsanlage angehört und im Gegenstrom zu den Verbrennungsgasen zwischen dem Rücklauf 106 und dem Vorlauf 107 durchströmt wird.Fig. 8 finally shows an embodiment in which the Heat exchanger 13 is united with the liquid spray column 100 as it were, so that it is within the spray column 100 located, sprayed from the spray disks 101 heat exchange medium has a mediator function within the spray column 100 and the heat transport in the cross-flow process from the combustion gases of a furnace 104 to the Double wall 105 of the spray column 100 makes, the double wall 105 the utility circuit belongs to the heating system and in countercurrent to the combustion gases between the return 106 and the flow 107 is flowed through.

Ein Abschrimblechkranz 108 an demjenigen Teil der Wand der Sprühsäule 100, welcher der feuerungsnächsten Sprühscheibe 101 gegenüberliegt, verhindert einen Wärmeaustausch des von dieser Sprühscheibe erzeugten Flüssigkeitsvorhanges und ermöglicht daher die gewünschten Temperaturgradienten in jeder Betriebsphase der Anlage.A shield rim 108 on that part of the wall of the spray column 100, which is opposite the spray disc 101 closest to the fire, prevents one Heat exchange of the liquid curtain generated by this spray disc and enables hence the desired temperature gradients in every operating phase of the system.

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Claims

Claims 1. Heating system with facilities for generating a stream of hot combustion gases and one by means of these combustion gases heated heat exchange medium circuit, which is derived directly or indirectly from the combustion gases supplies absorbed heat to a consumer, characterized in that a liquid trickle column (5) or liquid spray column (100) is provided in which the combustion gases are guided to flow in one direction and in which a heat exchange fluid generally trickles or wanders in the other direction and that the Heat exchange medium circuit contains a heat exchanger (13), which from the heat exchange fluid the liquid trickle column or liquid spray column in countercurrent to a useful circuit (14) is flowed through.

2. Plant according to claim 1, characterized in that the heat exchange liquid is passed through a vertical liquid trickle column (5).

3. Plant according to claim 2, characterized in that the liquid trickle column (5) is located above a combustion chamber (2) in which a gas or oil burner flame or a fire can be generated using solid fuels.

4. Plant according to claim 2, characterized in that in one under the liquid trickle column (5) located space (2) a combustion gas stream of a combustion chamber arranged next to the liquid trickle column can be generated from is.

5. Plant according to claim 2, characterized in that in one under the liquid trickle column (5) located space (2) the combustion gases of a Internal combustion engine (26), in particular a drive motor of the compressor (27) of a Heat pump system can be initiated.

6. Plant according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the heat exchange fluid is a fluid of low vapor pressure, in particular a highly concentrated saline solution.

7. Plant according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the heat exchange medium circuit in one under the liquid trickle column (5) located sump (9) or collecting funnel or in a separate filter container contains a limestone filter or a carbon filter.

8. Plant according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the heat exchange liquid ammonia, in particular as ammonium carbonate or -bicarbonate can be supplied.

9. Plant according to one of claims 1 to 8, characterized in that that in the or under the liquid trickling column (5) located sump or Collecting funnel (9) an overflow (12) is provided for the heat exchange fluid, an increased volume of liquid due to condensation from the combustion gases derive.

10. Plant according to one of claims 1 to 9, characterized in that that a tank (1) enclosing the liquid trickle column (5) has a double jacket has, which one of the or a heat exchange fluid flowed through Belongs to the heat exchange medium circuit, which can be switched on as soon as the location of the liquid trickle column or below the same (2) a furnace is operated.

11. Plant according to claim 1, characterized in that the combustion gases for heat exchange with the heat exchange fluid in the horizontal direction through a Liquid spray column (100) of the Ströder scrubber type are performed (Fig. 7).

12. Plant in particular according to claim li, characterized in that that the liquid spray column (ion) has a double jacket (105) through which a useful cycle is conducted in countercurrent to the combustion gases, while the Heat exchange fluid is essentially only in the interior of the spray column and acts as a mediator in the cross-flow process, the spray disks (iOi) the liquid curtains thrown off the spray column cascade the heat transport between the combustion gases and the inner wall of the double jacket of the spray column make.

13. Plant according to one of claims 1 to 12, characterized in that that the combustion gases in the liquid trickle column (5) or liquid spray column (100) can be introduced with a tangential component.