DE3322991A1

DE3322991A1 - System einer abgas - waermeverwertung von gas und oelbefeuerten heizkesseln und immissionsreduzierung umweltschaedlicher stoffe

Info

Publication number: DE3322991A1
Application number: DE19833322991
Authority: DE
Inventors: Heinz 8500 Nürnberg Rothberg
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-06-25
Filing date: 1983-06-25
Publication date: 1985-01-10

Description

System einer Abgas - Wärmeverwertung von Gas- und olbefeuerten Heizkesseln und Immissionsreduzierung umweltschadlicher Stoffe Oie Erfindung betrifft ein System bestmoglicher Warmeverwertung von Abgasen aus gas - und Ölberfeurten Heizkesseln, wobei aus letzteren Anlagen gleichzeitig eine Reduzierung von Stickoxiden SO2 und anderer umweltbelastender Schadstoffe erfolgt, - durch bewußt herbeigefuhrter Unterschreitung des Taupunktes und daraus resultierender Kondensation.
Dadurch wird ermöglicht die hohe Schadstoffkonzentration primär SO2 und andere Stickoxide direkt beim Verursacher weitgehend herabzusetze und damit einen entscheidenden Beitrag für den Umweltschutz zu leiste Es sind Verfdhren bekannt bei denen als Nachschelatheizflache in den Abgasweg nach dem Heizkessel und vor Eintritt in den Schornstein Warmetauscher Verwendung finden, welche die Abgaswarem teilweise natzen sollen. Nennenswerte Wirtschaftlichkeit kann Jedoch nicht erzielà werden, de eine Absenkung der Abgasttmperatur anter den @ioigsbereticn vermieden werden muß um Schronsteinversottungen @@@ crose D@@@@ entgegenzuwirken. Bei dellen bexennter Moglicnkelten -@@@@@@@@ @@@@@@@ @@@@phare abzufuhren 1. @@@@turz@@@@@@@@@@@@@@ durch S@@@@@@@@te@@@@teraruck 2. Sajugzugventilatoren 3. berd@@@@@@@@@@@ geschieht da; bei einer AbgasmindesttPmperatur von 1600 C bei Niedertemperaturanlagen, 1 der e r 1? jedoch bei ca. 2 4 0 und daruber. Diese Abführung kostbarer Warmeenergie ist im hochsten Maße unwirtschaftlich und umweltbelastend. Daruberhinaus werden die Abgase ölbefeuerter Heizungsanlagen unbehandelt der Atmosphare zugefuhrt, was zwar dem technischen Stand entspricht, jedoch unzulangli ist, da u.A. die saueren Niederschläge daraus resultieren.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgaben, Schornsteinversottungen auszuschließen, die Abgastemperaturen wirtschaftlich zu nutzen und eine größtmögliche Reduzierung von S02 und anderer Stickoxide zu erreichen und zwar dadurch, daß die Abgase eines Heizkessels nach der Verbrennung, nicht wie bisher durch Schornsteine der Atmosphäre unkontrolliert mit hohen Temperaturen und Schadstoffzugeführt werden. - sondern nach dem Heizkessel durch ein in Reihe geschaltetes System von Wärmetauschern geleitet und bei kontinuierlicher Wärmeabgabe unter den Taupunkt abkuhlen und vom gasförmigen in den flüssigen Aggregatzustand kondensieren. Die nunmehr aggressive säurehaltige Kondensatphase wird über eine Kondenspumpe einem zentralen Sammelbehälter zugeführt.
Die verbleibenden kalten Abgase sind nunmehr weitgehend fur die Umwelt unschädlich. Sie können auch aufgrund des schwereren spez.
Gew. nicht mehr in höhere Luftschichten der Atmosphäre aufsteigen.
Die Forderung der Abgase durch die Wärmetauscher erfolgt mittels einem Saugzuggebläse und wird bei größeren Abgasvolumen durch einen Verdichter ergänzt oder erweitert. Alle korrosionsgefährdeten Teile bestehen aus korrosionsbeständigem Material, wie z.B. email iertem Stahlblech Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß die Abgaswärme vollstandig dem Heizungssystem zugeführt wird und nicht der Außenwelt. Desweiteren in einer stark herabgesetzten Immi ss ion von SO2 und anderen Stickoxiden direkt beim Verursacher und nicht auf Kosten der Allgemeinheit. Da Schornsteine ihren ursprünglichen Zweck verloren haben heiße aggressive und nasse Abgase konstant in die Atmosphare zu leiten mit den bekannten und noch unbekannten Folgeschäden gibt es auch keine Versottungen mehr, Die enorme volkswirtschaftlichc Energieverschwendung und Umweltbelastung kann drastisch gesenkt und weitgehend auf Dauer ausgeschlossen werden.Dennoch haben Abgasschornsteine ihre Funktion nicht verloren, denn sie können die Aufgabe als Abluftkanäle kalter relativ trockener Abgase in Zukunft weiterhin erfüllen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt und näher erläutert In der Zeichnung als Schaltschema ist der Heizkessel 1 als Wärmeerzeuger dargestellt und der oelbrenner als Hochdruckzerstäuber 2 (Der Brenner 2 wird bei Gasfeuerung entsprechend ersetzt) Bei Betrieb des erfindungsgemäßen Systems ist im Abgasweg 6 die Motordrosselklappe 4 zum Schornstein 3 geschlossen, während die MotordrosselklapF 5 geöffnet ist. Diese beiden Drosselklappen sind elektr. so geschaltet, daß bei einer geöffneten Drosselklappe die andere geschlossen ist und umgekehrt. Bei geschlossener Drosselklappe 5 ist 4 geöffnet und ein herkömmlicher Betrieb über Naturzug möglich. Bei Betrieb der Abgaswärmeverwertung und geschlossener otordrosselklappe 4 wird automatisch das Saugzuggeblase 15 und bei größeren Anlagen der Abgas verdichter X eingeschaltet wenn der Brenner 2 läuft. Die Abgase erreichen zuerst den Verdichter X werden komprimiert und anschließend dem ersten Wärmetauscher 8 zugeführt in dem sich die Heizschlange 7 befindet. In ihr findet die Aufheizung der Warmwasserbereitung statt.
Durch den Rücklauf 19 erreicht das Kaltwasser den Wärmetauscher 8 und nimmt die Abgaswärme auf. Durch den Vorlauf 20 dieser Heiz -schlange 7 wird das aufgeheizte Warmwasser einer Verteilerstation zugeleitet. Die Abgase erreichen nun den Wärmetauscher 9 in dem sich ebenfalls die Heizschlange eines beliebigen Heizungsstromkreises befindet - geben wieder die Wärme an diese ab, welche durch den Rucklauf 21 und den Vorlauf 22 gespeist wird. Im Wärmetauscher 10 wird durch den Kdndlrücklauf 23 der Heizmantel einer Wdrmluftheizung von den Abgasen aufgeheizt und die Warmluft durch den Vorlauf 24 dem Verbraucher zugeführt. Nachdem die Abgase je nach Auslegung der Heizflache der einzelnen Wårmetduscher in Abhangigkeit der Abgasausgangstemperatur den Taupunkt bei ca. 50 - 60 OC unterschritten haben, kann die Restwärme einem Wärmetauscher 11 zugefuhrt werden, welcher durch den Rücklauf 25 und den Vorlauf 26 eine Niedertemperatur -Fußbodenheizung versorgt. Die verbleibende Abgasrestendewärme von 10 - 20 °C kann nun über den Kanal 18 einer Warmepumpe zugefuhrt werden oder über den Kanal 17 in den Schornstein.
Die anfallende sauere Kondensatphase sammelt sich auf den Boden der Wärmetauscher 8, 9, 10, 11 und wird über die Kondensleitung 16 mittels Kondensatpumpe 12 in den Behälter 13 gepumpt. über die Absaugpumpe 14 kann der Behälter 13 entleert werden.
Die Wärmetauscher sind mit großen hermetischen Reinigungsklappen vers um Heizschlangen und Wandungen reinigen zu können.
Die Anzahl, Größe und Reihenfolge der Wärmetauscher kann je nach Erfordernis variabel gestaltet werden. Es ist auch möglich fertige Kompaktsysteme im Baukastenprinzip zu erstellen. - Leerseite-

Claims

Patentansprüche System einer Abgas - Wärmeverwertung von Gas - und olbefeuerten Heizkesseln und Immissionsreduzierung umwel tschädl icher Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß S02 und Stickoxide enthaltendes Verbrennungsabgas über einen Abgasverdichter komprimiert wird, sich anschließend entspannt und über Wärmetauscher mittels Saugzuqgeblä.se geleitet wird, wo unter Abgabe von Warmeenergie die Abgase unter den Taupunkt abkühlen und als sauere Kondensatphase abgezogen wird.
2. System nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Warmeenergie der Abgase auch unter dem Taupunktbereich Wärmetauschern zugeführt wird und voll genutzt wird.
3. System nach nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasrestwärme einer Wärmepumpe zugeführt wird.
4. System nach Anspruch 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, daß nach den Wärmetauschern die restlichen Abgase in einem 2-stufigen Freon-Kühler auf - 65 G abgekühlt werden, wodurch eine fast 100 % Kondensation von S02 erfolgt mit nur wenigen ppm Wassergehalt.