DE3334408A1

DE3334408A1 - Verfahren und vorrichtung zur besseren waermenutzung und geringeren so(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) emission bei heizanlagen

Info

Publication number: DE3334408A1
Application number: DE19833334408
Authority: DE
Inventors: Klemens Dipl.-Ing. 8870 Günzburg Lurz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-09-23
Filing date: 1983-09-23
Publication date: 1985-04-04

Description

Verfahren und Vorrichtung zur besseren Wärmenutzung
und geringeren SO Emission bei Heizanlagen.
Bei den bekannten Heizanlagen verlassen die Verbrennungsgase den Ofen bei etwa 150 0C, um nicht bei Unterschreitung des Taupunktes den Ofen bzw. Kessel durch das anfallende saure Kondensat zu zerstören. Auch die Temperatur am Schornsteinaustritt liegt meistens noch huber dem Taupunkt, um einerseits den Schornstein nicht zu gefährden bzw. eine teure säurefeste Ausführung zu ersparen und anderseits den Anfall sauren Kondensates zu vermeiden. Dadurch ergibt sich aber nicht nur eine schlechte Wärmeausnutzung,sondern auch eine erhebliche meltverschmutzung durch saure Abgase.
Zur Verbesserung der Wärmenutzung ist es schon bekannt, die den Ofen verlassenden heissen Rauchgase zur Aufheizung des ltücklaufwassers der Heizung in einem nachgeschalteten säurefesten Wärmetauscher zu verwenden. Diese Lösung ist jedoch unbefriedigend, da die gewinnbare Wärmemenge und die abgeschiedene SO2 Nenge klein sind und in keinem angemessenen Verhältnis zu den dazu erforderlichen Aufwendungen stehen. In großindustriellen Anlagen ist es zwar auch schon bekannt, die Verbrennungsluft vorzuwärmen, doch werden auch in diesen h'ällen die Verbrennungsgase nicht unter ihren Taupunkt abgekühlt. Schliesslich ist es auch bekannt, bei Heizanlagen mit Nachverbrennung die Zusatzluft anzulvärmen, doch handelt es sich hiebei um verhältnismässig kleine Mengen und starke Erwärmung, um den gewiinschten Effekt zu erreichen.
Erfindungsgemäss rden die Schwierigkeiten dadurch behoben bzw.
wesentlich verringert, dass die Rauchgase durch die zur Verbrennung erforderliche kalte Prischluft gekiihlt werden. Dadurch wird, insbesondere bei niedrigen Aussentemperaturen und / oder kleiner Wärmeabgabe der Heizanlage, bereits eine erheblich grössere Abkühlung der Rauchgase ermöglicht, Die Wirkung kann noch durch zusätzliche Vorwärmung des Rücklaufwassers und / oder eines anderen Wärmeverbrauches, z.B. des Brauchwassers gesteigert werden. Vorteilhafterweise kann ferner das Rauchgas nach Abscheidung des ausgefallenen Kondensates wieder etwas erwärmt werden, da sich dann eine säurefeste Ausführung des Schornsteines auf jedenfall erübrigt, ohne dass dadurch die Gesaintwärmenutzung nennenswert zurückgeht.
In der Abb.l ist beispielsweise eine besonders vorteilhafte Gesamtanordnung schematisch dargestellt. Das den Ofen a verlassende heisse Rauchgas gibt seine Wärme der Reihe nach in diversen hintereinander geschalteten Wärmetauschern c - f ab und wird nach Abscheidung des Kondensates in einem Tropfenfänger b und Wiederanwärmung in dem Wärmetauscher e zum Schornstein geführt. In c und d können beispielsweise das Brauchwasser und das Riicklaufwasser erwärmt werden, während in f die Verbrennungsluft vorgewärmt wird.
Zur Durchf1.ihrung der Verfahren ist es zweckmässig, durch grosse Strömungsgeschwindigkeit sowohl des Rauchgases als auch des wärmeaufnehmenden Mediums einen sehr guten Wärmeiibergang zu erreichen; ferner toto locken und Winkel zu vermeiden und schliesslich die Apparatur auch während des Betriebes bequem reinigen zu können. Um dabei eine zu aufwendige Apparatur zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die diversen Wärmetauscher zu einem Aggregat zusammen zu fassen und nur die Teile, die mit dem sauren und feuchten Rauchgas direkt in Berührung kommen, aus säurebeständigem Material auszufiihren.
In der Abt.2 ist eine fiir vorliegende Aufgabe besonders vorteilhafte Ausfiihrung der Wärmetauscher in der Ansicht und im Grundriß gezeigt, während Abt.3 einen Schnitt A-A darstellt. Das zu kühlende Rauchgas wird von oben nach unten durch die zylindrische Rohrschlange g gefiihrt, die von den Mänteln h und i so eng umhüllt ist, dass das zu erwärmende und durch die Stutzen j und k zu bzw. abgeführte Medium in ebenfalls langer spiraliger Bahn und reinem Gegenstrom von unten nach oben strömen muss. Um bei Brauchwasser einen entsprechenden Heisswasservorrat zu erhalten, ist es zweckmässig, das erwärmte Brauchwasser erst durch ein Rohr 1 in den durch den Mantel i gebildeten Hohlraum r zu fiihren. Besonders vorteilhaft ist es hiebei, auch den Hohlraum r des / oder der folgenden Wärmetauschers dadurch nutzbar zu machen, dass dessen Mantel i anstatt eines durchgehenden Deckels nur einen Ringflansch erhält, so dass das Rohr 1 bis zu seinem unteren IDnde gefiihrt werden kann. Die Rohrschlangenenden werden zweckmässig tangential soweit vorgezogen, dass auf ihnen Verteilerstiicke m angeordnet werden können, durch welche die Rohrschlange g einerseits an das Rauchgas angeschlossen und anderseits mittels einer Verbindungsleitung n kurzgeschlossen werden kann. In der Rohrschlange g ist eine Bürste o oder dgl. vorgesehen, die mittels eines in der Zeichnung nur angedeuteten Seilzuges p oder dgl. durch die Schlange gezogen und in ihrer Ruhestellung soweit zuriickgezogen werden kann, dass sie den Ein- und Austritt des Rauchgases sowie des ausgefallenen Kondensates in die Schlange g nicht behindert. In der Verbindungsleitung n ist ein Absperrhahn q oder dgl, vorgesehen, der im Betriebszustand geschlossen ist und bei der Reinigung durch öffnen einen Austrag der durch die Biirste von der Innenwandung der Rohrschlange abgestreiften Verunreinigungen ermöglicht. Durch einen Anschluß s können gegebenenfalls die Schlangen e und / oder das Kurzschlußrohr n freigespült oder geblasen werden.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung werden eine optimale Wärmenutzung und eine minimale SO2 Emission bei geringstmöglichem Aufwand ermöglicht. Letzterer resultiert hiebei nicht nur aus der billigen Bauweise der beanspruchten Apparatur ansich, sondern insbesondere auch daraus, dass sie leicht an vorhandene Anlagen angebaut werden kann und auch keine Änderung des Schornsteins erforderlich wird.
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Claims

A n s p r ü c h e Verwahren zur Verfahren zur besseren Wärmenutzung und geringeren S02 Emission, dadurch gekennzeichnet dass das Rauchgas durch die zur Verbrennung erforderliche Frischluft gekiihlt wird.
2.) Verfahren nach Anspruch 1 dadurch r;ekerjnzeiciInet, dass das 1.?auchgas durch zusätzliche Wärineverbraucher vorgekühlt wird.
3.) Verfahren nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass das gekühlte rauchgas nach Abscheidung des ausgefallenen Kondensats wieder erwärmt wird.
4.) Wärmetauscher zur iiurchfiihrung der Verfahren nach den Ansprüchen 1-3 dadurch l-ekennzeichnet, dass das Rauchgas durch eine zylindrische Hohrschlange geführt wird, die innen und aussen eng umman telt ist, während das zu erwärmende Medium in dem durch diese Mäntel und die Rohrschlange gebildeten l-'aum entgegen dem Rauchgas strömt.
5.) Wärmetauscher nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass in der Rohrschlange g eine Biirste o oder dgl. angeordnet ist, die durch einen Seilzug oder dgl. durch die Schlange gezogen werden kann.
6.) Wärmetauscher nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass an den Schlangenenden lotrecht iibereinander angeordnete Verteilerstücke vorgesehen sind, durch welche die Rohrschlange g an das Rauchgas angeschlossen und kurzgeschlossen werden kann.
7.) Wärmetauscher nach Anspruch 5 und 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlußleitung n durch einen Hahn oder dgl. absperrbar ist.
8.) Wärmetauscher nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der durch den Mantel i gebildete Hohlraum als Speicher für Jieißwasser verwendet wird.
9.) Wärinetauscher nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass 2 oder mehr Wärmetauscher so übereinander angeornet sind, dass sie zu einem einzigen Apparat mit durchgehend fallendem Rauchgasstrom zusammengeschlossen werden kannen.

lo) Wärmetauscher nach Anspruch 4 und 9 dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschluß s zum durchspülen oder durchblasen der Rohrschlangen g und der Kurzschlußleitungen n vorgesehen ist.