DE3414683A1 - Kondensations-einrichtung zur verminderung von schadstoffen in abgasen - Google Patents

Description

• Kondensations-Einrichtung zur Verminderung von Schadstoffen in Abgasen
• Die Neuerung betrifft eine Einrichtung zur Verminderung der gasförmigen Schadstoffe in den Abgasen kleiner Feuerungsanlagen, insbesondere solcher, die mit S-haltigen Brennstoffen betrieben werden.
• Eine Reduzierung der Emmission von schädlichen Abgasen, die bei einer großen Anzahl von Feuerungsanlagen, z. B. Wohnhausheizungen, entstehen, wäre ein spürbarer Beitrag zur Verringerung der Umweltbelastung.
• Die bekannten Einrichtungen dieser Art sind zu aufwendig und teuer, um sie in großer Zahl bei kleinen Feuerungsanlagen einsetzen zu können. Oft wäre auch der nachträgliche Einbau nicht möglich.
• Die Aufgabe ist es daher, eine Einrichtung zu entwickeln, die mit verhältnismäßig niedrigen Kosten herstellbar ist, einfach und zuverlässig funktioniert und deshalb auch zur Anschaffung und Unterhaltung im privaten Bereich zumutbar und geeignet ist.
• Die Lösung gemäß der Neuerung besteht in einer Kondensations-Einrichtung, in der die Abgase so über Abkühlungsflächen gelenkt werden, daß daran eine Kondensation des Wasserdampfes eintritt und Kondensat -Film und -Tropfen in dem Abgas enthaltenes SO2 aufnehmen. Das Kondensat mit den gelösten Schadstoffen sammelt sich an der tiefsten Stelle der Kondensations-Einrichtung und wird über einen Schlauch, der z. B. durch den Zuluftschacht des Schornsteines geführt wird, in einen Sammelbehälter geleitet. Das gesammelte Kondensat kann dann Einrichtungen zur Neutralisation und Beseitigung zugeführt werden.
• Zweckmäßigerweise wird die Kondensations-Einrichtung als Aufsatz auf den Schornsteinkopf ausgebildet, weil an dieser Stelle der nachträgliche Anbau leicht möglich ist, außerdem die Abgase an dieser Stelle des Schornsteins schon relativ kalt sind und eine geringere Wärme-Abfuhr bis zur Kondensationstemperatur erforderlich ist, als im Bereich des Schornsteinschachtes.
• Wenn statt Umluft als Abkühlungsmedium auch ein anderes Medium eingesetzt wird oder die Umluft durch den Zuluftschacht des Schornsteines angesaugt und zwangsweise gefördert wird, kann die Kondensationseinrichtung auch in den Schornsteinschacht eingebaut werden.
• Hierfür bietet sich die in Fig.5 beschriebene Ausführung an.
• In den Zeichnung sind verschiedene Kondensations-Einrichtungen beispielhaft dargestellt. In Fig. 1 sind (1) der Schornstein, (2) das Unterteil der Einrichtung mit der Kondensat-Sammelrinne (3), dem Abflußstutzen (4) und dem Abflußschlauch (5), (6) das Oberteil der Einrichtung.
• Das Oberteil ist so geformt, daß der Abgasstrom nach allen Seiten umgelenkt wird, wodurch eine intensive Berührung mit den Abkühlungsflächen erreicht wird, die durch die gesamte Oberfläche der Einrichtung gebildet werden.
• Um eine möglichst große Abkühlungsfläche zu schaffen, sind Kühl rippen (7) eingeformt. Außerdem sind in Strömungsrichtung Stufen (8) eingeformt, die eine Verwirbelung des Abgasstromes und damit eine Intensivierung der Abkühlung und Kondensation sowie der Aufnahme von gasförmigen SO2 in das Kondensat bewirken.
• Ein Wirbelkörper (9) kann diese Wirkung verstärken.
• Außerdem ist an der zweiten Umlenkzone, die durch die tiefste Ringkante von Oberteil und Unterteil gebildet wird, der Strömungsquerschnitt verringert, so daß infolge der höheren Strömungsgeschwindigkeit hier der statische Druck und Temperatur abgesenkt werden, was wiederum die Kondensation begünstigt.
• Die nochmalige Umlenkung bewirkt zudem erneut eine intensive Berührung von Gasstrom und Abkühlflächen.
• Das sich an der Oberkante der Einrichtung bildende Kondensat läuft zur Abtropfkante (10) und tropft von dort in die Sammelrinne im Unterteil.
• Die Kühlung der Außenflächen der Kondensations-Einrichtung erfolgt durch die Umgebungsluft. Zur Verstärkung des Wärmeaustausches zwischen Umgebungsluft und Kondensations-Einrichtung kann ein zusätzlicher, schornsteinartiger Aufsatz (11) auf das Oberteil (6) aufgesetzt werden. Er bewirkt, daß die kalte Umgebungsluft an seine Eintrittszone angesaugt wird und über die Außenfläche der Kondensations-Einrichtung streicht.
• Fig. 2 zeigt eine andere Ausführung einer Kondensations-Einrichtung, die in der Form eines liegenden S ausgebildet ist.
• Auch hierbei wird durch mehrmalige Umlenkung des Abgasstromes, Verrippung der Oberfläche der Kondensations-Einrichtung und eingebauten Wirbelkörpern eine intensive Berührung zwischen Gasstrom und Oberfläche der Einrichtung und damit Abkühlung und Kondensation bewirkt. Das Kondensat wird wiederum an der tiefsten Stelle der Einrichtung abgeleitet.
• Fig. 3 zeigt eine Ausführung, die aus zwei konzentrischen Körpern (12) und (13) besteht, die so zueinander angeordnet sind, daß zwischen ihnen ein sich in axialer Richtung erstreckender Ringspalt (14) entsteht. Die Oberflächen dieser konzentrischen Körper weisen Wellen oder Rippen (15) auf, um die Ausbildung einer Wirbelströmung zu bewirken. Die Wellen in den Oberflächen der beiden Körper können im Verlauf zueinander gleichförmig oder versetzt sein.
• Der innere der beiden Körper hat einen kuppelförmigen Boden (16) der die Umlenkung des Abgasstromes bewirkt und mit dem Außenmantel die Abtropfkante (17) bildet. Die Ableitung des Kondensats an der tiefsten Stelle (18) des äußeren Körpers.
• Fig. 4 zeigt eine vierte Variante. Hierbei strömen die Abgase an Rohren bzw. Kanälen (12) vorbei, die ihrerseits von der Umgebungsluft aufsteigend durchströmt werden, so daß sich die Abgase an den Rohrwandungen kühlen und eine Kondensation eintritt. Das Kondensat sammelt sich wiederum an der tiefsten Stelle und wird abgeleitet.
• Zur Vergrößerung der Kontakt-Oberfläche zwischen Kondensatfilm und Abgas kann die Kondensations-Einrichtung einen Einsatz in Form eines Gitters, Gewebes oder lockerer Füllung enthalten, der vom Abgas durchströmt wird.
• Bei allen Ausführungsformen von Kondensations-Einrichtungen kann der Gasstrom und/oder der Strom des Kühlmediums durch einen von außen angetriebenen Ventilator (13) zusätzlich gefördert werden, um Widerstände in der Kondensations-Einrichtung zu überwinden, so weit das erforderlich ist, um den für die Feuerung notwendigen Schornstein-Zug zu erhalten.
• Alle Kondensations-Einrichtungen sind so ausgebildet, daß das Kondensat nicht in den Schornsteinschacht selbst zurückfällt und dort zerstörend wirkt.
• Da das sich bildende Kondensat stark sauer ist, werden die Kondensations-Einrichtungen aus säurebeständigem Material gefertigt.
• Die Austrittsöffnungen der Kondensations-Einrichtungen werden jeweils so weit überdeckt, daß möglichst wenig Regen in sie gelangen kann - weil andernfalls die anfallende Menge des Kondensat-Regen-Gemisches unnötig groß und die Beseitigung mehr Kosten verursachen würde.
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Claims (8)

1. Patentansprüche 1. Kondensations-Einrichtung zur Verminderung der Schadstoffe in den Abgasen kleiner Feuerungsanlagen dadurch gekennzeichnet, daß in ihr der Abgasstrom über Abkühlungsflächen - die ihrerseits von der Außenluft oder einem anderen Kühlmedium gekühlt werden -gelenkt wird, und dabei eine Kondensation des in den Abgasen enthaltenen Wasserdampfes unter Aufnahme schädlicher Abgase, insbesondere SO2, stattfindet.
2. 2. Kondensations-Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Unterteil und einem Oberteil besteht, wobei das Unterteil aus dem rohrförmigen, auf dem Schornsteinkopf aufsitzenden Fuß und sich daran anschließender kragenförmiger Sammelrinne für das Kondensat gebildet wird und das Oberteil in Form eines stumpfen Kegels oder einer Kuppel ausgebildet ist, an deren Basis sich ein nach oben gerichteter Kragen anschließt Ober- und Unterteil so zueinander angeordnet sind, daß sie an der tiefsten Stelle des Oberteiles einen Ringspalt mit gegenüber der Eintrittsfläche verengtem Querschnitt bilden, das Oberteil das Unterteil so weit überdeckt, daß Regen vom Eintritt in die Kondensations-Einrichtung abgehalten wird, das Oberteil - oder beide Teile - in radialer Richtung verlaufende abgestufte Kühlrippen aufweisen, sie einen schornsteinartigen, kegelförmigen auf dem Oberteil stehenden Aufsatz besitzt, der mit seiner Unterkante und dem Oberteil der Kondensations-Einrichtung einen Ringspalt bildet.
3. 3. Kondensations-Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem in Form ähnlich eines liegenden S gestalteten Rohres besteht, das konzentrische oder in Längsrichtung verlaufende Kühlrippen aufweist.
4. 4. Kondensations-Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei konzentrischen Körpern verschiedenen Durchmessers besteht, die so angeordnet sind, daß zwischen ihnen ein sich in axialer Richtung erstreckender Ringspalt gebildet wird, die Oberflächen der konzentrischen Körper ringförmig gewellt sind und der innere Körper einen kuppelförmigen Boden aufweist.
5. 5. Kondensations-Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sie aus registerartig in einem Gehäuse angeordneten Rohren oder Kanälen besteht, die so mit dem Außenmantel des Gehäuses verbunden sind, daß die Uffnungen der Rohre oder Kanäle seitlich am Außenmantel des Gehäuses frei liegen, innen von Kühlluft durchströmt werden, und die Abgase durch das Rohr- oder Kanalregister quer hindurchströmen.
6. 6. Kondensations-Einrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sie aus registerartig in einem Gehäuse angeordneten Kanälen oder Rohren besteht, die auf der einen Seite vom Abgas umströmt oder durchströmt werden, auf der anderen Seite von einem Kühlmedium.
7. 7. Kondensations-Einrichtung nach Ansprüchen 1 - 6 dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasstrom und/oder der Kühlluftstrom zusätzlich durch von außen angetriebene Ventilatoren gefördert wird.
8. 8. Kondensations-Einrichtung nach Ansprüchen 1 - 4 dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Einsatz in Form eines Gitters, Gewebes oder lockerer Füllung oder ähnlichem enthält.