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Vorrichtung zur Entschwefelung heißer, schad-
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stoffhaltiger Abgase Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Entschwefelung
heißer, schadstoffhaltiger Abgase mit Merkmalen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
1 entsprechend Patent .... (P 34 06 989.5-16).
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Die Vorrichtung nach dem Hauptpatent ist insbesondere für die Entschwefelung
von Abgasen aus der Verbrennung in Heizungsanlagen und für die Wärmerückgewinnung
aus diesen Abgasen bestimmt. Die kompakte Bauart ist daher ein wesentliches Gestaltungsmerkmal.
Der Wärmetauscher weist durchgehende nach unten durchströmte Gaskanäle in gegliederter
Anordnung auf, die im oberen Abschnitt durch eine Wasserkühlung und im unteren Abschnitt
durch eine Luftkühlung geführt sind, bevor sie in einen Sammelraum münden, an den
eine Austragsschleuse für das Kondensat und die Fortsetzung des Abgaskanals angeschlossen
sind.
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Bei dieser Vorrichtung werden Abgase durch Wärmeentzug bis unter den
Taupunkt abgekühlt, so daß die Schadstoffe mit dem Kondensat ausfallen und abgeführt
werden können.
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Mit der Reinigung von Feststoffen wird somit auch eine Reinigung von
Schadstoffen, insbesondere eine Entschwefe-
lung der Abgase, vor
allem der Abgase aus Heizungsfeuerungen,erreicht. Die Abgase werden anschließend
durch Wärmezufuhr auf eine über dem Taupunkt liegende Temperatur erwärmt, um die
Einleitung in einen Kamin zu ermöglichen. Dazu erfolgt eine Wärmenutzung aus dem
unteren Abschnitt des Wärmetauschers mit der Luftkühlung, indem die Luft aus diesem
Abschnitt dem Abgas vor dem Eintritt in den Kamin beigemischt wird. Die Auslegung
der Vorrichtung muß bei Feuerungen in Anpassung an den verwendeten Brennstoff und
an den Energiedurchsatz im Abgasbereich erfolgen, so daß die Vorrichtung ohne Fremdenergiezufuhr
wirksam arbeitet.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Vorrichtung nach dem
Hauptpatent in der Weise weiter auszubilden, daß vor allem höhere Abgastemperaturen
mit einer besseren Regelung durch die Vorrichtung geleitet werden und daß kleinere
möglichst standardisierte Vorrichtungen auch für höhere Abgastemperaturen verwendet
werden können.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Ausbildung mit
Merkmalen nach dem Patentanspruch 1 vorgesehen.
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Durch diese Düsen kann die Temperatur der Abgase bereits vor dem Wärmetauscher
in dem für dessen einwandfreien Betrieb erforderlichen Umfang herabgesetzt werden.
Gleichzeitig erfolgt dabei eine Vorreinigung von Feststoffen im Abgasstrom, so daß
eine besondere Eignung für Feuerungen mit hohen Abgastemperaturen und größeren Feststoffmengen
im Abgasstrom, wie Ruß, Asche usw., gegeben ist.
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Feststoffe im Abgas fallen unabhängig vom Taupunkt durch die Anreicherung
mit Wasser, welches aus den Düsen zerstäubt wird, aus, so daß in solchen Fällen
unterhalb des vertikalen Teils der Gasleitung mit den Düsen für die Verstäubung
von Wasser ein Sammelraum und eine Austragsschleuse für Kondensat angeordnet werden.
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Bei einer besonderen Ausführungsform sind in der Gasleitung hinter
dem Wärmetauscher Düsen zur Zerstäubung einer Neutralisationslösung für Schwefelhaltige
Rauchgase angeordnet. Geeignet ist eine schwach sodahaltige Wasserlösung ( etwa
5 %) zur Neutralisation der Restgehalte an Schwefel und anderen Schadstoffen in
den Rauchgasen.
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In Anpassung an den Verlauf der Gaskanäle in dem Wärmetauscher sieht
die Erfindung vor, daß die Düsen in einem vertikal durchströmten Teil der Gasleitung
angeordnet und mit ihren Düsenöffnungen gegen den Gasstrom gerichtet sind, um dadurch
zu verhindern, daß Ablagerungen entstehen, die die Selbstreinigung beeinträchtigen.
Zur Erhöhung der Wirksamkeit der Düsen ist vorgesehen, daß diese abwärts gegen einen
Aufwärtsstrom der Abgase gerichtet sind. Schließlich verhindert eine Ausbildung,
bei der der vertikale Teil der Gasleitung mit den Düsen tiefer angeordnet ist als
der Eintritt des Wärmetauschers, daß die mit der Düsenanordnung ausgesonderten Feststoffe
und Kondensat in den Wärmetauscher gelangen können. Düsen nach diesem Vorschlag
lassen sich in beliebiger Zahl anordnen und leicht an die vorgegebenen Betriebsverhältnisse
anpassen. Ein besonderer Vorteil ist die leichte Regelbarkeit der zu zerstäubenden
Wassermenge, so daß mit geringem Aufwand eine Anpassung an sich ändernde Abgastemperaturen
möglich ist, insbesondere durch sich selbsttätig regelnde Regelkreise aus Meßgliedern
und Steuergliedern.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist auf der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel
dargestellt, welches schematisch den Aufbau der Vorrichtung zeigt.
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Die Abgase aus einer Industrieanlage, insbesondere auch aus der Feuerung
einer Heizungsanlage werden mittels der Gasleitung 1 aus der nicht dargestellten
Feuerung in einen ebenfalls nicht dargestellten Kamin geführt. In dieser Gasleitung
1 ist der Wärmetauscher 2 angeordnet, welcher in gegliederter Anordnung vertikale
Gaskanäle 3 aufweist. Im oberen Abschnitt 4 sind diese Gaskanäle 3 durch eine Wasserkühlung
und im unteren Abschnitt 5 durch eine Luftkühlung geführt. Sowohl die Wasserkühlung
im Abschnitt 4 als auch die Luftkühlung im Abschnitt 5 sind in einem gemeinsamen
Gehäuse untergebracht und gegeneinander isoliert. Die Gaskanäle 3 werden abwärts
durchströmt, so daß die Gasleitung 1 an einen oberen Eintrittssammler 6 mit Verteilereinbauten
7 angeschlossen ist und sich im Anschluß an einen unteren Austrittssammler 8 fortsetzt
Unterhalb dieses Austrittssammlers 8 ist ein Sammelraum 9 für das Kondensat mit
einer Austragsschleuse 10 vorgesehen. Im Anschluß an diese Kondensatableitung ist
die Abgasleitung 1 in einem Teilbereich la möglichst vertikal nach oben geführt,
um in diesem Teilbereich entstehende Kondensatbildungen ebenfalls in den Sammelraum
9 abzuleiten. Ein Ventilator 11 sorgt für ausreichende Gasgeschwindigkeit vor dem
Eintritt in den Kamin, wobei eine Wiedererwärmung der Abgase durch Zufuhr von Warmluft
oder dgl. über den Stutzen 12 vorgenommen werden kann. Regelbare Drosselklappen
13 und 14 sind für die Regelung des Abgasstromes bzw. der Wärmezufuhr bestimmt.
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Das die Wasserkühlung in dem oberen Abschnitt 4 durchströmende Wasser
wird über den unteren Zulauf 15 zugefUhrt und tritt über den oberen Auslauf 16 wieder
aus.
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Dieses Kühlwasser kann gleichzeitig zur Vorwärmung des Speisewassers
einer Heizungsanlage Verwendung finden.
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Das Ausführungsbeispiel zeigt weiter eine Luftkühlung
für
den unteren Abschnitt 5 mit einem unteren Eintritt 17 und einem oberen Austritt
18 sowie einem Ventilator 19 für die Aufrechterhaltung einer ausreichenden Strömungsgeschwindigkeit
in der Luftkühlung. Zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Durchströmung der
Passagen der Luftkühlung sind sowohl der Eintrittssammler im Anschluß an die Leitung
17 als auch der Austrittssammler vor der Leitung 18 als exzentrische Ringkammern
mit unterschiedlichem Querschnitt gestaltet, wie es an sich bekannt ist.
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Eine oder mehrere-Düsen 20 für die Zerstäubung von Wasser oder dgl.
sind in einem vertikalen Teil lb der Gasleitung vor dem Wärmetauscher 2 angeordnet
und mit ihren Uffnungen gegen den vorteilhaft aufwärts verlaufenden Gasstrom gerichtet.
Unterhalb dieses vertikalen Teils lb der Gasleitung 1 ist ebenfalls ein Sammelraum
21 mit einer Austragsschleuse 22 für Kondensat angeordnet.
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Für die Regelung der Menge des zu zerstäubenden Wassers ist in den
Düsen 20 oder in deren Zuleitung 23 ein entsprechendes Regelorgan vorgesehen. Die
Zerstäubung von Wasser in diesem Teil lb der Gasleitung-1 bewirkt ein Niederschlagen
von Feststoffen im Abgasstrom und eine Kühlung des Abgases auf einen vorgegebenen
Wert, wobei die Feststoffe und eventuelles Kondensat in dem.Sammelraum 21 aufgefangen
und über die Austragsschleuse 22 abgenommen werden. Die Düsen 24 für die Zerstäubung
einer Neutralisationslöson für den Restgehalt an Schwefel und anderen Schadstoffen
in den Rauchgasen (Abgasen) hinter dem Wärmetauscher sind im unteren Teil des aufsteigenden
Rauchgasrohres la angeordnet und werden über die Leitung 25 gespeist. Gegebenenfalls
kann über diese Düsen 24 auch eine andere Neutralisationslösung oder einfach nur
Wasser versprüht werden.
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