DE3738790A1 - Vorrichtung zur nachbrennung von ablauf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nachver­ brennen von Abluft aus Röst- oder Räucherprozessen, Le­ benskonditionierräumen oder Verbrennungsanlagen mit einem zwischen Abluftzuführung und Abluftaustrag vorge­ sehenen Brenner in einem Gehäuse.

Vorrichtungen dieser Art sollen Abluft oder Abgase mit erhöhter Schadstoffbelastung auf möglichst einfache Weise reinigen, wobei die Reinigung von Abgasen mit oxi­ dierbaren Substanzen vor allem durch ein Nachver­ brennungsverfahren durchgeführt wird.

Für den Nachverbrennvorgang sind thermische Verfahren mit Temperaturen über 800°C bekannt aber auch kataly­ tische Verfahren mit niedrigem Temperaturniveau. Ther­ mische Verfahren werden insbesondere dann zur Anwendung gelangen, wenn Abgase sehr mit anorganischen Stäuben oder toxischen Partikeln versetzt sind, so daß die Wir­ kungsweise eines Katalysators schon nach kurzer Stand­ zeit erheblich herabgesetzt sein würde. Dem Nachteil hoher Energiekosten beim thermischen Verfahren steht der Mangel katalytischer Verfahren gegenüber, hohe apparative Kosten und häufiges Auswechseln zu bedingen. Die Vorrichtungen zu beiden Verfahren weisen im allge­ meinen einen isolierten Edelstahlbehälter auf, in dem entweder Katalysatormaterial in flachen Schichten aufge­ baut ist oder in den ein Brenner zur Erzeugung der er­ forderlichen Temperatur bei thermischen Verfahren ein­ ragt.

Angesichts dieses Standes der Technik hat sich der Er­ finder das Ziel gesetzt, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszugestalten, daß man ohne Katalysa­ tor auskommt und verhältnismäßig geringen Energieaufwand benötigt.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß der Abluftzuführung die Außenfläche eines Wärmetauschregisters im Strömungs­ weg nachgeschaltet ist und dieses Wärmetauschregister anderseits im Strömungsweg nach dem Brenner bzw. vor dem Abluftaustrag liegt. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, daß sich zwischen dem Brenner einerseits und dem Inneren des - bevorzugt als Rohrregister gestalteten - Wärmetauschregisters ein Strömungsweg erstreckt, der von mit Durchbrüchen versehenen - flammfesten Flächen begrenzt ist, beispielsweise von einem perforierten Rohr. In einer besonders bevorzugten Ausführung nimmt dieser Strömungsweg querschnittlich zum Wärmetauschregister hin zu.

Dank dieser Maßgaben entsteht in einfacher Ausgestaltung eine Zone, in der die zum Brenner geleitete Abluft jene vom Brenner kommende Luft kreuzt. Dies geschieht erfin­ dungsgemäß bevorzugt in einem Rohrregister mit zwischen zwei Stirnplatten verlaufenden Rohren, die etwa parallel zur Längsachse des Gehäuses gerichtet sind und deren Mündungen sich an den Stirnplatten öffnen.

Die eine dieser Stirnplatten ist erfindungsgemäß in Strömungsrichtung dem Brenner nachgeschaltet und quert die Gehäuselängsachse, während die andere Stirnplatte des Rohrregisters - nach einem weiteren Merkmal der Erfindung - dem Abluftaustrag zugeordnet ist.

Im Rahmen der Erfindung liegt es, daß die Begrenzung des querschnittlich zunehmenden Strömungsweges - nach dem Brenner bzw. um die Brennerflamme - aus einander etwas überlappenden konzentrischen Ringen besteht, wobei zwischen jeweils zwei überlappenden Ringen ein Ringspalt als Durchbruch an der brennerseitigen Kante des Ringes größeren Durchmessers entsteht. Hier wird also die im Rohrregister vorgewärmte zugeführte Abluft gezwungen, sich in Flammrichtung zu wenden und dabei in die be­ schriebenen Ringe einzutreten.

Als günstig hat es sich erwiesen, daß der Ring kleinsten Durchmessers einen den Brenner umgebenden Rohrstumpf unter Bildung eines Ringspaltes übergreift, so daß auch noch in der Nähe des Brenners eine Luftzu­ führung zu erfolgen vermag.

Der dem Brenner fernste Ring ist mit seiner brenner­ fernen Kante von einem Kasten dicht umgeben, der an die eine Stirnplatte des Rohrregisters anschließt, so daß die Abluft nach dem Brenner gezwungen wird, in die Rohre des Rohrregisters einzutreten und diese zu durchlaufen. Insgesamt entsteht so eine Vorrichtung, welche die vom Erfinder gesehene Aufgabe vorbildlich löst, was bei­ spielsweise daran zu erkennen ist, daß in Versuchen mit 70°C dem Rohrregister zugeführte Luft hinter diesem etwa 300°C mißt, also mit erheblicher Vorwärme zum Brenner gelangt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfin­ dung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:

Fig. 1 eine Schrägsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung;

Fig. 2 den gegenüber Fig. 1 vergrößerten Längs­ schnitt;

Fig. 3 einen - wiederum gegenüber Fig. 2 - ver­ größerten Querschnitt gemäß Linie III-III (Fig. 2).

Auf einer bei 10 aus Gründen der Uebersichtlichkeit lediglich angedeuteten Räucherkammer, einem Konditio­ niergerät für Lebensmittel od.dgl. ist mittels eines Flanschrohres 11 ein quaderförmiges Gehäuse 12 aus Boden 13, Seitenwänden 14, Rückwand 15, Stirnwand 16 und Kopf­ platte 17 festgelegt. Auf letztere ist ein abnehmbarer Deckel 18 zu erkennen.

Von der Rückwand 15 ragt ein Brennergehäuse 20 ab, dessen Brenner 21 sich im Innenraum 19 des Gehäuses 12 befindet. Mit 22 ist ein feuerfester Anschlußring be­ zeichnet, bei 24 eine Flamme des Brenners angedeutet.

Brenner 21 und Anschlußring 22 sind koaxial zur Längs­ achse A der Vorrichtung von einem Rohrstumpf 26 einer Länge a von hier 170 mm und eines Durchmessers d 150 mm umgeben, der mittels eines Tragsteges 27 in Abstand q zum Boden 13 an diesem festliegt.

Koaxial zur Längsachse A sind drei Ringe 28 etwa gleicher Höhe h und mit unterschiedlichen, in Flamm­ richtung y zunehmenden Durchmessern e, e ₁, e ₂ (hier: 180 mm; 210 mm; 240 mm) auf Tragstegen 27 so angebracht, daß sie einander brennerwärts unter Bildung von Ringspalten 30 um ein Maß n von etwa 1/10 h überlappen.

Der brennerfernste Ring 28 ist an einen Blechkasten 32 L-förmigen Querschnittes angeschlossen, der mit einer Stirnplatte 34 fest verbunden ist. In dieser sind Mün­ dungen 36 von dem Abstand i zu den Gehäuseflächen 13, 14, 17 jeweils in zwei Reihen und zueinander versetzt vorgesehenen Rohren 38 eines Rohrregisters 40 zu er­ kennen (Fig. 3); letztere bilden eine Rohranordnung qua­ dratischen Querschnittes und ruhen andernends in einer weiteren Stirnplatte 34 _r. Diese überspannt einen Durch­ bruch 42 der Stirnwand 16, an deren Außenfläche ein Ab­ schlußkasten 44 mit koaxialem Abluftstutzen 46 festgelegt ist.

Von der Rauchkammer 10 od.dgl. der Strömungsrichtung x aufsteigende Abluft durchwandert das Rohrregister 40 quer zur Längsachse A und wird über diesem zur Gehäuse­ rückwand 15 hin umgelenkt, um durch die Ringspalte 30 in den in Flammrichtung y i.w. sich konisch erweiternden Innenraum 48 der Ringe 28 einzutreten. Letztere bestehen aus einem feuerfesten Material.

In der Brennerflamme 24 werden die wesentlichen Verun­ reinigungen in der Abluft verbrannt und diese vor dem Abluftstutzen 46 durch die Rohre 38 des Rohrregisters 40 gezwungen; letzteres ist damit in der Lage, einen Groß­ teil der durch die Brennerflamme 24 abgegegebenen Wärme an die aufsteigende Abluft weiterzugben.

Die Abluft aus Räucherkammer 10 - hier der besseren Uebersicht wegen als Zuluft bezeichnet - steigt durch einen Rohrstutzen 50 mit Regulierklappe 52 mit einer Tempertatur von etwa 70°C auf und erwärmt sich im Rohr­ register 40 auf etwa 300°C - die so vorgewärmte Zuluft muß durch die Brennerflamme 24 nicht mehr in dem Maße aufgewärmt werden, wie dies bei Frischluft erfolgen müßte, was eine erhebliche Vergünstigung der Wärmebilanz zur Folge hat.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Nachverbrennen von Abluft aus Röst­ oder Räucherprozessen aus Lebensmittelkonditionier­ räumen oder Verbrennungsanlagen mit einem zwischen Abluftzuführung und Abluft vorgesehenem Brenner in einem Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftzuführung (11) die Außenfläche eines Wärmetauschregisters (40) im Strömungsweg (x) nach­ geschaltet ist und das Wärmetauschregister ander­ seits im Strömungsweg nach dem Brenner (21) liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Strömungsweg zwischen dem Brenner (21) und dem Inneren des Wärmetauschregisters (40) von mit Durchbrüchen (30) versehenen Flächen (28) begrenzt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß sich der Strömungsweg zum Inneren des Wärmeaustauschregisters (40) hin erweitert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Wärmetauschregister als Rohr­ register (40) mit in Stirnplatten (34, 34 _r) münden­ den Rohren (38) ausgebildet ist und die Rohre zwischen dem Strömungsweg (28) und dem Abluftaus­ trag (44) etwa parallel zur Längsachse (A) des Ge­ häuses (10) verlaufen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Begrenzung des quer­ schnittlich zunehmenden Strömungsweges aus einander etwas überlappenden konzentrischen Ringen (28) be­ steht und zwischen jeweils zwei der überlappenden Ringe ein Ringspalt (30) an der brennerseitigen Kante des Ringes jeweils größeren Durchmessers (e) vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (28) kleinsten Durchmessers (e) einen den Brenner (21) umgebenden Rohrstumpf (26) unter Bildung eines Ringspaltes (30) um ein Maß (n) übergreift.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Brenner (21) fernste Ring (28) an seiner brennerfernen Kante von einem Kasten (32) dicht umgeben ist, der an die eine Stirnplatte (34) des Rohrregisters (40) anschließt.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündungen (36) in der anderen Stirnplatte (34 _r) des Rohrre­ gisters (40) sich zum Abluftaustrag (44) öffnen.

9. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg nach der Abluftzuführung (11) von den Stirnplatten (34, 34 _r ) und den Seitenwänden (11) des Gehäuses (10) begrenzt ist.

10. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsweg zwischen dem Rohrregister (40) und den Durchbrüchen oder Ringspalten (30) der Ringe (28) nach außen hin von dem Gehäuse (10) begrenzt ist.

11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abluftzu­ führung (11) mit einem Steuerorgan (52) versehen ist.