DE4301748C2 - Regenerativ-Reaktor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Regenerativ-Reaktor zum Verbrennen von Abgasen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Regenerativ-Reaktor ist aus der DE-OS 25 13 116 bekannt. Der darin gezeigt Reaktor weist mehrere, sich radial erstreckende Abschnitte auf, die abwechselnd mit dem Abgas beaufschlagt werden können. Die abwechselnde Beaufschlagung erfolgt durch ein Schaltventil. Dieses Schaltventil ist da­ bei drehbar gelagert und weist eine Zuflußvertei­ lerkammer, durch die das Abgas in den Reaktor strömt, und eine Rückflußverteilerkammer auf, durch die die gereinigten Gase abströmen. Das Schaltven­ til ist nun so aufgebaut, daß es zwei axial zuein­ ander verlaufende Bereiche bildet, die durch schräg verlaufende Trennwände voneinander getrennt sind. Der erste Bereich stellt eine Verbindung zwischen der Zuflußleitung für das Abgas und der Zuflußver­ teilerkammer, und der zweite Bereich eine Verbin­ dung zwischen der Rückflußverteilerkammer und einer Auslaßleitung für das Reingas her. Die beiden Be­ reiche sind dabei quasi spiralförmig ineinander verdreht.

Regenerativ-Reaktoren der hier angesprochenen Art werden beispielsweise für die Reinigung lösungsmit­ telhaltiger Abgase verwendet, allgemein zum Reini­ gen schadstoffhaltiger Abluft. Die hier verwendeten thermischen Reaktoren weisen Wärmetauscherbereiche auf, die eine der Wärmespeicherung dienende Schüt­ tung und gegebenenfalls einen Katalysator umfassen, der Teil der Schüttung sein kann. Die verschiedenen Wärmetauscherbereiche werden abwechselnd mit dem als Rohgas bezeichneten zu reinigenden Abgas und mit bei der Verbrennung entstehenden heißem Reingas beaufschlagt, wobei die Wärmetauscher einmal die Wärme an das zu reinigende Abgas abgeben und zum anderen die Wärme des Reingases aufnehmen. Sie dienen also dazu, den thermischen Wirkungsgrad des Reaktors hoch zu halten und dazu, möglichst die Zu­ fuhr zusätzlicher Wärme, beispielsweise mittels eines Brenners, auf ein Minimum zu reduzieren oder zu vermeiden.

Die Gasströme werden bekanntermaßen mittels einer Steuereinrichtung so beeinflußt, daß die ab­ wechselnde Beaufschlagung der Wärmetauscherbereiche mit Abgas und Reingas realisiert wird, wobei auch ein Spülvorgang zwischengeschaltet sein kann. Dazu ist die Steuereinrichtung mit Ventil- und Klappen­ systemen ausgerüstet, die in die Abgaszufuhr bzw. Reingasableitung eingeschaltet sind. Aufgrund der hohen Temperaturen, die im Betrieb des Reaktors auftreten, unterliegen die die Gasströme steuernden Klappen einem hohen Verschleiß. Die Ansteuerung der Klappen ist überdies sehr aufwendig.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Regenera­ tiv-Reaktor der hier angesprochenen Art einfach und störungsunanfällig aufzubauen.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe eines Regenerativ-Re­ aktors gelöst, der die in Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist. Dadurch, daß die die Gasströme beeinflussende Steuereinrichtung ein Steuerelement aufweist, das so verlagerbar ist, daß die Wärme­ tauscherbereiche des Reaktors in einer ersten Stel­ lung mit der Abgaszufuhr und in einer zweiten Stel­ lung mit der Reingasableitung in Verbindung stehen, wird eine einfache, störungsunanfällige und damit preiswerte Steuereinrichtung geschaffen, die ledig­ lich wenigstens zwei voneinander getrennte Durch­ lässe aufweist und die allen Wärmetauscherbereichen des Reaktors zugeordnet ist.

Bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel des Reak­ tors, das sich dadurch auszeichnet, daß das Steuer­ element einen dritten Durchlaß aufweist, der die Einleitung eines Spülgases ermöglicht. Ohne eine spürbare Erhöhung des konstruktiven Aufwandes wird also die Effektivität des Reaktors erhöht.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des Reaktors ist das Steuerelement so gelagert, daß es in Rotation versetzbar ist. Dabei spielt es letztlich keine Rolle, ob der Reaktor sich gegen­ über dem Steuerelement, oder dieses sich gegenüber dem Reaktor dreht. Durch die Drehbewegung des Steuerelements läßt sich eine einfache, wenig störanfällige Beeinflussung der Gasströme rea­ lisieren.

Bevorzugt wird eine Ausführungsform des Reaktors, bei dem das Steuerelement zwischen den Wärme­ tauscherbereichen und der Reingasableitung angeord­ net ist. Ein so aufgebauter Reaktor ist sehr kom­ pakt und besonders kostengünstig realisierbar. Das Steuerelement liegt sowohl an einem den Wärme­ tauscherbereichen gemeinsamen Wandabschnitt und an einer Abschlußwand einer der Reingasableitung zuge­ ordneten Sammelkammer an. Das Steuerelement ist so­ mit besonders einfach und kompakt aufgebaut. Es ist daher gegenüber den sehr hohen Temperaturen, die im Betrieb des Reaktors auftreten, besonders wider­ standsfähig und störungsunanfällig.

Weitere Ausgestaltungen des Reaktors ergeben sich aus den übrigen Unteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Regenerativ-Reaktor;

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch den in Fig. 1 dargestellten Regenerativ- Reaktor;

Fig. 3 eine Draufsicht des unterhalb der Wärme­ tauscherbereiche liegenden Bodens des Reaktors von oben;

Fig. 4 eine Oberansicht auf ein Steuerelement eines Reaktors;

Fig. 5 eine Unteransicht des Steuerelements gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine Draufsicht auf ein erstes Ausfüh­ rungsbeispiel einer der Reingasableitung zugeordneten Sammelkammer und

Fig. 7 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausfüh­ rungsbeispiel einer Sammelkammer.

Fig. 1 zeigt einen Regenerativ-Reaktor zum Ver­ brennen von Abgasen, der also der thermischen Rei­ nigung schadstoffhaltiger Abluft dient. Der Reaktor weist ein bekanntes Gehäuse 3 mit einer üblichen Isolierung auf. Der Reaktor 1 mag im wesentlichen kreiszylindrisch ausgebildet und senkrecht stehend angeordnet sein. Selbstverständlich sind auch an­ dere Formen und Anordnungen möglich.

Im Inneren des Reaktors befinden sich drei Wärme­ tauscherbereiche, von denen hier zwei, nämlich die Wärmetauscherbereiche 5 und 9 sichtbar sind. Die einzelnen Bereiche sind durch Trennwände 11 und 13 voneinander getrennt, die, wie aus Fig. 2 ersicht­ lich, in radialer Richtung verlaufen. Die Höhe der Wärmetauscherbereiche ist geringer als die der Trennwände, die sich sowohl oberhalb als auch un­ terhalb der Wärmetauscherbereiche erstrecken. Die Trennwände sind gasdicht an einem den Wärmetau­ scherbereichen 5, 7 und 9 gemeinsamen Wandabschnitt angebracht, der im folgenden kurz als Boden 17 be­ zeichnet wird und unterhalb der Wärmetauscherbe­ reiche angeordnet ist. Oben sind die Wärmetauscher­ bereiche offen. Die Trennwände reichen nicht bis zur Decke 19 des Reaktors, so daß oberhalb der Wär­ metauscherbereiche ein Übertrittsbereich 21 gebil­ det wird.

Die Wärmetauscherbereiche 5, 7 und 9 enthalten eine Schüttung aus wärmespeicherndem Material und einen Katalysator, der auch Teil der Schüttung sein kann. Die Ausgestaltung der Wärmetauscherbereiche ist be­ kannt, so daß hier nicht näher darauf eingegangen zu werden braucht.

Unterhalb des durchgehenden Bodens 17 befindet sich ein Raum 23, der mit einer Abgaszufuhr 24 in Ver­ bindung steht, von der hier lediglich ein Rohran­ schlußstutzen angedeutet ist.

Unterhalb des Bodens 17 ist in einem Abstand eine Sammelkammer 25 angeordnet, die Teil einer Rein­ gasableitung 27 ist, von der hier lediglich ein Reingasableitungsrohrstutzen angedeutet ist. Die Sammelkammer 25 und die Reingasableitung sind gas­ dicht gegenüber dem Raum 23 abgeschlossen, so daß auch als Rohgas bezeichnetes Abgas, welches der Reinigung im dem Reaktor 1 unterzogen werden soll, nicht in die Reingasableitung 27 gelangen kann.

Zwischen dem Boden 17 und der Reingasableitung 27 beziehungsweise deren Sammelkammer 25 befindet sich eine Steuereinrichtung 29, die ein verlagerbares, hier in Rotation versetzbares Steuerelement 31 auf­ weist. Dieses ist auf geeignete Weise mit einem An­ trieb 33 gekoppelt, der der Verlagerung bzw. dem Drehantrieb des Steuerelements 31 dient.

Zwischen dem Boden 17, der jeweils einem Wärme­ tauscherbereiche 5, 7 und 9 zugeordnete, hier nicht sichtbare Durchbrechungen aufweist und den Wärme­ tauscherbereichen ist jeweils ein Freiraum 35 vor­ gesehen, der der besseren Verteilung der in die Wärmetauscherbereiche eintretenden bzw. aus diesen austretenden Gasströme dient. Der Freiraum 35 wird durch eine Leitung 37 durchdrungen, die in der Mitte des Bodens 17 an diesem gasdicht angeschlos­ sen ist. Sie dient der Zufuhr eines Spülgases, bei­ spielsweise von Reingas oder reiner Umgebungsluft, das durch den Boden geleitet werden kann.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Reaktor 1 in Höhe der Wärmetauscherbereiche 5, 7 und 9. Die Darstellung dient dem besseren Verständnis der An­ ordnung der Wärmetauscherbereiche und der zugehöri­ gen Trennwände 11, 13 und 15. Hier sind die Wärme­ tauscherbereiche kreissegmentartig ausgebildet. Die Anzahl der Wärmetauscherbereiche ist praktisch frei wählbar. Bei der wechselweisen Beaufschlagung von Wärmetauscherbereichen mit Roh- und Reingas sollten mindestens zwei dieser Bereiche vorhanden sein. So­ fern zusätzlich ein Spülvorgang vorgesehen ist, bei dem ein Wärmetauscherbereich nach der Beaufschla­ gung mit Rohgas mit einem Spülgas gespült wird, sollte zur Vereinfachung des Verfahrens ein dritter Wärmetauscherbereich vorgesehen werden, so daß je­ weils ein Bereich mit Rohgas, mit Spülgas oder mit Reingas beaufschlagt werden kann.

Bei der schematisierten Querschnittsdarstellung des Reaktors in Fig. 3 ist dessen Boden 17 erkennbar, an dem die Trennwände 11, 13 und 15 gasdicht ange­ bracht sind. Nahe des gedachten Mittelpunkts des Reaktors 1 sind jeweils kreisringsegmentartig aus­ gebildete Durchbrechungen im Boden 17 erkennbar, die als Durchlässe 39, 41 und 43 bezeichnet werden. In Fig. 3 ist auch die Anordnung der Leitung 37 für das Spülgas erkennbar.

Fig. 4 zeigt schematisch eine Draufsicht auf das Steuerelement 31 des Reaktors 1. Aus dieser Dar­ stellung ist eine erste Dichtungsfläche 45 ersicht­ lich, die mit verschiedenen Öffnungen versehen ist. Die erste Dichtungsfläche 45 liegt gasdicht an der Unterseite des Bodens 17 an. Es ist auch möglich die Dichtungsfläche mit einer Dichtung zu versehen, deren Material an die hohen, im Betrieb des Reak­ tors 1 auftretenden Temperaturen angepaßt sein muß. Die erste Öffnung 47 in der ersten Dichtungsfläche gehört zu einem ersten Durchlaß des Steuerelements 31. Entsprechend ist die zweite Öffnung 49 einem zweiten Durchlaß und die dritte Öffnung 51 einem dritten Durchlaß zugeordnet. Die Konturen der er­ sten und zweiten Öffnung entsprechen denen der Durchlässe 39, 41 und 43 im Boden 17. Es handelt sich also um Kreisringsegmente, deren Radius so ge­ wählt ist, daß die Öffnungen außen von einem Dich­ tungsbereich umgeben sind und sich innen im gedach­ ten Mittelpunkt des Steuerelements 31 nicht berüh­ ren.

Die Kontur der dritten Öffnung 51 entspricht einem Kreissegment, das in einer zentralen in etwa kreis­ runden Öffnung mündet. Die dritte Öffnung ist ih­ rerseits rundum von einem Dichtungsbereich umgeben, so daß sie mit den beiden anderen Öffnungen 47 und 49 nicht in Gasverbindung steht.

Aus der in Fig. 5 wiedergegebenen Unteransicht des innerhalb des Reaktors 1 angeordneten Steuer­ elements 31 ist ersichtlich, daß der zweiten Öff­ nung 49 eine vierte Öffnung 53 zugeordnet ist, die die Unterseite bzw. zweite Dichtungsfläche 55 des Steuerelements 31 durchbricht. Die beiden anderen Öffnungen 47 und 51 münden nicht in der zweiten Dichtungsfläche des Steuerelements 31.

Aus den Darstellungen gemäß den Fig. 4 und 5 ist in Verbindung mit Fig. 1 folgendes erkennbar:

Das Steuerelement 31 der Steuereinrichtung 29 des Reaktors 1 weist einen ersten Durchlaß auf, der sich in einer ersten Öffnung 47 in der Oberseite bzw. der ersten Dichtungsfläche 45 des Steuer­ elements 31 öffnet. Die Öffnung 47 ist von den Kon­ turen der Öffnung folgenden Zwischenwänden umgeben, die sich bis zum Boden des Steuerelements 31 er­ strecken können, also bis zur zweiten Dichtungs­ fläche 55. Der erste Durchlaß öffnet sich seitlich, nämlich dadurch, daß eine zylindrische in Fig. 1 dargestellte Seitenwand 57 des Steuerelements eine seitliche Öffnung 59 aufweist. Durch diese seit­ liche Öffnung 59 einströmendes Gas aus dem Raum 23 kann also durch die erste Öffnung 47 durch den ersten Durchlaß des Steuerelements 31 hindurch­ treten, wobei hin der Darstellung gemäß Fig. 1 Ab­ luft aus dem Raum 23 über den Freiraum 35 in den ersten Wärmetauscherbereich 5 gelangen kann. Zur Verbesserung der Gasströmung ist im ersten Durchlaß des Steuerelements eine als Rampe ausgebildete Gas­ leiteinrichtung 61 vorgesehen, die das durch die Öffnung 59 eintretende Gas nach oben umleitet und zur ersten Öffnung 47 führt.

Auch die zweite Öffnung 49 und die vierte Öffnung 53 sind von Zwischenwänden umgeben, die einerseits auf der Unterseite der ersten Dichtungsfläche 45 und andererseits auf der Oberseite der zweiten Dichtungsfläche 55 angebracht sind und damit den zweiten Durchlaß des Steuerelements 31 definieren.

Die dritte Öffnung 51 ist ihrerseits von einer um­ laufenden Zwischenwand umgeben, die einerseits an der ersten Dichtungsfläche 45 und andererseits an der zweiten Dichtungsfläche 55 angebracht ist. Letztere bildet einen Abschluß nach unten, wie einerseits die Draufsicht gemäß Fig. 4 und die Un­ teransicht gemäß Fig. 5 des Steuerelements 31 er­ kennen läßt. Der mittlere kreisrunde Bereich der dritten Öffnung 51 steht gemäß Fig. 1 über eine entsprechende Öffnung im Boden 17 mit der Leitung 37 in Verbindung, so daß über die Leitung 37 einge­ leitetes Spülgas in den kreissegmentartig ausgebil­ deten Bereich der Öffnung 51 strömt und die erste Dichtungsfläche 45 nach oben verlassen kann.

Während also in Fig. 4 im Bereich der zweiten Öff­ nung 49 eine Durchsicht durch das Steuerelement 31 möglich ist, sieht man im Bereich der dritten Öff­ nung 51 auf die Innenseite der zweiten Dichtungs­ fläche 55. Im Bereich der ersten Öffnung 47 kann man die Oberfläche der in Fig. 1 dargestellten Rampe 61 erblicken.

Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf die anhand von Fig. 1 erwähnte Sammelkammer 25 der Reingasablei­ tung 27. Die Sammelkammer 25 ist mit einer zentra­ len eine obere Abschlußwand 62 durchbrechende Ein­ laßöffnung 63 versehen, deren Größe bzw. In­ nendurchmesser so gewählt ist, daß sich ein die Einlaßöffnung umgebender Dichtungsbereich 65 er­ gibt, wenn die zweite Dichtungsfläche 55 des Steuerelements 31 auf der Oberseite der Sammelkam­ mer 25 aufliegt. Aufgrund der hohen thermischen Be­ lastung der Sammelkammer 25 kann zur Stabilisierung ihrer dem Boden 17 zugewandten Oberseite be­ ziehungsweise Abschlußwand 62 eine Versteifung 67 vorgesehen werden, die eine Verwerfung der Ober­ seite der Sammelkammer und damit Undichtigkeiten gegenüber dem Steuerelement 31 verhindern soll. Eine mögliche Ausführungsform einer derartigen Ver­ steifung ist in Fig. 7 beispielhaft wiedergegeben. Dort sind radial verlaufende Streben 69 einerseits mit einem im wesentlichen zentral liegenden Mittel­ stück 71 und andererseits im Randbereich der Ein­ laßöffnung 63 mit der Oberseite der Sammelkammer 25 verbunden.

Insgesamt ergibt sich ein sehr kompakter Aufbau des Reaktors 1. Die Steuereinrichtung 29, die hier auf der Unterseite des Bodens 17 vorgesehen ist, baut sehr flach. Die Höhe des Steuerelements 31 ent­ spricht dem Abstand der Reingasableitung 27 bzw. deren Sammelkammer 25 vom Boden 17 des Reaktors 1. Die Höhe des Raums 23 kann auf diesen Abstand redu­ ziert werden, so daß das Steuerelement 31 rundum von Rohgas, welches durch den Anschlußstutzen der Abgaszufuhr 24 zuströmt, rundum umgeben ist. Unab­ hängig von der Position des Steuerelements 31 kann damit Rohgas bzw. Abgas durch die seitliche Öffnung 59 des ersten Durchlasses über die erste Öffnung 47 in der ersten Dichtungsfläche 45 in den Freiraum 35 und weiter in den ersten Wärmetauscherbereich 5 ge­ langen.

Das das Steuerelement 31 umgebende Rohgas kann da­ bei jedoch nicht in den unterhalb der Wärme­ tauscherbereiche liegenden Freiraum gelangen und sich mit dort vorhandenem Reingas mischen. Dies wird dadurch sichergestellt, daß die Durchlässe 39, 41 und 43 innerhalb einer gedachten Kreislinie lie­ gen, deren Durchmesser kleiner ist als die äußerste Dichtungsfläche des Steuerelements 31. Die Durch­ lässe im Boden 17 werden also durch das Steuer­ element 31 vollständig abgeschlossen, sofern nicht gerade während der Drehung des Steuerelements des­ sen erste Öffnung 47 mit einem Durchlaß im Boden 17 fluchtet, so daß über die seitliche Öffnung 59 im Steuerelement 31 Rohgas in den Freiraum 35 bzw. in den zugehörigen Wärmetauscherbereich gelangen kann.

Zur Funktionsweise des Reaktors 1 ist zu sagen, daß die Wärmetauscherbereiche 5, 7 und 9 nacheinander mit Abgas, Spülgas und mit Reingas beaufschlagt werden. Bei der Darstellung gemäß Fig. 1 strömt Roh- bzw. Abgas über die seitliche Öffnung 59 des Steuerelements 31 in dessen ersten Durchlaß und ge­ langt über die erste Öffnung 47 in der ersten Dich­ tungsfläche 45 des Steuerelements 31 durch den Durchlaß 39 im Boden 17 in den ersten Wärme­ tauscherbereich 5 und durchströmt diesen von unten nach oben. Bei Beginn einer thermischen Reinigung von Abgas bedarf es einer Aufheizung zumindest des oberen Wärmetauscherbereiches oder aber des Über­ trittbereichs bis die erforderliche Reaktortempera­ tur erreicht ist. Dies kann durch einen Brenner si­ chergestellt werden, der bekannt und hier daher nicht näher erläutert ist.

Beim Durchströmen des Wärmetauscherbereichs 5 er­ wärmt sich das Abgas so weit, daß die thermische Reaktion beziehungsweise Umsetzung erfolgt. Diese findet gegebenenfalls bereits in dem oberen Bereich des Wärmetauschers vorwiegend jedoch im Übertritts­ bereich 21 statt. Das dabei entstehende heiße Rein­ gas gelangt dann in den Wärmetauscherbereich 9 und durchströmt diesen von oben nach unten. Dieser Wär­ metauscherbereich wird durch das heiße Reingas er­ wärmt, so daß ein Wärmeverlust durch die Einleitung des kühleren Abgases ausgeglichen werden kann. Das unten aus dem Wärmetauscherbereich 9 austretende Reingas kann durch die Öffnung 43 im Boden 17 und durch die zweite Öffnung 49 im Steuerelement 31 in dessen zweiten Durchlaß gelangen und tritt durch die vierte Öffnung 53 auf der Unterseite bzw. in der zweiten Dichtungsfläche 55 aus dem Steuer­ element 31 aus und gelangt durch die Einlaßöffnung 63 in die Sammelkammer 25 der Reingasableitung 27.

Im Betrieb des Reaktors wird das Steuerelement 31 verlagert, hier einer Rotationsbewegung unterwor­ fen, die durch den Antrieb 33 gewährleistet ist. Bei der Draufsicht gemäß Fig. 4 dreht sich das Steuerelement 31 gegen Uhrzeigersinn, so daß schließlich kein weiteres Abgas durch den Durchlaß 39 in den Wärmetauscherbereich 5 gelangen kann.

Ein Vergleich der Draufsicht auf den Boden 17 gemäß Fig. 3 und auf das Steuerelement 31 gemäß Fig. 4 zeigt, daß die Durchlässe 39, 41 und 43 im Boden 17 mit gleichem Abstand zueinander angeordnet sind. Der seitliche Abstand zwischen der ersten Öffnung 47 und der zweiten Öffnung 49 in der ersten Dich­ tungsfläche 45 des Steuerelements 31 ist größer als der seitliche Abstand zweier benachbarter Durch­ lässe im Boden 17. Die dritte Öffnung 51 ist we­ sentlich schmaler als die erste Öffnung 47 und die zweite Öffnung 49. Sie ist hier mittig zwischen den beiden Öffnungen 47 und 49 angeordnet.

Durch diese Anordnung der Durchlässe im Boden 17 und der Öffnungen in der Oberseite bzw. ersten Dichtungsfläche 45 des Steuerelements 31 wird si­ chergestellt, daß bei einer Drehung des Steuer­ elements (gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 4) nach dem Wärmetauscherbereich 5 nun der Wärmetauscher­ bereich 9 mit Abgas beaufschlagt wird, also der Be­ reich von unten nach oben von Abgas durchströmt wird, der zuvor von oben nach unten von Reingas durchströmt und erhitzt wurde.

Der hier zwischen dem Wärmetauscherbereich 9 und 5 liegende Wärmetauscherbereich 7 wurde in der Zwi­ schenzeit über die dritte Öffnung 51 mit Spülgas gespeist. Bei einer fortgesetzten Drehung des Steuerelements wird der zuerst betrachtete Wärme­ tauscherbereich 5 nach der Beaufschlagung mit Abgas schließlich mit Spülgas durchspült, weil die dritte Öffnung 51 sich in den Bereich des Durchlasses 39 unterhalb des Wärmetauscherbereichs 5 bewegt hat. Restliches Abgas wird daher aus dem Wärmetauscher­ bereich 5 herausgespült und einer thermischen oder katalytischen Reinigung unterworfen, bevor dieser Wärmetauscherbereich 5 nun bei einer fortgesetzten Drehung des Steuerelements 31 mit Reingas beauf­ schlagt wird, welches dadurch gebildet wird, daß der Wärmetauscherbereich 7 von unten nach oben von Abgas durchströmt wird.

Insgesamt ergibt sich ohne weiteres, daß die ein­ zelnen Wärmetauscherbereiche nacheinander von als Rohgas bezeichnetem Abgas, von Spülgas und dann, in entgegengesetzter Richtung von Reingas durchströmt werden. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß kein Rohgas in die Reingasableitung 27 gelangen kann.

Es zeigt sich, daß bei einer optimalen Betriebsart des Reaktors 1 bei der die Wärmetauscherbereiche im Wechsel mit Abgas, Spülgas und Reingas beaufschlagt werden, lediglich drei Wärmetauscherbereiche vorge­ sehen werden müssen. Diese sind damit auch bei ei­ ner relativ kleinen Bauform des Reaktors noch so geräumig, daß die Schüttung bei Bedarf ausgeschau­ felt werden kann. Damit ist die Entsorgung der Schüttung des Reaktors relativ preiswert durchführ­ bar.

Für die hier geschilderte Ausführungsform der Steuereinrichtung 29 ist es belanglos, ob die zu reinigenden Abgase durch ein Gebläse durch den Re­ aktor 1 hindurchgeblasen oder durch ein Sauggebläse durch diesen hindurchgesogen werden. Auch ist die Art und Weise der ersten Anheizung der Wärme­ tauscherbereiche während der Inbetriebnahme des Re­ aktors für die Funktion der Steuereinrichtung nicht von Belang. Letztlich ist es auch denkbar die An­ schlüsse am Reaktor für Rein- und Abgas zu ver­ tauschen. Allerdings müßte dann die den Raum 23 um­ gebende Wandung isoliert sein. Bei der hier gewähl­ ten und beschriebenen Ausführungsform wird die Reingasableitung durch das Abgas im Raum 23 gegen­ über der Umgebung isoliert. Gleichzeitig findet eine Vorerwärmung des Abgases und eine Abkühlung des Reingases statt.

Es zeigt sich nach allem, daß die Steuerung der Gasströme mit einem Minimum an bewegten Teilen er­ folgen kann. Der Antrieb 33 des Steuerelements 31 kann im Bereich der Abgaszufuhr oder außerhalb des Reaktors angeordnet sein, also außerhalb des Hoch­ temperaturbereichs. Die Steuereinrichtung 29 baut sehr klein, so daß der Reaktor 1 insgesamt sehr kompakt ist. Es reicht, wie oben gesagt, daß das Steuerelement von einem Ringraum umgeben ist, in den Abgas eingeleitet wird. Der in Fig. 1 unter­ halb der Reingasableitung 27 bzw. deren Sammelkam­ mer 25 vorgesehene Bereich des Raums 23 kann also letztlich entfallen, so daß sich die Höhe des Reak­ tors 1 gegenüber der Darstellung in Fig. 1 noch deutlich reduziert.

Bei einem Ausführungsbeispiel des Reaktors wurde das Steuerelement 31 mit etwa 20 bis 40 Umdrehungen pro Stunde angetrieben. Bevorzugt werden etwa 30 Umdrehungen pro Stunde. Die Umdrehungsgeschwindig­ keit ist von mehreren Parametern abhängig. Bei­ spielsweise von Art und Konzentration der in den zu verbrennenden Abgasen vorhandenen unverbrennbaren Kohlenwasserstoffe, vom Gasdurchsatz und von der Schüttung der Wärmetauscherbereiche.

Im Betrieb des Reaktors kann das Steuerelement 31 durch den zugehörigen Antrieb 33 kontinuierlich in Rotation versetzt werden. Es ist jedoch auch mög­ lich, den Antrieb intermittierend arbeiten zu las­ sen, das heißt, das Steuerelement 31 lediglich von Zeit zu Zeit anzutreiben und um einen bestimmten Drehwinkel weiterzubewegen.

Claims (18)

1. Regenerativ-Reaktor zum Verbrennen von Abgasen, mit mehreren der Abluftverbrennung dienenden Wärmetau­ scherbereichen, mit einer Abgaszufuhr, mit einer Reingasabfuhr und mit einer aus der Abgaszufuhr in die Wärmetauscherbereiche und aus diesen in die Reingasableitung strömende Gase steuernden Steuer­ einrichtung, die ein mindestens zwei voneinander getrennte Durchlässe aufweisendes, zwischen Wärme­ tauscherbereich und Abgaszufuhr sowie Reingasablei­ tung angeordnetes Steuerelement aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (31) so ver­ lagerbar ist, daß ein Wärmetauscherbereich (5, 7, 9) in einer ersten Stellung des Steuerele­ ments (31) über den ersten Durchlaß mit der Abgas­ zufuhr (24) in Strömungsverbindung steht und gegen­ über der Reingasableitung (27) abgedichtet ist, und daß der Wärmetauscherbereich (5, 7, 9) in einer zweiten Stellung des Steuerelements (31) über den zweiten Durchlaß mit der Reingasableitung (27) in Strömungsverbindung steht und gegenüber der Ab­ gaszufuhr (24) abgedichtet ist.

2. Regenerativ-Reaktor nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Steuerelement (31) einen dritten Durchlaß aufweist, der die Einleitung eines Spülgases ermöglicht.

3. Regenerativ-Reaktor nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (31) in Rotation versetzbar ist.

4. Regenerativ-Reaktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer­ element (31) zwischen einem den Wärmetauscherbe­ reichen (5, 7, 9) zugeordneten gemeinsamen Wandab­ schnitt (Boden 17) des Reaktors (1) und einer in einem Abstand dazu angeordneten Abschlußwand (62) einer mit der Reingasableitung (27) verbundenen Sammelkammer (25) angeordnet ist und zwei gegen­ überliegende Dichtungsflächen (45, 55) aufweist, die zur Abgrenzung der Durchlässe über Zwischenwände miteinander verbunden sind und im wesentlichen gas­ dicht an dem Wandabschnitt und an der Abschlußwand anliegen.

5. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (31) im wesentlichen als Zylinderab­ schnitt ausgebildet ist.

6. Regenerativ-Reaktor nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Zylinderabschnitt oben und unten von den Dichtungsflächen (45, 55) begrenzt wird, die durch eine Seitenwand (57) verbunden sind.

7. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der er­ ste Durchlaß des Steuerelements (31) einerseits eine erste Öffnung (47) in der dem gemeinsamen Wandabschnitt (17) zugeordneten Dichtungsfläche (45) und andererseits einer seitliche Öffnung (59) in der Seitenwand (57) aufweist, und daß die Öff­ nungen durch Zwischenwände gasdicht miteinander verbunden sind.

8. Regenerativ-Reaktor nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Bereich des ersten Durchlasses eine Gasleiteinrichtung (61) vorgesehen ist.

9. Regenerativ-Reaktor nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Durchlaß im Steuerelement (31) einerseits eine Öff­ nung (49) in der dem gemeinsamen Wandabschnitt (17) zugeordneten ersten Dichtungsfläche (45) und ande­ rerseits eine Öffnung (53) in der der Abschlußwand (62) der Sammelkammer (25) zugewandten zweiten Dichtungsfläche (55) aufweist, und daß die Öff­ nungen zur Ausbildung des zweiten Durchlasses durch Zwischenwände gasdicht miteinander verbunden sind.

10. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Durchlaß eine Öffnung (51) in der dem gemeinsamen Wandabschnitt (17) zugeordneten ersten Dichtungsfläche (45) aufweist, die von einer rundum geschlossenen, sich vorzugsweise über die Höhe des Steuerelements erstreckenden Zwischenwand umgeben ist.

11. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Durchlaß der Zufuhr von Rohgas, der zweite Durchlaß der Ableitung von Reingas und der dritte Durchlaß der Zufuhr eines Spülgases dient.

12. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öff­ nung (47, 49) des ersten und/oder des zweiten Durch­ lasses im Steuerelement (31) die Form eines Kreis­ ringsegments aufweist, dessen Konturen vorzugsweise ähnlich oder identisch sind wie die den Wärme­ tauscherbereichen (5, 7, 9) zugeordneten Durchlässe (39, 41, 43) in dem gemeinsamen Wandabschnitt (17).

13. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (51) des dritten Durchlasses die Form eines Kreissegments aufweist.

14. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (31) von einem mit der Abgaszufuhr (24) verbundenen Raum (23) umgeben ist, dessen Höhe mindestens etwa der Höhe des Steuerelements (31) entspricht.

15. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sam­ melkammer (25) und das Steuerelement (31) in einem mit Rohgas gespeisten Raum (23) angeordnet sind.

16. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (29) einen mit dem Steuerelement (31) gekoppelten Antrieb (33) aufweist, der das Steuerelement verlagert bzw. in Rotation versetzt.

17. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sam­ melkammer (25) der Reingasabfuhr (27) - in Drauf­ sicht gesehen - im wesentlichen kreisförmig ausge­ bildet ist und eine Einlaßöffnung (63) aufweist, deren Durchmesser zur Ausbildung eines Dichtungsbe­ reichs (65) etwas kleiner ist als der Außendurch­ messer des Steuerelements (31).

18. Regenerativ-Reaktor nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ge­ meinsame Wandabschnitt (17) pro Wärmetauscherbe­ reich (5, 7, 9) je einen Durchlaß (39, 41, 43) auf­ weist, und daß diese Durchlässe innerhalb der Kon­ turen des Steuerelements (31) liegen.