DE4301748C2 - Regenerativ-Reaktor - Google Patents
Regenerativ-ReaktorInfo
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- DE4301748C2 DE4301748C2 DE19934301748 DE4301748A DE4301748C2 DE 4301748 C2 DE4301748 C2 DE 4301748C2 DE 19934301748 DE19934301748 DE 19934301748 DE 4301748 A DE4301748 A DE 4301748A DE 4301748 C2 DE4301748 C2 DE 4301748C2
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- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
- F23G7/061—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
- F23G7/065—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel
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- F23G7/068—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel preheating the waste gas by the heat of the combustion, e.g. recuperation type incinerator using regenerative heat recovery means
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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.
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