DE69720383T2

DE69720383T2 - Schmelzwärmerückgewinnung und Verbrennungsgasfilterung mit Erzeugung von elektrischer Energie

Info

Publication number: DE69720383T2
Application number: DE69720383T
Authority: DE
Inventors: Antonio Nebot Aparici
Original assignee: Colorobbia Espana SA
Current assignee: Colorobbia Espana SA
Priority date: 1996-12-16
Filing date: 1997-12-15
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2017-12-16
Also published as: DE69720383D1; EP0848138B1; EP0848138A3; EP0848138A2; US5893268A; BR9706352A

Description

Das System zur Wärmerückgewinnung und Verbrennungsgasfilterung, das im Haupterfindungspatent Nr. 9302634 beschrieben wird und besonders in Anlagen zur Keramikemaillierung angewendet wird, ist zur Behebung des Verlusts der Rückstände, die mit den Abgasen ausgeschwemmt werden, gedacht, so dass es möglich ist, basierend auf dem vorliegenden System, einerseits, die beim Filtern entstandenen Rückstände zu recyclen und andererseits eine optimale Energienutzung zu erzielen.
Hierfür ist bei dem System, das Gegenstand des Haupterfindungspatents ist, eine Filtereinheit für jeden Ofen vorgesehen, der Teil der Anlage ist unter Mitarbeit des entsprechenden Wärmeaustauschers, der es erlaubt, dass das besagte Filtern unter optimalen Bedingungen stattfindet, wobei diese Einheit über dem Abgasrohr angebracht ist, was aufgrund des genannten Wärmeaustauschers zum Erhalt von warmem Wasser führt, dessen Temperatur zwischen 90 und 150° liegt und kaltem Rauch, der es erlaubt, Filter mit flexiblen Tüten oder Schläuchen zu verwenden, in denen man Rückstände auffängt, die dem selben Ofen wieder zugeführt werden können, da sie aus einem konkreten und einzelnen Ofen stammen.
Die verschiedenen Wärmeaustauscher des jeweiligen Ofens sind untereinander parallel geschaltet und in einem gemeinsamen Kreislauf angeordnet, an dem ein zweiter Wärmeaustauscher teilnimmt, der den genannten Kreislauf der vorzugsweise aus Wasser besteht, mit einem zweiten Kreislauf verbindet, durch den ein organisches Medium fliesst, das eine hohe Molekularmasse aufweist, wobei dieser zweite Kreislauf eine Turbine antreibt und durch diese einen Wechselstromgenerator, der elektrische Energie erzeugt, das heisst, es handelt sich um einen Turbogenerator mit organischem Zyklus.
Bei diesem System, das Gegenstand des Haupterfindungspatents ist, ist an dem Ausgang jeden Ofens ein Rauchfilter vorgesehen, wobei der Rauch vorher durch einen Wärmeaustauscher läuft mit der Besonderheit, dass dieser Wärmeaustauscher an einen Wärmeaustauschkreislauf gekoppelt ist, dessen Medium vorzugsweise Wasser ist und in dessen Wasserkreislauf alle Einheiten der verschiedenen Öfen zusammenlaufen, wobei jede Einheit aus ihrem entsprechenden Filter und dem Austauscher besteht, sowie aus einem Auffangbehälter und einem Sauger, um das Zirkulieren der Gase zu ermöglichen.
An diesen Wasserkreislauf ist ein zweiter Ausgangsaustauscher gekoppelt, durch den das in den Eingangsaustauschern auf eine Temperatur zwischen 90 und 150" gewärmte Wasser, Wärme an einen Turbogenerator abgibt, der über einen Kreislauf mit einem organischen Medium verfügt, das eine hohe Molekularmasse hat, um eine Turbine anzutreiben, an die ein Generator angeschlossen ist, der elektrische Ausgangsenergie erzeugt.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Verbesserungen der Erfindung können konkret auf das im vorangengangenen Abschnitt beschriebene System angewandt werden, das heisst, auf das im Hauperfindungspatent Nr. 9302634 beanspruchte System, wobei die erste Verbesserung darauf basiert, dass als Wärmemedium nicht Wasser sondern Luft verwendet wird, was wesentlich preiswerter ist und es ermöglicht, geschlossene Kühlkreisläufe zu entfernen und offene Kreisläufe zu verwenden.
Ausserdem ist die Verwendung von Luft als Wärmemedium nicht nur preiswerter als Wasser, Öl oder andere flüssige Medien sondern es wird ausserdem das Zustandekommen jeder Art von Rückständen vermieden.
Es muss ausserdem hervorgehoben werden, dass die Verwendung von Luft als Wärmemedium erlaubt, den Kreislauf zu entfernen, in dem die verschiedenen Wärmeaustauscher der Einheiten, die an jeden Ofen gekoppelt sind, zusammenlaufen, was verhindert, dass jeweils eine Rückführung in einem geschlossenen Kreislauf von dein Ausgangsaustauscher zum Eingangsaustauscher stattfinden muss, da bei der Verwendung von Luft als Wärmemedium diese Entladung direkt in die Atmosphäre stattfindet.
Eine andere Verbesserung besteht darin, dass in dem Kreislauf, in dein der entsprechende Tubogenerator eingeschlossen ist, als organisches Medium Dampf verwendet wird.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Um die Beschreibung, die hier durchgeführt wird, zu vervollständigen und mit dem Ziel, das bessere Verständnis der Eigenschaften der Erfindung zu unterstützen, wird als Teil dieser Beschreibung ein Satz Zeichnungen gemäss der bevorzugten praktischen Umsetzung dieser Erfindung begefügt, in dem anschaulich, wenn auch nicht beschränkend, Folgendes dargestellt ist:
Die Zeichnung 1.- Stellt ein Schema des Systems zur Schmelzwärmerückgewinnung und Verbrennungsgasfilterung mit Erzeugung von elektrischer Energie dar, an dem zwei Öfen beteiligt sind und bei dem das verwendete Wärmemedium eine Flüssigkeit wie Wasser oder Öl ist.
Die Zeichnung 2.- Zeigt eine andere schematische Darstellung des Systems gemäss der Verbesserungen des vorliegenden Ergänzungsdokuments, das heisst als Wärmemedium wird Luft verwendet, was den Rückflusskreislauf unnötig macht, da die Entladung direkt in die Atmosphäre stattfindet.
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Wenn man bedenkt, dass in dem Schema der Zeichnung 1 das System gemäss dem Haupterfindungspatent Nr. 9302634 dargestellt ist und in der Zeichnung 2 das Schema dargestellt ist mit den Verbesserungen, die Gegenstand des vorliegenden Ergänzungsdokuments sind, ist es angebracht, die Eigenschaften des Haupterfindungspatents in Erinnerung zu rufen, um eben die Verbesserungen kennettzuelernen.
In diesem Sinne kann man in der Zeichnung 1 eine variierende Anzahl an Öfen (1-1') sehen, wobei an dem Abgasrohr (2) jeden Ofens (1-1') eine Einheit (3) angebracht ist, die über einen Wärmeaustauscher (4) verfügt, der die Gase oder den Rauch soweit abkühlt, bis die angemessene Temperatur erreicht ist, um ein optimales Filtern dieser Gase oder des Rauchs in einem Filter (5) aus einem Schlauch oder einer Tüte aus Stoff zu erzielen. Der Filter ist selbstreinigend, so dass die von ihm aufgefangenen Rückstände in einen Auffangbehälter (6) gelangen, von dem aus sie erneut zum Ofen (1) gelangen können, um recycled zu werden, gemäss den Pfeilen, die in der Zeichnung dargestellt sind, wobei mit dem Filter (5) ein klassischer Sauger (7) zusammen arbeitet, der das Zirkulieren der Gase ermöglicht.
Der Wärmeaustauscher (4) ist an einen Kreislauf (8) gekoppelt, der bevorzugt aus Wasser besteht, wenn auch die Verwendung von Öl oder einem anderen Wärmemedium möglich ist, an dem alle Einheiten (3) der verschiedenen Öfen (1) zusammenlaufen und der an einen zweiten Ausgangsaustauscher (9) angeschlossen ist, durch den von den Eingangsaustauschern (4) auf eine Temperatur zwischen 90 und 150'' erwärmtes Wasser läuft und der Wärme an einen Turbogenerator (10) abgibt, der über einen Kreislauf (11) verfügt, an dem ein organisches Medium mit einer hohen Molekularmasse beteiligt ist, um eine Turbine (12) anzutreiben, die an einen Generator (13) angeschlossen ist, der elektrische Ausgangsenergie (14} erzeugt.
Das System gemäss der Verbesserungen, wie es in der Zeichnung 2 dargestellt ist, verwendet Luft als Wärmemedium statt Wasser oder Öl. Das heisst, dass aus den Öfen (1-1') die Gase an den Austauschern (4) vorbeiströmen und anschliessend durch die Filter (5) im Zusammenhang mit dem Sauger (7), der das Zirkulieren dieser Gase ermöglicht, wobei diese Elemente in jeder Einheit (3) vorgesehen sind, gemäss der vorgenannten Punkte und die Rückstände zu einem Auffangbehälter (G) gelangen, von dem aus sie erneut zu dem entsprechenden Ofen gelangen können, wie vorher beschrieben.
Da aber gemäss der Verbesserungen das Wärmemedium Luft ist und in diesem Fall weder der Rücklauf noch der Kreislauf existieren, die in der Zeichnung 1 mit (8) bezeichnet sind umfasst das System so nur die Elemente wie Ventile und andere Elemente (8') zum Durchlauf der Gase von den Wärmeaustauschern (4) bis zu dem Ausgangsaustauscher (9).
Das bedeutet, dass das Wärmemedium, das gemäss der Verbesserungen eingesetzt wird, Luft ist und die Temperatur, die erreicht werden soll, zwischen 90 und 400° liegt, statt zwischen 90 und 150°, wie vorher dargestellt.
Wie vorher gesagt, wird als Wärmemedium Luft verwendet, ist der geschlossene Rückflusskreislauf unnötig, da die Entladung direkt in die Atmosphäre stattfindet.
Auf der anderen Seite muss man hervorheben, dass in dem Kreislauf des Turbogenerators (10) als Medium Wasserdampf verwendet wird, obwohl auch ein organisches Medium mit einer hohen Molekularmasse eingesetzt werden kann, jeweils abhängig von der gewählten Temperatur und den Eigenschaften des Wärmemediums.
Durch das System gemäss den Verbesserungen gelingt ausserdem die Abtrennung des Staubs, der in den Abgasrohren jeden Ofens (1) anfällt, so dass er in dem entsprechenden Ofen benutzt werden kann, was zu einer Erhöhung der Herstellung von Fritte führt und die Menge an Staub als Abfall drastisch senkt. Die Anlage ist preiswerter, da auf der einen Seite das eingesetzte Medium kein Geld kostet und ausserdem die geschlossenen Kühlkreisläufe überflüssig sind und ein offener Kreislauf betrieben werden kann, wobei ausserdem noch deren Wartung bei der Benutzung von Luft preiswerter ist, da in den Leitungen weniger Rückstände anfallen.
Ein anderer Faktor, der zu den geringeren Kosten beiträgt, ist die Tatsache, dass der Kreislauf, in dem vorher alle Einheiten (3) des Systems zusammenliefen, in diesem Falle wegfällt und das Medium direkt durch die Elemente (8') zu dem Ausgangsaustauscher läuft (9).

Claims

System für die Wämerückgowinnung und Filterung von aus einem Schmelzvorgang stammenden Verbrennungsgasen mit Erzeugung elektrischer Energie, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid für die Wärmeübertragung Luft ist, wobei dieses in einem offenen Kreislauf mit direkter Verbindung unter den Austauschrn (4)sowle mit dem Ausgangsaustauscher (9) entsteht und einen direkten Ausgang zur, Atmosphere aufweist, wobei vorgesehen ist, dass der dem Turbogenerator (10) entsprechende Kreislauf ein Fluid in Form von Dampr verwendet oder ein organisches Fluid mit hohem Molekulargewicht, das in Anlagen für das Emaillieren von Keramik und ähnlichem anwendbar ist, wobeijeder Ofen (1) mit einer Filterbetriebseinheit (8) versehen ist, in der ein Wärmeaustauscher (4) vorgesehen ist, der die Verbrennungsgase abkühit, sowie mit einem Filter (5), in dem das Emallpulver wiedergewonnen wird, um emeul dem Ofen (1) zugeführt zu werden und somit recycelt zu werden, wobei die genannten Betriebseinheiten (3) mit einem zweiten Ausgangsaustauscher (9) verbunden sind, der die Absorptionswärme an den Kreislauf eines Turbogenerators (10, 11) abgibt, in dem Turbine (12) vorgesehen ist, für den Antrieb eines Wechselstromgenerators (13), der die elektrisce Energie erzeugt, in die die aus den von den Öfen (1) abgegebenen Verbrennungsgase umgewandelt werden.
System für die Wämerückgowinnung und Filterung von aus einem Schmelzvorgang stammenden Verbrennungsgasen mit Erzeugung elektrischer Energie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Wärmeauslauschern (4) erwärmte Fluid für die Wärmeübertragung Temperaturen von 90 bis 400° C erreicht.