EP0342365B1 - Verfahren und Vorrichtungen zur Beseitigung von Geruchsstoffen in Gasen durch Erhitzen in einer Verbrennungsanlage - Google Patents

Verfahren und Vorrichtungen zur Beseitigung von Geruchsstoffen in Gasen durch Erhitzen in einer Verbrennungsanlage Download PDF

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EP0342365B1
EP0342365B1 EP89106798A EP89106798A EP0342365B1 EP 0342365 B1 EP0342365 B1 EP 0342365B1 EP 89106798 A EP89106798 A EP 89106798A EP 89106798 A EP89106798 A EP 89106798A EP 0342365 B1 EP0342365 B1 EP 0342365B1
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combustion
gases
odor
steam
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Klaus Dipl.-Ing. Müller
Roland Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Ing. Mayer-Pittroff
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Anton Steinecker Maschinenfabrik GmbH
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Anton Steinecker Maschinenfabrik GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/44—Details; Accessories
    • F23G5/46—Recuperation of heat

Definitions

  • the invention relates to a method for eliminating odorous substances in gases or vapors according to the preamble of claim 1.
  • Filters, scrubbers or post-combustion systems are known for removing or removing odorous substances from vapors.
  • DE-A 24 28 666 discloses a process for cleaning with dye solvent vapors.
  • the air contaminated by the solvent vapors is thermally decomposed in a special incinerator.
  • the resulting thermal energy is used to heat some units in the system and the cleaned air is blown off into the open.
  • DE-OS 26 15 552 a flame tube boiler system is known in which an additional burner for thermal post-combustion of contaminated air is attached.
  • DE-A 30 09 860 is a device for Process heat generation and exhaust gas cleaning known.
  • a special post-combustion system is provided for cleaning the exhaust gas and simultaneously generating process heat.
  • the object of the invention is to provide a method of the type mentioned at the outset with which odorous substances can be removed from vapors in an extremely simple and extremely effective manner.
  • the process according to the invention is based on the knowledge that the organic odorous substances, as they are contained in the brewhouse vapors, are decomposed at higher temperatures, water vapor and carbon dioxide predominantly being produced. When heated above the combustion temperature, the odorants also largely oxidize to water vapor and carbon dioxide in the presence of atmospheric oxygen. The resulting gases can then be discharged through the chimney with the flue gases of the combustion system, without any odor nuisance to the environment.
  • the vapors produced during the cooking of mash and wort in a brewery system are not fed to a special post-combustion system, but rather to the brewery's firing system, which is already present in the brewery for supplying energy to the machining process.
  • the use of the method according to the invention can even lead to an energy gain if the vapors replace part of the combustion air which would otherwise be supplied to the combustion system at ambient temperature.
  • the odor-laden vapors can be fed to the combustion chamber or flue gas tract of the furnace at any point, as long as it is ensured that the odor-laden vapors after mixing with the combustion or flue gas of the furnace still reach a temperature of at least 400 ° C in order to thermally decompose the Ensure odorants.
  • the rear turning chamber 17 of the flue gases between the flame tube and the first flue pipe line 16 is suitable for this purpose, where, even in existing systems, a nozzle 15 for introducing the odor-laden gases or vapors can be attached with very little effort, and where The flue gas has temperatures in the range of 700 - 900 ° C.
  • a structurally very inexpensive way of supplying the odor-laden vapors to the combustion system is to mix them with the combustion air.
  • the brewhouse is the main heat consumer, and this brewhouse is heated via the firing system, it can be ensured that during brewing operation the Combustion plant is in operation. Appropriate control can ensure that the combustion system is not switched off but the vapors are heated while the odor-active substances are escaping from the mash or wort kettle. By heating the vapors in the brewery's firing system, it is extremely easy to completely remove the odorous substances.
  • the steam outlet is via a Gas guide 5 connected to the furnace.
  • a pipeline 5 begins, which leads to the furnace. The steam is thus directed from the steam exhaust to the furnace.
  • a corresponding control flap 4 can be present in the steam outlet, which connects the steam outlet in one position to the surroundings and in another position to the pipeline to the refining plant.
  • the combustion system is a gas or oil burner system known per se
  • the vapors are fed together with the combustion air to the mixing chamber 6 of the burner and then burned in the combustion chamber.
  • a simple connection channel between the steam exhaust and the burner is sufficient, a mixture of combustion air with the gases or vapors being generated in front of the burner inlet, which is then burned with the fuel in the burner chamber.
  • the energy of the furnace can of course be given to the mash and wort pans for direct heating or indirectly using hot water or steam.
  • a container 1 denotes a container, for example a wort kettle in a brewery system.
  • wort or mash is cooked with the help of the heating device 11 in a known manner.
  • steam is generated which contains strongly odor-active substances.
  • a steam exhaust 2 is provided on the lid of the container 1, through which the steam emerges from the container at the top.
  • the steam can rise further above a ladle vapor condenser 3 indicated by a broken line.
  • a swiveling flap 4 is accommodated in the steam extraction line 12, which in the position shown redirects the steam with the odorous substances into the pipeline 5. When the flap is oriented in the vertical direction, the steam escapes into the free atmosphere in the direction of the arrow P u .
  • the steam as mentioned, is introduced into the pipeline 5 and is guided to the firing system, designated overall by 13.
  • the furnace 13 is indicated in the figure as a gas or oil burner system, which has a mixing chamber 6 and the actual combustion chamber 7.
  • Steam P D containing odorous substances and the combustion air P L mixed.
  • the fuel P B is burned in the combustion chamber 7 in a flame 8.
  • the combustion temperature of the flame 8 is usually above 1000 ° C. Due to the temperature of the flame 8, the odor-active substances consisting of organic compounds such as alcohols, aldehydes, ketones and esters decompose and mainly decompose into carbon dioxide and water vapor.
  • the exhaust gases can then escape through the exhaust stack 9 without odor-active substances being contained therein.
  • the energy obtained by the combustion in the combustion chamber 7 is fed via the line 10 to the heating device 11 and is used for heating and boiling the medium in the container 1. This not only eliminates the odor-active substances, steam, the heated substance and thus avoids annoyance the environment through unpleasant smells, but also a partial recovery of the heat contained in the steam.
  • the method and the device described can be used advantageously in the brewery operation, and existing systems can also be converted extremely simply by merely arranging a corresponding gas or steam line 5 between the steam exhaust line 12 and a firing system 13.
  • the principle according to the invention is of course not only applicable to gas and oil burner combustion systems, but also to all combustion systems which work with a sufficiently high flame or flue gas temperature so that the odor compounds can decompose.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von Geruchsstoffen in Gasen oder Dämpfen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • In jüngerer Zeit ist man immer mehr bemüht, neben der Vermeidung von Luftverunreinigung jeder Art auch eine Verminderung von Geruchsbelästigungen durch Geruchsemission industrieller Anlagen herbeizuführen. Ein Beispiel dafür sind die Dämpfe, die bei der Maischebereitung und Würzekochung in einer Brauerei auftreten.
  • Bisher wurden die geruchsstoffbeladenen Dämpfe in den meisten Fällen ohne besondere Behandlung in die Atmosphäre entlassen, was zu einer Geruchsbelästigung in der Umgebung führte.
  • Bekannt sind zur Entfernung bzw. Beseitigung von Geruchsstoffen aus Dämpfen Filter, Wäscher oder Nachverbrennungsanlagen.
  • In Brauereien werden die beim Kochen der Würze aus der Würzepfanne austretenden Dämpfe häufig zur Wärmerückgewinnung einem Pfannendunstkondensator zugeführt, in dem der Wasserdampf weitgehend kondensiert. Diese Kondensation führt zwar zu einer Verringerung der Abgabe von geruchsaktiven Substanzen, weit mehr als die Hälfte der besonders geruchsintensiven Substanzen gelangen jedoch in die Abluft und führen daher zu Geruchsbelästigungen, wie man sie aus Aufenthalten in der Nähe von Brauereianlagen kennt.
  • Zur Beseitigung dieser in den Dämpfen enthaltenen Geruchsstoffe wurde von der Anmelderin bereits in der DE-A 30 15 220 ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem die die Geruchsstoffe enthaltende Abluft durch Eindüsen von Waschwasser gereinigt wird. Dem Waschwasser müssen ganz bestimmte Verbindungen zugesetzt werden, um die Geruchsstoffbeseitigung herbeiführen zu können. Derartige Gaswäscher sind sowohl in der Herstellung als auch in der Wartung teuer und müssen darüber hinaus durch entsprechende Zusätze an die jeweilige Anwendung angepaßt werden.
  • Ferner sind zur Beseitigung von in Dämpfen enthaltenen Geruchsstoffen sogenannte Nachverbrennungsanlagen bekannt, bei denen geruchsbeladene Gase in einer speziellen Feuerungsanlage nur zum Zweck der Zersetzung oder Verbrennung der Geruchsstoffe höheren Temperaturen ausgesetzt werden. Dabei tritt ein erheblicher Energieverlust ein, wenn die erhitzten Gase nicht wieder in einem Wärmetauscher zurückgekühlt werden und die dabei ausgetauschte Wärme in der Anlage genutzt werden kann. Entsprechende Anlagen sind deshalb in Brauereien überhaupt noch nicht vorhanden.
  • Aus der DE-A 24 28 666 ist ein Verfahren zur Reinigung durch Farbstofflösemitteldämpfe bekannt. Die durch die Lösemitteldämpfe verunreinigte Luft wird in einer speziellen Verbrennungsanlage thermisch zersetzt. Die dabei entstehende Wärmeenergie wird zum Heizen einiger Einheiten des Systems genutzt und die gereinigte Luft wird ins Freie abgeblasen. Aus der DE-OS 26 15 552 ist eine Flammrohrkesselanlage bekannt, bei der ein zusätzlicher Brenner für thermische Nachverbrennung verunreinigter Luft angebaut ist. Aus der Druckschrift DE-A 30 09 860 ist eine Einrichtung für Prozeßwärmeerzeugung und Abgasreinigung bekannt. Zum Reinigen des Abgases und zum gleichzeitigen Erzeugen von Prozeßwärme ist eine spezielle Nachverbrennungsanlage vorgesehen.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem in äußerst einfacher und äußerst wirkungsvoller Weise Geruchsstoffe aus Dämpfen entfernt werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Patentanspruch gelöst.
  • Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die organischen Geruchsstoffe, wie sie in den Sudhausdämpfen enthalten sind, bei höheren Temperaturen zersetzt werden, wobei vorwiegend Wasserdampf und Kohlendioxid entstehen. Bei Erhitzen über die Verbrennungstemperatur oxidieren die Geruchsstoffe in Anwesenheit von Luftsauerstoff ebenfalls weitgehend zu Wasserdampf und Kohlendioxid. Die entstehenden Gase können dann mit den Rauchgasen der Feuerungsanlage über den Schornstein abgeleitet werden, ohne daß eine Geruchsbelästigung für die Umgebung auftritt.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die beim Kochen von Maische und Würze in einer Brauereianlage entstehenden Dämpfe nicht einer speziellen Nachverbrennungsanlage zugeführt, sondern der ohnehin in der Brauerei zur Energieversorgung des Bearbeitungsprozesses vorhandenen Feuerungsanlage der Brauerei.
  • Mit der Rückführung der Dämpfe in diese Feuerungsanlage ist deshalb in der Regel auch kein wesentlicher Energieverlust verbunden, weil die Eintrittstemperatur der Dämpfe in die Feuerungsanlage in den meisten praktischen Anwendungsfällen nicht wesentlich unter der Abgastemperatur liegen wird, mit der die Rauchgase in den Schornstein eingeleitet werden.
  • Wenn die geruchsstoffbeladenen Dämpfe Sauerstoff enthalten und der Feuerungsanlage mit der Verbrennungsluft zugeführt werden, kann der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens sogar zu einem Energiegewinn führen, wenn die Dämpfe einen Teil der Verbrennungsluft ersetzen, die sonst mit Umgebungstemperatur der Feuerungsanlage zugeführt wird.
  • Die geruchsstoffbeladenen Dämpfe können an jeder beliebigen Stelle dem Feuerraum oder Rauchgastrakt der Feuerungsanlage zugeführt werden, soweit sichergestellt ist, daß die geruchsstoffbeladenen Dämpfe nach Vermischen mit dem Verbrennungs- oder Rauchgas der Feuerung noch eine Temperatur von wenigstens 400 °C erreichen, um die thermische Zersetzung der Geruchsstoffe sicherzustellen.
  • Bei der als Industriekessel üblichen Bauart des Dreizugkessels bietet sich dafür die hintere Wendekammer 17 der Rauchgase zwischen Flammrohr und erstem Rauchrohrzug 16 an, wo auch bei bestehenden Anlagen mit nur sehr geringen Aufwand ein Stutzen 15 zur Einführung der geruchsstoffbeladenen Gase oder Dämpfe angebracht werden kann und wo im Rauchgas Temperaturen im Bereich 700 - 900 °C herrschen.
  • Eine konstruktiv ebenfalls sehr wenig aufwendige Möglichkeit der Zuführung der geruchsstoffbeladenen Dämpfe in die Feuerungsanlage ist ihre Vermischung mit der Verbrennungsluft.
  • Da die beim Kochen von Maische und Würze in einer Brauereianlage entstehenden Dämpfe der Feuerungsanlage der Brauerei zugeführt und dort erhitzt werden, und in Brauereien das Sudhaus der Hauptwärmeverbraucher ist, und dieses Sudhaus über die Feuerungsanlage beheizt wird, kann gewährleistet werden, daß während des Sudbetriebs die Feuerungsanlage in Betrieb ist. Durch entsprechende Steuerung kann sichergestellt werden, daß während des Entweichens der geruchsaktiven Stoffe aus der Maische-  oder Würzepfanne die Feuerungsanlage nicht abgeschaltet wird, sondern die Dämpfe erhitzt. Durch das Erhitzen der Dämpfe in der Feuerungsanlage der Brauerei kann eine vollständige Beseitigung der Geruchsstoffe in äußerst einfacher Weise herbeigeführt werden.
  • Bei der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Brauereianlage mit einem einen Dampfabzug 12 aufweisenden Behälter 1 zur Kochung von Maische und/oder Würze und mit einer Feuerungsanlage 13, die die Energie für die Prozesse der Maischebereitung und Würzekochung liefert, ist der Dampfabzug über eine Gasführung 5 mit der Feuerungsanlage verbunden. An dem ohnehin an der Würze- bzw. Maischepfanne vorgesehenen Dampfabzug 2 und 12, in den noch ein Pfannendunstkondensator 3 einbezogen sein kann, beginnt eine Rohrleitung 5, die zur Feuerungsanlage führt. Der Dampf wird somit vom Dampfabzug zur Feuerungsanlage geleitet. Selbstverständlich kann im Dampfabzug eine entsprechende Steuerklappe 4 vorhanden sein, die den Dampfabzug in einer Stellung mit der Umgebung und in einer anderen Stellung mit der Rohrleitung zur Feinerungsanlage hin verbindet.
  • Wenn die Feuerungsanlage eine ansich bekannte Gas- oder Ölbrenneranlage ist, werden die Dämpfe zusammen mit der Verbrennungsluft der Mischkammer 6 des Brenners zugeführt und dann in der Brennkammer verbrannt. Zur Umrüstung bereits bestehender Anlagen genügt somit ein einfacher Verbindungskanal zwischen dem Dampfabzug und dem Brenner, wobei vor dem Brennereinlaß ein Gemisch aus Verbrennungsluft mit den Gasen oder Dämpfen erzeugt wird, das dann in der Brennerkammer mit dem Brennstoff verbrannt wird.
  • Die Energie der Feuerungsanlage kann selbstverständlich zur direkten Beheizung oder auch indirekt mittels Heißwasser oder Dampf an die Maische- und Würzepfannen abgegeben werden.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
  • In der einzigen Figur der Zeichnung ist in einer Prinzipdarstellung eine mögliche Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
  • Mit 1 ist dabei ein Behälter bezeichnet, beispielsweise eine Würzepfanne in einer Brauereianlage. In diesem Behälter 1 wird Würze oder auch Maische mit Hilfe der Heizeinrichtung 11 in bekannter Weise gekocht. Bei diesem Kochvorgang entsteht Dampf, in dem stark geruchsaktive Substanzen enthalten sind. Am Deckel des Behälters 1 ist ein Dampfabzug 2 vorgesehen, durch den der Dampf nach oben aus dem Behälter austritt. Der Dampf kann über einen gestrichelt angedeuteten Pfannendunstkondensator 3 weiter nach oben steigen. In der Dampfabzugsleitung 12 ist eine schwenkbare Klappe 4 untergebracht, die in der dargestellten Stellung den Dampf mit den Geruchsstoffen in die Rohrleitung 5 umleitet. Wenn die Klappe in vertikaler Richtung ausgerichtet ist, tritt der Dampf in Richtung des Pfeiles Pu in die freie Atmosphäre aus. Wenn dagegen die Klappe 4 die dargestellte Stellung einnimmt, wird der Dampf, wie erwähnt, in die Rohrleitung 5 eingeleitet und wird zu der insgesamt mit 13 bezeichneten Feuerungsanlage geführt. Die Feuerungsanlage 13 ist in der Figur als Gas- oder Ölbrenneranlage angedeutet, die eine Mischkammer 6 und den eigentlichen Verbrennungsraum 7 aufweist. In der Mischkammer werden der Geruchsstoffe enthaltende Dampf PD und die Verbrennungsluft PL gemischt. Der Brennstoff PB wird in dem Brennraum 7 in einer Flamme 8 verbrannt. Üblicherweise liegt die Verbrennungstemperatur der Flamme 8 oberhalb 1000 °C. Aufgrund der Temperatur der Flamme 8 zersetzen sich die aus organischen Verbindungen wie Alkoholen, Aldehyden, Ketonen und Estern bestehenden geruchsaktiven Substanzen und zerfallen überwiegend in Kohlendioxid und Wasserdampf. Die Abgase können dann über den Abluftkamin 9 entweichen, ohne daß darin noch geruchsaktive Stoffe enthalten wären. Die durch die Verbrennung im Brennraum 7 gewonnene Energie wird über die Leitung 10 der Heizeinrichtung 11 zugeführt und dient zum Aufheizen und Kochen des Mediums im Behälter 1. Es wird dadurch nicht nur eine Beseitigung der geruchsaktiven Stoffe Dampf der erhitzten Substanz und damit eine Vermeidung der Belästigung der Umwelt durch störende Gerüche, sondern auch eine teilweise Rückgewinnung der im Dampf enthaltenen Wärme erreicht.
  • Das Verfahren und die geschilderte Vorrichtung lassen sich im Brauereibetrieb vorteilhaft einsetzen, wobei auch bereits bestehende Anlagen äußerst einfach umgerüstet werden können, indem lediglich zwischen der Dampfabzugsleitung 12 und einer Feuerungsanlage 13 eine entsprechende Gas- oder Dampfleitung 5 angeordnet wird. Auch ist selbstverständlich das erfindungsgemäße Prinzip nicht nur bei Gas- und Ölbrennerfeuerungsanlagen anwendbar, sondern bei allen Feuerungsanlagen, die mit einer ausreichend hohen Flammen- oder Rauchgastemperatur arbeiten, so daß sich die Geruchsverbindungen zersetzen können.

Claims (1)

  1. Verfahren zur Beseitigung von Geruchsstoffen aus den Abdämpfen, die in einer Brauerei durch Erhitzen oder Kochen von Maische und/oder Würze mittels einer Feuerungsanlage in einem Behälter (1) entstehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdämpfe der Feuerungsanlage zur Zersetzung der Geruchsstoffe direkt zugeführt werden, wobei die Abdämpfe auf eine Temperatur von mindestens 400 Grad Celsius erhitzt werden.
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