EP1108185B1 - Method for thermally regenerating the heat exchanger material of a regenerative post-combustion device - Google Patents
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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
Definitions
- Regenerative afterburners are used Purification of polluted exhaust gases from industrial processes. To save energy in thermal Afterburning the exhaust gases to be cleaned are Passed heat exchanger material. Because the ones to be cleaned Exhaust gases often contain organic contaminants Form of condensable substances, e.g. tar products, or contain organic dusts, the surfaces settle of these heat exchanger materials in the course of Operation with these contaminants. For regeneration the heat exchanger material must periodically on a Temperature are heated at which the at the Dissolve surface adsorbed contaminants and remove can be. This happens with the known thermal afterburners in that Fresh air brought into the combustion chamber, there heated to high temperature and then from above passed down through the heat exchanger material, fed to the outlet via the rotary distributor and then is disposed of via the chimney into the outside atmosphere.
- the Rotary distributor is in this process. Waiting for until the segment of the heat exchanger material that is flushed through from top to bottom on the required Has heated temperature so that all areas of the heat exchanger material in this segment of contaminants be freed. Then the rotary distributor is turned on Segment rotates and the process starts again.
- a disadvantage of this known regeneration method the heat exchanger material is proportionate long time necessary to clean all segments is. It also contains what is fed into the fireplace Gas the contaminants that come from the heat exchanger material have solved, and is therefore not clean.
- the object of the present invention is a method of the type mentioned in such a way that the thermal regeneration takes place quickly and moreover, no impurities in the ambient atmosphere be delivered.
- this object is achieved by that the air used for thermal regeneration in the combustion chamber is removed from the combustion chamber and returned to the inlet for exhaust gas to be cleaned, while the outlet for cleaned gas is closed, and that this air is circulated until the rotary distributor is rotating until the entire heat exchanger material is sufficiently heated and all impurities have been removed from it.
- the regenerative afterburning device is in the drawing with the reference number 1.
- Their basic structure and their basic functionality are - unless otherwise stated below is said - in EP 0 548 630 A1 or EP 0 719 984 A2, to which express reference is made.
- an inlet space 3 for the exhaust air to be cleaned, via an inlet line 4 is supplied.
- Rotary distributor 5 is a depending on its rotational position Connection between the inlet space 3 and a segment from a multitude of pie-shaped segments in one Distribution space 6 located above inlet space 3 forth.
- a heat exchange space 7, which in a corresponding Number of segments is divided, each with a corresponding segment of the one below Communicate distribution spaces.
- the segments of the heat exchange room 7 are filled with heat exchanger material.
- a combustion chamber 8 in which opens a burner 9.
- the rotary distributor 5 is designed in a known manner that he has another segment of the distribution space 6, which generally diametrically opposed to the former segment, and thus also another segment of the heat exchanger room 7 with an outlet line 10 for cleaned Gas connects. Finally, the rotary distributor 5 a connection between that segment of the distribution space 6 and thus the heat exchange chamber 7 with a Purge air line 11 ago, in the direction of rotation of the rotary distributor 5 seen ahead of the segment which communicates with the outlet line 10.
- the outlet line 10 for purified gas introduces a motor-controlled valve 12 and a blower 13, a another motor-controlled valve 14 and a silencer 15 to a chimney 16.
- a return line 17 from which another motor-controlled Valve 18 with the inlet line 4 for to be cleaned Exhaust gas is connected.
- the purge air line 11 already mentioned, in the one another motor-controlled valve 19 is located.
- the purge air line 11 also opens between the valve 19 and the inlet to the regenerative afterburner 1 a fresh air line connected to the outside atmosphere 20, which is controlled by a further motor-controlled valve 21 is lockable.
- the air circulation described is ongoing Rotary distributor 5 performed until the heat exchanger material even in the lowest areas Temperature at which the deposits are removed from the heat exchanger material. These contaminants are then removed from the circulating Air is brought into the combustion chamber 8 and burned there. If this process is finished, so the various motorized valves are back returned to the starting position and the feed of exhaust air to be cleaned via the inlet line 4 is resumed.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur thermischen
Regeneration des Wärmetauschermaterials einer regenerativen
Nachverbrennungsvorrichtung, welche in einem Gehäuse
von oben nach unten umfaßt:
Regenerative Nachverbrennungsvorrichtungen dienen der Reinigung verunreinigter Abgase aus industriellen Prozessen. Zur Einsparung von Energie bei der thermischen Nachverbrennung werden die zu reinigenden Abgase durch Wärmetauschermaterial hindurch geführt. Da die zu reinigenden Abgase häufig organische Verunreinigungen in Form kondensierbarer Substanzen, z.B. Teerprodukte, oder organische Stäube enthalten, setzen sich die Oberflächen dieser Wärmetauschermaterialien im Laufe des Betriebes mit diesen Verunreinigungen zu. Zur Regeneration muß das Wärmetauschermaterial periodisch auf eine Temperatur erhitzt werden, bei welcher sich die an der Oberfläche adsorbierten Verunreinigungen lösen und ausgetragen werden können. Dies geschieht bei den bekannten thermischen Nachverbrennungsvorrichtungen dadurch, daß Frischluft in die Verbrennungskammer eingebracht, dort auf hohe Temperatur erhitzt und sodann von oben her durch das Wärmetauschermaterial nach unten geleitet, über den Drehverteiler dem Auslaß zugeführt und sodann über den Kamin in die Außenatmosphäre entsorgt wird. Der Drehverteiler steht bei diesem Vorgang. Es wird zugewartet, bis sich das jeweils durchspülte Segment des Wärmetauschermaterials von oben bis nach unten auf die erforderliche Temperatur erhitzt hat, so daß alle Bereiche des Wärmetauschermaterials in diesem Segment von Verunreinigungen befreit werden. Danach wird der Drehverteiler um ein Segment verdreht und der Vorgang beginnt von neuem. Nachteilig bei diesem bekannten verfahren zur Regeneration des Wärmetauschermaterials ist zum einen die verhältnismäßig lange Zeit, die zur Reinigung aller Segmente notwendig ist. Darüber hinaus enthält das dem Kamin zugeleitete Gas die Verunreinigungen, die sich vom Wärmetauschermaterial gelöst haben, und ist somit nicht sauber.Regenerative afterburners are used Purification of polluted exhaust gases from industrial processes. To save energy in thermal Afterburning the exhaust gases to be cleaned are Passed heat exchanger material. Because the ones to be cleaned Exhaust gases often contain organic contaminants Form of condensable substances, e.g. tar products, or contain organic dusts, the surfaces settle of these heat exchanger materials in the course of Operation with these contaminants. For regeneration the heat exchanger material must periodically on a Temperature are heated at which the at the Dissolve surface adsorbed contaminants and remove can be. This happens with the known thermal afterburners in that Fresh air brought into the combustion chamber, there heated to high temperature and then from above passed down through the heat exchanger material, fed to the outlet via the rotary distributor and then is disposed of via the chimney into the outside atmosphere. The Rotary distributor is in this process. Waiting for until the segment of the heat exchanger material that is flushed through from top to bottom on the required Has heated temperature so that all areas of the heat exchanger material in this segment of contaminants be freed. Then the rotary distributor is turned on Segment rotates and the process starts again. A disadvantage of this known regeneration method the heat exchanger material is proportionate long time necessary to clean all segments is. It also contains what is fed into the fireplace Gas the contaminants that come from the heat exchanger material have solved, and is therefore not clean.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die thermische Regeneration schnell vonstatten geht und darüber hinaus keine Verunreinigungen in die Umgebungsatmosphäre abgegeben werden.The object of the present invention is a method of the type mentioned in such a way that the thermal regeneration takes place quickly and moreover, no impurities in the ambient atmosphere be delivered.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß die zur thermischen Regeneration verwendete in der
Verbrennungskammer erhitzte Luft dem-Verbrennungsraum
entnommen und zum Einlaß für zu reinigendes Abgas zurückgeführt
wird, während der Auslaß für gereinigtes Gas
geschlossen ist, und daß diese Luft so lange bei sich
drehendem Drehverteiler im Kreislauf geführt wird, bis
das gesamte Wärmetauschermaterial ausreichend erhitzt
ist und sich alle Verunreinigungen von diesem gelöst
haben.According to the invention, this object is achieved by
that the air used for thermal regeneration in the combustion chamber is removed from the combustion chamber and returned to the inlet for exhaust gas to be cleaned, while the outlet for cleaned gas is closed, and that this air is circulated until the rotary distributor is rotating until the entire heat exchanger material is sufficiently heated and all impurities have been removed from it.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Rezirkulation
der erhitzten Luft zum Einlaß wird zweierlei erreicht:
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; die einzige Figur zeigt schematisch eine regenerative Nachverbrennungsvorrichtung mit den wichtigsten zu deren Betrieb erforderlichen peripheren Einrichtungen.An embodiment of the invention is as follows explained in more detail with reference to the drawing; the only figure shows schematically a regenerative afterburning device with the most important ones necessary for their operation peripheral facilities.
Die regenerative Nachverbrennungsvorrichtung ist in der Zeichnung-mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet. Ihr grundsätzlicher Aufbau und ihre grundsätzliche Funktionsweise sind - soweit nachfolgend nichts anderes gesagt ist - in der EP 0 548 630 A1 oder der EP 0 719 984 A2 beschrieben, worauf ausdrücklich verwiesen wird.The regenerative afterburning device is in the drawing with the reference number 1. Their basic structure and their basic functionality are - unless otherwise stated below is said - in EP 0 548 630 A1 or EP 0 719 984 A2, to which express reference is made.
Im unteren Bereich des Gehäuses 2 der regenerativen
Nachverbrennungsvorrichtung 1 befindet sich ein Einlaßraum
3 für die zu reinigende Abluft, die über eine Einlaßleitung
4 zugeführt wird. Ein im Einlaßraum 3 angeordneter
Drehverteiler 5 stellt je nach seiner Drehstellung eine
Verbindung zwischen dem Einlaßraum 3 und einem Segment
aus einer Vielzahl tortenstückförmiger Segmente in einem
Oberhalb des Einlaßraumes 3 befindlichen Verteilraum 6
her. Erneut oberhalb des Verteilraumes 6 befindet sich
im Gehäuse 2 ein Wärmetauschraum 7, der in eine entsprechende
Anzahl von Segmenten unterteilt ist, die jeweils
mit einem entsprechenden Segment des darunter liegenden
Verteilraume kommunizieren. Die Segmente des Wärmetauschraumes
7 sind mit Wärmetauschermaterial angefüllt.In the lower area of the housing 2 of the regenerative
Afterburning device 1 is an inlet space
3 for the exhaust air to be cleaned, via an
Über den Wärmetauschraum 7 befindet sich im obersten
Bereich des Gehäuses 2 eine Verbrennungskammer 8, in
welche ein Brenner 9 mündet.About the heat exchange room 7 is in the top
Area of the housing 2, a
Der Drehverteiler 5 ist in bekannter Weise so ausgebildet,
daß er ein weiteres Segment des Verteilerraumes 6, welches
im allgemeinen dem erstgenannten Segment diametral gegenüberliegt,
und damit auch ein weiteres Segment des Wärmetauscherraumes
7 mit einer Auslaßleitung 10 für gereinigtes
Gas verbindet. Schließlich stellt der Drehverteiler
5 eine Verbindung zwischen demjenigen Segment des Verteilraumes
6 und damit des Wärmetauschraumes 7 mit einer
Spülluftleitung 11 her, das in Drehrichtung des Drehverteilers
5 gesehen demjenigen Segment vorauseilt, welches
mit der Auslaßleitung 10 kommuniziert.The
Die Auslaßleitung 10 für gereinigtes Gas führt über ein
motorgesteuertes Ventil 12 sowie ein Gebläse 13, ein
weiteres motorgesteuertes Ventil 14 und einen Schalldämpfer
15 zu einem Kamin 16. Zwischen dem Gebläse 13
und dem motorgesteuerten Ventil 14 zweigt eine Rückführleitung
17 ab, die über ein weiteres motorgesteuertes
Ventil 18 mit der Einlaßleitung 4 für zu reinigendes
Abgas verbunden ist. Von der Rückführleitung 17 zweigt
die bereits erwähnte Spülluftleitung 11 ab, in der ein
weiteres motorgesteuertes Ventil 19 liegt. In die Spülluftleitung
11 mündet außerdem zwischen dem Ventil 19 und
dem Einlaß in die regenerative Nachverbrennungsvorrichtung
1 eine mit der Außenatmosphäre verbundene Frischluftleitung
20, die durch ein weiteres motorgesteuertes Ventil 21
verschließbar ist.The
Schließlich ist die Verbrennungskammer 8 mit der Auslaßleitung
10 für gereinigte Gase an einer Stelle zwischen
dem motorgesteuerten Ventil 12 und dem Gebläse 13 verbunden;
diese Verbindung läßt sich mit einem motorgesteuerten
Ventil 23 öffnen oder schließen. Zwischen
dem motorgesteuerten Ventil 23 und der Mündungsstelle
in die Auslaßleitung 10 mündet in die Leitung 22 eine
Frischluftzuführleitung 24, die ebenfalls durch ein
motorgesteuertes Ventil 25 versperrbar ist.Finally, the
Der Normalbetrieb der regenerativen Nachverbrennungsvorrichtung
1, in welchem verunreinigte Abgase behandelt
werden, entspricht dem Bekannten:
Die erhitzte, nunmehr die (ungefährlichen) Verbrennungsprodukte
enthaltende Luft tritt von oben her in ein Segment
des Wärmetauschraumes 7 ein und durchströmt dieses nach
unten. Es gibt dabei einen Großteil seiner Wärme an das
dortige Wärmetauschermaterial ab und tritt an der Unterseite
des Wärmetauschraumes 7, entsprechend abgekühlt,
in das entsprechende Segment des Verteilraumes 6 ein und
wird vom Drehverteiler 5 der Auslaßleitung 10 zugeführt.
In dieser Betriebsweise sind die motorgesteuerten Ventile
12 und 14 geöffnet sowie die motorgesteuerten Ventile
18, 23, und 25 geschlossen. Die Reinluft wird mit
Hilfe des Gebläses 13 über den Kamin 16 in die Außenatmosphäre
ausgetragen.The heated, now the (harmless) combustion products
Containing air enters a segment from above
of the heat exchange chamber 7 and flows through it
below. There's a lot of its warmth in it
there from the heat exchanger material and occurs at the bottom
the heat exchange space 7, cooled accordingly,
in the corresponding segment of the
Wie bereits oben erwähnt, wird dasjenige Segment des
Wärmetauschraumes 7, welches dem von Reinluft durchströmten
Segment in Drehrichtung des Drehverteilers 5 vorauseilt,
mit Spülluft gespült. Diese Spülung erfolgt beim
dargestellten Ausführungsbeispiel etwas anders als bei
den oben erwähnten Druckschriften: Hier wird nämlich
über die Rückführleitung 17 und die Spülluftleitung
11 bei geöffnetem motorgesteuerten Ventil 19 und geschlossenem
motorgesteuerten Ventil 21 Reinluft über
den Drehverteiler 5 dem entsprechenden Segment des Wärmetauschraumes
7 zugeführt. Dieser Unterschied in der
Art der Spülung ist jedoch für die grundsätzliche Betriebsweise
der thermischen Nachverbrennungsvorrichtung
1 jedenfalls im vorliegenden Zusammenhang ohne Bedeutung.As already mentioned above, that segment of the
Heat exchange room 7, which is flowed through by clean air
Segment leads in the direction of rotation of the
Nach längerer Betriebszeit bedarf das im Wärmetauschraum
7 befindliche Wärmetauschermaterial einer Regeneration,
da sich seine Oberflächen mit Substanzen, beispielsweise
Teerprodukten oder organischen Stäuben,
die vom zu reinigenden Abgas mitgeführt werden, zugesetzt
haben. Diese thermische Regeneration geschieht
bei der beschriebenen regenerativen Nachverbrennungsvorrichtung
1 wie folgt:
In diesem Schaltungszustand der verschiedenen motorgesteuerten
Ventile wird heiße Luft aus der Verbrennungskammer
8 entnommen. Über die Frischluftzufuhrleitung 24 wird
Frischluft beigemischt und dadurch die Regenerationslufttemperatur
eingestellt. Die Mischluft wird mit dem
Gebläse 13 über die Leitung 22 und das geöffnete Ventil
23 angesaugt und über die Rückführleitung 17 und das
geöffnete motorgesteuerte Ventil 18 in die Einlaßleitung
4 und von dort über den Einlaßraum 3, den Drehverteiler
5, das entsprechende Segment des Verteilraumes 6 einem
Segment des Wärmetauschraumes 7 zugeführt. Diese Luft
tritt oben wieder in die Verbrennungskammer 8 ein und
wird durch den Brenner 9 erhitzt. Die heiße Luft wird auf
dem geschilderten Wege zirkuliert, während der Drehverteiler
5 sich weiter dreht. Überschüssige Luft im Kreislauf
wird durch entsprechende Öffnung des motorgesteuerten
Ventiles 14 zum Kamin 16 hin abgeführt.In this circuit state the various motor-controlled
Valves will get hot air from the
Die geschilderte Luftzirkulation wird bei laufendem
Drehverteiler 5 so lange durchgeführt, bis das Wärmetauschermaterial
auch in den untersten Bereichen diejenige
Temperatur erreicht hat, bei welcher die Ablagerungen
von dem Wärmetauschermaterial abgetragen werden.
Diese Verunreinigungen werden sodann von der zirkulierenden
Luft in die Verbrennungskammer 8 gebracht und
dort verbrannt. Ist dieser Prozeß abgeschlossen, so
werden die verschiedenen motorgesteuerten Ventile wieder
in die Ausgangsposition zurückgestellt und die Zufuhr
von zu reinigender Abluft über die Einlaßleitung
4 wird wieder aufgenommen.The air circulation described is ongoing
Claims (1)
- Method for thermally regenerating the heat exchanger material of a regenerative post-combustion device, which in a housing comprises from top to bottom:a) a combustion chamber;b) a section, which is divided into several segments filled with heat exchanger material;c) a rotary distributor, which according to its rotary position produces:ca) a connection between an inlet for waste gas to be purified and a first segment of the heat exchanger material;cb) a connection between a second segment of the heat exchanger material and an outlet for purified gas;cc) a connection between a third segment of the heat exchanger material, which segment is ahead of the second segment in the direction of rotation of the rotary distributor, and an inlet or outlet for flushing gas,
the air used for thermal regeneration and heated in the combustion chamber (8) is removed from the combustion chamber (8) and returned to the inlet (4) for the waste gas to be purified, while the outlet (10) for purified gas is closed, and the air is circulated with the rotary distributor (5) rotating until all the heat exchanger material has been sufficiently heated and all contaminants have been released from this.
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