EP1108186B1

EP1108186B1 - Verfahren und vorrichtung zur abgasreinigung mittels thermischer nachverbrennung

Info

Publication number: EP1108186B1
Application number: EP99939919A
Authority: EP
Inventors: Peter Voss-Spilker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1999-06-17
Publication date: 2003-01-22
Anticipated expiration: 2019-06-17
Also published as: DE19838473C2; WO2000011406A1; ES2192069T3; EP1108186A1; DE19838473A1; ATE231601T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abgasreinigung mittels thermischer Nachverbrennung insbesondere schadstoffhaltiger Abgase von Metallschrottschmelzanlagen, bei dem zu verbrennende Abgase mit einem Brennmedium und/oder Verbrennungsluft in einem in Strömungsrichtung der Abgase vor Zufuhr der thermischen Energie erfolgenden Mischvorgang zu einer Mischung zusammengeführt werden und die Mischung zur thermischen Dissoziation von in den Abgasen mitgeführten Schadstoffen unter Zufuhr von thermischer Energie verbrannt wird.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Abgasreinigung mittels thermischer Nachverbrennung insbesondere schadstoffhaltiger Abgase von Metallschrottschmelzanlagen, insbesondere zur Durchführung eines vorgenannten Verfahrens, mit einem eine Mischkammer umschließenden Mischkammergehäuse, in das über wenigstens einen Einlaufstutzen zu verbrennende Abgase einleitbar sind, mit einer Einlaßdüsen aufweisenden Brennmediumzuführeinheit, mit der ein Brennmedium und/oder Verbrennungsluft in das Mischkammergehäuse unter Erzeugung einer Mischung aus Abgasen, Brennmedium und/oder Verbrennungsluft einführbar sind, mit einer Brennereinheit, mit der der Mischung in Strömungsrichtung der Abgase im hinteren Teil des Mischkammergehäuses thermische Energie zuführbar ist, und mit einem in Strömungsrichtung der Abgase dem Mischkammergehäuse nachgeordneten Reaktionskammergehäuse.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind aus der DE 196 08 796 A bekannt. Bei diesem Verfahren und dieser Vorrichtung sind in ein Mischkammergehäuse eine Teilmenge des insgesamt einzuleitenden Brennmediums und im Anfahrbetrieb Verbrennungsluft sowie im Reinigungsbetrieb unter Abschaltung der Zufuhr von Verbrennungsluft zu verbrennende sauerstoffhaltige Abgase einleitbar. Die Zufuhr des Brennmediums und der Verbrennungsluft beziehungsweise der zu verbrennende Abgase erfolgt rechtwinklig zueinander, so dass in einem dadurch indizierten turbulenten Mischvorgang durch Verwirbelungen eine Mischung von Brennmedium und Verbrennungsluft beziehungsweise von Brennmedium und zu verbrennenden Abgasen erzeugt wird. In Strömungsrichtung der Abgase im hinteren Teil des Mischkammergehäuses ist eine Brennereinheit vorgesehen, die einen kegelförmigen, mit Ausnehmungen durchbrochenen Brennerkorb aufweist. Die Mantelfläche des Brennerkorbs ist winklig sowohl zu dem einströmenden Brennmedium als zu dem einströmenden Abgas ausgerichtet. In dem Brennerkorb wird die jeweilige Mischung entzündet wird und tritt in ein dem Mischkammergehäuse nachgeordnetes, eine Redaktionskammer umschließendes Reaktionskammergehäuse ein, in der die entzündete Mischung verbrennt.

Mit diesem Verfahren beziehungsweise mit dieser Vorrichtung sind zwar sauerstoffhaltige Abgase verbrennbar, allerdings ist nachteilig, dass der Mischvorgang bei instationären Strömungsverhältnissen insbesondere durch schwankende Volumenströme von Abgasen zu stark schwankenden turbulenten Mischungsverhältnissen und insbesondere einer unter Umständen ungenügenden Durchmischung von Abgasen und Brennmedium führt.

Aus der AT 388 989 B sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entsorgen von Fluiden bekannt, bei dem einer Ringbrennkammer mit einem spiralförmig umströmten Kern zunächst Brennmedium zuführbar und danach in einem in Strömungsrichtung des Brennmediums hinteren Teil der Ringbrennkammer zu verbrennende Abgase sowie zusätzlich zu verbrennende Flüssigkeiten tangential in den rotierenden Strom von Brennmedium einspeisbar sind. Dieses Verfahren und diese Vorrichtung hat sich jedoch im Hinblick auf eine effiziente, vollständige Verbrennung von Abgasen als nicht ganz optimal erwiesen.

Aus der US-A-3 660 045 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung von staubhaltigem Rauch bekannt, bei dem in einem länglichen, kaminartigen Rauchabzug in einem als Mischkammer dienenden aufgeweiteten Bereich zu dem Rauch Verbrennungsluft zuführbar ist Nach einer mehr oder weniger intensiven Mischung des Rauchs mit der zugeführten Verbrennungsluft in der Mischkammer sowie in dem sich an die Mischkammer anschließenden weiteren Abschnitt des Rauchabzugs tritt die Mischung durch eine quer zu der Strömungsrichtung der Mischung ausgerichtete, ringförmige Flammenzone einer Brennereinheit durch, in der bis zu einem gewissen Grad eine Verbrennung von brennbaren Bestandteilen der Abgase erfolgt. In Strömungsrichtung nach der Flammenzone ist eine ringförmige Sprühnebelzone vorgesehen, in der mitgeführte Partikel ausgewaschen werden. Im Hinblick auf eine intensive Durchmischung von Abgasen und Verbrennungsluft sind dieses Verfahren und diese Vorrichtung jedoch nicht ausgelegt.

Aus der EP-A-0 338 183 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum thermischen Zerlegen von fluiden Schadstoffen bekannt, bei dem beziehungsweise der zu verbrennende Abgase einer zylinderförmigen Brennkammer eingespeist und einer in Strömungsrichtung der Abgase nachgeordneten Brennereinheit mit ringförmig angeordneten Einlaßdüsen zugeführt werden. In Strömungsrichtung der Abgase nach der Brennereinheit ist eine ringförmige Rückhalteeinheit angeordnet, mit der mit einer Komponente entgegen der Strömungsrichtung in der Abgase Verbrennungsluft in Richtung der Brennereinheit zuführbar ist. Durch die Erhöhung des Strömungswiderstandes durch die Rückhalteeinheit und das Einbringen von Verbrennungsluft im Gegenstrom zu den Abgasen soll für eine effiziente Verbrennung eine innige Durchmischung mit bereits entflammten Abgasen erzielt werden. Nachteilig bei dieser Vorgehensweise ist jedoch, dass bei wechselnden Abgasvolumenströmen durch das Überströmen von Verbrennungsluft über die Brennereinheit hinaus kritische Verbrennungsbedingungen mit der Gefahr von Rückschlägen der Flamme entgegen der Strömungsrichtung der Abgase eintreten können.

Aus der EP-A-0 463 839 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermischen Verbrennung von Abgasen bekannt, bei der einer Brennereinheit über ein sich im Querschnitt erweiterndes Rohr eine Mischung aus Verbrennungsluft und zu verbrennenden Abgasen sowie rechtwinklig zu der Mischung eine Brennmedium zuführbar sind, wobei sich die Mischung aus Verbrennungsluft und zu verbrennenden Abgasen sowie das Brennmedium sofort nach Zusammentreffen in der Brennereinheit entzünden. Bei dieser Vorgehensweise ist jedoch insbesondere bei wechselnden Volumenströmen von Abgasen und Verbrennungsluft nicht sichergestellt, dass der Mischvorgang vollständig und effizient in der Brennereinheit stattfindet.

Zwar lassen sich mit diesen Typen von Vorrichtungen zur Abgasreinigung mittels thermischer Nachverbrennung gasförmige Schadstoffen dissoziieren, allerdings ist die Verbrennung insbesondere bei instationären Strömungsverhältnissen verhältnismäßig instabil und unter Umständen in ökologisch nachteiliger Weise unvollständig.

Aus der DE-U-296 12 352 ist eine Vorrichtung mit einer Brennereinrichtung zum Betrieb einer Trocknungsanlage insbesondere für Futtermittel bekannt, bei der ein Hauptbrennergehäuse vorgesehen ist. In einem einer Trocknungskammer gegenüberliegenden Endbereich des Hauptbrennergehäuses mündet ein Einlaßstutzen für unter Umständen schadstoffhaltige und/oder feuchtebeladene Prozeßluft. In diesem Endbereich sind an das Hauptbrennergehäuse mittig ein Zündbrenner und ein eine Mischung aus einem Brennmedium und Verbrennungsluft verbrennender Kernbrenner angesetzt, die im Mündungsbereich des Einlaßstutzens in das Hauptbrennergehäuse von Zuführrohren für ein Brennmedium umgeben sind. Dadurch erfolgt eine effektive Durchmischung der Prozeßluft mit dem Brennmedium im Bereich des Kernbrenners. Zusammen mit einer in einer Trocknungskammer angeordneten Pralleinrichtung wird bei dieser Anordnung eine hohe Trocknungskapazität bei effizientem Energieeinsatz und geringer Schadstoffemission erzielt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abgasreinigung mittels thermischer Nachverbrennung insbesondere schadstoffhaltiger Abgase von Metallschottschmelzanlagen der eingangs genannten Arten zu schaffen, die sich bei einem verhältnismäßig geringen Steuerungsaufwand auch bei instationären Strömungsverhältnissen durch eine stabile und weitgehend vollständige Verbrennung auszeichnen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem Mischvorgang durch Vorbeiführen der Abgase entlang der Innenseite einer Mischkammerwand eines Mischkammergehäuses die Abgase an Einlaßdüsen vorbeigeführt werden sowie die Strömungsrichtung der Abgase kontinuierlich geändert wird und daß das Brennmedium und/oder die Verbrennungsluft mit einer Komponente in Strömungsrichtung der Abgase zugeführt werden.

Diese Aufgabe wird weiterhin bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit den Einlaßdüsen das Brennmedium beziehungsweise die Verbrennungsluft mit einer Komponente in Strömungsrichtung der entlang der Innenseite einer Mischkammerwand des Mischkammergehäuses unter kontinuierlicher Änderung der Strömungsrichtung an den Einlaßdüsen vorbeigeführten Abgase in das Mischkammergehäuse einführbar ist.

Dadurch, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei dem Mischvorgang, nämlich der Mischung von zu verbrennenden Abgasen mit Brennmedium und/oder Verbrennungsluft vor der Energiezufuhr, die Strömungsrichtung der Abgase kontinuierlich geändert und das Brennmedium und/oder die Verbrennungsluft mit einer Komponente in Strömungsrichtung der Abgase zugeführt wird, ergibt sich bei einem sehr geringen Steuerungsbedarf aufgrund weitgehend turbulenzfreier, in einer Richtung erfolgenden Strömung auch bei beispielsweise bis zu einem Faktor 10 schwankenden Volumenströmen insbesondere bei den Abgasen eine innige, turbulenzarme und von der Verbrennung entkoppelte Durchmischung der einzelnen Bestandteile mit einem durch die im Hinblick auf eine optimale Durchmischung strömungstechnisch optimierte spezifische konstruktive Ausführung gegebenen Impuls und Energieeintrag, so dass eine stabile und effiziente Verbrennung erzielt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es zweckmäßig, daß bei dem Mischvorgang die Strömungsrichtung der Abgase kreisförmig ist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zweckmäßigerweise zwischen dem Mischkammergehäuse und dem Reaktionskammergehäuse ein Verbindungsstück vorgesehen, mit dem zwischen dem Mischkammergehäuse und dem Reaktionskammergehäuse über eine Querschnittsverringerung eine Engführung erzeugt ist. Dadurch verfolgt eine Stabilisierung der Strömung in das Reaktionskammergehäuse. Bei dieser Ausgestaltung kann zur weiteren Verbesserung der Durchmischung durch Strömungsumlenkung vorteilhafterweise weiterhin vorgesehen sein, daß das Verbindungsstück rechtwinklig zu dem oder jedem Einlaufstutzen ausgerichtet ist.

Im Hinblick auf definierte Strömungsverhältnisse bei effizienter Durchmischung ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zweckmäßigerweise vorgesehen, daß das Mischkammergehäuse eine zylindrisch ausgebildete Mischkammer umschließt oder bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel als ein gebogenes Rohr ausgebildet ist. Bei diesen Ausgestaltungen ist es weiterhin vorteilhaft, daß der oder jeder Einlaufstutzen tangential in das Mischkammergehäuse mündet, um eine durch Strömungsumlenkung effektive Durchmischung bei möglichst geringen Turbulenzen zu erhalten.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1: in einer teilgeschnittenen perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem an einem Reaktionskammergehäuse angebrachten Mischkammergehäuse,
Fig. 2: eine Schnittansicht durch das Mischkammergehäuse des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1,
Fig. 3: eine Draufsicht auf das Mischkammergehäuse des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 bei geöffnetem Mischkammergehäuse und
Fig. 4: in einer teilgeschnittenen perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem an einem Reaktionskammergehäuse gemäß Fig. 1 angebrachten Mischkammergehäuse.

Fig. 1 zeigt in einer teilgeschnittenen perspektivischen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem an einem Reaktionskammergehäuse 1 angebrachten Mischkammergehäuse 2. Das Reaktionskammergehäuse 1 und das Mischkammergehäuse 2 sind im bestimmungsgemäßen Gebrauch beispielsweise einem in Fig. 1 nicht dargestellten Elektrolichtbogenofen einer Metallschrottschmelzanlage zur Abgasreinigung mittels thermischer Nachverbrennung nachgeordnet. Die zu reinigenden Abgase sind über in dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Einlaßstutzen 3 mit hier rechteckigem, in nicht dargestellten Ausführungsbeispielen mit vieleckigem oder rundem Querschnitt über eine Mischkammereinlaßöffnung 4 einer von dem Mischkammergehäuse 2 umschlossenen Mischkammer 5 zuführbar. Das Mischkammergehäuse 2 ist aufgrund der unter Umständen sehr hohen Temperatur der zugeführten Abgase sowie darin mitgeführter feinkörniger Feststoffe bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 innenseitig mit einer feuerfesten, abriebsharten sowie sich in den Einfaßstutzen 3 erstreckenden Mischkammerauskleidung 6 versehen und zur Ausbildung einer zylindrischen Mischkammer 5 aus einem flachen Mischkammerdeckel 7, einer zylindrischen Mischkammerwand 8 und einem Mischkammerboden 9 aufgebaut.

In die Mischkammerwand 8 sind eine Anzahl von Brennmediummischdüsen 10 als Einlaßdüsen einer Brennmediumzuführeinheit eingebracht, mit denen unter Druck aus in Fig. 1 nicht dargestellten Vorratsbehältern über eine in Fig. 1 ebenfalls nicht dargestellte Regeleinheit geregelt ein Gemisch aus Verbrennungsluft sowie einem Brennmedium in die Mischkammer 5 zuführbar ist. Der Einlaufstutzen 3 mündet tangential in das Mischkammergehäuse 2, so daß die zugeführten Abgase entlang der Innenseite der Mischkammerwand 8 unter Strömungsumlenkung an den Brennmediummischdüsen 10 vorbeigeführt werden. Dabei erfolgt eine innige Durchmischung der Abgase mit dem über die Brennmediummischdüsen 10 der Mischkammer 5 eingespeisten Gemisch des Brennmediums und der Verbrennungsluft.

Die über die Regeleinheit mit in Fig. 1 nicht dargestellten Detektionsmitteln und Regelmitteln für die notwendigen Größen einstellbare Zusammensetzung des Gemisches aus Brennmedium und Verbrennungsluft hängt von dem Anteil des in den Abgasen mitgeführten Sauerstoffs sowie der Temperatur der Abgase ab. Ist in den Abgasen für eine im wesentlichen vollständige Verbrennung zu wenig Sauerstoff vorhanden und ist die Temperatur der Abgase zu niedrig, wird sowohl Brennmedium als auch Verbrennungsluft als Gemisch zugeführt. Ist in den Abgasen bereits genügend Sauerstoff für eine in wesentlichen vollständige Verbrennung vorhanden, wobei jedoch die Temperatur der Abgase zu niedrig ist, besteht das Gemisch in einer ersten entarteten Zusammensetzung lediglich aus dem Brennmedium. Ist in den Abgasen für eine im wesentlichen vollständige Verbrennung zu wenig Sauerstoff vorhanden, ist die Temperatur der Abgase jedoch ausreichend hoch, besteht das Gemisch in einer zweiten entarteten Zusammensetzung lediglich aus Verbrennungsluft.

Der dem Mischkammerdeckel 7 gegenüberliegende Mischkammerboden 9 weist eine mittige Mischkammerauslaßöffnung 11 auf, an die als Verbindungsstück ein rechtwinklig zu dem Einlaßstutzen 3 und damit zu der Strömungsrichtung der Abgase ausgerichtetes Verbindungsrohr 12 angesetzt ist. Das mit einer feuerfesten Verbindungsrohrauskleidung 13 versehene Verbindungsrohr 12 mündet in eine von dem Reaktionskammergehäuse 1 umschlossene Reaktionskammer 14 und weist unter Ausbildung einer Engführung 15 einen gegenüber dem Innendurchmesser des Mischkammergehäuses 2 sowie des Reaktionskammergehäuses 1 kleineren Querschnitt auf.

Weiterhin ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ein Zündbrenner 16 als Brennereinheit vorgesehen, der mittig an dem Mischkammerdeckel 7 angebracht ist, mit einem ummantelten Zündbrennerhals 17 durch die Mischkammer 5 durchtritt und im Bereich der Auslaßöffnung 11 endet. Über einen außerhalb der Mischkammer 5 gelegenen Zündbrennerkopf 18 des Zündbrenners 16 ist ein Zündbrennermedium zuführbar, das in dem Zündbrennerhals 17 entflammbar ist, so daß das über die Brennmediummischdüsen 10 zuführbare und innig mit den Abgasen durchmischte Gemisch aus Brennmedium sowie Verbrennungsluft entzündbar ist.

Nach Durchtritt durch das Verbindungsrohr 12 mit aufgrund der Engführung 15 relativ hoher Geschwindigkeit expandiert das Gemisch von Abgasen, Brennmedium und Verbrennungsluft zur Nachverbrennung unter thermisch induzierter Dissoziation von in den Abgasen enthaltenen gasförmigen Schadstoffen wie Dioxine und Furane in die von dem Reaktionskammergehäuse 1 umschlossene Reaktionskammer 14, das von einem an das Verbindungsrohr 12 angesetzten, domartig gewölbten Reaktionskammerdeckel 19, einer zylindrischen Reaktionskammerwand 20 und einem dem Reaktionskammerdeckel 19 gegenüberliegend angeordneten gewölbten Reaktionskammerboden 21 gebildet ist. Hierzu sind die Dimensionen des Mischkammergehäuses 2 und insbesondere die des mit einer feuerfesten Reaktionskammerauskleidung 22 versehenen Reaktionskammergehäuses 1 unter Optimierung der dortigen Strömungsverhältnisse unabhängig von der bereits erfolgten Erzeugung des Gemisches aus Abgasen, Brennmedium sowie Verbrennungsluft in der Mischkammer 5 so eingerichtet, daß auch bei wechselnden Strömungsbedingungen mit Änderungen in den Volumenströmen, den Temperaturen beziehungsweise den Schadstofffrachten über eine Zeit von wenigstens 1,5 Sekunden bei einer stabilen Verbrennung eine Temperatur von wenigstens 1000 Grad Celsius aufrechterhalten wird.

Der Reaktionskammerboden 21 weist eine mittige Reaktionskammerauslaßöffnung 23 auf, an die ein Auslaßstutzen 24 angesetzt ist. Der Auslaßstutzen 24 mündet in ein Staubauslaßrohr 25, aus dem feste Verbrennungsrückstände abführbar sind. Weiterhin ist an den Auslaßstutzen 24 ein Abluftrohr 26 angefügt, aus dem die nachverbrannten Abgase unter Beaufschlagung des Abluftrohrs 26 mit Unterdruck abführbar sind, während die zu reinigenden Abgase über den Einlaßstutzen 3 mit einem gewissen Überdruck gegenüber dem Auslaßstutzen 24 zuführbar sind.

Das Abluftrohr 26 ist an eine in Fig. 1 nicht dargestellte Nachkühl- und Nachreinigungsanordnung anflanschbar, mit der die Abgase zur Unterbindung einer Rekombination der dissoziierten Abgasmoleküle zu Schadstoffen schnell auf Temperaturen von weniger als 300 Grad Celsius abkühlbar und nach abschließender Reinigung von festen Schadstoffen unter Durchmischung mit im wesentlichen schadstofffreien Gasen einem Reingaskamin zuführbar sind.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht durch das Mischkammergehäuse 2 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Brennmediummischdüsen 10 im etwa mittig an der zylindrischen Mischkammerwand 8 angeordnet sind. Weiterhin läßt sich Fig. 2 entnehmen, daß sich der Zündbrennerhals 17 von dem Mischkammerdeckel 7 durch die Mischkammer 5 bis in den Bereich der Engführung 15 erstreckt und in etwa im Bereich des Ansatzes des Verbindungsrohrs 12 an den Mischkammerboden 9 geöffnet ist, so daß nach Eintritt des innigen Gemisches von Abgasen, Brennmedium sowie Verbrennungsluft die Verbrennung in der Regel in diesem Bereich einsetzt. Durch die Ausbildung der Engführung 15 ist in diesem Bereich die Strömungsgeschwindigkeit des Gemisches verhältnismäßig hoch, so daß auch bei verhältnismäßig geringen Druckunterschieden zwischen dem Einlaßstutzen 3 und dem Auslaßstutzen 24 oder bei verhältnismäßig geringen Volumenströmen eine stabile Verbrennung vor allem in der hierfür strömungstechnisch optimierten Reaktionskammer 14 erfolgt.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf das Mischkammergehäuse 2 des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 bei geöffnetem Mischkammerdeckel 7. Aus Fig. 3 ist besonders deutlich erkennbar, daß der Einlaufstutzen 3 tangential an das Mischkammergehäuse 2 angesetzt ist, so daß durch die Mischkammereinlaßöffnung 4 in die Mischkammer 5 eintretende Abgase spiralförmig an der Innenwand der zylindrisch ausgebildeten Mischkammerwand 8 an den Brennmediummischdüsen 10 vorbeistreichen und in Richtung der Mischkammerauslaßöffnung 11 rechtwinklig zu der ursprünglichen Strömungsrichtung umgelenkt werden.

Wie in Fig. 3 dargestellt sind die beispielsweise als Parallelrohrdüsen 27 mit nebeneinanderliegenden, zueinander parallelen Zuführrohren für die mittels der nicht dargestellten Regeleinheit auf eine stabile Verbrennung mit den oben genannten Randwerten geregelte Zufuhr von Verbrennungsluft und Brennmedium, als Doppelrohrdüsen 28 mit ineinanderliegenden Zuführrohren oder als Schrägrohrdüsen 29 mit spitzwinklig zueinander ausgerichteten Zuführrohren ausgebildete Brennmediummischdüsen 10 vorzugsweise so ausgerichtet, daß die Verbrennungsluft und das Brennmedium mit einem gewissen Winkel in Strömungsrichtung der Abgase eingeführt werden, um bei Vermeidung von insbesondere bei geringen Volumenströmen nachteiligen Turbulenzen eine gute Durchmischung von Abgasen, Brennmedium und Verbrennungsluft zu erhalten.

Fig. 4 zeigt in einer teilgeschnittenen perspektivischen Ansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem an einem Reaktionskammergehäuse 1 gemäß Fig. 1 angebrachten Mischkammergehäuse 2, wobei sich in Fig. 1 und Fig. 4 entsprechende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen und im weiteren nicht näher erläutert sind. Die deckseitige Innenseite sowie die seitlichen Innenseiten des Einlaßstutzens 3, die Innenseite des Mischkammerdeckels 7 sowie die Innenseite der Mischkammerwand 8 des Mischkammergehäuses 2 gemäß Fig. 4 sind mit aneinandergrenzenden Kühlrohren 30 ausgekleidet, in denen ein Kühlmedium durchleitbar ist. Die bodenseitige Innenseite des Einlaßstutzens 3 sowie die Innenseite des Mischkammerbodens 9 sind weiterhin mit der feuerfesten Mischkammerauskleidung 6 versehen. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch eine verhältnismäßig geringe thermische Belastung an den Außenseiten des Mischkammergehäuses 2 aus.

Claims

Verfahren zur Abgasreinigung mittels thermischer Nachverbrennung insbesondere schadstoffhaltiger Abgase von Metallschrottschmelzanlagen, bei dem zu verbrennende Abgase mit einem Brennmedium und/oder Verbrennungsluft in einem in Strömungsrichtung der Abgase vor Zufuhr der thermischen Energie erfolgenden Mischvorgang zu einer Mischung zusammengeführt werden und die Mischung zur thermischen Dissoziation von in den Abgasen mitgeführten Schadstoffen unter Zufuhr von thermischer Energie verbrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Mischvorgang durch Vorbeiführen der Abgase entlang der Innenseite einer Mischkammerwand (8) eines Mischkammergehäuses (2) die Abgase an Einlaßdüsen (10) vorbeigeführt werden sowie die Strömungsrichtung der Abgase kontinuierlich geändert wird und daß das Brennmedium und/oder die Verbrennungsluft mit einer Komponente in Strömungsrichtung der Abgase zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Mischvorgang die Strömungsrichtung der Abgase kreisförmig ist.
Vorrichtung zur Abgasreinigung mittels thermischer Nachverbrennung insbesondere schadstoffhaltiger Abgase von Metallschrottschmelzanlagen, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einem eine Mischkammer (5) umschließenden Mischkammergehäuse (2), in das über wenigstens einen Einlaufstutzen (3) zu verbrennende Abgase einleitbar sind, mit einer Einlaßdüsen (10) aufweisenden Brennmediumzuführeinheit, mit der ein Brennmedium und/oder Verbrennungsluft in das Mischkammergehäuse (2) unter Erzeugung einer Mischung aus Abgasen, Brennmedium und/oder Verbrennungsluft einführbar sind, mit einer Brennereinheit (16), mit der der Mischung in Strömungsrichtung der Abgase im Bereich des Austritts aus dem Mischkammergehäuse (2) thermische Energie zuführbar ist, und mit einem in Strömungsrichtung der Abgase dem Mischkammergehäuse (2) nachgeordneten Reaktionskammergehäuse (1), dadurch gekennzeichnet, daß mit den Einlaßdüsen (10) das Brennmedium beziehungsweise die Verbrennungsluft mit einer Komponente in Strömungsrichtung der entlang der Innenseite einer Mischkammerwand (8) des Mischkammergehäuses (2) unter kontinuierlicher Änderung der Strömungsrichtung an den Einlaßdüsen (10) vorbeigeführten Abgase in das Mischkammergehäuse (2) einführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Mischkammergehäuse (2) und dem Reaktionskammergehäuse (1) ein Verbindungsstück (12) vorgesehen ist, mit dem zwischen dem Mischkammergehäuse (2) und dem Reaktionskammergehäuse (1) über eine Querschnittsverringerung eine Engführung (15) erzeugt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (12) rechtwinklig zu dem oder jedem Einlaufstutzen (3) ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischkammergehäuse (2) eine zylindrisch ausgebildete Mischkammer (5) umschließt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischkammergehäuse als ein gebogenes Rohr ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der oder jeder Einlaufstutzen (3) tangential in das Mischkammergehäuse mündet.