EP1906090A2 - Abgasreinigungsanlage mit Feinstaubfilter für Biomasse-Heizanlagen - Google Patents

Abgasreinigungsanlage mit Feinstaubfilter für Biomasse-Heizanlagen Download PDF

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EP1906090A2
EP1906090A2 EP07018217A EP07018217A EP1906090A2 EP 1906090 A2 EP1906090 A2 EP 1906090A2 EP 07018217 A EP07018217 A EP 07018217A EP 07018217 A EP07018217 A EP 07018217A EP 1906090 A2 EP1906090 A2 EP 1906090A2
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EP
European Patent Office
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filter
exhaust gas
heating system
emission control
unit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP07018217A
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English (en)
French (fr)
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EP1906090A3 (de
Inventor
Dietmar Dr. Steiner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP1906090A2 publication Critical patent/EP1906090A2/de
Publication of EP1906090A3 publication Critical patent/EP1906090A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/022—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow
    • F23J15/025—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material for removing solid particulate material from the gasflow using filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2217/00—Intercepting solids
    • F23J2217/10—Intercepting solids by filters
    • F23J2217/103—Intercepting solids by filters ultrafine [HEPA]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2217/00—Intercepting solids
    • F23J2217/10—Intercepting solids by filters
    • F23J2217/104—High temperature resistant (ceramic) type

Definitions

  • the invention relates to an emission control system for coupling to heating systems according to the preamble of claim 1 and a heating system according to claim 9.
  • an emission control system which is used for biomass heating systems to reduce particulate matter emission.
  • the device described therein can be installed in a flue gas channel and for this purpose has a lid which can be placed gas-tight on an associated opening on a flue gas channel.
  • a spray electrode for example in the form of a tensioned rod, is held over an insulating holder.
  • a high-voltage transformer with rectifier function allows the construction of a high DC voltage between the wire and the lid, which is electrically connected to the furnace tube, so that it acts as a collector electrode.
  • the high voltage supply line is often contaminated by the particulate matter emission, which can lead to failure of the exhaust gas purification device.
  • the advantage of low energy consumption in such heating systems is at least partially offset by the increased energy consumption of this filter.
  • the invention has for its object to provide an improved emission control system especially for non-atmospheric, particulate matter emitting biomass heating systems, in which contamination by particulate matter is largely avoided, and in which any contamination by particulate matter is recognizable. It is also an object of the present invention to provide a heating system comprising a heating system and an exhaust gas purification system.
  • the exhaust gas purification system for coupling to heating systems, in particular for particulate matter emitting heating systems such as biomass heating systems, for exhaust gas purification of exhaust gases of the heating system, characterized in that it comprises: a connected via a connection unit with the heating system coupled, can be flowed through by the exhaust filter unit with an inlet for flowing the unpurified exhaust gas into the filter unit and an outlet for discharging the purified exhaust gas, wherein the filter unit is formed as a tubular, particulate matter particulate filter, the high voltage free means for detecting a clogging and / or for long-term function maintenance by reducing the clogging of the filter.
  • the emission control system is preferably designed for connection or coupling to particulate matter emitting heating systems such as biomass heating systems.
  • the emission control system has a filter unit through which the exhaust gas can flow.
  • the filter unit is tubular, wherein the exhaust gas to be cleaned flows through the interior of the tube.
  • the filter unit is designed as a particulate matter filtering particulate filter.
  • the particle filter is designed so that in the tubular shape, which is traversed by the exhaust gas, acting as a sieve or filter walls are formed. Preferably, these walls are formed so that they form substantially in the flow direction extending channels, which are closed at one end, so that the flowing exhaust gas is forced through the porous wall.
  • the particle filter has high-voltage-free means which detect possible clogging by the exhaust gas impurities and / or prevent such clogging. This offers the advantage that less energy is required than filters with high-voltage means. In addition, such a particulate filter is less susceptible to interference and also operational if no high voltage is present.
  • limit values of 30-35 mg / m 3 for particulate matter or less are also achievable.
  • the means for long-term function maintenance is designed as a suitable filter material, which is arranged in the tubular particle filter.
  • the material is selected so that the impurities can not or hardly penetrate the material. Further, the material is formed so that the impurities do not adhere well or not well to the material, so as to complicate clogging.
  • the filter material is formed as a porous ceramic material, wherein the pores may be formed in the manner of a through hole and / or in the manner of a blind hole.
  • the filter material is a foam ceramic.
  • the ceramic foam is designed as an open-pored, high-temperature-resistant foam ceramic.
  • the foamed ceramic has a predetermined porosity and a predetermined pore size.
  • the porosity of the foamed ceramic in a preferred embodiment is about 90% of the free volume. This offers the advantage that the open-cell foam ceramic has a very high retention volume for fine dust. Due to this high retention volume only a rare filter change due to clogging is required, for example about once or twice a year.
  • the foamed ceramic also has the advantage that it can be adjusted via the porosity so that they have an optimum between filtration efficiency at very slow flow rate of the exhaust gas and pressure drop has. This is not possible with conventional filters, in particular from fine-pored extruded honeycomb bodies of particle filters for diesel vehicles.
  • a corresponding fine structuring of the foamed ceramic must be carried out.
  • the flow rate and the pressure difference of the flowing exhaust gas can be influenced.
  • the flow-through length can be used to influence the residence time of the dust particles and the separation efficiency.
  • the means for detecting a clogging is designed as a control unit with a sensor device which detects a clogging in the tubular particle filter.
  • the clogging state of the particulate filter can be surely detected and monitored, whereby clogging failure can be prevented by timely detection and cleaning or replacement of the (particulate) filter.
  • the operation of the means for detection is the following.
  • the flow resistance of the exhaust gas is detected.
  • the filter begins to become clogged by dust or dirt
  • the flow resistance of the exhaust gas increases. This can be done for example via a measurement of a pressure drop in the filter. If a value is determined for a flow resistance which is above a predetermined limit value, then a signal is generated in accordance with it, such as an optical or acoustic signal, which signals that the filter must be cleaned and / or replaced.
  • the sensor device comprises at least one sensor for detecting an increasing flow resistance in the tubular filter.
  • the means for long-term functional maintenance comprise at least one combustion unit for combustion of at least part of the addition of the tubular filter.
  • This combustion unit generates a combustion, in which the oxidisable fraction of the fine dust, preferably the oxidisable carbon content of the fine dust, is burnt. This reduces the amount of contamination that can clog the filter, thus extending the life of a filter.
  • the combustion can take place both during rest periods of the filter unit and during operation.
  • the functionality of the agent is the following:
  • the exhaust gas flow is conveyed to the filter unit at approx. 190 ° C via a blower.
  • the blower promotes the exhaust gas with a reduced flow rate.
  • the reduced delivery rate is preferably in a range of 3 - 4 m 3 / h.
  • the temperature of the exhaust gas flow is now increased.
  • the elevated temperature is in a range at which the oxidizable portion of the particulate matter ignites, preferably above 600 ° C.
  • the oxidizable particulate matter particles burn. If essentially all oxidisable fine dust particles are burnt, the combustion unit switches off and the blower delivers with normal delivery rate.
  • the end of this above-described burnup can be detected by measuring the pressure difference.
  • a regeneration time of a few minutes, preferably from five to ten minutes before normal operation of the filter unit is maintained after combustion.
  • the combustion unit is designed as an electric resistance heater connected upstream of the tubular filter. With this resistance heater, the exhaust gas can be easily brought to a corresponding combustion temperature.
  • the invention provides a heating system for generating energy by means of combustion of an energy source such as biomass, comprising a particulate matter emitting heating system such as a biomass heating system for burning the energy source, containing particulate matter exhaust gases, and coupled with the heating system according to the invention emission control system.
  • the heating system is constructed as follows.
  • a heating system preferably a biomass heating system such as a pellet heating burns a fuel (biomass). About a fan, the combustion air or the exhaust gas is supplied at about 190 ° C through an exhaust pipe of the emission control system.
  • the emission control system has a filter unit and a corresponding sensor with sensors and control circuit. The exhaust gas is passed through the filter unit, whose operation is described above, and leaves clean the filter unit. The purified exhaust gas is then released to the environment via a chimney.
  • the heating system may have a heat exchanger, which is connected downstream of the filter unit.
  • This heat exchanger which is preferably water-cooled, lowers the exhaust gas temperature of the exhaust gas, in particular after combustion of the oxidizable particulate matter.
  • the heat emitted by the exhaust gas can be used for the heating system.
  • the fan of the filter unit can be connected downstream, for example in the form of a controllable induced draft fan. This can then be operated, equipped or retrofitted with atmospheric, ie fanless biomass heating systems with the emission control system according to the invention or the filter unit according to the invention.
  • the heating system 1 shows schematically a structure of a heating system 1 according to the invention.
  • the heating system 1 comprises a heating installation 2 for burning biomass, whereby an exhaust gas or combustion gas is produced which contains fine dust.
  • the illustrated Heating system 2 is designed as a pellet stove.
  • the exhaust gas from the stove flows into a coupled with the heating system 2 emission control system 3, in which the exhaust gases are cleaned of dirt such as dust or dirt.
  • the exhaust gas purification system 3 comprises a filter unit 4.
  • the filter unit 4 is tubular and is flowed through by the exhaust gas.
  • a particle filter 5, which is shown schematically as a square in FIG. 1, is formed in the filter unit 4.
  • the particle filter 5 is designed as a particulate matter filtering particulate filter. This particle filter 5 is formed of a foamed ceramic.
  • the filter unit 4 comprises a control unit with a sensor device 6.
  • the sensor device 6 detects values which are relevant for detecting a clogging of the filter unit 4 via at least one sensor. These values are, for example, the pressure drop, the flow resistance, and the like.
  • the filter unit 3 has a combustion unit 7 formed as a resistance heater. With this, the exhaust gas temperature is increased so far that at least a portion of the particulate matter, in particular an oxidizable part of the particulate matter burns.
  • a heat exchanger 8 Downstream of the filter unit 3 is a heat exchanger 8.
  • the exhaust gas temperature can be lowered and the heat released by the exhaust gas can be utilized. After the exhaust gas has passed through the heat exchanger 8, this is discharged via a chimney 9 to the environment.
  • FIG. 2a and 2b schematically show two views of a filter unit 3, more precisely a particle filter 4, once in a longitudinal section and once in a plan view.
  • the particulate filter 5 can be seen in a longitudinal section.
  • the particle filter 5 has a tubular shape, wherein in the tube walls 5a are formed of a foamed ceramic material.
  • the walls 5a form channels 5b, which are closed by a bottom 5c, so that the inflowing exhaust gas is forced through the porous wall 5a. This is indicated schematically by the arrows.
  • Fig. 2b shows the particulate filter 5 in a plan view.
  • the channels 5b, 5b ' are annular and formed concentrically around a central axis of the tubular particle filter 5.
  • the bottom 5c ' obscures in the representation the channel 5b' arranged behind it.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Gegenstand ist ein Heizungssystem (1) zur Erzeugung von Energie mittels Verbrennung von einem Energieträger wie Biomasse. Das Heizungssystem (1) umfasst eine Feinstaub emittierende Heizungsanlage (2) wie eine Biomasse-Heizungsanlage, zum Verbrennen des Energieträgers, wobei Feinstaub enthaltende Abgase entstehen. An die Heizungsanlage (2) gekoppelt ist eine Abgasreinigungsanlage (3). Die Abgasreinigungsanlage (3) umfasst eine über eine Anschlusseinheit mit der Heizungsanlage (2) nachgeschaltet koppelbare, von dem Abgas durchströmbare Filtereinheit (4) mit einem Einlass zum Einströmen des ungereinigten Abgases in die Filtereinheit (4) und einem Auslass zum Ausströmen des gereinigten Abgases, wobei die Filtereinheit (4) als rohrförmiger, Feinstaub filternder Partikelfilter(5) ausgebildet ist, der hochspannungsfreie Mittel zur Detektierung eines Zusetzens und/oder zur langfristigen Funktionserhaltung durch Verringern des Zusetzens des Partikelfilters (5) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abgasreinigungsanlage zur Kopplung an Heizungsanlagen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Heizungssystem gemäß Anspruch 9.
  • Aufgrund der Emissionen von Heizungsanlagen und globaler Bemühungen, derartige Emissionen zu reduzieren - siehe zum Beispiel Kyoto-Abkommen - werden bei Heizungsanlagen entsprechende Abgasreinigungsanlagen verwendet. Insbesondere werden derartige Abgasreinigungsanlagen bei Biomasse-Heizanlagen eingesetzt, bei denen neben ökonomischen und ökologischen Vorteilen eine erhöhte Emission an Schadstoffen auftreten kann. Insbesondere die relative hohe Emission an Feinstaub ist bei Biomasse-Heizungsanlagen ein Problem.
  • Aus der EP 1 193 445 A2 ist eine Abgasreinigungsanlage bekannt, welche für Biomasse-Heizungsanlagen zur Verringerung der Feinstaubemission verwendet wird. Die dort beschriebene Vorrichtung ist in einen Rauchgaskanal einbaubar und weist hierzu einen Deckel auf, der gasdicht auf eine zugehörige Öffnung an einem Rauchgaskanal aufsetzbar ist. An der Innenseite des Deckels ist über eine isolierende Halterung eine Sprühelektrode, zum Beispiel in Form eines gespannten Stabes, gehalten. Ein HochspannungsTransformator mit Gleichrichterfunktion erlaubt den Aufbau einer hohen Gleichspannung zwischen dem Draht und dem Deckel, welcher elektrisch leitend mit dem Ofenrohr verbunden ist, sodass dieses als Kollektorelektrode wirkt.
  • Bei einem derartigen Elektrofilter für die Abgasreinigung, der für atmosphärische Heizkamine anwendbar ist, wird vielfach die Hochspannungszuleitung durch die Feinstaubemission verunreinigt, was zu einem Ausfall der Abgasreinigungsvorrichtung führen kann. Zudem wird der Vorteil des geringen Energieverbrauchs bei derartigen Heizanlagen durch den erhöhten Energieverbrauch dieses Filters, zumindest teilweise aufgehoben.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Abgasreinigungsanlage insbesondere für nichtatmosphärische, Feinstaub emittierende Biomasse-Heizungsanlagen zu schaffen, bei welcher eine Verunreinigung durch Feinstaub weitgehend vermieden wird, und bei welcher eine etwaige Verunreinigung durch Feinstaub erkennbar ist. Auch ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Heizungssystem umfassend eine Heizungsanlage und eine Abgasreinigungsanlage zu schaffen.
  • Erfindungsgemäß wird dies mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die Abgasreinigungsanlage zur Kopplung an Heizungsanlagen, insbesondere für Feinstaub emittierende Heizungsanlagen wie Biomasse-Heizungsanlagen, zur Abgasreinigung von Abgasen der Heizungsanlage, ist dadurch gekennzeichnet, dass diese umfasst: ein über eine Anschlusseinheit mit der Heizungsanlage nachgeschaltet koppelbare, von dem Abgas durchströmbare Filtereinheit mit einem Einlass zum Einströmen des ungereinigten Abgases in die Filtereinheit und einem Auslass zum Ausströmen des gereinigten Abgases, wobei die Filtereinheit als rohrförmiger, Feinstaub filternder Partikelfilter ausgebildet ist, der hochspannungsfreie Mittel zur Detektierung eines Zusetzens und/oder zur langfristigen Funktionserhaltung durch Verringern des Zusetzens des Filters aufweist.
  • Die Abgasreinigungsanlage ist bevorzugt zur Anbindung oder Kopplung an Feinstaub emittierende Heizungsanlagen wie Biomasse-Heizungsanlagen ausgebildet. Dabei weist die Abgasreinigungsanlage eine von dem Abgas durchströmbare Filtereinheit auf. Die Filtereinheit ist rohrförmig ausgebildet, wobei das zu reinigende Abgas durch das Innere des Rohrs strömt. Um das Abgas zu reinigen, ist die Filtereinheit als Feinstaub filternder Partikelfilter ausgebildet.
  • Der Partikelfilter ist dabei so ausgebildet, dass in der rohrförmigen Form, welche von dem Abgas durchströmt wird, als Sieb oder Filter wirkende Wandungen ausgebildet sind. Bevorzugt sind diese Wandungen so ausgebildet, dass diese im Wesentlichen in Durchströmrichtung verlaufende Kanäle bilden, welche an einem Ende verschlossen sind, so dass das durchströmende Abgas durch die poröse Wandung gezwungen wird. Dabei weist der Partikelfilter hochspannungsfreie Mittel auf, welche ein mögliches Zusetzen durch die Abgasverunreinigungen detektieren und/oder ein derartiges Zusetzen verhindern. Dies bietet den Vorteil, dass weniger Energie als bei Filtern mit Hochspannungsmitteln benötig wird. Zudem ist ein derartiger Partikelfilter weniger störanfällig und auch einsatzfähig, wenn keine Hochspannung vorhanden ist.
  • Durch geeignete Partikelfilter und/oder eine frühe Detektion eines Zusetzens sind auch Grenzwerte von 30-35 mg/m3 für Feinstaub oder weniger einhaltbar.
  • Vorzugsweise ist das Mittel zur langfristigen Funktionserhaltung als geeignetes Filtermaterial, welches in dem rohrförmigen Partikelfilter angeordnet ist, ausgebildet. Dabei ist das Material so ausgewählt, dass die Verunreinigungen das Material nicht oder kaum durchdringen können. Weiter ist das Material so ausgebildet, dass die Verunreinigungen nicht oder nicht gut an dem Material haften, um so ein Zusetzen zu erschweren.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Filtermaterial als ein poröses Keramikmaterial ausgebildet ist, wobei die Poren nach Art einer Durchgangsöffnung und/oder nach Art eines Sacklochs ausgebildet sein können. Durch die Poren dieses Keramikmaterials können im Falle des Durchgangsöffnungstyps die nicht verschmutzten Bestandteile des Abgases durch das Material durchgeführt werden, wohingegen die Verschmutzungen nicht oder nur zu einem geringen Anteil durch die Poren gelangen können.
  • Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass das Filtermaterial eine Schaumkeramik ist. Insbesondere ist die Schaumkeramik als offenporige, hochtemperaturbeständige Schaumkeramik ausgebildet. Die Schaumkeramik weist eine vorbestimmte Porosität und eine vorbestimmte Porengröße auf. Hierdurch hält die Schaumkeramik, wie vorstehend aufgeführt, einen über die beiden Parameter einstellbaren Anteil an Feinstaubemission zurück. Die Porosität der Schaumkeramik beträgt in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel etwa 90% des freien Volumens. Dies bietet den Vorteil, dass die offenporige Schaumkeramik ein sehr hohes Rückhaltevolumen für Feinstaub aufweist. Durch dieses hohe Rückhaltevolumen ist nur ein seltener Filterwechsel aufgrund von Zusetzen erforderlich, beispielsweise etwa ein bis zweimal pro Jahr. Die Schaumkeramik weist weiter den Vorteil auf, dass diese über die Porosität so eingestellt werden kann, dass diese ein Optimum zwischen Filtrationseffizienz bei sehr langsamer Strömungsgeschwindigkeit des Abgases und Druckabfall aufweist. Bei herkömmlichen Filtern, insbesondere aus feinporig extrudierten Wabenkörpern von Partikelfiltern für Dieselfahrzeuge, ist dies nicht möglich.
  • Um eine Optimierung zwischen Anströmfläche des Partikelfilters und Durchströmlänge zu erhalten, muss eine entsprechende Feinstrukturierung der Schaumkeramik vorgenommen werden. Über die Ausbildung der Anströmfläche lassen sich insbesondere die Durchströmgeschwindigkeit und die Druckdifferenz des durchströmenden Abgases beeinflussen. Über die Durchströmlänge lassen sich die Verweilzeit der Staubpartikel und die Abscheideeffizienz beeinflussen.
  • Bei einer sehr gleichmäßigen und langsamen Strömung stellt sich der Vorteil ein, dass ein sogenannter "Blow-Off-Effekt", wie dies zum Beispiel durch Druckstöße beim Dieselmotor auftritt, vermieden werden. Bei einem "Blow-Off-Effekt" werden bereits abgeschiedene Partikel freigesetzt. Prinzipiell sind jedoch auch andere Filtermaterialien vorstellbar, insbesondere grobporige, keramische Monolithen.
  • Bevorzugt ist zudem, dass das Mittel zur Detektierung einer Zusetzung als eine Regeleinheit mit einer Sensoreinrichtung ausgebildet ist, welche eine Zusetzung in dem rohrförmigen Partikelfilter detektiert. Auf diese Weise kann der Zusetzungszustand des Partikelfilters sicher erkannt und überwacht werden, wodurch ein Versagen durch Zusetzen durch rechtzeitiges Erkennen und Reinigen oder Austauschen des (Partikel-)Filters verhindert werden kann. Die Funktionsweise des Mittels zu Detektierung ist die Folgende. Über die Sensoreinrichtung wird der Strömungswiderstand des Abgases erfasst. Bei einem beginnenden Zusetzen des Filters durch Staub oder Schmutz steigt der Strömungswiderstand des Abgases. Dies kann beispielsweise über eine Messung eines Druckabfalls in dem Filter geschehen. Wird ein Wert für einen Strömungswiderstand ermittelt, der über einem vorbestimmten Grenzwert liegt, wird dann entsprechend ein Signal wie ein optisches oder akustisches Signal erzeugt, welches signalisiert, dass der Filter gereinigt und/oder ausgetauscht werden muss.
  • Aus diesem Grund ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung mindestens einen Sensor zur Detektierung eines steigenden Strömungswiderstandes in dem rohrförmigen Filter umfasst.
  • Zudem sieht eine Ausführungsform vor, dass die Mittel zur langfristigen Funktionserhaltung mindestens eine Verbrennungseinheit zur Verbrennung zumindest eines Teils der Zusetzung des rohrförmigen Filters umfassen. Diese Verbrennungseinheit erzeugt eine Verbrennung, bei welcher der oxidierbare Anteil des Feinstaubs, bevorzugt der oxidierbare Kohlenstoffanteil des Feinstaubs verbrannt wird. Hierdurch wird die Menge an Verschmutzung, welche den Filter zusetzten kann, reduziert, so dass die Lebensdauer eines Filters verlängert wird.
  • Die Verbrennung kann sowohl während Ruhephasen der Filtereinheit als auch während des Betriebs erfolgen. Die Funktionsweise des Mittels ist die Folgende:
  • Der Abgasstrom wird mit ca. 190°C über ein Gebläse in die Filtereinheit gefördert. Wenn nun eine Verbrennung realisiert werden soll, fördert das Gebläse das Abgas mit einer reduzierten Förderleistung. Die reduzierte Förderleistung liegt bevorzugt in einem Bereich von 3 - 4 m3/h. Über die Verbrennungseinheit wird nun die Temperatur des Abgasstroms erhöht. Bevorzugt liegt die erhöhte Temperatur in einem Bereich, bei dem sich der oxidierbare Anteil des Feinstaubs entzündet, vorzugsweise über 600°C. Bei Erreichen die Entzündungstemperatur des Feinstaubanteils verbrennen die oxidierbaren Feinstaubpartikel. Sind im Wesentlichen alle oxidierbaren Feinstaubpartikel verbrannt, schaltet die Verbrennungseinheit ab und das Gebläse fördert mit normaler Förderleistung.
  • Das Ende dieses vorbeschriebenen Abbrandes kann über die Messung der Druckdifferenz detektiert werden. Üblicherweise wird nach der Verbrennung eine Regenerationszeit von einigen Minuten, bevorzugt von fünf bis zehn Minuten vor Normalbetrieb der Filtereinheit eingehalten.
  • In einer Ausführungsform ist entsprechend dem Vorstehenden die Verbrennungseinheit als eine dem rohrförmigen Filter vorgeschaltete elektrische Widerstandsheizung ausgebildet ist. Mit dieser Widerstandsheizung lässt sich das Abgas auf einfache Weise auf eine entsprechende Verbrennungstemperatur bringen.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe auch mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Die Erfindung sieht hierbei ein Heizungssystem zur Erzeugung von Energie mittels Verbrennung von einem Energieträger wie Biomasse vor, umfassend eine Feinstaub emittierende Heizungsanlage wie eine Biomasse-Heizungsanlage zum Verbrennen des Energieträgers, wobei Feinstaub enthaltende Abgase entstehen, und eine mit der Heizungsanlage gekoppelte erfindungsgemäße Abgasreinigungsanlage.
  • Das Heizungssystem ist dabei wie folgt aufgebaut. Eine Heizungsanlage, bevorzugt eine Biomasse-Heizungsanlage wie eine Pelletheizung verbrennt einen Brennstoff (Biomasse). Über ein Gebläse wird die Verbrennungsluft oder das Abgas bei ca. 190°C durch ein Abgasrohr der Abgasreinigungsanlage zugeführt. Die Abgasreinigungsanlage weist eine Filtereinheit und eine entsprechende Sensorik mit Sensoren und Regelkreis auf. Das Abgas wird durch die Filtereinheit, deren Funktionsweise vorstehend beschrieben ist, durchgeleitet und verlässt gereinigt die Filtereinheit. Über einen Schornstein wird das gereinigte Abgas dann an die Umgebung abgegeben.
  • Optional kann die Heizungsanlage einen Wärmetauscher aufweisen, welcher der Filtereinheit nachgeschaltet ist. Dieser Wärmetauscher, der bevorzugt wassergekühlt ist, senkt die Abgastemperatur des Abgases, insbesondere nach einer Verbrennung des oxidierbaren Feinstaubanteils. Die von dem Abgas abgegebene Wärme kann für die Heizungsanlage genutzt werden.
  • Alternativ kann das Gebläse der Filtereinheit nachgeschaltet sein, etwa in Form eines regelbaren Saugzuggebläses. Damit können dann auch atmosphärische, also gebläselose Biomasse-Heizanlagen mit der erfindungsgemäßen Abgasreinigungsanlage bzw. der erfindungsgemäßen Filtereinheit betrieben, ausgestattet oder nachgerüstet werden.
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
    • Fig.1:
    einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Heizungssystems mit einer Abgasreinigungsanlage und
    Fig. 2a und 2b:
    schematisch zwei Ansichten einer Filtereinheit, einmal in einem Längsschnitt, einmal in einer Draufsicht.
  • Fig. 1 zeigt schematisch einen Aufbau eines erfindungsgemäßen Heizungssystems 1. Das Heizungssystem 1 umfasst eine Heizungsanlage 2 zum Verbrennen von Biomasse, wobei ein Abgas oder Verbrennungsgas entsteht, welches Feinstaub beinhaltet. Die dargestellte Heizungsanlage 2 ist als Pelletkaminofen ausgebildet. Das Abgas aus dem Kaminofen strömt in eine mit der Heizungsanlage 2 gekoppelte Abgasreinigungsanlage 3, in welcher die Abgase von Verschmutzungen wie Staub oder Schmutz gereinigt werden. Die Abgasreinigungsanlage 3 umfasst eine Filtereinheit 4. Die Filtereinheit 4 ist rohrförmig ausgebildet und wird von dem Abgas durchströmt. Ein Partikelfilter 5, der in der Fig. 1 schematisch als Quadrat dargestellt ist, ist in der Filtereinheit 4 ausgebildet. Der Partikelfilter 5 ist als Feinstaub filternder Partikelfilter ausgebildet. Dieser Partikelfilter 5 ist aus einer Schaumkeramik ausgebildet.
  • Weiter umfasst die Filtereinheit 4 eine Regeleinheit mit einer Sensoreinrichtung 6. Die Sensoreinrichtung 6 erfasst über mindestens einen Sensor Werte, die für das Detektieren eines Zusetzens der Filtereinheit 4 relevant sind. Diese Werte sind zum Beispiel der Druckabfall, der Strömungswiderstand und dergleichen.
  • Wenn ein Zusetzen über die Regeleinheit detektiert wurde, können die das Zusetzen verursachenden Feinstaubpartikel zumindest zum Teil verbrannt werden. Hierzu weist die Filtereinheit 3 eine als Widerstandsheizung ausgebildete Verbrennungseinheit 7 auf. Mit dieser wird die Abgastemperatur soweit erhöht, dass zumindest ein Teil des Feinstaubs, insbesondere ein oxidierbarer Teil des Feinstaubs verbrennt.
  • Der Filtereinheit 3 nachgeschaltet ist ein Wärmetauscher 8. Über diesen lässt sich die Abgastemperatur senken und die von dem Abgas abgegebene Wärme nutzen. Nachdem das Abgas den Wärmetauscher 8 durchströmt hat, wird dieses über einen Schornstein 9 an die Umgebung abgegeben.
  • In Fig. 2a und 2b ist der Partikelfilter deutlicher dargestellt. Fig. 2a und 2b zeigen schematisch zwei Ansichten einer Filtereinheit 3, genauer eines Partikelfilters 4, einmal in einem Längsschnitt und einmal in einer Draufsicht. In Fig. 2a ist der Partikelfilter 5 in einem Längsschnitt zu sehen. Der Partikelfilter 5 weist eine rohrförmige Form auf, wobei in dem Rohr Wandungen 5a aus einem Schaumkeramikmaterial ausgebildet sind. Die Wandungen 5a bilden dabei Kanäle 5b, die durch einen Boden 5c verschlossen sind, so dass das einströmende Abgas durch die poröse Wandung 5a gezwungen wird. Dies ist schematisch durch die Pfeile angedeutet. Durch die Wandung 5a gelangt der Abgasstrom in einen benachbarten Kanal 5b', welcher ebenfalls einen Boden 5c' aufweist, wobei der Boden 5c' jedoch in Hauptströmungsrichtung des Abgases in entgegengesetzter Richtung zu dem Boden 5c ausgebildet ist. Die verschmutzenden Partikel des Abgases gelangen nicht oder nicht vollständig durch diese Poren, so dass diese nicht in den Kanal 5b' gelangen und das Abgas somit gereinigt diesen Kanal 5b' verlassen kann.
  • Fig. 2b zeigt den Partikelfilter 5 in einer Draufsicht. In der Draufsicht wird der rohrförmige Aufbau des Partikelfilters 5 deutlich. Die Kanäle 5b, 5b' sind ringförmig ausgebildet und konzentrisch um eine Mittelachse des rohrförmigen Partikelfilters 5 ausgeformt. Der Boden 5c' verdeckt in der Darstellung den dahinter angeordneten Kanal 5b'.
  • Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Heizungsanlage
    2
    Ofeneinrichtung
    3
    Abgasreinigungsanlage
    4
    Filtereinheit
    5
    Partikelfilter
    5a
    Wandung
    5b, 5b'
    Kanal
    5c,5c'
    (Kanal-)Boden
    6
    Sensoreinrichtung
    7
    Verbrennungseinheit
    8
    Wärmetauscher

Claims (9)

  1. Abgasreinigungsanlage (3) zur Kopplung an Heizungsanlagen (2), insbesondere für Feinstaub emittierende Heizungsanlagen (2) wie Biomasse-Heizungsanlagen, umfassend:
    eine über eine Anschlusseinheit mit der Heizungsanlage (2) nachgeschaltet koppelbare, von dem Abgas durchströmbare Filtereinheit (4) mit einem Einlass zum Einströmen des ungereinigten Abgases in die Filtereinheit (4) und einem Auslass zum Ausströmen des gereinigten Abgases, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Filtereinheit (4) als rohrförmiger, Feinstaub filternder Partikelfilter (5) ausgebildet ist, der hochspannungsfreie Mittel zur Detektierung eines Zusetzens und/oder zur langfristigen Funktionserhaltung durch Verringern des Zusetzens des Partikelfilters (5) aufweist.
  2. Abgasreinigungsanlage (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur langfristigen Funktionserhaltung als geeignetes Filtermaterial, welches in dem rohrförmigen Partikelfilter (5) angeordnet ist, ausgebildet ist.
  3. Abgasreinigungsanlage (3) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass,
    das Filtermaterial als ein poröses Keramikmaterial ausgebildet ist.
  4. Abgasreinigungsanlage (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Filtermaterial eine Schaumkeramik ist.
  5. Abgasreinigungsanlage (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
    das Mittel zur Detektierung einer Zusetzung als eine Regeleinheit mit einer Sensoreinrichtung (6) ausgebildet ist, welche eine Zusetzung in dem rohrförmigen Partikelfilter (5) detektiert.
  6. Abgasreinigungsanlage (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Sensoreinrichtung (6) mindestens einen Sensor zur Detektierung eines steigenden Strömungswiderstandes in dem rohrförmigen Partikelfilter (5) umfasst.
  7. Abgasreinigungsanlage (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Mittel zur langfristigen Funktionserhaltung mindestens eine Verbrennungseinheit (7) zur Verbrennung zumindest eines Teils der Zusetzung des rohrförmigen Partikelfilters (5) umfassen.
  8. Abgasreinigungsanlage (3) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Verbrennungseinheit (7) als eine dem rohrförmigen Partikelfilter (5) vorgeschaltete elektrische Widerstandsheizung ausgebildet ist.
  9. Heizungssystem (1) zur Erzeugung von Energie mittels Verbrennung von einem Energieträger wie Biomasse mit
    einer Feinstaub emittierende Heizungsanlage (2) wie eine Biomasse-Heizungsanlage zum Verbrennen des Energieträgers, wobei Feinstaub enthaltende Abgase entstehen, und
    einer mit der Heizungsanlage (2) gekoppelten Abgasreinigungsanlage (3) nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 8.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2001058C2 (nl) * 2007-12-05 2009-06-08 D & J Holding B V Haard en werkwijze voor het reinigen van verbrandingsgassen van een haard.
WO2011095845A1 (en) * 2010-02-05 2011-08-11 Densworth Limited Improvements to heat recovery in a domestic heating system
ITMI20100905A1 (it) * 2010-05-20 2011-11-21 Angelo Pagani Dispositivo perfezionato di scarico, particolarmente per impianti fissi a combustione, quali caldaie, generatori e motori in genere.
CN111298582A (zh) * 2020-03-30 2020-06-19 黑龙江赫尔特生物质能源发展有限公司 用生物质净化含尘烟气的方法和装置
CN113975952A (zh) * 2021-10-11 2022-01-28 黄山容宇五金制品有限公司 一种生物质颗粒燃烧用废气循环净化设备

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115013832A (zh) * 2022-06-18 2022-09-06 华能国际电力股份有限公司丹东电厂 一种高效清洁的高温净化装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2845882A (en) * 1955-02-23 1958-08-05 Oxy Catalyst Inc Incineration apparatus and method
US3068812A (en) * 1959-05-07 1962-12-18 Wesley C L Hemeon Method and apparatus for incinerating combustible wastes
US4249509A (en) * 1978-03-09 1981-02-10 Vermont Castings, Inc. Wood burning apparatus having improved efficiency
US4276066A (en) * 1980-02-25 1981-06-30 General Motors Corporation Monolith diesel exhaust filter with self-regeneration
JPS5928010A (ja) * 1982-08-05 1984-02-14 Nippon Denso Co Ltd 排気ガス浄化用構造物
DE8437188U1 (de) * 1984-12-15 1985-05-02 Anz, Gualterio, 2055 Aumühle Einrichtung zum katalytischen Verbrennen, insbesondere Nachbrennen von Gasen, Abgasen, Rauchgasen oder ähnlichen brennbaren Substanzen
DE3529684A1 (de) * 1985-08-20 1987-02-26 Wengenrodt Fa Russfilter fuer dieselmotore
US5101095A (en) * 1989-03-30 1992-03-31 Donaldson Company, Inc. Diesel engine gas filter with electrical heater
DE19627028A1 (de) * 1996-07-04 1998-01-08 Siemens Ag Rauchgasfilteranlage für Kleinfeuerungen
US6237587B1 (en) * 1999-08-05 2001-05-29 Temeku Technologies Inc. Woodburning fireplace exhaust catalytic cleaner
CH695113A5 (de) * 2000-10-02 2005-12-15 Empa Vorrichtung zur Rauchgasreinigung an Kleinfeuerungen.
DE10215734B4 (de) * 2002-04-03 2013-08-01 Hark Gmbh & Co Kg Kamin- Und Kachelofenbau Verfahren zur Behandlung von Abgasen von Festbrennstoff-Feuerstätten
ITMI20032179A1 (it) * 2003-11-12 2005-05-13 Kleen Up S R L Processo di post-combustione per l'eliminazione degli inquinanti nocivi dei motori diesel e benzina e piu'in generale di tutti i motori che funzionano avendo come combustibile idrocarburi e/o idrocarburi compositi, basato sull'utilizzo di laser pulsa

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2001058C2 (nl) * 2007-12-05 2009-06-08 D & J Holding B V Haard en werkwijze voor het reinigen van verbrandingsgassen van een haard.
WO2011095845A1 (en) * 2010-02-05 2011-08-11 Densworth Limited Improvements to heat recovery in a domestic heating system
ITMI20100905A1 (it) * 2010-05-20 2011-11-21 Angelo Pagani Dispositivo perfezionato di scarico, particolarmente per impianti fissi a combustione, quali caldaie, generatori e motori in genere.
CN111298582A (zh) * 2020-03-30 2020-06-19 黑龙江赫尔特生物质能源发展有限公司 用生物质净化含尘烟气的方法和装置
CN113975952A (zh) * 2021-10-11 2022-01-28 黄山容宇五金制品有限公司 一种生物质颗粒燃烧用废气循环净化设备

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