EP2256411A2 - Abgasleitung für ein Heizgerät oder eine Verbrennungsmaschine - Google Patents

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EP2256411A2
EP2256411A2 EP10163248A EP10163248A EP2256411A2 EP 2256411 A2 EP2256411 A2 EP 2256411A2 EP 10163248 A EP10163248 A EP 10163248A EP 10163248 A EP10163248 A EP 10163248A EP 2256411 A2 EP2256411 A2 EP 2256411A2
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EP
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exhaust pipe
particles
channel
channel wall
electrode
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EP10163248A
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EP2256411A3 (de
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Ingo Zeitler
Dietmar Steiner
Datong Wu
Andreas Jennerjahn
Thomas Weil
Tania Gonzalez-Baquet
Ulrike Mock
Tobias Mildenstein
Paul Mielcarek
Juergen Hilzinger
Oliver Bachmann
Uwe Limbeck
Hans Christian Krahl
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to an exhaust pipe for the derivation of a particle-containing exhaust gas from a heater or an internal combustion engine, an electrostatic precipitator for an emission control system and a power plant with a particulate matter emitting incinerator.
  • emission control systems e.g., heating systems, heaters, and combustion engines
  • emission control systems are used in biomass heating systems, where in addition to otherwise economic and environmental benefits increased emissions of pollutants in the exhaust gases can occur.
  • biomass heating systems where in addition to otherwise economic and environmental benefits increased emissions of pollutants in the exhaust gases can occur.
  • relatively high emission of particulate matter as a pollutant component is a problem in biomass heating systems.
  • exhaust pipes are generally metal or plastic pipelines which form a flow channel with a channel wall and a channel interior.
  • exhaust gas purification systems and electrostatic precipitators usually include a flow channel with channel wall and channel interior or an exhaust pipe. Both the conventional exhaust pipes and the flow channels of emission control systems and electrostatic precipitators pollute during operation. Part of the pollution are fine dust particles from the combustion exhaust gas, which are deposited on the duct wall.
  • exhaust pipes or their channel walls must be regularly cleaned and freed of adhering particles.
  • An emission control system which is used for biomass heating systems to reduce particulate matter emission.
  • These described device can be installed in a flue gas or exhaust duct and has for this purpose a lid which is gas-tight placed on an associated opening on a flue gas duct.
  • 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.
  • Such an electrostatic filter with a spray electrode and a collector electrode is also known as an electrostatic precipitator.
  • This is used for exhaust gas purification in an exhaust pipe of a heating system.
  • a capacitor is formed by the spray, which runs approximately centrally through the exhaust pipe and therefore also referred to as the center electrode, and a peripheral surface of the exhaust pipe, which is also referred to as a cylindrical capacitor in a cylindrical tube-shaped design of the exhaust pipe.
  • the spray or center electrode generally has a circular cross section in the flow direction of the exhaust gas, wherein the diameter of the cross section or the radius of curvature is generally formed relatively small (for example, less than 0.4 mm).
  • a transverse electrostatic field to the flow direction is formed by the center electrode and the collector electrode formed by the lateral surface with field lines from the center electrode to the collector electrode.
  • a high voltage is applied to the center electrode, for example in the range of 15 kV.
  • a corona discharge is formed, through which the particles flowing through the field in the exhaust gas are charged in a unipolar manner. Due to this charge, most of the particles migrate by electrostatic Coulomb forces to the inner wall (duct wall) of the exhaust pipe, which serves as a collector electrode.
  • the particles are electrostatically charged by the corona discharge which forms along the surface of the electrode. This is done at the molecular level by the following process: Is the electrode z. B. compared to the exhaust pipe to negative high voltage, so a large number of gas molecules is negatively charged. They move in the electric field applied by the electrode and the exhaust pipe (duct wall, collector electrode) in the direction of the exhaust pipe. If these meet on their way through the exhaust pipe to electrically neutral particles, they stick to these and charge the previously neutral particles also negative. The charged particles flow driven by electrostatic Deflection forces to the inner wall of the exhaust pipe. Here the particles stick, lose their charge and are safely removed from the exhaust stream. This is the core process of an electrostatic precipitator and, depending on the geometry, height of the corona current, electrode shape, etc., leads to deposition rates of up to more than 90%. This core process can be disturbed by the following effects:
  • Burning produces bipolar charged particles.
  • the distribution is symmetric, d. h., there are the same number of positive as negatively charged particles.
  • the number of charged particles is reduced by approx. 10% per second due to coagulation, there are still more than 10% charged particles at the electrostatic precipitator (corresponding to approximately one to two seconds of particle flight time from the place of combustion).
  • the electrostatic precipitator corresponding to approximately one to two seconds of particle flight time from the place of combustion.
  • a disadvantage of the electrostatic precipitators according to the prior art is that it comes after a long period of operation due to particle deposits to a continuous degradation of the corona current at a constant high voltage. As a result, the charging efficiency of the electrode decreases, which in turn reduces the separation efficiency of the entire system. In addition, the particle deposits narrow the flow area and affect the safe and complete removal of the Exhaust gases from the power generation plant. Therefore, exhaust pipes or their channel walls must be cleaned regularly and freed of adhering particles.
  • the invention has for its object to provide an exhaust pipe for the discharge of exhaust gas from a power plant, an electrostatic precipitator for an emission control system and a power plant with a fine dust-emitting combustion system, which overcome these disadvantages and in particular prevents deposition of particles on the electrodes or reduced to increase the cleaning and maintenance intervals as well as the service life.
  • the exhaust pipe according to the invention with a flow channel with a channel wall and a channel interior for discharging a particle-containing exhaust gas from a power plant is characterized in that at least one Pumbleabweisesch is formed, which is designed as a thermally induced moving element, which deforms upon temperature change and a deposition of particles of the At least partially prevents exhaust gas on the channel wall and / or dissolves adhering particles at least partially from the channel wall. In particular, it prevents particles from settling permanently.
  • the particle repelling agent can effectively reduce the deposition of particulates on other components, for example components of an electrostatic precipitator.
  • the deformation of the moving element is thermally induced, which means that a change in temperature of the moving element causes this deformation.
  • the heat input which causes the change in temperature, comes from the exhaust gas flow in the exhaust pipe.
  • hot exhaust gases are generated by combustion of an energy source. These flow from the power generation plant through the exhaust pipe into the open environment.
  • the exhaust gases heat the moving elements to a higher temperature, the moving elements then deform. This deformation can be continuous and substantially proportional to a steadily increasing temperature, or it can also be delayed and abrupt.
  • the moving element is disposed within the flow channel. In another embodiment, it is arranged outside the flow channel.
  • the moving element is formed as an integral portion of the exhaust pipe. In a further embodiment, it is designed as a separate unit.
  • the movement element moves relative to the channel wall and / or it moves the exhaust pipe or the channel wall relative to a rest position.
  • the movement element is designed for contacting the exhaust pipe or the duct wall in order to shake or vibrate the duct wall during a movement of the movement element and to detach particles thus adhering from the duct wall.
  • the movement element is designed to contact particles adhering to the channel wall in order to at least partially detach, strip and / or brush off the particles from the channel wall during a movement of the movement element.
  • the movement element comprises a shaped bimetal.
  • the bimetal further elements can be coupled, which are driven by the bimetal.
  • movement of other elements or mechanisms is initiated by the bimetal in the supply and removal of heat.
  • the moving element may also be the separate bimetal, which moves accordingly relative to the channel wall.
  • An exemplary embodiment of the exhaust pipe provides that the movement element is designed as a snap element arranged on the channel wall which thermally induces when a limit temperature is exceeded from a first stable position (first form) to a second stable position (second form), snaps (deforms), and when falling below a threshold temperature from the second stable position to the first stable position, snaps back (deforms back) to prevent deposition of particles on the channel wall. By snapping over, adhering particles are knocked off the channel wall.
  • a further embodiment provides that the movement element is formed at least partially spirally in the manner of a spiral spring.
  • one or more such coil springs may carry a brush and / or a wiper and brush and / or wipe adhering particles from the duct wall upon deformation of the spring.
  • the moving element may have various shapes. It can be formed as different bimetals several sections of the moving element.
  • the bimetal can be pre-stamped in various forms, for example, serpentine, wavy, sawtooth wave, etc., to realize corresponding deformations.
  • At least one particle-repelling agent has a particle non-stick coating which prevents permanent adhesion of particles to the particle-repelling agent and / or the channel wall by reducing adhesive parameters.
  • the electrostatic precipitator according to the invention for an exhaust gas purification system with an exhaust pipe comprising a flow channel having a channel wall and a channel inside, through which a particle-containing exhaust gas flows in a flow direction, and an electrode extending in the channel interior in the flow direction, to form an electric field between the electrode and the duct wall, is characterized in that an exhaust pipe according to the invention is designed according to one of claims 1 to 8.
  • the energy generating system according to the invention for generating energy by combustion of a fuel with a particulate matter emitting combustion system, wherein particulate exhaust gases are formed is characterized by an inventive exhaust pipe according to one of claims 1 to 8 and / or an electrostatic precipitator according to claim 9.
  • Under power generation plant is here understood a device with which heat energy or kinetic energy is generated, or with which an energy form is converted into another form of energy.
  • a prevention or reduction of fine dust deposits on the channel wall and on the electrode is realized.
  • the system can be relieved of fine dust deposits reliably by moving the Prismabweisesch relative to the channel wall along the channel wall.
  • a snapping or beating motion is realized, which is achieved in particular by a corresponding pre-stamping of the bimetallic strip or the bimetallic strip.
  • pre-stamping when heating when starting the heater or heater operation first, the shape of the bimetal remains constant until the heat energy is sufficient to initiate the inhibited by pre-deformation (cracking-frog effect).
  • the subsequent movement then has a high acceleration, which shakes the exhaust pipe or the channel wall and / or vibrated and used to remove particles. Conversely, even when cooling down after switching off the heating system by jumping the pre-stamping a snapping motion triggered.
  • the bimetal passes through the temperature range of the snapping deformation.
  • a series of knockouts is provided for the particle-repelling means, which are then zigzag-shaped, for example. Every time the stove is started and stopped, the slightly adhering fine dust is shaken off the duct wall by vibration.
  • the pre-stamping is to be dimensioned so that a corresponding distance to the surrounding furnace pipe is always maintained.
  • the deformation of the bimetal advantageously operates a kind of hammer mechanism which once strikes the channel wall when heated and cooled (switching on or off the furnace) and freed of dust deposits.
  • the channel wall or the particle repelling agent is provided with an anti-adhesion layer, for.
  • polyorganosiloxanes polysiloxanes, hybrid materials of inorganic and organic polymers and coating materials containing non-stick particles.
  • a corresponding doping of the silicon-oxygen compound ensures a sufficient for use as a discharge electrode high electrical conductivity or plasma resistance. Due to the mechanical cleaning by at least one bimetal dust deposits on the channel wall can be shaken off periodically.
  • This option does not consume additional energy as the bimetal is activated by the temperature change generated when the stove is turned on or off.
  • the charging unit formed from the electrode, electrode feed and possibly insulation is installed close behind the heating system, temperatures between 200 ° C (wood pellet heating systems) and 400 ° C (firewood systems) may occur due to the hot exhaust gas.
  • the emitted dust particles (especially in the case of firewood combustion) consist of a large proportion of carbon and are therefore combustible. Under these conditions, it makes sense to provide the thermal oxidation as a regeneration mechanism of the charging unit. This burnup is supported catalytically according to a further embodiment by a suitable coating of the inner wall of the charging unit.
  • Fig. 1 schematically shows a longitudinal section through an embodiment of a power generation plant 100 according to the invention with electrostatic precipitator 1 and exhaust pipe 2.
  • the heating system 100 is designed to generate energy by burning an energy source such as biomass and includes next to the electrostatic precipitator 1, a heating system 110.
  • the heating system 110 is designed as a particulate matter emitting heating system such as a biomass heating system for burning a corresponding biomass energy source. In this combustion, particle-containing exhaust gases are produced, which are expelled through an exhaust pipe or an exhaust pipe 2.
  • the electrostatic precipitator 1 is arranged in the exhaust pipe 2 of an exhaust gas purification system not shown here and comprises a flow channel 3.
  • the flow channel 3 is formed as a tubular portion of the exhaust pipe 2 and includes a channel wall 4 and a channel interior 5.
  • an electrode 6 which is also referred to as a center electrode, spray electrode or corona electrode, extends in the interior of the flow channel 3.
  • the flow channel 3 is preferably formed in cross-section in the flow direction P rotationally symmetrical about a central axis (not shown here).
  • the electrode 6 extends substantially along this central axis.
  • the exhaust pipe 2 has an approximately right-angled kink.
  • the electrode 6 is in Fig. 1 formed in the section of the exhaust pipe 2 shown here horizontally.
  • the electrode 6 is fed via an electrode feed 7, which is covered with an insulator 8.
  • the electrode 6 forms a charging unit, in which particles can be charged electrically.
  • the electrode 6 forms with the channel wall 4, applying a high voltage, an electric field whose field lines extend substantially radially to the electrode 6 and the channel wall 4, substantially transversely, more precisely at right angles to the flow direction P.
  • this layer S can be flattened under real conditions by flow-related transports, changed deposition characteristics and increased electrical resistance for outgoing electrical charges, etc.
  • Over the operating time growing fine dust layer on the inner channel wall 4 of the exhaust pipe 2 leads over time to a narrowing of the exhaust pipe cross-section. This leads to a deterioration of the exhaust train and can thus react to the combustion conditions.
  • the exhaust pipe comprises in the illustrated embodiment in FIG Fig. 1 a P
  • Fig. 2 schematically shows partially a longitudinal section through a further embodiment of a power generation plant 100 according to the invention with electrostatic precipitator 1 and exhaust pipe 2.
  • electrostatic precipitator 1 and exhaust pipe 2.
  • the same or similar parts are identified by the same reference numerals. A detailed description of already described components is eliminated.
  • the embodiment according to Fig. 2 is based on the same principle as the embodiment according to Fig. 1 differs only by the execution of the Pumbleabweisestoffs 9 and a collecting device 10 for knocked or falling particles.
  • the electrostatic precipitator 1 is arranged in the exhaust pipe 2 and comprises the flow channel 3.
  • the flow channel 3 is formed as a tubular portion of the exhaust pipe 2 and includes the channel wall 4 and the channel interior 5. Through the flow channel 3, the particle-containing exhaust gas P flows in the corresponding flow direction , Inside the flow channel 3 extends in Flow direction of the electrode 6.
  • the electrode 6 is fed via the electrode feed 7, which is covered with the insulator 8. Due to the existing Pierabweisestoff 9, no particulate layer S is deposited on the channel wall 4, as shown.
  • the particle-repelling means 9 is designed as a movement element 9a, which is designed as a thermally induced movement element in the form of a bimetal 11. With a corresponding heat supply or removal, the bimetal 11 moves accordingly from a bistable position to another bistable position.
  • the movement element 9a is formed adjacent to the channel wall 4 and contacts it at least partially. As a result of the movement and the associated oscillation, particles adhering to the channel wall 4 are removed mechanically or adhesion is prevented or reduced.
  • the bimetal 11 may be formed as a bimetallic strip.
  • Bimetal strips consist of two layers of different metals, which are connected to each other and have different thermal expansion coefficients, whereby the bimetal deforms at a certain temperature change. This characteristic is exploited by the embodiment shown here for the periodic passive cleaning of the exhaust pipe of a biomass heating system. Waste particles become according to the embodiment according to Fig. 2 in the collecting device 10, which may be formed, for example, as ash crate or the like, collected and can be disposed of over this.
  • the shaken-down particulate matter layer is largely not entrained by the flowing exhaust gas flow, because the particles no longer float due to their size, which is in the mm range.
  • Fig. 3 shows schematically partially a longitudinal section through a further embodiment of a heating system 100 according to the invention with electrostatic precipitator 1 and Exhaust pipe 2.
  • the electrode 6 with electrode inlet 7 and insulator 8 is arranged here on a vertical portion of the exhaust pipe.
  • the embodiment detects Fig. 3 additionally a shielding unit 12.
  • the shielding unit 12 is designed so that the electrode 6, the electrode feed 7 and / or the insulator 8 are protected from falling particles.
  • Fig. 4 shows schematically in two longitudinal sections and a top view a detailed view of a bistable moving element 9a in an exhaust pipe 2.
  • four movement elements 9a are provided, of which only two are shown in the longitudinal section.
  • the movement elements 9a are formed on a vertical portion of the exhaust pipe 2 on the duct wall 4.
  • the moving elements 9a are shown in a first stable position at low temperatures.
  • the movement elements 9a are shown in a heated state in a second stable position.
  • the four movement elements 9a can be seen, which are arranged approximately in pairs opposite one another.
  • the movement elements 9a are formed as a bimetal 11 with bimetallic characteristics.
  • the bimetals 11 are designed such that the temperature range in which the respective bimetal is deformed (activated) is passed through when switching on or off the corresponding heating system 110. These processes lead to a temperature change of the exhaust pipe environment of 150-200 K, that is, a temperature difference between exhaust gas and ambient air.
  • a pre-embossing is preferably provided. As a result, when heated, first the shape of the bimetal 11 remains constant until the applied heat energy is sufficient to initiate the deformation inhibited by stamping, which is also called the cracking-frog effect.
  • the subsequent movement of the bimetal 11 then has a high acceleration. Conversely, even when cooling down after switching off the heating system by jumping the pre-stamping a snapping motion triggered.
  • This can conveniently be achieved by a convex / concave embossment of bimetallic strips, such as in automatically resetting Thermal circuit breakers are installed.
  • a plurality of such bimetallic strips are attached to the duct wall 4 of the exhaust duct as bistable snap-action elements, eg as wide elongate strips along the duct wall 4, as in FIGS Fig. 2 to 4 shown schematically.
  • the bimetals 11 are formed differently from one another in one embodiment. In principle, the shape of the bimetals 11 is freely selectable. In Fig. 5 For example, different embodiments of the bimetals 11 are executed.
  • Fig. 5 shows schematically in two longitudinal sections two different embodiments of the movement elements 9a in an exhaust pipe 2.
  • the movement elements 9a are formed as bimetals 11 with snap property.
  • the snapping elements designed as small square or circular sheets. These are distributed on the inside of the duct wall 4.
  • a particle non-stick coating may include, for example, materials such as polyorganosiloxanes, polysiloxanes, hybrid materials of inorganic and organic polymers, and coating materials containing non-stick particles.
  • Fig. 6 shows schematically in two plan views an embodiment of a designed as a spiral moving element 9a Particle repellent 9 in a cold and a heated state.
  • a temperature change on a bimetallic spiral 12 or more bimetallic spirals 12 induces a rotational movement.
  • One or more bimetallic spiral (s) 12 are housed in the free wall of the exhaust pipe at the channel wall 4 for this purpose.
  • the center of the bimetallic spirals 12 is preferably connected non-positively to the exhaust pipe. Due to temperature changes during heating, cooling or dynamic operation of the heating system 100, a slow, steady movement along the inside of the duct wall 4 is impressed on the free outer end of the bimetallic spiral 12.
  • the bimetallic spirals 12 are dimensioned that their ends when passing through the typical for the heating system 110 temperature range, typically between, for example, 20 ° C to 250 ° C, perform about one revolution about a spiral center. If the free ends of a plurality of successive bimetallic spirals 12 are connected to a wire or flat material of suitable geometry and / or possibly additionally provided with a brush 13, this covers the inside of the channel wall 4, as in FIG Fig. 6 shown schematically in the two figures. As a result, a fine dust layer S adhering there is stripped off and falls in a preferred vertical orientation of the exhaust pipe down into a suitable collecting device 10.
  • the bimetallic spirals 12 experience different temperature changes in different mounting position in the exhaust pipe depending on the distance from the heating system 110.
  • the bimetallic spirals have different, suitably adapted expansion coefficients. Thus, their free ends during heating or cooling paint approximately the same way along the inside of the channel wall 4 despite different temperature changes.
  • the bimetallic spiral 12 may be formed in a plane.
  • the bimetal spiral 12 may be formed helically extendable, such as the moving member 9a in the next Fig. 7 ,
  • Fig. 7 shows schematically in two longitudinal sections the arrangement of two helical moving elements 9a in a cold and a heated state.
  • the temperature change induces an axial extension of a bimetallic cylinder spring formed as a movement means 9a.
  • a circumference of the bimetallic cylinder spring nestles against the inside of the channel wall 4, wherein one end of the bimetallic cylinder spring is non-positively connected to the exhaust pipe.
  • a pitch of the bimetallic cylinder spring is adjusted so that the thermal expansion when heating the heating system 100 or the heating system 110, the bimetallic cylinder spring expands by about one pitch. This ensures that the entire inner surface of the channel wall 4 in the area of the bimetallic cylinder spring is swept and cleaned.
  • the there adhering fine dust layer S is thus stripped and falls in a preferred vertical orientation of the exhaust pipe down into a suitable collecting device 10.
  • the bimetallic cylinder spring is also provided in one embodiment with other components, which guarantee the cleaning at a lower friction, eg with brushing elements 13 or something similar.

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  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abgasleitung zur Ableitung eines partikelbeinhaltenden Abgases aus einem Heizgerät oder einer Verbrennungsmaschine, einen elektrostatischen Abscheider für eine Abgasreinigungsanlage sowie eine Energieerzeugungsanlage mit einer Feinstaub emittierenden Verbrennungsanlage. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasleitung, einen elektrostatischen Abscheider und eine Energieerzeugungsanlage mit einer Feinstaub emittierenden Verbrennungsanlage zu schaffen, die eine Ablagerung von Partikeln auf den Elektroden verhindern oder reduzieren, um die Reinigungs- bzw. Wartungsintervalle sowie die Funktionsdauer zu erhöhen. Die erfindungsgemäße Abgasleitung ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Partikelabweisemittel umfasst ist, welches als thermisch induziertes Bewegungselement ausgebildet ist, das sich bei Temperaturänderung verformt und eine Ablagerung von Partikeln des Abgases an der Kanalwandung zumindest teilweise verhindert und/oder anhaftende Partikel zumindest teilweise von der Kanalwandung löst. Insbesondere wird verhindert, dass Partikel sich dauerhaft ablagern. Darüber hinaus kann das Partikelabweisemittel das Ablagern von Partikeln an weiteren Komponenten, beispielsweise Komponenten eines elektrostatischen Abscheiders, wirksam reduzieren.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abgasleitung zur Ableitung eines partikelbeinhaltenden Abgases aus einem Heizgerät oder einer Verbrennungsmaschine, einen elektrostatischen Abscheider für eine Abgasreinigungsanlage sowie eine Energieerzeugungsanlage mit einer Feinstaub emittierenden Verbrennungsanlage.
  • Aufgrund der Emissionen von Energieerzeugungsanlagen und globaler Bemühungen, derartige Emissionen zu reduzieren - siehe zum Beispiel das Kyoto-Abkommen - werden bei Energieerzeugungsanlagen (z.B. Heizungsanlagen, Heizgeräte und Verbrennungsmaschinen) entsprechende Abgasreinigungsanlagen verwendet. Diese sollen insbesondere die schädlichen Stoffe und Partikel aus Abgasen herausfiltern, sodass das verbleibende, gereinigte Abgas bedenkenlos an die Umwelt abgegeben werden kann. Insbesondere werden derartige Abgasreinigungsanlagen bei Biomasse-Heizanlagen eingesetzt, bei denen neben ansonsten ökonomischen und ökologischen Vorteilen eine erhöhte Emission an Schadstoffen in den Abgasen auftreten kann. Gerade die relativ hohe Emission an Feinstaub als ein Schadstoffanteil ist bei Biomasse-Heizungsanlagen ein Problem.
  • Eine zentrale Komponente zur Ableitung von bei einer Energieerzeugungsanlage entstehenden Verbrennungsabgasen von einem Aufstellraum der Anlage in die freie Umgebung ist die Abgasleitung. Im Zusammenhang mit der hier beschriebenen Erfindung handelt es sich bei Abgasleitungen in der Regel um Rohrleitungen aus Metall oder Kunststoff, die einen Strömungskanal mit einer Kanalwandung und einem Kanalinneren bilden. Auch Abgasreinigungsanlagen und elektrostatische Abscheider umfassen in der Regel einen Strömungskanal mit Kanalwandung und Kanalinnerem bzw. eine Abgasleitung. Sowohl die herkömmlichen Abgasleitungen als auch die Strömungskanäle von Abgasreinigungsanlagen und elektrostatischen Abscheidern verschmutzen im Betrieb. Ein Bestandteil der Verschmutzung sind Feinstaubpartikel aus dem Verbrennungsabgas, die sich an der Kanalwandung ablagern. Um einen Mindestströmungsquerschnitt freizuhalten und eine sichere und vollständige Entfernung der Abgase aus der Energieerzeugungsanlage zu gewährleisten, müssen Abgasleitungen bzw. deren Kanalwandungen regelmäßig gereinigt und von anhaftenden Partikeln befreit werden.
  • Aus der EP 1 193 445 A2 ist eine Abgasreinigungsanlage bekannt, welche für Biomasse-Heizungsanlagen zur Verringerung von Feinstaubemission verwendet wird. Die dort beschriebene Vorrichtung ist in einen Rauchgas- bzw. Abgaskanal 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 Hochspannungs-Transformator 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.
  • Ein derartiger Elektrofilter mit Sprühelektrode und Kollektorelektrode ist auch als elektrostatischer Abscheider bekannt. Dieser wird zur Abgasreinigung in einer Abgasleitung einer Heizungsanlage eingesetzt. Dabei wird durch die Sprühelektrode, welche etwa mittig durch die Abgasleitung verläuft und deshalb auch als Mittelelektrode bezeichnet wird, und eine umgebende Mantelfläche der Abgasleitung ein Kondensator gebildet, der bei einer zylinderrohrförmigen Ausbildung der Abgasleitung auch als Zylinderkondensator bezeichnet wird. Die Sprüh- oder Mittelelektrode weist in der Regel einen kreisförmigen Querschnitt in Strömungsrichtung des Abgases auf, wobei der Durchmesser des Querschnitts oder auch der Krümmungsradius im Allgemeinen relativ klein ausgebildet ist (zum Beispiel kleiner als 0,4 mm). Um nun die Schadstoffe, genauer die nicht an die Umwelt abzugebenden Partikel, des Abgases aus dem Abgasstrom abzuscheiden, wird durch die Mittelelektrode und die durch die Mantelfläche gebildete Kollektorelektrode ein quer zur Strömungsrichtung verlaufendes elektrostatisches Feld mit Feldlinien von der Mittelelektrode zur Kollektorelektrode gebildet. Hierzu wird an die Mittelelektrode eine Hochspannung angelegt, zum Beispiel in dem Bereich von 15 kV. Dadurch bildet sich eine Corona-Entladung aus, durch welche die in dem Abgas durch das Feld strömenden Partikel unipolar aufgeladen werden. Aufgrund dieser Aufladung wandern die meisten der Partikel durch die elektrostatischen Coulomb-Kräfte zur Innenwand (Kanalwandung) der Abgasleitung, welche als Kollektorelektrode dient.
  • Wie oben bereits erwähnt, werden die Partikel durch die entlang der Oberfläche der Elektrode sich ausbildende Corona-Entladung elektrostatisch aufgeladen. Dies geschieht auf molekularer Ebene durch folgenden Prozess: Liegt die Elektrode z. B. gegenüber dem Abgasrohr auf negativer Hochspannung, so wird eine große Anzahl von Gasmolekülen negativ aufgeladen. Sie bewegen sich im von der Elektrode sowie dem Abgasrohr (Kanalwandung, Kollektorelektrode) aufgespannten elektrischen Feld in Richtung des Abgasrohres. Treffen diese auf ihrem Weg durch das Abgasrohr auf elektrisch neutrale Partikel, so bleiben sie an diesen haften und laden die bis dahin neutralen Partikel ebenfalls negativ auf. Die geladenen Partikel strömen getrieben durch elektrostatische Ablenkungskräfte zur Innenwand des Abgasrohres. Hier bleiben die Teilchen haften, verlieren ihre Ladung und werden sicher aus dem Abgasstrom entfernt. Dies ist der Kernprozess eines elektrostatischen Abscheiders und führt je nach Geometrie, Höhe des Corona-Stroms, Elektrodenform etc. zu Abscheideraten bis etwa über 90%. Dieser Kernprozess kann durch folgende Effekte gestört werden:
  • Bei der Verbrennung entstehen bipolar geladene Partikel. Mittels Boltzmann-Verteilung kann der Anteil einfach bzw. mehrfach geladener Partikel abgeschätzt werden. Die Verteilung ist symmetrisch, d. h., es entstehen gleich viele positive wie negativ geladene Partikel. Für Bedingungen, wie sie im Abgas von Biomasse-Heizungen vorliegen, tragen zwischen 15 und 20% der Partikel eine elektrische Elementarladung. Die Anzahl geladener Partikel wird durch Koagulation zwar um ca. 10% pro Sekunde reduziert, dennoch liegen am Ort des elektrostatischen Abscheiders (entspricht ca. ein bis zwei Sekunden Flugzeit der Partikel vom Ort der Verbrennung) noch über 10% geladener Partikel vor. Gelangen die geladenen Partikel nun in die Nähe der auf negative Hochspannung liegenden Elektrode der Aufladeeinheit (Einheit Abgasrohr, Elektrode), so werden die negativen Partikel von der Elektrode weg in Richtung Abgasrohrinnenseite strömen. Die positiven Partikel strömen dagegen auf die Elektrode zu. Hiervon wird ein Teil beim Durchströmen der Aufladeeinheit neutralisiert bzw. negativ umgeladen, der Rest der Partikel gelangt jedoch zur Elektrode und lagert sich dort ab. Über die Betriebsdauer kommt es deshalb zu Funktionseinschränkungen des elektrostatischen Abweisers. Denn der auf der Elektrode abgelagerte Feinstaub verhindert lokal die Ausbildung der Corona. Dadurch verschlechtert sich die elektrische Aufladung der Partikel. Die Abscheideeffizienz des Systems wird degradiert. Zudem existiert in unmittelbarer Nähe der Corona (in einem Radius wenige Millimeter um die Elektrode) ein bipolares Ladungsgebiet. Elektrisch neutrale Partikel, welche dieses Gebiet durchströmen, können auch von einer negativen Elektrode positiv aufgeladen werden. Sie strömen dann auf die Elektrode zu. Ein Teil wird durch die Corona neutralisiert bzw. negativ umgeladen, ein kleiner Rest gelangt jedoch zur Elektrode und lagert sich ebenfalls dort ab.
  • Nachteilig an den elektrostatischen Abscheidern gemäß dem Stand der Technik ist, dass es nach einer längeren Betriebszeit aufgrund von Partikelablagerungen zu einer kontinuierlichen Degradation des Corona-Stroms bei konstanter Hochspannung kommt. Dadurch sinkt die Aufladeeffizienz der Elektrode, was wiederum die Abscheideleistung des gesamten Systems verringert. Außerdem verengen die Partikelablagerungen den Strömungsquerschnitt und beeinflussen die sichere und vollständige Entfernung der Abgase aus der Energieerzeugungsanlage. Daher müssen Abgasleitungen bzw. deren Kanalwandungen regelmäßig gereinigt und von anhaftenden Partikeln befreit werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abgasleitung zur Ableitung von Abgas aus einer Energieerzeugungsanlage, einen elektrostatischen Abscheider für eine Abgasreinigungsanlage und eine Energieerzeugungsanlage mit einer Feinstaub emittierenden Verbrennungsanlage zu schaffen, die diese Nachteile überwinden und die insbesondere eine Ablagerung von Partikeln auf den Elektroden verhindert oder reduziert, um die Reinigungs- bzw. Wartungsintervalle sowie die Funktionsdauer zu erhöhen.
  • Erfindungsgemäß wird dies durch die Gegenstände mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, des Patentanspruchs 9 und des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Die erfindungsgemäße Abgasleitung mit einem Strömungskanal mit einer Kanalwandung und einem Kanalinneren zur Ableitung eines partikelbeinhaltenden Abgases aus einer Energieerzeugungsanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Partikelabweisemittel umfasst ist, welches als thermisch induziertes Bewegungselement ausgebildet ist, das sich bei Temperaturänderung verformt und eine Ablagerung von Partikeln des Abgases an der Kanalwandung zumindest teilweise verhindert und/oder anhaftende Partikel zumindest teilweise von der Kanalwandung löst. Insbesondere wird verhindert, dass Partikel sich dauerhaft ablagern. Darüber hinaus kann das Partikelabweisemittel das Ablagern von Partikeln an weiteren Komponenten, beispielsweise Komponenten eines elektrostatischen Abscheiders, wirksam reduzieren. Die Verformung des Bewegungselementes ist thermisch induziert, das bedeutet dass eine Temperaturänderung des Bewegungselementes diese Verformung bewirkt. Der Wärmeeintrag, der die Temperaturänderung hervorruft, stammt aus der Abgasströmung in der Abgasleitung. Bei jedem Start und im Betrieb der Energieerzeugungsanlage werden durch Verbrennung eines Energieträgers heiße Abgase erzeugt. Diese strömen von der Energieerzeugungsanlage durch die Abgasleitung in die freie Umgebung. Beim Durchströmen der Abgasleitung erwärmen die Abgase die Bewegungselemente auf eine höhere Temperatur, die Bewegungselemente verformen sich daraufhin. Diese Verformung kann stetig und im Wesentlichen proportional zu einer stetig ansteigenden Temperatur erfolgen, oder sie kann auch verzögert und schlagartig erfolgen.
  • In einer Ausführung ist das Bewegungselement innerhalb des Strömungskanales angeordnet. In einer anderen Ausführung ist es außerhalb des Strömungskanales angeordnet.
  • In einer Ausführung ist das Bewegungselement als ein integraler Abschnitt der Abgasleitung ausgebildet. In einer weiteren Ausführung ist es als eine separate Einheit ausgebildet.
  • Das Bewegungselement bewegt sich relativ zu der Kanalwandung und/oder es bewegt die Abgasleitung beziehungsweise die Kanalwandung relativ zu einer Ruheposition.
  • In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Bewegungselement zur Kontaktierung der Abgasleitung beziehungsweise der Kanalwandung ausgebildet ist, um bei einer Bewegung des Bewegungselementes die Kanalwandung zu erschüttern oder in Schwingung versetzt und so anhaftende Partikel von der Kanalwandung zu lösen. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Bewegungselement zur Kontaktierung von an der Kanalwandung anhaftenden Partikeln ausgebildet ist, um bei einer Bewegung des Bewegungselements zumindest teilweise die Partikel von der Kanalwandung zu lösen, abzustreifen und/oder abzubürsten.
  • Bei einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Bewegungselement ein geformtes Bimetall umfasst. An das Bimetall können weitere Elemente gekoppelt sein, die durch das Bimetall angetrieben werden. Somit ist eine Bewegung weiterer Elemente oder Mechanismen durch das Bimetall bei Zufuhr bzw. Abfuhr von Wärme initiiert. Das Bewegungselement kann auch das separate Bimetall sein, welches sich entsprechend relativ zu der Kanalwandung bewegt.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Abgasleitung sieht vor, dass das Bewegungselement als an der Kanalwandung angeordnetes Schnappelement ausgebildet ist, welches thermisch induziert bei Überschreiten einer Grenztemperatur von einer ersten stabilen Position (erste Form) in eine zweite stabile Position (zweite Form) umschnappt (sich verformt), und bei Unterschreiten einer Grenztemperatur von der zweiten stabilen Position in die erste stabile Position umschnappt (sich zurück verformt), um eine Ablagerung von Partikeln an der Kanalwandung zu verhindern.Durch das Umschnappen werden anhaftende Partikel von der Kanalwandung abgeklopft.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass das Bewegungselement zumindest teilweise spiralförmig nach Art einer Spiralfeder ausgebildet ist. Eine oder mehrere solcher Spiralfedern können beispielsweise eine Bürste und/oder einen Abstreifer tragen und bei Verformung der Feder anhaftende Partikel von der Kanalwandung abbürsten und/oder abstreifen.
  • Das Bewegungselement kann verschiedene Formen aufweisen. Es können mehrere Abschnitte des Bewegungselements als unterschiedliche Bimetalle ausgebildet sein. Das Bimetall kann in verschiedenen Formen vorgeprägt sein, beispielsweise serpentinenartig, wellenförmig, sägezahnwellenförmig etc., um entsprechende Deformationen zu realisieren.
  • Noch ein weiteres Ausführungsbeispiel sieht vor, dass mindestens ein Partikelabweisemittel eine Partikelantihaftbeschichtung aufweist, welche ein dauerhaftes Anhaften von Partikeln an dem Partikelabweisemittel und/oder der Kanalwandung durch Verminderung von Haftparametern verhindert.
  • Der erfindungsgemäße elektrostatische Abscheider für eine Abgasreinigungsanlage mit einer Abgasleitung, umfassend einen Strömungskanal mit einer Kanalwandung und einem Kanalinneren, durch welchen ein partikelbeinhaltendes Abgas in einer Strömungsrichtung strömt, und einer sich in dem Kanalinneren in Strömungsrichtung erstreckenden Elektrode, zur Bildung eines elektrischen Feldes zwischen der Elektrode und der Kanalwandung, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine erfindungsgemäße Abgasleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
  • Die erfindungsgemäße Energieerzeugungsanlage zur Erzeugung von Energie mittels Verbrennung eines Brennstoffes mit einer Feinstaub emittierenden Verbrennungsanlage, wobei partikelbeinhaltende Abgase entstehen, ist gekennzeichnet durch eine erfindungsgemäße Abgasleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder einen erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheider nach Anspruch 9. Unter Energieerzeugungsanlage wird hier eine Vorrichtung verstanden, mit der Wärmeenergie oder Bewegungsenergie generiert wird, beziehungsweise mit der eine Energieform in eine andere Energieform umgewandelt wird.
  • Mit der erfindungsgemäßen Abgasleitung, dem erfindungsgemäßen elektrostatischen Abscheider und der erfindungsgemäßen Energieerzeugungsanlage werden insbesondere die folgenden Vorteile realisiert:
  • Eine Vermeidung bzw. Reduzierung von Feinstaubablagerungen auf der Kanalwandung sowie auf der Elektrode wird realisiert. Das System kann zuverlässig durch Bewegen der Partikelabweisemittel relativ zu der Kanalwandung entlang der Kanalwandung von Feinstaublagerungen befreit werden.
  • Durch die thermisch induzierte Bewegung des Bimetalls wird eine schnappende bzw. schlagende Bewegung realisiert, die insbesondere durch eine entsprechende Vorprägung des Bimetalls oder des Bimetallstreifens erzielt wird. Durch die Vorprägung bleibt bei Erwärmung bei Heizgerätestart oder Heizgerätebetrieb zuerst die Form des Bimetalls konstant bis die Wärmeenergie ausreicht, um die durch Vorprägung gehemmte Verformung einzuleiten (Knackfrosch-Effekt). Die anschließende Bewegung weist dann eine hohe Beschleunigung auf, welche die Abgasleitung beziehungsweise die Kanalwandung erschüttert und/oder in Schwingung versetzt und zum Entfernen von Partikeln genutzt wird. Umgekehrt wird auch bei Abkühlung nach Abschalten der Heizanlage durch Überspringen der Vorprägung eine schnappende Bewegung ausgelöst. Dies kann beispielsweise durch eine konvexe / konkave Prägung einer Bimetallscheibe erreicht werden. Beim Anheizen bzw. Ausschalten des Ofens durchläuft das Bimetall den Temperaturbereich der schnappenden Verformung. In einer Ausgestaltung ist eine Serie von Vorprägungen für die Partikelabweisemittel vorgesehen, welche dann zum Beispiel zickzackförmig ausgebildet sind. Bei jedem Start und Stopp des Ofens wird der leicht anhaftende Feinstaub von der Kanalwandung durch Erschütterung abgeschüttelt. Die Vorprägung ist so zu dimensionieren, dass immer ein entsprechender Abstand zum umgebenden Ofenrohr eingehalten wird. Weiter ist in einer Ausführungsform vorgesehen, dass die Verformung des Bimetalls vorteilhaft eine Art Hammerwerk betätigt, welches die Kanalwandung bei Erwärmung und Abkühlung (Einschalten bzw. Ausschalten des Ofens) einmalig anschlägt und von Staubablagerungen befreit. Zum leichteren Entfernen anhaftender Verschmutzungen ist in einer Ausführungsform alternativ oder zusätzlich die Kanalwandung oder auch das Partikelabweisemittel mit einer Antihaftschicht versehen, z. B. mit Polyorganosiloxanen, Polysiloxanen, Hybridmaterialien aus anorganischen und organischen Polymeren sowie Beschichtungsmaterialien, welche Antihaftpartikel enthalten. Eine entsprechende Dotierung der Silizium-Sauerstoffverbindung gewährleistet eine für den Einsatz als Sprühelektrode ausreichend hohe elektrische Leitfähigkeit bzw. Plasmabeständigkeit. Durch die mechanische Abreinigung durch mindestens ein Bimetall können die Staubanlagerungen an der Kanalwandung periodisch abgeschüttelt werden. Diese Option verbraucht keine zusätzliche Energie, da das Bimetall durch die beim Einschalten bzw. Ausschalten des Ofens erzeugte Temperaturänderung aktiviert wird. Wird die aus Elektrode, Elektrodenzuführung und ggf. Isolation gebildete Aufladeinheit dicht hinter der Heizungsanlage verbaut, können sich aufgrund des heißen Abgases Temperaturen zwischen 200°C (Holzpellet-Heizanlagen) und 400°C (Scheitholzanlagen) einstellen. Außerdem bestehen die emittierten Staubpartikel (vor allen im Fall der Scheitholzverbrennung) aus einem großen Anteil von Kohlenstoff und sind deshalb brennbar. Unter diesen Bedingungen liegt es nahe, die thermische Oxidation als Regenerationsmechanismus der Aufladeeinheit vorzusehen. Dieser Abbrand wird gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel durch eine geeignete Beschichtung der Innenwand der Aufladeeinheit katalytisch unterstützt. Dies würde sich in einer tieferen Entzündungstemperatur des Rußes manifestieren (ohne katalytische Unterstützung erst bei ca. 600 °C). Falls der katalytische Effekt der Beschichtung nicht ausreicht, könnte der thermische Abbrand der Staubablagerungen extern gezündet werden, z.B. mit einer am Abgasrohr angebrachten Heizspirale. Hier muss jedoch durch geeignete Maßnahmen (z.B. temperaturgesteuerte Abgasklappen) ein kontrollierter Rußabbrand gewährleistet werden. Das Abgassystem könnte sonst thermisch überlastet werden.
  • Die Zeichnungen stellen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und zeigen in den Figuren:
    • Fig. 1
    schematisch teilweise einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Energieerzeugungsanlage mit elektrostatischem Abscheider,
    Fig. 2
    schematisch teilweise einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Energieerzeugungsanlage mit elektrostatischem Abscheider,
    Fig.3
    schematisch teilweise einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Energieerzeugungsanlage mit elektrostatischem Abscheider,
    Fig. 4
    schematisch in zwei Längsschnitten und einer Draufsicht eine Detailansicht einer Abgasleitung mit bistabilem Bewegungselement,
    Fig. 5
    schematisch in zwei Längsschnitten zwei unterschiedliche Ausführungsformen der Bewegungselemente,
    Fig. 6
    schematisch in zwei Draufsichten eine Ausführungsform eines spiralförmigen Bewegungselements in einem kalten und einem erwärmten Zustand und
    Fig.7
    schematisch in zwei Längsschnitten die Anordnung zweier schraubenförmiger Bewegungselemente in einem kalten und einem erwärmten Zustand.
  • Fig. 1 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Energieerzeugungsanlage 100 mit elektrostatischem Abscheider 1 und Abgasleitung 2. Das Heizungssystem 100 ist zur Erzeugung von Energie mittels Verbrennen von einem Energieträger wie Biomasse ausgebildet und umfasst neben dem elektrostatischen Abscheider 1 eine Heizungsanlage 110. Die Heizungsanlage 110 ist als eine Feinstaub emittierende Heizungsanlage wie eine Biomasse-Heizungsanlage zum Verbrennen eines entsprechenden Biomasse-Energieträgers ausgebildet. Bei dieser Verbrennung entstehen partikelbeinhaltende Abgase, die durch ein Abgasrohr oder eine Abgasleitung 2 ausgestoßen werden. Der elektrostatische Abscheider 1 ist in der Abgasleitung 2 einer hier nicht weiter dargestellten Abgasreinigungsanlage angeordnet und umfasst einen Strömungskanal 3. Der Strömungskanal 3 ist als rohrförmiger Abschnitt der Abgasleitung 2 ausgebildet und umfasst eine Kanalwandung 4 und ein Kanalinneres 5. Durch den Strömungskanal 3 strömt das hier durch Pfeile P dargestellte, partikelbeinhaltende Abgas in die ebenfalls durch die Pfeile P dargestellte Strömungsrichtung. Im Inneren des Strömungskanals 3 erstreckt sich in Strömungsrichtung P eine Elektrode 6, die auch als Mittelelektrode, Sprühelektrode oder Coronaelektrode bezeichnet wird. Der Strömungskanal 3 ist bevorzugt im Querschnitt in Strömungsrichtung P rotationssymmetrisch um eine Mittelachse (hier nicht dargestellt) ausgebildet. Die Elektrode 6 erstreckt sich im Wesentlichen entlang dieser Mittelachse. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Abgasleitung 2 einen etwa rechtwinklig ausgebildeten Knick auf. Die Elektrode 6 ist in Fig. 1 in dem hier horizontal dargestellten Abschnitt der Abgasleitung 2 ausgebildet. Gespeist wird die Elektrode 6 über eine Elektrodenzuführung 7, welche mit einem Isolator 8 ummantelt ist. Zusammen mit der Kanalwandung 4 bildet die Elektrode 6 eine Aufladeeinheit, in welcher Partikel elektrisch aufgeladen werden können. Hierzu bildet die Elektrode 6 mit der Kanalwandung 4 unter Anlegen einer Hochspannung ein elektrisches Feld aus, dessen Feldlininen im Wesentlichen radial zu der Elektrode 6 bzw. der Kanalwandung 4 verlaufen, im Wesentlichen quer, genauer rechtwinklig, zur Strömungsrichtung P.
  • Im Bereich der Elektrode 6 lagert sich abhängig von den Strömungsverhältnissen nur ein kleiner Teil der abzuscheidenden Staubpartikel ab. Der verbleibende Teil wird stromabwärts abgeschieden. Das hier zur Ablagerung notwendige elektrische Feld wird durch die Partikel selbst gebildet. Sie stellen eine Ladungswolke aus unipolar geladenen Teilchen dar, welche durch Anziehungskräfte und Abstoßungskräfte an die Kanalwandung 4 strömen. Die sich bildende Feinstaubschicht S kann sich in Abhängigkeit von Volumenstrom, Partikelkonzentration, Durchmesser des Abgasrohres etc. bis zu mehreren Metern stromabwärts des beschriebenen Filters erstrecken. Der Betrieb des Heizungssystems 100 kann durch eine zu dicke Feinstaubschicht beeinträchtigt werden. Im Bereich der Elektrode 6 liegt ein etwa gleichmäßiges Schichtdickenwachstum vor. Stromabwärts der Elektrode 6 liegt mit zunehmendem Abstand eine exponentielle Abnahme der Schichtdicke vor. Das Profil dieser Schicht S kann unter realen Bedingungen durch strömungsbedingte Verfrachtungen, veränderte Ablagerungscharakteristik sowie erhöhten elektrischen Widerstand für abfließende elektrische Ladungen etc. verflacht werden. Die über die Betriebszeit anwachsende Feinstaubschicht an der inneren Kanalwandung 4 des Abgasrohres 2 führt mit der Zeit zu einer Verengung des Abgasrohrsquerschnitts. Dies führt zu einer Verschlechterung des Abgaszugs und kann damit auf die Verbrennungsbedingungen rückwirken. Im Falle von Scheitholzanlagen mit einem hohen Kohlenstoffanteil der emittierten Partikeln besteht die Gefahr eines Kaminbrandes. Um ein Anhaften der Partikel zu vermeiden oder zu reduzieren, umfasst die Abgasleitung in der dargestellten Ausführungsform in Fig. 1 ein Partikelabweisemittel 9, welches hier nur schemtisch dargestellt ist und in der weiteren Figurenbeschreibung ausführlicher dargestellt wird.
  • Fig. 2 zeigt schematisch teilweise einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Energieerzeugungsanlage 100 mit elektrostatischem Abscheider 1 und Abgasleitung 2. Gleiche oder ähnliche Teile werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Eine detaillierte Beschreibung bereits beschriebener Bauteile entfällt.
  • Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 ist vom Prinzip gleich aufgebaut wie die Ausführungsform nach Fig. 1, unterscheidet sich lediglich durch die Ausführung des Partikelabweisemittels 9 und eine Auffangvorrichtung 10 für abgeklopfte oder abfallende Partikel. Der elektrostatische Abscheider 1 ist in der Abgasleitung 2 angeordnet und umfasst den Strömungskanal 3. Der Strömungskanal 3 ist als rohrförmiger Abschnitt der Abgasleitung 2 ausgebildet und umfasst die Kanalwandung 4 und das Kanalinnere 5. Durch den Strömungskanal 3 strömt das partikelbeinhaltende Abgas P in die entsprechende Strömungsrichtung. Im Inneren des Strömungskanals 3 erstreckt sich in Strömungsrichtung die Elektrode 6. Gespeist wird die Elektrode 6 über die Elektrodenzuführung 7, welche mit dem Isolator 8 ummantelt ist. Aufgrund der vorhandenen Partikelabweisemittel 9 ist an der Kanalwandung 4, wie dargestellt, keine Partikelschicht S abgelagert.
  • Vorliegend ist das Partikelabweisemittel 9 als Bewegungselement 9a ausgebildet, welches als thermisch induziertes Bewegungselement in Form eines Bimetalls 11 ausgebildet ist. Bei einer entsprechenden Wärmezufuhr oder -abfuhr bewegt sich das Bimetall 11 entsprechend von einer bistabilen Position in eine andere bistabile Position. Das Bewegungselement 9a ist benachbart zu der Kanalwandung 4 ausgebildet und kontaktiert diese zumindest teilweise. Durch die Bewegung und die damit verbundene Schwingung werden an der Kanalwandung 4 anhaftende Partikel mechanisch entfernt oder ein Anhaften verhindert oder reduziert.
  • Das Bimetall 11 kann als Bimetallstreifen ausgebildet sein. Bimetallstreifen bestehen aus zwei Schichten unterschiedlicher Metalle, welche miteinander verbunden sind und unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen, wodurch sich das Bimetall bei einer bestimmten Temperaturänderung verformt. Diese Charakteristik wird durch die hier dargestellte Ausführungsform zur periodischen passiven Abreinigung des Abgasrohrs einer Biomasse-Heizungsanlage ausgenutzt. Abfallende Partikel werden gemäß der Ausführungsform nach Fig. 2 in der Auffangvorrichtung 10, die beispielsweise als Aschekiste oder dergleichen ausgebildet sein kann, aufgefangen und können über diese entsorgt werden. Die abgeschüttelte herabfallende Feinstaubschicht wird größtenteils vom strömenden Abgasstrom nicht mitgerissen, da die Partikel aufgrund ihrer Größe, die im mm-Bereich liegt, nicht mehr schweben. Sollten dennoch einige wenige das Abgassystem verlassen, so sind sie nicht mehr lungengängig und stellen daher für den Menschen keine Gefahr dar. Um die Elektrode 6 vor den herabfallenden Partikeln zu schützen, ist diese in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 in einem horizontalen Teil des Abgasrohrs angeordnet. Die Partikelabweisemittel 9 sind dagegen in dem daran anschließenden vertikalen Teil des Abgasrohres angeordnet, sodass die abfallenden Partikel nicht die Elektrode 6 beim Herabfallen treffen können. Die Elektrode 6 ist in der Abgasleitung so zu verbauen, dass sie nicht von abgeschüttelten Ablagerungen getroffen werden kann. In einer alternativen Ausführungsform können die Bauteile wie Elektrode 6, HV-Durchführung 7, etc abgeschirmt bzw. "überdacht" werden, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
  • Fig. 3 zeigt schematisch teilweise einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Heizungssystems 100 mit elektrostatischem Abscheider 1 und Abgasleitung 2. Die Elektrode 6 mit Elektrodenzuführung 7 und Isolator 8 ist hier an einem vertikalen Abschnitt des Abgasrohrs angeordnet. Um zu vermeiden, dass die abgeschüttelten Staubablagerungen eine Verschmutzung der Elektrode 6 und/oder der HV-Durchführung 7 hervorrufen, weist die Ausführungsform nach Fig. 3 zusätzlich eine Abschirmeinheit 12 auf. Die Abschirmeinheit 12 ist so ausgebildet, dass die Elektrode 6, die Elektrodenzuführung 7 und/oder der Isolator 8 vor herabfallenden Partikeln geschützt sind.
  • Im Übrigen sind die Ausführungsformen nach Fig. 2 und Fig. 3 im Wesentlichen baugleich ausgeführt.
  • Fig. 4 zeigt schematisch in zwei Längsschnitten und einer Draufsicht eine Detailansicht eines bistabilen Bewegungselements 9a in einer Abgasleitung 2. In Fig. 4 sind beispielhaft vier Bewegungselemente 9a vorgesehen, von denen in dem Längsschnitt jeweils nur zwei dargestellt sind. Die Bewegungselemente 9a sind an einem vertikalen Abschnitt des Abgasrohres 2 an der Kanalwandung 4 ausgebildet. In dem linken Längsschnitt sind die Bewegungselemente 9a in einer ersten stabilen Position bei niedrigen Temperaturen dargestellt. In dem rechts daneben dargestellten Längsschnitt sind die Bewegungselemente 9a in einem erwärmten Zustand in einer zweiten stabilen Position dargestellt. In der Draufsicht sind die vier Bewegungselemente 9a zu erkennen, wobei diese etwa paarweise gegenüberliegend angeordnet sind. Die Bewegungselemente 9a sind als Bimetall 11 mit bimetallischer Charakteristik ausgebildet. Diese Charakteristik wird durch die dargestellten Bauausführungen zur periodischen passiven Abreinigung des Abgasrohrs ausgenutzt. Die Bimetalle 11 sind so ausgebildet, dass der Temperaturbereich, in welchem das jeweilige Bimetall sich verformt (aktiviert wird), bei Einschalten bzw. Ausschalten der entsprechenden Heizungsanlage 110 durchlaufen wird. Diese Vorgänge führen zu einer Temperaturänderung der Abgasrohrumgebung von 150 - 200 K, das heißt einer Temperaturdifferenz zwischen Abgas und Umgebungsluft. Damit die thermisch induzierte Bewegung des Bimetalls 11 eine schnappende, schlagende bzw. plötzliche Verformung aufweist, ist bevorzugt eine Vorprägung vorgesehen. Dadurch bleibt bei Erwärmung zuerst die Form des Bimetalls 11 konstant bis die einwirkende Wärmeenergie ausreicht, um die durch Vorprägung gehemmte Verformung einzuleiten, was auch als Knackfrosch-Effekt bezeichnet wird. Die anschließende Bewegung des Bimetalls 11 weist dann eine hohe Beschleunigung auf. Umgekehrt wird auch bei Abkühlung nach Abschalten der Heizanlage durch Überspringen der Vorprägung eine schnappende Bewegung ausgelöst. Dies kann praktischerweise durch eine konvexe / konkave Prägung von Bimetallsstreifen erreicht werden, wie sie z.B. in automatisch rückstellenden Thermoschutzschaltern verbaut werden. Vorzugsweise sind mehrere von derartigen Bimetallstreifen an der Kanalwandung 4 der Abgasleitung als bistabile schnappende Elemente angebracht, z.B. als breite längliche Streifen entlang der Kanalwandung 4, wie in den Fig. 2 bis 4 schematisch dargestellt. Die Bimetalle 11 sind in einer Ausführungsform zueinander unterschiedlich ausgebildet. Grundsätzlich ist die Form der Bimetalle 11 frei wählbar. In Fig. 5 sind beispielsweise unterschiedliche Ausführungsformen der Bimetalle 11 ausgeführt.
  • Fig. 5 zeigt schematisch in zwei Längsschnitten zwei unterschiedliche Ausführungsformen der Bewegungselemente 9a in einer Abgasleitung 2. Die Bewegungselemente 9a sind als Bimetalle 11 mit schnappender Eigenschaft ausgebildet. Im Unterschied zu der Ausführungsform der Bimetalle 11 in Fig. 4 sind hier die schnappenden Elemente als kleine quadratische oder kreisförmige Bleche ausgeführt. Diese sind auf der Innenseite der Kanalwandung 4 verteilt. Beim Anheizen bzw. Ausschalten der Heizungsanlage 110 durchläuft das Bimetall 11 den Temperaturbereich für eine schnappende Verformung. Bei jedem Start und Stopp der Heizungsanlage 110 wird der anhaftende Feinstaub von der Innenfläche des Abgasrohres abgeschüttelt.
  • Um ein Anhaften von Partikeln an den Bimetallen 11 bzw. den Partikelabweisemitteln 9 zu verringern, können diese mit einer Partikelantihaftbeschichtung beschichtet sein, die hier nicht dargestellt ist. Hierdurch fallen anhaftende Partikel von den Bimetallen 11 ab oder haften erst gar nicht an. Eine Partikelantihaftbeschichtung kann beispielsweise Materialien wie Polyorganosiloxane, Polysiloxane, Hybridmaterialien aus anorganischen und organischen Polymeren sowie Beschichtungsmeterialien, welche Antihaftpartikel enthalten, umfassen.
  • Fig. 6 zeigt schematisch in zwei Draufsichten eine Ausführungsform eines als spiralförmiges Bewegungselement 9a ausgebildeten Partikelabweisemittels 9 in einem kalten und einem erwärmten Zustand. Die in Fig. 6 dargestellte Ausführungsform ist derart ausgebildet, dass eine Temperaturänderung an einer Bimetallspirale 12 oder mehreren Bimetallspiralen 12 eine drehende Bewegung induziert. Eine oder mehrere Bimetallspirale(n) 12 sind hierzu im freien Querschnitt des Abgasrohres an der Kanalwandung 4 untergebracht. Das Zentrum der Bimetallspiralen 12 ist bevorzugt kraftschlüssig mit dem Abgasrohr verbunden. Durch Temperaturänderungen beim Anheizen, Abkühlen bzw. dynamischen Betrieb des Heizungssystems 100 wird am freien äußeren Ende der Bimetallspirale 12 eine langsame stetige Bewegung entlang der Innenseite der Kanalwandung 4 aufgeprägt. Die Bimetallspiralen 12 sind so dimensioniert, dass ihre Enden beim Durchlaufen des für die Heizanlage 110 typischen Temperaturbereichs, in der Regel zwischen beispielsweise 20°C bis 250°C, etwa eine Umdrehung um einen Spiralmittelpunkt ausführen. Werden die freien Enden mehrerer aufeinander folgender Bimetallspiralen 12 mit einem Draht bzw. Flachmaterial von geeigneter Geometrie verbunden und/oder eventuell ergänzend mit einer Bürste 13 versehen, so überstreicht dieses bei einer Temperaturänderung die Innenseite der Kanalwandung 4, wie in Fig. 6 in den beiden Abbildungen schematisch dargestellt. Dadurch wird eine dort anhaftende Feinstaubschicht S abgestreift und fällt bei bevorzugter vertikaler Orientierung des Abgasrohres nach unten in eine geeignete Auffangvorrichtung 10. Die Bimetallspiralen 12 erfahren bei unterschiedlicher Einbaulage in dem Abgasrohr je nach Abstand von der Heizungsanlage 110 unterschiedliche Temperaturänderungen. Deshalb verfügen die Bimetallspiralen über unterschiedliche, geeignet angepasste Ausdehnungskoeffizienten. Damit überstreichen ihre freien Enden beim Anheizen bzw. Abkühlen ungefähr denselben Weg entlang der Innenseite der Kanalwandung 4 trotz unterschiedlicher Temperaturänderungen. Die Bimetallspirale 12 kann in einer Ebene ausgebildet sein. Alternativ kann die Bimetallspirale 12 schraubenförmige auslängbar ausgebildet sein, wie beispielsweise das Bewegungselement 9a in der nächsten Fig. 7.
  • Fig. 7 zeigt schematisch in zwei Längsschnitten die Anordnung zweier schraubenförmiger Bewegungselemente 9a in einem kalten und einem erwärmten Zustand. In der weiteren Ausführungsform nach Fig. 7 ist vorgesehen, dass die Temperaturänderung eine axiale Ausdehnung eines als Bimetall-Zylinderfeder ausgebildeten Bewegungsmittel 9a induziert. Ein Umfang der Bimetall-Zylinderfeder schmiegt sich an die Innenseite der Kanalwandung 4 an, wobei ein Ende der Bimetall-Zylinderfeder kraftschlüssig mit dem Abgasrohr verbunden ist. Eine Ganghöhe der Bimetall-Zylinderfeder ist so eingestellt, dass die thermische Ausdehnung beim Anheizen des Heizungssystems 100 oder der Heizungsanlage 110 die Bimetall-Zylinderfeder um etwa eine Ganghöhe ausdehnt. Damit ist gewährleistet, dass die gesamte Innenfläche der Kanalwandung 4 im Bereich der Bimetall-Zylinderfeder überstrichen und abgereinigt wird. Die dort anhaftende Feinstaubschicht S wird somit abgestreift und fällt bei bevorzugter vertikaler Orientierung des Abgasrohres nach unten in eine geeignete Auffangvorrichtung 10. Die Bimetall-Zylinderfeder ist in einer Ausführungsform auch noch mit weiteren Bauelementen versehen, welche das Abreinigen bei kleinerer Reibung garantieren, z.B. mit Bürstelementen 13 oder Ähnlichem.

Claims (10)

  1. Abgasleitung (2) mit einem Strömungskanal (3) mit einer Kanalwandung (4) und einem Kanalinneren (5) zur Ableitung eines partikelbeinhaltenden Abgases (P) aus einer Energieerzeugungsanlage (100),
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Partikelabweisemittel (9) umfasst ist, welches als thermisch induziertes Bewegungselement (9a) ausgebildet ist, das sich bei Temperaturänderung verformt und eine Ablagerung von Partikeln des Abgases (P) an der Kanalwandung (4) zumindest teilweise verhindert und/oder anhaftende Partikel (S) zumindest teilweise von der Kanalwandung (4) löst.
  2. Abgasleitung (2) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungselement (9a) als ein integraler Abschnitt der Abgasleitung (2) ausgebildet ist.
  3. Abgasleitung (2) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungselement (9a) als separate Einheit in oder an der Abgasleitung (2) ausgebildet ist.
  4. Abgasleitung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungselement (9a) ein geformtes Bimetall (11) umfasst.
  5. Abgasleitung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungselement (9a) als an der Kanalwandung (4) angeordnetes Schnappelement (11) ausgebildet ist, welches thermisch induziert bei Überschreiten einer Grenztemperatur von einer ersten stabilen Position in eine zweite stabile Position umschnappt, und bei Unterschreiten einer Grenztemperatur von der zweiten stabilen Position in die erste stabile Position umschnappt.
  6. Abgasleitung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Bewegungselement (9a) zumindest teilweise spiralförmig nach Art einer Spiralfeder (12) ausgebildet ist.
  7. Abgasleitung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Partikelabweisemittel (9) eine Partikelantihaftbeschichtung aufweist, welche ein dauerhaftes Anhaften von Partikeln an dem Partikelabweisemittel (9) und/oder der Kanalwandung (4) durch Verminderung von Haftparametern verhindert.
  8. Abgasleitung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Auffangvorrichtung (10) vorgesehen ist, welche herabfallende Partikel auffängt und sammelt.
  9. Elektrostatischer Abscheider (1) für eine Abgasreinigungsanlage mit einer Abgasleitung (2), umfassend
    einen Strömungskanal (3) mit einer Kanalwandung (4) und einem Kanalinneren (5), durch welchen ein partikelbeinhaltendes Abgas (P) in einer Strömungsrichtung strömt, und
    einer sich in dem Kanalinneren (5) in Strömungsrichtung (P) erstreckenden Elektrode (6), zur Bildung eines elektrischen Feldes zwischen der Elektrode (6) und der Kanalwandung (4),
    dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleitung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
  10. Energieerzeugungsanlage (100) zur Erzeugung von Energie mittels Verbrennung eines Brennstoffes mit
    einer Feinstaub emittierenden Verbrennungsanlage (110), wobei partikelbeinhaltende Abgase (P) entstehen, und
    einer Abgasleitung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder
    einem elektrostatischen Abscheider (1) nach Anspruch 9.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105570913A (zh) * 2016-02-25 2016-05-11 四川省宜宾惠美线业有限责任公司 一种循环砂子吹灰装置
EP3067118A3 (de) * 2015-03-09 2016-11-30 Kutzner + Weber GmbH Elektrostatische partikelabscheidevorrichtung
WO2019193084A1 (en) * 2018-04-04 2019-10-10 Nibe Ab Method for providing clean residential comfort heating
EP3025785B1 (de) * 2014-11-25 2022-01-26 SMS group GmbH Vorrichtung und verfahren zum reinigen von rauchgas einer metallurgischen anlage

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1193445A2 (de) 2000-10-02 2002-04-03 Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa Vorrichtung zur Rauchgasreinigung an Kleinfeuerungen

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE439693C (de) * 1925-06-21 1927-01-19 Siemens Schuckertwerke G M B H Verfahren und Einrichtung zur elektrischen Reinigung von Gasen
GB408814A (en) * 1933-04-28 1934-04-19 Paul Herbelot Improvements in and relating to electrostatic precipitation devices
GB850275A (en) * 1955-10-17 1960-10-05 Holger Lueder Electrostatic precipitators
US3606733A (en) * 1969-07-17 1971-09-21 American Standard Inc Cleaning control for electrostatic precipitator
JPS57187050A (en) * 1981-05-14 1982-11-17 Toyota Motor Corp Electrostatic precipitator
DE9419495U1 (de) * 1994-12-06 1995-02-02 Viessmann Werke Kg Wirbulator
DE20115351U1 (de) * 2001-09-18 2003-02-20 Hengst Gmbh & Co Kg Elektroabscheider mit abweisender Niederschlagselektrode
AU2003904383A0 (en) * 2003-08-15 2003-08-28 Paul Harrison Apparatus and method for particle removal from small-scale exhausts
DE102007028134B3 (de) * 2007-06-19 2008-12-18 Robert Bosch Gmbh Elektrostatischer Abscheider und Heizungssystem
DE102008015616A1 (de) * 2008-03-26 2009-10-08 Robert Bosch Gmbh Elektrostatischer Abscheider mit Partikelabweisemittel und Heizsystem
DE102008038236B4 (de) * 2008-08-18 2011-07-21 Robert Bosch GmbH, 70469 Elektrostatischer Abscheider und Heizungssystem mit einem Elektroden-Partikelabweisemittel umfassend ein Bimetall

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1193445A2 (de) 2000-10-02 2002-04-03 Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt Empa Vorrichtung zur Rauchgasreinigung an Kleinfeuerungen

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3025785B1 (de) * 2014-11-25 2022-01-26 SMS group GmbH Vorrichtung und verfahren zum reinigen von rauchgas einer metallurgischen anlage
EP3067118A3 (de) * 2015-03-09 2016-11-30 Kutzner + Weber GmbH Elektrostatische partikelabscheidevorrichtung
CN105570913A (zh) * 2016-02-25 2016-05-11 四川省宜宾惠美线业有限责任公司 一种循环砂子吹灰装置
WO2019193084A1 (en) * 2018-04-04 2019-10-10 Nibe Ab Method for providing clean residential comfort heating

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