EP3056812A1 - Verbrennungstechnische oder elektrochemische anlage mit gebläse und kondensatsiphon - Google Patents

Verbrennungstechnische oder elektrochemische anlage mit gebläse und kondensatsiphon Download PDF

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EP3056812A1
EP3056812A1 EP16152510.0A EP16152510A EP3056812A1 EP 3056812 A1 EP3056812 A1 EP 3056812A1 EP 16152510 A EP16152510 A EP 16152510A EP 3056812 A1 EP3056812 A1 EP 3056812A1
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EP
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condensate
combustion
blower
fan
electrochemical plant
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Jens Funcke
Andreas Reinert
Norman Leonhard Reinke
Peter Freidank
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Vaillant GmbH
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Vaillant GmbH
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Publication date
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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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J2900/00—Special arrangements for conducting or purifying combustion fumes; Treatment of fumes or ashes
    • F23J2900/13004—Water draining devices associated with flues

Definitions

  • the invention relates to a combustion engineering or electrochemical plant with blower and condensate removal.
  • these combustion engineering or electrochemical plants have a suction fan, which suck the reaction gases through the system.
  • a suction fan which suck the reaction gases through the system.
  • a comparatively large negative pressure is needed.
  • the siphon is upstream of the suction fan, a correspondingly large barrier height of the siphon is necessary.
  • the barrier height is more than 30 cm. The problem here is that the siphon may dry out during long periods of operation, for example. If there is comparatively little condensate in the siphon, the condensate column can not oppose the negative pressure sufficiently; the siphon is vacuumed empty. The condensate enters the blower.
  • Float condensate separators are often used to solve this problem; However, these are susceptible to dirt, which often occurs after a long operating time leakage problems and / or no condensate drains.
  • the invention has for its object to ensure a safe operation in a combustion engineering or electrochemical plant with blower and condensate drainage.
  • the condensate neutralization unit has a condensate feed, via which the condensate flows from the combustion-technical or electrochemical plant. It also has a condensate drain, which is connected to the fan inlet.
  • the condensate can attack because of its thermal and chemical resistance of this material little, especially if the condensate is neutralized before the blower.
  • a plastic such as polyamide or polyphenylene sulfide
  • PA polyamide
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the polyphenylene sulfide can also be used reinforced with glass fiber.
  • a safety temperature limiter is arranged downstream of the combustion-engineering or electrochemical plant, thermal damage to the material can be avoided.
  • An exhaust gas check valve can prevent the ingress of exhaust gases of other systems via a common exhaust gas discharge.
  • FIG. 1 shows the device of the an exhaust pipe 1 of a not shown combustion technology or electrochemical plant up to the exhaust discharge 9 into the environment.
  • the exhaust pipe 1 leads to a condensate neutralization unit 8 with a collecting container 4, in which there are condensate neutralizing agents.
  • a collecting container 4 in which there are condensate neutralizing agents.
  • the blower 6 has a plastic housing and a plastic fan.
  • a condensate discharge 5 opens as an overflow from the collecting container 4 in this connection.
  • the fan outlet 12 of the blower 6 is connected to the flue outlet 9, to which a condensate line with condensate siphon 7 is connected.
  • FIG. 2 shows the arrangement of the blower 6 in detail.
  • the fan outlet 12 is arranged horizontally.
  • exhaust gas 3 flows from the combustion engineering or electrochemical plant through the exhaust pipe 1 down.
  • Condensate is directed to the guide plate 10 to the bottom left, so that the condensate drips into the condensate inlet 2 of the collecting container 4.
  • the condensate collects in the collecting container 4 and is neutralized there by condensate neutralizing agents.
  • a labyrinth body 13 is arranged in the collecting container 4 such that the condensate is deflected several times on the way to the condensate removal 5.
  • the labyrinth body 13 rises above the lowest level of the connection between the condensate drainage 5 and fan inlet 11, so that no condensate can run directly from Kondensatzuliller 2 in the fan 6, but always flows through the collecting container 4 within the labyrinth body 13 ,
  • the neutralized condensate flows into the fan inlet 11 and loses there horizontally considered at height.
  • the rotor, not shown, of the blower 6 conveys the condensate together with the exhaust gas horizontally to the right. While the exhaust gas is deflected upward and escapes up through the exhaust outlet 9 into the environment, the condensate flows downstream of the blower 6 through the condensate line with condensate siphon. 7
  • the invention is not limited to the described embodiment. So it may be in the combustion engineering or electrochemical plant to a condensing boiler act.
  • the fan outlet 12 may be inclined downwardly in the flow direction to promote condensate drainage.
  • a temperature sensor arranged above the labyrinth body 13 as a safety temperature limiter can ensure that there is no material damage, in particular of the plastic, in the event of overheating. If this sensor measures a temperature just below the melting point of the plastic, the combustion or electrochemical system is switched off.
  • an exhaust gas check valve prevent the penetration of exhaust gases other systems.
  • the exhaust gas check flap can be arranged downstream of the blower 6, between blower 6 and condensate neutralization unit 8 or between labyrinth body 13 and guide plate 10.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Bei einer Verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage mit Gebläse (6) und Kondensatabführung, welche über eine Abgasleitung (1) und einen Kondensatsiphon (7) verfügt, bei der die Abgasleitung (1) direkt oder über indirekt in das Gebläse (6) mündet, das ist Gebläse (6) derart angeordnet, dass der Gebläseausgang (12) horizontal oder nach unten erfolgt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage mit Gebläse und Kondensatabführung.
  • Bei verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlagen, bei welchen wasserstoffhaltige Brenngase oder Brennstoffe reagieren, entsteht im Abgas Wasserdampf. Beim Abkühlen des Abgases kondensiert der Wasserdampf und Kondensat entsteht; letztgenanntes muss abgeführt werden. Die Kondensatleitung verfügt in der Regel über einen Siphon, um Abgasaustritt über die Kondensatleitung zu vermeiden.
  • Häufig verfügen diese verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlagen über ein Sauggebläse, welches die Reaktionsgase durch die Anlage saugen. Beispielsweise bei Brennstoffzellenanlagen wird ein vergleichsweise großer Unterdruck benötigt. Ist der Siphon stromauf des Sauggebläses, so ist eine entsprechend große Sperrhöhe des Siphons notwendig. Bei Brennstoffzellenheizgeräten gemäß dem Stand der Technik beträgt die Sperrhöhe mehr als 30 cm. Hierbei besteht das Problem, dass der Siphon zum Beispiel bei langen Betriebspausen austrocknen kann. Ist vergleichsweise wenig Kondensat im Siphon, so kann die Kondensatsäule dem Unterdruck nicht genügend Widerstand entgegen setzen; der Siphon wird leer gesaugt. Das Kondensat gelangt dabei in das Gebläse. Hierbei besteht das Problem, dass insbesondere dann, wenn der Druckstutzen des Gebläses nach oben mündet, das Kondensat unzureichend abgeführt wird und saures Kondensat im Gebläse verbleibt, welches einerseits das Gebläse angreift und andererseits über die Antriebswelle unkontrolliert nach außen gelangen kann, so dass auch der Antriebsmotor beschädigt werden kann.
  • Um dieses Problem zu lösen, werden häufig Schwimmerkondensatabscheider eingesetzt; diese sind jedoch schmutzanfällig, wodurch nach einer geraumen Betriebszeit häufig ein Dichtheitsprobleme auftritt und / oder kein Kondensat abfließt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlage mit Gebläse und Kondensatabführung einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Abgasleitung der verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlage direkt oder über indirekt in das Gebläse mündet, wobei das Gebläse derart angeordnet ist, dass der Gebläseausgang horizontal oder nach unten erfolgt. Hierdurch kann Kondensat, das in das Gebläse fließt, auch wieder aus dem Gebläse abfließen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Ansprüche.
  • Ist die Kondensatabführung mit Siphon stromab des Gebläses angeordnet, so ergibt sich der Vorteil, dass der Siphon nicht ausgesaugt werden kann.
  • Ist stromauf des Gebläses eine Kondensatneutralisierungseinheit angeordnet, wobei diese über kondensatneutralisierende Mittel in einem Auffangbehälter verfügt, so kann das saure Kondensat neutralisiert werden, so dass es die folgenden Aggregate nicht angreifen kann. Hierbei verfügt die Kondensatneutralisierungseinheit über einen Kondensatzulauf, über welchen das Kondensat von der verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlage zufließt. Sie verfügt ferner über eine Kondensatabführung, die mit dem Gebläseingang verbunden ist.
  • Sind die Teile des Gebläses, insbesondere das Gehäuse und der Ventilator aus einem Kunststoff wie Polyamid oder Polyphenylensulfid hergestellt, so kann das Kondensat aufgrund seiner thermischen und chemischen Beständigkeit dieses Material wenig angreifen, insbesondere dann, wenn das Kondensat bereits vor dem Gebläse neutralisiert ist. Während herkömmlicherweise Gebläse aus Polyamid (PA) hergestellt werden, hat sich der Werkstoff Polyphenylensulfid (PPS) für die Erfindung als besonders vorteilhaft herausgestellt. Das Polyphenylensulfid kann hierbei auch glasfaserverstärkt verwendet werden.
  • Ist ein Sicherheitstemperaturbegrenzer stromab der verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlage angeordnet, so kann eine thermische Materialschädigung vermieden werden.
  • Eine Abgasrückschlagklappe kann das Eindringen von Abgasen anderer Anlagen über eine gemeinsame Abgasableitung vermeiden.
  • Die Erfindung wird nun anhand der Figuren detailliert erläutert.
  • Hierbei zeigt die Figur 1 die Vorrichtung von der eine Abgasleitung 1 einer nicht gezeigten verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlage bis hin zur Abgasabführung 9 in die Umgebung. Die Abgasleitung 1 führt zu einer Kondensatneutralisierungseinheit 8 mit einem Auffangbehälter 4, in dem sich kondensatneutralisierende Mittel befinden. In der Abgasleitung 1 befindet sich ein schräg angeordnetes Führungsblech 10, so dass sich am Ende der Abgasleitung 1 oberhalb des Auffangbehälters 4 ein Kondensatzulauf 2 ergibt. Von dem Auffangbehälter 4 führt horizontal die Abgasleitung 1 weiter zu einem Gebläseeingang 11 eines Gebläse 6. Das Gebläse 6 verfügt über ein Kunststoffgehäuse und einen Kunststoffventilator. Eine Kondensatabführung 5 mündet als Überlauf aus dem Auffangbehälter 4 in diese Verbindung. Der Gebläseausgang 12 des Gebläses 6 ist mit der Abgasabführung 9 verbunden, wobei an diese eine Kondensatleitung mit Kondensatsiphon 7 angeschlossen ist. Figur 2 zeigt die Anordnung des Gebläses 6 im Detail. Der Gebläseausgang 12 ist horizontal angeordnet.
  • Beim Betrieb strömt Abgas 3 aus der verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlage durch die Abgasleitung 1 nach unten. Kondensat wird an dem Führungsblech 10 nach links unten geleitet, so dass das Kondensat in den Kondensatzulauf 2 des Auffangbehälters 4 tropft. Das Kondensat sammelt sich in dem Auffangbehälter 4 und wird dort von kondensatneutralisierenden Mitteln neutralisiert. Eine Labyrinthkörper 13 ist derart im Auffangbehälter 4 angeordnet, dass das Kondensat auf dem Weg zur Kondensatabführung 5 mehrfach umgelenkt wird. Zwischen Kondensatzulauf 2 und Kondensatabführung 5 erhebt sich der Labyrinthkörper 13 über das unterste Niveau der Verbindung zwischen Kondensatabführung 5 und Gebläseingang 11, so dass vom Kondensatzulauf 2 kein Kondensat direkt in das Gebläse 6 laufen kann, sondern stets durch den Auffangbehälters 4 innerhalb des Labyrinthkörpers 13 fließt. Das neutralisierte Kondensat fließt in den Gebläseeingang 11 und verliert dort horizontal betrachtet an Höhe. Der nicht weiter dargestellte Rotor des Gebläses 6 fördert das Kondensat zusammen mit dem Abgas horizontal nach rechts. Während das Abgas nach oben umgelenkt wird und nach oben durch die Abgasabführung 9 in die Umgebung entweicht, fließt das Kondensat stromab des Gebläses 6 durch die Kondensatleitung mit Kondensatsiphon 7.
  • Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform begrenzt. So kann es sich bei der verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlage um ein Brennwertheizgerät handeln. Der Gebläseausgang 12 kann in Strömungsrichtung nach unten geneigt sein, um den Kondensatabfluss zu fördern.
  • Optional kann ein oberhalb des Labyrinthkörpers 13 angeordneter Temperatursensor als Sicherheitstemperaturbegrenzer gewährleisten, dass es zu keiner Materialschädigung, insbesondere des Kunststoffs, bei Überhitzung kommt. Misst dieser Sensor eine Temperatur knapp unterhalb der Schmelztemperatur des Kunststoffs, so wird die verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage abgeschaltet.
  • Ist die verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage nicht alleine an die Abgasabführung 9 angeschlossen, so besteht die Gefahr, dass Abgase dieser weiteren Anlagen über die gemeinsame Abgasabführung 9 in eine andere Anlage strömen. Dafür kann jeweils eine Abgasrückschlagklappe das Eindringen von Abgasen anderen Anlagen verhindern. Die Abgasrückschlagklappe kann stromab des Gebläses 6, zwischen Gebläse 6 und Kondensatneutralisierungseinheit 8 oder zwischen Labyrinthkörper 13 und Führungsblech 10 angeordnet sein.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Abgasleitung
    2
    Kondensatzulauf
    3
    Abgasstrom
    4
    Auffangbehälter
    5
    Kondensatabführung
    6
    Gebläses
    7
    Kondensatsiphon
    8
    Kondensatneutralisierungseinheit
    9
    Abgasabführung
    10
    Führungsblech
    11
    Gebläseeingang
    12
    Gebläseausgang
    13
    Labyrinthkörper

Claims (7)

  1. Verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage mit Gebläse (6) und Kondensatabführung, welche über eine Abgasleitung (1) und einen Kondensatsiphon (7) verfügt,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleitung (1) direkt oder über indirekt in das Gebläse (6) mündet, wobei das Gebläse (6) derart angeordnet ist, dass der Gebläseausgang (12) horizontal oder nach unten angeordnet ist.
  2. Verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass stromab des Gebläses (6) der Kondensatsiphon (7) angeordnet ist.
  3. Verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass stromauf des Gebläses (6) eine Kondensatneutralisierungseinheit (8) angeordnet ist, diese Kondensatneutralisierungseinheit (8) über kondensatneutralisierende Mittel in einem Auffangbehälter (4), einen Kondensatzulauf (2) und eine Kondensatabführung (5) verfügt, wobei die Kondensatabführung (5) mit dem Gebläseingang (11) verbunden ist.
  4. Verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse und / oder der Ventilator des Gebläses (6) aus Kunststoff, vorzugsweise Polyamid oder Polyphenylensulfid hergestellt ist.
  5. Verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff glasfaserverstärkt ist.
  6. Verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sicherheitstemperaturbegrenzer stromab der verbrennungstechnischen oder elektrochemischen Anlage angeordnet ist.
  7. Verbrennungstechnische oder elektrochemische Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abgasrückschlagklappe vorzugsweise stromab des Gebläses (6), zwischen Gebläse (6) und Kondensatneutralisierungseinheit (8) oder zwischen Labyrinthkörper (13) und Führungsblech (10) angeordnet ist.
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