NO326129B1 - Termisk etterforbrenningsinnretning og fremgangsmate for drift av denne - Google Patents

Abstract

En termisk etterforbrenningsinnretning (1) omfattende på vanlig måte et hus (2, 3, 4) som omfatter et innløp (28) for avgassluften som skal renses og et utløp (29, 30) for ren luft. Et forbrenningskammer (11) er anbrakt i huset (2, 3, 4), og i forbrenningskammeret genererer en varmeinnretning (9) en temperatur ved hvilken forurensningene båret av avgassluften, brenner. For å redusere energibehovet, blir en varmeveksler (50a, 5Ob) tilveiebrakt, over hvilken avgassluft som kommer fra innløpet (28) blir ført til forbrenningskammeret (11), og den rene luft som kommer fra forbrenningskammeret (11) blir ført til utløpet (29, 30). For også å kunne behandle avgassluft som er lastet med festende rester, f.eks. bekdamper, er en innretning (33-38) tilveiebrakt med hvilken, under rensemodusen, minst en del av den rene luft eventuelt kan føres forbi en seksjon (50a) av varmeveksleren (50a, 50b) anbrakt nærmere forbrenningskammeret (11) og inn i en annen seksjon (50b) av varmeveksleren (50) anbrakt ytterligere vekk fra forbrenningskammeret (11). Avleiringer som har blitt dannet nær den kalde ende av varmeveksleren (50a, 5Ob) kan fjernes på denne måte, særlig oksidert.

Description

Oppfinnelsen angår en termisk etterforbrenningsinnretning ifølge innledningen i krav 1 og en fremgangsmåte for drift av denne ifølge innledningen i krav 8.

Termiske etterforbrenningsinnretninger brukes som standard i industrien for etterbrenning av avgassluft. Samtidig brukes de for å oppnå termisk energi som fins i forurensningene båret av avgassluften.

Med kjente termiske etterforbrenningsinnretninger av ovennevnte type, blir bare en begrenset anbringelse av luft som inneholder rester mulig, ettersom det dannes avsetninger på de kaldere områder av varmevekslerflatene som over tid blokkerer varmeveksleren eller i det minste reduserer dens effektivitet. Driftsstans av virksomheten og kostbare renseoperasjoner er derfor nødvendig med regelmessig mellomrom.

Det er følgelig et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe en termisk etterforbrenningsinnretning av den type som er beskrevet i innledningen til krav 1 og en fremgangsmåte for drift av denne, hvor slik avgassluft som inneholder rester, især bekdamper kan renses uten vesentlig å avbryte driften.

Formålet oppnås ved oppfinnelsen som angitt i krav 1 som refererer til selve den termiske etterforbrenningsinnretning.

Den termiske etterforbrenningsinnretning ifølge oppfinnelsen er konstruert slik at varmluft for rensning kan tilføres områdene av varmeveksleren som især påvirkes av avleiringer og som ligger i avstand fra forbrenningskammeret. Temperaturen er følgelig så høy at avleiringene blir fjernet og/eller oksidert fra varmevekslerflatene. For å oppnå dette kreves en temperatur på 700 °C eller mer. Under normal drift er rensegassen ikke lenger ved denne temperatur ved de punktene av varmeveksleren hvor avleiringene oppstår. For å nå den relevante temperatur ved de kritiske punkter under rensningen, under rensemodusen, blir den rene luft fra forbrenningskammeret omført en seksjon av varmeveksleren, slik at den ikke kjøles ned i denne seksjon. Den blir så innført i seksjonen av varmeveksleren hvor det fins avleiringer og som således er tilstrekkelig varm for å kunne fjerne disse.

Behandlingen av avgassluft fortsetter derfor permanent selv i rensemodusen av den termiske etterforbrenningsenhet, idet den eneste forskjellen er at en litt lavere effektivitet av varmeveksleren blir tolerert under de relative korte tidsrom når det utføres en renseaktivitet.

I den fordelaktige utførelse av oppfinnelsen angitt i krav 2, i rensemodus, begynner vanningen av seksjonen av varmeveksleren som er påvirket av avleiringer ved dens varmeste ende og fortsetter deretter i retningen mot den kaldeste ende. Renseprosessen blir fullført når området av varmeveksleren som påvirkes av avleiringer blir brakt til den nødvendige temperatur hvor avleiringene blir fjernet.

I utførelsen av oppfinnelsen angitt i krav 3, blir seksjonen av varmeveksleren som påvirkes av avleiringer varmet fra sin kalde ende. Således vil avleiringer som befinner seg nærmere den kalde ende bli nådd raskere enn i utførelsen ifølge krav 2.

Utførelsen som er oppgitt i krav 4 er særlig foretrukket. I denne utførelse kan seksjonen av varmeveksleren som påvirkes av avleiringer alternativt eller selektivt varmes fra den varme ende eller fra den kalde ende. På denne måte oppnås kortest mulig rensetid.

En praktisk utførelse av den termiske etterforbrenningsinnretning hvor driftsmodus som angitt i krav 1 oppnås, danner gjenstand for krav 5.

En selektiv gjennomstrømning av seksjonene av varmeveksleren som påvirkes av avleiringer i begge retninger kan utføres av utførelsen ifølge krav 6.

Hvis den termiske effektivitet av den termiske etterforbrenningsinnretning skal opprettholdes så høy som mulig, anbefales det å bruke utførelsen som nevnt i krav 7 siden to seksjoner av varmeveksleren som befinner seg vekk fra varmeveksleren da blir tilgjengelig, idet en av disse seksjonene kan brukes kontinuerlig på normal måte. Den andre seksjon som befinner seg parallelt dertil, kan samtidig renses med en relativt liten mengde gass ettersom det fins god tid tilgjengelig for renseprosessen.

Ovennevnte formål som angår fremgangsmåten oppnås ifølge oppfinnelsen som angitt i krav 8. Fordelene med denne fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen tilsvarer generelt de forannevnte fordeler ved den termiske etterforbrenningsinnretning ifølge oppfinnelsen. Det samme gjelder fordelene med varianter av fremgangsmåten som angitt i krav 9-11 som tilsvarer fordelene ved de ovennevnte utførelser av den termiske etterforbrenningsinnretning.

Ved å legge til en tilsetning, især en katalysator som angitt i krav 12, kan den termiske effekt av den varme renseluft hjelpe til å fjerne avleiringer og på denne måte oppnås en kortere tid hvor den termiske etterforbrenningsinnretning må brukes i rensemodus.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende, der:

Fig. 1 er et vertikalt snitt gjennom en første utførelse av en termisk etterforbrenningsinnretning i normal drift; Fig. 2 er den termiske etterforbrenningsinnretning på fig. 1 i en første rensemodus; Fig. 3 er den termiske etterforbrenningsinnretning på fig. 1 og 2 i en andre rensemodus; Fig. 4 er et vertikalt snitt gjennom en andre utførelse av en termisk etterforbrenningsinnretning i normal drift; Fig. 5 er den termiske etterforbrenningsinnretning på fig. 4 i rensemodus; Fig. 6 er et vertikalt snitt gjennom en tredje utførelse av en termisk etterforbrenningsinnretning i normal modus; Fig. 7 er den termiske etterforbrenningsinnretning på fig. 6 i en blandet driftsmodus.

Den henvises først til fig. 1-3, hvor en første utførelse av en termisk etterforbrenningsinnretning er vist. Den termiske etterforbrenningsinnretning kan utføre selvrensning i to forskjellige driftsmoduser hvor avleiringer fra avgassrør som skal renses kan fjernes.

Den termiske etterforbrenningsinnretning er identifisert i sin helhet ved referansenummer 1. Den omfatter et hus 2 som utgjør et hovedhus 3, et sekundært hus 4 og en tilgjengelig delstruktur 5. Den tilgjengelige delstruktur 5 er anordnet koaksialt under hovedhuset 3 og bærer hovedhuset 3 samt det sekundære hus 4 tilkoplet dertil.

Dekselet 6 av delstrukturen 5 er buet nedover og danner samtidig bunnen av et plenum 7. En brenner 9 er ført gjennom en sentral åpning 8 i bunnen 6 av plenum 7. Komponentene som kreves for å bruke brenneren 9 er ikke vist separat på tegningene, især de elektriske tilkoplingsledninger og kraftforsyningsledninger samt brennstoffledninger er i delstrukturen 5 og kan lett nås derfra.

Den øvre flate av plenum 7 er formet av en plan skilleplate 10 som samtidig tjener som en bunn for det sylindriske forbrenningskammer 11. Forbrenningskammeret er avgrenset i sideretningen av en sylindrisk vegg 12 og er åpen mot toppen. Den øvre ende av brenneren 9 er satt inn gjennom en aksial åpning 43 i skilleplaten 10 i forbrenningskammeret 11, slik at flammen fra brenneren 9 brenner innenfor forbrenningskammeret 11.

Forbrenningskammeret 11 er koaksialt omsluttet av en avbøyningsinnsats 13 som har form av en kopp som er åpen mot bunnen. Den sylindriske vegg 14 av bøyningsinnsatsen 13 avsluttes under i en avstand fra skilleplaten 10. Mellom den sylindriske vegg 12, forbrenningskammeret 11 og den sylindriske vegg 15 av hovedhuset 3, er det på denne måte to ringformede rom, nemlig et innvendig ringformet rom 16 og et utvendig, ringformet rom 17 som er forbundet til hverandre i bunnen av et ringformet mellomrom 18. I den øvre ende og nedre ende av det utvendige, ringformede rom 17 er det anordnet henholdsvis en ringformet kanal 19 og/eller 20 ved en radial utvidelse av den sylindriske vegg 5 av hovedhuset 3.

Det utvendige, ringformede rom 17 er atskilt fra et øvre plenum 22 øverst, av en andre, plan skilleplate 21. I den viste utførelse blir den øvre skilleplate 21 beveget over avbøyningsinnsatsen 13, men kan også være festet som en ringformet plate til bunnen av avbøyningsinnsatsen 13.

Det nedre plenum 7 er forbundet til det øvre plenum 22 ved hjelp av flere varmevekslerrør 23 anbrakt aksialt parallelt på en tenkt sylindrisk, perifer flate som trenger gjennom det utvendige, ringformede rom 17 og danner en primær varmeveksler 50a. Varmevekslerrørene 23 er tilveiebrakt over den største del av deres aksiale forlengelse med flere overflatestrukturer 24 som, på en måte som ikke er viktig her, gjør at det effektive overflateareal av varmevekslerrørene 23 blir større.

Det indre av det sekundære hus 4 er avgrenset av en sylindrisk vegg 25, en nedre, plan skilleplate 26 og en øvre, plan skilleplate 27. Denne omfatter et nedre innløpsrør 28 som strekker seg koaksialt til den sylindriske vegg 25 for avgassluften som skal renses samt et respektivt, radialt ført utløpsrør 29 og/eller 30 for renseluft på det øvre endeområdet og nedre endeområdet.

Det indre av det sekundære hus 4 gjennomtrenges av flere varmevekslerrør 31 som sammen danner en forvarmeveksler 50b og forbinder innløpsrøret 28 til det øvre plenum 22. Dette strekker seg fra hovedhuset 3 til over det sekundære hus 4. Varmevekslerrørene 31 av forvarmeveksleren 50b er forsynt med fordypninger 32 på samme måte som varmevekslerrørene 23 for den primære varmeveksler 50b inne i hovedhuset 3.

De ringformede kanaler 19, 20 av hovedhuset 3 er henholdsvis forbundet til nedre og/eller øvre ende av det indre av det sekundære hus 4 av tilkoplingsledningen 33 og/eller 34. De to tilkoplingsledninger 33, 34 kommuniserer i sin tur med ytterligere en tilkoplingsledning 35 som strekker seg vesentlig aksialt parallelt.

I den nedre tilkoplingsledning 33 mellom hovedhuset 3 og det sekundære hus 4, er det anbrakt en første klaff 36 i den seksjon som er anbrakt mellom utløpspunktet for tilkoplingsledningen 35 og det sekundære hus 4. Gjennomstrømningen av tilkoplingsledningen 35 kan reguleres av en andre klaff 37, idet en tredje klaff 38 endelig er anbrakt i den øvre tilkoplingsledning 34 og mellom den øvre, ringformede kanal 20 av hovedhuset 3 og utløpspunktet for tilkoplingsledningen 35. Ytterligere klaffer 39, 40 er henholdsvis anbrakt i de to utløpsrør 29, 30 for ren luft. Alle klaffene 36-40 kan beveges av en motor eller manuelt til enhver posisjon mellom en helt lukket posisjon og en helt åpen posisjon.

Ovennevnte termiske etterforbrenningsinnretning 1 fungerer som følger: Under normal drift inntar de forskjellige klaffer 36-40 posisjonene som vist på fig. 1. Dette innebærer at klaffen 38 i den øvre tilkoplingsledning 34 mellom den øvre, ringformede kanal 20 av hovedhuset 3 og det øvre endeområdet av det sekundære hus 4 er helt åpent slik som klaffen 39 i det nedre utløpsrør 29 av det sekundære hus 4 for ren gass. Alle andre klaffer 36, 37 og 40 er lukket.

I disse klaffposisjonene vil følgende strømningsmønstre oppstå:

Avgassluften som skal renses blir levert via innløpsrøret 28 og strømmer oppover gjennom forvarmeveksleren 50b formet av varmevekslerrørene 31 og når således det øvre plenum 22, strømmer derfra nedover ut gjennom den primære varmeveksler 50a formet av varmevekslerrørene 23 i hovedhuset 3 til det nedre plenum 7. Derfra blir avgassluft blåst inn i forbrenningskammeret 11 via den aksiale åpning i den nedre skilleplate 10, idet forurensningene som bæres, begynner å oksidere ved dette punkt av temperaturen som genereres av brenneren 9.

Varmluften strømmer over den øvre kant av den sylindriske vegg 12 av forbrenningskammeret 11 inn i det indre ringformede rom 16 og ned innenfor det ringformede rom og gjennom mellomrommet 18. Ved dette tidspunkt fullføres senest oksideringen av forurensningene. Derfra blir varmluften som nå er ren luft, ført til det utvendige, ringformede rom 17 og strømmer rundt varmevekslerrørene 23 av den primære varmeveksler 50a som befinner seg ved dette punkt på sin bane oppover til den øvre, ringformede kanal 20. Fra den øvre, ringformede kanal 20 vil den varme, rene luft strømme forbi den åpne klaff 38 gjennom den øvre tilkoplingsledning 34 inn i den øvre ende av det innvendige av det sekundære hus 4 og derfra forbi ytterflaten av varmevekslerrørene 31 til det nedre utløpsrør 29 hvor den forlater den termiske etterforbrenningsinnretning 1 når klaffen 39 er åpen, for ytterligere bruk og deponering.

Med den viste gjennomstrømning av luft gjennom den termiske etterforbrenningsinnretning 1, finner det sted en varmevekslingsprosess to ganger mellom avgassluften som først blir levert kaldt og den varme, rene luft, idet avgassluften først blir varmet i forvarmeveksleren 50b som formes av varmevekslerrørene 31 av den varme, rene luft som strømmer i reversstrømmen. Avgassluften blir ytterligere varmet i den primære varmeveksler 50a formet av varmevekslerrørene 23 i hovedhuset 3, slik at de forbrenningsbare forurensninger deri allerede kommer nær deres antennelsestemperatur når de når det nedre plenum 7. Forbrenningen av disse forurensningene blir så hjulpet av flammen som genereres av brenneren i forbrenningskammeret 11.

Under denne normale bruk av den termiske etterforbrenningsinnretning 1 vil relativt kald avgass føres inn i de relativt kalde varmevekslerrør 31 via innløpsrøret 28, idet temperaturen av varmevekslerrørene stiger fra bunnen til toppen. Avhengig av forurensningene som bæres av avgassluften, vil forurensningene kunne sette seg på innerveggene av varmevekslerrørene 31 og blokkere passeringen gjennom varmevekslerrørene 31 hvis det ikke var satt i gang mottiltak. For å oppnå dette er det mulig å bruke den beskrevne termiske etterforbrenningsanordning 1 i to forskjellige rensemoduser.

Den første av disse rensemodusene er vist på fig. 2. Den skiller seg fra den normale driftsmodus vist på fig. 1 bare ved posisjonen av forskjellige klaffer: Klaffen 38 som er forbundet til det sekundære hus 4 i det øvre området av hovedhuset 3 som nå er lukket, og likeledes det nedre utløpsrør 39 som er blokkert av en tilsvarende posisjon av klaffen 39. I stedet for dette blir forbindelsen mellom hovedhuset 3 og det sekundære hus 4 åpnet via den nedre tilkoplingsledning 33 ved å åpne klaffen 36, idet klaffen 37 som befinner seg i tilkoplingsledningen 35 fortsetter å forbli lukket.

Strømmen av avgassluft som skal renses gjennom varmevekslerrørene 31 av forvarmeveksleren 50b i det sekundære hus 4 gjennom det øvre plenum 22 og gjennom varmevekslerrørene 23 av den primære varmeveksler 50a i hovedhuset 3 inn i det nedre plenum 7 samt derfra inn i forbrenningskammeret 11 og forbrenningen av forurensningene der, forblir uendret. På grunn av lukningen av klaffen 38 i den øvre tilkoplingsledning 34 blir imidlertid de varme forbrenningsgasser, dvs. de rene gasser som produseres, ikke i stand til å strømme oppover forbi de utvendige, perifere flater av varmevekslerrørene 23 av primærvarmeveksleren 50a, men blir ført ved en relativt høy temperatur på omtrent 700 °C via den nedre tilkoplingsledning 33 inn i det nedre området av det indre av det sekundære hus 4. De vil nå strømme i det indre av det sekundære hus 4 forbi de perifere flater av varmevekslerrørene 31 som befinner seg der og oppover til det øvre utløpsrør 30 som de forlater via den åpne klaff 40.

På grunn av den høye temperatur som disse rene gassene har når de blir ført til det sekundære hus 4, vil avleiringene på de indre perifere flater av varmevekslerrørene 31 kunne fjernes, eventuelt oksideres og skilles ut av luften som strømmer derigjennom. Tilsetninger, f.eks. katalysatorer som blir innført i avgassluften kan bidra til dette.

Under denne første rensemodus, behøver bruken av den termiske etterforbrenningsinnretning 1 følgelig ikke å bli avbrutt. Avgassluften blir renset som før, men etterlater den termiske etterforbrenningsinnretning 1 med en litt høyere temperatur, slik at den termiske effektivitet under den første rensemodus følgelig blir litt redusert. Dette kan imidlertid tolereres fordi tiden som er nødvendig for bruk i rensemodus er relativt kort. Rensemodusen kan avbrytes så snart varmevekslerrørene 31 har nådd den nødvendige temperatur fra bunnen til toppen over hele den aksiale lengde, og forurensningene har blitt fjernet.

For å kunne forkorte denne tiden kan den termiske etterforbrenningsinnretning 1 brukes i en andre rensemodus hvor klaffene blir anbrakt på måten vist på fig. 3.

Klaffene 38 i den øvre tilkoplingsledning 34 holder seg lukket mellom hovedhuset 3 og det sekundære hus 4. Nå blir det øvre utløpsrør 30 av det sekundære hus 4 blokkert ved tilsvarende lukning av klaffen 40 mens det nedre utløpsrør 29 blir åpnet ved å åpne klaffen 39. Klaffen 36 i den nedre tilkoplingsledning 33 blir flyttet til den lukkede posisjon hvor i stedet klaffen 37 blir åpnet i tilkoplingsledningen 35.

Den eneste forskjell mellom den andre rensemodus vist på fig. 3 i forhold til den første rensemodus vist på fig. 2, er at den varme, rene luft i det første tilfellet blir innført i det øvre området av det indre av det sekundære hus 4 og strømmer derfra i motsatt retning i forhold til avgassluften som strømmer gjennom varmevekslerrørene 31. På denne måte kan de øvre områder av varmevekslerrørene 31 bli svært effektivt varmet. De to rensemodusene på fig. 2 og 3 kan alternativt brukes periodisk, slik at fortrinnsvis de nedre områder og deretter fortrinnsvis de øvre områder av varmevekslerrørene vekslende blir frigjort fra avleiringer.

Konstruksjonen av den andre utførelse vist på fig. 4 og 5 av den termiske etterforbrenningsinnretning sammenfaller vesentlig med utførelsen som beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 1-3. Tilsvarende deler har derfor fått samme nummer pluss 100.

Konstruksjonen av hovedhuset 103, delstrukturen 105 av det øvre Iuftplenum 122 og tilkoplingsledningene 133, 134, 135 sammen med komponentene deri, sammenfaller helt med forholdene vist på fig. 1-3. Forskjeller mellom de to utførelser er bare i konstruksjonen av det sekundære hus 104. Dette har, som vist på fig. 4 og 5, bare et enkelt, nedre utløp 129 for ren gass hvor imidlertid ingen regulerbar klaff behøver å anordnes. Ved den aksiale høyde ved hvilken den nedre tilkoplingsledning 133 og den øvre tilkoplingsledning 134 tømmes til det indre av det sekundære hus 104, strekker ringformede kanaler 141, 142 seg, formet av tilsvarende radiale ekspansjoner av det sekundære hus 104.

Virkemåten av den termiske etterforbrenningsinnretning 101 på fig. 4 og 5 under normal drift, sammenfaller helt med den normale drift av den første utførelse (se fig. 1), slik at det bare vil henvises til ovennevnte utførelser.

For å fjerne forurensninger som har blitt avleiret på de innvendige, perifere flater av varmevekslerrørene 131 i forvarmeveksleren 150b, blir klaffene 136, 137, 138 anbrakt som beskrevet nedenfor.

For forklaringens skyld forutsettes det først at klaffen 138 i den øvre tilkoplingsledning 134 samt klaffen 137 i tilkoplingsledningen 135 er helt lukket, mens klaffen 136 i den nedre tilkoplingsledning 133 er anbrakt i helt åpen posisjon. Denne klaffposisjon er ikke vist i den andre utførelse, idet den sammenfaller helt med posisjonen av klaffene 36, 37, 38 på fig. 2. I dette tilfellet strømmer den varme forbrenningsluft (ren luft) over den nedre tilkoplingsledning 134 inn i det nedre området av det indre av det sekundære hus 104 og ved dette punkt langs det nedre området av de andre varmevekslerrørene 131 nedover mot utløpsrøret 129.

Det vil fremgå at både den primære varmeveksler 150a som er formet av varmevekslerrørene 123 og hoveddelen av forvarmeveksleren 150b som er formet av varmevekslerrørene 131 følgelig da blir omført av den rene luft. Den rene luft blir ført fra den termiske etterforbrenningsinnretning 101 via utløpsrøret 129, dvs. ved en relativt høy temperatur, idet den termiske etterforbrenningsinnretning 101 virker kort ved en svekket termisk effektivitet. I denne klaffposisjon, vil vesentlig bare områdene av varmevekslerrørene 131 som befinner seg nedenfor den nedre, ringformede kanal 141, bli renset. Det vil imidlertid være tilstrekkelig i mange tilfeller ettersom de rådende temperaturforhold der innebærer den største risiko for å avsette forurensninger på dette punkt.

Den termiske etterforbrenningsinnretning 101 på fig. 4 og 5 kan også brukes i en blandet drift mellom normal- og rensemodus som vist på fig. 5. I denne blandede drift er klaffene 136, 137, 138 i en mellomposisjon mellom helt åpen og helt lukket. Den selvrensende effekt kan innstilles i samsvar med graden av åpning av de enkelte klaffer: jo mer fast klaffen 138 i den øvre tilkoplingsledning 134 er lukket, jo mer varm, ren gass vil bli omført den primære varmeveksler 150a formet av varmevekslerrørene 123 og følgelig bli brukt for renseformål.

Ved posisjonen av klaffene 136 og 137 kan det avgjøres hvilke deler av den varme, rene luft som avledes for renseformål henholdsvis blir levert til det øvre området av det indre av det sekundære hus 104 og det nedre området av det indre av det sekundære hus 104. Jo mer varm, ren gass blir tilført det øvre området, jo raskere blir temperaturen nådd i det øvre området på varmevekslerrørene 131 som kreves der for å fjerne forurensningen fra de innvendige, perifere flater av varmevekslerrørene 131. Jo mer varme gasser som blir tilført det øvre området av det indre av det sekundære hus 104, jo større vil effektiviteten av forvarmeveksleren 150b formet av varmevekslerrørene 131 bli.

Om nødvendig kan posisjonen av de forskjellige klaffer 136, 137, 138 også kontinuerlig endres under bruken av den termiske etterforbrenningsinnretning 101, etter behov. En avbrytelse av driften av den termiske etterforbrenningsinnretning 101 for å rense forvarmeveksleren 150b vil bare være nødvendig så sjelden som i utførelsen på fig. 1-3, idet tapet av den termiske effektivitet som er uunngåelig under renseoperasjonen, lett kan tolereres.

I utførelsene beskrevet ovenfor under henvisning til fig. 1-5, blir effektiviteten av den termiske etterforbrenningsinnretning redusert under rensemodus som allerede nevnt. Således er det ønskelig å holde installasjonen i rensemodus for et så kort tidsrom som mulig. Hvis en reduksjon av den termiske effektivitet ikke kan tolereres eller det er ønskelig å holde den så lav som mulig, blir dette mulig med utførelsen av den termiske etterforbrenningsinnretning som er vist på fig. 6 og 7. Denne utførelse tilsvarer vesentlig de som er vist på fig. 1 og 2, slik at det bare henvises til beskrivelsen av disse figurene og deretter vesentlig til forskjellene mellom utførelsen på fig. 1 og utførelsen på fig. 6 og 7. Tilsvarende deler av utførelsen på fig. 6 og 7 har fått samme referansenummer som på fig. 1 og 2, pluss 200.

Uforandret i forhold til utførelsen på fig. 1 og 2 er på fig. 6 og 7 hovedhuset 203 som bæres av en delstruktur 205, det nedre plenum 207, brenneren 209 som genererer en flamme i et sylindrisk forbrenningskammer 211, avbøyningsinnsatsen 213, det øvre plenum 222 og varmevekslerrørene 223 som kopler det nedre plenum 207 til det øvre plenum 222 som danner den primære varmeveksler 250a. I utførelsen på fig. 6 og 7 blir imidlertid bare en forvarmeveksler 250b tilknyttet den primære varmeveksler 250a, men to forvarmevekslere 250b, 250b' er tilveiebrakt som i prinsipp er anbrakt parallelt med hverandre, og som beskrevet nedenfor kan brukes alternativt i forskjellige driftsmoduser. De to forvarmevekslerne 250b og 250b' har en vesentlig identisk konstruksjon. For å skille mellom referansenumrene er de som er forsynt med a<1> slike som tilhører den andre forvarmeveksler 250b<1>.

Som i utførelsen på fig. 1 og 2 er hovedhuset 203 i utførelsen på fig. 6 og 7 forbundet til det nedre, indre området av det sekundære hus 204 av en nedre tilkoplingsledning 233 i hvilken en klaff 236 er anbrakt. Fra den nedre tilkoplingsledning 233 er ytterligere en tilkoplingsledning 233' forgrenet og ført til det andre, sekundære hus 204' av den andre forvarmeveksler 250b'. Innløpet av tilkoplingsledningen 233' til det andre, sekundære hus 204' reguleres av en klaff 236'.

Hovedhuset 203 er i sin tur tilkoplet av en øvre tilkoplingsledning 234 til det øvre, indre området av det første, sekundære hus 204 som nå imidlertid strekker seg videre så langt som det øvre, indre området av det andre, sekundære hus 204'. Utenom utførelsen på fig. 1 og 2 er det imidlertid på fig. 6 og 7 ingen klaff i den øvre tilkoplingsledning 234.

Det indre av de to sekundære hus 204 og 204' blir henholdsvis penetrert av flere aksialt parallelle varmevekslerrør 231, 231' som strekker seg fra et innløpsrør 228, 228' av den respektive forvarmeveksler 250b, 250b' så langt som det øvre plenum 222, som i utførelsen på fig. 6 og 7 blir ført over det første, sekundære hus 204 så langt som det andre, sekundære hus 204'. De to innløpsrør 228, 228' inneholder henholdsvis en motorisert klaff 282, 282' og er forbundet til hovedinnløpsrøret 280 via hvilket avgassluften som skal renses av den termiske etterforbrenningsinnretning 201, blir tilført.

De to sekundære hus 204, 204' har et respektiv utløp 229, 229' for ren luft i hvilke en motorisert klaff 239, 239' er anbrakt. De to utløpene 229, 229' av de to sekundære hus 204, 204' er koplet til hovedutløpsrøret 281 via hvilket den rene luft blir fjernet.

For beskrivelsen av driftsmodusen for den tredje utførelse av den termiske etterforbrenningsinnretning 201, henvises det først til fig. 6. Denne viser posisjonen av de forskjellige klaffer i en driftsmodus, hvor den andre forvarmeveksler 250b' virker i normal modus og den første forvarmeveksler 250b er stillestående. For å oppnå dette blir alle klaffene 236, 239 og 282 tilknyttet den første forvarmeveksler 250b lukket. Klaffen 236' som fører til den nedre ende av det indre av det andre, sekundære hus 204' blir også lukket mens klaffene 282' og 239' er åpne.

I disse klaffposisj onene strømmer avgassrør som skal renses via innløpsrøret 228' inn i varmevekslerrørene 231' av den andre forvarmeveksler 250b', via det øvre plenum 222 gjennom varmevekslerrørene 223 av den primære varmeveksler 250a, gjennom det nedre plenum 207 inn i forbrenningskammeret 211 hvor forbrenningen av forurensingene blir satt i gang via de ringformede rom 216, 217 langs ytterflaten av varmevekslerrørene 223, og deretter via den øvre tilkoplingsledning 234 til det indre av det andre, sekundære hus 204'. Derfra strømmer den rene gass forbi ytterflaten av varmevekslerrørene 231' av den andre forvarmeveksler 250b' via den åpne klaff 239' til hovedutløpsrøret 281.

Hvis, i stedet for den andre forvarmeveksler 250b', den første forvarmeveksler 250b skal brukes i normal modus, blir klaffposisjonene av de to forvarmevekslerne 250b og 250b' således reversert på en lignende måte. I prinsippet er det også mulig å bruke begge forvarmevekslerne 250b og 250b' med en tilsvarende klaffposisjon, samtidig i normal modus.

Følgelig forutsettes det at den første forvarmeveksler 250b har vært i drift i en tid og skal renses. Med en uendret posisjon av klaffene 236', 239', 282' tilknyttet den andre forvarmeveksler 250b', blir posisjonene av klaffene 236, 239 og 282 tilknyttet den første forvarmerveksler 250b endret i en slik utstrekning som vist på fig. 7.

Klaffen 282 anbrakt i innløpsrøret 228 av den første forvarmeveksler 250b er litt åpen som også klaffen 236 for å bestemme tilførsel av ren luft fra hovedhuset 203. Dette har følgende konsekvenser for gasstrømmene: Hele avgassluften blir ikke lenger tilført den andre forvarmeveksler 250b', men en viss del av avgassluften vil også nå forvarmeveksleren 250b avhengig av hvor mye klaffen 282 er åpnet. Delen av avgassluften som avbøyes til forvarmeveksleren 250b bør holdes så liten som mulig for å holde den totale effektivitet av den termiske etterforbrenningsinnretning 201 så høy som mulig. De nedre baner for den del av avgassluften som strømmer gjennom den andre forvarmeveksler 250b', vil holdes uendret, og strømforholdene blir endret i den første forvarmeveksler 250b som følger: Ved hjelp av den delvis åpne klaff 236, vil en tilsvarende mengde av ren luft føres til den nedre ende av det indre av det første, sekundære hus 204 med en temperatur på omtrent 700 °C. Den rene luft strømmer forbi ytterflatene av varmevekslerrørene 231 av den første forvarmeveksler 250b og varmer opp varmevekslerrørene. Avgassluft strømmer samtidig gjennom innerrøret av varmevekslerrørene 231 og passerer gjennom klaffen 282 i innløpsrøret 228. Disse strømningsmønstrene kan opprettholdes i lang tid ettersom den andre forvarmeveksler 250b' fortsetter å virke i normal modus. En liten mengde varm, ren luft som strømmer inn i det første, sekundære hus 204 via klaffen 236 kan over tid varme veggene av varmevekslerrørene 231 i den første varmeveksler og følgelig til en slik høy temperatur, f.eks. omtrent 700 °C, slik at forbrenning av forurensningene som er avleiret på de innvendige, perifere flater av varmevekslerrørene 231, blir mulig. Så mye avgassluft blir ført gjennom innerrøret av varmevekslerrørene 231, at mengden av oksygen som er nødvendig for forbrenning av avleiringene, blir tilgjengelig.

Avgassluften som strømmer gjennom varmevekslerrørene 231 av den første forvarmeveksler 250b og som bærer de forbrente avleiringer, blir blandet med avgassluft i det øvre plenum 222 som kommer fra den andre forvarmeveksler 250b' og blir deretter tilført derved for forbrenning i forbrenningskammeret 211.

Den tredje utførelse av den termiske etterforbrenningsinnretning 201 gjør det mulig med en særlig variabel bruksmåte, avhengig av i hvilken utstrekning klaffene 236, 236', 239, 239' og 282, 282' som bestemmer gasstrømmen gjennom de to forvarmevekslerne 250b, 250b', blir åpnet. Således gjelder følgende prinsipper: Jo større mengder luft som tilføres via forvarmevekslerne 250b, 250b' som er henholdsvis i rensemodus, jo kortere kan varigheten av rensemodus opprettholdes. Den totale effektivitet av den termiske etterforbrenningsinnretning 201 er imidlertid lav på dette tidspunkt. Jo mindre luft som blir tilført gjennom forvarmeveksleren 250b, 250b' som er i rensemodus, jo lengre vil rensemodus vare, men den totale effektivitet av den termiske etterforbrenningsinnretning vil bare imidlertid bli litt svekket. Generelt vil det være tilstrekkelig tid tilgjengelig til i prinsippet å kunne tilføre så lite luft som mulig til forvarmeveksleren 250b, 250b' i rensemodus.

Hvis funksjonene av forvarmeveksleren 250b, 250b' som er i rensemodus og forvarmeveksleren i normal modus skal utveksles, vil dette oppstå via en kort mellomtilstand hvor de to forvarmevekslerne 250b, 250b' brukes i normal modus.

Claims (12)

1. Termisk etterforbrenningsinnretning omfattende: a) et hus som har et innløp for avgassluft som skal renses og et utløp for ren luft; b) et forbrenningskammer anordnet i huset; c) en varmeinnretning som genererer reaksjonstemperaturen i forbrenningskammeret; d) en varmeveksler via hvilken avgassluften som kommer fra innløpet blir ført på veien til forbrenningskammeret og den rene luft som kommer fra forbrenningskammeret blir ført på veien til utløpet; karakterisert ved at e) en innretning (33-38; 133-138; 233, 233', 236, 236') som er tilveiebrakt i en rensemodus, selektivt kan tilføres minst en del av den rene luft forbi en seksjon (50a; 150a; 250a) av varmeveksleren (50a, 50b; 150a; 150b; 250a, 250b, 250b') anbrakt nærmere forbrenningskammeret (11; 111; 211) til en seksjon (50b; 150b; 250b, 250b') av varmeveksleren (50a, 50b; 150a, 150b, 250a, 250b, 250b<1>) fjernere fra forbrenningskammeret (11; 111; 211).

2. Termisk etterforbrenningsinnretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den rene luft kan strømme gjennom seksjonen (50b; 150b; 250b; 250') av varmeveksleren (50a, 50b; 150a, 150b; 250a, 250b, 250') anbrakt fjernere fra forbrenningskammeret (11; 111; 211) i motsatt retning i forhold til avgassluften.

3. Termisk etterforbrenningsinnretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den rene luft kan strømme gjennom seksjonen (50b; 250b, 250b') av varmeveksleren (50a, 50b; 250a, 250b, 250b') anbrakt fjernere fra forbrenningskammeret (11; 111) i samme retning som avgassluften.

4. Termisk etterforbrenningsinnretning ifølge krav 1, karakterisert ved at ren luft kan strømme gjennom seksjonen (50b) av varmeveksleren (50a, 50b) anbrakt fjernere fra forbrenningskammeret (11) selektivt i den motsatte retning eller i samme retning som avgassluften, og ved at huset (2, 3, 4) omfatter to selektivt åpningsbare utløp (29, 30) for ren luft som respektivt kommuniserer med en ende av seksjonen (50b) av varmeveksleren (50a, 50b) som befinner seg fjernere fra forbrenningskammeret (11).

5. Termisk etterforbrenningsinnretning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at a) seksjonen (50a; 150a; 250a) av varmeveksleren (50a, 50b; 150a, 150b; 250a, 250b, 250b') anbrakt nærmere forbrenningskammeret (11; 111; 211) omfatter flere varmevekslerrør (23; 123; 223) som omslutter forbrenningskammeret (11;

111; 211); b) seksjonen (50b; 150b; 250b, 250b') av varmeveksleren (50a, 50b; 150a, 150b; 250a, 250b, 250b') i større avstand fra forbrenningskammeret (11; 111; 211) blir spatialt separert fra seksjonen (50a; 150a; 250a) anbrakt nærmere forbrenningskammeret (11; 111; 211) og omfatter en bunt av varmevekslerrør (31; 131; 231, 231'); c) de to motstående ender av seksjonene (50a, 50b; 150a, 150b; 250a, 250b, 250b<1>) av varmevekslerne blir henholdsvis forbundet av en tilkoplingsledning (33, 34; 133, 134; 233, 234), d) gjennomstrømningen av ren luft gjennom minst en delkoplingsledning (33, 34;

133,134; 233, 234) kan reguleres av en klaff (36, 38; 136, 138; 236).

6. Termisk etterforbrenningsinnretning ifølge krav 5, karakterisert ved at tilkoplingsledningene (33, 34; 133, 134) er forbundet til hverandre av ytterligere en tilkoplingsledning (35; 135) hvor en klaff (37; 137) er anbrakt.

7. Termisk etterforbrenningsinnretning ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at minst to ytterligere seksjoner (250b, 250b') av varmeveksleren (250a, 250b, 250b') er tilveiebrakt i fjernere avstand fra forbrenningskammeret (211), og er anordnet vesentlig parallelt, idet graden som avgassluften og den rene luft kan leveres til seksjonene (250b, 250b') fjernere fra forbrenningskammeret (211) kan individuelt innstilles for hver ytterligere seksjon (250b, 250b') anbrakt fjernere fra forbrenningskammeret (211).

8. Fremgangsmåte for drift av en termisk etterforbrenningsinnretning omfattende: a) et hus som har et innløp for avgassluft for rensning og et utløp for ren luft; b) et forbrenningskammer anordnet i huset; c) en varmeinnretning som genererer reaksjonstemperaturen i forbrenningskammeret; d) en varmeveksler via hvilken avgassluften som kommer fra innløpet blir ført på veien til forbrenningskammeret og den rene luft som kommer fra forbrenningskammeret blir ført på veien til utløpet; karakterisert ved at e) for rensning av varmeveksleren (50a, 50b; 150a, 150b; 250a, 250b, 250b') kan periodevis minst en del av den varme rene luft som kommer fra forbrenningskammeret (11; 111; 211) tilføres forbi en seksjon (50a; 150a; 250a) av varmeveksleren (50a, 50b; 150a, 150b; 250a, 250b, 250b') anbrakt nærmere forbrenningskammeret (11; 111; 211) til en seksjon (50b; 150b; 250b, 250b') av varmeveksleren (50a, 50b; 150a, 150b; 250a, 250b, 250b') i større avstand fra forbrenningskammeret (11; 111; 211).

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at den rene luft, under rensning, strømmer gjennom seksjonen (50b; 150b) av varmeveksleren (50a, 50b; 150a, 150b) fjernere fra forbrenningskammeret (11; 111) i motsatt retning i forhold til avgassluften.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at, under rensning, den varme luft strømmer gjennom seksjonen (50b; 250b, 250b') av varmeveksleren (50a, 50b; 250a, 250b, 250b') fjernere fra forbrenningskammeret (11; 211) i samme retning som avgassluften.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at, under rensning, den varme luft strømmer gjennom seksjonen (50b) av varmeveksleren (50a, 50b) fjernere fra forbrenningskammeret (11; 111), vekslende i motsatt retning og i samme retning som avgassluften.

12. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 8-11, karakterisert ved at, for rensning, en tilsetning, især en katalysator, blir tilsatt varmeveksleren (50a, 50b; 150a, 150b; 250a, 250b, 250b').