DE3406989A1

DE3406989A1 - Waermerueckgewinnungs- und entschwefelungsanlage

Info

Publication number: DE3406989A1
Application number: DE19843406989
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: ALLERMANN MARTIN
Current assignee: ALLERMANN MARTIN
Priority date: 1984-02-27
Filing date: 1984-02-27
Publication date: 1985-09-12
Also published as: DE3406989C2

Description

Beschreibung
Titel: Wärmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage Die Erfindung betrifft eine Wärmerückgewinnung kombiniert mit einer sogenannten Abgawäsche, die hinter Ö1- oder Gaskesseln geschaltet ist und mit sehr geringem Energieaufwand arbeitet.
Angaben zur Gattung: Die Wärmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage soll einerseits einen möglichst großen Wärmeentzug aus den Abgasen ermöglichen und andererseits die Entschwefelung (Abgaswäsche) der Abgase unter möglichst geringem Fremdenergieaufwand (el. Strom) erreichen. Wobei die Wärmerückgewinnung um das vielfache größer ist als der Fremdenergieaufwand (Fremdenergieaufwand für einen Lüftermotor).
Stand der Technik: Es sind bekannt Systeme zur Wärmerückgewinnung aus den Abgasen I. Offenlegungsschrift DE 3149 I83 Al und 2, Offenlegungsschrift DE 3106 7I6 Al.
Kritik des Standes der Technik: Dabei ist es allerdings nötig 1. einen sehr hohen technischen Aufwand zur Erfüllung dieser Aufgabe zu betreiben 2, ist der Premdenergieaufwand verhältnismäßihoch, wobei unter Berücksichtigung des Stromerzeugungs-Wirkungsgrades in den Kraftwerken die primär Energie einsparung sehr gering ist.
Aufgabe: Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine möglichst große Wärmerückgewinnung aus den Abgasen zu erreichen bei gleichzeitiger Entschwefelung (Abgaswäsche).
- Problemloser Betrieb an jedem Schornstein - Einfache Installation - Geringer Serviceaufwand - Umweltentlastung Preiswerte Anschaffunga Lö sung: Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die bereits zum Teil abgekühlten Abgase nach Verlassen des Wasser- Luftsystems (24) weiter stark .n dem Luft- Abgassystem (25) abgekühlt werden, wobei die kalte Außenluft genutzt wird um diese zusätzlich einer weiteren starken Abkühlung zu unterziehen.
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels: Bin Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung Bild 1 dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Bild I zeigt eine komplette Wärmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage Wie ersichtlich treten die Abgase vom Heizkessel über den Abgasanschlußstutzen (I) ein, wobei durch das Prallblech (2) eine gleichmäßige Verteilung der Abgase gerahrleistet wird.
Die Abgase durchströmen die abgasführenden Rohre (5), die vom kälteren Heizungsrücklaufwasser im Gegenstrom umspült werden, Der Heizungsrücklaufanschluß (9) und der Vorlaularschluß (3) sind so in das Heizungssystem integriert, daß sämtliches Heizungsrücklaufwasser bevor es in den Heizkesselrücklauf eintritt das Abgas-Wassersystem (24) durchströmen muß.
Die am Abgas-Wassersystem (24) auf ca. 50 C abgekühlten Abgase strömen weiterhin in des Abgas- Luftsystem (25), wo die Abgase weiterhin auf 0 C - 20 C abgekühlt erden, je nach Außentemperatur.
Die abgasführenden Rohre (5) sind vorzugsweise aus einem durchgehenden Rohr gefertigt. Wie ersichtlich tritt die kalte Außenluft über den Kaltluftstutzen (I2) und den Luftverteilungsring (11) durch die Lufteinlaßschlitze (21) in das Abgas- Luftsystem (25) ein und durchströmt im Gegenstrom zu den Abgasen das Abgas-Luftsystem (25),wobei die kalte Außenluft erwärmt wI;rd bei gleichzeitiger Abkühlung der Abgase0 Ein besserer Wärmeübergang wird erreicht durch die Luftleitbleche (I36 und (27), Die erwärmte Kaltluft tritt über die Luftauslaßschlitze (30) und den Luftverteilungsring (IO) mit relativ geringer Luftfeuchtigkeit aus.
Das durch die starke Abkühlung der Abgase in den abgasführenden Rohren (5) anfallende schwefelige Kondenzwasser wird über den Abgasanschlußstutzen (I6) und den Kondensatablauf-Trichter abgeführt.
Die abgekühlten gesSttigten (100 % rel. Luftfeuchtig keit) Abgase werden über das Abgasrohr (17) und der trockenen Warmluft aus dem Warmluftstutzen (26) in dem Abgas-T-Stück (18) vermischt, wobei das Abgas Luft-Gemisch mit relativ geringer Luftfeuchtigkeit durch das Luft-Abgas-Rohr (23) in den Schornstein gelangt.
Aus diesem Grunde ist ein problemloser Betrieb mit jeder Schornsteinart möglich.
Der Lüfter (19). der in dem Abgasrohr (23) angebracht ist erfüllt mehrere Funktionen: 1. die kalte'Außenluft wird angesaugt 2. der jeweilig erforderliche Zug am Kessel kann unter zu Hilfenahme der Zugregulierklappe (20) eingestellt werden 3. eine sichere Abfuhr des Luft-Abgas-Gemisches über das Luft-Abgasrohr (23) und den Schornstein ist gewährleistet.
Die auf der Zeichnung angegebene Service-AbdeckurLg(r2) ermöglicht den Zugang zum Abgas-Luftsystem (25).
Desgleichen ermöglicht die Service-Abdeckung (29) eine Sichtkontrolle Durch Entfernen des Luft-Abgas-Stutzens (1) und des Kondensatablauf-Trichters (I5) ist eine eventuelle erforderliche Komplett-Reinigung durchführbar Diese Anlage wurde aus mehreren Gründen in der dargestellten orm entwickelt: 1. wird der Abgasverlust von Kesselanlagen stark reduziert, unter anderem wird auch der obere Heizwert des Brennstoffes ausgenutzt 2. werden die Abgase einer sogenannten Abgaswäsche (Entschwefelung) unterzogen 3. wird durch die Temperaturanhebung der stark abgekühlten Abgase ein problemloser Betrieb mit jedem Schornstein gewährleistet 4. der Betrieb dieser Anlage findet mit sehr geringem Fremdenergieaufwand statt der der konstruktive Aufwand ist verhältnismäßig gering 6. der steuerungstechnische Aufwand ist sehr gering 7. Installatiorl verhältnismAßig einfach und platzsparend 8. Serviceaufwand gegenüber bekannten Systemen sehr gering 9. aus umwelt- und wirtschaftlichen Gründen (niedriger Preis) gut verwendbar 10. Störanfälligkeit gegenüber bekannten Systemen kaum zu erwarten 11. sicherer Betrieb gewährleistet durch Drehzahlüberwachung des Lüfters 12. primäre Bnergieeinsparung ist verhältnismäßig hoch Dieses Prinzip kann sowohl bei Klein-, Mittel- und Großanlagen angewandt werden.
Die WäHZerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage kann auch zukünftig einen integralen Bestandteil neuer Nes.sellagen bilden.
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß das Luft/Abgassystem nach diesem Funktionsprinzip auch ohne Abgas/Wassersystem zur Anwendung kommen kann, wobei dann nur ein verhlltnismäßig geringer Teil der an die durchströmende Luft abgegebene Weibmemenge in den Schornstein gegeben wird und der weitaus größte Anteil dieser Wärmemenge direkt als Warmluft genutzt werden kann.
Selbstverständlich kann es auch Anwendungsfälle geben, in denen nur die Entschwefelung (Abgaswäsche) zur Anwendung kommen kann, wobei dann die Wärmerückgewinnung in den Hintergrund tritt. Sämtliche in den Unterlagen beschriebenen Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit si.e einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
( 1) Abgasanschlußstutzen ( 2) Prallblech ( 3) Vorlauf ( 4) Wasserleitbleche ( 5) abgasführende Rohre ( 6) äußere Wärmetauscherwandung (Wasser) ( 7) Abschlußplatte ( 8) Abschlußplatte ( 9) Rücklauf (10) Luftverteilungsring (11) Luftverteilungsring (12) Kaltluftstutzen (13) Luftleitbleche (14) äußere Wärmetauscherwandung (Luft) (15) Kondensatablauf-Trichter (16) Abgasanschlußstutzen (17) Abgasrohr (18) Abgas-T-Stück (19) Lüfter (20) Zugregulierklappe (21) Lufteinlaßschlitze (22) Service-Abdeckung (23) Luft-Abgas-Rohr (24) Abgas-Wassersystem (25) Abgas-Luftsystem (26) WArmluftstutzen (27) Luftleitbleche (28) Isolierung (29) Service-Abdeckung Abgas Luft Luft-Abgas-Gemisch Kondensat (schwefelhaltig) Wasser - Leerseite -

Claims

Wärmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage Patentansprüche Oberbegriff: I) Wärmerückgewinnungs - und Entschwefolungsanlage diß einem Öl- oder Gaskessel nachgeschaltet ist, wobei besonders bei Ölkesseln die Entschwefelung mit in den Vordergrund tritt.

Die Anlage besteht im wesentlichen aus einem speziellem Abgas- Wasser- Luftwärmetauscher, der im Gegenstrom betrieben wird, um eine möglichst starke abkühlung der Abgase und der damit verbundenen Entschwefelung mit pehr geringem Energieaufwand zu erreichen Nennzeichnender Teil: dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase zuerst durch der Abgas- Wasserteil (24) des Kompaktwärmetauschers und dann durch den Abgas- Luftteil (25) des Kompaktwärmetauschers geleitet werden. Die Wärmetauscherfläche der abgasführenden Rohre (5) kann beliebg vergrößert werden, entweder durch Erhöhung der Anzahl der abgasführenden Rohre (5) oder durch Verlängerung der atgasführenden Rohre (5) z.B. durch eine S-förmige Anordnung des Wärmerückgewinnungs- und Entschwefelungswärmetauschers 2) WärmerUckgewinnungs und Entschwefelungsanlage nc Anspruch IS dadurch gekennzeichnet, daß die abgasführenden Rohre (5) durchgehend durch beide Systeme (Abgas- Wassersystem(24), Abgas- Luftsystem(25) j angeordnet sind, wobei beide Systeme (Abgas- Wassersystem(24) und Abgas- Luftsystem(25) ) im Gegenstromverfahren betrieben werden und eine Kompakteinheit bilden.

3) WärmerUckgewinnungs- und Entschwefeiungsanlage nach Anspruch 1 - 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die abgasführenden Teile bei Ölfeuerung aus V2A oder V4A bestehen.

4) Wärmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage nach Anspruch 1 - 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Abgas- Wassersystem (24) permanent mit dem Heizungswasserrücklauf verbunden ist.

5) Wärmerückgewinnungs- und Entschwelelungsanlage. nach Anspruch I - 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kaltluftstutzen (I2) permanent mit der Außenluft verbunden ist.

6) Wärmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage nach Mispruch I - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Warmluftstutzen (26) und das Abgasrohr (17) über das Abgas-T-Stück (18) eine Sammelführung zum Luft-Abgasrohr (23) ergeben.

7) Wärmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage nach Anspruch I - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Luftverteilungsringe (11) und (10) exzentrisch angeordnet sind, um einen gleichmäßig verteilten Luftein- und -austritt in das Abgas- Luftsystem (25) zu gewahrleisten.

8) Wärmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage nach Anspruch 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftverteilungsring (11) mit dem Kaltluftstutzen (12) drehbar auf dem Abgas- Luftsystem (25) angebracht ist, damit dieser der Jeweiligen Lage des Zuluftkanals (Außenluft) angepaßt werden: kann.

9) Wä.rmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage nach Anspruch 1 - 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in dem Abgas- Luftsystem (25) Luftleitbleche (13) so angeodnet sind, daß eine optimale Abkühlung der Abgase in den abgasführenden Rohren (5) gewährleistet wirde 10) @ärmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage nach Anspruch I - 9, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abgas- Wassersystem (24) Wasserleitbleche (4) so (angeordnet sind, daß ein möglichst großer Wärmeentzug aus den Abgasen in den abgasführenden Rohren (5) gewährleistet wird.

II) Wärmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage nach Anspruch I - IO,dadurch gekennzeichnet, daß durch die Anordnung und Ausführung des Abgasanschlußstutzens (16) eine Sammelführung der abgekühlten Abgase und der aus den abgasführenden Rohren (5) austretenden schwefel haltigen Kondenswassers ergibt.

12) Wärmerückgewinnungs- und Entschwelungsanlagc-' nch Anspruch I - II, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bogen des Abgasrohres (17) unmittelbar unter dem Abgasanschlußstutzen (16), ein Kondensatablauftrichter (15) angeordnet ist und gleichzeitig so ausgeführt, daß bei Entfernen desselben eine Reinigungsöffnung entsteht, um den bei einer Reinigung nnfallenden Schmutz zu entfernen.

13) Wärmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage nach Anspruch I-I2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zugregulierklappe (20) in dem Abgasrohr (17) zwischen dem Abgas-T-Stück (I8) angebracht ist, um den erforderlichen Zug für den jeweiligen Kessel einrepolieren zu können.

14) Wärmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage nach Anspruch I - I2, dadurch gekennzeichnst, daß die Zusanimenführung der abgekühlten Abgase und der erwärmten Außenluft (die aus dem Warmluftstutzen t26) austritt)die Abgastemperatur in dem Schornstein leicht angehoben wird, wobei gleichzeitig die relative Luftfeuchtigkeit von 100 % der abgekühlten Abgase beispielsweise auf 70 % herabgesetzt wird.

15) Wärmerückgewinnungs- und Entschwe felungsanlage nach Anspruch I - I4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Reihenfolge durch.. die hintereinander geschalteten Systeme (Abgas-Wassersystem (24) und Abgas-Luftsystem (25) ) der Taupunkt der Abgase wesentlich weiter unterschritten wird dadurch, daß die Abgase nach Verlassen des Abgas-Wassersysteins (24) in dem Abgas-Luftsystem (25) zusätzlich tiefer abgekühlt werden, damit I. die sogenannte Abgaswäsche wesentlich Verstärkt wird durch zusätzlich starke Abkühlung der Abgase und 2, diese entzogene Wärme benutzt wird urrt die relative Luftfeuchtigkeit im Schor-nstein herabzusetzen.

16) Wärmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage nach Anspruch I - I5, dadurch gekennzeichnet, daß im Luft- Abgasrohr (23) ein Lüfter (I9) vorhanden ist, der einen einwandfreien Abzug des Luft-Abgas-Gemisches gewährleistet.

17) Wärmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage nach Anspruch I - 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abgasanschlußstutzen (I) ein Prallblech (2) derart angeordnet ist, daß eine optimale Abgasverteilung vor Eintritt in das Abgas-Wassersystem (24) stattfindet.

18) Wärmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage nach Anspruch 1 - 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in dem Abgas- Luftsystem (25) an den abgasführenden Rohren (5Luftleitbleche (27) angebracht sind um den Wärmeübergang der abgasführenden Rohre (5) an die durchströmende Kaltluft zu erhöhen.

I9) Wä'rmerückgewinnungs- und Ent schwefelungsanlage nach Anspruch I - I8,dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abgas-Luftsystem eine abnehmbare Service-Abdeckung (22) angebracht ist.

20) Wärmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage nach Anspruch 1 - 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen dem Abgas-Wassersystem (24) und dem Abgas-Luftsystem (25) eine Isolierung angebracht ist.

21) Wärmerückgewinnungs- und Entschwefekungsanlage nach Anspruch I- 20, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abgasanschlußstutzen (I) eine abnehmbare Serttice-Abdeckung für die Sichtkontolle angebracht ist.

22) Wärmerückgewinnungs- und Entschwefelungsanlage nach Anspruch 1 - 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasanschlußstutzen (1) für eine eventuelle Reinigung abnehmbar ist.