DE2036731A1

DE2036731A1 - Anlage zum Reinigen von Fluiden Mm Ptoctor & Schwartz. Inc , Philadel phia, Pa (VStA)

Info

Publication number: DE2036731A1
Application number: DE19702036731
Authority: DE
Inventors: William L Jenkintown McCoy LyIe E Nornstown Pa Kuechler (V St A )
Original assignee: Proctor and Schwartz Inc
Current assignee: Proctor and Schwartz Inc
Priority date: 1969-07-25
Filing date: 1970-07-24
Publication date: 1971-02-18
Also published as: US3634026A; FR2055464A5; BE753770A; JPS5339388B1; GB1271193A; NL7010720A; SE370785B

Description

HELMUT GÖRTZ

6 Frankfurt am Main 70

Schneckenhofstr. 27-Τ·Ι.61 7079 23. Juli 1970

Gz/Ra. Proctor & Schwartz, Inc., Philadelphia, Pa. / USA

Anlage sum Reinigen von Pliaiden

Die vorlieg-ende Erfindung betrifft das Gebiet von Anlagen zum Reinigen von Pluiden, insbesondere das Gebiet der Luftreinigung durch thermische Regenerierung durch Oxydation von Verunreinigungen in Abgasströmen industrieller Anlagen* Seit längerer Zeit sind in der einschlägigen Technik zusammengebaute Einheiten aus Verbrennungsofen und Wärmeaustauscher zur Anwendung auf thermische Regenerierung von Luftreinigung bekannt. Die amerikanischen Patentschriften Nr. 2 121 733 und 2 898 202 beispielsweise zeigen umkleidete Anlagen mit einem Paar von Abteilen, deren jedes einen stationären Wärmeaustauscher enthält, der einer periodischen Strömungsujnkehr zur Aufrechterhaltung der Bettemperatür ausgesetzt ist.

Hierbei wurden aber keine entsprechenden Vorkehrungen für eine wirksame Steigerung der Verbrennungskapazität, insbesondere für die heute so bedeutsame Verunreinigungskontrolle getroffen. Außerdem traten Probleme hinsichtlich der Wirksamkeit der Verbrennung auf, die nach ausgedehnten Untersuchungen der Anmel-.derin u.a. dahin bestimmt werden konnten, daß es an einem richtigen Strömungsverlauf fehlte, unkontrollierbarer Strömungswiderstand in den Wärmeaustauschbetten wegen der vom hereinkommenden Strom mitgeführten eingefangenen Festkörper bestand, sowie wegen des Hangels an Reinigung des Bettes von eingefangenem Gas zu den Zeiträumen der Strömungsumkehr. Demzufolge

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genügte die bekannte Technik nicht den Bedürfnissen der Industrie nach einer Anlage mit einer ohne Schwierigkeiten gesteigerten Kapazität wie auch einer verbesserten Wirksamkeit und Leistungsfähigkeit der Verbrennung oder Veraschung.

Allgemein betrifft die Erfindung eine Reinigungsanlage, die mit kontinuierlicher Strömung betrieben wird und ein Bett hat, das sich reinigen läßt, wobei der Bettstromwiderstand Steuer- bzw. regelbar ist, sowie das Verfahren zum Betreiben der Anlage.

Gekennzeichnet ist die Erfindung durch einen vereinigten Verbrennungsofen und Wärmeaustauscher einheitlicher und anpassungsfähiger Ausbildung, der im Verein mit weiteren Einheiten oder allein Verunreinigungen wirksam entfernen kann, die vom Abgasstrom einer Industrieanlage mitgeführt werden. Die Einheit weist eine kastenartige Umhüllung mit einer Reihe innerer Feuerkanäle auf, von denen jeder ein stationäres, Wärmeaustausch unterliegendes gepacktes Bett aus Materialpartikeln enthält und über eine gemeinsame Kammer mit den anderen Feuerungskanälen einer Einheit in Strömungsverbindung steht, wobei die Kammer einen oder mehrere Brenner zum Aufheizen der Betten und jede Einheit einen gemeinsamen Einlaßkanal und einen gemeinsamen Auslaßkanal mit in diesen vorgesehenen Strömungsreglern enthält, um einen vorbestimmten Eintritt und Austritt eines Strömungsflusses in die jeweiligen Feuerungskanäle hinein und aus diesen heraus zu gestatten, und wobei die Einheit mit Hilfe von zeitweiliger Isolierung ihrer jeweiligen Ströme eingefangene Festkörper in den aufgeheizten Betten verbrennen kann, und die Einheit außerdem einen selbstbegrenzenden Eintritt für die Umgebungsluft für jeden Feuerungskanal aufweist, damit ihr Bett gereinigt und

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die Wirksamkeit der Verbrennung oder Veraschung verbessert wird.

Bei bevorzugten Aunführungsformen nach der Erfindung ist eine anpassungsfähige Einheit aus Verbrennungsofen und Wärmeaustauscher vorgesehen, die in Verbindung mit weiteren Einheiten gesteigerten Forderungen für Reinheitskontrolle genügt. Die einzelne Einheit umschließt eine Mehrzahl innerer Feuerungekanäle, von denen jeder ein stationäres, Wärmeaustausch unterliegendes gepacktes Bett aus Materialpartikeln bei erhöhten Temperaturen aufweist, durch die Gase, die Verunreinigungen aus einem Abgasstrom"einer Industrieanlage tragen, hindurchgeleitet werden, wobei die Verunreinigungen entsprechend oxydiert werden. Einlaß- und Auslafcleitungen, die von einer Hehrzahl von Einheiten wegführen können, sind unterhalb der Betten angeordnet und stehen mit den Fenerungskanälen über mit zeltgesteuerten Betätigungeorganen ausgerüstete Strömungeregler in Verbindung, wobei die Feuerungskanäle miteinander intern über eine gemeinsame Kammer in Verbindung stehen, in der sich einer oder mehrere Brenner befinden, um die den Betten während des Betriebes im Strom zugeführte Wärme zu erneuern, und zwar durch das vorbeetimmte öffnen bestimmter Regler in den Einlaßund Auslaßleitungen; der Strom fließt an den Brennern vorbei und herunter durch ein Bett hindurch, das zuvor vom Aufwärtsstrom zur Kammer gekühlt war. Jeder einzelne Strömungekanal kann während des Betriebes mit Hilfe von Schiebern oder dergleichen abgesperrt werden, um in seinem Bett eingefangene Festkörper zu verbrennen, während die Strömung in der restlichen Anlage fortdauert. Außerdem ist jeder Feuerungskanal an seiner Einlaßseite mit einem Eintritt für Umgebungsluft ausgestattet, um eine gesteigerte Verbrennungs- oder Veraschungswirkeaokeit durch Reinigen des Kanalbetts von einge-

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BAD ORiGIMAL

fangenen Gasen zu gestatten.

Sonach ist ein Ziel der Torliegenden Erfindung die Schaffung einer thermiachen Regenerieranlage zum Reinigen von Fluiden mit verbesserter Leistungsfähigkeit und verbesserten Kapazitäten.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den beiliegenden Barsteilungen von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden Beschreibung.

Es zeigt:

Fig. 1 einen teilweise weggeschnittenen Grundriß einer Anlag® einheitlicher, anpassungsfähiger Ausbildung mit vier Einheiten,

Fig. 2 einen Aufriß, der Anlage nach der Fig«, 1₉ teilweise weggeschnitten« nach der Linie 2-2 eier Fig« 1 „

Fig. 3 eine Endansicht „ teilweise weggeschnitten; eier in Fig. 1 gezeigten Anlage^

Fig. 4 eine weitere Ausftifenangsform der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 5

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1A, 11, 10

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Material» feuerfest©!? if ©im

BAD ORIGINAL

mit ZutrittÖffnungen 2 zum Inneren zum Zwecke der Bedienung, Wartung und Reparatur. Jede der regelbaren Einheiten und die bauliche Ausbildung als Ganzes können von einem Gehäuse umschlossen und, je nach dem Endzweck und den verwendeten Baumaterialien, mit Baustahl in I-oder H-Pr of ilen oder Winkeln verstärkt werden, wie bei 3 gezeigt, und über Grund mit Hilfe von Stützen 4 abgestützt sein. Jede einzelne Einheit hat, benachbart einem Paar ihrer parallelen Seiten, einander gegenüberliegende metallische Strömungsleitungen, die allgemein mit

5 und 6 bezeichnet sind und die Einlaßleitung bzw. die Auslaßleitung darstellen.

Im Falle, wo eine Mehrzahl von Einheiten nebeneinander angeordnet ist und eine einheitliche Ausführungsform bildet, sind herkömmliche Leitungsverbinder 7 vorgesehen, die eine Strömungsverbindung zwischen benachbarten Einlaß- und Auslaßleitungen gestatten. Außerdem kann bei einer Anlage mit vier regelbaren Einheiten gemäß der Fig. 1 die Auslaßleitung

6 beiden Paaren der Einheiten gemeinsam sein, während einzelne Auslaßleitungen einer Größe gleich derjenigen der leitungen für den sie durchfließenden Strom benutzt werden können und in einer gemeinsamen Leitung sich vereinigen, die dem Austrieb des Abgases durch einen Schornstein oder Schacht hindurch dient. Jede Einheit ist in der Mitte oben mit einem Brenner versehen, der mit Gas oder öl oder einer Vereinigung aus beiden gespeist werden kann und eine Flamme in die gemeinsame, insgesamt mit 13 bezeichnete Kammer oberhalb der Scheidewände 9 liefert, die eine Mehrzahl paralleler, insgesamt mit 10 bezeichneter Feuerungskanäle begrenzen, bei den Einheiten der bevorzugten Ausführungsform sechs an Zahl. Die Scheidewände bestehen zweckmäßigerweise aus demselben Material wie die Umhüllungen. Sie Mehrzahl an Kanälen ergibt eine Vielzahl von Ötröaungspfaäen mindernd en Abwandlungen bei Strömungsgeschwin-

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digkeiten des Anlageverfahrens und statischen Drucken zu einem Niveau, wie es für die Anwendung auf die meisten modernen kontinuierlichen oder mit stetigem Zustand ablaufenden •Prozessen annehmbar ist.

Jeder Jeuerungskanal oder Ofenschacht hat einen Rost oder einen Boden aus ausgezogenem Metall 11« der ein stationäres Wärmeaustauschbett 12 aus Materialpartikeln trägt, z.B. Stücke aus keramisches Werkstoff, Stahl oder anderem Material mit genügend hohen Schmelzpunkt, guten Wärmeübertragungseigen» sohaften und gutem Durehströmverhalteia. Jeder Kanal oder Schacht stebt durch den lost oder Boden 11 aus expandiertem Metall mit einer Varbimdungsleitung 19 in ¥®rbindurag, die eine Strömungsverbindung zwischen den leitungen 5 und 6 und den jeweiligem Kanälen oder Schächten gewährleistet. Demzufolge weist jede kastenartige Umhüllung eine Mehrzahl Kanäle oder Schächte in gemeinsamer Verbindung Bit einer oberen Kammer 13 auf, die eine StrönrangsTerbindung zwischen den Kanälen oder Schächten oberhalb der Oberseiten der Scheidewände verwirklicht, sowie eine einzelne Verbindung zwischen den Einlaß- und Auslaßleitungen 5 und 6 über Verbindungsleitungen 19» die unterhalb der Scheider verlaufen.

Die Einlaßleitungen 5 sind über ein. insgesamt Bit 14 bezeichnetes leitungsnetz mit äem Albgasstrom aus einem von zahlreichen Typen industrieller Anlagen wie z.B. Iroekaer, 0J?em₉ Schachtofen, Abzügen usw. in ¥ert»imäuiig. Ber Abgasstrom aus einer Industrieanlage wird alt Hilfe eines Bniek-Zug-Cretolases durch die Leitungsanlage 14 hindurehgeführt, wolei ä@r Atogasstrom durch die erste Einlafileitraig 15 in die fieiiaigiangsanlage eintritt, zur ßebläs©kammer 16 und dann chireli <ti@ zweite Einlaileitung 17 hindurch zur ferteilungsleitumg den Strom zu den Sinla@leituBg@u 5 äex

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aufspaltet. Hach der Beseitigung eines erheblichen Prozentsatzes der la Strom befindlichen Verunreinigungen tritt er in die Auslaßleitung 6 hinein und wird von dort durch die Abgasleitung 20, die Auslaßgebläsekammer 21 und den Abgasechaoht 72 hindurchbewegt.

Im folgenden werden die Einzelheiten geschildert, welche den Gaeetrom von der Einlaßleitung 5 durch die aus Materialpartikeln bestehenden Betten hindurch und in die Auelaßleitung 6 betreffen.

Jedem Feuerungskanal oder Schacht 10 ist eine Verbindungsieitung 19 zugeordnet, die in den Einlaß- und Auslaßleitungen 5 und 6 endet. Jede Leitung 6 hat an ihren beiden Enden in den Leitungen 5 und 6 ein zeitgesteuertes Betätigungsorgan, das mit Strömungereglern wie z.B. dem Schließorgan 22 ausgestattet ist, das über Arme 23 mit einer horizontal verlaufenden Gelenkwelle 24 gelenkig verbunden ist derart, daß es von einer horizontalen Stellung, wo es das zugehörige Ende der Leitung 19 schließt, in eine beinah vertikale Stellung bewegbar ist, wo es das Ende öffnet. Ein Mockenmitnehmer 25 weist einen Arm auf, der eich abwärts sum Verschluss unter einem Winkel von etwa 30° zur Horizontalen erstreckt, mit Bezug auf sein entsprechendes Schließorgan 22 festgelegt und auf der Welle 24 ait ihm verschwenkbar ist*. Zeitgesteuerte Betätigung tritt ein, wenn sich jeder Mitnehmer entsprechend einem Hocken 26 bewegt, der auf einer von einem nicht veranschaulichten Motor gedrehten Welle 27 befestigt ist. Jedes der sechs Yerbindungsleitungsenden innerhalb jeder Leitung und 6 1st entsprechend mit einem Schließorgan, einem lockenmitnehmer und locken ausgestattet, so daß ein entsprechendes vorbeetimmtes öffnen 4er yerbindungsleitungsenden verwirkliefet werden kann. Die Beziehung des öffnens wird durch iie Winkel-

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beziehung der Nocken 26 um die Achse der Welle 27 "bestimmt derart» daß einander folgende© öffnen duroh winkliges ¥ersetzen der Hocken 26 um die Wellenaeb.se unter gleichen Winkelintervallen verwirklicht werden kann«

Wie festgestellt wurde, wird mit einem mittigen, ■ oberen Grasoder ölbrenner 8 ein höherer Leistungsgrad der Verbrennung gewährleistet, entsprechend dem öffnen der jeweiligen Verbindungeleitungsenden innerhalb der Einlaß- und Auslaßleitungen 5 und 6 nacheinander etwa sinusartig, so daß jeier Eintrittsstrom an der Einlaßseite an der Eintrittekamiaer 13 am Mittelbrenner vorbeifließt, bevor er zur Auelaßleitung heraustritt.

Zum Zwecke besonderer Veransehauliehung öea Strömungs¥erhal~ tens sind die Schließorgane 22 In dem herausgeschnittenen Teil der Pig. 1 als 22a-l mit entsprechendea Kstmzeiohmmgen für die Schächte, Leitungen, B©tt©a usw_o bezeichnet«, Der ITbgee=· strom aus einer industriellen Anlage wie ^₀B₀ ©iaem froclmer wird zunächst innerhalb äer ©raten lufmateieleitung 15 empfangen und gelangt dann dureh fii© &ebläg©kaiui©r 16 Matareli und herauf durch die zweite Aufnataeleitumg 17 Mniurcli in Sie Verteilungsleitiang 18, welch© flea Str©a zu i©a EialaSleitraigen 5 aufteilt. Wenn sich die Welle 27 otb Zwecke äer Abfolge dreht, wobei der weggeschnittene Teil der Fig,, 1 betrachtet sei, wird das Schließorgaia 22a ier Yerbinclungsleitumg 19a geöffnet, wenn sich ier locken 26 längs i©s Hitnetaers 25a bewegt und ihn sowie äaa Orgaa 22a, eit äem ©s la fester Verbindung steht 9 anhebt, so ia@ sieh <ä@s Orgaa 22® im Off east ellung befindet«, An d©r Ä«slü,Bl©ituagss®ite t-yi^fi las folgende öffnen ier Schllcßorgane alt Bezug mit Orgüii® mn i@r Bial©S~ leitungßseite gestaffelt tosmrti, äaß iss Safelioios'gmii 22g &®v Terbindungsleitung 19a Si© S©3älleist©llraig ®±nnlwmt₉ woam

-das Organ 22a in Offenstellung befindet. Dies ist für den Betrieb der Anlage erforderlich, weil anderenfalls ein Strom lediglich von der Einlaßleitung zur Auslaßleitung fließen würde, ohne durch die Wärmeaustauschbetten hindurchzufließen. Die Abfolge der Wirkungsweise der Schließorgane in der Auslaßleitung ist derart, daß, wenn sich das Schließorgan 22a in Offenstellung befindet, das Schließorgan 22j die Offenstellung einnimmt. Demgemäß tritt der Strom aus der Einlaßleitung 5 in die Verbindungsleitung 19a an deren mittels des Organs 22a geöffneten Ende ein und bewegt sich, weil das andere Ende der Verbindungsleitung 19a mittels des Organes 22g geschlossen ist, durch den aus expandiertem Metall bestehenden Boden 11a des Feuerungskanales oder Schachtes 10a hindurch aufwärts durch das Bett 12a aus Materialpartikeln hindurch bei erhöhten Temperaturen und in die Kammer 13 hinein, wo er mittels des Öl- oder Gasbrenners 8 aufgeheizt wird. Alsdann wird der Strom mit Hilfe der Druck-Zug-Gebläseanlage den Schacht 1Od hinunter in dessen Bett 12d aus Materialpartikeln, durch dieses Bett und den aus expandiertem Metall bestehenden Boden 11d in die Verbindungsleitung 19d und von dort in die Auslaßleitung 6 getrieben. Der Fluß wählt sich natürlich den Kanal oder Schacht 1Od, weil das Schließorgan 22j, das dem Schacht 1Od nur an der Auslaßseite zugeordnet ist, offen ist, während die anderen Schließorgane an der Auslaßseite im wesentlichen geschlossen sind. Es ist hieraus ersichtlich, daß der Gasstrom aus der Einlaßleitung-, der sich den Schacht 10a herauf und den Schacht 1Od herunter bewegt, mit der Flamme des Gas- oder ölbrenners 8 in der Kammer 13 in Berührung kommen muß. Diese erwünschte Wechselbeziehung zwischen Strom und Flamme wird mit Hilfe des gemeinsamen öffnens der Sohließorgane 22b und 22k, 22o und 221, 22d und 22g, 22e und 22h sowie 22f und 221 bewirkt, wobei das öffnen der Organe an jeder Seite, Einlaß oder Auslaß, In Abfolge verläuft, wobei

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außerdem der Fluß in jedem Falle in die Kammer 13 benachbart der Flamme des Brenners 8 gelangt und hierdurch wieder Wärme empfängt.

Es sei hier bemerkt, obwohl es weiter unten mehr im einzelnen erläutert wird, daß der Gasstrom an der Einlaßseite der Einheiten eine verhältnismäßig niedrige Temperatur hat und, wenn er aufwärts durch ein Bett aus Materialpartikeln "bei erhöhter Temperatur hindurch zur Kammer 13 gelangt, ©inen Wärmeaustausch mit dem Bett erfährt und durch dieses aufgeheizt wirä^, wodurch die Temperatur des Betts» das er durchfließt, vermindert wird. Um die Temperatur des Bettes wieder auf äen gewünschten, höheren Wert für Selbstentzündung oder Oxydation ä@r Terumroinigungen zu bringen, wird der Strom, der abwärts duTuh tos Bett hindurchfließt und zur Auslaßleitrag gelangt ,< im der Kammer 13 auf erhöhte Temperatur aufgeheizt, wenn ©r an ä®r Flamme dee Brenners vorbeigelangt, so daß ein umgekehrter Wärroeustausch mit dem Bett stattfindet, das er beim AbwSrtsfließen durchsetzt, wobei das Bett wieder auf die gewünschten höheren Temperaturen gebracht wird. Beispielsweise gelangt, wenn das Schließorgan 22a offen ist, der Strom mit verhältnismäßig niedriger Temperatur zur Kammer 13 durch das Bett 12a, das sich auf höheren Temperaturen befindet, hindurch, und kühlt dieses. Ist jedoch das SehlieJfergaB. 22g offen und fließt der Strom aus der Kammer 13»nachdem es? mittels"des Brenners 8 erhitzt worden ist, abwärts durch das Bett 12a hindurch, wenn er zur Auslaßleitiing himgetrielbem wird, so wiri fiem

■ ■ werden

Bett hierdurch wieder" Wärme zugeführt mal /ä±® temperaturgradient en auf die vorbestimmten gewünschten Werte erhöht.

Die Wirksamkeit' der Verbrennung nimmt mit !©sag auf Sie Menge eingefangener Gasa ab, die in' einem Bett zut feit der Ströaungeumkehr zurückbleiben, weil diese tee© ni@M auf Si®

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richtige Verbrennungstemperatur erwärmt werden. Saher ist es wichtig, dieee Gase in die Kammer 13 für eventuellen FIuB zur Auelaßleitung 6 zu treiben, um hierdurch die Wirksamkeit der Verbrennung zu steigern, wenn auch auf Kosten des thermischen Wirkungegrades, üb das Heinigen der Betten zu verwirklichen, hat jede der Verbindungsleitungen 19 benachbart ihrem Ende in der Einlaßleitung 5 ein sich abwärts erstreckendes Rohr 30, das eine Verbindung zwischen dem inneren und dem Außenraua herstellt. Die Enden der sich abwärts erstreckenden Rohre 30 schließen in einer Ebene unter eines Winkel zur Vertikalen gemäß der Fig. 3 ab derart, daß im Normalfalle die am oberen Ende des Röhrte 30 am Rohrende angelenkte Schließkappe 31 durch Schwerkraft und/oder unter dem Einfluß des Stromes das Rohr 30 zur Uagebungsluft offenhält. Wie früher dargelegt, hat jede Verbindungsleitung 19 offene Enden, die von Schließorganen 22 sowohl in den Einlaß- als auch in den Auelaßleitungen 5 bzw. 6 beherrscht werden, wobei das öffnen der Enden mit Hilfe der loekenbetätigung erfolgt. Damit der Abgasstrom einer Industrieanlage die Einheit oder Einheiten 1 durchsetzt, sollen beide Enden jeder Verbindungeleitung 19t **· früher geschildert, niemale zur selben Zelt offen sein, da ein solcher Zustand gestatten würde, daß sich der Gasstrom von der Einlaßleitung durch die Verbindungsleitung hindurch zur Auslaßleitung bewegt, ohne die Betten aus Materialpartikeln zu durchsetzen. Indessen können mit Bezug auf die Enden jeder Verbindungeleitung drei Bedingungen bestehen und noch einen kontinuierlichen Betrieb der Anlage gestatten: beide Enden können mit Hilfe der Organe 22 geschlossen sein. Jedes der Enden kann offen eein, während das andere geschlossen 1st. Biese drei Bedingungen werden nun mit Bezug auf eine Verbindungsleitung 19 und ihr Rohr 30 an der Einlaßseite näher untersucht.

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let daβ Ende der Einlaßseiten-Verbindungsleitung offen, während das Ende der Auslaßeeiten-Verbindungsleitung geeohloeeen 1st, let das Rohr 30 zum Umgebungeraum offen, dooh gelangt wegen des Fehlens eines merklichem Druckdifferentiale sehr wenig Außenraumluft hinduroh in die Leitung 19* Sind beide Yerbindungsleitungsenden geschlossen, bewegt sich eine Höohstmenge an Außenraumluft in die Leitung 19 hinein, weil in Ihr sowie in der Kammer 13 sehr erheblicher negativer statischer Druck herrscht. Bi© Umg®- bungsluftbewegung treVbt den Gasstrom, der im Bett aus Materialpartikeln zurückbleibt, dem die Leitung 19 zugeordnet ist, und dae In dieser Leitung 19 zurückbleibende Gas heraus in die Kammer 13» wodurch das Bett gereinigt wird. let das EinlaflYerblndungsleitungsende geschlossen und das AuslaBver»» blndungsleitumgsende offen, so reicht der erhebliche negative Druck Innerhalb der Leitung 19 aus, die Mündung des Rohres 30 Bittele dor Kappe 31 emtg®g®n der darauf einwirkenden Schwerkraft zu schließen. Im letzteren fall© ist keim© ein·* langende Uagebungeluft vorhanden, so daß keine Schwierigkeiten alt dta Strömungsverhalten und der Aufreohterhaltung dee Drucks des Strttarangeverfo&ltens in der Einheit auftreten® viel- «ehr «ine volumetrische Ersparnis im AustrlttsgeUäs@flu£ besteht.

Da ϊeKpemtur- unA Strombedingungen ©bem in ilirer Allgemein-' heit erörtert worden sind, sollen dl® folgenden Besonderheiten als Beispiele nur einer §rappe γοη Betriebabedlmgungen dargelegt s®la₉ «oliei dae ErforAesmia nun Äea laittsfiiiieeii fier ferteemmwiif oder speeifiiölaeB taiiteouAeetemttfiile etoemso wie Ita in
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Sroolntr 3»1· eine

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und werde der Einlaßleitung 5 mit einer Strömungsgeschwindigkeit von annähernd 110 mVMin. (3900 ofm.) eingegeben, nachdem er durch die Gebläsekammer 16 hindurchgelangt ist. Die Betten aus Materialpartikeln werden zunächst mittels des (Jas- oder ölbrenners 8 aufgeheizt, um einen durchschnittlichen Temperaturgradienten von etwa 0,56°C/2,54 om (33° P pro Zoll) liefe zu erzielen, dessen Arbeitsbereich von einer unteren Temperatur an dem aus expandiertem Metall bestehenden Boden zu einer Temperatur τοη ungefähr 871⁰C (1600° P) an der Kammer 13 reicht. Ist einmal ein Betrieb stetigen Zustande erzielt, braucht der Brenner nur genügend Wärme zuzufügen (zwisohen etohs bis zwölf Millionen BTU pro Stunde), um Isolations-, Strahlungs- und Leitungsverluste sowie starke thermische Leistungsmängel beim Verbrennen oder Wärmeaustausch zu decken. Demgemäß werden die Verunreinigungsbestandteile des Abgasstromes aus dem Trockner entzündet, d.h. reiohen ihre Selbstzündungstemperatur in unterschiedliche Hiveautiefen des Betts, wobei je nach den Oxydationseigenschaften der Bestandteile eine gewisse Entzündung auch in der Kammer 13 auftritt« Da sich der Einlaßstrom auf etwa 110⁰C (230° P) befindet, wird das aus Materialpartikeln bestehende Bett von annähernd einem Meter Tiefe im Schacht, weicherden Einlaßgasstrom aufnimmt, gekühlt, wenn der Strom durch das Bett hindurch zur Kammer 13 gelangt. Da die charakteristische Bettemperatur für den speziellen Abgasstrom aus dem Trockner für die richtige Verbrennung oder Veraschung der im Strom befindlichen Verunreinigungsbestandteile erforderlich ist, muß das gepackte Bett wieder auf die richtige Temperatur gebracht werden, damit es wirksam arbeiten kann. Dies wird, wie früher dargelegt, durch das aufeinanderfolgende öffnen der Einlaß- und Auslaßschließorgane 22 bewerkstelligt derart, daß der Strom zwisohen den Einlaß- und Auslaßleitungen am öl- oder Gasbrenner in der Kammer 13 vorbeistreicht. Unter

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der letzteren Bedingung wird der Gasstrom in der Kammer 13 auf annähernd 871⁰C (1600° P) erhitzt, so daß bei der Abwärtsbewegung durch ein zuvor gekühltes Bett Wärmeenergie dem Bett zurückgegeben wird und die gewünschten Temperaturen •wieder hergestellt werden. Wegen des Wäraeaustausohes bei der Wiederherstellung der erhöhten Temperaturen für das Bett kann der Auslaßluftstrom bei einer Temperatur zwischen 149⁰C und 260⁰C (300 und 500° F) austreten. Um Leck unverbrannter Gase nach außen sowie heiße Stellen in der Ummantelung zu ▼erhindern, ist es im allgemeinen vorzuziehen, den statischen Druck in der Kammer 13 etwas unterhalb des Umgebungsdrucks zu halten und zu diesem Zweck die Leistung des Abgasgebläses zu regeln. Letzteres läßt sich mit Hilfe eines Druckfühlers innerhalb der Auslaßleitung 6 verwirklichen, der Druckänderungen in dieser,abfühlt und die Druoksustandsänderung an die ßebläseeinheit signalisierte Demzufolge wird, wenn der Druck in der Auslaßleitung ansteigt, die Leistung des Auslaßgebläses automatisch erhöht, um den leicht negativen Druok in der Kammer 13 aufrechtzuerhalten, während, wenn der Druok in der Auslaßleitung fällt, die Leistung des Aus« laßgebläses automatisch vermindert wird.

Vaoh wesentlichem Arbeitsergebnis der Luftreinigungsanlage können Festkörper, die von dem Abgasstroa aus einer Industrieanlage nitgeführt sind, an den stromaufwärtigen Seiten der Betten nahe dem Boden eingefangen werden, wodurch der Widerstand gegen den Strom steigt und die Verbrennungsleistung dank teilweiser Zersetzung und Hitführung des bestehenden Stromes abnimmt. Um den Strömungswiderstand auf normale Werte zu vermindern, wird eine "Ausbrem^-Phaee der Anlage eingeleitet. Diese Phase kann jedes einzelne Bett aus Materialpartikeln jeder Einheit oder eine ganze Einheit einer einheitlichen, z.B. standardisierten Aueführungsform betreffen»

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wobei in jeden Falle der Strom den Rest der Anlage weiter durchfließt. Die "Ausbrenn"-Phase wird durch das vollständige oder teilweise Verschließen der Einlaß- und Auslaßklappen 51 bzw. 53 der Verbindungsleitung 19 verwirklicht, welche dem Bett zugeordnet ist, das "ausgebrannt" werden soll, vgl. Fig. Biese Klappen können entsprechend von Hand durch Steuerknöpfe 50 und 52 oder auch unter Anwendung üblloher Regelprinsipien, entsprechend einer Zeitfunktion, Bettoharakteristik oder dergleichen automatisch gesteuert werden. Ist eine Leitung 19 oder sind alle Leitungen 19 einer Einheit einer Vieleinheit-Anlage mittels der Klappen 51 und 53 gegen Fließen geschlossen, so wird - selbst wenn die Schließorgane 22 in den Einlaß- und Auelaßleitungen offen sein sollten - das Fackbett aus Materialpartikeln auf eine zweckentsprechend hohe Temperatur aufgehe! st, und zwar durch konstante Aufnahme von Wärmeenergie durch Strahlung, Konvektion und Leitung aus dem Öl- oder Gasbrenner ohne nachfolgende Hinderung durch Bewegung des kühleren Einlaßstromee. Sind die hohen Temperaturen, für gewöhnlich zwisohen 427 und 649⁰C (800⁰F und 1200⁰F) über die ganse Bettiefe erreicht, warden die im stromaufwärtigen Teil des Bettes eingefangenen Festkörper carbonisiert oder in gasförmige Produkte "herausgebrannt". TTm die carbonisieren oder "herausgebrannten" gasförmigen Bestandteile zu entfernen, kann eine Hebenschlußleitung 54 eingebaut werden, welche die jeweiligen Leitungen 19 und die Einlaßleitung 5 alteinander verbindet. Für die lebenschlußleitung 54 besteht ein FIuS, der von Hand oder nach herkömmlichen Prinzipien automatisch mittels einer Klappe 55 gesteuert wird, die einen gewünschten Fluß der carbonisierten Bestandteil· zurück durch die ganze Anlage gestattet, wie sie In 4er Einlassleitung 5 aufgenommen wurden. Schließen die Klappen 51 und 53 die Leitung ¹9, steuert die Klappe 55 den Strom aus der Kammer 13 fturoh das Bett hinduroll,

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wo er "ausgebrannt" wird, so daß es genügt, die carbonisierten Bestandteile zur Einlaßleitung zurückzutragen, um sie in den Kreislauf wieder einzuführen. Mit dieser willkürlich oder in Abfolge mit Bezug auf die Betten entsprechender Schächte der Einheit oder Einheiten eingeführte "Ausbrenn"-Phase lassen eich geeignete richtige Strombedingungen einschließlich des Bettstromwiderstands aufrechterhalten.

Wie in Pig. 1 gestrichelt geneigt, kann eine lebensehlußleitung 40 in die Anlage eingebaut werden, um ©in© Rückkehr des Gasstromes von der Auelaßleitung 6 zvlt Einlaßleitung 5 zwecke Rücklaufes duroh die Anlage zu gestatten. Eine solche Uebeneohlußleitung läßt sich von Hand und/oder automatisch mit Hilfe herkömmlicher Mittel wie z.B. Klappen in der Leitung derart regeln« daS in vorbestimmten s©ifb®K§8@©s©!& Intervallen der Auslaßstrom, insbesondere w© die Verbrennungeloietung unter Hormal ist oder Bedingungen geringen Flusses vorh®rr-Bohen, zum Zwecke verbesserter Ergebnisse im Kreislauf zurückgeführt werden kann.

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus Fig. 4. Sie zeigt eine umgekehrte Regeleinheit 60 mit einer Ummantelung, bei welcher die Notwendigkeit eines Rostes oder eines aus expandiertem Metall bestehenden Bodens zur Abstützung des Fackbette aus Materialpartikeln nicht besteht. Sie umgekehrte Einheit, im allgemeinen mit 60 bezeichnet, weist ein© äußere Wand 72 auf; die vorzugsweise aus einem keramischen Material, feuerfester Stein, Schamott© besteht und einen mittig angeordneten Teil 70 besitzt, d©r einen Brenner 6$ trägt und eine insgesamt mit 64 bezeichnete Kammer ähnlich der Kammer 13 umgrenzt. Die Seitenwand© 71 des feil®® TO erstrecken sich von der oberen Oberfläche der äußerem WaM 72

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nach unten und verkörpern Scheidewände 62, die im Verein mit der Scheidewand 62a, die von dem einen Verschluß bildenden Boden nach oben ragt, die insgesamt mit 61 bezeichneten Feuerkanäle oder Schächte bildet. Die Seheidewände 62 und ihre benachbarten äußeren Abschlußwände 72 bilden Verbindungsleitungen 66 und 67 mit nicht veranschaulichten Einlaß- und Auslaßleitungen, die sich benachbart einander längs der Abschlußwände 62 oberhalb von jedem der Leitungen 66 und 67 erstrecken. Die Betten aus Materialpartikeln, im allgemeinen mit 63 bezeichnet, sind desselben !Typs, d.h. keramisch oder aus anderem Material mit denselben Eigenschaften wie weiter oben mit Bezug auf die Betten 12 angegeben, und werden vom Sockel der Umhüllung abgestützt. Zusätzliche Vorteile der umgekehrten Einheit, abgesehen von dem Fehlen der Notwendigkeit eines aus expandiertem Metall bestehenden Bodens, sind kühlere Seitenwände, geringere Konstruktionskosten und die Erleichterung des Zugangs zum Betreten für Zwecke der Nachschau, der Bedienung, der Wartung und der Reparatur von Ventilen,des stromaufwärtigen Packens usw., da Zugangsöffnungen längs der äußeren Wände 72 der Ummantelung angrenzend an die Betten 63 vorgesehen werden können. Bei Befolgung des bevorzugten Ausführungsbeispiels sollte Fig. 4 im Querschnitt mit Paaren von Schächten 61 und Leitungen 66 und 67 betrachtet werden, die in Längsrichtung mit Hilfe von Querscheidewänden 73 voneinander gesondert sind, um parallele Schachtgruppen und zugehörige Verbindungsleitungen zu schaffen. In jedem Fall lassen sich nockenbestätigte oder andere zeitgesteuerte Betätigungsorgane als Ausrüstung der Stromregelmitt«l sowie Reinigunge- und "Ausbrenn"-Phasen der umgekehrten Einheit in für die bevorzugte Ausführungsform analoger Weise anpassen.

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Jede Sinheit kann, im Gefolge des oben geschilderten Aufbaue, ohne weiteres und rasch vergrößert werden, um unter dem Gesichtspunkt der Normalisierung oder Standardisierung oder sonstigen Vereinheitlichung eine zusätzliche Kapazität zu sohaffen. Demgemäß lassen sioh zusätzliche Einheiten nebeneinander anordnen, mit passenden herkömmlichen dichten Abschlüssen benachbarter entsprechender Einlaß- und Auslaßleitungsenden und mit ausreichenden Absttitz- und Aussteifungsbauteilen einander zuordnen, um die Kapazität zu vergrößern. Natürlich können variable Größen wie z.B. Strömungsgeschwindigkeiten eine Änderung gemäß der vergrößerten Kapazität erfordern. Besteht für jede Einheit die Neigung zur Ergänzung,, läßt sich die Verbrennragsleistung zu jeder Zeit ao abwandeln, daß Steigerungen der Kapazität der Industrieanlage und ihres Abgasstromes entsprochen wird.

Schließlich erfordern konstruktive Sicherheit©bedingungen einen minimalen kontinuierlichen Strom₉ wi© ®r mit der vorliegenden Erfindung selbst dann verwirklicht wird, wenn gewisse Schächte eine Ausbrennphase oder Reinigung erfahren.

Sa sich die bevorzugte Ausführungsforn abwandeln läßt, wie es Fig. 4- zeigt, und außerdem z.B. eine zylindrische Ummantelung mit Schächten benutzt werden kann, welche durch sich radial erstreckende Scheidewände begrenzt sind, indem eine Kehrzahl seitlicher öl- oder Gasbrenner oder Vereinigungen derselben statt eines einzelnen oben und mittig angeordneten Brenners mit vorbestimmter-Einstellung de? Abfolge des öffnens der Schließorgane 22 verwendet werden kann, um den Betten wieder die richtige Hitzeenergie zu geben, ist die bevorzugte Ausführungsform nur ein Beispiel und nicht im beschränkenden Sinne aufzufassen.

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Claims

- 19 -Patentansprüche

.J Anlage zur kontinuierlichen Reinigung strömender Fluide, mit einer Ummantelung mit mindestens drei in dieser befindlichen Feuerungekanälen oder Schächten, Wärmeaustauschmitteln in diesen Mindestens drei Schächten, Einlaß- und Auslaßleitungen, Durchlässen, welche die mindestens drei Schächte und die Einlaß- und Auslaßleitungen verbinden, um eine Stromverbindung zvieohen diesen Einlaß- und Auslaßleitungen und den mindestens drei Schächten zu schaffen, einer Kammer innerhalb der Ummantelung in gemeinsamer Stirnverbindung mit den mindestens drei Schächten, und Stromreglern zur Regelung des Fluidumstromes in den Durchlässen.
2. Anlage naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Ummantelungen nebeneinander angeordnet und baulioh miteinander vereinigt sind, und benachbarte Enden der Einlaßleitungen entsprechender Ummantelungen zur Stromvereinigung vereinigt sind, und die benachbarten Enden der Auelaßleitungen der Ummantelungen zur Stromvereinigung vereinigt sind, um gemeinsame Einlaß- und Auelaßleitungen zu bilden.
3. Anlage naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung Heizmittel enthält, welche die Temperatur der Wärmeaustauaohmittel erhöht, und daß Stromsteuermittel in Verbindung mit den Heizmitteln Material ausbrennen können, das in die Wärmeauetauechmittel eingefangen ist, indem die Wärmeaustauschmittel erhitzt werden,während der Strom in ihnen vermindert wird.

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ORIGINAL !NSFECTED
4. Anlage nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Stromregler erste Versehließmittel aufweisen, die entsprechend einem ersten Satz von Bedingungen und zweite Schließmittel aufweisen, die für Austrennen entsprechend einem zweiten Satz von Bedingungen wirksam sind.
5. Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich Leitungen zwischen Durchlässen und den Einlaßleitungen erstrecken und Mittel in den Leitungen vorgesehen sind, um einen Strom zwischen Durchlässen und den Einlaßleitungen zu beherrschen zum Zwecke des Entfernens der gasförmigen Produkte des Herauebrennens des Materials im Wärmeaustauscher aus diesem Austauscher heraus.
6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchlässe eine Öffnungsverbindung zwischen ihrem Inneren und dem Umgebungsraum haben, sowie Verschlußmittel für die Öffnung, um den Strom aus dem Umgebungsraum in die Durchlässe zu beherrschen. °
7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet» daß Verschlußmittel einen Strom durch die öffnung nur verhindern, wenn die Stromregler einen Fluß zwischen den Durchlässen und den Auslaßleitungen gestatten.
8. Anlage zur kontinuierlichen Reinigung eines fluiden Stromes, mit einer Ummantelung mit einer Mehrzahl darin befindlicher Feuerungekanäle oder Schächte, Wärmeaustausohmitteln in den Schächten, Einlaß- und Auslaßleitungen, die entsprechend zu reinigendes Fluidum aufnehmen und gereinigtes Fluidum herauslassen, Durchlässe in Stromverbindung mit jedem der mehreren Schächte und mit den Einlaß- und Auslaßleitungen,

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einer Kammer innerhalb der ummantelung, die jeden der mehreren Schächte miteinander verbindet, und Flußreglera, welche den Strom in diesen Durchlässen regeln, wobei die Ummantelung Heizmittel enthält, welche die Temperatur der Wärmeaustauscher erhöhen» und die Stromregler in Verbindung mit den Wärmeaustauschern Material, das in den Wärmeaustauschern eingefangen ist, duroh Aufheizen der Wärmeauetauscher herausbrennen können, während der Stromfluß in den Austauschen! vermindert wird.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die leiter sich zwischen den Durchlässen und den Einlaßleitungen erstrecken, und Mittel in. den Leitungen vorgesehen sind, um den Strom zwischen den Durchlässen und den Einlaßleitungen zu beherrschen zum Zwecke des Entfernens der gasförmigen Produkte des Herausbrennens des in den Wärmeaustausohermitteln eingefangenen Materials aus diesen Wärmeaustausohermitteln.
10. Anlage zur kontinuierlichen Reinigung eines fluiden Stromes, mit einer Ummantelung mit einer Mehrzahl von darin befindlichen Verbrennungskanälen oder -schachten, Wärmeaustaueohmitteln in diesen Schächten, Einlaß- und Auelaßleitungen, die entsprechend zu reinigendes Fluidum empfangen und gereinigtes Fluidum herauslassen, Durchlässe in Stromverbindung mit jedem der mehreren Schächte und mit den Einlad-' und Auslaßleitungen, einer Kammer innerhalb der Ummantelung, die mit jedem der mehreren Schächte in Verbindung steht, und Stromreglern, welohe den Strom in dtn Durchlasβen regeln, wobei die Durohlässe eine Öffnungsverbindung iwiaohen ihr·Β Inneren und dem Außenraum haben, und Versohlieflorgane

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für die öffnung, um den Strom aus dem Außenrausi in die Durchlässe zu beherrschen.
11· Verfahren zum kontinuierlichen Reinigen eines fluiden Stromes in einer Anlage mit einer Mehrzahl von Verbrennungskanälen oder -schachten mit in diesen angeordneten Wärmeaustausohmitteln, Einlaß- und Auslaßleitungen, Durchlässen in Stromverbindung mit den mehreren Schächten und Einlaß- und Auslaßleitimgen, Heilmitteln für die Wärmeaustauschmittel und StroBiregler zum Hegeln das Stromes in den Durchlässen, gekennzeichnet durch die Maßnahmen der Verminderung des Flusses in d©n Durchlässen, die mit einem Schacht ta Verbindung stehen, der Wärmeauetmiaohmlttel aufweist, die einen erhöhten Stroiswiderstand infolg© von in ihnen aus dem Strom eingefangefrs-n. Material erfahren, des Aufheissens der Aufheizmittel d@s Scbse&t@s, der mit dem Durohlaß bei vermindertem Strom im Verbindung^stehJjL^a eine erhöhte Temperatur, und Entfernen der ausgebrannten gasförmigen Produkte aus der Aufheizung des eingefangenen Materials aus den Wärmeaustauschern.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß Leitungen vorgesehen werden, die zwischen den Durchlässen und den Einlaßleitungen Verbindung schaffen und die gasförmigen Produkte beim Entfernen aus d@m Wärmeaustauscher zu den Einlaßleitungen durch die Leitungen hinduroh zurückführen.

13· Verfahren zum kontinuierlichen Heinigen fluider Ströme in einer Anlage mit einer Mehrzahl von Verbrenmmgskanälen oder Schächten mit in ihnen angeordneten Wärmeaustauschern, Einlaß- und Auslaßleitungen, Durchlässen in Stromverbindung mit den mehreren Schächten und den Einlaß- und Auslaßleitungen,

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und Stromreglern zur Regelung des Stromes in den Durchlässen, gekennzeichnet durch das öffnen der Durchlässe zum Umgebungsraum, Reinigen der Durchlässe und Wärmeaustauscher in Stromverbindung mit den Durchlässen von eingefangenen Gasen, indem Strom aus dem Umgebungsraum in die Durchlässe und die Warmeauetaueoher unter einer ersten Gruppe von Bedingungen strömen darf, und die Durchlässe unter einer zweiten Gruppe von Bedingungen gegen Strom aus dem Umgebungsraum verschlossen werden.

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