EP0547207A1 - Vorrichtung zur nutzung der abwärme von rauchgasen bei gleichzeitiger reinigung. - Google Patents

Vorrichtung zur nutzung der abwärme von rauchgasen bei gleichzeitiger reinigung.

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EP0547207A1
EP0547207A1 EP92914844A EP92914844A EP0547207A1 EP 0547207 A1 EP0547207 A1 EP 0547207A1 EP 92914844 A EP92914844 A EP 92914844A EP 92914844 A EP92914844 A EP 92914844A EP 0547207 A1 EP0547207 A1 EP 0547207A1
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flue gas
heat
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
    • F28D21/0005—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases for domestic or space-heating systems
    • F28D21/0007—Water heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/107—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using fluid fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D21/0005—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases for domestic or space-heating systems
    • F28D21/0008—Air heaters

Definitions

  • Flue gases have a temperature of 200 ° C or more when they leave their boiler. These flue gases are mostly cleaned using filter systems and escape at a constant temperature, i.e. at 200 to 300 ° C depending on the system, into the air via a chimney.
  • the object of the present invention is to avoid this extreme waste of energy by creating a device which uses the waste heat from the flue gases and at the same time effects cleaning.
  • the object is achieved in that the exhaust pipe of a flue gas-generating system is connected to a boiler and that in thermally conductive contact with the boiler or the flue gas one or more separate lines with media to be heated are arranged around or in the boiler, wherein the flue gases are cooled to condensation by the heat exchange and there is a drain for the condensed flue gas at the bottom of the boiler.
  • FIG. 1 schematically representing the first embodiment
  • FIG. 2 the second embodiment
  • FIG. 3 the third embodiment.
  • a device 20 for neutralizing the acidic waste water is arranged downstream of the drain.
  • the fan 19 downstream of the outlet 10 is equipped with a trailing mechanism in order to use the residual heat of the boiler 3.
  • An experiment shows that the system uses about 80% of the heat from the flue gas.
  • the flue gases with a temperature of 250 ° C are cooled to about 40 ° C.
  • With a burner output of 5.38 l of heating oil per hour it is possible to generate approximately 170 m 3 of warm air at more than 40 ° C. Even after the system has been switched off, the temperature of the blown air is still 20 ° C higher than the temperature of the intake air for almost 30 minutes.
  • FIG. 2 A further possibility for developing the invention is shown in FIG. 2.
  • a heat exchanger 11 to which fresh air 9 is supplied.
  • This fresh air is then passed through the heat exchanger in a known manner and emerges from the outlet 10 and is also fed to a consumer here.
  • the fresh air cools the flue gases until they condense.
  • the condensate can again be discharged through the drain 7 and fed to a neutralizer 20.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the invention which is particularly suitable for large, flue gas-producing systems with higher flue gas temperatures.
  • a heat exchanger 11, to which fresh air 9 is supplied, is again arranged in the lower part of the boiler 3.
  • the heated air can be used in the manner already mentioned.
  • a smooth register 12 is installed through which water 13 is passed for a heating system.
  • the flue gas is again extracted by so much heat that it cools down to below its dew point.
  • the condensate with a large part of the pollutants is drained off and disposed of via the drain 7 and the neutralizer 20.

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Description

Voπrichtung zur Nutzung der Abwärme von Rauchgasen bei gleichzeitiger Reinigung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nutzung der Abwärme von Rauchgasen bei gleichzeitiger Reinigung.
Rauchgase haben beim Austritt aus ihrem Brennkessel eine Temperatur von 200°C oder mehr. Diese Rauchgase werden meistens mittels Filter¬ anlagen gereinigt und entweichen bei gleichbleibender Temperatur, d.h. mit 200 bis 300°C je nach Anlage, über einen Kamin in die Luft.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese extreme Energiever- schwendung zu vermeiden, indem eine Vorrichtung geschaffen wird, die die Abwärme der Rauchgase nutzt und gleichzeitig eine Reinigung be¬ wirkt.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Abgasrohr einer Rauchgas erzeugenden Anlage mit einem Kessel verbunden ist und daß im wärme¬ leitenden Kontakt mit dem Kessel oder dem Rauchgas eine oder mehrere getrennte Leitungen mit zu erwärmenden Medien um den oder in dem Kessel angeordnet sind, wobei durch den Wärmeaustausch die Rauchgase bis zur Kondensation abgekühlt werden und sich am Boden des Kessels ein Abfluß für das kondensierte Rauchgas befindet.
Die Erfindung ist in drei Ausführungsformen dargestellt, wobei Fig. 1 die erste Ausführungsform, Fig. 2 die zweite Ausführungsform und Fig. 3 die dritte Ausführungsform schematisch darstellen.
Gemäß Fig. 1 werden die Rauchgase eines ölbefeuerten Kessels l über ein Abgasrohr 2 in den oberen Bereich eines Kessels 3 gebracht. Im unteren Bereich dieses Kessels 3 befinden sich Wassereinspritzdüsen 4, die durch eine Magret^entilsteuerung Wasser in das Rauchgasvolu¬ men spritzen. Die Wasserzuführung ist mit dem Bezugszeichen 5 verse- hen. Durch das Einspritzen des Wassers werden die Rauchgase von den Schadstoffen um etwa 90% reduziert und es ist möglich, die mit etwa 250°C in den Kessel 3 eintretenden Rauchgase auf etwa 40°C abzuküh¬ len. D.h., die bei 6 austretende Abluft hat eine Temperatur von etwa 40°C. Ein Schornstein ist also nicht mehr notwendig. Die in den Rauchgasen enthaltenen Schadstoffe sammeln sich am Boden des Kessels 3 in einem Abfluß 7 und können durch Öffnen des Abflusses 7 leicht abgeführt werden. Dem Abfluß ist eine Vorrichtung 20 zur Neutralisa¬ tion der sauren Abwässer nachgeordnet. Der dem Auslaß 10 nachgeord- nete Ventilator 19 ist mit einem Nachlaufwerk ausgerüstet, um die Restwärme des Kessels 3 zu nutzen. Ein Versuch zeigt, daß das System die Wärme des Rauchgases zu etwa 80% nutzt. Die Rauchgase mit einer Temperatur von 250°C werden auf etwa 40°C abgekühlt. Bei einer Bren¬ nerleistung von 5,38 1 Heizöl pro Stunde ist es möglich, etwa 170 m3 Warmluft von mehr als 40°C zu erzeugen. Selbst nach Abschalten des Systems ist fast 30 min lang die Temperatur der ausgeblasenen Luft noch um 20°C höher als die Temperatur der angesaugten Luft.
Eine weitere Möglichkeit, die Erfindung auszubilden, zeigt Fig. 2. Hier befinden sich im unteren Teil des Kessels 3 ein Wärmetauscher 11, dem Frischluft 9 zugeführt wird. Diese Frischluft wird dann in bekannter Weise durch den Wärmetauscher geführt und tritt aus dem Austritt 10 aus und wird auch hier einem Verbraucher zugeleitet. Die Frischluft kühlt dabei die Rauchgase bis zur Kondensation ab. Das Kondensat kann wieder durch den Abfluß 7 abgeleitet und einem Neu- tralisator 20 zugeführt werden.
Fig. 3 zeigt eine weitere, vor allem für große, Rauchgas erzeugende Anlagen mit höheren Rauchgastemperaturen geeignete Ausiiürirungsform der Erfindung. Dabei ist im unteren Teil des Kessels 3 wieder ein Wärmetauscher 11, dem Frischluft 9 zugeführt wird, angeordnet. Die erwärmte Luft kann auf die bereits obengenannte Art genutzt werden. Im oberen Teil des Kessels 3, wo die heißen Rauchgase in den Kessel 3 gesaugt werden, ist ein Glattrchrregister 12 eingebaut, durch das Wasser 13 für eine Heizungsanlage geführt wird.
Durch diese beiden Wärmeaustauscher 11, 12 wird dem Rauchgas wieder¬ um so viel Wärme entzogen, daß es bis unter seinen Taupunkt abkühlt. Das Kondensat mit einem Großteil der Schadstoffe wird über den Ab¬ fluß 7 und den Neutralisator 20 abgeleitet und entsorgt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Nutzung der Abwärme von Rauchgasen bei gleichzei¬ tiger Reinigung, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasrohr (2) einer Rauchgas erzeugenden Anlage (1) mit einem Kessel (3) verbunden ist und daß in wärmeleitendem Kontakt mit dem Kessel (3) oder dem Rauch¬ gas eine oder mehrere getrennte Leitungen (8, 11, 12) mit zu erwär¬ menden Medien (9, 13) um den oder in dem Kessel (3) angeordnet sind, wobei durch den Wärmeaustausch die Rauchgase bis zur Kondensation abgekühlt werden und sich am Boden des Kessels (3) ein Abfluß (7) für das kondensierte Rauchgas befindet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu erwärmendes Medium Frischluft (9) ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu erwärmendes Medium Heizungswasser (13) ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- zeichnet, daß im Kessel (3) mit Magnetventilen gesteuerte Wasserein¬ spritzdüsen (4) vorhanden sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche l bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß dem Abfluß (7) für die kondensierten Rauchgase eine Vorrichtung zur Neutralisation des sauren Kondensates nachgeordnet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Zufuhr von Frischluft (9) durch einen Ventilator (19) gewährleistet wird, der mit einem Nachlaufwerk versehen ist, um die Restwärme des Kessels zu nutzen.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Abgasrohr (2) der Rauchgas erzeugenden Anlage (1) mit dem oberen Bereich des Kessels (3) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Leitung der Frischluft (9) durch einen den Kessel (3) umgebenden Mantel (8) gebildet ist, wobei die Frischluftzufuhr zum Mantel (8) etwa in Höhe der Wassereinspritzdüsen (4) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Leitung der Frischluft (9) durch einen Wärmetau¬ scherblock (11) im unteren Teil des Kessels (3) gegeben ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Innenwandung des Kessels (3) emailliert ist.
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