AT506459B1 - Vorrichtung und verfahren zur reinigung von schadstoffhaltigem abgas - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur Reinigung von schadstoffhaltigem Abgas durch regenerative thermische Nachverbrennung weist zwei Wärmespeichermassen (2,3) enthaltenden, über einen Brennraum (6) miteinander verbundenen Regeneratoren (4,5), eine Rohgaszufuhrleitung (7, 7’), eine Reingasabfuhrleitung (9) und mit durch Stellorgane betätigbare Absperrorgane auf, mit welchen die Rohgaszufuhrleitung (7, 7') und die Reingasabfuhrleitung (9) wechselweise mit einer Leitung (11, 12) verbindbar ist, die an den einen bzw. anderen Regenerator (4, 5) auf der dem Brennraum (6) gegenüberliegenden Seite angeschlossen ist. Die Absperrorgane zur wechselweisen Verbindung der an die Regeneratoren (4, 5) angeschlossenen Leitungen (11, 12) mit der Rohgaszufuhrleitung (7, 7') und der Reingasabfuhrleitung (9) sind in einem einzigen Vier-Wege-Ventil (10) mit einem drehbaren zylindrischen Ventilkörper (14) zusammengefasst.

Description

österreichisches Patentamt AT506 459B1 2010-11-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von schadstoffhaltigem Abgas durch regenerative thermische Nachverbrennung mit wenigstens zwei Wärmespeichermassen enthaltenden, übereinen Brennraum miteinander verbundenen Regeneratoren einer Rohgaszufuhrleitung und einer Reingasabfuhrleitung und mit durch Stellorgane betätigbaren Absperrorganen, mit welchen die Rohgaszufuhrleitung und die Reingasabfuhrleitung wechselweise mit einer Leitung verbindbar ist, die an den einen bzw. anderen Regenerator auf der dem Brennraum gegenüberliegenden Seite angeschlossen ist, wobei die Absperrorgane zur wechselweisen Verbindung der an die Regeneratoren angeschlossenen Leitungen mit der Rohgaszufuhrleitung und der Reingasabfuhrleitung in einem einzigen Vier-Wege-Ventil mit einem drehbaren zylindrischen Ventilkörper zusammengefasst sind.

[0002] Derartige Anlagen, mit denen insbesondere Abluft gereinigt wird, die organische Verbindungen, wie Lösungsmittel, enthalten, sind bekannt (vergl. EP 0 472 605 B1). Dabei bestehen die Regeneratoren aus senkrechten Türmen, wobei in dem Brennraum, der die oberen Enden der beiden Regeneratortürme verbindet, die organischen Verbindungen in dem Rohgas verbrannt werden, um das Reingas zu bilden, das beispielsweise den ersten Regenerator durchströmt, um ihn aufzuheizen. Wenn das Rohgas dem ersten Regenerator zugeführt wird, wird es durch dessen erhitzte Wärmespeichermasse vorerwärmt, die organische Verbindung in dem vorerwärmten Rohgas in dem Brennraum verbrannt und die Wärmespeichermasse des zweiten Regenerators durch das heiße Reingas aufgeheizt. Alsdann erfolgt ein Wechsel der Rohgaszufuhr zu dem zweiten Regenerator, während das Reingas von dem ersten Regenerator abgezogen wird, usw.

[0003] Bei der bekannten Vorrichtung erstrecken sich unter den nebeneinander angeordneten senkrechten Regeneratortürmen zur Zufuhr des Rohgases bzw. zur Abfuhr des Reingases zwei Rohre mit einem dem hohen Durchsatz einer solchen Reinigungsvorrichtung entsprechenden großen Durchmesser, welche über Stutzen an eine Vorkammer unterhalb der Regeneratoren angeschlossen sind. An den Öffnungen der beiden Stutzen in die Vorkammer sind Absperrorgane vorgesehen, die jeweils durch ein Stellorgan betätigbar sind, welche durch unterhalb der Rohre angeordnete Kolben/Zylinder-Einheiten gebildet werden.

[0004] Zur wechselweisen Zufuhr des Rohgases zu den beiden Regeneratoren werden bei der bekannten Vorrichtung vier Stellorgane mit vier Absperrorganen benötigt. Durch die unter jedem Regenerator angeordnete Vorkammer, die eine ausreichende Höhe aufweisen muss, um die Funktion der Absperrorgane zu gewährleisten, sowie die unter den Rohren angeordneten Stellorgane weist die bekannte Vorrichtung eine beträchtliche Höhe und ein entsprechendes Gewicht auf. Auch muss unter jedem Stellorgan zum Ausbau desselben sowie dessen Einbauten ein Schacht oder dergleichen vorgesehen sein. Ferner bilden die Vorkammern zur Betätigung der Absperrorgane unter den Türmen ein Totvolumen, das den Reinigungseffekt vermindert. Eine Ausführung, die ein minimiertes Totvolumen aufweist, ist in die DE 196 43 821 C1 beschrieben.

[0005] Aus der DE 38 74 924 T2 ist ein Diesel-Abgasfilter mit zwei parallelen regenerierbaren Filterkammern bekannt, welche mit einem Vier-Weg-Ventil angesteuert werden können.

[0006] Die JP 10-185 132 A offenbart ein Vier-Weg-Ventil für regenerative Nachverbrennungsvorrichtungen, wobei in den Ventilkörper Kühlpassagen eingeformt sind.

[0007] Aufgabe der Erfindung ist es, unter Herabsetzung der Abmessungen, des Gewichts und der Kosten die Reinigungsleistung einer solchen regenerativen thermischen Nachverbrennungsvorrichtung zu verbessern.

[0008] Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die Wärmespeichermasse der Regeneratoren so angeordnet ist, dass sie gegenüber der Horizontalen mit einem Winkel von weniger als 30°, vorzugsweise höchstens 10° zum Brennraum hin ansteigt.

[0009] Die Wärmespeichermasse der Regeneratoren ist im Wesentlichen horizontal angeord- 1/11 österreichisches Patentamt AT506 459 B1 2010-11-15 net, und zwar so, dass sie gegenüber der Horizontalen mit einem Winkel von weniger als 30°, vorzugsweise 1 bis 10 Grad, insbesondere 2 bis 6° von dem vom Brennraum abgewandten Ende zum Brennraum hin ansteigt. Damit wird sichergestellt, dass die Wärmespeicherkörper, aus denen die Wärmespeichermasse besteht, aneinander liegen bleiben.

[0010] Nach der Erfindung sind normalerweise mindestens zwei Regeneratoren vorgesehen, jedoch kann beispielsweise auch ein dritter Regenerator vorhanden sein, der z. B. mit Reingas gespült wird, während den beiden anderen Regeneratoren wechselweise das Rohgas zugeführt wird.

[0011] Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Absperrorgane zur wechselweisen Verbindung der an die Regeneratoren angeschlossenen Leitungen mit der Rohgaszufuhrleitung und der Reingasabfuhrleitung zu einem einzigen Vier-Wege-Ventil mit einem drehbaren zylindrischen Ventilkörper zusammengefasst.

[0012] Der Ventilkörper wird vorzugsweise durch eine Trennwand gebildet, die sich radial, also diagonal quer durch den zylindrischen Innenraum des Ventilgehäuses erstreckt. In Umfangsrichtung des Ventilgehäuses sind vorzugsweise nacheinander die Rohgaszufuhrleitung, die Leitung zu dem einen Regenerator, die Reingasabfuhrleitung und die Leitung zu dem anderen Regenerator angeschlossen. Diese vier Anschlüsse sind jeweils um etwa 90° in Umfangsrichtung versetzt an der Umfangswand des Ventilgehäuses angeordnet.

[0013] Damit wird auf jeder Seite der Trennwand in dem Ventilgehäuse eine Kammer gebildet, wobei über die eine Kammer das Rohgas aus der Rohgaszufuhrleitung in die Leitung zu dem einen Regenerator strömt und über die andere Kammer das Reingas aus der Leitung von dem anderen Regenerator zu der Reingasabfuhrleitung.

[0014] Damit die Umleitung des Gasstromes in jeder Kammer von einem zum anderen Anschluss möglichst ohne Druckverlust erfolgt, also Turbulenzen entgegengewirkt wird, ist die Trennwand auf beiden radial verlaufenden, also den Kammern zugewandten Seiten konkav ausgebildet. Zugleich wird durch die konkave Bauform einem Strömungskurzschluss entgegengewirkt, d. h. einem Eintritt von Rohgas aus der Rohgaszufuhrleitung in das Reingas in der Reingasabfuhrleitung und umgekehrt im Ventilgehäuse.

[0015] Die Trennwand ist vorzugsweise als Hohlkörper ausgebildet, d. h. sie besteht z. B. aus zwei konkaven Blechwänden, die der einen bzw. anderen Kammer zugewandt sind und jeweils eine Blechwand auf beiden Seiten am Umfang, welche die konkaven Blechwände verbinden.

[0016] Durch die hohle Bauform wird das Gewicht der Trennwand reduziert, wodurch die Umschaltzeit des Vier-Wege-Ventils herabgesetzt werden kann, also die Zeit, in der die Trennwand von der einen in die andere Endstellung bewegt werden kann.

[0017] Eine weitere erhebliche Herabsetzung der Umschaltzeit des Vier-Wege-Ventils kann dadurch erzielt werden, dass der Ventilkörper von einem pneumatischen Drehantrieb angetrieben wird, wobei die Antriebsachse des Drehantriebs vorzugsweise axial mit der Drehachse des Ventilkörpers verbunden ist.

[0018] Durch den pneumatischen Drehantrieb kann die Umschaltzeit zur Betätigung des Vier-Wege-Ventils auf weniger als eine Sekunde, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Sekunden reduziert werden, wodurch Kurzschlussverluste, also ein Eintritt von Rohgas in die Reingasabfuhrleitung weitgehend verhindert werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Umschaltzeit des Ventils zur wechselweisen Zufuhr des Rohgases zu dem einen bzw. anderen Regenerator, also die Zeit, in der das Vier-Wege-Ventil in seiner einen oder anderen Endstellung verharrt, normalerweise mehr als eine Minute, insbesondere etwa zwei bis fünf Minuten beträgt.

[0019] Vorzugsweise ist zwischen den Umfangswänden der Trennwand und der Innenseite der Umfangswand des Ventilgehäuses eine Dichtung vorgesehen, um den Ventilkörper am Umfang gegenüber dem Ventilgehäuse abzudichten. Die Dichtung kann beispielsweise durch eine sich über die ganze Breite der Trennwand erstreckende Dichtleiste gebildet sein, die mit einem Dichtkörper gleicher Länge an der Innenseite des Ventilgehäuses beispielsweise dadurch zu- 2/11 österreichisches Patentamt AT506 459B1 2010-11-15 sammenwirkt, dass der Dichtkörper als Anschlag für die Dichtleiste dient.

[0020] Der Dichtkörper kann z. B. aus Silikon, Viton oder graphitierter Keramikfaser bestehen. Die Dichtleiste weist vorzugsweise ein Federblech auf, damit sie den Dichtkörper beim Anschlag nicht beschädigt.

[0021] Aus dem gleichen Grund ist der pneumatische Drehantrieb, der das Vier-Wege-Ventil betätigt, mit einer Endlagendämpfung ausgestattet.

[0022] Zur Abdichtung des Ventilkörpers bzw. der Trennwand in Axialrichtung ist an jeder Seite des Ventilkörpers bzw. der Trennwand eine koaxiale Scheibe vorgesehen, die von der Umfangswand des Ventilgehäuses mit einem Dichtspalt im Toleranzbereich, also beispielsweise von einem halben Millimeter oder weniger beabstandet ist.

[0023] Dabei kann eine sich über den Umfang des Ventilgehäuses erstreckende Dichtlippe an dem Ventilgehäuse und/oder der Scheibe vorgesehen sein, um diesen Spalt weiter abzudichten.

[0024] Weiterhin kann an wenigstens einer Außenwand des Ventilgehäuses ein Anschluss vorgesehen sein, um dem Spalt zwischen der Scheibe an dem Ventilkörper bzw. der Trennwand und der benachbarten Außenwand des Ventilgehäuses Sperrluft zuzuführen. Dadurch wird ein Gasaustritt aus dem Rohgasbereich des Ventilkörper durch den Spalt zwischen der Scheibe und der Umfangswand des Ventilgehäuses in den benachbarten Reingasbereich verhindert.

[0025] Die Sperrluft weist dazu einen Druck auf, der größer ist als der Druck des über die Rohgaszufuhrleitung dem Ventil zugeführten Rohgases. Mit der Sperrluft wird also zusätzlich der Eintritt von Rohgas in die Reingasabfuhrleitung verhindert.

[0026] Damit auch der Spalt zwischen der Scheibe an der Trennwand und der Außenwand auf der anderen Seite des Ventilgehäuses mit Sperrluft unter Druck gesetzt wird, ist vorzugsweise in der Trennwand und jeder Scheibe eine Durchführung für die Sperrluft von dem mit dem Sperrluftanschluss versehenen Spalt zu dem Spalt zwischen der gegenüberliegenden Scheibe der Trennwand und der Ventilgehäuseaußenwand vorgesehen.

[0027] Die Temperatur im Brennraum und damit die Temperatur der dem Brennraum benachbarten Wärmespeichermasse des Regenerators liegt vorzugsweise bei höchstens 1000, vorzugsweise bei höchstens 900 Xelsius. Bei einer hohen Konzentration der Schadstoffe in dem Rohgas besteht jedoch die Gefahr, dass diese Temperatur überschritten und damit beispielsweise die Isolierung oder die Wärmespeichermasse beschädigt wird.

[0028] Um dies zu verhindern, ist vorzugsweise eine Bypass-Leitung vorgesehen, die an der Rohgaszufuhrleitung vorzugsweise zwischen einem Gebläse und dem Vier-Wege-Ventil angeschlossen ist und direkt in den Brennraum mündet, sodass ihm kaltes Rohgas zugeführt werden kann.

[0029] D. h. bei Energieüberschuss in den Brennraum wird Rohgas vom Hauptgebläse über die Bypass-Leitung in den Brennraum zur Kühlung desselben geführt, um zu verhindern, dass die vorgegebene Brennraumtemperatur überschritten wird.

[0030] Die Ansteuerung zur Herabsetzung der Rohgaszufuhr über die Bypass-Leitung zum Brennraum bei Überschreiten der vorgegebenen Brennraumtemperatur wird jedoch vorzugsweise verzögert durchgeführt. D. h. der Energieüberschuss wird nicht direkt in das Reingas abgeführt, sondern durch die verzögerte Ansteuerung des Regelventils, welches in der Bypass-Leitung vorgesehen ist, in der Wärmespeichermasse des Regenerators gespeichert. Dadurch wird die Energieeffizienz der Anlage bei wechselnder Konzentration der Schadstoffe erhöht.

[0031] In der Brennkammer sind vorzugsweise Mischeinrichtungen vorgesehen, um eine turbulente Strömung zu erzeugen. Diese Mischeinrichtungen dienen insbesondere zum Vermischen des aus der Bypass-Leitung in den Brennraum eintretenden Rohgases mit dem heißen Brennkammergas. 3/11 österreichisches Patentamt AT506 459 B1 2010-11-15 [0032] Die Wärmespeichermasse besteht vorzugsweise aus extrudierten, keramischen Wärmespeicherkörpern mit prismatischem Querschnitt und parallel zur Prismenlängsachse verlaufenden Kanälen. Diese Wärmespeicherkörper sind in EP 0 472 605 B1 im einzelnen beschrieben. Sie weisen eine hohe thermische Stabilität auf und können beispielsweise aus porösem Cordie-rit hergestellt sein.

[0033] Vorzugsweise ist zur primären Beheizung des Brennraumes eine Elektroheizung vorgesehen, die im Boden und/oder den Seitenwänden in der Brennraum vorgesehen ist. Mit dieser Elektroheizung wird der Brennraum auf seine Betriebstemperatur von beispielsweise mindestens 750°C erwärmt, bevor dem Brennraum Rohgas zugeführt wird.

[0034] Gegenüber dem Stand der Technik wird damit der Energieverlust reduziert, der erforderlich ist, um die Brennraum auf Betriebstemperatur zu erwärmen, damit die Abgasreinigung durchgeführt werden kann.

[0035] Nach dem Stand der Technik wird dazu nämlich ein gasförmiger oder flüssiger Brennstoff verwendet, der, mit Verbrennungsluft vermischt, mit einem Gebläse in den Brennraum geblasen wird. Damit muss die Verbrennungsluft zusätzlich aufgeheizt werden, was einen nicht unerheblichen Energieverlust von ca. 30% bewirkt.

[0036] Der Brennstoff, der zur direkten Eindüsung in den Brennraum verwendet wird, kann beispielsweise ein gasförmiger Brennstoff, wie Erdgas oder Propan oder ein flüssiger Brennstoff, wie Heizöl oder ein flüssiger Biokraftstoff sein.

[0037] Vorzugsweise ist zur sekundären Beheizung eine Einrichtung zur direkten Brennstoffeindüsung in den Brennraum vorgesehen. D. h., wenn der Brennraum mit der Elektroheizung auf die erforderliche Betriebstemperatur gebracht worden ist, kann, wenn die Schadstoffkonzentration in dem Rohgas zu gering ist, die Betriebstemperatur aufrecht erhalten werden, indem Brennstoff direkt, also ohne Verbrennungsluft in die Brennkammer eingedüst wird, der mit der in dem Rohgas enthaltenen Luft verbrannt wird.

[0038] Durch die im Wesentlichen horizontale Anordnung der Wärmespeichermasse der Regeneratoren weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine relativ geringe Höhe auf. Sie kann damit in einem beispielsweise kastenförmig ausgebildeten Tragrahmen, der vorzugsweise mit einer Außenverkleidung versehen ist, angeordnet sein. Dabei ist das Vier-Wege-Ventil in dem der einen Stirnseite des Kastens zugewandten Endbereich angeordnet, und der Brennraum in dem der anderen Stirnseite zugewandten Endbereich. Die gesamte Vorrichtung kann damit beispielsweise als Container transportabel ausgebildet sein.

[0039] Nachstehend ist diese Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch: [0040] Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung mit durchsichtig dargestelltem Gehäuse für die Regeneratoren und den Brennraum; [0041] Fig. 2 einen Radialschnitt durch das Vier-Wege-Ventil; [0042] Fig. 3 einen Axialschnitt durch einen Teil der seitlichen Abdichtung auf einer Seite des

Vier-Wege-Ventils nach Figur 2; und [0043] Fig. 4 die in einem kastenförmigen Tragrahmen angeordnete Vorrichtung in perspektivi scher Wiedergabe im Längsschnitt.

[0044] Gemäß Fig. 1 weist die Vorrichtung ein Gehäuse 1 auf, in dem zwei aus Wärmespeichermassen 2,3 gebildete Regeneratoren 4,5 und ein Brennraum 6 angeordnet sind, der die Regeneratoren 4,5 an dem einen Ende miteinander verbindet.

[0045] Das zu reinigende schadstoffhaltige Abgas oder Rohgas wird über die Rohgaszufuhrleitung 7 zugeführt, die mit einem Gebläse 8 versehen ist. Das gereinigte Abgas oder Reingas wird über die als Kamin ausgebildete Reingasabfuhrleitung 9 ins Freie abgegeben.

[0046] Zur wechselweisen Zufuhr des Rohgases zu dem einen Regenerator 4 bzw. 5 und zur 4/11 österreichisches Patentamt AT506 459 B1 2010-11-15

Abfuhr des Reingases von dem anderen Regenerator 5 bzw. 4 ist ein Vier-Wege-Ventil 10 vorgesehen, an das die Rohgaszufuhrleitung 7 bzw. dessen Zwischenstück 7' am Gebläse 8 angeschlossen ist. Das Vier-Wege-Ventil 10 ist dazu an das dem Brennraum 6 abgewandten Ende der Regeneratoren 4,5 über die Leitung 11 bzw. 12 mit dem einen bzw. anderen Regenerator 4 bzw. 5 verbunden.

[0047] Im Boden des Brennraumes 6 ist eine Elektroheizung 13 vorgesehen, mit der der Brennraum 6 z. B. auf 800°C aufgeheizt werden kann.

[0048] Wenn das Rohgas von der Rohgaszufuhrleitung 7, 7' mit dem Vier-Wege-Ventil 10 über die Leitung 11 dem Regenerator 4 zugeführt wird, werden die organischen oder sonstigen brennbaren Schadstoffe in dem Rohgas in dem Brennraum 6 verbrannt, wodurch die Wärmespeichermasse 3 in dem anderen Regenerator 5 durch das heiße Reingas aufgeheizt wird, das über die Leitung 12 und das Vier-Wege-Ventil 10 der Reingasabfuhrleitung 9 zugeführt wird. Nach einer Umschaltzeit von beispielsweise drei Minuten wird das Vier-Wege-Ventil 10 umgeschaltet, so dass das Rohgas über die Leitung 12 der aufgeheizten Wärmespeichermasse 3 des Regenerators 5 zugeführt wird und das Reingas über die Leitung 11 über das Vier-Wege-Ventil 10 der Reingasabfuhrleitung 9 usw. Mit dem Vier-Wege-Ventil 10 ist also die Rohgaszufuhrleitung 7, 7' und die Reingasabfuhrleitung 9 wechselweise mit der einen bzw. anderen Leitung 11 bzw. 12 und damit mit dem einen bzw. anderen Regenerator 4,5 verbindbar.

[0049] Das Vier-Wege-Ventil 10 weist einen drehbaren zylindrischen Ventilkörper 14 auf, der gemäß Figur 2 durch eine um die Achse 15 drehbare Trennwand 16 gebildet wird, die sich radial durch den Innenraum des Ventilgehäuses 17 erstreckt.

[0050] An das Ventilgehäuse 17 sind am Umfang in Umfangsrichtung gesehen nacheinander um einen Winkel von etwa 90° versetzt am Anschluss 22 die Rohgaszufuhrleitung 7, 7', am Anschluss 23 die Leitung 11 zu dem einen Regenerator 4, am Anschluss 24 die Reingasabfuhrleitung 9 und am Anschluss 25 die Leitung 12 zu dem anderen Regenerator 5 angeschlossen.

[0051] Durch die Trennwand 16 wird der Innenraum des Ventilgehäuses 17 in die beiden Kammern 18, 19 getrennt, wobei in der in Figur 2 dargestellten Endstellung des Ventilkörpers 14 über die eine Kammer 18 das Rohgas aus dem Rohgasanschluss 22 über den Anschluss 23 in die Leitung 11 zu dem einen Regenerator 4 strömt und über die andere Kammer 19 das Reingas aus der Leitung 12 (Anschluss 25) von dem anderen Regenerator 5 zur Reingasabfuhrleitung 9 (Anschluss 24).

[0052] In der anderen Endstellung ist der Ventilkörper 14 entgegen dem Uhrzeigersinn um 90° gedreht, sodass das Rohgas (Anschluss 22) in die Leitung 12 (Anschluss 25) und das Rohgas aus der Leitung 11 (Anschluss 23) zum Anschluss 24 strömt.

[0053] Damit die Umleitung des Gasstromes in jeder Kammer 18, 19 von einem zum anderen Anschluss 22 und 23 bzw. 25 und 24 möglichst ohne Druckverluste erfolgt, ist die Trennwand 16 an beiden radial verlaufenden, also den Kammern 18, 19 zugewandten Seiten konkav ausgebildet.

[0054] Die Trennwand 16 ist als Hohlkörper ausgebildet, d. h. sie besteht aus zwei konkaven Blechwänden 28, 29 und jeweils einem Verbindungsabschnitt 26, 27 am Umfang, die die Blechwände 28, 29 miteinander verbinden.

[0055] Das Stellorgan für das Vier-Wege-Ventil 10 wird durch einen mit der Drehachse 15 der Trennwand 16 verbundenen pneumatischen Drehantrieb 31 gebildet, der gemäß Figur 1 an das Ventilgehäuse 17 angeflanscht ist.

[0056] An dem Verbindungsabschnitt 26, 27 der Trennwand 16 ist jeweils eine Dichtleiste 32, 33 vorgesehen, die mit an der Innenseite der Umfangswand 30 des Ventilgehäuses 17 angeordneten Dichtkörper 34 bis 37 Zusammenwirken, an den die Dichtleiste 32, 33 anschlägt (Figur 2). Die Dichtleisten 32, 33 sind dazu als Federbügel ausgebildet. Die Dichtkörper 34 bis 37 sind jeweils zwischen zwei benachbarten Anschlüssen 22 bis 25 vorgesehen.

[0057] Zur Abdichtung der Trennwand 16 in axialer Richtung ist auf beiden Seiten der Trenn- 5/11 österreichisches Patentamt AT506 459B1 2010-11-15 wand 16 eine zur Drehachse 15 koaxiale Scheibe 38, 38' vorgesehen, wobei in Figur 2 die Scheibe 38 zu sehen ist, die z. B. mit Schrauben 39 an die Trennwand 16 angeflanscht ist, und in Figur 3 die Scheibe 38'.

[0058] Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist an die der Scheibe 38' benachbarte Außenwand 41 des Ventilgehäuses 17 ein Sperrluftanschluss 42 vorgesehen, um Sperrluft in den Spalt 40 zwischen der Scheibe 38' und der Außenwand 41 zu blasen. Damit wird verhindert, dass Rohgas durch den Spalt 43 aus dem Ventilkörper 14 in den Spalt 42 und von dort in das Reingas gelangen kann. Der Spalt 43 ist zusätzlich durch eine Ringdichtung 44 an der Innenseite der Umfangswand des Ventilgehäuses 17 abgedichtet.

[0059] Anstelle der Sperrluft ist es auch möglich, eine Absaugung für den Spalt 42 vorzusehen, um zu verhindern, das Rohgas über den Spalt 42 in das Reingas gelangt. In diesem Fall wird die abgesaugte Sperrluft dem Rohgas vor dem Gebläse 8 zugeführt.

[0060] Damit die Sperrluft auch in den Spalt zwischen der gegenüberliegenden Scheibe 38 der Trennwand 16 und der gegenüberliegenden Ventilgehäuseaußenwand geblasen bzw. die Luft in diesen Spalt abgesaugt werden kann, sind in den beiden Scheiben 38, 38' Durchführungen 45 zwischen den Blechwänden 28 und 29 vorgesehen.

[0061] Die Wärmespeichermassen 2,3 der Regeneratoren 4,5 sind gemäß Figur 1 und 4 auf einem Träger 46 angeordnet.

[0062] Dabei ist an das Zwischenstück 7' der Rohgaszufuhrleitung 7 zwischen dem Gebläse 8 und dem Vier-Wege-Ventil 10 eine Bypass-Leitung 47 angeschlossen, die sich unterhalb des Trägers 46 bis zum Brennraum 6 erstreckt.

[0063] Die Bypass-Leitung 47 mündet in dem Brennraum 6 verteilt angeordneten senkrechten Holmen 48, die mit Austrittsöffnungen 49 für das Rohgas versehen sind, welche über die Länge der Holme 48 verteilt angeordnet sind.

[0064] An den Holmen 48 sind Flügel 50 beispielsweise aus temperaturfestem Stahl vorzugsweise abhängbar befestigt, die Mischeinrichtungen 51 bilden, um die Turbulenz in der Brennkammer 6 zur besseren Verbrennung zu erhöhen.

[0065] Wenn das Rohgas eine hohe Konzentration an brennbaren Schadstoffen aufweist, kann mit der Bypass-Leitung 47 dem Brennraum 6 direkt kaltes Rohgas zugeführt werden. Mit dem kalten, über die Bypass-Leitung 47 zugeführten Rohgas kann dadurch ein Überschreiten der vorgegebenen Temperatur der Brennkammer von beispielsweise 900° C verhindert werden.

[0066] Auf der anderen Seite sind beispielsweise in der Stirnwand der Brennkammer 6 Düsen 52 zur direkten Eindüsung eines gasförmigen oder flüssigen Brennstoffs vorgesehen, um die für den Betrieb in der Vorrichtung erforderliche Brennraumtemperatur nicht zu unterschreiten, wenn die Konzentration der brennbaren Schadstoffe in dem Rohgas zu gering ist.

[0067] Die Wärmespeichermasse 2,3 der Regeneratoren 4,5 besteht aus extrudierten keramischen parallelepipedischen, quader- oder blockförmigen Wärmespeicherkörpern 53 die parallel zur Längsachse verlaufende Kanäle mit einem hydraulischen Durchmesser von 2 bis 12 mm aufweisen. Derartige Wärmespeicherkörper mit rechteckigem, also allgemein prismatischem Querschnitt und parallel zur Prismenlängsachse verlaufenden Kanälen sind im EP 0 472 605 B1 näher beschrieben.

[0068] Der Träger 46 ist so ausgebildet, dass die aus den Speicherkörpern 53 gebildete Wärmespeichermasse 2,3 der Generatoren 4,5 gegenüber der Horizontalen mit einem Winkel α von beispielsweise 5° von der Mündung der Leitungen 11,12 in die Regeneratoren 4,5 bis zum Brennraum 6 hin ansteigt. Dadurch wird sichergestellt, dass die Wärmespeicherkörper 53 mit ihre Stirnseiten dauerhaft aneinander liegen bleiben.

[0069] Gemäß Figur 4 ist die gesamte Vorrichtung in einem Tragrahmen 54 angeordnet, der mit einer nicht dargestellten Außenverkleidung versehen ist. Dabei sind das Vier-Wege-Ventil 10 mit dem Hauptgebläse 8 in dem einen Endabschnitt 55 in dem Tragrahmen 54 angeordnet, die 6/11

Claims (17)

1. österreichisches Patentamt AT506 459B1 2010-11-15 Regeneratoren 4,5 und der Brennraum 6 im mittleren Abschnitt 56, während der andere Endabschnitt 57 als z. B. über eine Tür zugänglicher Kontrollraum mit Schaltschrank ausgebildet ist, in dem unter anderem auch die Einrichtung zum Eindüsen des Brennstoffs über die Düsen 52 vorgesehen sein kann. Die gesamte Vorrichtung kann damit als transportabler Container ausgebildet werden. Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Reinigung von schadstoffhaltigem Abgas durch regenerative thermische Nachverbrennung mit wenigstens zwei Wärmespeichermassen (2, 3) enthaltenden, über einen Brennraum (6) miteinander verbundenen Regeneratoren (4, 5), einer Rohgaszufuhrleitung (7, 7) und einer Reingasabfuhrleitung (9) und mit durch Stellorgane betätigbaren Absperrorganen, mit welchen die Rohgaszufuhrleitung (7, 7) und die Reingasabfuhrleitung (9) wechselweise mit einer Leitung (11, 12) verbindbar ist, die an den einen bzw. anderen Regenerator (4, 5) auf der dem Brennraum (6) gegenüberliegenden Seite angeschlossen ist, wobei die Absperrorgane zur wechselweisen Verbindung der an die Regeneratoren (4,5) angeschlossenen Leitungen (11, 12) mit der Rohgaszufuhrleitung (7, 7) und der Reingasabfuhrleitung (9) in einem einzigen Vier-Wege-Ventil (10) mit einem drehbaren zylindrischen Ventilkörper (14) zusammengefasst sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeichermasse (2, 3) der Regeneratoren (4,5) so angeordnet ist, dass sie gegenüber der Horizontalen mit einem Winkel (a) von weniger als 30°, vorzugsweise höchstens 10° zum Brennraum (6) hin ansteigt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellorgan für das Vier-Wege-Ventil (10) durch einen an den Ventilkörper (14) axial angebauten pneumatischen Drehantrieb (31) mit Endlagendämpfung gebildet wird.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (14) als Hohlkörper ausgebildet ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (14) durch eine Trennwand (16) gebildet ist, die sich radial durch den zylindrischen Innenraum des Ventilgehäuses (17) erstreckt.
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Um-fangsrichtung des Ventilgehäuses (17) nacheinander die Rohgaszufuhrleitung (7, 7'), die Leitung (11) zu dem einen Regenerator (4), die Reingasabfuhrleitung (9) und die Leitung (12) zu dem anderen Regenerator (5) angeschlossen sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (22 bis 25) für die Rohgaszufuhrleitung (7, 7'), die Leitung (11) zu dem einen Regenerator (4), die Reingasabfuhrleitung (9) und die Leitung (12) zu dem anderen Regenerator (5) in Um-fangsrichtung um jeweils 90° versetzt angeordnet sind.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (16) zur Minimierung des Druckverlustes und zur Begrenzung des Strömungskurzschlusses auf beiden Seiten konkav ausgebildet ist.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung der Trennwand (16) in axialer Richtung auf beiden Seiten der Trennwand (16) eine Scheibe (38, 38') und an der Außenwand (41) des Ventilgehäuses (17) ein Sperrluftanschluss (42) zur Zufuhr von Sperrluft in den Spalt (40) zwischen der Außenwand (41) und der benachbarten Scheibe (38') oder eine Absaugung zum Absaugen der Luft aus dem Spalt (40) vorgesehen ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Durchführung (45) durch die Trennwand (16) von dem einen Spalt (40) zwischen der Scheibe (38') und der Außenwand (41) des Ventilgehäuses (17) auf der einen Seite zu dem Spalt zwischen der Scheibe und der Außenwand (41) auf der anderen Seite des Ventilgehäuses (17) vorgesehen ist. 7/11 österreichisches Patentamt AT506 459B1 2010-11-15
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (16) am Umfang mit einer mit Dichtkörpern (34 bis 37) an der Innenseite der Umfangswand (30) des Ventilgehäuses (17) zusammenwirkenden Dichtleiste (32,33) versehen ist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an die Rohgaszufuhrleitung (7, 7') eine in den Brennraum (6) mündende Bypass-Leitung (47) angeschlossen ist.
12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Brennraum eine Mischeinrichtung (51) zur Erhöhung der Turbulenz angeordnet ist.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischeinrichtung (51) in dem Brennraum (6) zum Vermischen des aus der Bypass-Leitung (47) in den Brennraum (6) eintretenden Rohgases vorgesehen sind.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmespeichermasse (2, 3) aus extrudierten keramischen Wärmespeicherkörpern (53) mit prismatischem Querschnitt und parallel zur Prismenlängsachse verlaufenden Kanälen gebildet ist.
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur primären Beheizung des Brennraumes (6) eine Elektroheizung (13) in dem Brennraum (6) vorgesehen ist.
16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur sekundären Beheizung des Brennraumes (6) eine Einrichtung zur direkten Brennstoffeindüsung in den Brennraum (6) vorgesehen ist.
17. 17. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einem Tragrahmen (54) angeordnet ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 8/11