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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Reinigung von mit organischen
Schadstoffen beladener Abluft und auf eine Anlage zur Durchführung des
Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 14.
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Aus
DE 197 16 877 C1 ist
es bereits bekannt mit organischen Schadstoffen beladene Abluft
mit einer adsorptiven Reinigungsanlage und einer Nachverbrennungsanlage
zu reinigen. Die Reinigungsanlage weist einen ein Adsorptionsmittel
enthaltenen zylindrischen Körper
auf, der um seine Zylinderachse gedreht wird und gegenüberliegend
auf beiden Seiten in Sektoren angeordnete Anschlüsse zum Durchtritt der zu reinigenden
Abluft von einer Rohgasleitung in eine Reingasleitung, zum Durchtritt
der Kühlluft
von einer Kühlluftaufuhrleitung
in eine Kühlluftabfuhrleitung
und zum Durchtritt von Heißluft
zur Desorption der adsorbierten Schadstoffe mit einer Heißluftzufuhrleitung
in eine Schadstoffleitung zum Austritt der Abluft mit den desorbierten
Schadstoffen aufweist. Die Nachverbrennungsanlage enthält eine Brennkammer
zur Verbrennung der desorbierten Schadstoffe, wobei zur Erwärmung der
Heißluft
ein Teil der heißen
Brennkammerluft einer Mischkammer zugeführt wird.
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Aufgrund
der hohen Strömungsgeschwindigkeit
durch ein Sauggebläse
werden dabei bereits in der Kühlzone
Schadstoffe desorbiert, sodass aufgrund der Erwärmung in der Mischkammer durch
die heiße
Brennkammerluft aus der Brennkammerabfuhrleitung und der resultierenden
Heißluft
in der Heißgaszufuhrleitung,
die der Desorptionszone zugeführt
wird, die Heißluft
zumindest teilweise aus einem Teil der Abluft mit den desorbierten
Schadstoffen besteht, welcher nach Erwärmung durch den Teil der heißen Brennkammerluft
zu dem Anschluss zum Heißlufteintritt
zur Desorption der adsorbierten Schadstoffe zurückgeführt wird.
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Damit
werden mit der bekannten Anlage durch die absorptive Reinigungsanlage
die Schadstoffe aufkonzentriert. Wenn die Konzentration der Schadstoffe
der zu reinigenden Abluft eine gewisse Mindestkonzentration nicht
unterschreitet, können damit
die Schadstoffe der Nachverbrennungsanlage in einer Konzentration
zugeführt
werden, dass zu ihrer Verbrennung keine zusätzliche Energie zugeführt werden
muss, also die Nachverbrennungsanlage autotherm betrieben werden
kann.
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Die
maximal mögliche
Aufkonzentrierung der Schadstoffe wird bei dem bekannten Verfahren
jedoch im Wesentlichen durch die Tatsache limitiert, dass mit dem
dafür notwendigen
kleinen Desorptionsluftstrom eine vollständige Regeneration (>90%) des Adsorptionsmittels
nicht möglich
ist. Dadurch vermindert sich die Kapazität. Die Reinigungsleistung und
der Anreicherungsfaktor der adsorptiven Reinigungsanlage sind damit
gegenläufig,
das heißt die
Reinigungsleistung sinkt mit steigendem Anreicherungsfaktor, also
je höher
die Konzentration der Schadstoffe in der der Nachverbrennungsanlage
zugeführten
Abluft gegenüber
der Konzentration der Schadstoffe in der zu reinigenden Abluft ist.
Bei niedriger Schadstoffkonzentration in der zu reinigenden Abluft
muss bei dem bekannten Verfahren daher zusätzlich Energie zugeführt werden;
zudem ist der Reinigungswirkungsgrad geringer als erwünscht.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, auch bei sehr niedriger Schadstoffkonzentration
in der zu reinigenden Abluft den Gesamtenergiebedarf einer solchen Anlage
ohne Beeinträchtigung
des hohen Reinigungswirkungsgrades und ohne Erhöhung des apparativen Aufwandes
wesentlich zu verringern.
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Dies
wird erfindungsgemäß mit dem
im Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahren erreicht. In den Ansprüchen 2 bis
13 sind bevorzugte Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
angegeben. Im Anspruch 14 ist eine bevorzugte Anlage zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens
gekennzeichnet, welche durch die Ansprüche 15 bis 23 in vorteilhafter
Weise weiter ausgebildet wird.
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Bei
der adsorptiven Reinigungsanlage wird mehr als die Hälfte des
Querschnittes des das Adsorptionsmittel enthaltenden zylindrischen
Körpers vom
verunreinigten Abgas durchströmt,
während
in ein kleineres Segment die Heißluft zur Desorption der adsorbierten
Schadstoffe strömt.
Durch die Drehung des zylindrischen Körpers und der sektorförmigen Anschlüsse zur
Zufuhr und Abfuhr der einzelnen Gase zu und von dem Körper relativ
zueinander wird ein kontinuierlicher Betrieb ermöglicht. Das heißt, bei der
Reinigungsanlage kann sich der zylindrische Körper drehen, während sich
die sektorförmigen
Anschlüsse
nicht bewegen oder es können
sich die Anschlüsse
drehen, während
der zylindrische Körper stationär angeordnet
ist. Dabei wird nachstehend bevorzugt die Ausführungsform beschrieben, bei
der sich der zylindrische Körper
dreht, also einen Rotor bildet.
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Erfindungsgemäß wird ein
Teil der Abluft mit den adsorbierten Schadstoffen nicht der Nachverbrennungsanlage
zugeführt,
sondern abgezweigt, um nach Erwärmung
durch einen Teil der Brennkammerluft zumindest einen Teil der Heißluft zu
bilden. Erfindungsgemäß wird damit
eine entsprechend erhöhte
Heißluftmenge
dem zylindrischen Körper
zugeführt.
Zugleich weist die Heißluft
zusätzlich
Schadstoffe auf, so dass aus dem zylindrischen Körper ein Abluftstrom mit einer
höheren
Schadstoffkonzentration austritt.
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Während bei
hoher Rotordrehzahl und damit hoher Kapazität des Rotors eine vollständige Regeneration
des Adsorptionsmittels bei gleichzeitig hoher Anreicherung der Schadstoffe
in der der Nachverbrennungsanlage zugeführten Abluft bisher nicht möglich ist,
da die übertragene
Wärmemenge
durch die Wärmemenge
in dem Heißluftstrom
limitiert ist, die nur von dem Heißluftvolumenstrom und der Temperatur
abhängt,
kann erfindungsgemäß, da ein
Teil der Abluft mit den desorbierten Schadstoffen zu dem Anschluss
zum Heißlufteintritt
zur Desorption der adsorbierten Schadstoffe zurückgeführt wird, in diesem Verhältnis mehr
Energie zur Desorption genutzt werden. Dadurch steigt die mögliche Aufkonzentrierung der
Schadstoffe in der der Nachverbrennungsanlage zugeführten Abluft
an und der Gesamtenergieverbrauch der Anlage nimmt ab.
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Die
Erhöhung
des Anreicherungsfaktors ermöglicht
den autothermen Betrieb der erfindungsgemäßen Anlage bei gleichbleibender
Reinigungsleistung und geringen Investitionskosten.
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Vorzugsweise
werden mindestens 10%, insbesondere 10 bis 60% des Durchsatzes der
Abluft mit den desorbierten Schadstoffen zu dem Anschluss zum Heißlufteintritt
zurückgeführt.
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Der
Durchsatz der Abluft mit den desorbierten Schadstoffen in der Nachverbrennungsanlage beträgt vorzugsweise
mindestens 4%, insbesondere 4 bis 20% des Durchsatzes der zu reinigenden
Abluft durch den zylindrischen Körper.
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Zur
Rückführung der
Abluft mit den desorbierten Schadstoffen haben sich insbesondere
zwei Varianten als geeignet erwiesen. Nach der einen Variante wird
die Abluft mit dem desorbierten Schadstoffen von dem Austritt aus
dem zylindrischen Körper
mit einem Gebläse
der Nachverbrennungsanlage zugeführt,
wobei der Teil der Abluft mit dem adsorbierten Schadstoffen, der
zum Heißlufteintritt
zurückgeführt wird,
zwischen dem Gebläse
und dem Nachverbrennungsanlage abgezweigt wird. Hierzu reicht eine
Rückführleitung
mit einem Drosselventil aus, um einen Teilstrom der auf konzentrierten
Abluft zurückzuführen und
damit die auf das Adsorptionsmittel übertragene Wärmemenge
zu erhöhen,
ohne die Eintrittstemperatur oder den in der Nachverbrennungsanlage
zu behandelnden Volumenstrom zu erhöhen.
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Nach
der anderen Variante sind am Austritt der Abluft mit den desorbierten
Schadstoffen an Stelle eines sektorförmigen Anschlusses zwei sektorförmige Anschlüsse vorgesehen,
wobei die aus dem ersten Anschluss austretende Abluft zu dem Anschluss
zum Eintritt von Heißluft
zur Desorption der adsorbierten Schadstoffe zurückgeführt wird und die aus dem zweiten
Anschluss austretende Abluft der Nachverbrennungsanlage zugeführt wird.
Während der
erste Anschluss dem Anschluss zum Eintritt der zu reinigenden Abluft
benachbart ist, ist der zweite Anschluss dem Anschluss zum Kühlluftdurchtritt
benachbart.
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Da
sich der Rotor vom ersten zum zweiten Anschluss dreht, ist die Abluft,
die in den ersten Anschluss eintritt, weniger beladen und kühler als
die Abluft, die in den zweiten Anschluss eintritt, wo das Adsorptionsmittel
von der Heißluft
maximal aufgeheizt ist. Nach dieser Variante wird damit ein relativ kühler, schwach
beladener Teil der Abluft über
eine Rückführleitung
zurückgeführt und
zur Bildung der Heißluft
verwendet. In der Rückführleitung
ist dabei vorzugsweise ein Gebläse
vorgesehen.
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Durch
die Rückführung des
wenig beladenen kühlen
Teilstromes über
das Gebläse
wird die Anreicherung erhöht,
ohne die Reinigungsleistung zu verringern, da so eine größere Wärmemenge
auf den Rotor innerhalb der Desorptionssektor übertragen werden kann. Damit
ist es möglich,
selbst bei hoher Rotordrehzahl, welche direkt proportional zur Kapazität des Rotors
ist, diesen dennoch vollständig
zu desorbieren.
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Beide
Varianten können
auch zusammen ausgeführt
werden.
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Während die
zu reinigende Abluft und die Kühlluft
den zylindrischen Körper
in der einen Richtung durchströmen,
strömt
die Heißluft
zur Desorption der adsorbierten Schadstoffe in entgegengesetzter
Richtung durch den zylindrischen Körper.
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Um
den Teil der Abluft mit den desorbierten Schadstoffen, der zu dem
Anschluss zum Heißlufteintritt
zurückgeführt wird,
mit der Brennkammerluft zu erwärmen,
kann ein Mischer oder ein Wärmetauscher
vorgesehen sein. Bei einem Wärmetauscher tritt
die Brennkammerluft als abgekühltes
Reingas aus.
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Als
Kühlluft
kann Umgebungsluft oder ein Teil der zu reinigenden Abluft verwendet
werden. Die nach dem Durchtritt durch den zylindrischen Körper erwärmte Kühlluft wird
mit dem Teil der Abluft mit den desorbierten Schadstoffen, der zum
Anschluss zum Heißlufteintritt
zurückgeführt wird,
vereinigt, wobei bei Verwendung eines Wärmetauschers zur Erwärmung der
Heißluft
die Vereinigung vorzugsweise vor dem Eintritt in den Wärmetauscher
erfolgt.
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Zum
Abdichten der sektorförmigen
Anschlüsse
gegenüber
dem dazu relativ drehbaren zylindrischen Körper werden Dichtungen verwendet, die
eine begrenzte Temperaturbeständigkeit
von z.B. bis 250°C
besitzen. Sie halten damit der z.B. auf 150 bis 200°C erwärmten Heißluft zur
Desorption der Schadstoffe stand. Zwar wird bei dieser Temperatur der
größte Teil
der Schadstoffe desorbiert, um auch einen Rest höher siedender Schadstoffe zu
entfernen, ist erfindungsgemäß der sektorförmige Anschluss
zum Heißlufteintritt
vorzugsweise in einen inneren Bereich, der im Abstand von dem Anschluss zum
Kühlluftdurchtritt
und im Abstand zum Anschluss zum Reinluftaustritt angeordnet ist,
und in die äußeren Bereiche,
die dem Anschluss zum Kühlluftdurchtritt
und dem Anschluss zum Reinluftaustritt benachbart sind, geteilt.
Dem inneren Bereich kann damit eine Heißluft zugeführt werden, die auf eine höhere Temperatur
erwärmt
ist als die den äußeren Bereichen
zugeführte
Heißluft,
ohne die Dichtungen zu beschädigen, die
den einen äußeren Bereich
von dem Anschluss zum Kühlluftdurchtritt
und den anderen äußeren Bereich
von dem Anschluss zum Reinluftaustritt trennen. So kann die Temperatur
der Heißluft,
die dem inneren Bereich zugeführt
wird, um 20 bis 150°C,
vorzugsweise 30 bis 80°C über der
Temperatur der Heißluft
liegen, die den äußeren Bereichen
zugeführt
wird.
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Die
dem inneren Bereich zugeführte
Heißluft kann über eine
Bypass-Leitung mit einer Heizeinrichtung, die an die Heißluftzufuhrleitung
angeschlossen ist, zugeführt
werden. Auch kann dem inneren Bereich Brennkammerluft zugeführt werden.
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Für den inneren
Bereich kann ein sektorförmiger
Anschluss vorgesehen sein, welcher zwischen den beiden Dichtungen
und im Abstand von den beiden Dichtungen des sektorförmigen Anschlusses
angeordnet ist, an den die Heißluftzufuhrleitung
angeschlossen ist.
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Um
zu verhindern, dass das Heißgas
aus dem inneren Bereich zu den Dichtungen gelangen kann, weist die
dem inneren Bereich zugeführte Heißluft einen
niedrigeren Druck auf als die den äußeren Bereichen zugeführte Heißluft.
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Durch
die an die Heißluftzufuhrleitung
angeschlossene Bypass-Leitung mit einer Heizeinrichtung, die an
den sektorförmigen
Anschluss angeschlossen ist, welcher zwischen den beiden Dichtungen
des sektorförmigen
Anschlusses, an dem die Heißgaszufuhrleitung
angeschlossen ist, vorgesehen ist, kann zu dem ein „Bake-out", z.B. bei 250 bis 350°C durchgeführt werden,
ohne dass die Dichtungen mit der z.B. auf 250 bis 350°C heißen Luft
der Bypass-Leitung in Berührung
kommen. Zur Desorption hochsiedender Schadstoffe im „Bake-out"-Betrieb wird der
zylindrische Körper,
ohne mit der zu reinigenden Abluft beaufschlagt zu werden, mit einer Drehzahl
gedreht, die geringer ist als beim Abluftreinigungsbetrieb.
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Beispielsweise
kann die Drehzahl beim Abluftreinigungsbetrieb drei bis sechs Umdrehungen pro
Stunde betragen, beim „Bake-out"-Betrieb jedoch nur
ein bis drei Umdrehungen pro Stunde.
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Nachstehend
ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft
näher erläutert. Es
zeigt:
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1 eine
schematische Ansicht der Reinigungsanlage nach einer ersten Ausführungsform;
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2 und 3 eine
Draufsicht auf die Seite des zylindrischen Körpers mit den sektorförmigen Anschlüssen zum
Austritt der Reinluft nach Adsorption der Schadstoffe, zum Austritt
der Kühlluft
und zum Eintritt der Heißluft
zur Desorption der adsorbierten Schadstoffe bzw. zum Eintritt der
zu reinigenden Abluft, zum Eintritt der Kühlluft und zum Austritt der
Abluft mit den desorbierten Schadstoffen der Reinigungsanlage nach 1;
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4 eine
schematische Ansicht einer Reinigungsanlage nach einer anderen Ausführungsform und
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5 eine
Draufsicht auf die Seite des zylindrischen Körpers mit den sektorförmigen Anschlüssen zum
Eintritt der zu reinigenden Abluft, zum Eintritt der Kühlluft und
zum Austritt der Abluft mit den desorbierten Schadstoffen der Reinigungsanlage nach 4.
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Gemäß 1 besteht
die Anlage aus einer adsorptiven Reinigungsanlage 1 und
einer Nachverbrennungsanlage 2.
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Die
adsorptive Reinigungsanlage 1 weist einen zylindrischen
Körper 3 auf,
der mit einem Adsorptionsmittel 4 beschichtet bzw. gefüllt ist
und um eine Achse 5 von einem nicht dargestellten Motor
in langsame Umdrehung versetzt wird.
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Dem
zylindrischen Körper 3 wird über eine Rohgasleitung 6 die
zu reinigende, mit den organischen Schadstoffen beladene Abluft
mit einem Gebläse 7 zugeführt. Zwischen
dem Gebläse 7 und
dem zylindrischen Körper 3 ist
in der Rohgasleitung 6 ein Absperrorgan 9 vorgesehen.
Die Rohgasleitung 6 ist an einen nicht dargestellten Anschluss
angeschlossen, der eine der Adsorptionssektor 8 entsprechende Kreissektorform
aufweist, wobei der Randbereich des Anschlusses mit einer Dichtung 10, 11 gegenüber der
gasdurchlässigen
Seite bzw. Seitenwand 12 des Körpers 3 abgedichtet
ist, wie in 2 dargestellt.
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Ein
entsprechender segmentförmiger
Anschluss im Bereich der Adsorptionssektor 8 ist gegenüberliegend,
also an der anderen Seite bzw. Seitenwand 13 des zylindrischen
Körper 3 angeordnet, welche
gleichfalls gasdurchlässig
ausgebildet ist. An diesem Anschluss, der gegenüber der Seitenwand mit den
Dichtungen 14, 15 abgedichtet ist (3)
ist die Reingasleitung 16 angeschlossen, die zu einem Kamin 17 führt.
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Ein
weiterer kreissektorförmiger
Anschluss ist im Bereich des Kühlsektors 18 vorgesehen,
der gegenüber
der Seitenwand 12 des Körpers 3 einerseits
mit der Dichtung 10 und andrerseits mit einer Dichtung 19 abgedichtet
ist (2). Diesem Anschluss an den Kühlsektor 18 wird die
Kühlluft über eine
Leitung 21 zugeführt,
die mit einem Filter 22 und einem Absperrorgan 23 zwischen
Filter 22 und zylindrischem Körper 3 versehen ist.
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Stattdessen
kann die Kühlluftzufuhrleitung auch
durch eine Bypass-Leitung 24 gebildet sein, die die Rohgasleitung 6 mit
dem Anschluss an der Kühlsektor 18 verbindet.
In diesem Fall kann die am Eingang des Hauptstroms gelegene Dichtung
(10) des Kühlsektors
entfallen.
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Ein
entsprechender kreissektorförmiger
Anschluss ist im Bereich des Kühlsektors 18 an
der anderen Seite 13 des zylindrischen Körpers 3 angeordnet
und gegenüber
demselben durch die Dichtung 15 und eine Dichtung 25 abgedichtet
(3). An diesem Anschluss ist die Kühlluftabfuhrleitung 26 angeschlossen,
die zu einem Wärmetauscher 27 führt.
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Zur
Desorption der adsorbierten Schadstoffe ist eine Heißgaszufuhrleitung 28 vorgesehen,
die zu einem nicht dargestellten Anschluss an der Seitenwand 13 des
zylindrischen Körpers 3 führt, der
eine dem Desorptionssektor 29 entsprechende Kreissektorform
aufweist und gegenüber
der Seitenwand 13 durch die Dichtung 14 und die
Dichtung 25 abgedichtet ist (3). Ein
entsprechender nicht dargestellter kreissektorförmiger Anschluss im Bereich
der Desorptionssektor 29 ist an der anderen Seitenwand 12 des
zylindrischen Körpers 3 angeordnet
und gegenüber
der Seitenwand 12 mit den Dichtungen 11 und 19 abgedichtet.
An den Anschluss an der Seitenwand 12 im Bereich der Desorptionssektor 29 ist
eine Schadstoffleitung 31 angeschlossen, die ein Gebläse 32 aufweist
und zu einer Nachverbrennungsanlage 2 führt.
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Während sich
der zylindrische Körper 3 dreht,
stehen die Anschlüsse
zum Eintritt der zu reinigenden Abluft und zum Austritt der Reinluft,
zum Eintritt der Heißluft
zur Desorption und zum Austritt der Abluft mit den desorbierten
Schadstoffen sowie zum Durchtritt der Kühlluft fest.
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Die
Nachverbrennungsanlage 2 weist zwei über eine Brennkammer 34 mit
einem Brenner 35 verbundene Kammern 36, 37 auf,
die jeweils mit einer Wärmespeichermasse
gefüllt
sind.
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Jede
Kammer 36, 37 ist über ein Absperr- oder Umschaltorgan
einerseits mit der Schadstoffleitung 31 und andrerseits
mit einer Reingasleitung 41 verbindbar, die zu dem Kamin 17 führt. Zwischen
den Absperrorganen 38, 39 und dem Kamin 17 ist
in der Reingasleitung 41 ein Ventil 42 vorgesehen.
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Von
der Brennkammer 34 wird über eine Brennkammerluftabfuhrleitung 43 ein
Teilstrom der 700 bis 900°C
heißen
Brennkammerluft von der Brennkammer 34 abgezogen und dem
Wärmetauscher 27 zugeführt, wobei
die abgekühlte
Brennkammerluft über
die Leitung 44 der Reingasleitung 16 zugeführt wird.
Der Anteil der über
die Brennkammerluftzufuhrleitung 43 dem Wärmetauscher 27 zugeführten Brennkammerluft
wird über
ein Regelventil 45 in der Brennkammerluftabfuhrleitung 43 eingestellt.
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Um
die Temperatur der Brennkammerluft in der Brennkammerluftabfuhrleitung 43 erniedrigen
zu können,
ist eine Bypass-Leitung 46 vorgesehen, die die Brennkammerluftabfuhrleitung 43 mit
der Reingasleitung 41 verbindet. Ein weiteres Ventil 47 ist
zwischen Bypass-Leitung 46 und
dem Wärmetauscher 27 in
der Brennkammerluftabfuhrleitung 43 vorgesehen, ferner
ein Ventil 48 stromabwärts
der Bypass-Leitung 46 zwischen Brennkammerluftabfuhrleitung 43 und
Reingasleitung 41.
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An
die Schadstoffleitung 31 ist zwischen dem Gebläse 32 und
den Absperrorganen 38, 39 eine Rückführleitung 49 angeschlossen,
die mit der Kühlluftabführleitung 26 verbunden
ist, wodurch die Kühlluft
und ein Teil der Abluft mit den desorbierten Schadstoffen zusammen
dem Wärmetauscher 27 zugeführt wird.
Beim Durchtritt durch den Wärmetauscher
wird das aus Kühlluft
und Abluft gebildete Gemisch auf z.B. 150 bis 250°C erwärmt und
als Heißgas über die
Heißgaszufuhrleitung 28 dem
Desorptionssektor 29 des zylindrischen Körpers 3 zugeführt.
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Über die
Bypass-Leitung 46 kann beispielsweise durch Zufuhr von
Reingas aus der Reingasleitung 41 zu der Brennkammerluft
in der Brennkammerluftzufuhrleitung 43 dem Wärmetauscher 27 eine Luft
mit einer Temperatur von beispielsweise 450°C zugeführt werden. Das Ventil 48 dient
zum Ausschleusen einer zu großen
Menge heißen
Reingases. Mit dem Drosselventil 42 wird der Druck so eingestellt,
dass das Gemisch aus Reingas das über die Bypass-Leitung 46 zugeführt wird,
und der Brennkammerluft aus der Brennkammerluftabfuhrleitung 43 mit
dem gewünschten
Durchsatz der Reingasleitung 16 zugeführt wird.
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Die
an die z.B. als Dreiwegeventile ausgebildeten Absperrorgane 38, 39 angeschlossene
Leitung 51, die an die Schadstoffleitung 31 angeschlossen und
mit einem Absperrorgan 52 versehen ist, dient dazu, die
beim Umschalten der Nachverbrennungsanlage 2 austretende
Spitze an schadstoffhaltiger Luft der Schadstoffleitung 31 zuzuführen.
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Mit
einer Bypass-Leitung 53 die einerseits an die Brennkammerluftabfuhrleitung 43 und
andererseits an die Heißgaszufuhrleitung 28 angeschlossen und
mit einem Absperrorgan bzw. Drossel 54 versehen ist, kann
das Heißgas
in der Heißgaszufuhrleitung 28 auf
eine höhere
Temperatur erwärmt
werden, um höhersiedende
Stoffe desorbieren zu können.
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In
der Rückführleitung 49 ist
eine Drosselventil 66 angeordnet, um den Anteil der Abluft
mit den desorbierten Schadstoffen in der Rückführleitung 49 einstellen
zu können.
So kann beispielsweise 50% des Abgasstromes in der Schadstoffleitung 31 der Nachverbrennungsanlage 2 und 50 der
Rückführleitung 49 zugeführt werden.
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An
die Heißgaszufuhrleitung 28 ist
eine Bypass-Leitung 55 mit einem Absperrorgan 56 und
einer Heizeinrichtung 57 angeschlossen. Die Bypass-Leitung 55 ist
dabei an einen in 3 schematisch dargestellten
innenliegenden segmentförmigen Anschluss 58 angeschlossen,
welcher zwischen den beiden Dichtungen 14 und 25 und
im Abstand von denselben angeordnet ist. Der Anschluss 58 kann dabei
durch im Abstand von der Seitenwand 13 angeordnete Leitbleche
gebildet sein. Die mit der Heizeinrichtung 57 auf eine
höhere
Temperatur erwärmte Heißluft wird
damit von den Dichtungen 14 und 25 fern gehalten,
um sie nicht zu beschädigen.
Dazu weist die dem Anschluss 58 zugeführte Heißluft zudem einen niedrigeren
Druck auf, als die Heißluft,
die über
die Heißgaszufuhrleitung 28 der
Desorptionssektor 29 außerhalb des Anschlusses 58 zugeführt wird.
Der niedrigere Druck wird durch das Drosselventil 56 eingestellt.
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Mit
der über
die Bypass-Leitung 57 zugeführten Heißluft kann ein „Bake-out" des Adsorptionsmittels 4 des zylindrischen
Körpers 3 durchgeführt werden,
wobei im Gegensatz zum Abgasreinigungsbetrieb beim „Bake-out"-Betrieb dem zylindrischen Körper 3 über die
Rohgasleitung 6 kein Abgas zugeführt wird und der zylindrische
Körper 3 langsamer
umläuft.
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Über die
Leitung 59 mit dem Absperrorgan 60 kann den Kammern 36, 37 über die
Schadstoffleitung 31 und die Ventile 38, 39 Frischluft
zugeführt werden,
um die Nachverbrennungsanlage 2 anzufahren.
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Die
Ausführungsform
nach 4 unterscheidet sich von der nach 1 im
Wesentlichen dadurch, dass die Rückführleitung 49 in 1 durch die
Rückführleitung 61 ersetzt
ist, die ein Gebläse 62 und
ein Drosselventil 63 aufweist. Die Rückführleitung 61 ist wie
die Rückführleitung 49 mit
ihrem einen Ende an die Kühlluftabfuhrleitung 26 angeschlossen.
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Mit
ihrem anderen Ende ist die Rückführleitung 61 an
einen kreissektorförmigen
Anschluss 64 angeschlossen, der, wie in 5 dargestellt,
in dem Desorptionssektor 29 an der Seitenwand 12 des
zylindrischen Körpers 3 angeordnet
ist.
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Der
sektorförmige
Anschluss 64 ist an der von dem Kühlsektor 18 abgewandten
Seite des Desorptionssektors 29 angeordnet. Durch Drehung
des zylindrischen Körpers 3 in
Richtung des Pfeiles 65 und durch die hohe Wärmekapazität des Körpers 3 stellt
sich auf der Seitenwand 12 über den Desorptionssektor 29 im
Betrieb ein Temperaturprofil ein, welches an der Dichtung 11 zwischen
Adsorptionssektor 8 und Desorptionssektor 29 mit
der Rohgastemperatur beginnt und zur Dichtung 19 zum Kühlsektor 18 ansteigt.
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Durch
den sektorförmigen
Anschluss 64 in dem Desorptionssektor 29 wird
damit ein wenig beladener, relativ kühler Teilstrom mit dem Gebläse 62 zurückgeführt, um
die Anreicherung der Schadstoffe zu erhöhen, ohne die Reinigungsleistung
zu verringern, da so eine größere Wärmemenge
auf den zylindrischen Körper 3 innerhalb
des Desorptionssektors 29 übertragen werden kann. Damit
ist es möglich, selbst
bei hoher Drehzahl des zylindrischen Körpers 3, welche direkt
proportional zur Kapazität
des Adsorptionsmittels 4 ist, dieses dennoch vollständig zu desorbieren.
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Die
Anlage funktioniert folgendermaßen:
Die
mit Schadstoffen belastete Abluft wird über die Rohgasleitung 6 dem
Adsorptionssektor 8 des zylindrischen Körpers 3 zugeführt, in
welchem die Schadstoffe adsorbiert werden. Die gereinigte Abluft
strömt über die
Reingasleitung 16 in den Kamin 17.
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Der
zylindrische Körper 3 dreht
sich kontinuierlich entsprechend dem Pfeil 65 um die Achse 5, sodass
das mit Schadstoffen beladene Adsorptionsmittel 4 in dem
zylindrischen Körper 3 von
dem Adsorptionssektor 8 in den Desorptionssektor 29 gedreht
wird, während
der Desorptionssektor 29 in den Kühlsektor 18 und der
Kühlsektor 18 in
den Adsorptionssektor 8 gelangt, um erneut Schadstoffe
aus der zu reinigenden Abluft zu adsorbieren.
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Über die
Leitung 21 wird entweder Umgebungsluft als Kühlluft oder über die
Leitung 24 ein Teilstrom der zu reinigenden Abluft als
Kühlluft
dem Kühlsektor 18 zugeführt, um
den gerade mit Heißluft aus
der Heißluftzufuhrleitung 28 desorbierten
Desorptionssektor 29 zu kühlen. Nach Durchströmen des
Kühlsektors 18 wird
die dann erwärmte
Kühlluft über die
Kühlluftabfuhrleitung 26 zu
dem Wärmetauscher 27 geführt, dem über die
Brennkammerluftabfuhrleitung 43 heiße Luft aus der Brennkammer 34 zum
Wärmeaustausch
zugeführt
wird, die als Reinluft über
die Leitung 44 in die Reinluftleitung 16 strömt.
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Die
Heißluft
zur Desorption der Schadstoffe in dem Desorptionssektor 29 wird
einerseits aus der erwärmten
Kühlluft
in der Kühlluftabfuhrleitung 26 und
andererseits aus dem Teilstrom des Abgases mit den desorbierten
Schadstoffen gebildet, welche über die
Rückführleitung 49 (1)
bzw. die Rückführleitung 61 (4)
zugeführt
wird. Das Gemisch aus erwärmter
Kühlluft
und dem Abgasteilstrom wird mit dem Wärmetauscher 27 erwärmt und über die
Heißluftzufuhrleitung 28 dem
Desorptionssektor 29 zugeführt.
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Das
durch Desorption mit hoher Schadstoffkonzentration beladene Abgas
gelangt von der Schadstoffleitung 31 mit dem Gebläse 32 über die Ventile 38, 39 in
eine der beiden Kammern 36, 37 der Nachverbrennungsanlage 2.
Die Wärmespeichermasse
in der betreffenden Kammer 36, 37, welche beim
hervorgehenden Zyklus aufgeheizt worden war, erwärmt das die desorbierten Schadstoffe
enthaltene Abgas, worauf die desorbierten Schadstoffe in der Brennkammer 34 verbrannt
werden. Dabei kann erfindungsgemäß aufgrund
der hohen Schadstoffkonzentration des Abgases die Verbrennung autotherm durchgeführt werden,
das heißt
der Brenner 35 braucht während des Abgasreinigungsbetriebes
normalerweise nicht eingeschaltet zu werden. Mit der heißen Brennkammerluft
wird die Wärmespeichermasse
der anderen Kammer 36, 37 aufgeheizt, wodurch
weitgehend abgekühltes Reingas
in die Reingasleitung 41 gelangt. Die Kammern 36, 37 werden wechselweise
z.B. alle ein bis drei Minuten durch Umschalten der Ventile 38, 39 entweder
an die Schadstoffleitung 31 oder die Reingasleitung 41 angeschlossen.
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Um
zu vermeiden, dass aus der Kammer 36, 37, die
zuletzt über
die Leitung 31 mit dem Abgas mit den desorbierten Schadstoffen
beschickt worden ist, nach dem Umschalten das in dieser Kammer 36, 37 enthaltene
Abgas mit den desorbierten Schadstoffen in die Reingasleitung 41 gelangt,
wird kurz vor Beginn der Umschaltung der Ventile 38, 39 durch Schließen des
Ventils 33 und Öffnen
des Ventils 52 über
die Leitung 51 der Kammer 36, 37 nur
wenig belastetes Abgas zugeführt.