DE202008004742U1

DE202008004742U1 - Vorrichtung zur Schadstoffentfernung aus Rauchgasen von Kleinfeuerungsanlagen

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Publication number: DE202008004742U1
Application number: DE202008004742U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2008-04-07
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2018-04-08

Abstract

Vorrichtung zur Schadstoffentfernung aus Rauchgasen von Kleinfeuerungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass im Rauchgasstrom mindestens 2 durch Leitbleche getrennte Wärmetauscher nebeneinander installiert sind, über die abwechselnd mit dem einen Tauscher Wärme zwecks Unterschreitung des Wassertaupunktes entzogen und direkt dem anderen Tauscher zur Wasserverdampfung aus dem abzusprengenden Belag zugeführt wird.

Description

Im Gegensatz zu industriellen oder gewerblichen Wärmeerzeugern werden Haushalts-Kleinfeuerungsanlagen individuell und nicht immer vorgabegemäß betrieben. Oft zahlreich in Wohngebieten installiert emittieren sie bei relativ geringen Schornsteinhöhen zunehmend gesundheitsrelevante Schadstoffmengen. Zur Einhaltung vorgegebener Grenzwerte kann allerdings bereits eine anteilige Schadstoffentfernung ausreichen!
Bisher sind zumindest bei Haushaltsfeuerungen praktisch keine zusätzlichen Rauchgasreinigungsvorrichtungen im Einsatz, weil die bewährten Rauchgasreinigungsverfahren dafür noch zu großen technischen oder finanziellen Aufwand bedingen.
So kamen fremdflüssigkeitsbenetzte ( DE 10 2004 049 931 A1 , DE 20 2007 009 362 U1 , DE 00 0004 137 301 C1 oder gar klebrig beschichtete Abscheideelemente, flüssige Kondensatströme ( AT 000000020143 E ), Hochspannung und Abspülmedien für Nasselektofilter ( DE 00 0002 340 350 A1 ), die Anwendung von Druckluft zur Abreinigung von Schlauchfiltern ( DE 20 2007 010 369 U1 ) in von Laien betriebenen Kleinfeuerungsanlagen für Haushalte bisher nicht zur Praxiseinführung. Trockenfestbett-Absorber ( DE 00 0019 812 310 A1 ) haben den Nachteil, regelmäßig ersetzt werden zu müssen. Ähnlich den ganzflächigen Partikelfiltern ( DE 00 0019 627 028 A1 ) bewirken sie zwar einen relativ guten Abscheidegrad, aber auch einen per Gebläse auszugleichenden beträchtlichen Druckverlust; dies gilt wie für Stäube prinzipiell auch für die Abscheidung aus Gasen ohne oder mit Kondensattröpfchen ( DE 10 2006 045 791 A1 ).
Es ist bekannt, dass sich an feuchten Flächen verstärkt Asche, Feinstaub sowie saure Gase abscheiden und solche durch Unterschreiten des Wassertaupunktes entstehen können. Unkontrollierbare Anbackungen sind jedoch in einem Dauerbetrieb nicht hinnehmbar, da sie schwerwiegende Ausfalle provozieren. Die Rauchgase werden deshalb möglichst über dem Wassertaupunkt gehalten oder wiederaufgeheizt ( EP 0632238 A1 ).
Wenn allerdings für die Optimierung bestimmter Vorgänge oder der Wärmebilanz die Bildung fester Beläge im Rauchgasstrom erwartet wird muss die regelmäßige Abreinigung gewährleistet sein. Dies kann durch Abblasen, Abspülen, Abklopfen oder Abstreifen erfolgen. Ein Abplatzen wäre nach hydraulisch/mechanischer Verformung ( DE 10 2004 033 815 B3 ) zu erwarten. Ebenso wie die Abscheidung lasst sich die Abreinigung durch geeignete Bauform ( DE 10 209 153 A1 ) und Materialwahl der Wärmetauscher und Kanalwände unterstützen. Alle dies Verfahren konnten sich für Kleinfeuerungsanlagen bisher aber nicht etablieren.
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, aus dem Rauchgas in einer kleinen, ohne besondere Sachkenntnis zu betreibenden Feuerungsanlage möglichst unkompliziert einen Teil der Schadstoffe abzuscheiden.
Dieses Problem wird mit dem in Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
Mit der Erfindung wird erreicht, dass der Effekt der verstärkten Abscheidung von Rauchgasschadstoffen an feuchten Oberflächen auch in kleinsten Feuerungsanlagen ohne technisch anspruchsvolle Zusatzeinrichtungen außer der gesteuerten Wärmeträgerförderung verwertbar ist.
Angesichts gleichzeitiger anteiliger Rauchgasreinigung führt die zusätzliche Wärmeauskopplung und damit die Verringerung des Netto-Wärmeverlustes in Summe nicht zu negativen Auswirkungen auf die Immissionssituation der Quellenumgebung. Die Vorrichtung kann als Teil der Neuanlage oder typunabhgängig nachträglich installiert werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 2 angegeben. Damit lassen sich Abscheidegrad und Abgasparameter weiter optimieren.
Ein Ausführungsbeispiel wird anhand 1 erläutert.
Um die Abgasgrenzwerte eines bestehenden privaten Hausheizkessels (1) zu senken wird ein Stück des Rauchgaskanals (2) durch die erfindungsgemäße Vorrichtung (3) ersetzt und ein Wärmepufferspeicher (4) hinzugefügt. Man erachtet im vorliegenden Fall eine einstufige Ausführung ohne Wiederaufheizung des Reingases als ausreichend. Somit wird hier nur jeweils eine Hälfte des Rauchgasstromes schadstoffreduziert, ihm gleichzeitig aber auch nur eine begrenzte Wärmemenge durch die Vorrichtung entzogen.
Die schematische Darstellung zeigt den Umschaltzeitpunkt nach weitgehender Abreinigung des ab jetzt von kühlem Wärmeträgermedium (5) durchflossenen Wärmetauscher-Rohrblock (6) und gleichzeitig starkem Belag am nun von erhitztem Wärmeträgermedium (7) durchflossenen Wärmetauscher-Rohrblock (8).
Die abgeplatzten Belagstücke (9) fielen im jetzt abgeschlossenen Zyklus über einen Trichter (10) in einen Auffangcontainer (11), welcher bei Betriebsunterbrechungen geleert werden kann.
Der im Heizkessel angefallene staubbeladene Rohgasstrom (12) wird durch Leitbleche (13) zunächst geteilt. Am jetzt unter den Wassertaupunkt gekühlten Wärmetauscher-Rohrblock (6) scheiden sich Kondenswasser, Flugasche sowie saure Gase ab und bauen so einen innen feuchten Belag auf. Mit ansteigender Temperatur des Wärmeträgermediums auf seinem Weg durch die Rohre nimmt dieser Effekt allerdings ab.
Es gelangt danach mit einer Temperatur in den benachbarten Wärmetauscher-Rohrblock (8) die das Erhitzen des dort vorher aufgebauten Belages (14) über den Wassertaupunkt ermöglicht. So entstehen erzeugt dadurch von innen nach außen Wasserdampf und thermische Spannungen, was unterstützt vom Rauchgasstrom zum Abtragen des überwiegenden Belaganteiles führt. Das Wärmeträgermedium gibt danach im Pufferspeicher seine überschüssige Wärme ab und wird relativ kühl wieder in den zu derzeit ersten Wärmetauscher-Rohrblock gefördert. Das aus dieser Vorrichtungshälfte abströmende Reingas (15) weist nun insbesondere einen deutlich geringeren Reststaubgehalt auf.
Bei einer vorgegebenen Belagdicke verbunden mit geringerem Wärmeübergang auf das Wärmeträgermedium schaltet die Steuerung die Förderpumpe (16) um, damit der Vorgang in umgekehrter Richtung ablaufen kann.
Für die gründliche Reinigung der Wärmetauscher-Rohrblöcke bei Betriebsunterbrechungen lasst sich die Serviceklappe (17) öffnen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102004049931 A1 [0003]
- DE 202007009362 U1 [0003]
- DE 000004137301 C1 [0003]
- AT 000000020143 E [0003]
- DE 000002340350 A1 [0003]
- DE 202007010369 U1 [0003]
- DE 000019812310 A1 [0003]
- DE 000019627028 A1 [0003]
- DE 102006045791 A1 [0003]
- EP 0632238 A1 [0004]
- DE 102004033815 B3 [0005]
- DE 10209153 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung zur Schadstoffentfernung aus Rauchgasen von Kleinfeuerungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass im Rauchgasstrom mindestens 2 durch Leitbleche getrennte Wärmetauscher nebeneinander installiert sind, über die abwechselnd mit dem einen Tauscher Wärme zwecks Unterschreitung des Wassertaupunktes entzogen und direkt dem anderen Tauscher zur Wasserverdampfung aus dem abzusprengenden Belag zugeführt wird.
Vorrichtung nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass bei Bedarf weitere der Vorrichtungsstufen mit umgekehrter Tauscheranordnung nachgeschaltet sind.
Vorrichtung nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die wechselnde Temperaturbeaufschlagung in den Wärmetauschern durch periodische Umkehrung der Flußrichtung des thermisch ausreichend belastbaren Wärmeträgermediums erfolgt.
Vorrichtung nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturreduzierung des Wärmeträgermediums bis deutlich unter den Wassertaupunkt durch Wärmeabgabe an Wärmeträgermedien, zu beheizende Räume, wieder aufzuheizendes Reingas und/oder einen Pufferspeicher erreicht wird.
Vorrichtung nach Schutzanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Serviceklappe für mechanisiertes oder manuell betätigtes Abreinigungsgerät installiert ist.