DE2124197A1

DE2124197A1 - Verbrennungsvorrichtung fur Rauch

Info

Publication number: DE2124197A1
Application number: DE19712124197
Authority: DE
Inventors: auf Nichtnennung P Antrag
Original assignee: Haden Drysys International Ltd
Current assignee: Haden Drysys International Ltd
Priority date: 1970-05-15
Filing date: 1971-05-13
Publication date: 1972-01-27
Also published as: CA954384A; GB1345152A; YU120871A; ES391226A1; ZA713120B; JPS5125659B1; FR2091613A5; PL81621B1; YU34739B

Description

Dipi.-ing. Hans Albrecht -ι Berlin ze cFrohnaio,den ■) 3. HAI 1971

Patentanwalt CWeet-BerllrV)

Edelhofdamm 26

Postscheckkonto: Berlin Weat 830 26 2124197 Fernruf: ζΟ3\λ^ AO 95 68

Bankkonto: Berliner Bank AQ, Depka 43 <4 01 2S 68 >

1 Berlin 28, Konto-Nr. 9Ο3Ο

Akten-Nr. 3835 Ihr Zelohen: ■Ihre Naohrloht vom:

CARRIER ENGINEERING COMPANY LIMITED Carrier House, Warwick Row, London S.W. 1, England

Verbrennungsvorrichtung für Rauch

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungsvorrichtung, die für das Verbrennen von Rauch und geruchstragenden Substanzen angewandt wird, welche in den Abgasen von Industrieöfen, Heißluftkanunern und dgl. mitgerissen werden, einschließlich der Abgase, die aus Anlagen für das Zurichten von Metall und dgl. angewndt werden, z.B. Behandlung mit Anstrichmassen oder Korrosion verhindernde Behandlung.

Es ist bekannt, daß die aus Heißluftöfen, wie Backöfen,in Metallanstrichanlagen austretenden Gase in dem Ofenabgas gesammelt und durch einen Kamin an die Außenluft abgegeben werden. Bei vielen bekannten Verfahren dieser Art ist die sich ergebende Luftverschmutzung nicht ausreichend stark oder zu beanstanden, um so die Kosten für eine entsprechende Ausrüstung zwecks Verhindern aäer Verringern einer derartigen Luftverschmutzung zu rechtfertigen. In der letzten Zeit jedoch hat sich dieses Verfahren der Beseitigung der Abgase als nicht, zufriedenstellend erwiesen, und um dieses Problem auszuräumen, ist vorgeschlagen worden, die Abgase über Brenner mit offener Gasflamme zu führen, wodurch die schädlichen und nicht verbrannten oder teilweise verbrannten Bestandteile des Abgases verbrannt werden, und somit sich eine Verringerung der Luftverschmutzung auf einen annehmbaren Umfang ergibt. Es wurde jedoch gefunden, daß derartige Brenner sich unwirtschaftlich betreiben lassen, da die Verbrennungstemperatur in der Größenordnung von 68O⁰C oder sogar darüber liegen muß und eine erhebliche Wärmemenge mit dem durch den Kamin an die Außenluft abgegebenen Abgas verbraucht wird.

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Es ist ebenfalls bekannt, daß vermittels Anwenden bestimmter Katalysatoren die Verbrennungstemperatur erheblich verringert werden kann, jedoch können derartige Katalysatoren dazu neigen durch die Bestandteile des Abgases "vergiftet" oder "unwirksam gemacht zu werden.

Die wesentliche der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Verbesserte Verbrennungsvorrichtung für Rauch oder Abgas zu schaffen, bei der die angegebenen Nachteile hintenangehalten oder ausgeschaltet werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung für das Verbrennen der von einem industriellen Verfahren herrührenden Abgase weist eine Verbrennungskammer, eine Einlaßleitung in der Verbrennungskammer für das Abgas, eine direkte Zündvorrichtung in der Verbrennungskammer, über die man das Abgas fließen läßt, sowie eine Auslaßleitung in der Verbrennungskammer für das Entfernen des verbrannten Abgases auf und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Wärmeaustauscher besitzt, durch den das verbrannte Abgas und ein Verfahrens-Strömungsmittel in einem Wärmeaustauscherverhältnis zwecks Erhitzen des Verfahrens-Strömungsmittels geführt werden.

Nach einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist die Vorrichtung ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas durch die Verbrennungskammer vermittels eines Gebläses einschließlich eines Gebläse-Rades in der Einlaßleitung geführt wird.

Die direkte Zündvorrichtung weist vorzugsweise einen Gasbrenner in der Verbrennungskammer auf, und es kann jede geeigneter Gasbrenner angewandt werden, wie ein unter dem Warenzeichen COMBUSTIFUME bekannter Brenner, und weiterhin kann es sich bei dem Gas um das übliche Industriegas oder Naturgas oder Butan, Propan oder dgl. handeln. Wahlweise kann jede andere bekannte Zündvorrichtung, wie eine vermittels leichten Brennstoffen, wie Benzin oder schweren Brennstoffen, wie Dieselöl, betriebene Vorrichtung angewandt werden. Nach einer weiteren wahlweisen

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Ausführungsform ist die Zündvorrichtung ein Hochtemperatur-Elektroofen mit Elementen, die so erhitzt sind, daß die Temperatur des Rauchs oder des Abgases auf angenähert die Verbrennungstemperatur erhht wird, die sich auf 650 bis 815°C belaufen kann.

Die Verbrennungskammer kann einen Katalysator für das Verringern der erforderlichen Temperaturaufweisen, bei der das Abgas verbrannt wird.

Vorteilhafterweise ist eine Anordnung für das Unterbinden eines Flusses des nicht verbrannten Abgases zu der Verbrennungskammer und das Zuführen von Frischluft zu derselben vorgesehen, um so die Verbrennungskammer von dem Abgas zu reinigen, und die Auslaßleitung kann eine Gasproben-Entnahmevorrichtung besitzen, um so kontinuierlich die Zusammensetzung des verbrannten Abgases zu überwachen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist das Verfahrens-Strömungsmittel das gasförmige Abgas, das der Einlaßleitung der Verbrennungskammer zugeführt wird, und in dieser Weise wird das austretende verbrannte Abgas angewandt, um das der Verbrennungskammer zugeführte Abgas zu erhitzen zwecks Ausbilden eines wirksameren Verbrennungsvorganges. In diesem Fall kann ein zweiter Wärmeaustauscher vorgesehen werden, der Stromab zu dem ersten Wärmeaustauscher angeordnet ist, durch den man das verbrannte Abgas fließenläßt und Frischluft oder anderes gasförmiges Medium von einer geeigneten Quelle, wie Außenluft, kann in den zweiten Wärmeaustauscher erhitzt werden und die erhitzte Luft wird sodann für Härtungszwecke in einer Anstrichfarben-HeiiHuftkammer oderähnliche Anlage angewandt.

Gegebenenfalls kann sich die Luft bei einer erhöhten Temperatur befinden, bevor dieselbe in den zweiten Wärmeaustauscher eintirtt und die Luft kann durch den zweiten Wärmeaustauscher vermittels eines Gebläses mit einem Gebläserad hindurchgedrückt werden, das sich in der Gasleitung des zweiten Wärmeaustauschers befindet.

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Nach einer geeigneten Bauart werden der Rauch oder Abgas von der Anstrichfarben-Heipiuftkammer oder anderer Anlage bei einer Temperatur von etwa 175°C geführt und in der Verbrennungsvorrichtung bei einer Temperatur von 650 bis 815°C verbrannt, so daß dieselben durch den Vorerhitzer-Wärmeaustauscher für den Rauch oder die Abgase mit einer Temperatur von etwa 650 C hindurchtreten und denselben bei einer Temperatur von etwa 415°C verlassen, so daß der Rauch oder das Abgas auf etwa 415°C vorerhitzt werden, bevor dieselben in die Verbrennungskammer eintreten. Dort wo ein zweiter Wärmeaustauscher für das Vorerhitzen der Luft oder anderem der Kammer zugeführtem gasförmigem Medium vorgesehen ist, kann das Abgas von der Kammer sich bei einer Temperatur von 415°C befinden und tritt in ein indirektes Wärmeaustauscherverhältnis mit der Luft oder anderem gasförmigem Medium bei 21°C und kann sodann für Heißluftkammer oder andere Anlage bei einer Temperatur von z.B. etwa 175°C zugeführt werden. Wahlweise kann das Abgas an die Heißluftkammer oder andere Anlage für eine weitere Nutzung der darin vorliegenden Wärme zurückgeführt werden.

Nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausfuhrungsform stellt das Verfahrens-Strömungsmittel Frischluft dar, die äem industriellen Verfahren zugeführt wird und der Wärmeaustauscher kann ein indirekter oder ein direkter Wärmeaustauscher sein, in dem das verbrannte Abgas mit der Frischluft vermischt wird.

Bei diesen Ausführungsformen wird das verbrannte Abgas nicht für ein Erhitzen des eintretenden Abgases angewandt, vielmehr wird dasselbe für das Erhitzen eines Verfahrens-Strömungsmittels für die Verwendung bei dem industriellen Verfahren angewandt.

Das durch das verbrannte Abgas erhitzte Verfahrens-Strömungsmittel kann über endständige Wiedererhitzer vor der Verwendung deselben in dem industriellen Verfahren geführt werden und es kann eine Anordnung für das Vermischen der Frischluft mit dem Verfahrens-Strömungsmittel angewandt werden, nachdem das Verfahrens-Strömungsmittel durch den Wärmeaustauscher hindurchgetreten ist. Nach einer weiteren Ausführungsform wird das er-

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hitzteVerfahrens-Strömungsmittel durch Wärmeübertragungsrohre geführt und für das Erhitzen einer Flüssigkeit angewandt, wahlweise kann das Verfahrens-Strömungsmittel auch für das Erhitzen von Luft angewandt werden und eine zusätzliche Frischluft-Erhitzungsanordnung kann für die Ergänzung des erhitzten Verfahrens-Strömungsmittels vorgesehen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine diagrammförmige Darstellung einer Verbrennungsvorrichtung für Rauch oderAbgas;

Fig. 2 und 3 diagrammförmige Darstellungen weiterer Anordnungen einer Verbrennungsvorrichtung für Abgas;

Fig4,5 und 6 ähnliche diagrammförmige Darstellungen, die Verfahren zum Verwenden der verbrannten Gasprodukte in einem Gesamtsystem wiedergeben;

Fig. 7 eine diagrammförmige Darstellung eines vollständigen Verfahrens-Erhitzungssystems unter Verwenden der Abgas-Verbrennungsvorrichtung .

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigen dieselben eine direkt mit Gas befeuerte Rauchverbrennungsvorrichtung, die Abgas von einer Heißluftkammer aufnimmt, wobei es sich z.B. um die Heißluftkammer einer Metallanstrichanlage handeln kann. Die Figur 1 zeigt die Verbrennungskammer im Inneren einer isolierten Umkleidung 2, die ebenfalls die Kammer 3 eines ersten Wärmeaustauschers 4 und ebenfalls einen zweiten Wärmeaustauscher 5 enthält, der einen Vorerhitzer für Frischluft oder anderes gasförmiges Medium ausgehend von einer geeigneten Quelle , wie der Außenluft, für das Einführen in einen Trocknungsofen oder ähnliche Anlagedarstellt.

Eine Verbrennungskammer 1 ist vermittels einer oberen waagerechten Unterteiler 6 unter Ausbilden einer Leitung 7 für den weiter unten zu beschreibenden Zweck unterteilt, und weiterhin liegt

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eine waagerechte Unterteilung vermittels einer Unterteilung vor unter Ausbilden einer oberen Kammer 9, die einen direkt mit Gas befeuerten Brenner 10 mit Einlaß 11 für das Abgas von dem Wärmeaustauscher 4 aufweist und einen Auslaß 12 in der unteren Kammer 13 in dem Wärmeaustauscher 4.

Bei dieser Ausfuhrungsform stellt das Verfahrens-Strömungsmittel das Abgas dar, das durch an Wärmeaustauscherhindurchtritt, bevor dasselbe der Verbrennungskammer zugeführt wird.

Das von der Heißluftkammer kommende Abgas wird durch eine Leitung 14 vermittels eines Gebläses 15 geführt, wobei das Gebläserad desselben sich in der Leitung befindet oder insgesamt in der Leitung angeordnet ist. Der Auslaß des Gebläsegehäuses oder die das Gebläse enthaltende Leitung ist durch einen geschlossenen Kreis 16 geführt, folgt einem gebundenen Weg durch die Kammer 3 und tritt sodann durch den Einlaß il in die Kammer 9 ein.

Das in die Kammer 9 eintretende Abgas tritt über die Zündvorrichtung 10, wo der verbrennbare Bestandteil der Abgase verbrannt und die geruchstragenden Produkte in geruchsfreie Produkte verbrannt oder umgewandelt werden. Die aus dem Brenner kommenden Gase einschließlich des umgewandelten Abgases treten um das Ende der Unterteilung 8 in die untere Kammer 13 und aus der öffnung 12 in die Kammer 3 ein, wo dieselben in einem indirekten Wärmeaustauscherverhältnis mit dem Abgas in der Leitung fließpen und treten sodann aus der Kammer 3 durch eine öffnung 18 in die Leitung 1.

Es liegt ein katalysatorelement 9a in der Verbrennungskammer vor und führt zu einer Verringerung der für die Verbrennung erforderlichen Temperatur. Der Katalysator kann jedes geeignete Produkt sein, z.B. ein Metalloxid, wie Chrom- oder Vanadiumoxid oder es kann sich um ein Produkt in Form eines auf Keramik angeordneten Metalls, wie Platignum handeln.

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Dort wo der zweite Wärmeaustauscher 5 angewandt wird, weist derselbe eine Kammer 19 mit einem Einlaß 20 auf, durch den das in der Leitung 1 fließende Gasmedium eintritt und fließt in einem Wärmeaustauscherverhältnis durch die Leitung 21, wie weiter unten erläutert und sodann aus der Kammer 19 durch eine öffnung 22 heraus und in einen Kamin - nicht gezeigt - zwecks Abgabe an die Außenluft.

In die Wärmeaustauscherleitung 21 wird Frischluft oder anderes Gasmedium für dieVerwendung in einer anderen der Verbrennungsvorrichtung zugeordneten Anlage eingeführt. Die Frischluft wird vermitteis eines Gebläses 23, das ähnlich wie das GEbläse 15 ausgeführt sein kann, durch die Leitung 21 und sodann durch die Leitung 24 unter Verlassen der Kammer 10 gedrückt. Es erfolgt sodann eine überführung an den Backofen oder andere Heißluftanlage.

Unter Bezugnahme auf die Figur 2 ist dort die Verbrennungskammer 25 zusammen mit dem Wärmeaustauscher 3 gezeigt, wobei eine Gasfließanordnung ähnlich derjenigen nach der Figur 1 vorhanden ist. Bei dieser Ausführungsform leigt kein Frischluft-Wärmeaustauscher vor, vielmehr tritt das von der Leitung 1 kommende Gas durch einen Kamin, nicht gezeigt, an die Außenluft nachdem das Verfahrens-Strömungsmittel erhitzt worden ist, das wiederum das eintretende Abgas ist.

Eine wahlweise Ausführungsform ist in der Figur 3 gezeigt, wo die Verbrennungskammer 25 zusammen mit dem Frischluft-Vorerhitzer angewandt wird. Das von 25 aus kommende verbrannte Abgas tritt durch eine abgewnandelte Leitung la in einen Wärmeaustauscher 5 und wird sodann über einen Kamin - nicht gezeigt - an die Außenluft abgeführt. Ein Gebläse 23 ähnlich dem Gebläse 15 drückt einen Vorrat an Frischluft oder ähnliches Medium durch die Vorerhitzerleitung 21 und sodann zu der Heißluftkammer oder ähnlicher Anlage durch die Leitung 24.

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Unter Bezugnahme auf die Figur 4 ist dort eine Anordnung der Anlage gezeigt unter Anwenden der in der Figur 1 erläuterten Verbrennungsausrüstung und zwar zusammen mit einem Anstrichfarbenbackofen 40. Bei diesem System tritt die vorerhitzte Frischluft von <fer Leitung 24 aus direkt zu dem Ofenerhitzer 30 unter Anwenden der Zuführungsgebläse 41.'Das von der Heißluftakammer aus kommende Abgas fließt durch die Leitung 14 zu der Verbrennungsvorrichtung 42, wie dies weiter oben beschrieben ist, Jedohc können die aus dem Auslaß 22 austretenden verbrannten gas·*- förmigen Produkte vermittels verstellbarer Schieber 31,32 entweder über einen Kamin - nicht gezeigt - an die Außenluft oder wahlweise zurück zu der Heißluftkammer oder ähnlicher Anlage als rückgeführte Luft zu der Speiseseite derErhitzer 30 geführt werden.

In dieser Weise können die heißen verbrannten Gasprodukte für das Erhitzen der Heißluftkammer angewandt werden.

Während der Startphase der Anlage können die verstellbaren Schieber 31, 32 die Abgase an die Außenluft abgeben, wodurch das gesamte System gespült wird, bevor die Brenner in der Verbrennungskammer gezündet.werden. Nach Abschluß des Spülvorganges können die verstellbaren Schieber 31 sodann so bewegt werden, daß die verbrannten Gasprodukte zurück zu dem Anstrichfarbenbackofen geführt werden unter Ausnutzen deren Wärme.

Bei dem in der Figur l gezeigten Ausführungsbeispiel weist das durch das Rohr 14 fließende Abgas eine Temperatur von etwa 175°C auf, während die Teperatur in der Abteilung 9 in der Verbrennungskammer sich auf etwa 650 bis 815°C beläuft, so daß das in der Leitung 16 vorliegende Abgas auf eine Temperatur von etwa 415 C vor Eintritt in die Kammer 19 durch den Einlaß 11 gebracht wird. Nach der überführung der Wärme auf das Abgas in der Leitung 16 in der Kammer 3 wird die Temperatur des durch die Leitung 1 fließenden Abgases auf etwa 415°C verringert, und dasselbe tritt somit in die Kammer19 bei einer Temperatur von 415°C ein und von hier aus Überträgt dasselbe Wärme auf das gasförmige Medium in der Leitung 21 unter Erhöhung der Temperatur desselben bei

den Kamin mit e

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175°C und verläßt sodann den Kamin mit einer Temperatur von etwa

Es ergibt sich somit/ daß vermittels des erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers es möglich wird, die Menge des an der Entzündungsvorrichtung 10 verbrannten Brennstoffes dadurch kleinstmöglich zu halten, daß die in den von der Kammer 25 kommenden Abgasen vorliegende fühlbare Wärme dazu angewandt wird, das Abgas zu erhitzen, bevor dasselbe der Einwirkung durch die Entzündungsvorrichtung 10 unterworfen wird, und weiterhin die Luft vorzuerhitzen, die von der Außenluft her der Heißluftkammer oder anderer Anlage zugeführt wird.

Die Verbrennungskammer als solche ist so ausgelegt, daß dieselbe bei einer ausreichend hohen Temperatur für die erforderliche "Verweilzeit" des darin vorliegenden Abgases während dessen Durchtritt betrieben wird, um so den Austritt von Abgasverbindungen hintenanzuhalten und insbesondere Geruchskomponenten und alle giftigen Elemente aus den Abgasen zu entfernen. Ein geeigneter Brenner für die Verwendung in der Verbrennungskammer stellt ein unter der Warenbezeichnung COMBUSTIFüME bekannter Brenner dar, jedoch kann auch jeder andere geeigente Brenner herangezogen werden.

Die Verbrennungskammer wird vorzugsweise aus einem Legierungsstahl gefertigt, der den Arbeitsbedingungen zu widersthenvermag, die sich aufgrund der Gasverbrennung ergeben, wobei gegebenenfalls eine Auskleidung der Kammer vorliegen kann. Ein entsprechender Zugang für Säuberungszwecke, wie entfernbare Türen und Abdeckungen sind in der Verbrennungskammer und den Wärmeaustauschern vorgesehen. Ein derartiger Zugang ermöglicht eine einfache Wartung des Inneren der Kammer.

Bezüglich der angegebenen Temperaturbeispiele des durch die verschiedenen Leitungskammern fließenden gasförmigen Mediums wird die Länge der Verbrennungskammer natürlich so berechnet, daß sich eine geeignete "Verweilzeit" ergibt.

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Eine derartige Verweilzeit würde sich auf 0,25 bis 1,0 Sekunden vorzugsweise 0,5 bis 0,75 Sekunden belaufen, wobei sich eine Gasgeschwindigkeit von 1,5-8 m/sec ergibt und sich vorzugsweise auf 3-7 m/sec. beläuft. Bei dem hier gegebenen Beispiel mit einer Verweilzeit von 0,75 Sekunden und einer Gasgeschwindigkeit von 7 m/sec. beläuft sich die Länge der Verbrennungskammer auf 4,5 m.

Die Vorerhitzungskammer 4 ist so ausgelegt, daß ein Blockieren der Austauscheroberfläche durch Heißluftkammerabgas hintenangehalten wird, das während der Vorerhitzungsphase vorliegt. Eine oder beide der Vorerhitzungskammern können von der Verbrennungskammer getrennt sein, so daß dieselben für eine Wartung oder Zusammensetzen zwecks Betriebes getrennt werden können. Bei dem obigen Temperatürbeispiel der Arbeitsphasen stellt die Vorerhitzungskammer eine Leistung von 1,07 χ 10 Kcal/h, bei der Handhabung einer Abgasmenge von etwa 260 m /min dar. Der Temperaturabfall über den Temperaturaustauscher an der heißen Gasseite beläuft .sich nominal auf 650 bis 415°C bei einem Gasfluß von 260 m³/min.

DerWärmeaustauscher 5 für die Anwendung bei dem obigen Temperaturbeispiel in der Verbrennungskammer ist so ausgelegt, daß eine Wärmeübertragung von den abgegebenen Gasen auf die Frischluft von der Atmosphäre, die durch die Leitung 21 fließt, zu einem Temperaturanstieg von 21 bis 175 C bei der Handhabung von 296 m /min. Frischluft führt. Dies stellt eine Leistung von 0,8 χ 10 Kcal/h dar, und der Temperaturabfall über dem Wärmeaustauscher an der heißen Gasseite beläuft sich auf 400 bis 235°C bei der Handhabung

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einer abgegebenen Gasmenge von 260 m /min.

Es sind geeignete Thermoelemente oder dgl. Vorrichtungen in den Kammern vorgesehen, wobei einige derselben mit entsprechenden Steuervorrichtungen und der elektrischen Stromzufuhr zu den Gebläsemotoren in Verbindung stehen, um so zu einer entsprechenden Steuerung des Gesamtsystems während des Betriebs zu führen. Ss werden auch weitere Steuerungselemente vorgesehen, um so die

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erforderliche Temperatur der Frischluftzuführung zu der Heißluftkammer oder anderen Anlageaufrechtzuerhalten.

Vorsorge ist ebenfalls getroffen zwecks Spülen der Verbrennungsausrüstung und Sicherstellen, daß die erforderlichen Temperaturen im Inneren der Verbrennungsvorrichtung vor dem Ingangsetzen und während Arbeitsunterbrechungen aufrechterhalten werden.

Eine Probenahmevorrichtung oder ähnliche Anordnung liegt vorzugsweise in der Kaminausrüstung vor , um so den Wirkungsgrad des Verbrennungsvorganges zu messen und/oder aufzuzeichnen. Es läßt sich zeigen, daß-der Wirkungsgrad dieser Vorrichtung sich auf etwa 85% unter Nichtberücksichtigung der Wärmemenge ergibt, die von den verbrennbaren Anteilen der Anstrichfarbe herrührt, die in der abgegebenen Luft vorliegt.

Die Figuren 5 und 6 zeigen eine weitere Anordnung der erfindungsgemäßen Verbrennungsvorrichtung, die als ein integrierender Bestandteil eines industriellen Verfahrens angewandt wird. Die Figur 5 zeigt ein mit konstantem Volumen und veränderlicher Temperatur arbeitendes System, wobei aus dem Verfahren 50 vermittels eines Auslaßgebläses 51 der Heißluftkammer Luft abgezogen und der Verbrennungsvorrichtung 52 zugeführt wird. Die von der Verbrennungsvorrichtung kommenden heißen Verbrennungsprodukte werden sodann durch einen indirekten Austauscher 53 unter Erhitzen eines Verfahrens-Strömungsmittels in Form von Frischluft, die durch das Gebläse 54 angesaugt wird, geführt, und das verbrannte Abgas wird sodann über die Leitung 55 dem Auslaß zugeführt.

Die von dem Wärmeaustauscher kommende Heißluft fließt durch eine Hochgeschwindigkeitsleitung 56 und wird dem Verfahren 50 über zwei Einlasse 57 und 58 zugeführt.

Vor Eintritt in das Verfahren tritt die Heißluft über die endständigen Wiedererhitzer 59 und 60, die so gesteuert werden, daß die Luft auf die erforderliche Temperatur gebracht wird.

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Die Fig.6 zeigt ein ähnliches System, wie dasjenige nach der Figur 5, führt jedoch zu einer Luft veränderlicher Temperatur bei einem konstanten Volumen vermittels einer Doppelleitungs-Miseilanordnung 65 und 66, die an die Stelle der endständigen Wiedererhitzer nach der Figur 5 tritt. Es wird Frischluft durch das GEbläse67 eingesaugt und mit dem durch die Leitung 56 fließenden Heißgas in den direkten Wärmeaustauschern 68 und 69 vermischt. Die vermischten Gase werdensodann dem Verfahren 50 zugeführt.

Die Temperatur an den Einlassen 57 und 58 wird durch das Volumen der in den Wärmeaustauschern 68 und 69 vermischten Frischluft gesteuert und dieses Volumen wird seinerseits durch Betätigen des Gebläses 67 und der Schieber 70 und 71 gesteuert. Der Vorteil dieses Systems besteht darin, daß die Temperatur der eintretenen Luft gesteuert werden kann, ohne Verändern des dem Verfahren zugeführten Volumens. Wenn das Volumen der eintretenden Luft nicht kritisch ist, kann an die Stelle der Doppelleitungsmischanordnung 65 und 66 eine Anordnung aus einfachen Klappenventilen treten, die die Temperatur der eintretenden Luft dadurch verändern, daß das Volumen vergrößert oder verringert wird. Die in der Figur gezeigte Vorrichtung ist mit einem direkten Wärmeaustauscher oder Mischer 72 anstelle des indirekten Wärmeaustauschers 54 nach der Fig. 5 versehen und es ist ebenfalls ein Überströmventil vorgesehen.

In Abhängigketi von der vorgesehenen Verwendung des Verfahrens-Strömungsmittels versteht es sich, daß bei jeder der oben beschriebenen Vorrichtungen ein indirekter oder direkter Wärmeaustauscher angewandt werden kann.

Die in der Figur 5 gezeigte Vorrichtung wird bei dem vollständigen Verfahrens-Erhitzungssystem nach der Figur 7 angewandt. Die zwei Verfahren 50 werden mit Verfahrens-Strömungsmittel in Form von Heißluft ausgehend von den Wärmeaustauschern 53, wie weiter oben beschrieben, gespeist, und in den zwei Verfahren nicht angewandte überschüssige Wärme tritt in die Leitung 80. Ein Luftanteil von der Leitung 80 verläut längs der Leitung 81" nach unten und durch die Wärmeaustauscherrohre 82, wo eine

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Verwendung für ein Erwärmen des Lösungsverfahrens 83 erfolgt. Der restliche Anteil der heißpen Gase, der durch die Leitungen 84 und 85 strömt, wird durch Luftmischringe 86 und 87 in der Lufterhitzungsvorrichtung 88 bzw. 89 geführt. Die Luft kann sodann z.B. für die Heizung von Arbeitsräumen verwendet werden.

Es sind zusätzliche Erhitzer 90, 91 und 92 vprgesehen, die die Zuführung von Heißluft bei besonders starken Anforderungen ergänzen, und diese Erhitzer können, soweit erforderlich, individuell in den Arbeitskreis eingeschaltet werden.

Bei den oben beschriebenen Verfahren können eine Trocknungsausrüstung, Ausrüstung für das Backen von Anstrichfarben, Ausrüstung für das Erhitzen von Lösungen und Ausrüstungen für das Erhitzen von Luft und Wasser angewandt werden. Man sieht, daß das gesamte Verfahren einsch^eßlich der die Luftverschmutzung hintenanhaltenden Anordnung, wie oben beschrieben, praktisch das gleiche wie ein herkömmliches Erhitzungsverfahren kostet, das jedoch keine Behandlung des Abgases vorsieht.

Weiterhin können die Betriebskosten der Anlage sehr erheblich im Vergleich zu einem herkömmlichen System unter Anwenden unabhängiger Erhitzer und /oder Verfahrenserhitzer verringert werden.

Es ist zu beachten, daß das Verfahrens-Strömungsmittel ein beliebiges Gas oder Flüssigkeit sein kann, das für die Verwendung bei dem industriellen Verfahren erhitzt werden muß.

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Claims

- 14 Patentansprüche

' 1.j Vorrichtung für das Verbrennen der von einem industriellen Verfahren herrührenden Abgase, die eine Verbrennungskainmer, eine Einlaßleitung in der Verbrennungskammer für das Abgas, eine direkte Zündvorrichtung in der Verbrennungskammer, über die man das Abgas fließen läßt, sowie eine Auslaßleitung in der Verbrennungskainmer für das Entfernen des verbrannten Abgases aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Wärmeaustauscher (4) besitzt, durch den das'verbrannte Abgas und ein Verfahrens-Strömungsmittel in einem Wärmeaustauscherverhältnis zwecks Erhitzen des Verfahrens-Strömungsmittels geführt werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas durch die Verbrennungskammer vermittels eines Gebläses (15) einschließlich eines in der Einlaßleitung (14) angeordneten Gebläserades geführt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die direkte Zündvorrichtung (10) ein Gasbrenner oder Hochtemperatur-Elektroofen ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (9) einen Katalysator (9a) aufweist für das Verringern der Temperatur in der Verbrennungskammer, bei der das Abgas verbrannt wird.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (31,32) für das Unterbrechen des Flusses des nicht verbrannten Abgases zu der Verbrennungskammer und Zulassen von Frischluft zu derselben zwecks Spülen der Verbrennungskammer von Abgas vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasleitung eine Gasprobennahmevorrichtung aufweist zwecks kontinuierlichem Oberwachen der Zusammensetzung des verbrannten Abgases.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahrens-Strömungsmittel das Abgas ist, welches der Einlaßleitung der Verbrennungskammer zugeführt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Wärmeaustauscher (5) stromab zu dem ersten Wärmeaustauscher vorgesehen ist, durch den das verbrannte Abgas geführt wird.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahrens-Strömungsmittel Frischluft und der Wärmeaustauscher ein indirekter Wärmeaustauscher (53) ist.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahrens-Strömungsmittel Frischluft und der Wärmeaustauscher ein direkter Wärmeaustauscher (72) ist, in dem das verbrannte Abgas mit der Frischluft vermischt wird.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahrens-Strömungsmittel über endstäddige Wiedererhitzer (59,60) geführt wird, bevor eine Verwendung in dem industriellen Verfahren erfolgt.
12. Vorrichtung nach Ansprüchen 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anordnung (65,66) für das Vermischen von Frischluft mit dem Verfahrens-Strömungsmittel vorgesehen ist, nachdem das Verfahrens-Stömungsmittel durch den Wärmeaustauscher hindurchgetreten ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahrens-Strömungsmittel durch Wärmeaustauscherrohre (827 geführt und für das Erhitzen einer Flüssigkeit angewandt wird.
14. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahrens-Strömungsmittel für das Erhitzen von Luft angewandt wird.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine zusätzliche Frischluft-Erhitzungsanordnung (90,91,92) für das Ergänzen des.Verfahrens-Strömungsmittels aufweist.

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