DE3734292C2 - Verfahren zur Rückgewinnung der Energie von Rauchgasen und Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Rückgewinnung der Energie von Rauchgasen und Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rückgewinnung der Energie von Rauchgasen in Verbrennungsanlagen sowie eine Vorrichtungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens. Konkreter bezieht sich die Erfindung auf die Rückgewinnung der Energie von Rauchgasen aus der Verbrennung von z. B. feuchten Brennstoffen und/oder Brennstoffen, die reich an Wasserstoff sind, insbesondere aus der Verbrennung von festen Brennstoffen, wie Torf, Holzschnitzeln und Abfall, für Heizzwecke, z. B. für kommunale Fernheizungen, für die Erwärmung der in den Verbrennungsanlagen benötigten Verbrennungsluft.
Bei herkömmlichen Verbrennungsanlagen geht ein beträchtlicher Teil des Energiegehalts des Brennstoffes über die Rauchgase verloren. Dieser Energieverlust wird verringert, wenn man den Energiegehalt durch Kondensation an der Oberfläche von Wärmeaustauschern auf Luft, Wasser, feuchte Luft oder dgl. überträgt. Diese Technik wird z. B. zum Erwärmen von Leitungswasser angewandt.
Bei dem in der DE-PS 5 47 218 beschriebenen Dampfkessel wird vorerhitzte Verbrennungsluft mit erhitztem Druckwasser befeuchtet. Die Kessel-Abgase dienen auch zum Vorerhitzen von Verbrennungsluft, Kessel-Speisewasser und befeuchteter Verbrennungsluft zusätzlich zu dem Druckwasser.
In der SE-PS 1 63 470 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erhitzen von befeuchteter Luft und relativ kalter Luft mit Hilfe von Rauchgasen beschrieben. Das zum Befeuchten der Luft verwendete Wasser wird gegebenenfalls vorerhitzt, wobei auch die Rauchgase zu diesem Zweck verwendet werden können.
Die bekannten Rauchgas-Kühl- bzw. Kondensations- Verfahren ermöglichen es nicht, den Energiegehalt der Rauchgase voll zu nutzen. Beispielsweise kann bei Fernheizungen nur ein beschränkter Teil des Wärmegehalts der Rauchgase durch Kondensation rückgewonnen werden, und zwar aufgrund der hohen Temperatur des in dem Heizleitungssystem im Kreislauf geführten Wassers oder Rückwassers von etwa 50 bis 65°C.
DE 34 42 400 A1 beschreibt ein Verfahren zur Rückgewinnung der Wärme eines teerhaltigen Hochtemperaturgases. Bei diesem Verfahren wird das Hochtemperaturgas geleitet durch einen Strahlschichtkühler, durch den das flüssige Wärmemedium mittels fester Teilchen, die in direktem Kontakt mit dem teerhaltigen Hochtemperaturgas stehen, erwärmt wird, einen Teerkühler, durch den das flüssige Wärmemedium durch den im Kreislauf geführten Teer erwärmt wird, der von dem teerhaltigen Gas abgezogen wird, das in direktem Kontakt steht mit dem Gas, und einen Wärmeaustauscher vom indirekten Kontakttyp mit einem Wärmeaustausch des Gases und des flüssigen Wärmemediums in dieser Reihenfolge, worauf das flüssige Wärmemedium, das durch den Wärmeaustauscher vom indirekten Kontakttyp erwärmt worden ist, dem Strahlschichtkühler und dem Teerkühler unter Abkühlung des teerhaltigen Hochtemperaturgases zugeführt wird, wobei die gebildete Wärme an das flüssige Wärmemedium abgegeben wird und der Teer, der durch den Wärmeaustauscher vom indirekten Kontakttyp kondensiert wird, zurück zu dem im Kreislauf geführten Teer im Teerkühler geführt wird.
Das in DE 30 05 431 C2 beschriebene Verfahren zur Ausnutzung des Brennwertes von festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen durch Rückgewinnung der in den Verbrennungsabgasen enthaltenen Energie, bei dem das Abgas aus der Brennkammer von unten durch einen Berieselungswärmeaustauscher mit Abgasstutzen strömt und Kühlwasser im Kreislauf geführt das Kontaktmittel im Berieselungswärmetauscher mit Benetzungseinrichtung im Gegenstrom zum Abgas mit einstellbarer Intensität benetzt und in einem Wärmetauscher zurückgekühlt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß vor Eintritt der Brennstoffverbrennung eine Umwälzpumpe für das Kühlwasser eingeschaltet, die Rauchgasabsperrvorrichtung am Berieselungswärmetauscher durch den Druckanstieg des Kühlwassers geöffnet und ein Endschalter betätigt wird, wodurch die Brennstoffverbrennung eingeschaltet und gleichzeitig ein Magnetventil in der Kühlwasserleitung angesteuert wird, worauf Kühlwasser impulsartig durch die Benetzungseinrichtung in den Berieselungswärmetauscher eingespritzt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit denen der Energieinhalt von Rauchgasen aus Verbrennungsanlagen zurückgewonnen werden kann.
Der Gegenstand der Erfindung wird durch die Ansprüche 1 und 8 definiert. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte bzw. zweckmäßige Ausgestaltungen des beanspruchten Verfahrens und der beanspruchten Anordnung.
Erfindungsgemäß gelingt es, einen weit höheren Prozentsatz des Wasserdampfgehaltes der Rauchgase zu kondensieren. als dies mit bekannten Verfahren möglich war. Hierdurch kann die Verbrennungsanlage mit maximalem ökonomischem Nutzen betrieben werden.
In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine Ausführungsform einer Vorrichtungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 ein Energie-Flußdiagramm, das eine erfindungsgemäße Ausführungsform erläutert.
Erfindungsgemäß wird das Rauchgas abgekühlt und befeuchtet, indem man das Gas in direkten Kontakt mit Wasser bringt, worauf es abgekühlt wird, so daß ein Teil des vorhandenen Wasserdampfes kondensiert. Die Kondensationswärme wird durch indirekten Wärmeaustausch zurückgewonnen. Diese Kondensationswärme wird teilweise auf ein Wärmeabsorptionsmedium übertragen, nämlich Rückwasser aus einem Heißwasser-Kreislauf, vorzugsweise Rückwasser, das in einem Fernheizsystem im Kreislauf geführt wird, und teilweise auf einen Kreislauf, in dem Wasser innerhalb der Anlage zirkuliert wird, wobei dieses Wasser zum Erwärmen und Befeuchten der Verbrennungsluft dient.
Gemäß Fig. 1 wird Luft, sogenannte Verbrennungsluft, die in die Energie-Rückgewinnungsanlage durch die Leitung (2) eintritt, in einem Befeuchter (8) im Gegenstrom zu rezirkuliertem Wasser aus der zweiten Kondensationsstufe (21) erwärmt und befeuchtet, wobei der Befeuchter (8) vorzugsweise ein Befeuchtungsturm des Typs ist, der mit Füllkörpern oder Böden ausgerüstet ist. Zusätzliches Wasser für den Befeuchtungsturm (8) wird durch eine Leitung (1) zugeführt. Das zusätzliche Wasser umfaßt vorzugsweise enthärtetes oder entionisiertes Wasser oder ein gereinigtes Kondensat.
Um ein Aufkonzentrieren von Verunreinigungen in dem Befeuchtungswasser zu vermeiden, werden 5 bis 50% des Wassers kontinuierlich durch eine Leitung (5) abgeleitet, wobei diese Menge auf Basis der dem Befeuchtungsturm zugeführten Menge an zusätzlichem Wasser errechnet wird.
In dem Befeuchtungsturm ist ein Tröpfchenseparator (9) angeordnet, der Tröpfchen aus der erwärmten, befeuchteten Verbrennungsluft entfernt. Das Überhitzen der erwärmten, befeuchteten Verbrennungsluft, die aus dem Befeuchtungsturm (8) austritt, erfolgt in Erhitzern (10, 12). Die überhitzte Verbrennungsluft wird dann zu der (nicht gezeigten) Verbrennungsanlage durch eine Leitung (14) geleitet.
Das Rauchgas aus der Verbrennungsanlage wird durch eine Leitung (15) zu einer Sprühkammer (16) geleitet, in der es mit Sprühwasser, das durch eine Leitung (19) zugeführt wird, befeuchtet und abgekühlt wird. Das derart befeuchtete und abgekühlte Rauchgas wird zu einer ersten Kondensationsstufe (17) für den indirekten Wärmeaustausch mit Rückwasser aus einem Heizleitungsnetz, welches über eine Leitung (20) zugeführt wird, geleitet. In dieser Stufe wird das Rauchgas weiter abgekühlt, um einen Teil des in dem Gas enthaltenen Wasserdampfes zu kondensieren, wobei die dabei freigesetzte Kondensationswärme auf das Rückwasser übertragen wird und dieses erwärmt. Das Rauchgas wird dann einer zweiten Kondensationsstufe (21) zugeführt, in der es weiter abgekühlt wird und weiterer Wasserdampf durch indirekten Wärmeaustausch mit Wasser, das über eine Leitung (6) einem Tank (3) am unteren Ende des Befeuchtungsturms (8) entnommen wird, kondensiert wird. Um ein Ansammeln von Verunreinigungen an den Wärmeaustausch-Oberflächen der Kondensationsstufe zu verhindern, werden diese Oberflächen intermittierend mit Rieselwasser, das über Leitung (18) zugeführt wird, gereinigt.
Der Wasserstrom in dem Befeuchtungskreislauf - Befeuchtungsturm (8) und Leitungen (4, 6, 7) - wird vorzugsweise so geregelt, daß die Temperaturdifferenz zwischen dem Rückwasser aus der zweiten Kondensationsstufe in Leitung (7) und dem in Leitung (4) abströmenden Wasser 10 bis 30°C, vorzugsweise 15 bis 25°C, beträgt. Hierdurch wird erreicht, daß ein Maximum der in den Rauchgasen enthaltenen Abwärme zurückgewonnen werden kann.
Das gekühlte Rauchgas wird dann einem Tröpfchenseparator (23) zugeführt und von dort über eine Leitung (26) einem Schornstein. Der Separator (23) wird intermittierend mit Rieselwasser, das über eine Leitung (24) zugeführt wird, gereinigt. Gegebenenfalls kann man das Rauchgas vor dem Eintritt in den Schornstein in einer Vorrichtung (27) stromabwärts zum Separator (23) erhitzen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, um eine Korrosion des Schornsteins sowie der zum Schornstein führenden Gasleitungen oder -kanäle zu verhindern.
Das Sprühwasser, Rieselwasser, Rauchgas-Kondensat und die in dem Tröpfchenseparator (23) entfernten Tröpfchen werden in einem Kondensatsammler (22) gesammelt, aus dem die darin enthaltene Flüssigkeit abgezogen und über eine Leitung (28) einer Reinigungsvorrichtung (30) oder über eine Leitung (29) einem Auffangbehälter zugeführt wird. In den Kondensationsstufen können Reinigungschemikalien verschiedener Art zugeführt werden, um eine Reinigung des Gases zu bewirken, vorzugsweise über eine Leitung (31), die mit der Leitung (19) verbunden ist, in der das Sprühwasser geführt wird.
In einer anderen besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform, die nicht dargestellt ist, ist das in dem Befeuchtungsturm verwendete zusätzliche Wasser ein Kondensat, das aus der zweiten Kondensationsstufe entnommen wird. In diesem Fall ist zwischen den ersten und zweiten Kondensationsstufen vorzugsweise eine Kollektorplatte für Schmutzkondensat aus dieser Stufe in Kombination mit geeigneten Leitungen angeordnet, wodurch es möglich ist, "verunreinigtes" Kondensat aus der ersten Kondensationsstufe von dem "reineren" Kondensat aus der zweiten Kondensationsstufe zu trennen.
Im folgenden wird die Erfindung in bezug auf die Fig. 1 und 2 in einem Arbeitsbeispiel näher erläutert.
Beispiel
Dieses Beispiel bezieht sich auf eine Verbrennungsanlage zum Verbrennen von Torf mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 50% für die Heißwasser-Erzeugung in einem kommunalen Fernheizungsnetz, wobei das rezirkulierte Wasser oder Rückwasser eine Temperatur von 60°C hat.
Auf 20°C erwärmte Verbrennungsluft wird über die Leitung (2) mit einem Durchsatz von 3,9 kg/s dem Befeuchtungsturm (8) zugeführt. Enthärtetes Wasser mit einer Temperatur von 10°C wird über die Leitung (1) mit einem Durchsatz von 0,63 kg/s dem Tank (3) am unteren Ende des Befeuchtungsturms (8) zugeführt.
15,59 kg auf 38°C erwärmtes Wasser werden pro Sekunde dem Tank (3) am unteren Ende des Befeuchtungsturms (8) über die Leitung (4) entnommen. 0,19 kg dieses Wassers werden pro Sekunde durch die Leitung (5) abgeleitet, wobei dieses Wasser eine Temperatur von 38°C hat. Der Rest des Wassers mit einer Temperatur von 38°C wird mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 15,4 kg/s über die Leitung (6) der zweiten Kondensationsstufe (21) zugeführt. Das Wasser wird in der Kondensationsstufe durch indirekten Wärmeaustausch mit dem Rauchgas auf eine Temperatur von 58°C erhitzt.
Der Tröpfchenseparator (9) entfernt Wassertröpfchen aus der Verbrennungsluft im Inneren des Befeuchtungsturms. Heiße befeuchtete Verbrennungsluft mit einer Temperatur von 56°C und einem Taupunkt von 56°C wird aus dem Befeuchtungsturm (8) mit einem Durchsatz von 4,34 kg/s einem ersten Erhitzer (10) zum indirekten Wärmeaustausch mit Heißwasser einer Temperatur von 180°C, welches über die Leitung (11) aus dem (nicht gezeigten) Heißwasser-Kreislauf der Verbrennungsanlage zugeführt wird, zugeleitet. Die befeuchtete Verbrennungsluft wird dadurch auf 95°C erhitzt und anschließend in einem zweiten Erhitzer (12) auf 190°C überhitzt. Der zweite Erhitzer wird mit Verbrennungsgas aus dem Kessel der Verbrennungsanlage, welches über die Leitung (13) mit einem Durchsatz von 5,2 kg/s zugeführt wird und eine Temperatur von 245°C hat, beheizt. Die Temperatur des Rauchgases fällt hierdurch auf 170°C. Das Rauchgas, das einen Wasser-Taupunkt von 72°C hat, wird dann durch die Leitung (15) der Sprühkammer (16) zugeführt. Die überhitzte, befeuchtete Verbrennungsluft wird dann dem (nicht gezeigten) Kessel über die Leitung (14) zugeführt. Das Rauchgas wird mit Hilfe des durch die Leitung (19) eingeleiteten Sprühwassers abgekühlt und befeuchtet. Das Rauchgas wird in der ersten Kondensationsstufe (17) durch indirekten Wärmeaustausch mit dem Rückwasser, welches aus dem Fernheizsystem rezirkuliert und über die Leitung (20) zugeführt wird, kondensiert, wobei sich das Rückwasser von 60°C auf 65,4°C erwärmt. Die Strömungsgeschwindigkeit des Rückwassers beträgt 70,5 kg/s. Das taufeuchte Rauchgas wird aus der Kondensationsstufe (17) mit einem Durchsatz von 4,81 kg/s und einer Temperatur von 65°C der zweiten Kondensationsstufe (21) zugeführt. Das Rauchgas verläßt die zweite Kondensationsstufe mit einem Durchsatz von 4,32 kg/s und einer Temperatur von 48°C und ist bis zum Taupunkt befeuchtet.
Das Rauchgas wird dann durch den Kondensatsammler (22) und den Tröpfchenseparator (23) geleitet, worauf man es durch die Vorrichtung (27) leitet, in der es auf 58°C erhitzt wird. Die Vorrichtung (27) wird indirekt durch Dampf, der über die Leitung (25) mit einem Durchsatz von 0,022 kg/s und einer Temperatur von 180°C zugeführt wird, erhitzt. Der Dampf wird der (nicht gezeigten) Dampfhaube der Verbrennungsanlage entnommen.
Das in den Kondensationsstufen (17, 21) erhaltene Kondensat, das Sprüh- und Rieselwasser aus der Sprühkammer (16), das Rieselwasser und die entfernten Tröpfchen aus dem Tröpfchenseparator (23) werden in dem Kondensatsammler (22) gesammelt.
Das Kondensat wird dann dem Kondensatsammler (22) über die Leitung (28) mit einem Durchsatz von 0,88 kg/s und einer Temperatur von 47°C entnommen und über die Leitung (29) einer kommunalen Kläranlage zugeführt.
Die Verbrennungsanlage hat eine Leistung von 8,9 MW. Kühlt man das Rauchgas auf herkömmliche Weise durch Wärmeaustausch mit Rückwasser aus dem kommunalen Heiznetzwerk, jedoch ohne die erfindungsgemäße Befeuchtung der Verbrennungsluft, auf 65°C, so beträgt die Leistung nur 7,6 MW, was einer Abnahme von 14,6% gegenüber der erfindungsgemäßen Verbrennungsgas-Kondensation entspricht. In einer herkömmlichen Verbrennungsanlage, in der die Rauchgase nicht kondensiert werden, beträgt die entsprechende Leistung lediglich 7,3 MW, d. h. 18% weniger als die erfindungsgemäß erzielte Leistung.
Der Energiefluß in diesem Beispiel ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Die Bedeutung der einzelnen Bezugszeichen ist aus der folgenden Tabelle ersichtlich:
AA=Heizkessel
17=Kondensationsstufe 1
21=Kondensationsstufe 2
A=aus Heizkessel, MW
B=Verbrennungsverluste, MW
C=Rückwasser aus dem kommunalen Heiznetzwerk, erhitzt in dem Heizkessel, MW
D=Rauchgas aus dem Heizkessel, MW
E=Erhitzen, MW
F=Rückwasser aus dem kommunalen Heiznetzwerk, erhitzt in der ersten Kondensationsstufe,MW
G=aus der Verbrennungsanlage, MW
H=Kondensat, MW
I=Rauchgas aus der ersten Kondensationsstufe, MW
K=Kondensat aus der zweiten Kondensationsstufe, MW
L=Rauchgas aus der zweiten Kondensationsstufe, MW
M=erhitztes Rauchgas zum Schornstein, MW
N=zusätzliches Wasser, MW
P=abgeleitetes Befeuchtungswasser, MW
R=erwärmtes Befeuchtungswasser, MW
S=zugeführte Verbrennungsluft, MW
T=Brennstoffzufuhr, MW
U=zum Heizkessel, MW
Der Strom R, d. h. der Strom aus der zweiten Kondensationsstufe (21) zu dem Heizkessel (AA), ist in herkömmlichen Rauchgas-Kondensationsanlagen, in denen die Verbrennungsluft nicht befeuchtet wird, nicht vorhanden.

Claims (9)

1. Verfahren zur Rückgewinnung der Energie von Rauchgasen aus Verbrennungsanlagen für die Erwärmung der in den Verbrennungsanlagen benötigten Verbrennungsluft, gekennzeichnet durch die Kombination der Schritte:
  • (a) Abkühlen und Befeuchten des Rauchgases durch Einspritzen von Wasser, das in einem offenen Kreislauf geführt wird,
  • (b) Abkühlen und Kondensieren des entstandenen Wasserdampfes aus dem Rauchgas in einer ersten Kondensationsstufe durch indirekten Wärmeaustausch mit Rückwasser aus einem Heißwasser-Kreislauf,
  • (c) weiteres Kühlen und Kondensieren des Wasserdampfes aus dem Rauchgas in einer zweiten Kondensationsstufe durch indirekten Wärmeaustausch mit Wasser aus dem Befeuchten der Verbrennungsluft (Schritt d),
  • (d) Erwärmen und Befeuchten der Verbrennungsluft durch direkten Kontakt mit erwärmtem Rückwasser aus der zweiten Kondensationsstufe.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluft nach dem Befeuchten überhitzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Tröpfchen aus dem Rauchgas entfernt werden und das Rauchgas nach Abschluß des Abkühlprozesses wieder erhitzt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Befeuchten der Verbrennungsluft Wasser zugeführt und daraus 5 bis 50 Volumenprozent des zugeführten Wassers abgeleitet werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zugeführte Wasser enthärtetes und/oder entionisiertes Wasser oder gereinigtes Kondensat aus dem Befeuchten des Rauchgases ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Befeuchten der Verbrennungsluft zusätzlich Wasser aus der zweiten Kondensationsstufe verwendet wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zustrom von Wasser zum Befeuchten der Verbrennungsluft derart geregelt wird, daß die Temperaturdifferenz zwischen zuströmendem und abströmendem Wasser 10 bis 30°C, vorzugsweise 15 bis 25°C, beträgt.
8. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Kombination
  • - einer Sprühkammer (16) zum Abkühlen und Befeuchten des Rauchgases (Schritt a)
  • - eines indirekten Wärmeaustauschers (17) (als erster Kondensationsstufe) zum Wärmeaustausch zwischen Rückwasser aus einem Heißwasser-Kreislauf und dem Rauchgas (Schritt b)
  • - eines indirekten Wärmeaustauschers (21) (als zweiter Kondensationsstufe) zur Wärmeübertragung zwischen Wasser aus dem Befeuchter (8) und dem Rauchgas (Schritt c)
  • - eines Kondensatsammlers (22) zum Sammeln von Rauchgas- Kondensat, Sprühwasser und Rieselwasser aus der Sprühkammer (16)
  • - eines Befeuchters (8) zum Erwärmen und Befeuchten der Verbrennungsluft (Schritt d)
  • - eines Erhitzers (10, 12) zum Überhitzen der erwärmten und befeuchteten Verbrennungsluft
  • - einer Zuführleitung (1) zum Einspeisen von zusätzlichem Wasser in den Befeuchter (8)
  • - einer Leitung (5) zum Ableiten eines Teils des Wassers aus dem Befeuchter (8) und
  • - einer Leitung (28) zum Ableiten von Kondensat aus der Sprühkammer (16).
9. Anordnung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Zuführleitung (31) zum Einspeisen von Gas-Reinigungschemikalien in die Sprühkammer (16) durch die Leitung (19).
DE3734292A 1986-10-23 1987-10-09 Verfahren zur Rückgewinnung der Energie von Rauchgasen und Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens Expired - Lifetime DE3734292C2 (de)

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Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4963231A (en) * 1988-06-13 1990-10-16 Ahlstromforetagen Svenska Ab Method for evaporation of liquids
US4999167A (en) * 1989-06-20 1991-03-12 Skelley Arthur P Low temperature Nox /Sox removal apparatus
US5160707A (en) * 1989-08-25 1992-11-03 Washington Suburban Sanitary Commission Methods of and apparatus for removing odors from process airstreams
DE4002434A1 (de) * 1990-01-27 1991-08-01 Gea Luftkuehler Happel Gmbh Verfahren und vorrichtung zur entstickung und entschwefelung von heissen abgasen, insbesondere aus feuerungen
FR2678047B1 (fr) * 1991-06-18 1993-10-15 Equip Technic Dispositif de traitement des fumees chaudes et polluees, notamment acides, provenant de la combustion du fuel dans une chaudiere industrielle ou de chauffage urbain.
US5097819A (en) * 1991-06-24 1992-03-24 Gas Research Institute Dispersed bubble condensation
US5176723A (en) * 1991-07-19 1993-01-05 Regents Of The University Of Minnesota Condensation-growth particle scrubber
US5206002A (en) * 1991-08-29 1993-04-27 Cannon Boiler Works, Inc. Process for removing nox and sox from exhaust gas
SE468296B (sv) * 1991-12-17 1992-12-07 Svenska Rotor Maskiner Ab Foerfarande foer optimalt energiutbyte vid regenerativ vaermevaexling, varvid vaermeoeverfoeringselementen begjutes med vatten
US5405590A (en) * 1993-02-05 1995-04-11 Pedro Buarque de Macedo Off-gas scrubber system
US5370720A (en) * 1993-07-23 1994-12-06 Welhelm Environmental Technologies, Inc. Flue gas conditioning system
TW245651B (en) * 1994-02-24 1995-04-21 Babcock & Wilcox Co Black liquor gasifier
US5843214A (en) * 1995-10-31 1998-12-01 California Energy Commission Condensable vapor capture and recovery in industrial applications
US5826518A (en) * 1996-02-13 1998-10-27 The Babcock & Wilcox Company High velocity integrated flue gas treatment scrubbing system
FI106223B (fi) * 1996-06-07 2000-12-15 Valmet Corp Lämmönvaihdin
US6013120A (en) * 1996-08-14 2000-01-11 Mcdermott Technology, Inc. Apparatus for air sparged slurry tanks
AU4248497A (en) * 1996-09-04 1998-03-26 American Innovations, Inc. Method and apparatus for treatment of hot vapors
DE19704888A1 (de) * 1997-02-10 1998-08-13 Bhf Verfahrenstechnik Gmbh Verfahren zum Betrieb eines Heizkessels mit Brennwertnutzung und Heizkessel zur Realisierung des Verfahrens
DE19804989B4 (de) * 1998-02-07 2004-08-05 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Verfahren und Vorrichtung zum Vorwärmen einer einem Brenner einer Feuerungsanlage zugeführten Verbrennungsluft
US6019819A (en) * 1998-03-17 2000-02-01 Alpha Engineers, Inc. Apparatus and method for extracting heat from contaminated waste steam
US6394174B1 (en) * 1999-01-29 2002-05-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd System for reclaiming process water
GB0124669D0 (en) * 2001-10-13 2001-12-05 Robertson Alastair Improved secondary heat exchanger for water boiler
GB2390668B (en) * 2001-10-13 2005-05-25 Alastair Robertson Improved heating system
JP3814206B2 (ja) * 2002-01-31 2006-08-23 三菱重工業株式会社 二酸化炭素回収プロセスの排熱利用方法
GB2394039B (en) * 2002-10-09 2004-09-22 Alastair Robertson Improved heating system
DE102005009202A1 (de) * 2005-02-25 2006-08-31 Sgl Carbon Ag Blockwärmetauscher für staubhaltige Rauchgase
EP1946006B1 (de) * 2005-09-27 2009-08-19 Dall Energy Holding ApS Verfahren und system zur erwärmung von wasser auf grundlage heisser gase
AT502821B1 (de) * 2006-04-28 2007-06-15 Johann Dipl Ing Haslmayr Verfahren und kondensationsteil zur kondensation von rauchgas
SE529798C2 (sv) * 2006-08-16 2007-11-27 Radscan Intervex Ab En metod och en anordning för rening och återvinning av energi från rökgaser
FI122857B (fi) 2009-01-26 2012-08-15 Metso Power Oy Menetelmä voimalaitoksessa ja voimalaitos
US8387545B2 (en) * 2009-07-17 2013-03-05 Conocophillips Company Water recovery from flue gas in steam-assisted production
US8430947B2 (en) * 2009-07-17 2013-04-30 Conocophillips Company Water recovery from steam-assisted production
US9314734B2 (en) * 2010-01-14 2016-04-19 Alstom Technology Ltd Wash water method and system for a carbon dioxide capture process
US9072984B2 (en) * 2011-09-23 2015-07-07 Massachusetts Institute Of Technology Bubble-column vapor mixture condenser
US20130089482A1 (en) 2011-10-11 2013-04-11 Phillips 66 Company Water recovery and acid gas capture from flue gas
JP5925105B2 (ja) * 2012-10-26 2016-05-25 三菱重工業株式会社 サチュレータ及びこれを備える天然ガス改質システム
WO2014138585A2 (en) * 2013-03-08 2014-09-12 Mosi Chu Heat exchangers, boilers, and systems incorporating the same
US9316394B2 (en) 2013-03-12 2016-04-19 Direct Contact, Llc Heat recovery system
FI125778B (fi) * 2014-03-28 2016-02-15 Valmet Technologies Oy Menetelmä ja laitteisto lauhteen jäähdyttämiseksi ja sen lämmön talteenottamiseksi kattilalaitoksessa
US10981082B2 (en) 2015-05-21 2021-04-20 Gradiant Corporation Humidification-dehumidification desalination systems and methods
US10143936B2 (en) 2015-05-21 2018-12-04 Gradiant Corporation Systems including an apparatus comprising both a humidification region and a dehumidification region with heat recovery and/or intermediate injection
US10143935B2 (en) 2015-05-21 2018-12-04 Gradiant Corporation Systems including an apparatus comprising both a humidification region and a dehumidification region
US10463985B2 (en) 2015-05-21 2019-11-05 Gradiant Corporation Mobile humidification-dehumidification desalination systems and methods
US10513445B2 (en) 2016-05-20 2019-12-24 Gradiant Corporation Control system and method for multiple parallel desalination systems
US10294123B2 (en) 2016-05-20 2019-05-21 Gradiant Corporation Humidification-dehumidification systems and methods at low top brine temperatures
EP3290794A1 (de) * 2016-09-05 2018-03-07 Technip France Verfahren zur reduzierung von nox-emissionen
WO2019156549A1 (en) * 2018-02-09 2019-08-15 Nano Silver Manufacturing Sdn Bhd An apparatus for cleaning exhaust smoke
JP7129214B2 (ja) * 2018-05-24 2022-09-01 三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社 排熱回収ボイラー
FI128210B (en) 2018-10-04 2019-12-31 Valmet Technologies Oy Method for recovering heat from the boiler flue gas, and arrangement
EP3868459B1 (de) * 2020-02-20 2022-04-13 Richard Treichl Vorrichtung zur nutzung der abwärme und/oder zur reinigung eines rauchgases
WO2024025628A2 (en) * 2022-07-26 2024-02-01 Next Carbon Solutions, Llc Methods, systems, and devices for flue gas cooling

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3442400A1 (de) * 1983-11-28 1985-07-18 Mitsubishi Jukogyo K.K. Verfahren zur rueckgewinnung der waerme eines teerhaltigen hochtemperaturgases
DE3005431C2 (de) * 1980-02-14 1986-08-21 Klaus-Jürgen Dipl.-Ing. 2081 Hetlingen Möhlenbeck Verfahren zur Ausnutzung des Brennwertes von festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen durch Rückgewinnung der in Verbrennungsabgasen enthaltenen Energie und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU715882A1 (ru) * 1977-05-20 1980-02-15 Предприятие П/Я А-7844 Соединение трубопроводов
JPS5824320A (ja) * 1981-08-05 1983-02-14 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd ガス洗浄塔
DE3145302A1 (de) * 1981-11-14 1983-05-19 Fröling GmbH & Co Kessel-Apparatebau, 5063 Overath Verfahren und vorrichtung zur absenkung des schadstoffgehaltes hinter waermeerzeugern
DK148455C (da) * 1983-04-11 1985-11-25 Henrik Gerner Olrik Fremgangsmaade ved drift af et fyringsanlaeg samt fyringsanlaeg til udoevelse af fremgangsmaaden

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3005431C2 (de) * 1980-02-14 1986-08-21 Klaus-Jürgen Dipl.-Ing. 2081 Hetlingen Möhlenbeck Verfahren zur Ausnutzung des Brennwertes von festen, flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen durch Rückgewinnung der in Verbrennungsabgasen enthaltenen Energie und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE3442400A1 (de) * 1983-11-28 1985-07-18 Mitsubishi Jukogyo K.K. Verfahren zur rueckgewinnung der waerme eines teerhaltigen hochtemperaturgases

Also Published As

Publication number Publication date
GB2200569A (en) 1988-08-10
SE8604524L (sv) 1988-04-24
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SE455226B (sv) 1988-06-27
GB2200569B (en) 1990-09-19
FI874455A (fi) 1988-04-24

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